バッテリーの温度調整装置
【課題】 車両衝突に際し、バッテリー端子間の導通による感電を防止することの可能なＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置を提供すること。
【解決手段】 熱媒体４０でバッテリーＢと熱交換する第１熱交換部２を備えた第１熱交換ユニット１と、第１熱交換部２で熱交換した熱媒体４０を放熱或いは放冷する第２熱交換部２１を備えた第２熱交換ユニット２０と、を有するバッテリーの温度調整装置において、第１熱交換ユニット１は、第１熱交換部２の下流側に設けられる熱媒体貯留部４と、熱媒体貯留部４の熱媒体４０を配管３内で循環させるポンプ５と、を備え、車両停止の際行われる前記バッテリーの充電時には、ポンプ５を作動して熱媒体４０を前記配管３内で循環させ、バッテリーの非充電時には、少なくとも、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、第１熱交換部２の外部へ排出するようにした。
【解決手段】 熱媒体４０でバッテリーＢと熱交換する第１熱交換部２を備えた第１熱交換ユニット１と、第１熱交換部２で熱交換した熱媒体４０を放熱或いは放冷する第２熱交換部２１を備えた第２熱交換ユニット２０と、を有するバッテリーの温度調整装置において、第１熱交換ユニット１は、第１熱交換部２の下流側に設けられる熱媒体貯留部４と、熱媒体貯留部４の熱媒体４０を配管３内で循環させるポンプ５と、を備え、車両停止の際行われる前記バッテリーの充電時には、ポンプ５を作動して熱媒体４０を前記配管３内で循環させ、バッテリーの非充電時には、少なくとも、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、第１熱交換部２の外部へ排出するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に装備されるバッテリーの温度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（Electrical Vehicle 以下、「ＥＶ」）やハイブリッド電気自動車（Hybrid
Electrical Vehicle以下、「ＨＥＶ」）に装備される走行用のバッテリーは、急速充電時に大電流が流れてバッテリー自体が発熱するため、一般的に冷却装置が付帯されている。
【０００３】
ところで、走行用のバッテリーは、走行距離延長の要請や、充電時間の短縮化の要請により、単位時間当たりの充電量は増える傾向にある。そのため、充電時のバッテリーからの発熱量が増加し、充電効率が低下したりバッテリーの寿命が短縮化されてしまうので、冷却装置には冷却性能の確保及び向上が求められている。
【０００４】
この種のバッテリーの冷却装置として、水冷式と空冷式のものが知られているところ、バッテリーとの単位時間当たり熱交換量を大きくとれる観点から、水冷式冷却装置への関心が高まっている（水冷式のものとして、後記特許文献１のもの参照）。
【０００５】
また、走行用のバッテリーとして、リチウム系、ニッケル水素系、ナトリウム硫黄蓄電池等が開発されているが、これらのバッテリーは、従来の内燃機関用バッテリーとは異なり、例えば１００Ｖや３５０Ｖ仕様のものが用いられていて電圧が高く、万一、ＥＶやＨＥＶに事故発生があったときは、乗員や救助を行う人が感電することのないように、感電防止の配慮が不可欠である。
【０００６】
従来、上述した感電防止の措置として、車両衝突時の衝撃を感知し、バッテリー回路を遮断したり或いはバッテリー回路の配線を変えて低電圧化するものや、車両衝突時の衝撃を感知し、バッテリーに向けて冷却剤、中和剤、吸収剤、消化剤等の薬剤を噴射して、バッテリー自身の破損による電解液の飛散を防止するものが提案されている（後者のものとして、後記特許文献２のもの参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１０５９８８号公報
【特許文献２】特開平９−０７４６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術においては、ＥＶやＨＥＶの車両衝突時の衝撃によりバッテリーの冷却装置が破損して、バッテリー電解液や薬剤等が飛散し、バッテリー端子間に侵入して導通せしめ、これにより乗員や救助者が感電するといった水冷式冷却装置の液体使用システムに由来する不具合を回避することは困難であった。
【０００９】
そこで本発明は、この種のバッテリー冷却装置の液体使用システムにおいて、車両衝突に際し、バッテリー端子間の導通による感電を防止することの可能なＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願第１請求項に記載した発明は、実施例で用いた符号を付して記すと、配管３内に液状の熱媒体４０を充填しこの熱媒体４０でバッテリーＢと熱交換する第１熱交換部２を備えた第１熱交換ユニット１と、前記第１熱交換部２で熱交換した熱媒体４０を放熱或いは放冷する第２熱交換部２１を備えた第２熱交換ユニット２０と、を有するバッテリーの温度調整装置において、
前記第１熱交換ユニット１は、熱媒体貯留部４と、前記熱媒体貯留部４の熱媒体４０を前記配管３内で循環させるポンプ５と、を備え、
例えば車両停止の際行われる前記バッテリーの充電時には、前記ポンプ５を作動して前記熱媒体４０を前記配管３内で循環させ、
前記バッテリーの非充電時には、少なくとも、前記第１熱交換部２にある前記熱媒体４０を、当該第１熱交換部２の外部へ排出するようにしたバッテリーの温度調整装置である。
【００１１】
本願第２請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記熱媒体貯留部４は、前記第１熱交換部２よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部２にある前記熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から前記熱媒体貯留部４へ排出するようにしたバッテリーの温度調整装置である。
【００１２】
本願第３請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口３ａを設けるとともに、前記熱媒体貯留部４は、前記第１熱交換部２よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部２にある前記熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から前記熱媒体貯留部４へ排出するようにしたバッテリーの温度調整装置である。
【００１３】
