(57)【要約】  車載用バッテリの温度制御システムは、車載用のバッテリを収納するバッテリ収納容器と、前記バッテリ収納容器内において、前記バッテリと熱交換可能な蓄熱剤２２と、前記蓄熱剤と第１冷媒との間で熱交換して前記蓄熱剤の温度を調節する蓄熱剤温度調節装置と、前記蓄熱剤の温度を検出する蓄熱剤温度検出器と、第２冷媒を循環させて車室内への調和空気を生成するヒートポンプ空調装置と、前記蓄熱剤温度調節装置の前記第１冷媒と前記ヒートポンプ空調装置の前記第２冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換装置と、前記蓄熱剤温度検出手段によって検出された蓄熱剤温度が所定値になったときに、前記蓄熱剤温度調節装置および前記中間熱交換装置により前記第１冷媒の温度を調整して前記蓄熱剤を適温に調整する制御装置とを備える。
2012114439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載用のバッテリを収納するバッテリ収納容器と、
前記バッテリ収納容器内において、前記バッテリと熱交換可能な蓄熱剤と、
前記蓄熱剤と第１冷媒との間で熱交換して前記蓄熱剤の温度を調節する蓄熱剤温度調節装置と、
前記蓄熱剤の温度を検出する蓄熱剤温度検出器と、
第２冷媒を循環させて車室内への調和空気を生成するヒートポンプ空調装置と、
前記蓄熱剤温度調節装置の前記第１冷媒と前記ヒートポンプ空調装置の前記第２冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換装置と、
前記蓄熱剤温度検出手段によって検出された蓄熱剤温度が所定値になったときに、前記蓄熱剤温度調節装置および前記ヒートポンプ空調装置により前記第１冷媒の温度を調整して前記蓄熱剤の温度を調整する制御装置とを備えた車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記蓄熱剤を冷却する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第２の基準値（第１の基準値）以下となったとき、前記蓄熱剤を加熱する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記蓄熱剤温度調節装置は、
内部にブラインが充填され、前記ブラインと前記蓄熱剤とを熱交換する伝熱管を有し、前記伝熱管を流れる第１冷媒が前記蓄熱剤と熱交換する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記バッテリ収納容器には、
前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるための入口開口および出口開口と、
前記入口開口から導入した冷却風を流通させて前記出口開口から吐き出す風路とが設けられた車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項６】
請求項５記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記入口開口は、車室内に連通する車室内入口開口と、車室外と連通する車室外入口開口とを有し、前記出口開口は、車室内に連通する車室内出口開口と、車室外と連通する車室外出口開口とを有し、
前記車室内入口開口と前記車室内出口開口の開閉を制御する車室内用ダンパ装置と、
前記車室外入口開口と前記車室外出口開口の開閉を制御する車室外用ダンパ装置とをさらに有する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項７】
請求項６記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口を開放するように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口が閉じるように車室内用ダンパ装置を駆動制御する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項８】
請求項６または７記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記蓄熱剤温度が第２の基準値（第１の基準値）以下となったとき、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口を開放するように車室内用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口が閉じるように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるファンをさらに有する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記蓄熱剤温度調節装置は、
内部にブラインが充填され、前記ブラインと前記蓄熱剤とを熱交換する伝熱管を有し、
前記伝熱管は前記風路を横切るようにジグザグ状に配設されている車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記バッテリ収納容器には前記蓄熱剤を断熱する断熱材が設けられている車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項１２】
請求項１乃至３、請求項５乃至３のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記蓄熱剤温度調節装置は、
内部にブラインが充填され、前記ブラインと前記蓄熱剤とを熱交換する伝熱管と、
前記伝熱管に接続され、前記ブラインを流動させるブライン回路とを有し、
前記ヒートポンプ空調装置は、
前記第２冷媒を加圧する圧縮機と、
前記圧縮機の吐出側と吸込側に接続された第１切替弁と、
前記圧縮機の吐出側と吸込側に接続された第２切替弁と、
前記第２冷媒を膨張させる膨張弁とを備えた圧縮機回路とを有し、
前記温度制御システムは、
前記圧縮機回路に接続された空調用室外熱交換器および空調用室内熱交換器と、
前記ブライン回路と前記圧縮機回路とを相互に熱交換する中間熱交換手段とをさらに備え、
前記第１切替弁は、前記圧縮機の吐出側を、前記空調用室外熱交換器または前記空調用室内熱交換器に接続し、
前記第２切替弁は、前記中間熱交換器を前記圧縮機の吸込側また吐出側に接続する車載用バッテリの温度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用バッテリの温度制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用バッテリの温度制御システムとしては、例えば、特許文献１に記載のように、車内の空気を吸い込んでバッテリを冷却するバッテリ冷却装置が知られている。
一方、燃料電池温度制御システムとして、特許文献２に記載のように、内面に蓄熱壁、外面に断熱壁を設けたハウジング内に、燃料電池セルを収納し、さらにハウジングに熱交換部を設け、熱交換部において、ハウジング外からの導入ガスによって燃焼ガスを加熱する燃料電池組立体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２０７９９号公報
【特許文献２】特開２００５−１５８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載用バッテリは、低温では発電効率が低下し、高温では電極、電解液等の劣化が顕著であるため、適正な温度制御が必要である。
