(57)【要約】      （修正有）【課題】効率よくバッテリパックが要求する温度に速やかに調節する。【解決手段】バッテリパック３０００をダウンフローで冷却するための電池ファン３２００と、電池ファン３２００に供給される空気をキャビン内の空気、トランクルーム内の空気、リアエアコンにて熱交換された空気のいずれかに切換える切換えダンパ３１００と、電池温度を測定する温度センサ３７００と、電池温度、キャビン内温度およびトランク内温度に基づいて切換えダンパ３１００および電池ファン３２００を制御するとともに、エアコンＥＣＵ６１００にリアエアコンの作動要求信号を出力する電池ＥＣＵ６０００とを含み、バッテリパック３０００の温度上昇変化が大きいと、それに供給される空気を、リアエアコンのエバポレータとの間で熱交換された空気を供給するように切換えダンパ３１００を切換える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された蓄電機構の温度を調節するシステムであって、
前記蓄電機構に温度調節用の空気を供給するための供給手段と、
前記供給手段に連通された吸気口と、
前記供給手段と前記吸気口との間の空気管路に設けられ、前記供給手段により前記蓄電機構に供給される空気を、前記空気管路内においてエアコンユニットとの間で熱交換され前記空気管路を経由した空気であるか、前記熱交換された空気以外の空気であるかを切換えるための切換手段とを含む、車両用温度調節システム。
【請求項２】
前記切換手段は、前記蓄電機構に供給される空気を、前記エアコンユニットとの間で熱交換された空気であるか、車室内の空気であるかを切換えるための手段を含む、請求項１に記載の車両用温度調節システム。
【請求項３】
前記切換手段は、前記蓄電機構に供給される空気を、前記エアコンユニットのとの間で熱交換された空気であるか、車室内の空気であるか、荷室内の空気であるかを切換えるための手段を含む、請求項１に記載の車両用温度調節システム。
【請求項４】
前記空気管路内においてエアコンユニットとの間で熱交換された空気は、エバポレータおよびヒータコアのいずれかとの間で熱交換された空気である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用温度調節システム。
【請求項５】
前記車両用温度調節システムは、
前記蓄電機構の温度を検知するための手段と、
前記車室内の温度を検知するための手段と、
前記蓄電機構の温度および前記車室内の温度に基づいて、前記切換手段を制御するための切換制御手段とをさらに含む、請求項２に記載の車両用温度調節システム。
【請求項６】
前記車両用温度調節システムは、
前記蓄電機構の温度を検知するための手段と、
前記車室内の温度を検知するための手段と、
前記荷室内の温度を検知するための手段と、
前記蓄電機構の温度、前記車室内の温度および前記荷室内の温度に基づいて、前記切換手段を制御するための切換制御手段とをさらに含む、請求項３に記載の車両用温度調節システム。
【請求項７】
前記切換制御手段は、前記蓄電機構の温度が高いほど、より温度の低い空気を前記蓄電機構に供給するように、前記切換手段を制御するための手段を含む、請求項５または６に記載の車両用温度調節システム。
【請求項８】
前記切換制御手段は、前記蓄電機構の温度が低いと、温度の高い空気を前記蓄電機構に供給するように、前記切換手段を制御するための手段を含む、請求項５または６に記載の車両用温度調節システム。
【請求項９】
前記切換制御手段は、前記蓄電機構の温度変化に基づいて、前記切換手段を制御するための手段を含む、請求項５または６に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１０】
前記切換制御手段は、前記蓄電機構の温度上昇変化が大きいほど、より温度の低い空気を前記蓄電機構に供給するように、前記切換手段を制御するための手段を含む、請求項９に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１１】
前記車両用温度調節システムは、前記蓄電機構の温度に基づいて、前記供給手段を制御するための供給制御手段をさらに含む、請求項５または６に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１２】
前記供給制御手段は、前記蓄電機構の温度が、予め定められたしきい値よりも高いと、前記供給手段を作動させるように制御するための手段を含む、請求項１１に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１３】
前記供給制御手段は、前記蓄電機構の温度が、予め定められたしきい値よりも低いと、前記供給手段を作動させるように制御するための手段を含む、請求項１１に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１４】
前記供給制御手段は、前記蓄電機構の温度変化に基づいて、前記供給手段を制御するための手段を含む、請求項５または６に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１５】
前記供給制御手段は、前記蓄電機構の温度上昇変化が、予め定められたしきい値よりも大きいと、前記供給手段を作動させるように制御するための手段を含む、請求項１４に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１６】
前記蓄電機構は、車両の後部に搭載され、
前記エアコンユニットは、リアエアコンユニットであり、
前記供給手段は、前記蓄電機構に空気を供給するブロアである、請求項１〜１５のいずれかに記載の車両用温度調節システム。
【請求項１７】
前記蓄電機構は、走行用二次電池である、請求項１６に記載の車両用温度調節システム。
【請求項１８】
