(57)【要約】【課題】小型化及び高効率化を図った電池冷却／加温装置を提供する。【解決手段】車載の電池１０を冷却又は加温するプレート１１と、エンジン冷却水をラジエター１３を経て循環するラジエターサイクル３と、圧縮機１４、凝縮器１５、第１減圧装置１６及び蒸発器１７を有する冷凍サイクル４と、第１減圧装置１６及び蒸発器１７と並列に接続された第２減圧装置１８及び熱交換器１９と、エンジン冷却水を熱交換器１９、プレート１１、ラジエター３の順に循環する冷却／加温サイクル２とを備え、電池１０の加温時には、エンジン冷却水を熱交換器１９、プレート１１の順に流してプレート１１を加温し、電池１０の冷却時には、第２減圧装置１８及び熱交換器１９を流れる冷媒で、熱交換器１９を流れるエンジン冷却水を冷却し、この冷却水をプレート１１に流してプレート１１を冷却することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載の電池を冷却又は加温するプレートと、エンジン冷却水をラジエターを経て循環するラジエターサイクルと、圧縮機、凝縮器、第１減圧装置及び蒸発器を有する冷凍サイクルと、前記第１減圧装置及び蒸発器と並列に接続された第２減圧装置及び熱交換器と、前記エンジン冷却水を前記熱交換器、前記プレート、前記ラジエターの順に循環する冷却／加温サイクルとを備え、前記電池の加温時には、前記エンジン冷却水を前記熱交換器、前記プレートの順に流して当該プレートを加温し、前記電池の冷却時には、前記第２減圧装置及び前記熱交換器を流れる冷媒で、前記熱交換器を流れる前記エンジン冷却水を冷却し、この冷却水を前記プレートに流して当該プレートを冷却することを特徴とする電池冷却／加温装置。
【請求項２】
前記熱交換器にはエンジン入口のエンジン冷却水を流すことを特徴とする請求項１に記載の電池冷却／加温装置。
【請求項３】
前記熱交換器にはエンジン出口のエンジン冷却水を流すことを特徴とする請求項１に記載の電池冷却／加温装置。
【請求項４】
前記電池の冷却時に、前記エンジン冷却水を前記プレートの出口から前記熱交換器の入口へ循環させる第一のバイパス経路を備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の電池冷却／加温装置。
【請求項５】
前記電池の加温時に、前記エンジン冷却水を前記ラジエターの入口と出口をバイパスして前記冷却／加温サイクルに循環させる第二のバイパス経路を備えたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の電池冷却／加温装置。
【請求項６】
前記プレートに併設され、前記電池の加温時に、前記プレートを加温するヒータを備えたことを特徴とする請求項１乃至５に記載の電池冷却／加温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に搭載される電池モジュールの温度調整を行う電池冷却／加温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車に搭載される電池モジュールは、低温時の出力低下対策或いは高温時の劣化対策として、電池モジュールにカーエアコンからの温風或いは冷風を導風ダクトにより導いて、電池モジュールの温度調整を行っている。この種の温度調整装置においては、カーエアコンの暖房は、液冷式エンジンの冷却液を温水ヒータに導き温風を得ている。しかし、暖房が効き始めるまでには、時間がかかり、その間電池モジュールを加温することができない。そのため、電池モジュールに、エンジン冷却液、或いは、エンジン排ガスによって加熱された流体を熱源とする温水加熱手段を併設して、カーエアコンの暖房が効き始めるまでは、この温水加熱手段を用いて電池モジュールを昇温させる電池モジュールの温度調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０７３４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のハイブリッド自動車に搭載される電池モジュールは、車両の走行距離を伸ばすために、限られたスペースに、より多くの電池を積み込む必要があり、電池モジュールに装着される温度調整装置は小型化する必要がある。しかしながら、電池モジュールを適正温度に保つために、カーエアコンから導かれる空調風を用いた温調手段と、エンジン冷却液或いはエンジン排ガスによって加熱された流体を熱源とする温水を用いた加熱手段との両方を電池モジュールに装着する必要があり、温度調整装置が大型化してしまう。そのため、設置スペースが限られている車載用電池モジュールにおいては、積載できる電池の数に影響を与えてしまう。
また、この種の温度調整装置においては、カーエアコンで温度調節された空調用冷温風の一部を電池モジュールに導いて電池モジュールの温度調整を行うため、カーエアコンの負荷が大きくなり、エネルギー効率が悪く、車両の燃費悪化につながるという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、小型化及び高効率化を図った電池冷却／加温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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車載の電池を冷却又は加温するプレートと、エンジン冷却水をラジエターを経て循環するラジエターサイクルと、圧縮機、凝縮器、第１減圧装置及び蒸発器を有する冷凍サイクルと、前記第１減圧装置及び蒸発器と並列に接続された第２減圧装置及び熱交換器と、前記エンジン冷却水を前記熱交換器、前記プレート、前記ラジエターの順に循環する冷却／加温サイクルとを備え、前記電池の加温時には、前記エンジン冷却水を前記熱交換器、前記プレートの順に流して当該プレートを加温し、前記電池の冷却時には、前記第２減圧装置及び前記熱交換器を流れる冷媒で、前記熱交換器を流れる前記エンジン冷却水を冷却し、この冷却水を前記プレートに流して当該プレートを冷却することを特徴とする。
【０００６】
この構成において、前記熱交換器にはエンジン入口のエンジン冷却水を流す構成としても良い。また、前記熱交換器にはエンジン出口のエンジン冷却水を流す構成としても良い。前記電池の冷却時に、前記エンジン冷却水を前記プレートの出口から前記熱交換器の入口へ循環させる第一のバイパス経路を備えた構成としても良い。また、前記電池の加温時に、前記エンジン冷却水を前記ラジエターの入口と出口をバイパスして前記冷却／加温サイクルに循環させる第二のバイパス経路を備えた構成としても良い。また、前記プレートに併設され、前記電池の加温時に、前記プレートを加温するヒータを備えた構成としても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車載の電池を冷却又は加温するプレートと、エンジン冷却水をラジエターを経て循環するラジエターサイクルと、圧縮機、凝縮器、第１減圧装置及び蒸発器を有する冷凍サイクルと、前記第１減圧装置及び蒸発器と並列に接続された第２減圧装置及び熱交換器と、前記エンジン冷却水を前記熱交換器、前記プレート、前記ラジエターの順に循環する冷却／加温サイクルとを備え、前記電池の加温時には、前記エンジン冷却水を前記熱交換器、前記プレートの順に流して当該プレートを加温し、前記電池の冷却時には、前記第２減圧装置及び前記熱交換器を流れる冷媒で、前記熱交換器を流れる前記エンジン冷却水を冷却し、この冷却水を前記プレートに流して当該プレートを冷却する構成としたため、低温或いは高温のエンジン冷却水をプレートに流すという簡単な構造で電池の冷却及び加温の両方を行うことができ、電池冷却／加温装置を小型化することができる。また、低温或いは高温のエンジン冷却水をプレートに流してプレートの冷却或いは加温を行い、このプレートで電池の冷却或いは加温を行うため、カーエアコンで温度調節された空調用冷温風を用いて電池の冷却／加温をするのに比べてエネルギー効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電池冷却／加温装置の回路を示す図である。
【図２】電池冷却／加温装置の運転処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第二実施形態に係る電池冷却／加温装置の回路を示す図である。
【図４】電池冷却／加温装置の運転処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第三実施形態に係る電池冷却／加温装置の回路を示す図である。
【図６】電池冷却／加温装置の運転処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第四実施形態に係る電池冷却／加温装置の回路を示す図である。