本願第４請求項に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載した発明において、前記第１熱交換ユニット１の前記第１熱交換部２と、前記第２熱交換部２１とを配管３により連結し、この連結した配管に三方弁７を設け、前記三方弁７の一方に前記熱媒体貯留部４への第１の開口３ｂを有する配管が備えられ、前記三方弁の上下いずれかに前記熱媒体貯留部４への第２の開口３ｃを有する配管を分岐して設け、更に前記第２の開口３ｃの近傍に開閉弁８を設けたバッテリーの温度調整装置である。
【００１４】
本願第５請求項に記載した発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載した発明において、前記熱媒体貯留部４を取り外し可能に設けたバッテリーの温度調整装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本願第１請求項に記載した発明によれば、バッテリーの充電時においては、ポンプを作動して熱媒体を配管内で循環させるので、バッテリーの冷却が行われる。また、バッテリーの非充電時においては、熱媒体を第１熱交換部の外部へ排出するようにしたので、万一、衝突事故等によってＥＶやＨＥＶのシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部から熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、従って、第１熱交換部にて熱媒体が洩れ出る場合に生じ得る感電事故を回避することができる。
【００１６】
尚、バッテリーの充電開始前においては、ポンプを作動すると熱媒体は熱媒体貯留部から吸い込まれ、温度調整装置の経路内部、即ち第１熱交換部、第２熱交換部、ポンプ、これらを接続する配管で形成される経路内部を満たすことができる。
【００１７】
本願第２請求項に記載した発明によれば、バッテリーの非充電時においては、熱媒体は第１熱交換部よりも下方に設置される熱媒体貯留部へ排出されるので、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部から熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００１８】
本願第３請求項に記載した発明によれば、バッテリーの非充電時においては、熱媒体は自重により下方の熱媒体貯留部へ流下し、第１熱交換部から排出される。このとき、第１熱交換ユニットの上方には大気連通口が設けられているので、第１熱交換ユニット内に空気が流入して、熱媒体の熱媒体貯留部への流下は促進される。これにより、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体がないので、当然、熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００１９】
本願第４請求項に記載した発明によれば、バッテリーの充電時においては、三方弁のうち開口３ｂ側を閉塞するとともに開閉弁を閉塞し、ポンプを作動して熱媒体を循環させる。熱媒体は、ポンプ、第２熱交換部を経由し、第１熱交換部に至ってバッテリーとの熱交換が行われ、三方弁を経由して再びポンプに至る。
【００２０】
バッテリーの非充電時においては、三方弁の開口３ｂ側を開放するとともに、開閉弁を開放し、ポンプを反転動作して熱媒体を逆流させる。これにより、熱媒体は下方の熱媒体貯留部へ流下し、第１熱交換部から排出される。或いは、第１熱交換ユニットの上方に大気連通口を別途設け、第１熱交換ユニット内に空気を流入させ、熱媒体を熱媒体貯留部へ流下させてもよい。
【００２１】
バッテリーの充電開始前においては、三方弁の開口３ｂ側のみ開放するとともに開閉弁を開放し、ポンプを作動させる。これにより、熱媒体は熱媒体貯留部から開口３ｃを経由して吸込まれ、温度調整装置の経路内部を満たすことができる。
【００２２】
このようにして、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体がないので、熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００２３】
また、第１熱交換ユニットに三方弁及び開閉弁を設けているので、これらの開閉弁を適宜開閉することにより、ユニット内において熱媒体の循環サイクルを構成することができる。
【００２４】
本願第５請求項に記載した発明によれば、熱媒体貯留部が取り外し可能に設けられているので、これをバッテリーの非充電時即ち走行の際に取り外せば、車両の重量を軽減することができるうえ、車両走行振動により熱媒体が発する意図しない音の発生を回避することもできる。
【００２５】
また、前述したように、第１熱交換ユニットに三方弁及び開閉弁を設けているので、熱媒体貯留部を取り外しても、ユニット内における熱媒体の循環サイクルに支障をきたすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。図１は、本例の温度調整装置を示す全体構成図であり、第１熱交換ユニット１と、第２熱交換ユニット２０とから構成される。第１熱交換ユニット１は、配管３内に液状の熱媒体４０を充填しこの熱媒体４０でバッテリーＢと熱交換する第１熱交換部２を備える。第２熱交換ユニット２０は、第１熱交換部２で熱交換した熱媒体４０を放熱或いは放冷する第２熱交換部２１を備える。尚、熱媒体は、例えば水や不凍液が用いられるが、これらに特に限定されるものではない。
【００２７】
前記第１熱交換ユニット１は、第１熱交換部２の下流側に設けられる熱媒体貯留部４と、この熱媒体貯留部４の熱媒体４０を配管内３で循環させるポンプ５と、を備える。
【００２８】
本例において、図示を省略したバッテリー充電用スタンド等により、バッテリーの急速充電が行われる。即ち、短時間で行われるバッテリーの急速充電は、車両停止の際、行われるものであって、バッテリーの温度が急上昇するが、車両走行時の回生発電によるバッテリー充電の場合は、所謂緩慢充電であり、これに伴いバッテリーの温度が上昇しても、その温度上昇はバッテリーに不具合を生じさせる程度のものではない。
【００２９】
本例のバッテリーの充電時とりわけ急速充電時には、前記ポンプ５を作動して熱媒体を配管３内で循環させ、これにより、第１熱交換部２において熱媒体４０によりバッテリーＢとの熱交換がなされる。
【００３０】
また、本例の場合、バッテリーの非充電時においては、少なくとも、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部から排出するようにしている。
【００３１】
