(57)【要約】【課題】複数の電池パックの少なくとも一部を短時間で冷却あるいは加熱することができる電池温調装置を提供する。【解決手段】制御装置７０は、各電池パック１１〜１３の電池状態を検出し、電池状態に基づいて前記各電池パック１１〜１３の中から優先して温度調整すべき第１優先の第１電池パック１１を決定する。また、制御装置７０は、高温冷却水回路３０、低温冷却水回路４０、各三方弁４８〜５１、各開閉弁５３〜５５を制御して、第１優先の第１電池パック１１に対する冷却水の供給比率を他の電池パック１２、１３よりも増加させる。これにより、第１優先の第１電池パック１１を他の電池パック１２、１３よりも優先して短時間で温度調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能な複数の電池パック（１１〜１３）が並列接続された２次電池（１０）の温度を調整する電池温調装置であって、
前記複数の電池パックそれぞれに独立して熱媒体を供給する熱媒体供給部（３０、４０、４２ａ〜４２ｃ、４８〜５１、５３〜５５）と、
前記複数の電池パックの電池状態に基づき優先して温度調整すべき電池パック（１１）に対する前記熱媒体の供給比率を、他の電池パック（１２、１３）よりも増加させるため前記熱媒体供給部を制御する温度調整制御を行う制御装置（７０）と、
を含む電池温調装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記複数の電池パックが所定温度に到達していない状態において、前記特定の電池パックが前記所定温度を超えるまで、前記熱媒体供給部を制御して、前記特定の電池パックに優先的に前記熱媒体を供給する請求項１に記載の電池温調装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記特定の電池パックが前記所定温度に到達した後、前記熱媒体供給部を制御して、前記特定の電池パックに対する前記熱媒体の供給比率を前記他の電池パックよりも相対的に低減させる請求項２に記載の電池温調装置。
【請求項４】
前記複数の電池パックは、それぞれが独立して通電または遮断が可能に構成され、
前記２次電池は、前記複数の電池パックの各電圧を同一の電圧に調整する昇圧回路（１９）を含み、
前記制御装置は、前記特定の電池パックを通電する一方、前記他の電池パックを遮断し、前記特定の電池パックの温度調整後に前記他の電池パックを通電する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項５】
前記特定の電池パックは、前記複数の電池パックが所定温度に到達していない状態において、前記複数の電池パックのうち前記所定温度に対する温度差が最も大きい電池パックである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項６】
前記特定の電池パックは、前記複数の電池パックの各温度及び各熱容量に基づいて、前記複数の電池パックを構成する複数の電池セル（１４）の各セル温度のうち前記所定温度に対する温度差が最大のセル温度が前記所定温度に到達するまでに必要な投入熱量が最小となる電池パックである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項７】
前記特定の電池パックは、前記他の電池パックよりも相対的に出力性能が高い電池セル（１４）を含んでいる請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項８】
前記特定の電池パックは、前記他の電池パックよりも相対的に熱交換性能が高い電池パックである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項９】
前記特定の電池パックは、前記他の電池パックよりも相対的に断熱性能及び蓄熱性能のうちのいずれか一方または両方が高い電池パックである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項１０】
前記特定の電池パックは、前記他の電池パックよりも相対的に熱容量が小さい電池パックである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項１１】
前記特定の電池パックは、前記複数の電池パックのうち最も劣化状態が低い電池パックである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電池温調装置。
【請求項１２】
充放電可能な複数の電池パック（１１〜１３）が並列接続された２次電池（１０）の温度を調整する制御を行う制御装置であって、
前記複数の電池パックの電池状態に基づき優先して温度調整すべき電池パック（１１）に対する前記熱媒体の供給比率を、他の電池パック（１２、１３）よりも増加させるため前記複数の電池パックそれぞれに独立して熱媒体を供給する熱媒体供給部（３０、４０、４２ａ〜４２ｃ、４８〜５１、５３〜５５）を制御する温度調整制御を行う制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池温調装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の電池パックが並列接続された構成において、複数の電池パックを横断する冷却回路が形成された装置が、例えば特許文献１で提案されている。この装置では、冷却回路が複数の電池パックを横断して配置されるので、電池パック間の温度ばらつきを低減することが可能である。
【０００３】
なお、電池パックとは、複数の電池セルを含む電池モジュール、電池モジュールに接続されたリレー、各電池セルを監視するバッテリマネジメントシステムを含んだ構成である。１つの電池パックが電源として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、冷却対象の熱容量が全ての電池パック分となる。このため、全ての電池パックを同時に冷却することで、全ての電池パックの冷却に長時間を要してしまう。
【０００６】
他方、極低温の環境下では、電池パックの内部抵抗が増大するため、十分な出力を確保できないという問題もある。この場合、全ての電池パックを同時に加熱することになる。しかし、特許文献１に記載された冷却と同様に、加熱対象の熱容量が全ての電池パック分となるので、全ての電池パックの加熱に長時間を要してしまう。
【０００７】
このように、全ての電池パックの冷却あるいは加熱に長時間を要してしまうので、短時間で電池パックの動力性能や始動性を得られないという問題がある。
【０００８】
特に、例えば、今後普及が見込まれる電気自動車は電池パックしか駆動源がない。現在普及しているハイブリッド車と同様の駆動源を確保するためには、ハイブリッド車に搭載されている電池パックの個数を超えて、より多くの電池パックを搭載しなければならない。そうすると、電気自動車に搭載される全ての電池パックの冷却あるいは加熱には、ハイブリッド車に比べて、さらに長時間を要することになる。上記の問題は、電気自動車を普及させる上でより一層顕在化する課題となる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑み、複数の電池パックの少なくとも一部を短時間で冷却あるいは加熱することができる電池温調装置及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、充放電可能な複数の電池パック（１１〜１３）が並列接続された２次電池（１０）の温度を調整する電池温調装置であって、複数の電池パックそれぞれに独立して熱媒体を供給する熱媒体供給部（３０、４０、４２ａ〜４２ｃ、４８〜５１、５３〜５５）を含む。