【図８】電池冷却／加温装置の運転処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第五実施形態に係る電池冷却／加温装置の回路を示す図である。
【図１０】電池冷却／加温装置の運転処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態に係る電池冷却／加温装置１００の回路を示す図である。本実施形態に係る電池冷却／加温装置１００は、内燃機関及び電動機を駆動源としたハイブリッド自動車に搭載される車載用の二次電池である電池モジュール１０の冷却／加温を行うために備えられている。電池モジュール１０は、図示は省略したが、複数の例えば角形電池を組み付けて形成した組電池を備えている。この組電池には、プレート１１が当接されて備えられ、プレート１１に低温水或いは高温水を流して電池モジュール１０の冷却或いは加温が行われる構成となっている。電池モジュール１０は、電池モジュール１０の温度を検出する温度センサー２７を備えて構成されている。
【００１０】
電池冷却／加温装置１００は、エンジン冷却水をプレート１１に、ラジエター１３および熱交換器１９を経て循環する冷却／加温サイクル２と、エンジン冷却水をラジエター１３を介してエンジンに循環するラジエターサイクル３と、カーエアコン等の冷凍サイクル４とから概略構成され、電池冷却／加温装置１００の運転処理を行う制御装置５０を備えて構成されている。
ラジエターサイクル３は、ラジエター１３の冷却水出口であるラジエター出口１３ｂと、エンジン１２の冷却水入口であるエンジン入口１２ａとの間に接続され、ラジエターサイクル３において冷却水を循環させるポンプ２１と、ラジエター出口１３ｂに接続され、エンジン冷却水の温度を検出する温度センサー２８とを備えている。温度センサー２８は、本実施形態においては、ラジエター１３を通過した後のエンジン冷却水を検出する。
【００１１】
冷却／加温サイクル２は、ラジエターサイクル３のポンプ２１とエンジン入口１２ａの間に設けられた冷却水導入経路５を介してラジエターサイクル３に接続されている。冷却水導入経路５は、流量調整機構２０を介して熱交換器１９に接続され、熱交換器１９は、プレート１１に連通している。これによって、ラジエター１３を通ったエンジン冷却水の一部が、ラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水から分流し、冷却水導入経路５に導かれ、熱交換器１９、プレート１１の順に通る。プレート１１を出たエンジン冷却水は、エンジン１２の冷却水出口であるエンジン出口１２ｂの下流側でラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流して、ラジエター１３に導かれる構成となっている。また、流量調整機構２０は、その開度が制御装置５０によって制御され、流量調整機構２０の開度によって、ラジエターサイクル３から冷却／加温サイクル２に分流されるエンジン冷却水の水量が調整される構成となっている。
【００１２】
冷凍サイクル４は、圧縮機１４、凝縮機１５、第一減圧装置（第１減圧装置）１６及び蒸発器１７が冷媒管４ａで接続されて構成されている。冷凍サイクル４は、冷媒管４ａから分岐し、第一減圧装置１６及び蒸発器１７と並列に第二減圧装置１８及び熱交換器１９を接続する冷媒導入経路５ｂが設けられている。これによって、冷凍サイクル４を循環する冷媒の一部は、冷媒導入経路５ｂを通って、熱交換器１９に第二減圧装置（第２減圧装置）１８を介して流れる構成となっている。
【００１３】
これらの構成によれば、電池モジュール１０の加温時は、冷媒導入経路５ｂに設けられている第二減圧装置１８は閉じられるため、熱交換器１９には、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水だけが流れ、熱交換器１９を通過したエンジン冷却水は高温のままプレート１１に流れ、プレート１１が加温される。また、電池モジュール１０の冷却時には、冷媒導入経路５ｂに設けられている第二減圧装置１８が開かれ、熱交換器１９に冷凍サイクル４を循環する低温の冷媒の一部が流れ、熱交換器１９内でエンジン冷却水と熱交換する。熱交換器１９を通過し、冷凍サイクル４を循環する低温の冷媒と熱交換して低温となったエンジン冷却水は、プレート１１に流れ、プレート１１が冷却される。
【００１４】
次に、電池冷却／加温装置１００の運転処理について説明する。図２に示されるように、電池冷却／加温装置１００の各種制御装置、例えば流量調整機構２０及び第二減圧装置１８は、温度センサー２７，２８で検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ１（ラジエター１３を通過した後のエンジン冷却水の温度）と、事前に制御装置５０に設定されている電池下限温度Ｔｄ、電池上限温度Ｔｕ、温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２と、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度（冷媒規定温度）Ｔｃと、を用いての開閉制御が行われる構成となっている。
【００１５】
まず、温度センサー２７，２８で検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ１が入力される（ステップＳ１）。次に、入力された電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ２）。電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低い場合には、電池モジュール１０を加温する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ１が電池モジュール１０を加温することができる温度かどうかを、エンジン冷却水温度Ｔｒ１と電池温度Ｔｌを比較して判定する（ステップＳ３）。
【００１６】
エンジン冷却水温度Ｔｒ１が電池温度Ｔｌよりも低い場合には、流量調整機構２０が閉じられ、プレート１１内のエンジン冷却水の循環が止められると共に、エンジン冷却水と冷凍サイクル４の冷媒間で熱交換が行われないように、第二減圧装置１８が閉じられ熱交換器１９への冷媒の循環が止められる（ステップＳ４）。これによって、外気が低温の場合等でエンジンの暖機を行わなければならない時に、電池温度Ｔｌよりも温度の低いエンジン冷却水をプレート１１に循環させて更に電池モジュール１０が冷却されるのを防止することができ、エネルギー効率を向上させることができる。
【００１７】
ステップＳ２で電池モジュール１０を加温する必要があると判定され、ステップＳ３でエンジン冷却水温度Ｔｒ１が電池温度Ｔｌよりも高いと判定された場合には、流量調整機構２０が開かれ、プレート１１にエンジン冷却水が循環すると共に、第二減圧装置１８が閉じられ、熱交換器１９への冷媒の循環が止められる（ステップＳ５）。これによって、通常略８０℃から９０℃のラジエター通過後の高温のエンジン冷却水をプレート１１に流すことができるため、エンジン冷却水の排熱を利用して効率よく電池モジュール１０の加温を行うことができる。
【００１８】
ステップＳ２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定されると、次に、電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いかどうかが判定される（ステップＳ６）。電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いと判定された場合には、電池モジュール１０を冷却する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ１が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ７）。エンジン冷却水温度Ｔｒ１が冷媒の規定温度Ｔｃよりも低い場合には、流量調整機構２０が開かれ、プレート１１にエンジン冷却水が循環すると共に、第二減圧装置１８が閉じられ、熱交換器１９への冷媒の循環が止められる（ステップＳ８）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ１が、電池モジュール１０を冷却するのに充分低い温度である場合に、冷凍サイクル４に負荷をかけることなく、プレート１１に低温水を循環させることができるため、省エネルギー効果を向上させることができる。
【００１９】