このように、本例の温度調整装置によれば、バッテリーの充電時は、ポンプ５を作動して熱媒体４０を配管３内で循環させるので、バッテリーＢの冷却が行われる。また、バッテリーの非充電時においては、熱媒体４０を第１熱交換部２の外部に排出するようにしたので、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部２から熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くない。従って、第１熱交換部にて熱媒体が洩れ出る場合に生じ得る感電事故を回避することができる。
【００３２】
前記第２熱交換ユニット２０は、前述したように第２熱交換部２１を備えるものであって、冷媒を圧縮する圧縮機２２と、圧縮機２２で圧縮された冷媒を冷却する凝縮器２３と、凝縮器２３で冷却された冷媒を減圧して膨張させる減圧器２４ａと、減圧器２４ａで減圧された冷媒を蒸発する蒸発器２５とを備えている。尚、圧縮機２２は、図示を省略したモータによって駆動される。また、前記第２熱交換ユニットに用いられる冷媒としては、フロンや二酸化炭素、ハイドロカーボン等が適宜利用される。
【００３３】
図１において、符号２６は切替弁であり、この切替弁２６の切替えによって、第２熱交換部２１において温調を行うこともできる。従って、この温調により、第１熱交換部２においてバッテリーＢの温調も行うことができるので、バッテリー温度を適宜一定状態にして、バッテリーの充放電効率を高めることが可能となる。
【００３４】
例えば、圧縮機２２から吐出され凝縮器２３を経由した冷媒を、切替弁２６により第２熱交換部２１へ流れるようにすれば、冷媒は第２熱交換部２１の上流の減圧器２４ｂで減圧され、第２熱交換部２１で蒸発するとともに熱交換ユニット１を冷却し、圧縮機２２へ戻すことができる。更に、圧縮機２２からの冷媒の吐出量や、第２熱交換部２１の上流の減圧器２４ｂの設定条件を適宜変更することによって、第２熱交換部２１での第１熱交換ユニット１の冷却量を制御することができる。
【００３５】
また、必要に応じて、圧縮機２２から吐出され凝縮器２３を経由した冷媒を切替弁２６により、第２熱交換部２１と、蒸発器２５との両方に分配してもよい。
【００３６】
図１に示すバッテリーの温度調整装置において、熱媒体貯留部４は上方が開口している例を示しているところ、これは装置の概念構成を示すものであり、これに限らず熱媒体貯留部４の上方を閉塞して、所謂クローズドサーキット（閉回路）を形成することができることはいうまでもない。
【００３７】
また、本例のバッテリーの温度調整装置において、熱媒体貯留部４は、第１熱交換部２よりも下方に設置するとよい。そして、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部から熱媒体貯留部４へ排出する。このように構成すると、車両走行時に熱媒体４０は熱媒体貯留部へ排出されるので、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部から熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００３８】
また、本例のバッテリーの温度調整装置においては、熱媒体貯留部４を取り外し可能に設けてもよい。つまり、バッテリーの非充電時において、熱媒体４０を第１熱交換部２の外部に排出して熱媒体貯留部４で貯留するので、熱媒体貯留部４をバッテリーの非充電時即ち走行の際に取り外せば、車両の重量を軽減することができることになる。同時に、車両走行振動により熱媒体から意図しない音の発生があるところ、こうした不具合も回避することができる。
【００３９】
図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置は、第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口を設けるとともに、熱媒体貯留部４は、前例同様、第１熱交換部２よりも下方に設置し、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から熱媒体貯留部４へ排出するようにしたものである。
【００４０】
この例では、配管３の最上部に大気連通口３ａを設けている。また、配管３の一方の開口３ｂは熱媒体貯留部４の上部に位置し、配管３の他方の開口３ｃは、熱媒体貯留部４の下部に位置している。
【００４１】
この例の第１熱交換部２は、図５及び図６に示すように、バッテリーＢを縦にして所定数並べた一ブロックごとに、熱交換コア６をその上部に配置して構成している。
【００４２】
熱交換コア６は、同一構造のアルミ製プレート６１，６１を用い、一方のプレート６１を、天地を逆にして他方のプレート６１にろう付けして形成される。この熱交換コア６は、左右一対のヘッダ部６２，６２と、これらヘッダ部６２，６２に設けられる複数の流路６３，６３と、流路６３，６３間に設けられる仕切部６４，６４を備えている。この例では、熱媒体４０は水溶液が用いられており、バッテリーの急速充電時には、この熱媒体（水溶液）は、図５に矢印にて示すように、一方のヘッダ部６２から流路６３，６３を経由して他方のヘッダ部６２へ流れるように構成されている。
【００４３】
また、各熱交換コア６は、図２〜図４に示すように、若干斜めに配置されている。これは、前述したように、バッテリーの非充電時に第１熱交換部２にある熱媒体４０を熱媒体貯留部４へ排出する際に、自重によっても熱媒体が流下することができるようにしたものである。
【００４４】
図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置において、バッテリーの充電前、充電時及び非充電時の熱媒体４０の流れは次の通りである。
【００４５】
バッテリーの充電前は、図２に示すように、ポンプ５の作動により、熱媒体４０は熱媒体貯留部４の下部に位置する配管３の開口３ｃから吸引され、配管３内に取り込まれる。このとき、取り込まれた熱媒体４０の前方にある配管内の空気は、大気連通口３ａから排出される。そして、熱媒体４０は、熱交換コア６の内部を満たした後、開口３ｂまでの経路を満たす。
【００４６】
バッテリー充電時は、図３に示すように、熱媒体４０は配管３の第２熱交換部２１で冷却されて、第１熱交換部２に至り、ここでバッテリーＢを冷却し、配管３の開口３ｂから熱媒体貯留部４に排出される。このとき、熱媒体４０は大気連通口３ａ近傍の配管３を通過するが、大気連通口３ａは配管３のうち熱媒体４０が通過する最上部に対して一定の距離をもって更に上方に設けられている。熱交換コア６等の流水抵抗により、配管３から大気連通口３ａに向かって熱媒体４０の液面が上昇することもあるが、一定の距離をもっているため、熱媒体４０が大気連通口３ａから排出されることはない。尚、上記一定の距離を確保するために、大気連通口３ａに更にゴム配管等を接続し、ゴム配管の先端をより上方に位置させるようにしてもよい。
【００４７】