しかし、特許文献１記載のバッテリ冷却装置では、バッテリを加熱することはできず、必ずしも適正温度は得られない。【０００５】
また、燃料電池は、発熱量の６０％の廃熱を要する程、発熱量が大きく、その温度制御システムは、発熱のはるかに少ない車載用バッテリには適用できない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１の発明による車載用バッテリの温度制御システムは、車載用のバッテリを収納するバッテリ収納容器と、前記バッテリ収納容器内において、前記バッテリと熱交換可能な蓄熱剤と、前記蓄熱剤と第１冷媒との間で熱交換して前記蓄熱剤の温度を調節する蓄熱剤温度調節装置と、前記蓄熱剤の温度を検出する蓄熱剤温度検出器と、第２冷媒を循環させて車室内への調和空気を生成するヒートポンプ空調装置と、前記蓄熱剤温度調節装置の前記第１冷媒と前記ヒートポンプ空調装置の前記第２冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換装置と、前記蓄熱剤温度検出手段によって検出された蓄熱剤温度が所定値になったときに、前記蓄熱剤温度調節装置および前記ヒートポンプ空調装置により前記第１冷媒の温度を調整して前記蓄熱剤の温度を調整する制御装置とを備えるものである。
（２）請求項２の発明は、請求項１記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記蓄熱剤を冷却するものである。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第２の基準値（第１の基準値）以下となったとき、前記蓄熱剤を加熱するものである。
（４）請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記蓄熱剤温度調節装置は、内部にブラインが充填され、前記ブラインと前記蓄熱剤とを熱交換する伝熱管を有し、前記伝熱管を流れる第１冷媒が前記蓄熱剤と熱交換するものである。
（５）請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記バッテリ収納容器には、前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるための入口開口および出口開口と、前記入口開口から導入した冷却風を流通させて前記出口開口から吐き出す風路とが設けられたものである。
（６）請求項６の発明は、請求項５記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記入口開口は、車室内に連通する車室内入口開口と、車室外と連通する車室外入口開口とを有し、前記出口開口は、車室内に連通する車室内出口開口と、車室外と連通する車室外出口開口とを有し、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口の開閉を制御する車室内用ダンパ装置と、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口の開閉を制御する車室外用ダンパ装置とをさらに有するものである。
（７）請求項７の発明は、請求項６記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、  前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口を開放するように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口が閉じるように車室内用ダンパ装置を駆動制御するものである。
（８）請求項８の発明は、請求項６または７記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第２の基準値（第１の基準値）以下となったとき、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口を開放するように車室内用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口が閉じるように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御するものである。
（９）請求項９の発明は、請求項５乃至８のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるファンをさらに有するものである。
（１０）請求項１０の発明は、請求項５乃至９のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記蓄熱剤温度調節装置は、内部にブラインが充填され、前記ブラインと前記蓄熱剤とを熱交換する伝熱管を有し、前記伝熱管は前記風路を横切るようにジグザグ状に配設されているものである。
（１１）請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記バッテリ収納容器には前記蓄熱剤を断熱する断熱材が設けられているものである。
(１２)請求項１２の発明は、請求項１乃至３、請求項５乃至１０のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、前記蓄熱剤温度調節装置は、内部にブラインが充填され、前記ブラインと前記蓄熱剤とを熱交換する伝熱管と、前記伝熱管に接続され、前記ブラインを流動させるブライン回路とを有し、前記ヒートポンプ空調装置は、前記第２冷媒を加圧する圧縮機と、前記圧縮機の吐出側と吸込側に接続された第１切替弁と、前記圧縮機の吐出側と吸込側に接続された第２切替弁と、前記第２冷媒を膨張させる膨張弁とを備えた圧縮機回路とを有し、前記温度制御システムは、前記圧縮機回路に接続された空調用室外熱交換器および空調用室内熱交換器と、前記ブライン回路と前記圧縮機回路とを相互に熱交換する中間熱交換手段とをさらに備え、前記第１切替弁は、前記圧縮機の吐出側を、前記空調用室外熱交換器または前記空調用室内熱交換器に接続し、前記第２切替弁は、前記中間熱交換器を前記圧縮機の吸込側また吐出側に接続するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄熱剤により、車両の停止時にもバッテリの温度が一定に保持され、再起動時にも放電効率が高い。また、バッテリからの放熱量が急激に増加しても、蓄熱剤の熱量で吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る温度制御システムの第１実施携帯を示すシステム構成図。
【図２】図１の温度制御システムのブロック図
【図３】図１のバッテリ収納器を示す縦断面図。
【図４】図１の温度制御システムによる第１冷却運転モードを示す配管系統図。
【図５】図１の温度制御システムによる第２冷却運転モードを示す配管系統図。
【図６】図１の温度制御システムによる第３冷却運転モードを示す配管系統図。
【図７】図１の温度制御システムによる第４冷却運転モードを示す配管系統図。
【図８】図１の温度制御システムによる第５冷却運転モードを示す配管系統図。
【図９】図１の温度制御システムによる第１暖房運転を示す配管系統図。
【図１０】図１の温度制御システムによる第２暖房運転を示す配管系統図。
【図１１】図１の温度制御システムによる第３暖房運転を示す配管系統図。
