(57)【要約】【課題】温度が過度に上昇することを抑制可能な電池パックを提供する。【解決手段】電池パック１は、単電池８を収容した電池モジュール６と、蓄熱材１３を収容する蓄熱容器１２を有した蓄熱部１１と、蓄熱部１１の熱が波及して放出される冷却通路１８ａ，１８ｂと、蓄熱部１１を冷却する冷却源２１を具備する。蓄熱材１３に、固体から液体に変化する際に吸熱し、液体から固体に変化する際に放熱する蓄熱材を使用する。蓄熱容器１２を電池モジュール６に熱的に接続して配置する。冷却源２１の駆動により冷却媒体を冷却通路１８ａ，１８ｂに流通させ、この通路に放出される蓄熱部１１の熱を外部に排出することを特徴としている。【選択図】図１
2014103005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単電池を収容した電池モジュールと、
固体から液体に変化する際に吸熱し、液体から固体に変化する際に放熱する蓄熱材、及びこの蓄熱材を収容するとともに前記電池モジュールに熱的に接続して配置された蓄熱容器を有する蓄熱部と、
この蓄熱部の熱が波及して放出される冷却通路と、
この冷却通路に冷却媒体を流通させる冷却源と、
を具備することを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記冷却通路を形成するとともに、前記蓄熱容器に熱的に接続して前記蓄熱部を前記電池モジュールとの間に挟んで配置された冷却通路部材を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記冷却通路部材は、この部材が接した前記蓄熱容器の側面に直交する方向に弾性変形された状態で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記蓄熱材が過冷却を有する蓄熱材料よりなり、過冷却された前記蓄熱材を結晶化させる発核部を更に備えることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の電池パックと、
この電池パックの冷却通路に連通される室内吹出し口と、
前記冷却通路に連通される室外吹出し口と、
前記冷却通路に前記室内吹出し口又は室外吹出し口を選択的に連通させる切換弁と、
を具備することを特徴とする車両用暖房装置。
【請求項６】
車内空間の温度を検知する車内温度検知手段と、
この車内温度検知手段が検知した車内温度が設定された値以下の場合、前記冷却通路と前記室内吹出し口とが連通するように前記切換弁を制御し、前記車内温度が設定された値を超える場合、前記冷却通路と室外吹出し口とが連通するように前記切換弁を制御する制御部と、
を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の車両用暖房装置。
【請求項７】
前記電池モジュールの温度を検知する電池温度検知手段を更に備え、この電池検知手段が検知した電池の温度が設定された値を超える場合に前記冷却源が駆動されることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項８】
請求項７に記載の電池パックと、
この電池パックの冷却通路に連通される室内吹出し口と、
前記冷却通路に連通される室外吹出し口と、
前記冷却通路に前記室内吹出し口又は室外吹出し口を選択的に連通させる切換弁と、
車内空間の温度を高める車内暖房手段と、
前記電池温度検知手段が検知した電池温度が設定された値以下の場合に、前記冷却通路と前記室内吹出し口とが連通するように前記切換弁を制御するとともに、前記車内暖房手段で加熱された前記車内空間の空気が前記冷却通路に逆流するように前記冷却源を駆動させる制御部と、
を更に備えることを特徴とする車両用暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄熱材を有する電池パック、及びこの電池パックを備える車両用暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体から液体に変化する際に吸熱し、液体から固体に変化する際に放熱する相変化材料からなる蓄熱材（潜熱蓄熱材とも称される。）を、電池パックの電池に熱的に接続した状態に配置することで、電池の発熱を蓄熱材に吸収する提案がなされている。
【０００３】
