(57)【要約】【課題】  蓄電モジュールを温めるための専用のヒータを設ければ、部品点数が増加してコストアップとなってしまう。【解決手段】  複数の蓄電素子（１１）を含む蓄電モジュール（１０）を温めるための昇温システムであって、蓄電モジュールを収容するケース（１２）と、ケース内に収容され、蓄電モジュールとの間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体（１５）と、蓄電モジュールの出力電圧を昇圧するための昇圧回路（３）で用いられ、ケース内に収容されて熱交換媒体と接触するリアクトル（３１）と、を有する。リアクトルは、通電に伴って発生した熱エネルギを、熱交換媒体を介して蓄電モジュールに伝達させることにより、蓄電モジュールを温める。【選択図】  図３
2010182511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電素子を含む蓄電モジュールを温めるための昇温システムであって、
前記蓄電モジュールを収容するケースと、
前記ケース内に収容され、前記蓄電モジュールとの間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、
前記蓄電モジュールの出力電圧を昇圧するための昇圧回路で用いられ、前記ケース内に収容されて前記熱交換媒体と接触するリアクトルと、を有し、
前記リアクトルは、通電に伴って発生した熱エネルギを、前記熱交換媒体を介して前記蓄電モジュールに伝達させることにより、前記蓄電モジュールを温めることを特徴とする昇温システム。
【請求項２】
前記蓄電モジュールの温度を検出するための温度センサと、
前記リアクトルへの通電を断続的に行わせるスイッチング素子の動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記温度センサによる検出温度が基準温度よりも低い場合には、前記スイッチング素子のデューティ比を制御して前記リアクトルへの通電を行うことを特徴とする請求項１に記載の昇温システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記スイッチング素子のデューティ比を、前記検出温度および前記基準温度の差に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の昇温システム。
【請求項４】
前記スイッチング素子は、直列に接続された第１および第２のスイッチング素子を含んでおり、
前記第１および第２のスイッチング素子が前記昇圧回路の出力側における電圧を平滑化するコンデンサに対して並列に接続されているとともに、前記第１および第２のスイッチング素子の接続点に前記リアクトルが接続されており、
前記コントローラは、前記検出温度が前記基準温度よりも低い場合には、前記第１および第２のスイッチング素子のデューティ比を制御することにより、前記コンデンサおよび前記蓄電モジュールの間における充放電を繰り返して行わせることを特徴とする請求項２又は３に記載の昇温システム。
【請求項５】
前記蓄電モジュールの出力は、前記昇圧回路で昇圧された状態で車両の走行エネルギに用いられており、
前記コントローラは、前記車両を始動させるときに、前記検出温度が前記基準温度よりも低いか否かを判別することを特徴とする請求項２から４のいずれか１つに記載の昇温システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の蓄電素子からなる電池モジュールを温めるための昇温システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単電池（二次電池）が過度に冷却されると、単電池の充放電に関する特性が劣化してしまうことがある。そこで、単電池が過度に冷却されるのを抑制するために、発熱体を用いて単電池を温めるようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、単電池にヒータを接触させて、ヒータで発生した熱を単電池に伝達させるようにしているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６０７４５号公報
【特許文献２】特開２００５−７３３９９号公報
【特許文献３】特開２００５−１２９３５９号公報