バッテリーの非充電時は、図４に示すように、ポンプ５を停止し或いは反転作動させることにより、第１熱交換部２の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｂから、また、ポンプ５の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｃから、熱媒体貯留部４へ排出される。このとき、第１熱交換ユニット１の上方の配管３には大気連通口３ａが設けられているので、第１熱交換ユニット内つまり配管３内に空気が流入して、熱媒体４０の熱媒体貯留部４への流下は促進される。
【００４８】
このようにして、図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置は、万一、車両の衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体４０がないので、熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。また、開口３ｂや開口３ｃに開閉弁を設けなくとも、ポンプ５を適宜制御するだけで、温度調整装置の配管内部に熱媒体を満たし、循環させ、或いは、排出させることができるものである。
【００４９】
図７〜図９に示すバッテリーの温度調整装置は、図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置と同じシステム構成を備えたものである。即ち、この例の温度調整装置は、第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口を設けるとともに、熱媒体貯留部４は、第１熱交換部２よりも下方に設置し、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から熱媒体貯留部４へ排出するようにしたものである。
【００５０】
この例では、配管３の最上部に大気連通口３ａを設けている点と、配管３の一方の開口３ｂが熱媒体貯留部４の上部に位置している点は前例と同じであるが、配管３の他方の開口３ｃは、熱媒体貯留部４の上部に位置している点で異なっている。従って、この例における温度調整装置の動作並びに作用効果は、前例のものと同じであるので、その説明を省略している。
【００５１】
そして、図７〜図９に示すバッテリーの温度調整装置の場合は、配管３の他方の開口３ｃも熱媒体貯留部４の上部に位置しているので、熱媒体貯留部４の取り外しを一層容易化することができる。従って、熱媒体貯留部４をバッテリーの非充電時即ち走行の際に取り外せば、車両の重量を軽減することができる。
【００５２】
図１０〜図１２に示すバッテリーの温度調整装置は、図２〜図４及び図７〜図９に示すバッテリーの温度調整装置と同じシステム構成を備えたものである。即ち、この例の温度調整装置は、第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口を設けるとともに、熱媒体貯留部４は、第１熱交換部２よりも下方に設置し、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から熱媒体貯留部４へ排出するようにしたものである。
【００５３】
この例では、第１熱交換ユニット１の第１熱交換部２の下流側の配管３と、ポンプ５の上流側の配管３とを連結するとともに、この連結した配管に三方弁７を設け、この三方弁７の一方には開口３ｂを有する配管が備えられ、三方弁の下流側には、開口３ｃを有し熱媒体貯留部４へ向かう配管を分岐して設け、更に開口３ｃの近傍に開閉弁８を設けている。
【００５４】
図１０〜図１２に示すバッテリーの温度調整装置において、バッテリーの充電前、充電時及び非充電時の熱媒体４０の流れは次の通りである。
【００５５】
バッテリーの充電前は、図１０に示すように、三方弁７の開口３ｂ側のみ開放するとともに開閉弁８を開放し、ポンプ５の作動により、熱媒体４０は開口３ｃから吸引され、配管３内に取り込まれる。このとき、取り込まれた熱媒体４０の前方にある配管内の空気は、大気連通口３ａから排出される。そして、熱媒体４０は、熱交換コア６の内部を満たした後、開口３ｂまでの経路内部を満たす。
【００５６】
配管３内に熱媒体４０が充填された後、図１１に示すように、三方弁７の開口３ｂへの経路を閉塞するとともに開閉弁８を閉塞すると、ユニット内において熱媒体４０の循環サイクルが構成される。
【００５７】
この構成における別の実施例としては、三方弁７のうち開口３ｂのみを開口し、開閉弁８を開放し、ポンプ５を作動させることも実施可能である。この場合、熱媒体４０は、熱媒体貯留部４、開閉弁８、ポンプ５、第２熱交換部２１を経由し、第１熱交換部２に至ってバッテリーＢとの熱交換が行われ、開口３ｂを経由して熱媒体貯留部４へ排出される。このとき、熱媒体４０は大気連通口３ａ近傍の配管３を通過するが、大気連通口３ａは配管３の最上部に設けられているので、熱媒体４０が大気連通口３ａから排出されることがないのは、前各例と同様である。
【００５８】
バッテリーの非充電時は、図１２に示すように、三方弁７の開口３ｂの経路と、開閉弁８を開放し、ポンプ５を停止し或いは反転作動させることにより、第１熱交換部２の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｂから、また、ポンプ５の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｃから、熱媒体貯留部４へ排出される。このとき、第１熱交換ユニット１の上方の配管３には大気連通口３ａが設けられているので、第１熱交換ユニット内つまり配管３内に空気が流入して、熱媒体４０の熱媒体貯留部４への流下が促進されるのは前各例と同様である。
【００５９】
このようにして、図１０〜図１２に示すバッテリーの温度調整装置は、前各例と同様に、万一、車両の衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体４０がないので、熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００６０】
また、第１熱交換ユニット２に三方弁７及び開閉弁８を設けているので、これらの弁を適宜開閉することにより、ユニット内において熱媒体４０の循環サイクルを構成することができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明は、この種のバッテリー温度調整装置の液体使用システムにおいて、車両衝突に際し、バッテリー端子間の導通による感電を防止することの可能なＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置を得ることができるものである。
【００６２】
また、本発明に係るバッテリーの温度調整装置は、前記各例のほか、本発明の目的に沿って適宜改変することができるものである。例えば、本発明は、バッテリーの冷却のみならず、バッテリーを加温する場合にも利用することができる。