前記エアコンユニットは、フロントエアコンユニットのエバポレータおよびヒータコアとは別に、前記蓄電機構近傍に設けられたリアエアコンユニット用のエバポレータおよびヒータコアを有し、
前記空気管路内においてエアコンユニットとの間で熱交換された空気は、前記リアエアコンユニットのエバポレータおよびヒータコアのいずれかとの間で熱交換された空気である、請求項１６に記載の車両用温度調節システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車等の車両に搭載される電池等の走行用電源の温度を調節するシステムに関し、特に、効率よく走行用電源の温度を調節できるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車は、走行用電源として二次電池を搭載している。電気自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動する。ハイブリッド自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、電動機によりエンジンをアシストして車両を駆動したりする。燃料電池車は、燃料電池による電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、この燃料電池による電力に加えて二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したりする。
【０００３】
これらの二次電池は、高電圧高出力を必要とするため、たとえば、１．２Ｖ程度のバッテリセルを６個程度直列に接続した電池モジュールを、３０個程度直列に接続してバッテリパックを形成している。ハイブリッド自動車などにおいては、内燃機関のみを車両の駆動源としていた従来の車両に搭載されていなかったこのような二次電池を搭載しなければならない。車両においては、車室空間および荷室空間の有効的利用、衝突事故時の安全性確保の点などから、車両に搭載される電気機器の中では容積が大きい二次電池の搭載位置を検討する必要がある。この検討においては、この二次電池の大きさ（高さ、車両の幅方向の長さ、車両の前後方向の長さ）を考慮する必要があったり、二次電池の温度を考慮する必要があったりする。
【０００４】
このような二次電池は、その使用温度が常に所定の範囲内にあれば、所望の出力性能を発現するとともに、より長期間に亘り使用し続けることができる。そこで、従来から、極冷間時の二次電池使用時に二次電池の出力性能を確保するために二次電池を暖機したり、二次電池の寿命を確保するために電池を冷却したりすることが考えられている。
【０００５】
特開平１０−２５２４６７号公報（特許文献１）は、電池の冷却または暖機の際の熱利用効率を高める電動車両搭載電池温度調整装置を開示する。この電動車両搭載電池温度調整装置は、キャビンから電池収納ケースの内部に至る導入用流路と、電池収納ケースから車外に至る排出用流路とを備え、キャビンの空調に使用され導入用流路を経て電池収納ケース内部に導入されたエアにて、電池収納ケース内部に収納されている車両推進用の電池を冷却または暖機し、この電池の冷却または暖気に使用されたエアを排出用流路を経て車外に排出するとともに、電池からガスが放出された場合にはそのガスを排出用流路を経て車外に排出する。
【０００６】
この電動車両搭載電池温度調整装置によると、キャビンから電池収納ケースの内部に至る導入用流路と、電池収納ケースから車外に至る排出用流路とを設け、キャビンの空調に使用されたエアを導入用流路を経て電池収納ケース内部に導入し、電池収納ケース内部に収納されている車両推進用の電池の冷却または暖機に使用したエアを排出用流路を経て車外に排出するようにしたため、キャビン内の十分な空調と電池の十分な冷却／暖気を好適に両立させることができ、また、廃熱利用によりエネルギの無駄を減らすことができる。更に、ガスを放出することがある電池を用いている場合でも、放出されたガスは一旦電池収納ケース内にたまりその上で排出用流路を経て車外に排出されるから、キャビンにガスが漏れ居住性が損なわれることもない。
【０００７】
特開平７−７３９０６号公報（特許文献２）は、電気自動車の車両重量の増加を極力抑制しながら、バッテリの充電・放電を効率よく行なうためにバッテリを最適温度に維持することのできる電気自動車用充電装置を開示する。この電気自動車用充電装置は、車室内の温度調整を行なう車載空気調和装置を備え、外部電源によって充電可能なバッテリを有する電気自動車の充電装置であって、バッテリを収納する収納空間と車載空気調和装置とを連通する連通路と、バッテリの温度を検出して検出信号を出力する温度検出手段と、少なくともバッテリの充電時に温度検出手段からの検出信号に従って、連通路を介して車載空気調和装置からの冷却空気または加熱空気を収納空間に供給し、バッテリを冷却または加熱しバッテリの温度を所望の温度に保つ温度制御手段とを有する。
【０００８】
この電気自動車用充電装置によると、温度検出手段によってバッテリの温度を検出して、温度検出手段から出力される検出信号に従って温度制御手段は車載空気調和装置を制御する。冷却空気または加熱空気を連通路を通してバッテリの収納された収納空間に供給する。
【０００９】
特開平１０−３０６７２２号公報（特許文献３）は、空調される車室内の快適性を損なうことなく、車室内の空気を用いて効率的に電池の冷却を行なう車両用電池冷却システムを開示する。この車両用電池冷却システムは、車室内が空調装置によって空調される車両に設けられた電池を冷却することにより電池を所定の温度範囲に保つ車両用電池冷却システムであって、電池が収納される電池室と、冷却ファンによって車室内の空気を電池室内へ供給して電池を冷却する冷却手段と、電池の冷却後の空気を車室内へ案内することにより電池室と車室内との間で循環させる冷却風循環手段と、電池の冷却後の空気を車外へ排出する排出手段と、循環手段と排出手段を切換える切換え手段と、電池室内の温度ないし電池の温度の少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出温度が所定値以上となったときに切換え手段によって排出手段を選択する切換制御手段とを含む。