【特許文献４】特開平７−７３９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単電池を温めるためだけに発熱体を設けるようにすれば、部品点数が増えてしまい、コストアップとなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、部品点数を抑えた簡素な構成において、蓄電モジュールを温めることができる昇温システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の蓄電素子を含む蓄電モジュールを温めるための昇温システムであって、蓄電モジュールを収容するケースと、ケース内に収容され、蓄電モジュールとの間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、蓄電モジュールの出力電圧を昇圧するための昇圧回路で用いられ、ケース内に収容されて熱交換媒体と接触するリアクトルと、を有する。そして、リアクトルは、通電に伴って発生した熱エネルギを、熱交換媒体を介して蓄電モジュールに伝達させることにより、蓄電モジュールを温める。熱交換媒体としては、絶縁性を有する液体を用いることが好ましい。
【０００７】
ここで、蓄電モジュールの温度を検出するための温度センサと、リアクトルへの通電を断続的に行わせるスイッチング素子の動作を制御するコントローラと、を設けることができる。そして、温度センサによる検出温度が基準温度よりも低い場合には、コントローラによってスイッチング素子のデューティ比を制御することにより、リアクトルへの通電を行わせることができる。これにより、リアクトルを発熱させることができ、蓄電モジュールの温度を基準温度に到達させることができる。この場合において、スイッチング素子のデューティ比を、検出温度および基準温度の差に応じて変更することができる。これにより、検出温度および基準温度の差に応じて、蓄電モジュールの加温状態を変更することができる。
【０００８】
上記スイッチング素子には、直列に接続された第１および第２のスイッチング素子が含まれる。そして、第１および第２のスイッチング素子は、昇圧回路の出力側における電圧を平滑化するコンデンサに対して並列に接続されているとともに、第１および第２のスイッチング素子の接続点には、リアクトルが接続されている。この構成において、検出温度が基準温度よりも低い場合には、第１および第２のスイッチング素子のデューティ比を制御することにより、コンデンサおよび蓄電モジュールの間における充放電を繰り返して行わせることができる。
【０００９】
蓄電素子の充放電を繰り返すことにより、蓄電素子の内部抵抗によって蓄電素子を内部から温めることができる。また、蓄電モジュールを放電させた後に、コンデンサからの電力を蓄電モジュールに充電させることにより、蓄電モジュールの出力電力が低下してしまうのを防止することができる。さらに、上述した充放電を繰り返すことにより、リアクトルも通電されて発熱することになるため、この熱を用いて蓄電素子を温めることができる。
【００１０】
一方、蓄電モジュールの出力は、昇圧回路で昇圧された状態で車両の走行エネルギに用いることができる。この場合において、車両を始動させるときに、検出温度が基準温度よりも低いか否かの判別を行うようにすることができる。そして、検出温度が基準温度よりも低ければ、リアクトルで発生させた熱を用いて蓄電モジュールを温めておくことにより、蓄電モジュールの充放電に関する特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄電モジュールの出力電圧を昇圧させる構成において、昇圧回路で用いられるリアクトルを通電によって発熱させることにより、この熱を、熱交換媒体を介して蓄電モジュールに伝達することができる。これにより、蓄電モジュールを温めるだけの専用のヒータを用いる必要がなくなり、部品点数を増やすことなく、蓄電モジュールを温めることができる。また、リアクトルで発生した熱を熱交換媒体に逃がすことができ、リアクトルの温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１における車両の一部の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１における電池パックの構成を示す分解斜視図である。
【図３】実施例１において、ＤＣ／ＤＣコンバータの回路配置を示す図である。
【図４】実施例１の変形例において、ＤＣ／ＤＣコンバータの回路配置を示す図である。
【図５】実施例１における電池モジュールの加温処理を示すフローチャートである。
【図６Ａ】トランジスタのオン／オフ状態を示す図である。
【図６Ｂ】トランジスタのオン／オフ状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１である昇温システムを備えた車両について、図１を用いて説明する。ここで、図１は、本実施例の車両における一部の構成を示すブロック図である。
【００１５】