ステップＳ６で電池モジュール１０を冷却する必要があると判定され、ステップＳ７で、エンジン冷却水温度Ｔｒ１が、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも高いと判定された場合には、流量調整機構２０が開かれ、プレート１１にエンジン冷却水が循環すると共に、第二減圧装置１８が開かれ、冷凍サイクル４から低温の冷媒液が熱交換器１９に流れる（ステップＳ９）。これによって、冷凍サイクル４を循環する低温の冷媒とエンジン冷却水を熱交換させて、エンジン冷却水を低温水にし、この低温水をプレート１１に循環させて電池モジュール１０の冷却を行うことができる。そのため、一枚のプレート１１で電池モジュール１０の冷却／加温の両方を行うことができ、電池冷却／加温装置１００を小型化することができる。また、冷凍サイクル４の冷媒の一部を熱交換器１９に循環させて低温水を生成し、この低温水を用いて電池モジュール１０を冷却することができるため、冷凍サイクル４で温度調節された空調用冷温風を用いて電池を冷却／加温するのに比べて、冷凍サイクル４の負荷を低減することができ、エネルギー効率を高めることができる。
【００２０】
ステップＳ２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、しかし、ステップＳ６で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定された場合、電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲内であるかが判定される（ステップＳ１０）。電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１以上で温調停止上限温度Ｔｓ２以下である場合には、電池モジュール１０の冷却／加温をする必要がないため、流量調整機構２０及び第二減圧装置１８が閉じられる（ステップＳ１１）。これによって、プレート１１内のエンジン冷却水の循環及び熱交換器１９への冷凍サイクル４の冷媒の循環が止められる。そのため、電池モジュール１０を冷却／加温する必要がない時には、電池冷却／加温装置１００を停止して、ラジエターサイクル３及び冷凍サイクル４の負荷を低減することができる構成となっている。
【００２１】
ステップＳ２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、ステップＳ６で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定され、ステップＳ１０で電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲外であると判定された場合には、電池冷却／加温装置１００の運転処理は、ステップＳ１に戻される構成になっている。これによって、電池モジュール１０の冷却／加温の必要性を適切に判定することができる。
【００２２】
＜第二実施形態＞
図３は、本実施形態に係る電池冷却／加温装置２００の回路を示す図である。なお、以下の説明において、第一実施形態で説明したものは同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるラジエターサイクル３は、エンジン冷却水の温度を検出する温度センサー２８ａがエンジン１２の冷却水出口であるエンジン出口１２ｂに接続されて備えられている。温度センサー２８ａは、本実施形態においては、エンジン１２を通過した後のエンジン冷却水の温度を検出する。
【００２３】
エンジン１２の冷却水出口であるエンジン出口１２ｂからラジエター１３の冷却水入口であるラジエター入口１３ａに連通する冷却水配管であって、温度センサー２８ａの下流側には、エンジン冷却水を冷却／加温サイクル２の熱交換器１９に導くための冷却水導入経路５が接続されている。これによって、エンジン１２を通ったエンジン冷却水の一部は、ラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水から分流されて、冷却水導入経路５に導かれ、熱交換器１９、プレート１１を順に通って冷却／加温サイクル２内を循環する。プレート１１を出たエンジン冷却水は、エンジン出口１２ｂからラジエター入口１３ａに連通する冷却水配管であって、冷却水導入経路５が接続された下流側でラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流し、ラジエター１３及びエンジン１２を通って流れる構成となっている。
これによって、エンジン１２を通過した直後の高温のエンジン冷却水の一部をラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水から分流させて、ラジエター１３を通過させることなく、冷却水導入経路５に導いて、熱交換器１９、プレート１１に流すことができるため、より高温のエンジン冷却水を利用して効率よくプレート１１を加温することができ、これによって、電池モジュール１０を素早く加温をすることができる。
【００２４】
次に、電池冷却／加温装置２００の運転処理について説明する。電池冷却／加温装置２００の運転処理は、図４に示されるように、温度センサー２７，２８ａで検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２と、事前に制御装置５０に設定されている電池下限温度Ｔｄ、電池上限温度Ｔｕ、温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２と、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃとを用いて、電池冷却／加温装置２００に設けられた各種制御装置、例えば流量調整機構２０及び第二減圧装置１８の開閉を制御装置５０にて制御し行われる。
【００２５】
まず、温度センサー２７，２８ａで検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２が入力される（ステップＳ２１）。次に、入力された電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ２２）。電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低い場合には、電池モジュール１０を加温する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池モジュール１０を加温することができる温度かどうかを、エンジン冷却水温度Ｔｒ２と電池温度Ｔｌを比較して判定する（ステップＳ２３）。
【００２６】
エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも低い場合には、流量調整機構２０が閉じられ、プレート１１内のエンジン冷却水の循環が止められると共に、エンジン冷却水と冷凍サイクル４の冷媒間で熱交換が行われないように、第二減圧装置１８が閉じられ熱交換器１９への冷媒の循環が止められる（ステップＳ２４）。これによって、外気が低温の場合等でエンジンの暖機を行わなければならない時に、電池温度Ｔｌよりも温度の低いエンジン冷却水をプレート１１に循環させて更に電池モジュール１０が冷却されるのを防止することができ、エネルギー効率を向上させることができる。
【００２７】
ステップＳ２２で電池モジュール１０を加温する必要があると判定され、ステップＳ２３でエンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも高いと判定された場合には、流量調整機構２０が開かれ、プレート１１にエンジン冷却水が循環すると共に、第二減圧装置１８が閉じられ、熱交換器１９への冷媒の循環が止められる（ステップＳ２５）。これによって、通常略８０℃から９０℃のラジエター通過後の高温のエンジン冷却水をプレート１１に流すことができるため、エンジン冷却水の排熱を利用して効率よく電池モジュール１０の加温を行うことができる。
【００２８】
ステップＳ２２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定されると、次に、電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いかどうかが判定される（ステップＳ２６）。電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いと判定された場合には、電池モジュール１０を冷却する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ２７）。エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷媒の規定温度Ｔｃよりも低い場合には、流量調整機構２０が開かれ、プレート１１にエンジン冷却水が循環すると共に、第二減圧装置１８が閉じられ、熱交換器１９への冷媒の循環が止められる（ステップＳ２８）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が、電池モジュール１０を冷却するのに充分低い温度である場合に、冷凍サイクル４に負荷をかけることなく、プレート１１に低温水を循環させることができるため、省エネルギー効果を向上させることができる。