【００６３】
即ち、極寒地での使用において充電後すぐに走行する際、バッテリーを適切な温度まで上昇させ、放電能力を向上させたい要求がある。前述したように、充電時にはバッテリーから発熱があるが、極寒地においてはバッテリーからの発熱では足りず、むしろ加温したいケースがある。このような場合、本例の熱媒体４０にお湯等を用いることで要求に応えることができる。更には、第２熱交換ユニットにおいて、圧縮機から吐出した高温高圧冷媒を、第２熱交換部に流入させ、第１熱交換ユニットを昇温し、膨張弁を経て凝縮器を蒸発器として利用することもできるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置の液体使用システムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係るバッテリーの温度調整装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図３】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図４】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図５】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換部の外観を示す構成図である。
【図６】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換部の一部を拡大して示す構成図である。
【図７】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図８】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図９】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図１０】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図１１】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図１２】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 第１熱交換ユニット
２ 第１熱交換部
２０ 第２熱交換ユニット
２１ 第２熱交換部
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ａ 減圧器
２４ｂ 減圧器
２５ 蒸発器
２６ 切替弁
３ 配管
３ａ 大気連通口
３ｂ 開口
３ｃ 開口
４ 熱媒体貯留部
４０ 熱媒体
５ ポンプ
６ 熱交換コア
６１ アルミ製プレート
６２ ヘッダ部
６３ 流路
６４ 仕切部
７ 三方弁
８ 開閉弁
Ｂ バッテリー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に装備されるバッテリーの温度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（Electrical Vehicle 以下、「ＥＶ」）やハイブリッド電気自動車（Hybrid
Electrical Vehicle以下、「ＨＥＶ」）に装備される走行用のバッテリーは、急速充電時に大電流が流れてバッテリー自体が発熱するため、一般的に冷却装置が付帯されている。
【０００３】
ところで、走行用のバッテリーは、走行距離延長の要請や、充電時間の短縮化の要請により、単位時間当たりの充電量は増える傾向にある。そのため、充電時のバッテリーからの発熱量が増加し、充電効率が低下したりバッテリーの寿命が短縮化されてしまうので、冷却装置には冷却性能の確保及び向上が求められている。
【０００４】
この種のバッテリーの冷却装置として、水冷式と空冷式のものが知られているところ、バッテリーとの単位時間当たり熱交換量を大きくとれる観点から、水冷式冷却装置への関心が高まっている（水冷式のものとして、後記特許文献１のもの参照）。
【０００５】
また、走行用のバッテリーとして、リチウム系、ニッケル水素系、ナトリウム硫黄蓄電池等が開発されているが、これらのバッテリーは、従来の内燃機関用バッテリーとは異なり、例えば１００Ｖや３５０Ｖ仕様のものが用いられていて電圧が高く、万一、ＥＶやＨＥＶに事故発生があったときは、乗員や救助を行う人が感電することのないように、感電防止の配慮が不可欠である。
【０００６】
従来、上述した感電防止の措置として、車両衝突時の衝撃を感知し、バッテリー回路を遮断したり或いはバッテリー回路の配線を変えて低電圧化するものや、車両衝突時の衝撃を感知し、バッテリーに向けて冷却剤、中和剤、吸収剤、消化剤等の薬剤を噴射して、バッテリー自身の破損による電解液の飛散を防止するものが提案されている（後者のものとして、後記特許文献２のもの参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１０５９８８号公報
【特許文献２】特開平９−０７４６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術においては、ＥＶやＨＥＶの車両衝突時の衝撃によりバッテリーの冷却装置が破損して、バッテリー電解液や薬剤等が飛散し、バッテリー端子間に侵入して導通せしめ、これにより乗員や救助者が感電するといった水冷式冷却装置の液体使用システムに由来する不具合を回避することは困難であった。
【０００９】
そこで本発明は、この種のバッテリー冷却装置の液体使用システムにおいて、車両衝突に際し、バッテリー端子間の導通による感電を防止することの可能なＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願第１請求項に記載した発明は、実施例で用いた符号を付して記すと、配管３内に液状の熱媒体４０を充填しこの熱媒体４０でバッテリーＢと熱交換する第１熱交換部２を備えた第１熱交換ユニット１と、前記第１熱交換部２で熱交換した熱媒体４０を放熱或いは放冷する第２熱交換部２１を備えた第２熱交換ユニット２０と、を有するバッテリーの温度調整装置において、
前記第１熱交換ユニット１は、熱媒体貯留部４と、前記熱媒体貯留部４の熱媒体４０を前記配管３内で循環させるポンプ５と、を備え、
例えば車両停止の際行われる前記バッテリーの充電時には、前記ポンプ５を作動して前記熱媒体４０を前記配管３内で循環させ、
前記バッテリーの非充電時には、少なくとも、前記第１熱交換部２にある前記熱媒体４０を、当該第１熱交換部２の外部へ排出するようにしたバッテリーの温度調整装置である。
【００１１】