本実施例の車両は、電池パック１と、システムリレー２１，２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧回路）３と、インバータ４と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）５と、動力分割機構６と、エンジン７とを有している。すなわち、本実施例の車両は、電池パック１及びエンジン７を、車両の走行に用いる動力源として備えたハイブリッド自動車である。なお、エンジン７に代えて、燃料電池を用いることもできるし、電池パック１だけを動力源として用いることもできる。
【００１６】
電池パック１は、電池モジュール（蓄電モジュール）１０と、電池モジュール１０を収容するケース１２とを有している。電池モジュール１０は、複数の単電池（蓄電素子）１１が電気的に直列に接続されて構成されている。単電池１１としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池といった二次電池を用いることができる。なお、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。
【００１７】
図２には、電池パック１の分解斜視図を示している。電池パック１のケース１２は、図２に示すように、電池モジュール１０を収容する空間を形成する第１ケース１２ａと、第１ケース１２ａの開口部を塞ぐ第２ケース１２ｂとを有している。第２ケース１２ｂが第１ケース１２ａに固定されることにより、ケース１２の内部は密閉状態となる。
【００１８】
一方、電池モジュール１０を構成する各単電池１１は、両端側において、一対の支持プレート１３によって支持されている。また、各単電池１１の両端には、正極端子１１ａおよび負極端子１１ｂがそれぞれ設けられている。各単電池１１の正極端子１１ａは、隣り合って配置された他の単電池１１の負極端子１１ｂとバスバー１４を介して電気的に接続されている。同様に、各単電池１１の負極端子１１ｂは、隣り合って配置された他の単電池１１の正極端子１１ａとバスバー１４を介して電気的に接続されている。これにより、電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１は、電気的に直列に接続される。
【００１９】
また、電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１のうち、特定の２つの単電池１１にはそれぞれ、総マイナスケーブルおよび総プラスケーブルが接続されている。これらのケーブルは、電池モジュール１０の充放電を行うために用いられ、本実施例では、システムリレー２１，２２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続されている。
【００２０】
本実施例では、図２に示すように、円筒形の単電池１１を用いているが、これに限るものではなく、角形といった他の形状の単電池１１を用いることもできる。角形の単電池１１を用いた場合には、これらの単電池１１を、スペーサを挟んだ状態で一方向に配置することにより、電池モジュールを構成することができる。ここで、スペーサは、隣り合って配置された２つの単電池１１が互いに接触するのを防止したり、単電池１１の外面に空気等を通過させるためのスペースを形成したりするために用いられる。
【００２１】
ケース１２には、電池モジュール１０の他に、液状の熱交換媒体１５が収容されている。そして、熱交換媒体１５は、電池モジュール１０の外面に接触しているとともに、ケース１２の内壁面に接触している。ここで、熱交換媒体１５は、絶縁性を有する液体であり、例えば、絶縁油、フッ素系不活性液体又は脂肪酸エステルを用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、フロリナート、Ｎｏｖｅｃ  ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０（スリーエム社製）を用いることができる。また、脂肪酸エステルとしては、例えば、カプリル酸２−エチルヘキサノールを用いることができる。
【００２２】
また、ケース１２の内部には、温度センサ１００が配置されている（図１参照）。温度センサ１００は、単電池１１の温度を検出するために用いられ、温度センサ１００の出力信号は、制御ユニット９のＣＰＵ９１に入力される。ここで、温度センサ１００は、単電池１１の温度を直接的又は間接的に検出することができれば、いかなる位置に設けてもよい。単電池１１の温度を直接的に検出する場合としては、例えば、温度センサ１００を単電池１１に接触させる場合がある。また、単電池１１の温度を間接的に検出する場合としては、例えば、温度センサ１００を単電池１１から離して配置しつつ、熱交換媒体１５等を介して単電池１１の温度を検出する場合がある。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、電池パック１から供給される電圧を昇圧したり、モータジェネレータ５（インバータ４）から供給される電圧を降圧したりする。ＤＣ／ＤＣコンバータ３の具体的な構成については、後述する。