【００２９】
ステップＳ２６で電池モジュール１０を冷却する必要があると判定され、ステップＳ２７で、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも高いと判定された場合には、流量調整機構２０が開かれ、プレート１１にエンジン冷却水が循環すると共に、第二減圧装置１８が開かれ、冷凍サイクル４から低温の冷媒液が熱交換器１９に流れる（ステップＳ２９）。これによって、冷凍サイクル４を循環する低温の冷媒とエンジン冷却水を熱交換させて、エンジン冷却水を低温水にし、この低温水をプレート１１に循環させて電池モジュール１０の冷却を行うことができる。そのため、一枚のプレート１１で電池モジュール１０の冷却／加温の両方を行うことができ、電池冷却／加温装置２００を小型化することができる。また、冷凍サイクル４の冷媒の一部を熱交換器１９に循環させて低温水を生成し、この低温水を用いて電池モジュール１０を冷却することができるため、冷凍サイクル４で温度調節された空調用冷温風を用いて電池を冷却／加温するのに比べて、冷凍サイクル４の負荷を低減することができ、エネルギー効率を高めることができる。
【００３０】
ステップＳ２２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、しかし、ステップＳ２６で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定された場合、電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲内であるかが判定される（ステップＳ３０）。電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１以上で温調停止上限温度Ｔｓ２以下である場合には、電池モジュール１０の冷却／加温をする必要がないため、流量調整機構２０及び第二減圧装置１８が閉じられる（ステップＳ３１）。これによって、プレート１１内のエンジン冷却水の循環及び熱交換器１９への冷凍サイクル４の冷媒の循環が止められる。そのため、電池モジュール１０を冷却／加温する必要がない時には、電池冷却／加温装置２００を停止して、ラジエターサイクル３及び冷凍サイクル４の負荷を低減することができる構成となっている。
【００３１】
ステップＳ２２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、ステップＳ２６で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定され、ステップＳ３０で電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲外であると判定された場合には、電池冷却／加温装置２００の運転処理はステップＳ２１に戻される構成になっている。これによって、電池モジュール１０の冷却／加温の必要性を適切に判定することができる。
【００３２】
＜第三実施形態＞
図５は、本実施形態に係る電池冷却／加温装置３００の回路を示す図である。なお、以下の説明において、第一実施形態及び第二実施形態で説明したものは同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における冷却／加温サイクル２は、プレート１１を通過した冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水が、ラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流する合流口２ａの上流側に設けられた接続口２ｂから熱交換器１９に連通する第一バイパス配管（第一のバイパス経路）６を備えている。第一バイパス配管６には、バイパスポンプ２２がそなえられている。また、エンジン冷却水の合流口２ａと第一バイパス配管６の接続口２ｂの間には第一電磁弁２３が備えられている。
【００３３】
電池冷却／加温装置３００の冷却運転時には、第一電磁弁２３を閉じて、バイパスポンプ２２の運転を行う。これによって、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水は、バイパスポンプ２２によって、第一バイパス配管６を通り、熱交換器１９、プレート１１の順に循環する。そのため、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水は、ラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流して、ラジエターサイクル３内を循環し、エンジン１２で再加温されることが無い。かわりに、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水は、低温のまま、第一バイパス配管６を通って、熱交換器１９、プレート１１内を循環するため、プレート１１に効率よく低温のエンジン冷却水を循環させて電池モジュール１０の冷却をおこなうことができる。また、エンジン冷却水を低温にするための冷凍サイクル４の負荷を大幅に低減することができ、電池冷却／加温装置３００の冷却運転時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００３４】
また、エンジン冷却水を冷凍サイクル４を循環する冷媒と熱交換させて低温水を生成するために設けられた熱交換器１９は、エンジン冷却水を低温のまま冷却／加温サイクル２を循環させる構成としたことで、小型化することができる。
【００３５】
次に、電池冷却／加温装置３００の運転処理について説明する。電池冷却／加温装置３００の運転処理は、図６に示されるように、電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２と、事前に制御装置５０に設定されている電池下限温度Ｔｄ、電池上限温度Ｔｕ、温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２と、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃとを用いて、電池冷却／加温装置３００に設けられた各種制御装置、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３、及び、バイパスポンプ２２を制御装置５０にて制御し行われる。
【００３６】
まず、温度センサー２７，２８ａで検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２が入力される（ステップＳ４１）。次に、入力された電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ４２）。電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低い場合には、電池モジュール１０を加温する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池モジュール１０を加温することができる温度かどうかを、エンジン冷却水温度Ｔｒ２と電池温度Ｔｌを比較して判定する（ステップＳ４３）。
【００３７】
エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも低い場合には、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３が閉じられ、さらにバイパスポンプ２２の運転がオフになる（ステップＳ４４）。これによって、冷却／加温サイクル２内のエンジン冷却水の循環が停止する。そのため、外気が低温の場合等でエンジンの暖機を行わなければならない時に、電池温度Ｔｌよりも温度の低いエンジン冷却水をプレート１１に循環させて更に電池モジュール１０が冷却されるのを防止することができ、エネルギー効率を向上させることができる。
【００３８】
ステップＳ４２で電池モジュール１０を加温する必要があると判定され、ステップＳ４３でエンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも高いと判定された場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになる（ステップＳ４５）。これによって、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水は、ラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流してエンジン１２を通り、加温された後にプレート１１をとおって流れるため、エンジン冷却水の排熱を利用して効率よく電池モジュール１０の加温を行うことができる。