【００１０】
この車両用電池冷却システムは、電池室内の温度または電池の温度を検出し、この判定結果に基づいて切換え手段を制御する。このとき、電池温度が高いときには、循環手段を選択せずに排出手段を選択する。これによって電池を冷却した後の温度の高い冷却風が車室内へ戻されて、車室内の快適性を損ねてしまうのは勿論、空調負荷を大きくしてしまうのを防止することができる。
【特許文献１】特開平１０−２５２４６７号公報
【特許文献２】特開平７−７３９０６号公報
【特許文献３】特開平１０−３０６７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記した特許文献に開示された装置やシステムにおいては、以下に示すような問題点がある。
【００１２】
特許文献１に開示された電動車両搭載電池温度調整装置は、キャビンの空調に使用された空気を用いて電池を冷却したり暖気したりするものにすぎない。排気については、電池からガスが漏れたときのことを想定して車外に排出するようにしたにすぎない。
【００１３】
特許文献３に開示された車両用電池冷却システムは、車室内の空気を用いて電池を冷却する。電池からの排気を、車室に戻すか、車外に排出するか、車室に戻しながら車外にも排出するかを切換えダンパで切換えているものにすぎない。
【００１４】
車両に搭載された走行用の二次電池を効率的にかつ迅速に適正な電池温度まで冷却させたり、昇温させたりするためには、特許文献１および特許文献３に開示されたように車室内の空気を取り入れるのではなく、特許文献２に開示されたように冷凍サイクルを形成する車戴エアコンユニットと電池とをダクトで接続して使用することが好ましい。
【００１５】
しかしながら、特許文献２に開示された電気自動車用充電装置は、車両に搭載された発電機により電池を充電するものではなく、車両の停止中に車両の外部充電設備から供給される電力を用いて電池を充電するものにすぎない。
【００１６】
車両にモータジェネレータを搭載して回生制動による発電された電力により電池を充電する場合には、車両走行中に電池への充電が行なわれる。このような場合であって、電池の温度調節をするために特許文献２に開示されたようにエアコンユニットと電池とをダクトで接続して、エアコンを用いて直接的に電池を冷却したり暖気したりすることも考えられる。
【００１７】
しかしながら、このようにすると、車室内温度を調節する冷凍サイクルを形成する車戴エアコンユニットを、バッテリの温度調節にも兼用するので、従来の車室用エアコンユニットに比べて、冷却能力や暖房能力を電池が要求する最大能力の分をそのまま大きくする必要があり、コストアップやエネルギ損失の要因となる可能性がある。また、電池が要求する温度と、車両の搭乗者が要求する温度とが一致していない場合、不具合が発生する。このことは、電池が要求する温度は電池の充放電状態によっても変化するので、このような不具合が発生する可能性が高い。すなわち、外気温が低いときに、電池の充放電電流値が大きくて冷却が必要となった場合であって、搭乗者は暖房が必要であると感じる場合である。このような場合、両者（電池、搭乗者）の要求を満足させることが困難になる。
【００１８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、効率よく、電池やキャパシタ等の走行用電源である蓄電機構が要求する温度に速やかに調節することができる、車両用温度調節システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の発明に係る車両用温度調節システムは、車両に搭載された蓄電機構の温度を調節する。このシステムは、蓄電機構に温度調節用の空気を供給するための供給手段と、供給手段に連通された吸気口と、供給手段と吸気口との間の空気管路に設けられ、供給手段により蓄電機構に供給される空気を、空気管路内においてエアコンユニットとの間で熱交換され空気管路を経由した空気であるか、熱交換された空気以外の空気であるかを切換えるための切換手段とを含む。
【００２０】
第１の発明によると、切換手段は、エアコンユニットのエバポレータで吸熱されて温度が下げられた空気（蓄電機構を冷却する場合）やエアコンユニットのヒータコアから吸熱して温度が上げられた空気（蓄電機構を暖気する場合）と、車室内の空気とを切換える。供給手段は、切換手段により切換えられた空気を、空気管路を通じて、蓄電機構に供給する。たとえば、蓄電機構の温度を急減に低下させたいときであって、車室内の空気の温度が高いときには、切換手段はエアコンユニットのエバポレータで吸熱されて温度が下げられた空気が供給手段により蓄電機構に供給されるように切換える。一方、蓄電機構の温度を低下させたいときであって、車室内の空気の温度が低いときには、切換手段は車室内の空気が供給手段により蓄電機構に供給されるように切換える。このように、蓄電機構の冷却要求に応じて、供給手段が蓄電機構に供給する空気を切換えることができる。すなわち、車室内の空気の温度が低いと、エアコンユニットを用いないで車室内の空気で冷却することができる。そのため、冷房能力を電池が要求する最大能力の分をそのまま大きくする必要はない。しかも、エアコンユニットを用いることにより蓄電機構の急激な温度低下要求に即座に対応でき、効率よく冷却することができる。また、蓄電機構の温度を急減に低下させたいときに、車室内の空気の温度よりもより低温の空気を蓄電機構に供給できるので、従来のように蓄電機構への冷却風量を増大させる必要もなくなる。さらに、蓄電機構の温度が低くて所望の性能が発現しない場合には、蓄電機構をより効率的に昇温できるように切換手段により蓄電機構へ供給される空気が切換えられる。すなわち、より早く蓄電機構を昇温させたい場合には、より温度が高い空気を供給手段により蓄電機構に供給されるようにする。その結果、効率よく、電池やキャパシタ等の走行用電源が要求する温度に速やかに調節することができる、車両用温度調節システムを提供することができる。