【００２４】
インバータ４は、車両の走行時には、電池パック１から供給される直流電力（放電電力）を交流電力に変換して、モータジェネレータ５に供給する。また、インバータ４は、車両の回生制動時には、モータジェネレータ５が発生する交流電力を直流電力（充電電力）に変換して、電池パック１に供給する。これにより、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。なお、上述した回生制動とは、車両の運転者によるフットブレーキの操作に応じて発電制動を行う場合と、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフにすることで発電制動をさせながら減速（または加速を中止）する場合とを含むものである。
【００２５】
モータジェネレータ５は、インバータ４から供給される交流電力を受けて電動機として機能し、車両を走行させるための駆動力を発生する。また、モータジェネレータ５は、エンジン７または車輪（不図示）を介して伝達される駆動力を受けて発電機として機能し、車両の運動エネルギを、電池パック１を充電するための電力に変換する。
【００２６】
エンジン７は、ガソリン、軽油及びメタノールなどの燃料の燃焼により駆動力を発生する内燃機関である。そして、エンジン７で発生した駆動力は、動力分割機構６を介して、車輪又はモータジェネレータ５に伝達される。動力分割機構６は、モータジェネレータ５およびエンジン７の間や、モータジェネレータ５および車輪の間で駆動力の伝達を行う機構であり、例えば、シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成することができる。
【００２７】
エンジン７を始動させるときには、モータジェネレータ５が電池パック１からの放電電力を受けて駆動力を発生することにより、エンジン７がクランキングされる。エンジン７がクランキングされることに伴い、燃料の噴射及び点火が行われて、エンジン７の自立回転が確立される。モータジェネレータ５によるエンジン７のクランキングは、モータジェネレータ５によって発生する駆動力を、動力分割機構６を介してエンジン７に伝達することにより行われる。
【００２８】
上述したように、電池パック１の放電電力は、モータジェネレータ５による駆動力の発生に用いられる。また、電池パック１の充電電力は、エンジン７からの駆動力又は車両の運動エネルギを受けたモータジェネレータ５によって発生される。すなわち、電池パック１に対する充放電制御は、モータジェネレータ５及びエンジン７の制御により、放電電力及び充電電力を調節することによって行われる。
【００２９】
一方、制御ユニット９は、車両システムを停止させるためのイグニッションオフ指令と、車両システムを始動させるためのイグニッションオン指令とを受けるように構成されている。ここで、車両システムとは、エンジン７といった車両を構成する各装置を含み、特に、電池パック１からの電力で直接的または間接的に作動する装置を含むものである。
【００３０】
制御ユニット９は、イグニッションオン指令を受けると、システムリレー２１，２２をオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、電池パック１及びＤＣ／ＤＣコンバータ３は、電気的に接続されることになる。一方、制御ユニット９は、イグニッションオフ指令を受けると、システムリレー２１，２２をオン状態からオフ状態に切り替える。
【００３１】
制御ユニット９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、コントローラ）９１と、メモリ９２とを有している。ＣＰＵ９１は、予めメモリ９２に格納されたプログラムなどにしたがって、所定の処理を実行する。エンジンＥＣＵ８は、制御ユニット９からの制御信号に基づいて、エンジン７の駆動を制御する。
【００３２】
次に、本実施例におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３の具体的な構成について、図３を用いて説明する。なお、図３では、システムリレー２１，２２を省略している。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、リアクトル３１と、ダイオード３４，３５と、スイッチング素子としてのトランジスタ（ｎｐｎ型トランジスタ）３６，３７とを有している。リアクトル３１は、一端が正極ラインＰＬ１に接続され、他端がトランジスタ３６，３７の接続点に接続されている。また、本実施例では、リアクトル３１が、電池パック１のケース１２内に収容されている。そして、リアクトル３１は、ケース１２内において位置決めされた状態で取り付けられており、熱交換媒体１５と接触している。本実施例では、リアクトル３１を単電池１１から離して配置しているが、リアクトル３１を単電池１１に接触させることもできる。