【００３９】
ステップＳ４２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定されると、次に、電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いかどうかが判定される（ステップＳ４６）。電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いと判定された場合には、電池モジュール１０を冷却する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ４７）。エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷媒の規定温度Ｔｃよりも低い場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになる（ステップＳ４８）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が、電池モジュール１０を冷却するのに充分低い温度である場合に、冷凍サイクル４に負荷をかけることなく、プレート１１に低温水を循環させることができるため、省エネルギー効果を向上させることができる。
【００４０】
ステップＳ４６で電池モジュール１０を冷却する必要があると判定され、ステップＳ４７で、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも高いと判定された場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が閉じられ、第二減圧装置１８が開かれて、バイパスポンプ２２の運転がオンになる（ステップＳ４９）。これによって、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水を熱交換器１９で冷凍サイクル４を循環する冷媒と熱交換させて低温水を生成し、この低温水をプレート１１に循環させて電池モジュール１０を冷却することができる。さらに、この低温水は、第一バイパス配管６を通って、熱交換器１９、プレート１１の順に循環し、エンジン１２で再加温されることが無いため、冷凍サイクル４の負荷を大幅に低減して、電池冷却／加温装置３００の冷却運転時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００４１】
ステップＳ４２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、しかし、ステップＳ４６で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定された場合、電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲内であるかが判定される（ステップＳ５０）。電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１以上で温調停止上限温度Ｔｓ２以下である場合には、電池モジュール１０の冷却／加温をする必要がないため、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３が閉じられ、さらにバイパスポンプ２２の運転がオフになる（ステップＳ５１）。これによって、冷却／加温サイクル２内のエンジン冷却水の循環が停止する。
【００４２】
ステップＳ４２で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、ステップＳ４６で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定され、ステップＳ５０で電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲外であると判定された場合には、電池冷却／加温装置３００の運転処理は、ステップＳ４１に戻される構成になっている。これによって、電池モジュール１０の冷却／加温の必要性を適切に判定することができる。
【００４３】
＜第四実施形態＞
図７は、本実施形態に係る電池冷却／加温装置４００の回路を示す図である。なお、以下の説明において、第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態で説明したものは同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるラジエターサイクル３は、プレート１１を通過した冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水が、ラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流する合流口２ａの下流側に設けられた接続口３ａからラジエター１３の冷却水出口であるラジエター出口１３ｂに連通する第二バイパス配管（第二のバイパス経路）７を備えている。また、ラジエターサイクル３は、エンジン冷却水を冷却／加温サイクル２に導くための冷却水導入経路５の接続口と合流口２ａの間に備えられた第二電磁弁２４と、接続口３ａとラジエター１３の冷却水入口であるラジエター入口１３ａの間に設けられた第三電磁弁２５と、第二バイパス配管７の経路中に設けられた第四電磁弁２６を備えている。
【００４４】
温度センサー２８ａによって検出された、エンジン１２通過後のエンジン冷却水の温度が、所定温度（例えば８０℃）以下の場合には、エンジン冷却水は、ラジエター１３で冷却する必要がない。また、外気が低温の場合等で電池モジュール１０を温める必要がある場合には、エンジン冷却水を素早く昇温して、電池モジュール１０の温度よりも高くし、昇温されたエンジン冷却水を効率よくプレート１１に循環させる必要がある。
【００４５】
そのため、エンジン冷却水温度が所定温度以下で更に電池モジュール１０の温度よりも低い場合には、エンジン１２を通過したエンジン冷却水は、第二電磁弁２４及び第四電磁弁２６を介して第二バイパス配管７を通り、ラジエター１３をバイパスして、ラジエターサイクル３内を循環するように構成されている。これによって、エンジン冷却水の昇温を続け、エンジン冷却水の温度を素早く電池モジュール１０の温度よりも高くすることができる。
エンジン冷却水温度が電池モジュール１０の温度よりも高く、しかし、所定温度よりも低い場合で、電池モジュール１０の加温が必要な際には、エンジン１２を通過して昇温されたエンジン冷却水を効率よくプレート１１に循環させるために、第二電磁弁２４を閉じて、冷却水を冷却／加温サイクル２に流す。こうして、プレート１１を通過したエンジン冷却水は合流口２ａでラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水と合流し、第四電磁弁２６を介して第二バイパス配管７を通り、エンジン１２を通って再び昇温される構成となっている。これらの構成によれば、エンジン排熱を利用して、素早く電池モジュール１０を加温することができるため、エネルギー効率を向上させることができる。
【００４６】
次に、電池冷却／加温装置４００の運転処理について説明する。図８に示されるように、電池冷却／加温装置４００の運転処理は、電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２と、事前に制御装置５０に設定されている電池下限温度Ｔｄ、電池上限温度Ｔｕ、温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２と、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃとを用いて、電池冷却／加温装置４００に設けられた各種制御装置、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３、バイパスポンプ２２、第二電磁弁２４、第三電磁弁２５、及び第四電磁弁２６、を制御装置５０にて制御し行われる。
【００４７】