本願第２請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記熱媒体貯留部４は、前記第１熱交換部２よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部２にある前記熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から前記熱媒体貯留部４へ排出するようにしたバッテリーの温度調整装置である。
【００１２】
本願第３請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口３ａを設けるとともに、前記熱媒体貯留部４は、前記第１熱交換部２よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部２にある前記熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から前記熱媒体貯留部４へ排出するようにしたバッテリーの温度調整装置である。
【００１３】
本願第４請求項に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載した発明において、前記第１熱交換ユニット１の前記第１熱交換部２と、前記第２熱交換部２１とを配管３により連結し、この連結した配管に三方弁７を設け、前記三方弁７の一方に前記熱媒体貯留部４への第１の開口３ｂを有する配管が備えられ、前記三方弁の上下いずれかに前記熱媒体貯留部４への第２の開口３ｃを有する配管を分岐して設け、更に前記第２の開口３ｃの近傍に開閉弁８を設けたバッテリーの温度調整装置である。
【００１４】
本願第５請求項に記載した発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載した発明において、前記熱媒体貯留部４を取り外し可能に設けたバッテリーの温度調整装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本願第１請求項に記載した発明によれば、バッテリーの充電時においては、ポンプを作動して熱媒体を配管内で循環させるので、バッテリーの冷却が行われる。また、バッテリーの非充電時においては、熱媒体を第１熱交換部の外部へ排出するようにしたので、万一、衝突事故等によってＥＶやＨＥＶのシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部から熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、従って、第１熱交換部にて熱媒体が洩れ出る場合に生じ得る感電事故を回避することができる。
【００１６】
尚、バッテリーの充電開始前においては、ポンプを作動すると熱媒体は熱媒体貯留部から吸い込まれ、温度調整装置の経路内部、即ち第１熱交換部、第２熱交換部、ポンプ、これらを接続する配管で形成される経路内部を満たすことができる。
【００１７】
本願第２請求項に記載した発明によれば、バッテリーの非充電時においては、熱媒体は第１熱交換部よりも下方に設置される熱媒体貯留部へ排出されるので、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部から熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００１８】
本願第３請求項に記載した発明によれば、バッテリーの非充電時においては、熱媒体は自重により下方の熱媒体貯留部へ流下し、第１熱交換部から排出される。このとき、第１熱交換ユニットの上方には大気連通口が設けられているので、第１熱交換ユニット内に空気が流入して、熱媒体の熱媒体貯留部への流下は促進される。これにより、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体がないので、当然、熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００１９】
本願第４請求項に記載した発明によれば、バッテリーの充電時においては、三方弁のうち開口３ｂ側を閉塞するとともに開閉弁を閉塞し、ポンプを作動して熱媒体を循環させる。熱媒体は、ポンプ、第２熱交換部を経由し、第１熱交換部に至ってバッテリーとの熱交換が行われ、三方弁を経由して再びポンプに至る。
【００２０】
バッテリーの非充電時においては、三方弁の開口３ｂ側を開放するとともに、開閉弁を開放し、ポンプを反転動作して熱媒体を逆流させる。これにより、熱媒体は下方の熱媒体貯留部へ流下し、第１熱交換部から排出される。或いは、第１熱交換ユニットの上方に大気連通口を別途設け、第１熱交換ユニット内に空気を流入させ、熱媒体を熱媒体貯留部へ流下させてもよい。
【００２１】
バッテリーの充電開始前においては、三方弁の開口３ｂ側のみ開放するとともに開閉弁を開放し、ポンプを作動させる。これにより、熱媒体は熱媒体貯留部から開口３ｃを経由して吸込まれ、温度調整装置の経路内部を満たすことができる。
【００２２】
このようにして、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体がないので、熱媒体が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００２３】
また、第１熱交換ユニットに三方弁及び開閉弁を設けているので、これらの開閉弁を適宜開閉することにより、ユニット内において熱媒体の循環サイクルを構成することができる。
【００２４】
本願第５請求項に記載した発明によれば、熱媒体貯留部が取り外し可能に設けられているので、これをバッテリーの非充電時即ち走行の際に取り外せば、車両の重量を軽減することができるうえ、車両走行振動により熱媒体が発する意図しない音の発生を回避することもできる。
【００２５】
また、前述したように、第１熱交換ユニットに三方弁及び開閉弁を設けているので、熱媒体貯留部を取り外しても、ユニット内における熱媒体の循環サイクルに支障をきたすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。図１は、本例の温度調整装置を示す全体構成図であり、第１熱交換ユニット１と、第２熱交換ユニット２０とから構成される。第１熱交換ユニット１は、配管３内に液状の熱媒体４０を充填しこの熱媒体４０でバッテリーＢと熱交換する第１熱交換部２を備える。第２熱交換ユニット２０は、第１熱交換部２で熱交換した熱媒体４０を放熱或いは放冷する第２熱交換部２１を備える。尚、熱媒体は、例えば水や不凍液が用いられるが、これらに特に限定されるものではない。
【００２７】
前記第１熱交換ユニット１は、第１熱交換部２の下流側に設けられる熱媒体貯留部４と、この熱媒体貯留部４の熱媒体４０を配管内３で循環させるポンプ５と、を備える。
【００２８】