【００３４】
トランジスタ３６，３７は、正極ラインＰＬ２および負極ラインＮＬの間で直列に接続されており、各トランジスタ３６，３７のベースには、制御ユニット９（ＣＰＵ９１）からの信号が入力される。そして、各トランジスタ３６，３７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ようにダイオード３４，３５がそれぞれ接続されている。
【００３５】
なお、トランジスタ３６，３７として、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることもできる。また、ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることもできる。
【００３６】
コンデンサ３２は、正極ラインＰＬ１および負極ラインＮＬの間における電圧変動を平滑化する。また、コンデンサ３３は、正極ラインＰＬ２および負極ラインＮＬの間における電圧変動を平滑化する。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、電池パック１から正極ラインＰＬ１を介して供給される直流電圧を昇圧して正極ラインＰＬ２へ出力する。具体的には、制御ユニット９から出力された制御信号によって、トランジスタ３７をオン状態にするとともに、トランジスタ３６をオフ状態にする。これにより、リアクトル３１に電流が流れ、リアクトル３１には電流量に応じた磁場エネルギが蓄積される。次に、制御ユニット９の制御信号によって、トランジスタ３７をオン状態からオフ状態に切り替えることにより、ダイオード３４を介して正極ラインＰＬ２へ電流を流す。これにより、リアクトル３１で蓄積されたエネルギが放出され、昇圧動作が行われる。
【００３８】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、制御ユニット９からの制御信号に基づいて、正極ラインＰＬ２を介してインバータ４から供給される直流電圧を電池パック１の電圧レベルに降圧する。具体的には、制御ユニット９の制御信号によって、トランジスタ３６をオン状態にするとともに、トランジスタ３７をオフ状態にする。これにより、インバータ４からの電力が電池パック１に供給され、電池パック１の充電が行われる。
【００３９】
なお、本実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の一部を構成するリアクトル３１だけを電池パック１のケース１２内に収容しているが、これに限るものではない。例えば、図４に示すように、リアクトル３１とともに、コンデンサ３２をケース１２内に収容することができる。
【００４０】
次に、電池モジュール１０を加温する処理について、図５を用いて説明する。図５に示す処理は、制御ユニット９のＣＰＵ９１によって実行され、車両システムを始動させる際に行われる。
【００４１】
電池パック１の出力を用いて車両システムを始動させるためには、電池パック１の出力電力が所定値よりも高い必要がある。ここで、単電池１１が過度に冷却されてしまうと、単電池１１の出力特性が低下して、車両システムを始動させることができなくなってしまうおそれがある。このような場合には、単電池１１を温める必要がある。また、車両システムを始動させることができても、単電池１１の温度が低いと、単電池１１の充放電を効率良く行うことができない。したがって、この場合にも、単電池１１を温めておくことが好ましい。
【００４２】
ステップＳ１において、ＣＰＵ９１は、温度センサ１００の出力に基づいて、電池モジュール１０の温度を検出する。ステップＳ２において、ＣＰＵ９１は、ステップＳ１で検出された温度と基準温度とを比較し、検出温度が基準温度よりも高いか否かを判別する。ここで、基準温度は、単電池１１の充放電に関する特性を向上させる点に基づいて、適宜設定される温度である。例えば、基準温度として、電池パック１が車両システムを始動させるために必要な電力を出力することができるときの温度とすることができる。
【００４３】
ステップＳ２において、検出温度が基準温度よりも高ければ、本処理を終了し、検出温度が基準温度よりも低ければ、ステップＳ３に進む。ステップＳ３において、ＣＰＵ９１は、検出温度および基準温度の差を求める。そして、ステップＳ４において、ＣＰＵ９１は、ステップＳ３で求めた温度差に基づいて、トランジスタ３７のオン／オフ状態を切り替えるための周波数（言い換えれば、デューティ比）を決定する。具体的には、制御ユニット９のメモリ９２には、上述した温度差および周波数の関係を示すマップが格納されており、ＣＰＵ９１は、マップを用いて周波数を決定する。ここで、マップ内の周波数としては、例えば、所定時間（例えば、１分間）で、上述した温度差をほぼ無くすることができる周波数とすることができる。