【００１１】
また、電池温調装置は、複数の電池パックの電池状態に基づき優先して温度調整すべき電池パック（１１）に対する熱媒体の供給比率を、他の電池パック（１２、１３）よりも増加させるため熱媒体供給部を制御する温度調整制御を行う制御装置（７０）を含む。
【００１２】
請求項１２に記載の発明では、充放電可能な複数の電池パック（１１〜１３）が並列接続された２次電池（１０）の温度を調整する制御を行う制御装置であって、制御装置は、複数の電池パックの電池状態に基づき優先して温度調整すべき電池パック（１１）に対する熱媒体の供給比率を、他の電池パック（１２、１３）よりも増加させるため複数の電池パックそれぞれに独立して熱媒体を供給する熱媒体供給部（３０、４０、４２ａ〜４２ｃ、４８〜５１、５３〜５５）を制御する温度調整制御を行う。
【００１３】
これによると、特定の電池パックと熱媒体との熱交換量を他の電池パックよりも優先して増加させることができる。このため、特定の電池パックを他の電池パックよりも先に温度調整することができる。したがって、複数の電池パックの少なくとも一部を短時間で冷却あるいは加熱することができる。
【００１４】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る電池温調装置を示した図である。
【図２】電池パックを示した図である。
【図３】断熱材が設けられた第１電池パックを示した図である。
【図４】蓄熱材が設けられた第１電池パックを示した図である。
【図５】断熱材及び蓄熱材が設けられた第１電池パックを示した図である。
【図６】図２〜図５に示された電池パックの寒冷地における温度推移を示した図である。
【図７】電池温調装置に含まれる制御装置を説明するための図である。
【図８】各電池パックに対する温度調整の内容を示したフローチャートである。
【図９】第１優先の第１電池パックの加熱を説明するための図である。
【図１０】第２優先の第２電池パックの加熱を説明するための図である。
【図１１】第３優先の第３電池パックの加熱を説明するための図である。
【図１２】第２実施形態に係る第１電池パックを示した図である。
【図１３】図１２に示された電池パックの寒冷地における温度推移を示した図である。
【図１４】第３実施形態に係る電池温調装置を示した図である。
【図１５】第３実施形態に係る２次電池の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１７】
（第１実施形態）
以下、実施形態について図に基づいて説明する。図１に示された電池温調装置１は、車両に搭載された２次電池１０を適切な温度に調整する装置である。また、電池温調装置１は、車室内空間を適切な温度に調整する空調装置としても機能する。
【００１８】
電池温調装置１は、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車に搭載される。電気自動車は、車両停車時に外部電源から供給された電力を、車両に搭載された２次電池１０に充電可能となっている。外部電源は例えば商用電源である。２次電池１０に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、電池温調装置１を構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
【００１９】
２次電池１０は、充放電可能な第１〜第３電池パック１１〜１３を有する。各電池パック１１〜１３は、複数の電池セル１４、リレー１５、及び図示しないバッテリマネジメントシステムを有する。以下、バッテリマネジメントシステムをＢＭＵとする。
【００２０】
各電池セル１４は直列接続されている。各電池セル１４としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。この種の電池は、低温になると化学反応が進みにくく充放電に関して十分な性能を発揮することができない。一方、この種の電池は、高温になると劣化が進行しやすい。したがって、各電池セル１４の温度は、充分な性能を発揮できる適正な温度の範囲内に調整される。
【００２１】
リレー１５は各電池パック１１〜１３の両端に接続されている。本実施形態では、全ての電池パック１１〜１３のリレー１５が通電状態になっている。また、各電池パック１１〜１３の電池セル１４のセル数及び電池容量は同じである。さらに、各電池パック１１〜１３が並列接続されている。ＢＭＵは、各電池セル１４の電圧を検出する電圧センサ、電池パック１１〜１３に流れる電流を検出する電流センサ、電池パック１１〜１３及び各電池セル１４の温度を検出する温度センサを含む。
【００２２】
図２に示されるように、各電池パック１１〜１３は、後述する電池流路４２ａ〜４２ｃの上に配置されている。これにより、各電池パック１１〜１３は、対応する電池流路４２ａ〜４２ｃを流れる熱媒体との間で熱交換可能になっている。
【００２３】
また、図３〜図５に示されるように、第１電池パック１１は、断熱材１６、蓄熱材１７、あるいは断熱材１６及び蓄熱材１７の両方を有する。図２に示されるように、他の電池パック１２、１３は、断熱材１６及び蓄熱材１７を有しない。
【００２４】
断熱材１６は、第１電池パック１１から放出される熱を断熱するために当該第１電池パック１１を覆っている。断熱材１６として、例えば真空断熱材、グラスウール、発泡ポリウレタン等の材料が用いられる。
【００２５】
第１電池パック１１は、断熱材１６によって、外部環境と熱絶縁される。また、第１電池パック１１は、断熱材１６によって、外部環境への放熱量が少ないと共に、外部環境からの吸熱量が少ない。すなわち、第１電池パック１１は、外部との熱のやりとりによる温度変化が他の電池パック１２、１３よりも小さい。言い換えると、第１電池パック１１は、高温あるいは低温になりにくい。
【００２６】
蓄熱材１７は、各電池セル１４から放出される熱を蓄熱するために、電池セル１４の周囲に配置される。蓄熱材１７は、材料の相転移を利用して熱を蓄熱する。これにより、第１電池パック１１は、見かけの熱容量が大きいので、放熱量、吸熱量に対して、他の電池パック１２、１３よりも温度変化が小さい。
【００２７】
図６に示されるように、例えば、寒冷地の停車時等の状況においては、断熱材１６や蓄熱材１７の有無に応じて各電池パック１１〜１３の温度推移が異なる。通常の電池パックすなわち他の電池パック１２、１３が最も早く所定温度を下回る。そして、蓄熱材１７が設けられた第１電池パック１１、断熱材１６が設けられた第１電池パック１１、蓄熱材１７及び断熱材１６の両方が設けられた第１電池パック１１の順に温度が下がりにくくなっている。
【００２８】
例えば、停車時間が比較的短い第１時間においては、他の電池パック１２、１３よりも相対的に温度が高い第１電池パック１１を優先的に加熱すれば、第１電池パック１１を最も早く所定温度に到達させることができる。また、停車時間が比較的長い第２時間においては、全ての電池パック１１〜１３の温度が同一である。よって、所定温度まで加熱するために必要な熱量が最小となる電池パック１１〜１３を優先的に加熱すれば良い。すなわち、各電池パック１１〜１３の中から、熱容量が小さく、断熱性が高いもの優先的に加熱すれば良い。このような温度調整により、２次電池１０の始動時間の短縮、電池暖機エネルギの低減を図ることができる。各電池パック１１〜１３を冷却する場合も同様に、各電池パック１１〜１３の中から第１優先を優先的に冷却すれば良い。各電池パック１１〜１３の温度調整については、後で詳しく説明する。