蓄熱材は、その温度が電池温度より低い場合、電池の熱を吸収できる。しかし、吸熱によって蓄熱材が固体状態から溶解し終えて温度が上昇した状態で、電池が発熱した場合、液体となっている蓄熱材は、電池の熱を吸収することはできない。その結果として、電池の温度が異常に上がり過ぎるという課題がある。
【０００４】
特に、車載用の電池パックの電池は、車両の走行中での発熱と比較して、充電時に多大な発熱を伴うことが知られている。充電に伴って電池温度が過度に上昇する場合、電池寿命の低下が促される等、電池の信頼性を低下させる課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４０７８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９１６７０号公報
【特許文献３】特開平０９−２１９２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態は、温度が過度に上昇することを抑制可能な電池パック、及びこの電池パックを備える車両用暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、実施形態の電池パックは、単電池を収容した電池モジュールと、蓄熱材を収容する蓄熱容器を有した蓄熱部と、蓄熱部の熱が波及して放出される冷却通路と、蓄熱部を冷却する冷却源を具備する。蓄熱材に、固体から液体に変化する際に吸熱し、液体から固体に変化する際に放熱する蓄熱材を使用する。蓄熱容器を電池モジュールに熱的に接続して配置する。冷却源の駆動により冷却媒体を冷却通路に流通させ、この通路に放出される蓄熱部の熱を外部に排出することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る電池パックの概略的構成を示す横断平面図である。
【図２】図１の実施の形態に係る電池パックの冷却通路部材の第１態様を示す斜視図である。
【図３】図１の実施の形態に係る電池パックの冷却通路部材の第２態様を示す斜視図である。
【図４】図１の実施の形態に係る電池パックの冷却通路部材の第３態様を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態に係る車両用暖房装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】図５の車両用暖房装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態に係る車両用暖房装置の構成を概略的に示す図である。
【図８】図７の車両用暖房装置の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態に係る電池パックについて、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１に示すように電池パック１は、電池パックケース２と、電池モジュール６と、蓄熱部１１と、冷却通路部材１５と、冷却通路１８ａ，１８ｂと、冷却源２１と、媒体通過口２５を備えている。
【００１１】
電池パックケース２は、吸気マニホルド部３と、これに対応する排気マニホルド部４を有している。
【００１２】
電池モジュール６は、モジュールケース７と二次電池からなる複数の単電池８を有して形成されている。これらの単電池８は、互いの厚み方向に重なり合った状態でモジュールケース７に収容されているとともに、上下方向(図１ではこの図が描かれた紙面の厚み方向)に延びて配置されている。電池モジュール６は少なくとも一個用いられ、例えば本実施形態は電池モジュール６を３個使用した例を示している。これら電池モジュール６は一定間隔を隔てて電池パックケース２に収容され保持されている。
【００１３】
この電池モジュール６に収容される単電池８をなす二次電池には、各種二次電池を使用することが可能である。二次電池の中でも、例えば非水電解質二次電池は、リチウムイオンの正負極間の移動により充放電を行う二次電池であり、電解液に有機溶媒を用いることから水溶液を用いるニッカド二次電池やニッケル水素二次電池よりも大きな電圧を得ることができる。現在、実用化されている非水電解質二次電池は、正極活物質としてリチウム含有コバルト複合酸化物やリチウム含有ニッケル複合酸化物を用いており、負極活物質としてカーボン系材料やチタン酸リチウムなどを用いている。しかしながら、これらに限られるものではない。