【００４４】
ここで、温度差および周波数の関係について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。本実施例では、温度差が大きくなるほど、図６Ａに示すように、トランジスタ３７をオン状態とする時間Ｔ１を長くしている。また、温度差が小さくなるほど、図６Ｂに示すように、トランジスタ３７をオン状態とする時間Ｔ２（時間Ｔ２＜時間Ｔ１）を短くしている。トランジスタ３７をオン状態とすれば、リアクトル３１への通電が行われ、リアクトル３１に磁場エネルギが蓄積されるとともに、リアクトル３１が発熱することになる。そして、トランジスタ３７のオン状態が長くなるほど、通電に伴ってリアクトル３１で発生する熱量も多くなる。本実施例では、後述するように、リアクトル３１で発生した熱を用いて、単電池１１を温めるようにしている。
【００４５】
なお、本実施例では、温度差および周波数の関係を示すマップを用いて、周波数を決定しているが、これに限るものではない。すなわち、温度差から周波数を特定することができればよく、具体的には、温度差および周波数の関係式（演算式）に、ステップＳ３で求められた温度差を代入することにより、周波数を求めることができる。
【００４６】
ステップＳ５において、ＣＰＵ９１は、ステップＳ４で決定された周波数に基づいて、トランジスタ３７のオン／オフ状態を切り替えるとともに、タイマ（不図示）を用いたカウントを開始する。これらの処理が、加温処理となる。
【００４７】
ステップＳ６において、ＣＰＵ９１は、加温条件を満足しているか否かを判別する。加温条件とは、加温処理を終了させるための条件をいい、加温条件が満たされていれば、電池モジュール１０が必要最低限で温められていることになる。具体的には、上述したタイマのカウントが所定時間に到達したか否かを判断したり、電池モジュール１０の温度が基準温度に到達したか否かを判断したりする。そして、タイマのカウントが所定時間に到達していたり、電池モジュール１０の温度が基準温度に到達していたりした場合には、ステップＳ７に進み、加温処理を終了させる。なお、加温条件が満たされていなければ、ステップＳ５およびステップＳ６の処理が継続される。
【００４８】
上述した加温処理において、トランジスタ３７のオン／オフ状態を切り替えることにより、リアクトル３１は、通電によって発熱する。ここで、リアクトル３１は、ケース１２内の熱交換媒体１５に接触しているため、リアクトル３１で発生した熱は、熱交換媒体１５に伝達される。すなわち、リアクトル３１の熱を、熱交換媒体１５を介して電池モジュール１０に伝達することができ、電池モジュール１０を温めることができる。また、リアクトル３１の熱を、熱交換媒体１５に逃がすことにより、リアクトル３１の冷却も行うことができる。
【００４９】
また、本実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３のリアクトル３１を用いているため、言い換えれば、既存の部品を用いているため、単電池１１を温めるための専用のヒータを設ける必要が無く、部品点数の増加を抑えることができる。これにより、電池パック１の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ３およびインバータ４を介してモータジェネレータ５に供給する従来の回路構成を変更することなく、単電池１１を温めることができる。
【００５０】
なお、本実施例では、ケース１２内に液状の熱交換媒体１５を収容しているが、これに限るものではない。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３のリアクトル３１で発生した熱を用いて単電池１１を温めることができればよく、ケース１２内に熱交換媒体１５を充填させなくてもよい。例えば、ケース１２内が空気で満たされていれば、リアクトル３１を電池モジュール１０に接触させて、電池モジュール１０を温めることができる。
【００５１】
また、熱交換媒体１５を用いる場合において、ケース１２内にファンを配置しておくことができる。この場合には、ファンを駆動することにより、リアクトル３１の熱で温められた熱交換媒体１５をケース１２内で流動させることができる。これにより、温められた熱交換媒体１５を複数の単電池１１に効率良く接触させることができ、電池モジュール１を構成する複数の単電池１１において、温度のバラツキを抑制することができる。
【００５２】