【図１２】図１の温度制御システムによる第４暖房運転を示す配管系統図。
【図１３】図１の温度制御システムの処理を示すフローチャート。
【図１４】図１の温度制御システムによる蓄熱剤温度の変化を示すグラフ。
【図１５】本発明に係る温度制御システムの運転モード選択条件を示す一覧表。
【図１６】選択された運転モードにおける各種機器の動作を説明する一覧表。
【図１７】本発明に係る温度制御システムの第２実施形態におけるバッテリ収納器を示す縦断面図。
【図１８】図１５のバッテリ収納器の冷却用伝熱管を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による車載用バッテリの温度制御システムの実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。本発明によるシステムは、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）の車載バッテリに適用して好適である。
【００１０】
［第１実施形態］
図１、図３に示すように、車載用バッテリ２１は、車両１におけるバッテリ収納容器２内に収納され、バッテリ収納容器２にはブラインブライン回路５が接続されている。車両１には、暖冷房等のためのヒートポンプシステム３が設けられ、ヒートポンプシステム３の主要部はヒートポンプ用機械室４に収納されている。ヒートポンプ用機械室４内には中間熱交換器４８（図４〜図１２）が設けられ、ヒートポンプシステム３とブライン回路５とは相互に熱交換可能である。すなわち、実施形態では、ブライン回路５およびヒートポンプシステム３は、それぞれの冷媒（第１冷媒、第２冷媒）により熱交換機能を実現する基幹の構成要素である。
【００１１】
図３に示すように、バッテリ収納容器２は断熱材２５によって形成され、内部のバッテリ２１の周囲には蓄熱剤２２が設けられている。バッテリ２１からの放熱は蓄熱剤２２に伝達され、かつ、断熱材２５の保熱効果によって、蓄熱剤２２に効果的に保有される。
【００１２】
蓄熱剤２２は蓄熱温度が３０〜５０℃のものであれば各種材料を使用可能である。たとえば、パラフィンのｎ−エイコサン（融点３６.４℃）、ｎ−ドコサン（融点４４℃）、脂肪酸のラウリン酸（融点４４℃）、無機水和塩の臭化カルシウム水和物（融点３８℃）等の単独あるいは混合物が使用される。
断熱材２５としては、たとえば、グラスウール等の無機材を内部に封入し、周囲をアルミ箔で覆い、内部を真空にしたもの、あるいは、グラスウール等の無機材を内部に封入し、周囲をステンレスの板で構成し、内部を真空にしたものが使用される。
このような構成を採用する容器内にバッテリを収容することにより、車両１の停止時、とくに気温の低い季節の夜間停止時にもバッテリ２１が保温される。
なお、金属製のケースの内側に断熱材を設けた断熱性容器を作製してもよい。
【００１３】
蓄熱剤２２内には、ブライン（例えば、エチレングリコール）が流動する冷却用伝熱管２３が埋設され、蓄熱剤２２の保有熱によって、冷却用伝熱管２３内のブラインを加熱することができる。すなわち、ブラインと蓄熱剤２２との間で熱交換することができる。冷却用伝熱管２３の外周には、フィン２４が、冷却用伝熱管２３長手方向に並列して突設され、蓄熱剤２２と冷却用伝熱管２３との熱伝達効率が高められている。
蓄熱剤２２には、バッテリ２１に近接して蓄熱剤温度検出器２６が設けられ、蓄熱剤温度Ｔを検出できる。
【００１４】
図１に示すように、ヒートポンプシステム３は、室内空調システム６における空調用室内熱交換器(エバポレータ)６１、および空調用熱交換器(コンデンサ)７に接続されている。一方、ブライン回路５は、室内空調システム６におけるブライン用室内熱交換器６２に接続されている。
室内空調システム６には室内ファン６３が設けられ、室内空調システム６によって得られた暖気、冷気を室内に供給することができる。
【００１５】
空調用熱交換器７はブライン冷却用ラジエータ８に隣接配置され、空調用熱交換器７およびラジエータ８は、室外ファン９によって室外から取り込まれる外気で冷却される。
室内空調システム６は空調制御器９０によって操作・設定され、後述する制御部１００によって、制御される。
【００１６】
図１〜図３に示すように、室内空調システム６および空調用熱交換器７には、外気温度検出器１１、車内温度検出器１２がそれぞれ設けられ、ブライン回路５には、ブライン温度検出器５６が設けられている。これによって、外気温度Ｔｏｕｔ、室内空調システム６の空調温度Ｔｉｎおよびブライン温度Ｔｐを検出することができる。
【００１７】
外気温度検出器１１、車内温度検出器１２、蓄熱剤温度検出器２６、ブライン温度検出器５６は制御部１００に接続されている。制御部１００は、外気温度検出器１１、車内温度検出器１２、蓄熱剤温度検出器２６、ブライン温度検出器５６によって検出された、外気温度Ｔｏｕｔ、車内温度Ｔｉｎ、蓄熱剤温度Ｔ、ブライン温度Ｔｐに基づいて、ヒートポンプシステム３、ブライン回路５、室内空調システム６を制御する。
なお、実施形態の各種構成要素へは、バッテリ２１の電力を供給する。しかし、充電時は商用電源から給電することもできる。
【００１８】
図４〜図１２は本実施形態の各種運転モードにおける冷媒とブラインの流通経路を説明する回路図である。はじめに、図４を参照して全体構成を説明する。
ヒートポンプシステム３は冷媒（例えば、フロン系のＲ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ）を加圧送給する圧縮機４１を備える。圧縮機４１は、たとえば電動可変容量型圧縮機であり、回転数と吐出容量を調整して冷暖房能力を任意に設定できる。圧縮機４１には、その低圧側（吸込側）４１ａまたは高圧側（吐出側）４１ｂを中間熱交換器４８の一端に接続する３方弁４３が接続されている。３方弁４３は、実線で示す切替位置と、破線で示す切替位置のいずれかに選択的に切り替えられる。３方弁４３が実線で示す切替位置に切換えられているとき、圧縮機４１の低圧側（吸込側）４１ａは中間熱交換器４８の一端に接続される。３方弁４３が破線で示す切替位置に切り替えられているとき、圧縮機４１の高圧側（吐出側）４１ｂは中間熱交換器４８の一端に接続される。
【００１９】
圧縮機４１には、低圧側（吸込側）４１ａと高圧側（吐出側）４１ｂに四方弁４２が接続されている。四方弁４２は、実線の切替位置と破線の切替位置の２位置に切換え可能である。実線の切替位置においては、圧縮機４１の低圧側（吸込側）４１ａが空調用室内熱交換器６１の一端に接続され、圧縮機４１の高圧側（吐出側）４１ｂが空調用室外熱交換器７の一端に接続される。破線の切替位置においては、圧縮機４１の低圧側（吸込側）４１ａが空調用室外熱交換器７の一端に接続され、圧縮機４１の高圧側（吐出側）４１ｂが空調用室内熱交換器６１の一端に接続される。
【００２０】
空調用室外熱交換器７の他端には、膨張弁４５を介してレシーバタンク４７が接続され、空調用室内熱交換器６１の他端には膨張弁４４を介してレシーバタンク４７が接続されている。一方、中間熱交換器４８の他端には、膨張弁４６を介してレシーバタンク４７が接続されている。
【００２１】
中間熱交換器４８の一端は、二方弁５７を介してラジエータ８の一端に接続されるとともに、二方弁５８を介してラジエータ８の他端に接続されている。
【００２２】