【００２９】
図７に示されるように、各電池パック１１〜１３の各ＢＭＵ１１ａ、１２ａ、１３ａは、各センサによって検出された電圧、電流、及び温度の情報を制御装置７０に随時出力する。
【００３０】
電池温調装置１は、冷凍サイクル装置２０を有している。以下、冷凍サイクル装置２０を構成する各構成機器について説明する。
【００３１】
圧縮機２１は、冷凍サイクル装置２０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機２１は、車両ボンネット内に配置されている。圧縮機２１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機２１は、後述する制御装置７０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち冷媒吐出能力）が制御される。
【００３２】
圧縮機２１の吐出口には、高温側水−冷媒熱交換器２２の冷媒通路の入口側が接続されている。高温側水−冷媒熱交換器２２は、圧縮機２１から吐出された高圧冷媒と高温冷却水回路３０を循環する高温側熱媒体とを熱交換させて、高温側熱媒体を加熱する熱交換器である。高温側熱媒体としては、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等を採用することができる。
【００３３】
ここで、高温冷却水回路３０は、高温側熱媒体を循環させる高温側の水回路である。高温冷却水回路３０は、高温側循環流路３１を有している。高温側循環流路３１は、高温側熱媒体として高温側冷却水が循環する冷却水流路である。高温側循環流路３１には、高温側水−冷媒熱交換器２２の水通路、高温側ラジエータ３２、高温側ポンプ３３、高温側電気ヒータ３４、高温側ヒータコア３５等が配置されている。
【００３４】
高温側ラジエータ３２は、車両ボンネット内の前方側に配置されている。高温側ラジエータ３２は、高温側水−冷媒熱交換器２２等と一体的に形成されていても良い。高温側ラジエータ３２は、高温側水−冷媒熱交換器２２にて加熱された高温側熱媒体と図示しない外気ファンから送風された外気とを熱交換させて、高温側熱媒体の有する熱を外気に放熱させる熱交換器である。
【００３５】
高温側ポンプ３３は、高温冷却水回路３０において、高温側熱媒体を高温側電気ヒータ３４へ圧送する高温側水ポンプである。高温側ポンプ３３は、制御装置７０から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち水圧送能力）が制御される電動ポンプである。
【００３６】
高温側電気ヒータ３４は、電力が供給されることによって発熱し、高温側ポンプ３３から圧送される高温冷却水回路３０の高温側熱媒体を加熱する補助加熱器である。
【００３７】
高温側ヒータコア３５は、後述する空調ケーシング内に配置されている。高温側ヒータコア３５は、高温側電気ヒータ３４にて加熱された高温側熱媒体と送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する熱交換器である。
【００３８】
つまり、本実施形態では、高温冷却水回路３０に配置された高温側ポンプ３３、高温側電気ヒータ３４、高温側ヒータコア３５、高温側水−冷媒熱交換器２２等によって、圧縮機２１から吐出された冷媒を熱源として送風空気を加熱する加熱部が構成されている。
【００３９】
なお、高温冷却水回路３０は、高温側ラジエータ３２に並列に接続された経路を有する。当該経路は高温側ラジエータ３２を迂回する経路である。当該迂回経路と高温側ラジエータ３２の経路との分岐点には図示しないサーモスタット弁が設けられている。これにより、高温冷却水回路３０の高温側熱媒体の温度に応じて、高温側熱媒体が高温側ラジエータ３２の経路または迂回経路に流れるようになっている。
【００４０】
次に、高温側水−冷媒熱交換器２２の冷媒通路の出口には、分岐部２３ａの流入口側が接続されている。分岐部２３ａは、高温側水−冷媒熱交換器２２から流出した冷媒の流れを分岐するものである。分岐部２３ａは、互いに連通する３つの流入出口が有する三方継手構造のもので、３つの流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、残りの２つを冷媒流出口としたものである。
【００４１】
なお、高温側水−冷媒熱交換器２２の冷媒通路の出口には、レシーバが接続されていても良い。レシーバは、高温側水−冷媒熱交換器２２から流出した高圧冷媒の気液を分離して分離された液相冷媒を下流側へ流出させると共に、サイクルの余剰冷媒を液相冷媒として貯える気液分離部である。レシーバは、有底筒状の容器である。レシーバは、高温側水−冷媒熱交換器２２等と一体的に形成されていても良い。
【００４２】
分岐部２３ａの一方の流出口には、冷房用膨張弁２４ａの入口側が接続されている。分岐部２３ａの他方の流出口には、吸熱用膨張弁２４ｂの入口側が接続されている。
【００４３】
冷房用膨張弁２４ａは、少なくとも冷房モード時及び除湿暖房モード時に、高温側水−冷媒熱交換器２２から流出した冷媒を減圧させる減圧部であると共に、室内蒸発器２５へ流入する冷媒の流量を調整する冷房用流量調整部である。
【００４４】
冷房用膨張弁２４ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータ（具体的には、ステッピングモータ）とを有して構成される電気式の可変絞り機構である。冷房用膨張弁２４ａは、制御装置７０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。冷房用膨張弁２４ａは、弁開度を全閉とすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。
【００４５】
冷房用膨張弁２４ａの出口には、室内蒸発器２５の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２５は、空調ケーシング内に配置されている。より詳細には、室内蒸発器２５は、高温側ヒータコア３５よりも送風空気流れ上流側に配置されている。
【００４６】
室内蒸発器２５は、少なくとも冷房モード時及び除湿暖房モード時に、冷房用膨張弁２４ａにて減圧された低圧冷媒と送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、送風空気を冷却する冷却用蒸発部である。
【００４７】
室内蒸発器２５の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁２６の入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁２６は、室内蒸発器２５における冷媒蒸発圧力を予め定めた基準圧力以上に維持する蒸発圧力調整部である。蒸発圧力調整弁２６は、室内蒸発器２５の出口側の冷媒圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構で構成されている。
【００４８】
本実施形態では、蒸発圧力調整弁２６として、室内蒸発器２５における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器２５の着霜を抑制可能な基準温度（本実施形態では、１℃）以上に維持するものを採用している。
【００４９】
蒸発圧力調整弁２６の出口には、合流部２３ｂの一方の流入口側が接続されている。合流部２３ｂは、蒸発圧力調整弁２６から流出した冷媒の流れとチラー２７から流出した冷媒の流れとを合流させるものである。合流部２３ｂの基本的構成は、分岐部２３ａと同様である。すなわち、合流部は、三方継手構造のもので、３つの流入出口のうち２つを冷媒流入口とし、残りの１つを冷媒流出口としたものである。