【００２１】
第２の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１の発明の構成に加えて、切換手段は、蓄電機構に供給される空気を、エアコンユニットとの間で熱交換された空気であるか、車室内の空気であるかを切換えるための手段を含む。
【００２２】
第２の発明によると、蓄電機構の温度を急減に低下させたいときには、切換手段により、エアコンユニットのエバポレータで吸熱されて温度が下げられた空気が供給手段により蓄電機構に供給されるように切換えられる。また、蓄電機構の温度を急減に上昇させたいときには、切換手段により、エアコンユニットのヒータコアから吸熱して温度が上げられた空気が供給手段により蓄電機構に供給されるように切換えられる。蓄電手段にこのような急激な温度調節の要求がない場合には、車室内の空気が（すなわち、エアコンユニットで温度が調節された空気が）供給手段により蓄電機構に供給されるように切換手段が切換えられる。その結果、効率よく、電池やキャパシタ等の走行用電源が要求する温度に速やかに調節することができる、車両用温度調節システムを提供することができる。
【００２３】
第３の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１の発明の構成に加えて、切換手段は、蓄電機構に供給される空気を、エアコンユニットのとの間で熱交換された空気であるか、車室内の空気であるか、荷室内の空気であるかを切換えるための手段を含む。
【００２４】
第３の発明によると、エアコンユニットのエバポレータやヒータコアとの間で熱交換された空気、車室内の空気、荷室内の空気の中で、最も、蓄電機構の温度を調節するのに最適な空気が、供給手段により蓄電機構に供給されるように、切換手段が切換えられる。たとえば、蓄電機構を冷却したい場合に車室内温度よりも荷室内温度の方が低い場合には、荷室内の空気が蓄電機構に供給されて、適切に蓄電機構の温度を調節できる。
【００２５】
第４の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、空気管路内においてエアコンユニットとの間で熱交換された空気は、エバポレータおよびヒータコアのいずれかとの間で熱交換された空気である。
【００２６】
第４の発明によると、エアコン（この場合、リヤエアコンも含む）のエバポレータおよびヒータコアのいずれかと熱交換された空気を、蓄電機構の温度を下げるためや上げるために用いることができる。
【００２７】
第５の発明に係る車両用温度調節システムは、第２の発明の構成に加えて、蓄電機構の温度を検知するための手段と、車室内の温度を検知するための手段と、蓄電機構の温度および車室内の温度に基づいて、切換手段を制御するための切換制御手段とをさらに含む。
【００２８】
第５の発明によると、蓄電機構の温度を低下させたいときに、車室内温度があまり低くないと、切換制御手段により、エアコンユニットのエバポレータで吸熱されて温度が下げられた空気が供給手段により蓄電機構に供給されるように切換手段が切換えられる。蓄電機構の温度を急減に低下させたいときに、車室内の空気の温度よりもより低温の空気を蓄電機構に供給することができる。
【００２９】
第６の発明に係る車両用温度調節システムは、第３の発明の構成に加えて、蓄電機構の温度を検知するための手段と、車室内の温度を検知するための手段と、荷室内の温度を検知するための手段と、蓄電機構の温度、車室内の温度および荷室内の温度に基づいて、切換手段を制御するための切換制御手段とをさらに含む。
【００３０】
第６の発明によると、蓄電機構の温度を低下させたいときに、車室内温度があまり低くないが荷室内温度が低いと、切換制御手段により、エアコンユニットのエバポレータで吸熱されて温度が下げられた空気ではなく、荷室内の空気が供給手段により蓄電機構に供給されるように切換手段が切換えられる。蓄電機構の温度を低下させたいときに、車室内の空気の温度よりもより低温の荷室内の空気を蓄電機構に供給することができる。このときエアコンの負荷も上昇させないようにできる。
【００３１】
第７の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第５または６の発明の構成に加えて、切換制御手段は、蓄電機構の温度が高いほど、より温度の低い空気を蓄電機構に供給するように、切換手段を制御するための手段を含む。
【００３２】
第７の発明によると、二次電池などの蓄電機構はある温度範囲よりも高い温度になると、充放電性能が低下したり、電池寿命が短くなったりする。そのため、蓄電機構の温度を監視しておいて、その温度に基づいて、温度が高いほど、より温度の低い空気を蓄電機構に供給することができ、充放電性能が低下することや電池寿命が短くなることを回避させることができる。
【００３３】
第８の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第５または６の発明の構成に加えて、切換制御手段は、蓄電機構の温度が低いと、温度の高い空気を蓄電機構に供給するように、切換手段を制御するための手段を含む。
【００３４】
第８の発明によると、二次電池などの蓄電機構はある温度範囲よりも極端に低い温度になると、放電性能が著しく低下する。そのため、蓄電機構の温度を監視しておいて、その温度に基づいて、温度が低いと、温度の高い空気を蓄電機構に供給することができ、放電性能が著しく低下することを回避させることができる。
【００３５】
第９の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第５または６の発明の構成に加えて、切換制御手段は、蓄電機構の温度変化に基づいて、切換手段を制御するための手段を含む。