本例において、図示を省略したバッテリー充電用スタンド等により、バッテリーの急速充電が行われる。即ち、短時間で行われるバッテリーの急速充電は、車両停止の際、行われるものであって、バッテリーの温度が急上昇するが、車両走行時の回生発電によるバッテリー充電の場合は、所謂緩慢充電であり、これに伴いバッテリーの温度が上昇しても、その温度上昇はバッテリーに不具合を生じさせる程度のものではない。
【００２９】
本例のバッテリーの充電時とりわけ急速充電時には、前記ポンプ５を作動して熱媒体を配管３内で循環させ、これにより、第１熱交換部２において熱媒体４０によりバッテリーＢとの熱交換がなされる。
【００３０】
また、本例の場合、バッテリーの非充電時においては、少なくとも、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部から排出するようにしている。
【００３１】
このように、本例の温度調整装置によれば、バッテリーの充電時は、ポンプ５を作動して熱媒体４０を配管３内で循環させるので、バッテリーＢの冷却が行われる。また、バッテリーの非充電時においては、熱媒体４０を第１熱交換部２の外部に排出するようにしたので、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部２から熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くない。従って、第１熱交換部にて熱媒体が洩れ出る場合に生じ得る感電事故を回避することができる。
【００３２】
前記第２熱交換ユニット２０は、前述したように第２熱交換部２１を備えるものであって、冷媒を圧縮する圧縮機２２と、圧縮機２２で圧縮された冷媒を冷却する凝縮器２３と、凝縮器２３で冷却された冷媒を減圧して膨張させる減圧器２４ａと、減圧器２４ａで減圧された冷媒を蒸発する蒸発器２５とを備えている。尚、圧縮機２２は、図示を省略したモータによって駆動される。また、前記第２熱交換ユニットに用いられる冷媒としては、フロンや二酸化炭素、ハイドロカーボン等が適宜利用される。
【００３３】
図１において、符号２６は切替弁であり、この切替弁２６の切替えによって、第２熱交換部２１において温調を行うこともできる。従って、この温調により、第１熱交換部２においてバッテリーＢの温調も行うことができるので、バッテリー温度を適宜一定状態にして、バッテリーの充放電効率を高めることが可能となる。
【００３４】
例えば、圧縮機２２から吐出され凝縮器２３を経由した冷媒を、切替弁２６により第２熱交換部２１へ流れるようにすれば、冷媒は第２熱交換部２１の上流の減圧器２４ｂで減圧され、第２熱交換部２１で蒸発するとともに熱交換ユニット１を冷却し、圧縮機２２へ戻すことができる。更に、圧縮機２２からの冷媒の吐出量や、第２熱交換部２１の上流の減圧器２４ｂの設定条件を適宜変更することによって、第２熱交換部２１での第１熱交換ユニット１の冷却量を制御することができる。
【００３５】
また、必要に応じて、圧縮機２２から吐出され凝縮器２３を経由した冷媒を切替弁２６により、第２熱交換部２１と、蒸発器２５との両方に分配してもよい。
【００３６】
図１に示すバッテリーの温度調整装置において、熱媒体貯留部４は上方が開口している例を示しているところ、これは装置の概念構成を示すものであり、これに限らず熱媒体貯留部４の上方を閉塞して、所謂クローズドサーキット（閉回路）を形成することができることはいうまでもない。
【００３７】
また、本例のバッテリーの温度調整装置において、熱媒体貯留部４は、第１熱交換部２よりも下方に設置するとよい。そして、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部から熱媒体貯留部４へ排出する。このように構成すると、車両走行時に熱媒体４０は熱媒体貯留部へ排出されるので、万一、衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部から熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００３８】
また、本例のバッテリーの温度調整装置においては、熱媒体貯留部４を取り外し可能に設けてもよい。つまり、バッテリーの非充電時において、熱媒体４０を第１熱交換部２の外部に排出して熱媒体貯留部４で貯留するので、熱媒体貯留部４をバッテリーの非充電時即ち走行の際に取り外せば、車両の重量を軽減することができることになる。同時に、車両走行振動により熱媒体から意図しない音の発生があるところ、こうした不具合も回避することができる。
【００３９】
図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置は、第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口を設けるとともに、熱媒体貯留部４は、前例同様、第１熱交換部２よりも下方に設置し、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から熱媒体貯留部４へ排出するようにしたものである。
【００４０】
この例では、配管３の最上部に大気連通口３ａを設けている。また、配管３の一方の開口３ｂは熱媒体貯留部４の上部に位置し、配管３の他方の開口３ｃは、熱媒体貯留部４の下部に位置している。
【００４１】
この例の第１熱交換部２は、図５及び図６に示すように、バッテリーＢを縦にして所定数並べた一ブロックごとに、熱交換コア６をその上部に配置して構成している。
【００４２】
熱交換コア６は、同一構造のアルミ製プレート６１，６１を用い、一方のプレート６１を、天地を逆にして他方のプレート６１にろう付けして形成される。この熱交換コア６は、左右一対のヘッダ部６２，６２と、これらヘッダ部６２，６２に設けられる複数の流路６３，６３と、流路６３，６３間に設けられる仕切部６４，６４を備えている。この例では、熱媒体４０は水溶液が用いられており、バッテリーの急速充電時には、この熱媒体（水溶液）は、図５に矢印にて示すように、一方のヘッダ部６２から流路６３，６３を経由して他方のヘッダ部６２へ流れるように構成されている。
【００４３】
また、各熱交換コア６は、図２〜図４に示すように、若干斜めに配置されている。これは、前述したように、バッテリーの非充電時に第１熱交換部２にある熱媒体４０を熱媒体貯留部４へ排出する際に、自重によっても熱媒体が流下することができるようにしたものである。
【００４４】
図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置において、バッテリーの充電前、充電時及び非充電時の熱媒体４０の流れは次の通りである。
【００４５】
バッテリーの充電前は、図２に示すように、ポンプ５の作動により、熱媒体４０は熱媒体貯留部４の下部に位置する配管３の開口３ｃから吸引され、配管３内に取り込まれる。このとき、取り込まれた熱媒体４０の前方にある配管内の空気は、大気連通口３ａから排出される。そして、熱媒体４０は、熱交換コア６の内部を満たした後、開口３ｂまでの経路を満たす。