【００１４】
蓄熱部１１は、各電池モジュール６の両側にこの電池モジュール６を挟んだ状態で、電池パックケース２に収容されている。これら蓄熱部１１は、蓄熱容器１２と、この容器内に充填して収容された蓄熱材１３とを有している。
【００１５】
蓄熱容器１２は、蓄熱材１３の体積変化に応じて変形が可能な材料で形成されている。蓄熱材１３には、融点にて固体から液体に変化する際に吸熱し、液体から固体に変化する際に放熱する相変化材料からなる潜熱蓄熱材が使用されている。このような蓄熱材として、パラフィン、硫酸ナトリウム水和物、及び酢酸ナトリウム水和物などを挙げることができる。
【００１６】
蓄熱部１１は、その蓄熱容器１２をモジュールケース７の厚み方向の側面に熱的に接続した状態に配置されている。ここで、「熱的に接続した状態」とは、電池モジュール６と蓄熱部１１とが熱伝導により熱交換できるように、これらが接続された状態を指している。
【００１７】
冷却通路部材１５は、蓄熱部１１をこれが接した電池モジュール６との間に挟んで電池パックケース２に収容されている。この冷却通路部材１５は蓄熱容器１２に熱的に接続された状態に配置されている。ここで、「熱的に接続された状態」とは、冷却通路部材１５と蓄熱部１１とが熱伝導により熱交換できるように、これらが接続された状態を指している。
【００１８】
冷却通路部材１５の第１態様を図２に示す。この冷却通路部材１５は、銅板やアルミニウム板等の熱伝導性が良い金属薄板を弾性変形が可能な状態に曲げ加工して形成されている。例えば図２の例の冷却通路部材１５は、前記金属薄板をジグザグ形状に曲げ加工して形成されている。具体的に、冷却通路部材１５は、互に平行な複数の接触部１５ａと、同じく互に平行な複数の接触部１５ｂを有し、接触部１５ａ，１５ｂを起点に交互に逆方向に折り曲げられている。
【００１９】
冷却通路部材１５は、各接触部１５ａを蓄熱容器１２の側面に接触させるとともに、各接触部１５ｂを他の蓄熱容器１２の側面若しくは電池パックケース２の側壁に接触させて、それらの間で弾性変形された状態に配置されている。こうして配置された冷却通路部材１５は、この部材が接した蓄熱容器１２の側面に直交する方向に弾性変形が可能である。この弾性変形の際、冷却通路部材１５は図２中上下方向に伸び縮みを伴う。
【００２０】
図３に示す第２態様の冷却通路部材１５は、銅板やアルミニウム板等の熱伝導性が良い金属薄板を円弧が連続する形状に曲げ加工して形成されている。この冷却通路部材１５の半円状部が連続する部分は、互に平行な複数の接触部１５ｂをなしており、各半円弧状部の頂部は互に平行な複数の接触部１５ａをなしている。この第２態様の冷却通路部材１５は、第１態様の冷却通路部材１５と同様に、各接触部１５ａを蓄熱容器１２の側面に接触させるとともに、各接触部１５ｂを他の蓄熱容器１２の側面若しくは電池パックケース２の側壁に接触させて、それらの間で弾性変形された状態に配置される。
【００２１】
図２に示した冷却通路部材１５の隣接した接触部１５ａと、これらが接した蓄熱容器１２の側面とにより、電池パックケース２内に冷却通路１８ａが区画されているとともに、冷却通路部材１５の隣接した接触部１５ｂと、これらが接した蓄熱容器１２の側面とにより、電池パックケース２内に冷却通路１８ｂが区画されている。
【００２２】
同様に、図３に示した冷却通路部材１５を用いる場合、この冷却通路部材１５の隣接した接触部１５ａと、これらが接した蓄熱容器１２の側面とにより、電池パックケース２内に冷却通路１８ａが区画されるとともに、冷却通路部材１５の隣接した接触部１５ｂと、これらが接した蓄熱容器１２の側面とにより、電池パックケース２内に冷却通路１８ｂが区画される。
【００２３】
各冷却通路１８ａ，１８ｂは蓄熱部１１に臨んでいる。更に、冷却通路部材１５の隣接した接触部１５ａ又は接触部１５ｂとこれらが接触した電池パックケース２の側壁とにより冷却通路１８ａ又は１８ｂが区画されている。これら電池パックケース２の側壁に臨んだ各冷却通路１８ａ，１８ｂは蓄熱部１１に臨まないように区画される。
【００２４】