一方、本実施例において、電池モジュール１０およびコンデンサ３３の間で充放電を繰り返すことにより、単電池１１を発熱させることができる。すなわち、電池モジュール１０の電力をコンデンサ３３に蓄えたり、コンデンサ３３に蓄えられた電力を電池モジュール１０に蓄えたりすることができる。このような動作を繰り返せば、単電池１１の内部抵抗によって単電池１１を発熱させることができ、単電池１１を内部から温めることができる。
【００５３】
ここで、トランジスタ３６，３７のオン／オフ状態を切り替えれば、上述した動作を行うことができる。具体的には、コンデンサ３３の充電を行う場合には、トランジスタ３６をオフ状態としつつ、トランジスタ３７をオン状態からオフ状態に切り替える。これにより、電池モジュール１０の放電によって正極ラインＰＬ１から正極ラインＰＬ２に電流が流れ、コンデンサ３３に電荷が蓄積される。ここで、トランジスタ３７のデューティ比に応じて、リアクトル３１での発熱量を調節することができる。
【００５４】
一方、コンデンサ３３の放電を行う場合には、トランジスタ３７をオフ状態にしつつ、トランジスタ３６をオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、コンデンサ３３に蓄えられた電荷が放出されることにより、正極ラインＰＬ２から正極ラインＰＬ１に電流が流れ、電池モジュール１０を充電することができる。ここで、トランジスタ３６のデューティ比に応じて、リアクトル３１での発熱量を調節することができる。
【００５５】
また、電池モジュール１０およびコンデンサ３３の間で充放電を繰り返すことにより、リアクトル３１を発熱させることができる。このため、リアクトル３１で発生した熱を、熱交換媒体１５を介して単電池１１に伝達させることにより、単電池１１を外部から温めることができる。さらに、電池モジュール１０の出力電力を、コンデンサ３３から電池モジュール１０に戻すことにより、電池モジュール１０の電力が低下してしまうのを防止することができる。
【００５６】
ここで、上述したようなリップル電流による充放電を繰り返すと、単電池１１が温まる前に、リアクトル３１の温度が高くなりすぎてしまうことがある。本実施例では、リアクトル３１を液状の熱交換媒体１５に浸しているため、リアクトル３１で発生した熱を熱交換媒体１５に容易に伝達させることができる。すなわち、気体に比べて熱伝導率の高い液体（熱交換媒体１５）を用いることにより、リアクトル３１の温度上昇を抑制することができる。しかも、リアクトル３１の熱を、熱交換媒体１５を介して単電池１１に伝達させることにより、単電池１１の温度を短時間で上昇させることができる。
【００５７】
上述したように、単電池１１を内部および外部から温めることにより、単電池１１を効率良く温めることができる。これにより、単電池１１の温度を基準温度に到達させるまでの時間を短縮することができる。
【００５８】
なお、システムリレー２１，２２には、電池モジュール１０からの突入電流を防止するために、プリチャージ抵抗を接続することがある。この場合には、プリチャージ抵抗に電流が流れることにより、プリチャージ抵抗を発熱させることができ、この熱を単電池１１の加温に用いることも考えられる。しかしながら、プリチャージ抵抗には、短時間の間だけ電流が流れるため、プリチャージ抵抗の発熱量は、単電池１１を温めるのには不十分となることがある。本実施例のリアクトル３１では、プリチャージ抵抗に比べて発熱量を増やすことができ、単電池１１を効率良く温めることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：電池パック                            １０：電池モジュール（蓄電モジュール）
１１：単電池（蓄電素子）                  １２：ケース
１５：熱交換媒体（液体）                  ２１，２２：システムリレー
３：ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧回路）      ３１：リアクトル
３２，３３：コンデンサ                    ３４，３５：ダイオード
３６，３７：トランジスタ                  ４：インバータ
５：モータジェネレータ                    ６：動力分割機構
７：エンジン                              ９：制御ユニット
９１：ＣＰＵ（コントローラ）              ９２：メモリ
１００：温度センサ
【図１】
2010182511.tif 000003
【図２】
2010182511.tif 000004
【図３】
2010182511.tif 000005
【図４】
2010182511.tif 000006
【図５】
2010182511.tif 000007
【図６Ａ】
2010182511.tif 000008
【図６Ｂ】
2010182511.tif 000009