【００５０】
吸熱用膨張弁２４ｂは、少なくとも暖房モード時に、高温側水−冷媒熱交換器２２から流出した冷媒を減圧させる減圧部であると共に、チラー２７へ流入する冷媒の流量を調整する吸熱用流量調整部である。吸熱用膨張弁２４ｂの基本的構成は、冷房用膨張弁２４ａと同様である。
【００５１】
吸熱用膨張弁２４ｂの出口には、チラー２７の冷媒通路の入口側が接続されている。チラー２７は、少なくとも暖房モード時に、吸熱用膨張弁２４ｂにて減圧された低圧冷媒と低温冷却水回路４０を循環する低温側熱媒体とを熱交換させ、低圧冷媒を蒸発させて冷媒に吸熱作用を発揮させる吸熱用蒸発部である。低温側熱媒体としては、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等を採用することができる。
【００５２】
すなわち、冷凍サイクル装置２０が構成する冷媒回路は、冷媒が循環することによって低温側である低温冷却水回路４０から高温側である当該冷媒回路に熱をくみ上げるヒートポンプ回路２８である。つまり、低温冷却水回路４０を循環する冷却水の熱は、ヒートポンプ回路２８を循環する冷媒に受け渡される。チラー２７は、冷却水から冷媒に吸熱させる役割を果たす。このように、冷却水の熱は、チラー２７を介して低温冷却水回路４０からヒートポンプ回路２８に受け渡される。
【００５３】
チラー２７の冷媒通路の出口には、合流部２３ｂの他方の流入口側が接続されている。合流部２３ｂの流出口には、圧縮機２１の吸入口側が接続されている。
【００５４】
ここで、低温冷却水回路４０は、低温側熱媒体を循環させる低温側の水回路である。低温冷却水回路４０は、低温側循環流路４１及び電池流路４２を有している。低温側循環流路４１は、低温側熱媒体として低温側冷却水が循環する流路である。低温側循環流路４１には、低温側熱媒体ポンプ４３、チラー２７、低温側電気ヒータ４４、インバータ４５、モータジェネレータ４６、及び低温側ラジエータ４７が配置されている。
【００５５】
低温側熱媒体ポンプ４３は、低温冷却水回路４０において、低温側熱媒体をチラー２７の水通路の入口側へ圧送する低温側水ポンプである。低温側熱媒体ポンプ４３の基本的構成は、高温側ポンプ３３と同様である。
【００５６】
低温側電気ヒータ４４は、電力が供給されることによって発熱し、低温冷却水回路４０の冷却水を加熱する補助加熱器である。
【００５７】
インバータ４５は、２次電池１０から供給された直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ４６に出力する電力変換装置である。モータジェネレータ４６は、インバータ４５から出力された電力を利用して走行用駆動力を発生すると共に、減速中や降坂中に回生電力を発生させる。インバータ４５及びモータジェネレータ４６は、低温冷却水回路４０の冷却水によって、十分な性能を発揮できる適正な温度帯の範囲内に調整される。
【００５８】
モータジェネレータ４６は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルが中性点で連結された３相回転機である。モータジェネレータ４６のうち中性点側ではない各端子は、インバータ４５を介して２次電池１０に接続されている。
【００５９】
インバータ４５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流の電圧及び電流を発生させて高電圧のモータジェネレータ４６を駆動する。図示しないが、インバータ４５は、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、Ｗ相アームを有する。これら各アームは、正極側配線と負極側配線との間に並列に接続されている。各アームは、直列に接続された２つのスイッチング素子を有する。第１スイッチング素子は、正極側配線に接続されている。第２スイッチング素子は、第１スイッチング素子と負極側配線との間に接続されている。
【００６０】
各スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続されている。また、各スイッチング素子の接続点は、モータジェネレータ４６の各端子に接続されている。各スイッチング素子は例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、各ダイオードはＦＷＤ（Free Wheeling Diode）である。
【００６１】
インバータ４５の正極側配線には、リレーを介して２次電池１０の正極が接続されている。また、インバータ４５の正極側配線と負極側配線との間には平滑コンデンサが接続されている。
【００６２】
２次電池１０の正極は、リレーを介してＵ相に対応した各スイッチング素子の接続点に接続されている。リレーとして、例えば可動接点形の電磁形リレーが用いられる。各スイッチング素子及び各リレーは後述する制御装置７０からの操作信号によって電子操作される。
【００６３】
低温側ラジエータ４７は、チラー２７等と一体的に形成されて、車両ボンネット内の前方側に配置されている。低温側ラジエータ４７は、チラー２７にて冷却された低温側熱媒体と外気ファンから送風された外気とを熱交換させて、低温側熱媒体に外気から吸熱させる熱交換器である。
【００６４】
なお、低温冷却水回路４０は、低温側ラジエータ４７に並列に接続された経路を有する。当該経路は低温側ラジエータ４７を迂回する経路である。当該迂回経路と低温側ラジエータ４７の経路との分岐点には図示しないサーモスタット弁が設けられている。これにより、低温冷却水回路４０の低温側熱媒体の温度に応じて、低温側熱媒体が低温側ラジエータ４７の経路または迂回経路に流れるようになっている。
【００６５】
高温側循環流路３１と電池流路４２との接続部には、第１三方弁４８及び第２三方弁４９が配置されている。また、低温側循環流路４１と電池流路４２との接続部には、第３三方弁５０及び第４三方弁５１が配置されている。
【００６６】
第１三方弁４８は高温側循環流路３１の冷却水が電池流路４２に流入する状態と流入しない状態とを切り替える電磁弁である。第３三方弁５０は、低温側循環流路４１の冷却水が電池流路４２に流入する状態と流入しない状態とを切り替える電磁弁である。
【００６７】
第２三方弁４９は、電池流路４２の冷却水が高温側循環流路３１へ流出する状態と流出しない状態とを切り替える電磁弁である。第４三方弁５１は、電池流路４２の冷却水が低温側循環流路４１へ流出する状態と流出しない状態とを切り替える電磁弁である。
【００６８】
よって、高温冷却水回路３０は、熱媒体である冷却水の熱を２次電池１０に受け渡す熱媒体回路であると言える。これに対し、低温冷却水回路４０は、２次電池１０の熱を熱媒体である冷却水で受け取る熱媒体回路であると言える。また、冷凍サイクル装置２０が構成する冷媒回路は、チラー２７を介して冷却水の熱を熱媒体である冷媒で受け取る熱媒体回路であると言える。高温冷却水回路３０は、高温側水−冷媒熱交換器２２を介して冷凍サイクル装置２０の冷媒の熱を熱媒体である冷却水で受け取る熱媒体回路であると言える。
【００６９】
電池流路４２は、各電池パック１１〜１３に対応して並列に設けられた第１電池流路４２ａ、第２電池流路４２ｂ、及び第３電池流路４２ｃを有する。各電池流路４２ａ〜４２ｃは、高温冷却水回路３０または低温冷却水回路４０の冷却水が流れる冷却水流路である。
【００７０】