電池パックケース２内に以上説明したように形成された各冷却通路１８ａ，１８ｂには、電池モジュール６の各単電池８が発した熱が、モジュールケース７を経由して波及し放出される。図１に示すように各冷却通路１８ａ，１８ｂの一端は吸気マニホルド部３に開口され、冷却通路１８ａ，１８ｂの他端は排気マニホルド部４に開口されている。つまり、各冷却通路１８ａ，１８ｂを経由して吸気マニホルド部３と排気マニホルド部４とが連通されている。
【００２５】
なお、冷却通路部材１５の接触部１５ａ，１５ｂは平面状に形成されていてもよい。
【００２６】
図４に示す第３態様の冷却通路部材１５は、多孔質材により所定の厚みを有する直方体形状に形成されている。この冷却通路部材１５が有する複数の孔部は冷却風路を形成しており、それらの一端と他端は多孔質材(冷却通路部材１５)の互に平行な側面１５ｃ，１５ｄにそれぞれ開口されている。この開口を側面１５ｃに開口された孔部（冷却風路）の開口１６で代表して図４に示す。第３態様の冷却通路部材１５は、それが有する複数の孔部（冷却風路）の変形を伴って、厚み方向に弾性変形することが可能である。
【００２７】
第３態様の冷却通路部材１５は、その一側面を蓄熱容器１２の側面に接触させるとともに、前記一側面と平行な他側面を他の蓄熱容器１２の側面若しくは電池パックケース２の側壁に接触させて、それらの間で弾性変形された状態に配置される。第３態様の冷却通路部材１５の側面１５ｃ，１５ｄにわたる冷却風路を経由して吸気マニホルド部３と排気マニホルド部４とが連通される。
【００２８】
図１に示すように冷却源２１は吸気マニホルド部３と連通して電池パックケース２に取付けられている。この冷却源２１は、吸気マニホルド部３に冷却媒体例えば外気を、電池パック１の外部から供給するために用いられ、例えば空気ファンや空気ブロア或いは空気ポンプ等で形成される。この冷却源２１は、充電時以外の時(例えば車載用の電池パックの場合は車両走行時)等に、電池パック１の放熱要求があった場合、図示しない制御部によって駆動される。媒体通過口２５は、電池パック１の外部に冷却媒体を排出させるために、排気マニホルド部４に連通して電池パックケース２に取付けられている。
【００２９】
前記電池パック１の充電や放電に伴い、その電池モジュール６の各単電池８は発熱する。この熱は、モジュールケース７に熱的に接続された蓄熱部１１の蓄熱材１３に吸収される。それにより、単電池８の温度上昇が抑制される。
【００３０】
電池パック１が備える冷却源２１、吸気マニホルド部３、冷却通路１８ａ，１８ｂ、排気マニホルド部４、及び媒体通過口２５は、蓄熱部１１に対する強制空冷手段を構成している。この空冷手段の冷却源２１が、充電時以外のタイミングで駆動されることにより、電池パック１の外部の比較的低温の空気が、冷却源２１を通して吸気マニホルド部３に供給される。それに伴い、前記空気は、各冷却通路１８ａ，１８ｂに通された後に、排気マニホルド部４に流出し、更に、媒体通過口２５を通って電池パック１外に排出される。
【００３１】
この気流によって蓄熱部１１が強制的に空冷される。つまり、各単電池８の熱を吸収して温度が上昇した蓄熱部１１の熱は、蓄熱容器１２及び冷却通路部材１５を経由して冷却通路１８ａ，１８ｂに波及し、これらの通路を流通する空気中に放出される。これによる冷却で、蓄熱部１１の蓄熱材１３の温度を、電池温度(電池モジュール７の温度)より低い状態に下げることができる。
【００３２】
こうして蓄熱材１３の温度が電池温度より低い温度に保持された状態で、電池パック１は充電される。このため、充電に伴う単電池８の熱を蓄熱材１３で確実に吸収することが可能である。これに伴い、充電時に単電池８の発熱量が増えるにも拘わらず、電池温度の上がり過ぎが抑制されて、単電池８の寿命低下などの信頼性低下を招かないようにできる。
【００３３】
しかも、前記強制空冷において、冷却通路部材１５は放熱フィンとして作用する。つまり、冷却通路１８ａ，１８ｂに対する放熱面積が冷却通路部材１５によって増やされているので、冷却性能が高められる。更に、冷却通路部材１５は気流の乱れを抑制する整流板としても作用する。
【００３４】
更に、前記構成の電池パック１の冷却通路部材１５は、弾性変形がされた状態に配置されているので、この冷却通路部材１５が復元しようとする弾性力によって、蓄熱部１１は電池モジュール６に押付けられた状態に保持される。これにより、蓄熱部１１の蓄熱容器１２とモジュールケース７との接触面圧が高められるので、電池モジュール６の熱を蓄熱材１３に効率よく吸熱させることができる。これとともに、蓄熱容器１２と冷却通路部材１５との接触面圧も高められて、これらの間の接触熱抵抗が低減されるので、蓄熱材１３の熱を冷却通路部材１５に効率よく伝えることができる。したがって、前記冷却性能が高められる。