【００３６】
第９の発明によると、たとえば温度自体は高温領域（充放電性能が低下したり、電池寿命が短くなったりする領域）ではないが、温度上昇が著しいと、そのまま放置すると高温領域に到達する。一旦高温なると蓄電機構の温度が下がりにくいので、温度上昇が大きいと、より低い温度の空気を供給手段により蓄電機構に供給できるように、切換手段を制御する。これにより、高温領域に到達しないようにできる。
【００３７】
第１０の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第９の発明の構成に加えて、切換制御手段は、蓄電機構の温度上昇変化が大きいほど、より温度の低い空気を蓄電機構に供給するように、切換手段を制御するための手段を含む。
【００３８】
第１０の発明によると、蓄電機構の温度上昇が著しいと、すぐに高温領域に到達する可能性がある。一旦高温なると蓄電機構の温度が下がりにくいので、温度上昇が大きいと、より低い温度の空気を供給手段により蓄電機構に供給できるように、切換手段を制御する。これにより、高温領域に到達しないようにできる。
【００３９】
第１１の発明に係る車両用温度調節システムは、第５または６の発明の構成に加えて、蓄電機構の温度に基づいて、供給手段を制御するための供給制御手段をさらに含む。
【００４０】
第１１の発明によると、蓄電機構に冷却空気を供給するブロアの作動と停止や、ブロアの吐出風量を、蓄電機構の温度に基づいて制御することができる。
【００４１】
第１２の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１１の発明の構成に加えて、供給制御手段は、蓄電機構の温度が、予め定められたしきい値よりも高いと、供給手段を作動させるように制御するための手段を含む。
【００４２】
第１２の発明によると、蓄電機構の温度がしきい値よりも高い高温領域（充放電性能が低下したり、電池寿命が短くなったりする領域）であると、蓄電機構に冷却空気を供給するブロアを作動させるようにできる。このとき、蓄電機構の温度と、車室内温度や荷室内温度とに基づいて、作動されたブロアにより供給される空気を切換えることができる。
【００４３】
第１３の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１１の発明の構成に加えて、供給制御手段は、蓄電機構の温度が、予め定められたしきい値よりも低いと、供給手段を作動させるように制御するための手段を含む。
【００４４】
第１３の発明によると、蓄電機構の温度がしきい値よりも低い低温領域（放電性能が著しく低下する領域）であると、蓄電機構に暖気空気を供給するブロアを作動させるようにできる。このとき、蓄電機構の温度と、車室内温度や荷室内温度とに基づいて、作動されたブロアにより供給される空気を切換えることができる。
【００４５】
第１４の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第５または６の発明の構成に加えて、供給制御手段は、蓄電機構の温度変化に基づいて、供給手段を制御するための手段を含む。
【００４６】
第１４の発明によると、たとえば温度自体は高温領域（充放電性能が低下したり、電池寿命が短くなったりする領域）ではないが、温度上昇が著しいと、そのまま放置すると高温領域に到達する。一旦高温なると蓄電機構の温度が下がりにくいので、温度上昇が大きいと、蓄電機構に冷却空気を供給するブロアを作動させるようにできる。これにより、高温領域に到達しないようにできる。
【００４７】
第１５の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１４の発明の構成に加えて、供給制御手段は、蓄電機構の温度上昇変化が、予め定められたしきい値よりも大きいと、供給手段を作動させるように制御するための手段を含む。
【００４８】
第１５の発明によると、蓄電機構の温度上昇が著しいと、すぐに高温領域に到達する可能性がある。一旦高温なると蓄電機構の温度が下がりにくいので、温度上昇が大きいと、蓄電機構に冷却空気を供給するブロアを作動させるようにできる。これにより、高温領域に到達しないようにできる。
【００４９】
第１６の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１〜１５のいずれかの発明の構成に加えて、蓄電機構は、車両の後部に搭載され、エアコンユニットは、リアエアコンユニットであり、供給手段は、蓄電機構に空気を供給するブロアである。
【００５０】
第１６の発明によると、蓄電機構を車両の後部に搭載して、その近傍に搭載したリアエアコンユニットのエバポレータやヒータコアを用いて熱交換された空気、車室内の空気や荷室内の空気を適宜切換えて、蓄電機構に供給することができる。
【００５１】
第１７の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１６の発明の構成に加えて、蓄電機構は、走行用二次電池である。
【００５２】
第１７の発明によると、走行用の二次電池であるニッケル水素電池やリチウムイオン電池を適切な温度に調整することができる。
【００５３】
第１８の発明に係る車両用温度調節システムにおいては、第１６の発明の構成に加えて、エアコンユニットは、フロントエアコンユニットのエバポレータおよびヒータコアとは別に、蓄電機構近傍に設けられたリアエアコンユニット用のエバポレータおよびヒータコアを有する。空気管路内においてエアコンユニットとの間で熱交換された空気は、リアエアコンユニットのエバポレータおよびヒータコアのいずれかとの間で熱交換された空気である。
【００５４】