ラジエータ８の他端と二方弁５８とを接続する管路には、発熱機器冷却熱交換器１０の入口側が接続されている。発熱機器冷却熱交換器１０は、たとえばインバータ、回転電機、蓄電装置などを冷却するための熱交換器である。発熱機器冷却熱交換器１０の出口側は、二方弁５２を介して冷却用伝熱管２３の入口側に接続されている。冷却用伝熱管２３の出口側には、二方弁５５を介してポンプ５１の吸込側が接続され、ポンプ５１の吐出側は中間熱交換器４８の他端に接続されている。
【００２３】
二方弁５５とポンプ５１の吸込側とを接続する管路には、ブライン用室内熱交換器６２の一端が接続され、冷却用伝熱管２３の出口側と二方弁５５とを接続する管路には、二方弁５６を介して、ブライン用室内熱交換器６２の他端が接続されている。さらに、冷却用伝熱管２３の出口側と二方弁５５とを接続する管路と、発熱機器冷却熱交換器１０の出口側と二方弁５２とを接続する管路とが、二方弁５３を介して相互に接続されている。
【００２４】
以下、種々の条件における、温度制御システムの運転状態を説明する。
なお、本発明に係る温度制御システムの運転モード選択条件は図１５に示し、選択された運転モードにおける各種機器の動作は図１６に示す。
【００２５】
［第１冷却運転モード］
バッテリ２１からの放熱によって、蓄熱剤２２が昇温し、その温度Ｔが融点Ｔ０（たとえば、３０℃〜５０℃）よりも高い所定の温度Ｔ１を超えたとき、図４に示す第１冷却運転モードによる冷却動作が実行される。第１冷却運転モードでは、制御部１００は、ブライン回路５をラジエータ８に接続し、ブラインを外気によって冷却する。
【００２６】
図４において、第１冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、二方弁５２、５５、５７が開弁し、二方弁５３、５６、５８が閉弁する。そのため、ポンプ５１によって、ブラインが、ラジエータ８と、発熱機器冷却熱交換器１０と、冷却用伝熱管２３との間を循環する。これによって、ブラインがファン９によって導入された外気で冷却され、冷却されたブラインによって、インバータなどの発熱体と蓄熱剤２２が冷却される。
【００２７】
第１冷却運転モードでは、電動圧縮機４１、および電動室内ファン６３は停止し、したがって、ヒートポンプシステム３と室内空調システム６も停止している。そして、第１冷却運転モードによる冷却動作では、ファン９とポンプ５１の電力のみで、インバータなどの発熱体と蓄熱剤２２を冷却でき、消費電力が少ない。
【００２８】
［第２冷却運転モード］
外気温度が高いとき、あるいは、急速充電等、バッテリ２１の発熱量が大のとき、第１冷却運転モードから図５で説明する第２冷却運転モードに切り換わる。第２冷却運転モードによる冷却動作では、蓄熱剤２２の温度Ｔが所定の温度Ｔ２（＞Ｔ１）を超えたとき、蓄熱剤２２を急速冷却する。第２冷却運転モードは第１冷却運転モードに引き続いて切り換わるモードである。
【００２９】
第２冷却運転モードによる冷却動作では、ブライン回路５のブラインとヒートポンプシステム３の冷媒とを中間熱交換器４８において熱交換する。また、ヒートポンプシステム３の冷媒を空調用室外熱交換器７において、外気によって冷却する。
【００３０】
図５において、第２冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、ブライン回路５において、二方弁５２、５５、５８が開弁し、二方弁５３、５６、５７が閉弁する。そのため、ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３から中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
一方、ヒートポンプシステム３において、制御部１００の制御の下、四方弁４２および３方弁４３を実線で示す切替位置とするとともに、膨張弁４４を閉じ、膨張弁４５、４６を所定開度に開く。これにより、圧縮機４１から吐出される冷媒が空調用室外熱交換器７、レシーバタンク４７、中間熱交換器４８を循環する。
【００３１】
空調用室外熱交換器７において、室外ファン９で送風された空気との熱交換により冷媒は放熱され、高圧の液冷媒となる。その後、冷媒は膨張弁４５で減圧され、余剰分がレシーバタンク４７に滞留しつつ、膨張弁４６で再び減圧され、中間熱交換器４８でブライン回路５内のブラインと熱交換する。これによりブラインが冷却される。ここで、冷媒はガス冷媒となり、３方弁４３を通り圧縮機４１に戻る。
冷媒との熱交換によって蓄熱剤２２の温度がＴ３以下となったときに、第２冷却運転モードによる冷却動作が停止される。
【００３２】
上述したように、圧縮機４１は、たとえば電動可変容量型圧縮機であり、回転数と吐出容量を任意に調整して冷却能力を任意に設定できる。また、膨張弁４４、４５、４６の開度によっても冷却能力を任意に設定できる。従って、高外気温度、急速充電の際にも、バッテリ２１の温度を所定の温度に保持できる。
【００３３】
第１冷却運転モード、第２冷却運転モードによる冷却動作は、冷房（空調）運転の要求がないときに実行される。そして、蓄熱剤２２の温度ＴがＴ１以上のときに第１冷却運転モード、Ｔ２以上のときに第２冷却運転モードが選択される。
【００３４】
図１４に示すように、たとえば夜間充電時（時刻ｔ０〜ｔ４）において、蓄熱剤２２の温度ＴがＴ１に達した時刻ｔ１から、冷却システムは第１冷却運転モードに切り換わる。図１４のラジエータ冷却の区間である。時刻ｔ１から蓄熱剤２２の冷却が開始され、蓄熱剤２２の温度上昇が緩やかになる。その後、さらに蓄熱剤２２の温度Ｔが上昇し、温度Ｔ２に達した時刻ｔ２から、冷却システムは第２冷却運転モードに切り換わる。図１４のヒートポンプ冷却の区間である。時刻ｔ２から第２冷却運転モードが開始される。これによって、蓄熱剤２２の温度Ｔは融点Ｔ０まで急速に低下し、大部分の冷媒が凝固するまで融点Ｔ０一定に保たれる。凝固後はさらに低下する。そして、温度ＴがＴ３に達すると第２冷却運転モードが停止する。すなわち、冷媒による蓄熱剤２２の冷却動作が停止される。
【００３５】
充電開始時の蓄熱剤２２の温度Ｔは、一般にその融点Ｔ０であるが、低外気温の下に長期間放置されたときにはより低温（図１４の曲線Ｃ１）になることもある。また、充電完了後、運転開始までに、低外気温の下に長期間放置されたときにも、温度低下（図１４の曲線Ｃ２）が見られることがある。運転が行われないまま蓄電装置が長時間放置され、放電が生じたときには、充電サイクルは再度実行され、適宜繰り返される。
【００３６】
車内の空調制御器９０から冷房が要求され、空調負荷が比較的大きい条件下では、第３冷却運転モードまたは第４冷却運転モードに切り換わる。
【００３７】
［第３冷却運転モード］
車内の空調制御器９０から冷房が要求され、かつ、蓄熱剤２２の温度ＴがＴ１に到達しないときは、蓄熱剤２２の冷却を行う必要がない。このときは図６で説明する第３冷却運転モードが選択され、車室内の冷房のみが行われる。
【００３８】
図６において、第３冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、ヒートポンプシステム３において、四方弁４２および３方弁４３が実線で示す切替位置に切り替えられ、膨張弁４４、４５が所定開度に開弁される。このとき、圧縮機４１、室外ファン９、室内ファン６３が駆動され、圧縮機４１によって、冷媒が空調用室外熱交換器７、レシーバタンク４７、空調用室内熱交換器６１を循環する。
【００３９】
空調用室外熱交換器７において、室外ファン９で送風された空気との熱交換により冷媒が放熱され、高圧の液冷媒となる。その後、冷媒は膨張弁４５で減圧され、余剰分がレシーバタンク４７に滞留しつつ、膨張弁４４で再び減圧されて空調用室内熱交換器６１に流入する。室内ファン６３で送風された空気は空調用室内熱交換器６１で冷却され、低圧のガス冷媒となって、四方弁４２を通った後、圧縮機４１に戻る。