【００３５】
又、相変化材料からなる蓄熱材１３は、その融点より温度が低い固体状態と、融点より温度が高い液状態とに相変化することに伴い、密度が変化する。それによって、蓄熱材１３には膨張・収縮を伴う体積変化が生じる。
【００３６】
蓄熱材１３が体積変化をした場合、それに応じて蓄熱容器１２の変形を伴って冷却通路部材１５が蓄熱部１１に接離する方向（換言すれば、冷却通路部材１５が接した蓄熱容器１２の側面に直交する方向）に弾性変形をする。これにより、蓄熱材１３の体積変化が吸収される。
【００３７】
そのため、蓄熱部１１の蓄熱容器１２とモジュールケース７との接触面圧、及び蓄熱容器１２と冷却通路部材１５との接触面圧の低下が抑制されて、高い接触面圧が維持される。したがって、蓄熱材１３の体積変化に拘わらず、接触界面間の接触熱抵抗が低減し、電池温度が過度に上昇することを抑制可能である。
【００３８】
（第２の実施の形態）
図５及び図６は第２の実施の形態を示している。第２実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じである。このため、第１実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
第２実施形態は、電池パック１を熱源として兼用した車両用暖房装置を例示している。この装置は、電気自動車などの電気車両に搭載され、電池パックは主として電気車両を走行させる駆動モータの電源として使用される。
【００４０】
図５に示すように車両用暖房装置は、電池パック１と、車内空間３１に開口された室内吹出し口３２と、車内空間３１の外に開口された室外吹出し口３３と、切換弁３４と、車内温度検知手段３５と、制御部３６などを備えている。
【００４１】
第２実施形態の車両用暖房装置が備える電池パック１は、蓄熱部１１の蓄熱材１３として過冷却を有する蓄熱材を使用しているとともに、発核手段２７を備えている。発核手段２７は蓄熱材２７と接し、過冷却状態にある蓄熱材２７の過冷却を解除する役割を果たす。過冷却が解除されることで蓄熱材２７は発熱する。発核手段２７として、２本の電極間に電圧を印加する手段、又は凹凸を有する板バネとアクチュエータで構成され、アクチュエータで板バネを動かす手段、或いは熱電素子に電圧を印加して極所急令する手段などを用いることができる。
【００４２】
これ以外の電池パック１の構成は、図示されない構成を含めて第１実施形態で説明した電池パックと同じである。
【００４３】
したがって、電池パック１の充電時等に単電池８の発熱量が増えるにも拘わらず、電池温度の上がり過ぎが抑制されて、単電池８の寿命低下などの信頼性低下を招かないようにできる等、第１実施形態で説明した電池パック１の作用を得ることができる。
【００４４】
更に、第２実施形態において、電池パック１の発核手段２７は、過冷却された蓄熱材１３に例えば電気的刺激を与えることで、溶解して液状態にある蓄熱材１３を結晶化(固化)させるために用いられている。
【００４５】
電池パック１の媒体通過口２５と室内吹出し口３２とは第１配管３７を経由して接続されている。これにより、電池パック１の冷却通路１８ａ，１８ｂと室内吹出し口３２とは連通可能である。媒体通過口２５と室外吹出し口３３とは第１配管３７から分岐された第２配管３８を経由して接続されている。これにより、冷却通路１８ａ，１８ｂと室外吹出し口３２とは連通可能である。
【００４６】
第１配管３７と第２配管３８との接続部に切換弁３４が配置されている。切換弁３４は、第１切換え状態と第２切換え状態とを選択できるように構成されている。この切換弁３４の切換え状態の選択は、手動操作で行なうことも可能であるが、第２実施形態では自動で行なわれるように電磁駆動式の切換弁３４が用いられている。
【００４７】
切換弁３４が第１切換え状態を選択した場合、媒体通過口２５と室内吹出し口３２とが連通されるとともに、媒体通過口２５と室外吹出し口３３との連通が断たれる。この逆に、切換弁３４が第２切換え状態を選択した場合、媒体通過口２５と室外吹出し口３３とが連通されるとともに、媒体通過口２５と室内吹出し口３２との連通が断たれる。