第１８の発明によると、フロントエアコンユニットとは別に車両の後部に設けられたリアエアコンユニットのエバポレータやヒータコアと熱交換された空気が、蓄電機構である走行用二次電池の冷却に用いられる。フロントエアコンの作動とリアエアコンの作動とを別に制御することにより、蓄電機構の要求と車両の搭乗者の要求とを両立させるようにすることも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００５６】
なお、以下の説明では、走行用二次電池であるバッテリパックを温度調節対象としたバッテリパック冷却システムについて説明するが、本発明はこのような冷却システムに限定されない。冷却対象は、キャパシタ等の他の走行用電源（蓄電機構）であってもよい。また、バッテリパックを冷却するシステムではなく、バッテリパックを暖めるシステムであっても、必要に応じてバッテリパックを冷却したりバッテリパックを暖めたりする温度調整システムであってもよい。以下においては、暖気の場合についてはその一部の説明を記載するのみとして、基本的に、バッテリパックを冷却するシステムについて説明する。
【００５７】
図１に、本発明の実施の形態に係るバッテリパック冷却システムを構成するリアエアコンユニット２０００とバッテリパック３０００との配置を表わす。
【００５８】
図１に示すように、リアエアコンユニット２０００およびバッテリパック３０００は、フロアパネル４０００上に設けられ、アッパバック５０００の下部に設けられる。図１に示すように、リヤシート１０００はシートバック１０１０とシートクッション１０２０とにより構成され、このリヤシートバック１０１０の車両後方にリアエアコンユニット２０００およびバッテリパック３０００が載置されている。
【００５９】
図２に、本発明の実施の形態に係るバッテリパック冷却システムの斜視図を示す。図２に示すように、このバッテリパック３０００は、複数のバッテリセル３０１０を多数直列に接続し、２００〜３００Ｖの出力電圧を有する二次電池である。バッテリパック冷却システムは、後述するように、キャビン内の空気か、リアエアコンユニット２０００のエバポレータやヒータコアと熱交換された空気か、トランクルーム内の空気か、のいずれかを電池ファン３２００に供給する切換えダンパ３１００と、切換えダンパ３１００から供給された空気をバッテリパック３０００に送り込む電池ファン３２００と、バッテリパック３０００をダウンフローで冷却するための冷却通路と、バッテリパック３０００との間で熱交換された空気を排気するための排気通路３２３０とを含む。冷却用または暖気用の空気は、矢印で示されるように電池ファン３２００によりバッテリパック３０００に供給され、排気通路３２３０を通って車外やトランクルームに排出される。
【００６０】
図３に、車両後方から見たバッテリパック冷却システムの正面図を示す。
【００６１】
図３に示すように、このバッテリパック冷却システムはアッパバック５０００に設けられたキャビン吸気口３３１０（２ヶ所）と、キャビン吸気口３３１０から取り入れられた空気に含まれる塵などを集塵するエアコン用フィルタ３３２０と、エアコン用ブロア３３００と、エアコン用フィルタ３３２０を通った空気から吸熱し空気の温度を低下させるエバポレータ３５００とを含む。
【００６２】
このバッテリパック冷却システムは、さらに、エアコン用フィルタ３３２０を通った空気を切換えダンパ３１００に導入するためのキャビン空気取入通路３３３０と、エバポレータ３５００を通った空気を切換えダンパ３１００に導入するためのエアコン空気取入通路３３４０と、切換えダンパ３１００にて切換えられた空気を電池ファン３２００によりバッテリパック３０００の上部通風通路３２１０へ送り出す電池ファン３２００と、バッテリパック３０００の上部に設けられた間隙である上部通風通路と、バッテリパック３０００の下部に設けられた間隙である下部通風通路３２２０とを含む。
【００６３】
切換えダンパ３１００は、後述する電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により制御され、キャビン内の空気、リアエアコンの空気およびトランクルーム内の空気のいずれかの空気を用いて、電池ファン３２００によりバッテリパック３０００に空気を送り込むことができるように制御される。
【００６４】
図４に、図３のバッテリパック３０００の拡大図を示す。図４に示すように、このバッテリパック３０００は、前述のように複数のバッテリセル３０１０から構成される。このバッテリパック３０００は、ダウンフロー方式で冷却空気が流される。すなわち、上部通風通路３２１０を通って、バッテリセル３０１０どうしの間隙を通って下側に流れて、下部通風通路３２２０を通って排気通路３２３０へ導かれる。このダウンフロー方式の冷却方式により、バッテリパック３０００が適宜冷却される。ただし、リアエアコンユニット２０００のヒータコアで熱交換された空気がバッテリパック３０００に供給される場合は、バッテリパック３０００が適宜冷却されるのではなく、バッテリパック３０００が適宜暖気されることになる。
【００６５】
図５を参照して、車両側方から見た、本実施の形態に係るバッテリパック冷却システムの側面図を説明する。
【００６６】
図５に示すように、リヤシート１０００のリヤシートバック１０１０のさらに車両の後方側にはリアエアコンユニット２０００が設けられる。リアエアコンユニット２０００は、アッパバック５０００に設けられたキャビン吸気口３３１０からキャビン内の空気を吸い込んでリアエアコンユニット２０００のエバポレータ３５００またはヒータコア３６００と熱交換を行ない、その熱交換された空気を切換えダンパ３１００のエアコン空気取入通路３３４０に導入する。なお、リアエアコンユニット２０００のコンプレッサは、たとえば、エンジンのクランクシャフトプーリと接続されたプーリによって駆動される。また、エンジンにより駆動されるのではなく、電動コンプレッサであってもよい。
【００６７】
図６を参照して、本発明の実施の形態に係るバッテリパック冷却システムの制御ブロック図について説明する。
【００６８】