まず、温度センサー２７，２８ａで検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２が入力される（ステップＳ６１）。次に、冷却水温度Ｔｒ２が、ラジエター１３にて冷却する必要がある所定温度Ｔｂ以下であるかが判定される（ステップＳ６２）。所定温度Ｔｂは例えば８０℃である。冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以下である場合には、第三電磁弁２５が閉じられ、第四電磁弁２６が開かれる（ステップＳ６３）。冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以上である場合には、第三電磁弁２５が開かれ、第四電磁弁２６が閉じられる（ステップＳ６４）。これによって、冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以下である場合には、エンジン冷却水はラジエター１３をバイパスして、第二バイパス配管７、エンジン１２を通って流れ、ラジエターサイクル３内を循環するため、エンジン冷却水は、ラジエター１３で冷却されること無く、素早く昇温することができる。
【００４８】
その後、入力された電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ６５）。電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低い場合には、電池モジュール１０を加温する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池モジュール１０を加温することができる温度かどうかを、エンジン冷却水温度Ｔｒ２と電池温度Ｔｌを比較して判定する（ステップＳ６６）。エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも低い場合には、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３が閉じられ、さらにバイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が開かれる（ステップＳ６７）。これによって、冷却／加温サイクル２内のエンジン冷却水の循環が停止すると共に、エンジン冷却水がラジエターサイクル３内を、ラジエター１３をバイパスして循環する。そのため、電池モジュール１０を過冷却することなく、エンジン冷却水を素早く昇温することができる。
【００４９】
ステップＳ６６でエンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも高いと判定されると、第三電磁弁２５が開いているかが判定される（ステップＳ６８）。第三電磁弁２５が開いている場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が開かれる（ステップＳ６９）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以上である場合に、エンジン冷却水の一部を冷却／加温サイクル２に流してプレート１１に循環させ、電池モジュール１０の加温を行うと共に、エンジン冷却水をラジエター１３を通過させて冷却し、ラジエターサイクル３を循環させてエンジン１２の冷却を行う。そのため、エンジン１２を冷却しながら、エンジン１２に排熱を利用してプレート１１に高温のエンジン冷却水を循環させ、電池モジュールの加温を行うことができ、エネルギー効率を高めることができる。
【００５０】
ステップＳ６８で第三電磁弁２５が閉じていると判定された場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が閉じられる（ステップＳ７０）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌより高いが、所定温度Ｔｂ以下である場合に、エンジン１２を通過して昇温したエンジン冷却水をすべて冷却／加温サイクル２に循環させ、プレート１１を通過したエンジン冷却水は第四電磁弁２６を介して第二バイパス配管７を通り、再びエンジン１２を通って再び昇温され、再び冷却／加温サイクル２に導かれる構成となっている。これらの構成によれば、エンジン冷却水の温度を素早く昇温しながらプレート１１に循環させて電池モジュール１０を加温することができる。
【００５１】
ステップＳ６５で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定されると、次に、電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いかどうかが判定される（ステップＳ７１）。電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いと判定された場合には、電池モジュール１０を冷却する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ７２）。エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷媒の規定温度Ｔｃよりも低い場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が閉じられる（ステップＳ７３）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が、電池モジュール１０を冷却するのに充分低い温度である場合に、エンジン１２を通過したエンジン冷却水をすべて冷却／加温サイクル２に循環させて、冷凍サイクル４に負荷をかけることなく、プレート１１に低温水を循環させることができるため、省エネルギー効果を向上させることができる。
【００５２】
ステップＳ７２でエンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも高いと判定されると、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が閉じられ、第二減圧装置１８が開かれて、バイパスポンプ２２の運転がオンになり、第二電磁弁２４が開かれる（ステップＳ７４）。これによって、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水を熱交換器１９で冷凍サイクル４を循環する冷媒と熱交換させて低温水を生成し、この低温水をプレート１１に循環させて電池モジュール１０を冷却することができる。さらに、この低温水は、第一バイパス配管６を通って、熱交換器１９、プレート１１の順に循環し、エンジン１２で再加温されることが無いため、冷凍サイクル４の負荷を大幅に低減して、電池冷却／加温装置４００の冷却運転時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５３】
ステップＳ６５で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定され、しかし、ステップＳ７１で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定された場合、電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲内であるかが判定される（ステップＳ７５）。電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１以上で温調停止上限温度Ｔｓ２以下である場合には、電池モジュール１０の冷却／加温をする必要がないため、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３が閉じられ、さらにバイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が開かれる（ステップＳ７６）。これによって、冷却／加温サイクル２内のエンジン冷却水の循環が停止するとともに、エンジン冷却水はラジエターサイクル３内を循環する。
【００５４】
ステップＳ６５で電池モジュール１０を加温する必要がないと判定され、ステップＳ７１で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定され、ステップＳ７５で電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲外であると判定された場合には、電池冷却／加温装置４００の運転処理は、ステップＳ６１に戻される構成になっている。これによって、電池モジュール１０の冷却／加温の必要性を適切に判定することができる。
【００５５】
＜第五実施形態＞
図９は、本実施形態に係る電池冷却／加温装置５００の回路を示す図である。なお、以下の説明において、第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態及び第四実施形態で説明したものは同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるプレート１１は、プレート１１に併設されたヒータ３０を備えている。ヒータ３０は、エンジン冷却水の温度が電池モジュール１０の温度よりも低く、エンジン冷却水をプレート１１に循環させて電池モジュール１０の加温ができない時に、プレート１１を加熱して、電池モジュール１０の加温を行うために備えられている。この構成によれば、電池モジュール１０の低温時に、エンジン冷却水が電池モジュール１０を加温するために充分昇温されるのを待つことなく、ヒータ３０を用いて電池モジュール１０の加温をすることができるため、素早く電池モジュール１０の低温時の出力低下を回復させることができる。ヒータ３０は、図示は省略したが、プレート１１と一体化されて備えられている構成としても良い。