【００４８】
車内温度検知手段３５は車内空間３１の温度を検出するもので、例えば車内空間３１に臨んで設置された温度センサー等からなる。この車内温度検知手段３５は第１電線３９を介して制御部３６に電気的に接続されているので、車内温度検知手段３５の検知情報(車内温度)は制御部３６に供給される。
【００４９】
制御部３６は、これに入力された車内温度に基づいて切換弁３４の状態を切換える制御を担っている。この制御部３６は第２電線４０を介して切換弁３４に電気的に接続されている。制御部３６は、車両に搭載されて車両全体の電気的制御を担う制御装置の一部で形成されるが、前記制御装置とは別に用意されるものであっても差し支えない。
【００５０】
次に、図６のフローチャートを参照して第２実施形態の車両用暖房装置の動作を説明する。
【００５１】
充電時以外の時期において、車内温度検知手段３５により検知される（ステップＳ０１）車内温度Ｔｉｎは、制御部３６に送られる。これに基づいて、制御部３６は、車内温度Ｔｉｎが、制御部３６が有する比較手段に予め設定された温度の基準値Ｔｌｉｍ以下であるか否かの判断をする（ステップＳ０２）。
【００５２】
車内温度Ｔｉｎが基準値Ｔｌｉｍ以下である場合、ステップＳ０２の判断はＹＥＳとなって、制御部３６はステップＳ０３を実行する。これにより、電池パック１の強制空冷動作が開始されるとともに、切換弁３４が第１切換え状態となって媒体通過口２５と室内吹出し口３２とが連通され、媒体通過口２５と室外吹出し口３３との連通が断たれる。したがって、電池パック１から強制排出される冷却媒体（つまり、蓄熱部１１の蓄熱材１３の熱が放出されて温度が高められた空気）が、電池パック１から第１配管３７を通って導かれ、室内吹出し口３２から車内空間３１に吹き出されて、車内空間３１の暖房に供される。
【００５３】
このように車内温度Ｔｉｎが基準値Ｔｌｉｍ以下の温度である場合、充電中及び走行中に蓄熱材１３が吸収した熱を、充電時以外の時期に放出させながら、それに伴い暖められた空気を車内空間３１に供給するので、車内空間３１の暖房に必要な消費電力を低減することが可能である。
【００５４】
又、充電時以外の時期において、車内温度Ｔｉｎが基準値Ｔｌｉｍを超える場合、ステップＳ０２の判断はＮＯとなって、制御部３６はステップＳ０４を実行する。これにより、電池パック１の強制空冷動作が開始されるとともに、切換弁３４が第２切換え状態となって媒体通過口２５と室外吹出し口３３とが連通され、媒体通過口２５と室内吹出し口３２との連通が断たれる。したがって、電池パック１から強制排出される冷却媒体（つまり、蓄熱部１１の蓄熱材１３の熱が放出されて温度が高められた空気）は、車内空間３１に導かれることなく、電池パック１から第１配管３７の一部及び第２配管３８を通って室外吹出し口３２から車内空間３１の外に吹出される。
【００５５】
このように車内空間３１外へ排熱することにより、車内空間３１の温度上昇が抑制される。これにより、例えばヒートポンプ式の空気調和機などで車内空間３１が冷房される場合の負荷が低減されるに伴い、冷房に要する消費電力を低減することが可能である。
【００５６】
ところで、車両の暖房性能は、車両の走行を開始する始動時に最も要求される。そして、電気車両ではその運行状況によって、電池パック１の発熱時期と、室内暖房が要求される時期とが異なることがある。例えば、深夜電力を用いて電池の発熱が最も高くなる充電を行い、その翌日に車両を走行させる場合である。
【００５７】
この場合、前記構成の電池パック１が備える蓄熱部１１の蓄熱材１３は、過冷却状態を利用することで、深夜電力による充電で発熱した電池モジュール６の熱を、翌日の始動時まで保存する。つまり、蓄熱材１３は電池モジュール６の熱を吸収して液状態となるが、この蓄熱材１３は過冷却を有しているので、深夜の充電後における温度降下に従って融点を下回っても固まることがなく、過冷却された液状態（つまり、潜熱を蓄えた状態）を保持できる。そのため、翌日の始動時に発核手段２７を動作させることにより、過冷却状態の蓄熱材１３を、発核させ結晶化することができる。それに伴い、潜熱が放出される。
【００５８】