第１電池流路４２ａには、第１電池パック１１が配置される。第１電池流路４２ａを流れる冷却水によって第１電池パック１１の温度が調整される。第１電池流路４２ａには第１開閉弁５３が配置される。第１開閉弁５３は、第１電池流路４２ａを開閉する電磁弁である。
【００７１】
第２電池流路４２ｂには、第２電池パック１２が配置される。第２電池流路４２ｂを流れる冷却水によって第２電池パック１２の温度が調整される。第２電池流路４２ｂには第２開閉弁５４が配置される。第２開閉弁５４は、第２電池流路４２ｂを開閉する電磁弁である。
【００７２】
第３電池流路４２ｃには、第３電池パック１３が配置される。第３電池流路４２ｃを流れる冷却水によって第３電池パック１３の温度が調整される。第３電池流路４２ｃには第３開閉弁５５が配置される。第３開閉弁５５は、第３電池流路４２ｃを開閉する電磁弁である。
【００７３】
各開閉弁５３〜５５が開いている状態で、高温側循環流路３１の冷却水が各電池流路４２ａ〜４２ｃに流入する状態、及び、各電池流路４２ａ〜４２ｃの冷却水が高温側循環流路３１へ流出する状態では、高温の冷却水が各電池流路４２ａ〜４２ｃを循環する。低温側循環流路４１の低温の冷却水についても同じである。各開閉弁５３〜５５の開閉制御によって、各電池流路４２ａ〜４２ｃに対する冷却水の循環を任意に断続することができる。このように、各電池パック１１〜１３それぞれに独立して冷却水を供給可能になっている。
【００７４】
上記の構成において、室内蒸発器２５及び高温側ヒータコア３５は、図示しない空調ケーシングに収容される。高温側ヒータコア３５は、空調ケーシング内の空気通路において、室内蒸発器２５の空気流れ下流側に配置される。空調ケーシングには内気及び外気が切り替え導入されるようになっている。空調ケーシングに導入された内気及び外気は、図示しない送風機によって室内蒸発器２５及び高温側ヒータコア３５に送風される。
【００７５】
空調ケーシング内の空気通路において室内蒸発器２５と高温側ヒータコア３５との間には、図示しないエアミックスドアが配置されている。エアミックスドアは、室内蒸発器２５を通過した冷風のうち高温側ヒータコア３５に流入する冷風と、高温側ヒータコア３５をバイパスして流れる冷風との風量割合を調整する。
【００７６】
エアミックスドアによって温度調整された空調風は、空調ケーシングに形成された図示しない吹出口から車室内へ吹き出される。
【００７７】
上記の電池温調装置１は図７に示された制御装置７０によって制御される。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路を有する。制御装置７０は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、空調制御、２次電池１０の温度制御、２次電池１０の昇温制御等を行う。
【００７８】
制御装置７０の入力側には、各ＢＭＵ１１ａ、１２ａ、１３ａや図示しない各種スイッチが接続されている。各種スイッチは、車内空調に関するスイッチである。制御装置７０の出力側には、圧縮機２１、冷房用膨張弁２４ａ、吸熱用膨張弁２４ｂ、高温側ポンプ３３、低温側熱媒体ポンプ４３、各三方弁４８〜５１等の制御対象機器が接続されている。制御装置７０は、これらの制御対象機器の動作を制御する。
【００７９】
次に、電池温調装置１の空調制御について説明する。冷凍サイクル装置２０の低圧側冷媒が室内蒸発器２５を流れるので、車室内へ送風される空気が室内蒸発器２５で冷却される。
【００８０】
また、冷凍サイクル装置２０の高圧側冷媒が高温側水−冷媒熱交換器２２を流れるので、高温冷却水回路３０の冷却水が高温側水−冷媒熱交換器２２で加熱される。高温側水−冷媒熱交換器２２で加熱された高温冷却水回路３０の冷却水が高温側ヒータコア３５を流れるので、車室内へ送風される空気が高温側ヒータコア３５で加熱される。
【００８１】
室内蒸発器２５を通過した冷風のうち高温側ヒータコア３５に流入する冷風と、高温側ヒータコア３５をバイパスして流れる冷風との風量割合を図示しないエアミックスドアで調整することによって、車室内空間を適切な温度に調整できる。
【００８２】
低外気温環境下における車両の始動時等、高温側水−冷媒熱交換器２２で加熱された高温冷却水回路３０の冷却水の温度が十分に上昇していない場合、高温側電気ヒータ３４によって高温冷却水回路３０の冷却水の温度を上昇させる。
【００８３】
高温冷却水回路３０の冷却水の熱量に余剰がある場合、高温側ラジエータ３２にて余剰熱を外気に放出する。
【００８４】
低外気温環境下における車両の始動時等、２次電池１０、インバータ４５、及びモータジェネレータ４６を暖機する必要がある場合、低温側電気ヒータ４４によって低温冷却水回路４０の冷却水の温度を上昇させる。
【００８５】
低温冷却水回路４０の冷却水の熱量に余剰がある場合、低温側ラジエータ４７にて余剰熱を外気に放出する。以上が、電池温調装置１及び２次電池１０の構成である。
【００８６】
次に、各電池パック１１〜１３の温度調整について説明する。制御装置７０は、図８に示されたフローチャートに従って各電池パック１１〜１３の温度調整を行う。図８のフローは、例えば、車両の電源がオンされたときや、予め定められたタイミングでスタートする。
【００８７】
まず、ステップＳ１００では、各電池パック１１〜１３の電池状態が検出される。ここで、電池状態とは、電池パック１１〜１３の電圧、電流、電池パック１１〜１３及び各電池セル１４の温度である。各電池パック１１〜１３の電池状態は各ＢＭＵ１１ａ、１２ａ、１３ａで検出される。第１実施形態では、各電池パック１１〜１３は、９６個の電池セル１４から構成されている。電圧及び電流は電池セル１４ごとに検出され、温度は４つの電池セル１４ごとに１つの温度検出素子を設けることで検出されている。温度検出については、温度検出素子の個数を節約するため、複数個の電池セル１４をひとまとめにして検出されている。もちろん、温度検出は、電圧電流検出と同様に電池セル１４ごとに行っても良い。
【００８８】
ステップＳ１０１では、各電池パック１１〜１３の各ｓ電池セル１４の温度のうち最低電池温度が所定値よりも小さいか否かが判定される。所定値は、例えば０℃である。最低電池温度が所定値よりも小さい場合、ステップＳ１０２に進む。
【００８９】
ステップＳ１０２以降は、各電池パック１１〜１３を加熱する制御が実行される。ステップＳ１０２では、電池流路４２と高温冷却水回路３０とが接続される。すなわち、高温側循環流路３１の冷却水が電池流路４２に流出入する状態になるように、第１三方弁４８及び第２三方弁４９が切り替えられる。また、低温側循環流路４１と電池流路４２とが遮断される状態になるように、第３三方弁５０及び第４三方弁５１が切り替えられる。
【００９０】
ステップＳ１０３では、第１電池パック１１の最低電池温度Ｔｍｉｎ１、第２電池パック１２の最低電池温度Ｔｍｉｎ２、第３電池パック１３の最低電池温度Ｔｍｉｎ３が算出される。ステップＳ１００で検出された電池状態が最低電池温度の算出に利用される。
【００９１】
ステップＳ１０４では、各電池パック１１〜１３が目標温度に到達するまでに必要な熱量が算出される。具体的には、目標温度をＴｔａｒｇｅｔ、目標温度に到達するまでに必要な熱量［Ｊ］をＱ１、Ｑ２、Ｑ３、各電池パック１１〜１３の熱容量［Ｊ／Ｋ］をＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３とする。第１電池パック１１の必要な熱量Ｑ１は、Ｑ１＝ＣＰ１×（Ｔｍｉｎ１−Ｔｔａｒｇｅｔ）によって算出される。目標温度は、ステップＳ１０１の所定値でも良いし、異なる温度に設定されていても良い。
【００９２】