第３冷却運転モードによる冷却動作は、冷房要求が解除されたときに停止する。なお、蓄熱剤２２の温度ＴがＴ１≦Ｔ＜Ｔ２のときは第４冷却運転モードに移行する。
【００４０】
［第４冷却運転モード］
車内の空調制御器９０から冷房が要求され、かつ、蓄熱剤２２の温度ＴがＴ２に到達したときは、蓄熱剤２２の冷却も併せて行う必要がある。そこで、図７で説明する第４冷却運転モードが選択され、冷房と蓄熱剤２２の冷却との双方が実行される。
【００４１】
図７において、第４冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、図４の第１冷却運転モードと同様、二方弁５２、５５、５７が開弁し、二方弁５３、５６、５８が閉弁される。そのため、ポンプ５１によって、ブラインがラジエータ８と発熱機器冷却熱交換機１０と冷却用伝熱管２３との間を循環する。これによって、ブラインがファン９によって導入された外気で冷却され、冷却されたブラインによって、蓄熱剤２２が冷却される。
【００４２】
さらに、第４冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、ヒートポンプシステム３において、四方弁４２および３方弁４３が実線の切替位置に切り替わり、膨張弁４４、４５が所定開度に開弁される。その結果、圧縮機４１によって、冷媒が空調用室外熱交換器７、レシーバタンク４７、空調用室内熱交換器６１を循環する。
第４冷却運転モードは、冷房要求が解除されたときは、蓄熱剤温度Ｔに応じて、第１冷却運転モードまたは第２冷却運転モードに移行する。また、Ｔ＜Ｔ１となったとき第３冷却運転モードに移行する。さらに、Ｔ２≦Ｔとなったとき第５冷却運転モードに移行する。
【００４３】
［第５冷却運転モード］
車内の空調制御器９０から冷房が要求され、かつ、蓄熱剤２２の温度ＴがＴ２に到達したときは、冷房と蓄熱剤２２の急速冷却との両者を実行する必要がある。そこで、図８で説明する第５冷却運転モードが選択される。第５冷却運転モードは、第２冷却運転モードと第３冷却運転モードによる冷却動作を実行するものである。
【００４４】
図８において、第５冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、第２冷却運転モードを示す図５と同様に、ブライン回路５において、二方弁５２、５５、５８が開弁し、二方弁５３、５６、５７が閉弁する。そのため、ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３から中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
【００４５】
さらに図５と同様、第５冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、ヒートポンプシステム３において、四方弁４２および３方弁４３が実線の切替位置に切り替わるとともに、膨張弁４５、４６が所定開度に開弁される。その結果、圧縮機４１によって、冷媒が空調用室外熱交換器７、レシーバタンク４７、中間熱交換器４８を循環する。
一方、図５と異なり、膨張弁４４は所定開度に開かれ、冷媒はレシーバタンク４７から空調用室内熱交換器６１に送給される。そして、冷媒は、空調用室内熱交換器６１から四方弁４２を経て圧縮機４１に戻される。
冷媒の一部はレシーバタンク４７から中間熱交換器４８に流れ、ブライン回路５のブラインを冷却する。これによって、冷媒はガス冷媒となり、３方弁４３から圧縮機４１に戻る。
【００４６】
なお、膨張弁４５、４６の開度の比率を変更することにより、空調用室内熱交換器６１と中間熱交換器４８に流れる冷媒量を制御することができ、冷房能力と冷却能力を調節することができる。
【００４７】
第５冷却運転モードは、Ｔ＜Ｔ２となったとき、第４冷却運転モードに移行し、Ｔ＜Ｔ１となったとき、第３冷房運転モードに移行する。一方、冷房要求が解除されたとき、温度Ｔに応じて第１冷却運転モードまたは第２冷却運転モードに移行する。
【００４８】
図１４において、第１冷却運転モード、第４冷却運転モードによる蓄熱剤２２の温度変化特性を、運転時における実線で示す。また、第４冷却運転モード、第５冷却運転モードによる蓄熱剤２２の温度変化特性を、運転時における曲線Ｃ３で示す。
【００４９】
［第１暖房運転モード］
車内の空調制御器９０から暖房が要求されたとき、制御部１００は、車内温度検出器１２およびブライン温度検出器５６によって検出された温度Ｔｉｎ、Ｔｐに基づいて暖房負荷を算出し、ヒートポンプシステム３の運転要否を判断する。暖房負荷が所定値よりも小であり、かつ温度Ｔｐが所定値Ｔｐ０以上のときは、ヒートポンプシステム３を運転しない第１暖房運転モードが選択される。
【００５０】
図９において、第１暖房運転モードによる暖房動作では、制御部１００の制御の下、ブライン回路５において、二方弁５２、５４、５８が開弁し、二方弁５３、５５、５７が閉弁される。その結果、ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３からブライン用室内熱交換器６２、中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
【００５１】
このとき、ポンプ５１および室内ファン６３のみを駆動する。ブラインは、発熱機器冷却熱交換器１０において電動機、インバータ等の熱により加熱され、さらに蓄熱剤２２で加熱される。加熱されたブラインは、二方弁５４からブライン用室内熱交換器６２に送られ、室内ファン６３によって供給された空気を加熱する。
【００５２】
ブラインは、二方弁５７が閉、二方弁５８が開となっているため、ラジエータ８に流れず、外部への放熱がない。従って、発熱機器、バッテリの発熱量を有効に暖房に活用できる。
【００５３】
［第２暖房運転モード］
空調制御器９０から暖房要求が指令され、かつＴ≦Ｔ３の条件下において、暖房負荷が所定値よりも大、またはＴｐ＜Ｔｐ０のとき、ヒートポンプシステム３による第２暖房運転モードが選択される。第２暖房運転モードでは、蓄熱剤２２が比較的低温であるため、蓄熱剤２２を冷媒の加熱に活用できない。
【００５４】
さらに図９と同様、第２暖房運転モードによる暖房動作では、図１０において、制御部１００の制御の下、ブライン回路５において、二方弁５２、５４、５８が開弁し、二方弁５３、５５、５７が閉弁する。その結果、ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３からブライン用室内熱交換器６２、中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
【００５５】
さらに第２暖房運転モードによる暖房動作では、制御部１００の制御の下、ヒートポンプシステム３において、四方弁４２が破線で示す切替位置に切り替わり、３方弁４３が実線で示す切替位置に切り替わる。また、膨張弁４４、４５が所定開度に開弁され、膨張弁４６が閉弁される。冷媒は、圧縮機４１で加熱された後、四方弁４２、空調用室内熱交換器６１、レシーバタンク４７、空調用室外熱交換器７、四方弁４２を通って圧縮機４１に戻る。このとき、冷媒は、空調用室内熱交換器６１において、室内ファン６３によって供給される空気を加熱し、液冷媒となる。冷媒は、その後、膨張弁４４、４５で減圧され、空調用室外熱交換器７において、室外ファン９によって供給された空気から吸熱して、低圧のガス冷媒となる。さらに、冷媒は四方弁４２を通って圧縮機４１に戻る。