したがって、車両の始動とともに、電池パック１の冷却源２１及び発核手段２７を駆動させることで、蓄熱材１３に蓄えられた熱(潜熱)を冷却源２１で送られた空気に放出させ、それにより暖められた空気を車内空間３１に供給することができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
図７及び図８は第３の実施の形態を示している。第３実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じである。このため、第１実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
第３実施形態は、電池パック１を熱源として兼用した車両用暖房装置を例示している。この装置は、電気自動車などの電気車両に搭載され、電池パックは主として電気車両を走行させる駆動モータの電源として使用される。
【００６１】
図７に示すように車両用暖房装置は、電池パック１と、車内空間３１に開口された室内吹出し口３２と、車内空間３１の外に開口された室外吹出し口３３と、切換弁３４と、車内暖房手段４２と、制御部３６などを備えている。車内暖房手段４２は、車内空間３１に温風を供給し、車内の温度を高めるために用いられており、電気ヒータやヒートポンプ式の空気調和装置等により構成される。
【００６２】
第３実施形態の電池パック１は、電池モジュール６の温度を検出する例えば温度センサーなどからなる電池温度検知手段４４を備えている。この電池温度検知手段４４は第３電線４８を経由して制御部３６に電気的に接続されており、電池温度検知手段４４の検知情報（電池温度）は制御部３６に供給される。更に、第３実施形態の電池パック１の冷却源２１は、これに供給される電流の方向を変えることで正転と逆転が可能な空気ファンや空気ポンプ等で形成されている。これら以外の電池パック１の構成は、図示されない構成を含めて第１実施形態で説明した電池パックと同じである。
【００６３】
したがって、電池パック１の充電時等に単電池８の発熱量が増えるにも拘わらず、電池温度の上がり過ぎが抑制されて、単電池８の寿命低下などの信頼性低下を招かないようにできる等、第１実施形態で説明した電池パック１の作用を得ることができる。
【００６４】
電池パック１の媒体通過口２５と室内吹出し口３２とは第１配管３７を経由して接続されている。これにより、電池パック１の冷却通路１８ａ，１８ｂと室内吹出し口３２とは連通可能である。媒体通過口２５と室外吹出し口３３とは第１配管３７から分岐された第２配管３８を経由して接続されている。これにより、冷却通路１８ａ，１８ｂと室外吹出し口３２とは連通可能である。
【００６５】
第１配管３７と第２配管３８との接続部に切換弁３４が配置されている。切換弁３４は、第１切換え状態と第２切換え状態とを選択できるように構成されている。この切換弁３４の切換え状態の選択は、手動操作で行なうことも可能であるが、第２実施形態では自動で行なわれるように電磁駆動式の切換弁３４が用いられている。
【００６６】
切換弁３４が第１切換え状態を選択した場合、媒体通過口２５と室内吹出し口３２とが連通されるとともに、媒体通過口２５と室外吹出し口３３との連通が断たれる。この逆に、切換弁３４が第２切換え状態を選択した場合、媒体通過口２５と室外吹出し口３３とが連通されるとともに、媒体通過口２５と室内吹出し口３２との連通が断たれる。
【００６７】
制御部３６は、これに入力された電池温度に基づいて切換弁３４の状態を切換える制御を担っている。この制御部３６は第２電線４０を介して切換弁３４に電気的に接続されている。制御部３６は、車両に搭載されて車両全体の電気的制御を担う制御装置の一部で形成されるが、前記制御装置とは別に用意されるものであっても差し支えない。
【００６８】
次に、図７のフローチャートを参照して第３実施形態の車両用暖房装置の動作を説明する。
【００６９】
車内暖房手段４２が動作され車内空間３１が暖房されている状態で、電池温度検知手段４４により検知される（ステップＳ１１）電池温度Ｔｂは、制御部３６に送られる。これに基づいて、制御部３６は、電池温度Ｔｂが、制御部３６が有する比較手段に予め設定された温度の基準値Ｔｌｉｍ以下であるか否かの判断をする（ステップＳ１２）。
【００７０】