同様に、第２電池パック１２の必要な熱量Ｑ２は、Ｑ２＝ＣＰ２×（Ｔｍｉｎ２−Ｔｔａｒｇｅｔ）によって算出され、第３電池パック１３の必要な熱量Ｑ３は、Ｑ３＝ＣＰ３×（Ｔｍｉｎ３−Ｔｔａｒｇｅｔ）によって算出される。
【００９３】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４の算出結果に基づき、目標温度に到達するまでに必要な熱量が最小の電池パック１１〜１３が決定される。具体的には、各電池パック１１〜１３の各温度及び各熱容量に基づいて、各電池パック１１〜１３を構成する複数の電池セル１４のセル温度のうちの最低のセル温度が所定温度に到達するまでに必要な投入熱量が最小となる電池パック１１〜１３が選択される。
【００９４】
第１電池パック１１は、他の電池パック１２、１３と異なり、断熱材１６や蓄熱材１７が設けられている。しかし、上述の図６のように示される通り、必要な熱量が算出されるタイミングによっては、第１電池パック１１の必要な熱量が最小になるとは限らない。第２時間のタイミングでは、他の電池パック１２、１３の必要な熱量が最小になる場合もある。
【００９５】
ここでは、第１時間前後を想定する。よって、第１電池パック１１の必要な熱量が最小になるとして、第１電池パック１１を第１優先とする。すなわち、第１電池パック１１が優先的に温度調整制御される特定の電池パック１１に対応する。また、第２電池パック１２を第２優先とし、第３電池パック１３を第３優先とする。なお、車両の状況によっては、第２電池パック１２や第３電池パック１３が第１優先に決定されることもある。
【００９６】
ステップＳ１０６では、第１優先の第１電池パック１１に対応した第１電池流路４２ａに流れる冷却水の供給比率が他の電池流路４２ｂ、４２ｃよりも増加するように、各開閉弁５３〜５５の開度が調整される。冷却水の供給比率は、各電池流路４２ａ〜４２ｃに流れる冷却水の割合、配分、供給量等によって調整される。
【００９７】
例えば、第１電池流路４２ａのみに冷却水が流れるが、他の電池流路４２ｂ、４２ｃには冷却水が流れないように各開閉弁５３〜５５が制御される。あるいは、第１電池流路４２ａの供給比率が８／１０、第２電池流路４２ｂの供給比率が１／１０、第３電池流路４２ｃの供給比率が１／１０に設定される。
【００９８】
これにより、図９に示されるように、第１優先の第１電池パック１１が温水によって優先して温められるので、第１電池パック１１が優先して昇温する。他の電池パック１２、１３は待機の状態になっている。第１電池パック１１に温水を集中させることで、短時間に車両始動に必要な電力確保が可能になる。第１電池パック１１は他の電池パック１２、１３よりも先に温められるので、他の電池パック１２、１３よりも充放電の際に流れる電流が大きくなる。
【００９９】
図８のステップＳ１０７では、第１優先の第１電池パック１１の最低電池温度Ｔｍｉｎ１が目標温度を上回るか否かが判定される。最低電池温度Ｔｍｉｎ１が目標温度を下回る場合、ステップＳ１０６に戻る。そして、最低電池温度Ｔｍｉｎ１が目標温度を上回るまで、ステップＳ１０６とステップＳ１０７とが繰り返される。最低電池温度Ｔｍｉｎ１が目標温度を上回った場合、ステップＳ１０８に進む。
【０１００】
ステップＳ１０８では、第２優先の第２電池パック１２に対応した第２電池流路４２ｂに流れる冷却水の供給比率が他の電池流路４２ａ、４２ｃよりも増加するように、各開閉弁５３〜５５の開度が調整される。つまり、第２電池パック１２への加熱が始まる。例えば、第１電池流路４２ａの供給比率が１／１０、第２電池流路４２ｂの供給比率が８／１０、第３電池流路４２ｃの供給比率が１／１０に設定される。
【０１０１】
ステップＳ１０９では、第２優先の第２電池パック１２の最低電池温度Ｔｍｉｎ２が目標温度を上回るか否かが判定される。最低電池温度Ｔｍｉｎ２が目標温度を上回るまで、ステップＳ１０８とステップＳ１０９とが繰り返される。
【０１０２】
これにより、図１０に示されるように、第２優先の第２電池パック１２が温水によって優先して温められる。第１電池パック１１は充放電の繰り返しによる自己発熱によって、他の電池パック１２、１３よりも充放電の際に流れる電流が大きくなる。第３電池パック１３は待機の状態になっている。時間を掛けながら効率的に第１電池パック１１及び第２電池パック１２の温度を上げることができる。第２電池パック１２の最低電池温度Ｔｍｉｎ２が目標温度を上回った場合、図８のステップＳ１１０に進む。
【０１０３】
続いて、ステップＳ１１０では、第３優先の第３電池パック１３に対応した第３電池流路４２ｃに流れる冷却水の供給比率が他の電池流路４２ａ、４２ｂよりも増加するように、各開閉弁５３〜５５の開度が調整される。つまり、第３電池パック１３への加熱が始まる。例えば、第１電池流路４２ａの供給比率が１／１０、第２電池流路４２ｂの供給比率が１／１０、第３電池流路４２ｃの供給比率が８／１０に設定される。
【０１０４】
ステップＳ１１１では、第３優先の第３電池パック１３の最低電池温度Ｔｍｉｎ３が目標温度を上回るか否かが判定される。最低電池温度Ｔｍｉｎ３が目標温度を上回るまで、ステップＳ１１０とステップＳ１１１とが繰り返される。
【０１０５】
これにより、図１１に示されるように、第３優先の第３電池パック１３が温水によって優先して温められる。第１電池パック１１及び第２電池パック１２は充放電の繰り返しによる自己発熱によって、第３電池パック１３よりも充放電の際に流れる電流が大きくなる。時間を掛けながら効率的に各電池パック１１〜１３の温度を上げることができる。第３電池パック１３の最低電池温度Ｔｍｉｎ３が目標温度を上回った場合、図８のステップＳ１１２に進む。
【０１０６】
ステップＳ１１２では、各電池パック１１〜１３の温度差に応じた流量分配比率が算出され、算出された流量分配比率に従って冷却水の供給比率が調整される。このため、本ステップにおいて各電池パック１１〜１３の温度及び冷却水の水温が取得され、各温度に基づいて各電池パック１１〜１３の温度差が取得される。
【０１０７】
ΔＴｘ＝（ｘ番目の電池パック温度）−水温とし、ΔＴａｌｌ＝（ΔＴ１＋ΔＴ２＋ΔＴ３）とすると、流量分配比率は、（ΔＴ１／ΔＴａｌｌ）：（ΔＴ２／ΔＴａｌｌ）：（ΔＴ３／ΔＴａｌｌ）となる。この後、ステップＳ１００に戻る。
【０１０８】
ステップＳ１０１において、各電池パック１１〜１３の温度が所定値よりも大きい場合、ステップＳ１１３に進む。
【０１０９】
ステップＳ１１３以降は、各電池パック１１〜１３を冷却する制御が実行される。ステップＳ１１３では、電池流路４２と低温冷却水回路４０とが接続される。すなわち、低温側循環流路４１の冷却水が電池流路４２に流出入する状態になるように、第３三方弁５０及び第４三方弁５１が切り替えられる。また、高温側循環流路３１と電池流路４２とが遮断される状態になるように、第１三方弁４８及び第２三方弁４９が切り替えられる。
【０１１０】
ステップＳ１１４では、第１電池パック１１の最高電池温度Ｔｍａｘ１、第２電池パック１２の最高電池温度Ｔｍａｘ２、第３電池パック１３の最高電池温度Ｔｍａｘ３が算出される。ステップＳ１００で検出された電池状態が最高電池温度の算出に利用される。
【０１１１】
ステップＳ１１５では、各電池パック１１〜１３が目標温度に到達するまでに必要な熱量が算出される。第１電池パック１１の必要な熱量Ｑ１は、Ｑ１＝ＣＰ１×（Ｔｍａｘ１−Ｔｔａｒｇｅｔ）によって算出される。同様に、第２電池パック１２の必要な熱量Ｑ２は、Ｑ２＝ＣＰ２×（Ｔｍａｘ２−Ｔｔａｒｇｅｔ）によって算出され、第３電池パック１３の必要な熱量Ｑ３は、Ｑ３＝ＣＰ３×（Ｔｍａｘ３−Ｔｔａｒｇｅｔ）によって算出される。なお、冷却の場合、電池パック１１〜１３の熱を奪うことになるので、投入熱量の正負の符号はステップＳ１０４の各Ｑに対して反転する。