【００５６】
一方、蓄熱剤２２は、ブライン用熱交換器６２において室内ファン６３によって供給される空気を加熱する。
【００５７】
［第３暖房運転モード］
空調制御器９０から暖房要求が指令され、暖房負荷が所定値よりも大、かつＴｐ＜Ｔｐ０のとき、ヒートポンプシステム３による第３暖房運転モードが選択される。第３暖房運転モードでは、発熱体１０およびバッテリ２により加熱されたブラインが比較的高温（例えば略３０℃）であるため、発熱体１０および蓄熱剤２２を冷媒の加熱に循環させて活用できる。ここで、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２では二方弁５２を開、二方弁５３を閉として蓄熱剤２２をブラインで冷却し、Ｔ＜Ｔ３では二方弁５２を閉、二方弁５３を閉として蓄熱剤２２のブラインによる冷却を停止する。これにより、ブラインの温度と蓄熱剤２２の温度を独立に制御できる。
【００５８】
図１１において、第３暖房運転モードによる暖房動作では、制御部１００の制御の下、ブライン回路５において、二方弁５２、５５、５８が開弁し、二方弁５３、５４、５７が閉弁される。ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３から中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
【００５９】
さらに第３暖房運転モードによる暖房動作では、制御部１００の制御の下、ヒートポンプシステム３において、四方弁４２が実線で示す切替位置に切り替えられ、３方弁４３が実線で示す切替位置に切り替えられ、膨張弁４４、４５，４６が所定開度に開かれる。冷媒は、圧縮機４１で加熱された後、四方弁４２、空調用室内熱交換器６１、膨張弁４４、レシーバタンク４７、膨張弁４６を経て、中間熱交換器４８においてブラインによって加熱され、３方弁４３を通って、圧縮機４１に戻る。また冷媒は、圧縮機４１で加熱された後、四方弁４２、空調用室内熱交換器６１、膨張弁４４、レシーバタンク４７、膨張弁４５を経て、車室外熱交換器７において外気から吸熱して加熱され、四方弁４２を通って、圧縮機４１に戻る。
従って、発熱機器１０及びバッテリ２１の発熱量を冷媒を介して暖房に活用することができる。
【００６０】
［第４暖房運転モード（暖機運転）］
車両１が長時間停止され場合等、蓄熱剤２２の温度が第４の設定温度Ｔ４（＜Ｔ３）以下のときに車両１を始動するには暖機運転を要する。そこで、制御部１００は、温度Ｔ＜Ｔ４であったとき、第４暖房運転モード（暖機運転）を選択する。
Ｔ３は、たとえば蓄熱剤２２の蓄熱温度より２℃〜５℃低い温度、Ｔ４はたとえばマイナス５℃〜プラス５℃に設定される。
【００６１】
図１２において、第４暖房運転モードによる暖房動作では、制御部１００の制御の下、ヒートポンプシステム３において、四方弁４２、３方弁４３が実線で示す切替位置に切り替えられ、膨張弁４５、４６が所定開度に開弁され、膨張弁４４が閉弁される。冷媒は、圧縮機４１で加熱された後、３方弁４３、中間熱交換器４８、膨張弁４６、レシーバタンク４７、膨張弁４４、空調用室内熱交換器６１、四方弁４２を通って、圧縮機４１に戻る。
【００６２】
さらに、図１２において、第４暖房運転モードによる暖房動作では、制御部１００の制御の下、ブライン回路５においては、二方弁５２、５５、５８が開弁され、二方弁５３、５４、５７が閉弁とされる。ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３から中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
【００６３】
中間熱交換器４８においては、冷媒はブラインを加熱し、液冷媒となって膨張弁４６、レシーバタンク４７、膨張弁４５を経て低圧となり、空調用室外熱交換器７に至る。空調用室外熱交換器７では、冷媒は室外ファン９によって供給された空気から吸熱しガス冷媒となって四方弁４２を通り、圧縮機４１に戻る。
一方、中間熱交換器４８で加熱されたブラインは、発熱機器冷却熱交換器１０において、電動機、インバータ等の熱によってさらに加熱され、蓄熱剤２２を介してバッテリ２１を加熱する。従って、外気の熱量を使用することにより、暖機運転時間を短縮できるとともに、暖機のためのエネルギーを節減することができる。
【００６４】
［制御部の処理の流れ］
制御部１００は、図１３のフローチャートに示す以下の各ステップによって、第１冷却運転モード〜第５冷却運転モード、第１暖房運転モード〜第４暖房運転モードを実行する。
【００６５】
ステップＳ１３０１：まず、車両１が始動時か否かを判断する。始動時と判定されると、ステップＳ１３１８に進み、始動時でないときは、ステップＳ１３０２に進む。
【００６６】
ステップＳ１３０２：空調制御器９０から暖房要求があったか否かを判断する。暖房要求があったときはステップＳ１３１３に進み、暖房要求が無かったときは、ステップＳ１３０３に進む。
【００６７】
ステップＳ１３０３：空調制御器９０から冷房要求があったか否かを判断する。冷房要求があったときはステップＳ１３０８に進み、冷房要求が無かったときは、ステップＳ１３０４に進む。
【００６８】
ステップＳ１３０４：蓄熱剤２２の温度ＴがＴ１以上か否か判断する。Ｔ≧Ｔ１のときはステップＳ１３０５に進み、Ｔ＜Ｔ１のときは、ステップＳ１３０２に進む。
【００６９】
ステップＳ１３０５：蓄熱剤２２の温度ＴがＴ２以上か否か判断する。Ｔ≧Ｔ２のときはステップＳ１３０７に進み、Ｔ＜Ｔ２のときは、ステップＳ１３０６に進む。
【００７０】
ステップＳ１３０６：第１冷却運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００７１】
ステップＳ１３０７：第２冷却運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００７２】
ステップＳ１３０８：第３冷却運転モードを実行し、ステップＳ１３０９に進む。
【００７３】
ステップＳ１３０９：蓄熱剤２２の温度ＴがＴ１以上か否か判断する。Ｔ≧Ｔ１のときはステップＳ１３１０に進み、Ｔ＜Ｔ１のときは、ステップＳ１３０８に戻る。
【００７４】
ステップＳ１３１０：蓄熱剤２２の温度ＴがＴ２以上か否か判断する。Ｔ≧Ｔ２のときはステップＳ１３１２に進み、Ｔ＜Ｔ２のときは、ステップＳ１３１１に進む。
【００７５】
ステップＳ１３１１：第４冷却運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００７６】
ステップＳ１３１２：第５冷却運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００７７】
ステップＳ１３１３：暖房負荷が小であるという条件、およびブライン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０以上という条件の両者が満足されているか否かを判断する。両条件が満足されたときは、ステップＳ１３１４に進み、両条件またはいずれかの条件が満足されないときは、ステップＳ１３１５に進む。
【００７８】
ステップＳ１３１４：第１暖房運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００７９】