【００５６】
次に、電池冷却／加温装置５００の運転処理について説明する。図１０に示されるように、電池冷却／加温装置５００の運転処理は、電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２と、事前に制御装置５０に設定されている電池下限温度Ｔｄ、電池上限温度Ｔｕ、温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２と、冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃとを用いて、電池冷却／加温装置２００に設けられた各種制御装置、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３、バイパスポンプ２２、第二電磁弁２４、第三電磁弁２５、第四電磁弁２６、及び、ヒータ３０が制御装置５０にて制御され行われる。
【００５７】
まず、温度センサー２７，２８ａで検出された電池温度Ｔｌ及びエンジン冷却水温度Ｔｒ２が入力される（ステップＳ８１）。次に、冷却水温度Ｔｒ２が、ラジエター１３にて冷却する必要がある所定温度Ｔｂ以下であるかが判定される（ステップＳ８２）。所定温度Ｔｂは例えば８０℃である。冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以下である場合には、第三電磁弁２５が閉じられ、第四電磁弁２６が開かれる（ステップＳ８３）。冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以上である場合には、第三電磁弁２５が開かれ、第四電磁弁２６が閉じられる（ステップＳ８４）。これによって、冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以下である場合には、エンジン冷却水はラジエター１３をバイパスして、第二バイパス配管７、エンジン１２を通って流れ、ラジエターサイクル３内を循環するため、エンジン冷却水は、ラジエター１３で冷却されること無く、素早く昇温することができる。
【００５８】
その後、入力された電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ８５）。電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも低い場合には、電池モジュール１０を加温する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池モジュール１０を加温することができる温度かどうかを、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも低いかどうかで判定する（ステップＳ８６）。エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも低い場合には、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３が閉じられ、さらにバイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が開かれ、ヒータ３０の運転がオンになる（ステップＳ８７）。これによって、冷却／加温サイクル２内のエンジン冷却水の循環が停止すると共に、エンジン冷却水がラジエターサイクル３内を、ラジエター１３をバイパスしてエンジン１２を通って循環する。そのため、電池モジュール１０を過冷却することなく、エンジン冷却水を素早く昇温することができる。さらに、エンジン冷却水温度がプレートの加温を行うのに充分昇温されるまでの間、プレート１１はヒータ３０によって加熱される。
【００５９】
ステップＳ８６でエンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌよりも高いと判定されると、第三電磁弁２５が開いているかが判定される（ステップＳ８８）。第三電磁弁２５が開いている場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が開かれ、ヒータ３０の運転がオフになる（ステップＳ８９）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が所定温度Ｔｂ以上である場合に、エンジン冷却水の一部を冷却／加温サイクル２に流してプレート１１に循環させ、電池モジュール１０の加温を行うと共に、エンジン冷却水をラジエター１３を通過させて冷却し、ラジエターサイクル３を循環させてエンジン１２の冷却を行う。そのため、エンジン１２を冷却しながら、エンジン１２に排熱を利用してプレート１１に高温のエンジン冷却水を循環させ、電池モジュールの加温を行うことができ、エネルギー効率を高めることができる。
【００６０】
ステップＳ８８で第三電磁弁２５が閉じていると判定された場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が閉じられ、ヒータ３０の運転がオフになる（ステップＳ９０）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が電池温度Ｔｌより高いが、所定温度Ｔｂ以下である場合に、エンジン１２を通過して昇温したエンジン冷却水をすべて冷却／加温サイクル２に循環させ、プレート１１を通過したエンジン冷却水は第四電磁弁２６を介して第二バイパス配管７を通り、再びエンジン１２を通って再び昇温され、再び冷却／加温サイクル２に導かれる構成となっている。これらの構成によれば、エンジン冷却水の温度を素早く昇温しながらプレート１１に循環させて電池モジュール１０を加温することができる。
【００６１】
ステップＳ８５で電池温度Ｔｌが電池下限温度Ｔｄよりも高いと判定されると、次に、電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いかどうかが判定される（ステップＳ９１）。電池温度Ｔｌが電池上限温度Ｔｕよりも高いと判定された場合には、電池モジュール１０を冷却する必要があり、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも低いかどうかが判定される（ステップＳ９２）。エンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷媒の規定温度Ｔｃよりも低い場合には、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が開かれ、第二減圧装置１８が閉じられ、バイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が閉じられ、ヒータ３０の運転がオフになる（ステップＳ９３）。これによって、エンジン冷却水温度Ｔｒ２が、電池モジュール１０を冷却するのに充分低い温度である場合に、エンジン１２を通過したエンジン冷却水をすべて冷却／加温サイクル２に循環させて、冷凍サイクル４に負荷をかけることなく、プレート１１に低温水を循環させることができるため、省エネルギー効果を向上させることができる。
【００６２】
ステップＳ９２でエンジン冷却水温度Ｔｒ２が冷凍サイクル４を循環する冷媒の規定温度Ｔｃよりも高いと判定されると、流量調整機構２０及び第一電磁弁２３が閉じられ、第二減圧装置１８が開かれて、バイパスポンプ２２の運転がオンになり、第二電磁弁２４が開かれ、ヒータ３０の運転がオフになる（ステップＳ９４）。これによって、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水を熱交換器１９で冷凍サイクル４を循環する冷媒と熱交換させて低温水を生成し、この低温水をプレート１１に循環させて電池モジュール１０を冷却することができる。さらに、この低温水は、第一バイパス配管６を通って、熱交換器１９、プレート１１の順に循環し、エンジン１２で再加温されることが無いため、冷凍サイクル４の負荷を大幅に低減して、電池冷却／加温装置５００の冷却運転時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６３】