図６に示すように、このバッテリパック冷却システムは、キャビンのアッパバック５０００から導入された空気、リアエアコンユニット２０００から導入された空気、トランクルームから導入された空気のいずれかの空気を、電池ファン３２００によりバッテリパック３０００に供給するための切換えダンパ３１００と、電池ファン３２００と、バッテリパック３０００の上部通風通路３２１０と、バッテリパック３０００の下部通風通路３２２０と、バッテリパック３０００の温度を検知する温度センサ３７００と、切換えダンパ３１００と電池ファン３２００と温度センサ３７００とに接続され、電池温度、キャビン内温度およびトランク内温度などに基づいて、切換えダンパ３１００および電池ファン３２００を制御する電池ＥＣＵ６０００と、電池ＥＣＵ６０００からの信号に基づいてリアエアコンユニット２０００の動作を制御するエアコンＥＣＵ６１００とを含む。
【００６９】
電池ＥＣＵ６０００により制御される電池ファン３２００は、電池ＥＣＵ６０００からの作動信号により作動し、停止信号により停止するオンオフ制御をする電動ファンであってもよいし、電池ＥＣＵ６０００からの制御デューティ値に基づいて、送風流量を段階的または連続的に変化できる電動ファンであってもよい。
【００７０】
図７を参照して、図６の電池ＥＣＵ６０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００７１】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、電池ＥＣＵ６０００は、電池温度ＴＢを検知する。このとき、電池ＥＣＵ６０００は、温度センサ３７００から入力された電池温度に基づいて、電池温度ＴＢを検知する。
【００７２】
Ｓ１１０にて、電池ＥＣＵ６０００は、検知した電池温度ＴＢが予め設定された温度しきい値よりも大きいか否かを判断する。予め定められた温度しきい値よりも電池温度ＴＢが高いと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。
【００７３】
Ｓ１２０にて、電池ＥＣＵ６０００は、ｄＴＢ／ｄｔを算出する。すなわち、このとき、バッテリパック３０００の温度センサ３７００により検知された電池温度の時間変化を算出する。
【００７４】
Ｓ１３０にて、電池ＥＣＵ６０００は、電池温度の時間変化（ｄＴＢ／ｄｔ）が予め定められたしきい値（１）よりも小さいと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１００へ戻される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。
【００７５】
Ｓ１４０にて、電池ＥＣＵ６０００は、電池ファン３２００へ電池ファン作動指令信号を出力する。
【００７６】
Ｓ１５０にて、電池ＥＣＵ６０００は、電池温度ＴＢの時間変化（ｄＴＢ／ｄｔ）が予め定められたしきい値（２）よりも小さいか否かを判断する。このとき、しきい値（１）＜しきい値（２）である。電池温度の時間変化（ｄＴＢ／ｄｔ）が予め定められたしきい値（２）よりも小さいと（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、処理はＳ１９０へ移される。
【００７７】
Ｓ１６０にて、電池ＥＣＵ６０００は、キャビン内の温度がトランク内の温度よりも低いか否かを判断する。キャビン内の温度がトランク内の温度よりも低い場合には（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ１８０へ移される。
【００７８】
Ｓ１７０にて、電池ＥＣＵ６０００は、切換えダンパ３１００をキャビン側へ切換える切換信号を出力する。
【００７９】
Ｓ１８０にて、電池ＥＣＵ６０００は、切換えダンパ３１００をトランク側へ切換える切換信号を出力する。
【００８０】
Ｓ１９０にて、電池ＥＣＵ６０００は、エアコンＥＣＵ６１００へリアエアコン作動要求信号を出力する。Ｓ２００にて、電池ＥＣＵ６０００は、切換えダンパ３１００をリアエアコン側へ切換える切換信号を出力する。
【００８１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るバッテリパック冷却システムの動作について説明する。
【００８２】
このようなバッテリパック冷却システムを搭載した車両が走行中に、電池温度ＴＢが予め定められたサンプリング間隔で検知される（Ｓ１００）。電池温度ＴＢが予め定められた温度しきい値よりも高いと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、電池温度の時間変化が算出される（Ｓ１２０）。
【００８３】
電池温度の時間変化であるｄＴＢ／ｄｔが予め定められたしきい値（１）以上であると（Ｓ１３０にてＮＯ）、電池ファン３２００が作動される（Ｓ１４０）。電池温度の時間変化であるｄＴＢ／ｄｔが予め定められたしきい値（２）よりも小さいと（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、温度上昇はしきい値（１）以上であるもののしきい値（２）よりも小さいため急激に冷却する必要はないと判断される。そのため、キャビン内の空気かトランク内の空気を用いてバッテリパック３０００が冷却されることになる。
【００８４】
キャビン内の温度がトランク内の温度よりも低いと（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、切換えダンパ３１００がキャビン側へ切換えられる。もしそうでないと、すなわち、キャビン内の温度がトランク内温度以上であると（Ｓ１６０にてＮＯ）、切換えダンパ３１００がトランク側へ切換えられる（Ｓ１８０）。
【００８５】