ステップＳ１３１５：ブラインの温度ＴｐがＴｐ０以上か否か判断する。Ｔｐ≧Ｔｐ０のときはステップＳ１３１６に進み、Ｔｐ＜Ｔｐ０のときは、ステップＳ１３１７に進む。
【００８０】
ステップＳ１３１６：第２暖房運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００８１】
ステップＳ１３１７：第３暖房運転モードを実行し、ステップＳ１３０２に戻る。
【００８２】
ステップＳ１３１８：蓄熱剤２２の温度ＴがＴ４以下か否か判断する。Ｔ≦Ｔ４のときはステップＳ１３１９に進み、Ｔ＞Ｔ４のときはステップＳ１３０２に戻る。
【００８３】
ステップＳ１３１９：第４暖房運転モードを実行し、ステップＳ１３１８に戻る。
【００８４】
［第２実施形態］
本発明による車載用バッテリの温度制御システムの第２実施形態を、図１７、図１８を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００８５】
第２実施形態は、バッテリ収納容器２内に、車外の空気を取り込んでバッテリ収納容器２内を冷却し、あるいは、バッテリ収納容器２の空気を車内に放出して、暖房に活用する。
【００８６】
図１７、図１８に示すように、バッテリ収納容器２には、車両１の車内に連通した開口部７１、７５が容器長手方向の両端に設けられている。開口部７１は冷却風入口、開口部７５は冷却風出口である。車両１の車外に連通した開口部７２、７６が、容器長手方向の両端に設けられている。開口部７２は冷却風入口、開口部７６は冷却風出口である。
【００８７】
開口部７１、７２、７５、７６には、風路切り替え用ダンパ７３、７４、７７、７８がそれぞれ設けられ、各ダンパ７３、７４、７７、７８は、開口部７１、７２、７５、７６を開閉することができる。バッテリ収納容器２内の出口側には、開口部７５、７６に対向して送風ファン７０が配置され、送風ファン７０は、入口側の開口部７１および／または７２から空気を吸い込み、出口側の開口部７５および／または７６から排出する。
なお、上記ダンパやファンは制御部１００で駆動制御される。
【００８８】
送風ファン７０による空気の流動を可能にするために、蓄熱剤２２と断熱材２５の間には、冷却用伝熱管２３のフィン２４が容器長手方向に延びるように配置され、隣接するフィン２４の間隙が複数の風路３０とされている。フィン２４の延在方向に対応して、冷却用伝熱管２３は蓄熱剤２２を横方向にジグザグに貫通しており、蓄熱剤２２との充分な伝熱面積が確保されている。
【００８９】
例えば、第１実施形態で説明した第１冷却運転モード〜第５冷却運転モードに際して、蓄熱剤２２の温度Ｔが温度Ｔ１以上であったとき、ダンパ７４、７８を開、ダンパ７３、７７を閉とし、送風ファン７０を駆動する。このとき、車外の空気が開口部７２から取り込まれ、風路３０を通過しながら蓄熱剤２２、フィン２４を冷却し、後方の開口部７６から排出される。
【００９０】
従って、バッテリ２１は送風ファン７０によって空冷されるので、第１冷却運転モードに替えてこの空冷を実行し、あるいは、空冷によって第１冷却運転モード〜第５冷却運転モードを補助することができる。空冷によって第１冷却運転モードを補助する場合、ヒートポンプシステム３、室内ファン６３、室外ファン９の消費電力を節減することができる。
【００９１】
例えば、第１実施形態で説明した第１暖房運転モード〜第４暖房運転モードに際して、ダンパ７３、７７を開、ダンパ７４、７８を閉とし、送風ファン７０を駆動する。このとき、車内の空気が開口部７１から取り込まれ、風路３０を通過しながら蓄熱剤２２、フィン２４によって加熱され、開口部７５から放出される。
従って、バッテリ２１からの放熱によって加熱された空気によって車内を暖房でき、車内の暖房負荷を低減できる。
【００９２】
以上の説明は一例であり、本発明の趣旨に逸脱しない種々の構造の車載バッテリの温度制御システムに本発明を適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月1日(2014.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載用のバッテリを収納するバッテリ収納容器と、
前記バッテリ収納容器内において、前記バッテリと熱交換可能な蓄熱剤と、
前記蓄熱剤と第１冷媒との間で熱交換して前記蓄熱剤の温度を調節する蓄熱剤温度調節装置と、
前記蓄熱剤の温度を検出する蓄熱剤温度検出器と、
第２冷媒を循環させて車室内への調和空気を生成するヒートポンプ空調装置と、
前記蓄熱剤温度調節装置の前記第１冷媒と前記ヒートポンプ空調装置の前記第２冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換装置と、
前記蓄熱剤温度検出器によって検出された蓄熱剤温度が所定値になったときに、前記蓄熱剤温度調節装置および前記ヒートポンプ空調装置により前記第１冷媒の温度を調整して前記蓄熱剤の温度を調整する制御装置とを備え、
前記バッテリ収納容器には、
車室内に連通する車室内入口開口および車室外と連通する車室外入口開口を有し、前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるための入口開口と、
車室内に連通する車室内出口開口および車室外と連通する車室外出口開口を有し、前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるための出口開口と、
前記入口開口から導入した冷却風を流通させて前記出口開口から吐き出す風路とが設けられ、
前記車室内入口開口と前記車室内出口開口の開閉を制御する車室内用ダンパ装置と、
前記車室外入口開口と前記車室外出口開口の開閉を制御する車室外用ダンパ装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口を開放するように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口が閉じるように前記車室内用ダンパ装置を駆動制御する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記蓄熱剤を冷却する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第２の基準値（第１の基準値）以下となったとき、前記蓄熱剤を加熱する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記蓄熱剤温度が第２の基準値（第１の基準値）以下となったとき、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口を開放するように前記車室内用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口が閉じるように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるファンをさらに有する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記蓄熱剤温度調節装置は、
内部に前記第１冷媒が充填され、前記第１冷媒と前記蓄熱剤との間で熱交換する伝熱管を有する車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項７】