【０１１２】
ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５の算出結果に基づき、目標温度に到達するまでに必要な熱量が最小の電池パック１１〜１３が決定される。ここでは、第１電池パック１１の必要な熱量が最小になるとして、第１電池パック１１を第１優先とする。つまり、第１電池パック１１が特定の電池パック１１に対応する。また、第２電池パック１２を第２優先とし、第３電池パック１３を第３優先とする。
【０１１３】
ステップＳ１１７では、第１優先の第１電池パック１１に対応した第１電池流路４２ａに流れる冷却水の供給比率が他の電池流路４２ｂ、４２ｃよりも増加するように、各開閉弁５３〜５５の開度が調整される。例えば、ステップＳ１０６と同じ供給比率が設定される。
【０１１４】
ステップＳ１１８では、第１優先の第１電池パック１１の最高電池温度Ｔｍａｘ１が目標温度を下回るか否かが判定される。最高電池温度Ｔｍａｘ１が目標温度を上回る場合、ステップＳ１１７に戻る。そして、最高電池温度Ｔｍａｘ１が目標温度を下回るまで、ステップＳ１１７とステップＳ１１８とが繰り返される。最高電池温度Ｔｍａｘ１が目標温度を下回った場合、ステップＳ１１９に進む。
【０１１５】
ステップＳ１１９では、ステップＳ１０８と同様に、第２電池流路４２ｂに流れる冷却水の供給比率が他の電池流路４２ａ、４２ｂよりも増加するように、各開閉弁５３〜５５の開度が調整される。これにより、第２優先の第２電池パック１２が優先して冷却される。
【０１１６】
ステップＳ１２０では、第２優先の第２電池パック１２の最高電池温度Ｔｍａｘ２が目標温度を下回るか否かが判定される。最高電池温度Ｔｍａｘ２が目標温度を下回るまで、ステップＳ１１９とステップＳ１２０とが繰り返される。最高電池温度Ｔｍａｘ２が目標温度を下回った場合、ステップＳ１２１に進む。
【０１１７】
ステップＳ１２１では、ステップＳ１１０と同様に、第３電池流路４２ｃに流れる冷却水の供給比率が他の電池流路４２ａ、４２ｂよりも増加するように、各開閉弁５３〜５５の開度が調整される。これにより、第３優先の第３電池パック１３が優先して冷却される。
【０１１８】
ステップＳ１２２では、第３優先の第３電池パック１３の最高電池温度Ｔｍａｘ３が目標温度を下回るか否かが判定される。最高電池温度Ｔｍａｘ３が目標温度を下回るまで、ステップＳ１２１とステップＳ１２２とが繰り返される。最高電池温度Ｔｍａｘ３が目標温度を下回った場合、ステップＳ１２３に進む。
【０１１９】
ステップＳ１２３では、ステップＳ１１２と同様に、各電池パック１１〜１３の温度差に応じた流量分配比率に従って冷却水の供給比率が調整される。こうして、各電池パック１１〜１３の温度調整制御は終了する。
【０１２０】
以上、説明したように、電池温調装置１は、電池状態に基づいて各電池パック１１〜１３の中から優先して温度調整すべき特定の電池パック１１を決定する。また、電池温調装置１は、第１優先の第１電池パック１１に対する熱媒体の供給比率を他の電池パック１２、１３よりも増加させることが特徴となっている。
【０１２１】
これによると、第１電池パック１１と熱媒体である冷却水との熱交換量を他の電池パック１２、１３よりも優先して増加させることができる。このため、第１電池パック１１を他の電池パック１２、１３よりも先に温度調整することができる。したがって、複数の電池パック１１〜１３の少なくとも一部を短時間で冷却あるいは加熱することができる。
【０１２２】
そして、電池温調装置１は、各電池パック１１〜１３が所定温度である目標温度に到達していない状態において、第１電池パック１１が目標温度を超えるまで、高温冷却水回路３０、低温冷却水回路４０、各開閉弁５３〜５５を制御する。このとき、第１電池パック１１に優先的に冷却水が供給される。なお、「目標温度を超える」とは、各電池パック１１〜１３の加熱の場合は目標温度を上回ることを意味し、各電池パック１１〜１３の冷却の場合は目標温度を下回ることを意味する。また、電池温調装置１は、第１電池パック１１が目標温度に到達した後、高温冷却水回路３０、低温冷却水回路４０、各開閉弁５３〜５５を制御して、第１電池パック１１に対する冷却水の供給比率を他の電池パック１２、１３よりも相対的に低減する。
【０１２３】
このように、時分割で冷却水の供給比率が切り替えられるので、第１優先の第１電池パック１１を優先的に冷却あるいは加熱することができる。また、第１電池パック１１に優先的に加熱する場合、電流が流れることによる自己発熱と冷却水による暖機とが組み合わされるので、第１電池パック１１を省電力及び低コストで昇温させることができる。
【０１２４】
本実施形態では、第１電池パック１１が第１優先である特定の電池パックに設定されたが、特定の電池パックは他の基準に基づいて設定しても良い。以下に、特定の電池パックの例を挙げる。なお、便宜上、第１電池パック１１を特定の電池パックとする。
【０１２５】
（１）他の電池パック１２、１３よりも相対的に断熱性能及び蓄熱性能のうちのいずれか一方または両方が高いものを、特定の電池パック１１としても良い。
【０１２６】
（２）他の電池パック１２、１３よりも相対的に熱容量が小さいものを、特定の電池パック１１としても良い。
【０１２７】
（３）複数の電池パック１１〜１３のうち最も劣化状態が低いものを、特定の電池パック１１としても良い。劣化状態は、電池状態に基づいて各電池パック１１〜１３の容量劣化を検出する方式と、電池状態に基づいて各電池パック１１〜１３の抵抗値の変化を検出する方式と、のいずれか一方または両方によってモニタすることができる。
【０１２８】
また、変形例として、第１優先の第１電池パック１１の温度調整が完了した後、第２優先と第３優先の電池パック１２、１３を同時に温度調整しても良い。
【０１２９】
変形例として、第１優先は第１電池パック１１及び第２電池パック１２というように、第１優先は各電池パック１１〜１３のうちの複数でも良い。すなわち、特定の電池パックは複数でも良い。
【０１３０】
変形例として、各電池パック１１〜１３を全て同じ仕様に設定し、各電池パック１１〜１３の劣化状態をモニタしながら第１優先を適宜変更しても良い。
【０１３１】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、高温冷却水回路３０、低温冷却水回路４０、各三方弁４８〜５１、各電池流路４２ａ〜４２ｃ、各開閉弁５３〜５５が特許請求の範囲の「熱媒体供給部」に対応する。また、高温冷却水回路３０を流れる高温の冷却水及び低温冷却水回路４０を流れる低温の冷却水が特許請求の範囲の「熱媒体」に対応する。
【０１３２】
さらに、各電池パック１１〜１３のうち第１優先の電池パックが特許請求の範囲の「特定の電池パック」に対応し、各電池パック１１〜１３のうち第１優先以外の電池パックが特許請求の範囲の「他の電池パック」に対応する。
【０１３３】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図１２に示されるように、第１電池パック１１は、カーボン伝熱シート１８ａ及び熱伝導グリス１８ｂを有する。
【０１３４】
カーボン伝熱シート１８ａは、各電池セル１４の間に設けられる。熱伝導グリス１８ｂは、各電池セル１４の間や、各電池セル１４と第１電池流路４２ａとの間に設けられる。カーボン伝熱シート１８ａ及び熱伝導グリス１８ｂは、第１電池流路４２ａを流れる冷却水と各電池セル１４との熱交換性能を向上させる。なお、各電池セル１４と第１電池流路４２ａとの間には、熱伝導グリス１８ｂではなく、熱伝導性が高い絶縁性媒体を採用しても良い。