一方、電池温度の時間変化であるｄＴＢ／ｄｔがしきい値（２）以上であると（Ｓ１５０にてＮＯ）、電池温度ＴＢ自体が温度しきい値よりも高く（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、電池温度ＴＢの時間変化がしきい値（１）以上であってかつ電池温度の時間変化がさらに高く設定されたしきい値（２）以上であるため、バッテリパック３０００の温度が急激に上昇し始めていることを示す。このような場合には、キャビン内の空気やトランク内の空気を用いるのではなく、リアエアコンユニット２０００のエバポレータ３５００と熱交換された温度の低い空気を用いてバッテリパック３０００が冷却される。
【００８６】
そのため、エアコンＥＣＵ６１００へリアエアコン作動要求信号が電池ＥＣＵ６０００から出力され、リアエアコンユニット２０００が作動を始める。これにより、リアエアコンユニット２０００の冷凍システムが作動を開始し、リアエアコンユニット２０００のエバポレータ３５００に冷媒が供給され、エバポレータ３５００とキャビン内から吸気された空気との間で熱交換が行なわれ、低温の空気が切換えダンパ３１００へ送り込まれる。切換えダンパ３１００がリアエアコン側へ切換えられ（Ｓ２００）、リアエアコンユニット２０００のエバポレータ３５００により吸熱された低温の空気が電池ファン３２００によりバッテリパック３０００に供給される。
【００８７】
以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリパック冷却システムによると、電池温度と、電池温度の時間変化とに基づいて、バッテリパックへ供給される空気を、キャビン内の空気、トランクルーム内の空気、リアエアコンのエバポレータと熱交換された空気を切換えてバッテリパックに供給する。特に電池温度が急激に上昇している場合には、キャビン内の空気やトランクルーム内の空気を用いるのではなく、リアエアコンのエバポレータと熱交換された低温の空気を用いてバッテリパックを冷却するようにする。これにより、バッテリパックの著しい温度上昇を回避することができる。
【００８８】
また、従来は、キャビン内の空気を用いて、バッテリパック３０００をより冷却したい場合、電池ファン３２００の風量を上昇させることを行なって風量を増加させていたが、本実施の形態に係るバッテリパック冷却システムにおいては、より低温のリアエアコンユニット２０００との間で熱交換された空気を用いるので、電池ファンの風量を増加させる必要がない。
【００８９】
なお、上述した実施の形態における図７の説明において、バッテリ温度の時間変化を用いて切換えダンパ３１００の制御を行なうようにしたが、電池温度ＴＢそのもののみによって切換えダンパ３１００の制御を行なうようにしてもよい。
【００９０】
さらに、上述した実施の形態においては、基本的に、バッテリパック３０００を冷却する場合について説明したが、本発明はこのような冷却に限定されない。実施の形態の冒頭で説明したように、寒冷地においてバッテリパック３０００を暖気するために用いるようにしてもよい。
【００９１】
このような場合、複数の温度しきい値を予め定めておく。電池温度ＴＢを検知して、電池温度ＴＢが最も低い温度しきい値よりもさらに低い場合には、リアエアコンユニット２０００のヒータコアとの間で熱交換された空気でバッテリパック３０００を暖気する。電池温度ＴＢが最も低い温度しきい値よりも高い場合であって、暖気が必要である場合には、キャビンとトランクとでより温度が高い方の空気でバッテリパック３０００を暖気する。これらいずれの場合にも、電池ファン３２００が作動される。
【００９２】
電池温度ＴＢが最も高い温度しきい値よりもさらに高い場合であって、冷却も暖気も必要でない場合には、電池ファン３２００が作動されない。
【００９３】
このようにバッテリパック３０００の温度を上昇せしめて適正な温度範囲に調節することにより、バッテリパック３０００の所望の出力を発現させることができる。
【００９４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の形態に係るバッテリパック冷却システムを構成するリアエアコンユニットとバッテリパックとの配置を表わす概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバッテリパック冷却システムの斜視図である。
【図３】車両後方から見たバッテリパック冷却システムの正面図である。
【図４】図３のバッテリパックの拡大図である。
【図５】車両側方から見たバッテリパック冷却システムの側面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るバッテリパック冷却システムの制御ブロック図である。
【図７】図６の電池ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１０００  リヤシート、１０１０  リヤシートバック、１０２０  シートクッション、２０００  リアエアコンユニット、３０００  バッテリパック、３０１０  バッテリセル、３１００  切換えダンパ、３２００  電池ファン、３２１０  上部通風通路、３２２０  下部通風通路、３２３０  排気通路、３３００  エアコン用ブロア、３３１０  キャビン吸気口、３３２０  エアコン用フィルタ、３３３０  キャビン空気取入通路、３３４０  エアコン空気取入通路、３５００  エバポレータ、３６００  ヒータコア、３７００  温度センサ、４０００  フロアパネル、５０００  アッパバック、６０００  電池ＥＣＵ、６１００  エアコンＥＣＵ。
【図１】
2005254974.tif 000003
【図２】
2005254974.tif 000004
【図３】
2005254974.tif 000005
【図４】
2005254974.tif 000006
【図５】
2005254974.tif 000007
【図６】
2005254974.tif 000008
【図７】
2005254974.tif 000009