請求項６記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記伝熱管は前記風路を横切るようにジグザグ状に配設されている車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記バッテリ収納容器には前記蓄熱剤を断熱する断熱材が設けられている車載用バッテリの温度制御システム。
【請求項９】
請求項６または７記載の車載用バッテリの温度制御システムにおいて、
前記蓄熱剤温度調節装置は、
前記伝熱管に接続され、前記第１冷媒を流動させるブライン回路とを有し、
前記ヒートポンプ空調装置は、
前記第２冷媒を加圧する圧縮機と、
前記圧縮機の吐出側と吸込側に接続された第１切替弁と、
前記圧縮機の吐出側と吸込側に接続された第２切替弁と、
前記第２冷媒を膨張させる膨張弁とを備えた圧縮機回路とを有し、
前記温度制御システムは、
前記圧縮機回路に接続された空調用室外熱交換器および空調用室内熱交換器と、
前記ブライン回路と前記圧縮機回路とを相互に熱交換する中間熱交換手段とをさらに備え、
前記第１切替弁は、前記圧縮機の吐出側を、前記空調用室外熱交換器または前記空調用室内熱交換器に接続し、
前記第２切替弁は、前記中間熱交換手段を前記圧縮機の吸込側また吐出側に接続する車載用バッテリの温度制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
（１）請求項１の発明による車載用バッテリの温度制御システムは、車載用のバッテリを収納するバッテリ収納容器と、前記バッテリ収納容器内において、前記バッテリと熱交換可能な蓄熱剤と、前記蓄熱剤と第１冷媒との間で熱交換して前記蓄熱剤の温度を調節する蓄熱剤温度調節装置と、前記蓄熱剤の温度を検出する蓄熱剤温度検出器と、第２冷媒を循環させて車室内への調和空気を生成するヒートポンプ空調装置と、前記蓄熱剤温度調節装置の前記第１冷媒と前記ヒートポンプ空調装置の前記第２冷媒との間で熱交換を行う中間熱交換装置と、前記蓄熱剤温度検出器によって検出された蓄熱剤温度が所定値になったときに、前記蓄熱剤温度調節装置および前記ヒートポンプ空調装置により前記第１冷媒の温度を調整して前記蓄熱剤の温度を調整する制御装置とを備え、前記バッテリ収納容器には、車室内に連通する車室内入口開口および車室外と連通する車室外入口開口を有し、前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるための入口開口と、車室内に連通する車室内出口開口および車室外と連通する車室外出口開口を有し、前記バッテリ収納容器内に冷却風を流通させるための出口開口と、前記入口開口から導入した冷却風を流通させて前記出口開口から吐き出す風路とが設けられ、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口の開閉を制御する車室内用ダンパ装置と、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口の開閉を制御する車室外用ダンパ装置とをさらに備え、前記制御装置は、前記蓄熱剤温度が第１の基準値以上となったとき、前記車室外入口開口と前記車室外出口開口を開放するように前記車室外用ダンパ装置を駆動制御し、前記車室内入口開口と前記車室内出口開口が閉じるように前記車室内用ダンパ装置を駆動制御するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［第１実施形態］
図１、図３に示すように、車載用バッテリ２１は、車両１におけるバッテリ収納容器２内に収納され、バッテリ収納容器２にはブライン回路５が接続されている。車両１には、暖冷房等のためのヒートポンプシステム３が設けられ、ヒートポンプシステム３の主要部はヒートポンプ用機械室４に収納されている。ヒートポンプ用機械室４内には中間熱交換器４８（図４〜図１２）が設けられ、ヒートポンプシステム３とブライン回路５とは相互に熱交換可能である。すなわち、実施形態では、ブライン回路５およびヒートポンプシステム３は、それぞれの冷媒（第１冷媒、第２冷媒）により熱交換機能を実現する基幹の構成要素である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
二方弁５５とポンプ５１の吸込側とを接続する管路には、ブライン用室内熱交換器６２の一端が接続され、冷却用伝熱管２３の出口側と二方弁５５とを接続する管路には、二方弁５４を介して、ブライン用室内熱交換器６２の他端が接続されている。さらに、冷却用伝熱管２３の出口側と二方弁５５とを接続する管路と、発熱機器冷却熱交換器１０の出口側と二方弁５２とを接続する管路とが、二方弁５３を介して相互に接続されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図４において、第１冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、二方弁５２、５５、５７が開弁し、二方弁５３、５４、５８が閉弁する。そのため、ポンプ５１によって、ブラインが、ラジエータ８と、発熱機器冷却熱交換器１０と、冷却用伝熱管２３との間を循環する。これによって、ブラインがファン９によって導入された外気で冷却され、冷却されたブラインによって、インバータなどの発熱体と蓄熱剤２２が冷却される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図５において、第２冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、ブライン回路５において、二方弁５２、５５、５８が開弁し、二方弁５３、５４、５７が閉弁する。そのため、ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３から中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
一方、ヒートポンプシステム３において、制御部１００の制御の下、四方弁４２および３方弁４３を実線で示す切替位置とするとともに、膨張弁４４を閉じ、膨張弁４５、４６を所定開度に開く。これにより、圧縮機４１から吐出される冷媒が空調用室外熱交換器７、レシーバタンク４７、中間熱交換器４８を循環する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図７において、第４冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、図４の第１冷却運転モードと同様、二方弁５２、５５、５７が開弁し、二方弁５３、５４、５８が閉弁される。そのため、ポンプ５１によって、ブラインがラジエータ８と発熱機器冷却熱交換機１０と冷却用伝熱管２３との間を循環する。これによって、ブラインがファン９によって導入された外気で冷却され、冷却されたブラインによって、蓄熱剤２２が冷却される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図８において、第５冷却運転モードによる冷却動作では、制御部１００の制御の下、第２冷却運転モードを示す図５と同様に、ブライン回路５において、二方弁５２、５５、５８が開弁し、二方弁５３、５４、５７が閉弁する。そのため、ポンプ５１によって、ブラインが、冷却用伝熱管２３から中間熱交換器４８、発熱機器冷却熱交換器１０を通過して、冷却用伝熱管２３に戻るように循環する。
【国際調査報告】
2012114439.tif 000021
2012114439.tif 000022
2012114439.tif 000023
2012114439.tif 000024