【０１３５】
したがって、第１電池パック１１が第１優先に選択された場合、当該第１電池パック１１は、他の電池パック１２、１３よりも相対的に熱交換性能が高いものとなる。
【０１３６】
図１３に示されるように、例えば、寒冷地での車両の始動時、カーボン伝熱シート１８ａ及び熱伝導グリス１８ｂが設けられた第１優先の第１電池パック１１は、他の電池パック１２、１３よりも電池パック温度が上昇しやすくなっている。したがって、より早期に電池電力を確保することができる。
【０１３７】
変形例として、カーボン伝熱シート１８ａではなく、挟み込み型熱交換器を採用しても良い。挟み込み型熱交換器は、例えば１枚の板部材の一部が直角に折り曲げられた形状を持つ。電池セル１４と挟み込み型熱交換器との間、及び、挟み込み型熱交換器と第１電池流路４２ａとの間に熱伝導グリス１８ｂが設けられる。これにより、各電池セル１４の熱交換性能を向上させることができる。
【０１３８】
変形例として、第１優先の第１電池パック１１は、断熱材１６及び蓄熱材１７のいずれか一方または両方を有していても良い。
【０１３９】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図１４に示されるように、２次電池１０は、昇圧回路１９を含んでいる。昇圧回路１９は、各電池パック１１〜１３の各電圧を同一の電圧に調整する回路である。なお、図１４に示された各電池パック１１〜１３の熱容量は同じに設定されている。また、本実施形態でいう「同一」とは、車両を駆動するために必要な電圧まで、各電池パック１１〜１３の電圧をそろえるということを意味している。
【０１４０】
また、各電池パック１１〜１３は、それぞれが独立して通電または遮断が可能に構成されている。すなわち、各電池パック１１〜１３の各リレー１５が、制御装置７０によって独立して制御される。
【０１４１】
このような構成によると、制御装置７０は、第１優先の第１電池パック１１を通電する一方、他の電池パック１２、１３の電気的接続を遮断することができる。例えば、制御装置７０は、第１電池パック１１の充放電を繰り返すリップル昇温の方法を用いて第１電池パック１１を加熱することができる。電流による自己発熱と冷却水とによって第１優先の第１電池パック１１を加熱することができるので、車両指始動に必要な電力を早期に確保することができる。
【０１４２】
制御装置７０は、第１優先の第１電池パック１１の温度調整後に、他の電池パック１２、１３への冷却水の供給比率を増加させる。これにより、制御装置７０は、他の電池パック１２、１３を徐々に温度調整しつつ、他の電池パック１２、１３を通電する。
【０１４３】
以上のように、２次電池１０に昇圧回路１９が設けられているので、各電池パック１１〜１３の電圧差に応じた電池温度バラツキによる電流回り込みを防止することができる。また、安全かつ効率的に各電池パック１１〜１３を管理することができる。
【０１４４】
変形例として、図１５に示されるように、各電池パック１１〜１３の電池容量は異なっていても良い。電池セル１４には、容量型と出力型がある。容量型は、エネルギ量を多く含むが、内部抵抗が高く、入出力電力を大きく取り出せない。出力型は、容量型の逆の特徴を持つ。出力型は、内部抵抗を低くすることで出力を出す。エネルギ容量に比例して電池セル１４の体格が大きくなる傾向があるため、出力型の電池セル１４は総じて熱容量が小さい。図１５に示された変形例では、例えば、第１電池パック１１は出力型の電池セル１４（３．７Ｖ，５Ａｈ）×５６セルによって構成され、他の電池パック１２、１３は容量型の電池セル１４（３．７Ｖ，５０Ａｈ）×９６セルによって構成されている。
【０１４５】
変形例として、各電池パック１１〜１３が目標温度に到達していない状態において、各電池パック１１〜１３のうち目標温度に対する温度差が最も大きいものを第１優先の電池パックとしても良い。本実施形態の場合、各電池パック１１〜１３のうち最も温度が高いものが第１優先に設定される。あるいは、第１優先の第１電池パック１１は、他の電池パック１２、１３よりも相対的に出力性能が高い電池セル１４を含んでいても良い。これにより、車両始動に必要な電力を省電力及び低コストで早期に確保することができる。
【０１４６】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
【０１４７】
（１）上記実施形態では、熱媒体として冷却水や冷媒を用いているが、油等の各種媒体を熱媒体として用いても良い。
【０１４８】
（２）上記実施形態の冷凍サイクル装置２０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いても良い。
【０１４９】
また、上記実施形態の冷凍サイクル装置２０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していても良い。
【０１５０】
（３）上記実施形態では、高温側水−冷媒熱交換器２２の冷媒通路の出口には分岐部２３ａの流入口側が接続されているが、高温側水−冷媒熱交換器２２の冷媒通路の出口に膨張弁が接続され、膨張弁には室外機が接続されていても良い。分岐部２３ａの流入口側には室外機が接続される。
【０１５１】
（４）上記実施形態では、電池温調装置１は電気自動車に搭載されているが、電池温調装置１は、内燃機関及び走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に搭載されていても良い。また、電池温調装置１は、車両用に限られず、車両用以外の２次電池１０に適用しても良い。
【０１５２】
（５）上記実施形態の室内蒸発器２５にエジェクタが内蔵されていても良い。エジェクタは、ノズルから噴射される高速度の噴射流体の吸引作用により流体吸引口から流体を吸引する。エジェクタは、さらに、噴射流体と流体吸引口から吸引された吸引流体との混合流体の速度エネルギを昇圧部にて圧力エネルギに変換することによって、混合流体の圧力を上昇させる。昇圧部はいわゆるディフューザである。
【０１５３】
（６）上記実施形態の圧縮機２１は、ガスインジェクション圧縮機であっても良い。ガスインジェクション圧縮機は、サイクル内で生成された中間圧冷媒を昇圧過程の中間圧冷媒に合流させ、冷媒を多段階に昇圧させることで圧縮効率を向上させる圧縮機である。
【０１５４】
（７）２次電池１０を構成する電池パック１１〜１３は３つでなくても良く、２つあるいは４つ以上でも良い。
【０１５５】
（８）上記実施形態では、電池温調装置１は冷凍サイクル装置２０、高温冷却水回路３０、低温冷却水回路４０を含んでいるが、電池温調装置１はこれらの熱媒体供給手段を備えていなくても良い。つまり、電池温調装置１は、熱媒体供給手段を制御する制御装置７０のみを含んだ装置として構成されていても良い。言い換えると、制御装置７０が熱媒体供給手段を制御する電池温調装置１として構成されていても良い。
【符号の説明】
【０１５６】
１０            ２次電池
１１〜１３      電池パック
３０            高温冷却水回路（熱媒体供給部）
４０            低温冷却水回路（熱媒体供給部）
４２ａ〜４２ｃ  電池流路（熱媒体供給部）
４８〜５１      三方弁（熱媒体供給部）
５３〜５５      開閉弁（熱媒体供給部）
７０            制御装置
【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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