ステップＳ８５で電池モジュール１０を加温する必要がないと判定され、ステップＳ９１で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定された場合、電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲内であるかが判定される（ステップＳ９５）。電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１以上で温調停止上限温度Ｔｓ２以下である場合には、電池モジュール１０の冷却／加温をする必要がないため、流量調整機構２０、第二減圧装置１８、第一電磁弁２３が閉じられ、さらにバイパスポンプ２２の運転がオフになり、第二電磁弁２４が開かれ、ヒータ３０の運転がオフになる（ステップＳ９６）。これによって、冷却／加温サイクル２内のエンジン冷却水の循環が停止するとともに、エンジン冷却水はラジエターサイクル３内を循環する。
【００６４】
ステップＳ８５で電池モジュール１０を加温する必要がないと判定され、ステップＳ９１で電池モジュール１０を冷却する必要がないと判定され、ステップＳ９５で電池温度Ｔｌが温調停止下限温度Ｔｓ１及び温調停止上限温度Ｔｓ２の範囲外であると判定された場合には、電池冷却／加温装置５００の運転処理は、ステップＳ８１に戻される構成になっている。これによって、電池モジュール１０の冷却／加温の必要性を適切に判定することができる。
【００６５】
このように、ヒータ３０は、エンジン冷却水が低温で、エンジン冷却水を用いて電池モジュール１０の加温を出来ないとき以外は常にオフの状態となる。これによって、ヒータ３０の使用条件を限定することができ、省エネルギー効率を向上させることができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態によれば、車載用の電池モジュール１０に当接されて備えられたプレート１１と、エンジン冷却水をラジエターを経て循環するラジエターサイクル３と、圧縮機１４、凝縮器１５、第一減圧装置１６及び蒸発器１７を有する冷凍サイクル４と、第１減圧装置１６及び蒸発器１７と並列に接続された第二減圧装置１８及び熱交換器１９と、エンジン冷却水を熱交換器１９、プレート１１、ラジエター３の順に循環する冷却／加温サイクル２とを備え、電池モジュール１０の加温時には、エンジン冷却水を熱交換器１９、プレート１１の順に流してプレート１１を加温し、電池モジュール１０の冷却時には、第二減圧装置１８及び熱交換器１９を流れる冷媒で、熱交換器１９を流れるエンジン冷却水を冷却し、この冷却水をプレート１１に流してプレート１１を冷却する構成としたため、プレート１１に低温或いは高温のエンジン冷却水を流して、プレートの冷却或いは加温を行うという簡単な構造で、電池モジュール１０の冷却／加温の両方を行うことができるため、電池冷却／加温装置１００を小型化することができる。
また、エンジン冷却水をプレート１１に流して電池モジュール１０を冷却／加温することができ、カーエアコンで温度調節された空調用冷温風を用いて電池を冷却／加温するのに比べてエネルギー効率を高めることができる。また、電池モジュール１０の加温時には、エンジン冷却水の排熱を用いて電池モジュール１０を加温することができ、省エネルギー効果を向上させることができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、ラジエター１３のエンジン冷却水出口であるラジエター出口１３ｂと、エンジン１２のエンジン冷却水入口であるエンジン入口１２ａとの間にポンプ２１を設け、ポンプ２１とエンジン入口１２ａの間に、エンジン冷却水を冷却／加温サイクル２に導くための冷却水導入経路５を接続し、熱交換器１９にはエンジン入口１２ａのエンジン冷却水を流す構成としたため、ラジエター１３で冷却されたエンジン冷却水を熱交換器１９に流して、冷凍サイクル４を循環し熱交換器１９を流れる冷媒と熱交換させて低温水を生成し、この低温水をプレート１１に流して電池モジュールの冷却を行うことができるため、電池モジュール１０の冷却時に、エンジン冷却水の温度を下げるための冷凍サイクル４の負荷を低減させることができ、電池冷却／加温装置１００の冷却運転時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、エンジン１２の冷却水出口であるエンジン出口１２ｂと、ラジエター１３の冷却水入口であるラジエター入口１３ａの間にエンジン冷却水を冷却／加温サイクル２に導くための冷却水導入経路５を接続し、熱交換器１９にはエンジン出口１２ｂのエンジン冷却水を流す構成としたため、エンジン１２を通過したエンジン冷却水の一部をラジエターサイクル３を循環するエンジン冷却水から分流させて、高温のまま冷却水導入経路５から熱交換器１９、プレート１１の順に流すことができる。そのため、エンジン冷却水の排熱を効率良くを利用して電池モジュール１０の加温をすることができ、電池冷却／加温装置２００の加温運転時のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、冷却／加温サイクル２は、電池モジュール１０の冷却時に、プレート１１を通過したエンジン冷却水が、プレート１１の出口から熱交換器１９の入口へ循環する第一バイパス配管６を備えている構成としたため、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水がラジエターサイクル３を流れるエンジン冷却水と合流して、ラジエターサイクル３内を循環し、エンジン１２で再加温されることが無い。そのため、冷却／加温サイクル２を循環するエンジン冷却水は、低温のまま冷却／加温サイクル２を循環する。プレート１１には、効率よく低温のエンジン冷却水を循環させることができ、エンジン冷却水を低温にするための冷凍サイクル４の負荷を大幅に低減させることがきる。これによって、電池モジュール１０を効率よく冷却して、電池冷却／加温装置３００の冷却運転時のエネルギー効率を向上させることができる。また、電池モジュール１０の冷却時に、エンジン冷却水を低温のまま循環させることができるため、熱交換器１９を小型化することができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、ラジエターサイクル３は、エンジン冷却水をラジエター１３の入口と出口をバイパスして、冷却／加温サイクル２に循環させる第二バイパス配管７を備えているため、電池モジュール１０の加温時でエンジン冷却水の温度が低い場合には、ラジエター１３をバイパスさせてエンジン冷却水を循環させることができ、エンジン冷却水がラジエター１３で過冷却されることがないため、エンジン冷却水を素早く昇温して、プレート１１に循環させることができ、効率よくプレート１１を加温することができる。そのため、エンジン排熱を効率良く利用して、素早く電池モジュール１０を加温することができ、電池冷却／加温装置４００のエネルギー効率を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、プレート１１にヒータ３０を併設して、電池モジュール１０の加温時に、エンジン冷却水の温度が低く、エンジン冷却水を用いてプレート１１を加温できない場合には、このヒータ３０用いてプレート１１を加温することができるため、低温時にエンジン冷却水が充分に温まるのを待たずに、プレート１１の加温を開始することができる。そのため、電池モジュール１０を素早く加温して、電池モジュール１０の出力が低下するのを防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
２  加温サイクル
３  ラジエターサイクル
４  冷凍サイクル
５  冷却水導入経路
５ｂ  冷媒導入経路
６    第一バイパス配管（第一のバイパス経路）
７  第二バイパス配管（第二のバイパス経路）
１０  電池モジュール
１１  プレート
１２  エンジン
１２ａ  エンジン入口
１２ｂ  エンジン出口
１３  ラジエター
１４  圧縮機
１５  凝縮機
１６  第一減圧装置
１７  蒸発器
１８  第二減圧装置
１９  熱交換器
２０  流量調整機構
２１  ポンプ
２２  バイパスポンプ
３０  ヒータ
１００、２００、３００、４００、５００  電池冷却／加温装置
【図１】
2011173543.tif 000003
【図２】
2011173543.tif 000004
【図３】
2011173543.tif 000005
【図４】
2011173543.tif 000006
【図５】
2011173543.tif 000007
【図６】
2011173543.tif 000008
【図７】
2011173543.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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