電池温度Ｔｂが基準値Ｔｌｉｍ以下である場合、ステップＳ１２の判断はＹＥＳとなって、制御部３６はステップＳ１３を実行する。これにより、冷却源２１が電池加熱モードで駆動され、更に、切換弁３４が第１切換え状態となって、媒体通過口２５と室内吹出し口３２とが連通されるとともに、媒体通過口２５と室外吹出し口３３との連通が断たれる。したがって、電池加熱モードで駆動された冷却源２１は、電池パック１内の空気を吸込んで電池パック１外に排出する。
【００７１】
これにより、車内暖房手段４２により暖められた車内空間３１の空気が、第１配管３７→媒体通過口２５→排気マニホルド部４→冷却通路１８ａ，１８ｂ→吸気マニホルド部３→冷却源２１を通って流通する。そのため、冷却通路１８ａ，１８ｂを通る暖かい空気の熱が蓄熱部１１の蓄熱材１３に蓄えられるとともに、この蓄熱材１３の熱によって電池モジュール６が加熱される。
【００７２】
冬季など寒冷時において車両を始動する際、電池パック１は冷えていて、その電池温度が低いので、電池パック１の出力電圧が低下する傾向がある。そのため、既述のように車内空間３１の暖かい空気を電池パック１に導入し電池モジュール６を加熱することで、電池パック１からの出力電圧の低下を抑制することができる。
【００７３】
この場合、寒冷条件下での車両の始動時は、車内空間も同時に加熱する必要があるので、比較的長い時間、前記暖気による電池パック１の加熱を継続することは、車内の速暖性を低下させてしまうことになる。しかし、蓄熱部１１の蓄熱材１３は暖気の熱を蓄えることができるので、始動前に蓄熱材１３に熱を蓄えておけば、始動後は、蓄熱材１３の熱で電池モジュール６を加熱し保温することが可能である。これにより、始動時に車内温度の速暖性速暖性が低下する課題を抑制し、かつ暖房に必要な消費電力を抑制することが可能である。したがって、以上説明した車内暖房手段４２から電池パック１への熱供給を、電池パック１の充電中に実施すれば、車両走行時の前記課題（車内温度の速暖性の低下及び消費電力の増加）を抑制することが可能である。
【００７４】
又、制御部３６により、切換弁３４を第１の切換え状態に切換えるとともに、電池パック１外の空気を電池パック１内に吸込むように冷却源２１を駆動させた場合、電池パック１内で冷却通路１８ａ，１８ｂを流通する空気と蓄熱部１１との熱交換が行なわれる。そして、この熱交換後に、電池パック１から強制排出される冷却媒体（つまり、蓄熱部１１の蓄熱材１３の熱が放出されて温度が高められた空気）が、電池パック１から第１配管３７を通って導かれ、室内吹出し口３２から車内空間３１に吹き出されて、車内空間３１の暖房に供される。
【００７５】
又、電池温度Ｔｂが基準値Ｔｌｉｍを超える場合、ステップＳ１２の判断はＮＯとなって、制御部３６はステップＳ１４を実行する。これにより、電池パック１外の空気を電池パック１内に吸込むように冷却源２１が駆動される。これとともに、切換弁３４が第２切換え状態となって、媒体通過口２５と室外吹出し口３３とが連通され、媒体通過口２５と室内吹出し口３２との連通が断たれる。
【００７６】
そのため、電池パック１から強制排出される冷却媒体（つまり、蓄熱部１１の蓄熱材１３の熱が放出されて温度が高められた空気）は、車内空間３１に導かれることなく、電池パック１から第１配管３７の一部及び第２配管３８を通って室外吹出し口３２から車内空間３１の外に吹出される。
【００７７】
以上のように本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であるとともに、発明の要旨を逸脱しない限り、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形などは、発明の範囲に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１…電池パック、３…吸気マニホルド部、４…排気マニホルド部、６…電池モジュール、８…単電池、１１…蓄熱部、１２…蓄熱容器、１３…蓄熱材、１５…冷却通路部材、１５ａ，１５ｂ…接触部、１５ｃ、１５ｄ…冷却通路部材の側面、１８ａ，１８ｂ…冷却通路、２１…冷却源、３１…車内空間、３２…室内吹出し口、３３…室外吹出し口、３４…切換弁、３５…車内温度検知手段、３６…制御部、４２…車内暖房手段、４４…電池温度検知手段
【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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