【００４６】
バッテリー充電時は、図３に示すように、熱媒体４０は配管３の第２熱交換部２１で冷却されて、第１熱交換部２に至り、ここでバッテリーＢを冷却し、配管３の開口３ｂから熱媒体貯留部４に排出される。このとき、熱媒体４０は大気連通口３ａ近傍の配管３を通過するが、大気連通口３ａは配管３のうち熱媒体４０が通過する最上部に対して一定の距離をもって更に上方に設けられている。熱交換コア６等の流水抵抗により、配管３から大気連通口３ａに向かって熱媒体４０の液面が上昇することもあるが、一定の距離をもっているため、熱媒体４０が大気連通口３ａから排出されることはない。尚、上記一定の距離を確保するために、大気連通口３ａに更にゴム配管等を接続し、ゴム配管の先端をより上方に位置させるようにしてもよい。
【００４７】
バッテリーの非充電時は、図４に示すように、ポンプ５を停止し或いは反転作動させることにより、第１熱交換部２の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｂから、また、ポンプ５の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｃから、熱媒体貯留部４へ排出される。このとき、第１熱交換ユニット１の上方の配管３には大気連通口３ａが設けられているので、第１熱交換ユニット内つまり配管３内に空気が流入して、熱媒体４０の熱媒体貯留部４への流下は促進される。
【００４８】
このようにして、図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置は、万一、車両の衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体４０がないので、熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。また、開口３ｂや開口３ｃに開閉弁を設けなくとも、ポンプ５を適宜制御するだけで、温度調整装置の配管内部に熱媒体を満たし、循環させ、或いは、排出させることができるものである。
【００４９】
図７〜図９に示すバッテリーの温度調整装置は、図２〜図４に示すバッテリーの温度調整装置と同じシステム構成を備えたものである。即ち、この例の温度調整装置は、第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口を設けるとともに、熱媒体貯留部４は、第１熱交換部２よりも下方に設置し、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から熱媒体貯留部４へ排出するようにしたものである。
【００５０】
この例では、配管３の最上部に大気連通口３ａを設けている点と、配管３の一方の開口３ｂが熱媒体貯留部４の上部に位置している点は前例と同じであるが、配管３の他方の開口３ｃは、熱媒体貯留部４の上部に位置している点で異なっている。従って、この例における温度調整装置の動作並びに作用効果は、前例のものと同じであるので、その説明を省略している。
【００５１】
そして、図７〜図９に示すバッテリーの温度調整装置の場合は、配管３の他方の開口３ｃも熱媒体貯留部４の上部に位置しているので、熱媒体貯留部４の取り外しを一層容易化することができる。従って、熱媒体貯留部４をバッテリーの非充電時即ち走行の際に取り外せば、車両の重量を軽減することができる。
【００５２】
図１０〜図１２に示すバッテリーの温度調整装置は、図２〜図４及び図７〜図９に示すバッテリーの温度調整装置と同じシステム構成を備えたものである。即ち、この例の温度調整装置は、第１熱交換ユニット１の上方に大気連通口を設けるとともに、熱媒体貯留部４は、第１熱交換部２よりも下方に設置し、バッテリーの非充電時には、第１熱交換部２にある熱媒体４０を、当該第１熱交換部２から熱媒体貯留部４へ排出するようにしたものである。
【００５３】
この例では、第１熱交換ユニット１の第１熱交換部２の下流側の配管３と、ポンプ５の上流側の配管３とを連結するとともに、この連結した配管に三方弁７を設け、この三方弁７の一方には開口３ｂを有する配管が備えられ、三方弁の下流側には、開口３ｃを有し熱媒体貯留部４へ向かう配管を分岐して設け、更に開口３ｃの近傍に開閉弁８を設けている。
【００５４】
図１０〜図１２に示すバッテリーの温度調整装置において、バッテリーの充電前、充電時及び非充電時の熱媒体４０の流れは次の通りである。
【００５５】
バッテリーの充電前は、図１０に示すように、三方弁７の開口３ｂ側のみ開放するとともに開閉弁８を開放し、ポンプ５の作動により、熱媒体４０は開口３ｃから吸引され、配管３内に取り込まれる。このとき、取り込まれた熱媒体４０の前方にある配管内の空気は、大気連通口３ａから排出される。そして、熱媒体４０は、熱交換コア６の内部を満たした後、開口３ｂまでの経路内部を満たす。
【００５６】
配管３内に熱媒体４０が充填された後、図１１に示すように、三方弁７の開口３ｂへの経路を閉塞するとともに開閉弁８を閉塞すると、ユニット内において熱媒体４０の循環サイクルが構成される。
【００５７】
この構成における別の実施例としては、三方弁７のうち開口３ｂのみを開口し、開閉弁８を開放し、ポンプ５を作動させることも実施可能である。この場合、熱媒体４０は、熱媒体貯留部４、開閉弁８、ポンプ５、第２熱交換部２１を経由し、第１熱交換部２に至ってバッテリーＢとの熱交換が行われ、開口３ｂを経由して熱媒体貯留部４へ排出される。このとき、熱媒体４０は大気連通口３ａ近傍の配管３を通過するが、大気連通口３ａは配管３の最上部に設けられているので、熱媒体４０が大気連通口３ａから排出されることがないのは、前各例と同様である。
【００５８】
バッテリーの非充電時は、図１２に示すように、三方弁７の開口３ｂの経路と、開閉弁８を開放し、ポンプ５を停止し或いは反転作動させることにより、第１熱交換部２の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｂから、また、ポンプ５の側の熱媒体４０は配管３の開口３ｃから、熱媒体貯留部４へ排出される。このとき、第１熱交換ユニット１の上方の配管３には大気連通口３ａが設けられているので、第１熱交換ユニット内つまり配管３内に空気が流入して、熱媒体４０の熱媒体貯留部４への流下が促進されるのは前各例と同様である。
【００５９】
このようにして、図１０〜図１２に示すバッテリーの温度調整装置は、前各例と同様に、万一、車両の衝突事故等によってシステムが破損するような場合でも、第１熱交換部には熱媒体４０がないので、熱媒体４０が洩れ出るおそれは全くなく、感電事故を回避することができる。
【００６０】
また、第１熱交換ユニット２に三方弁７及び開閉弁８を設けているので、これらの弁を適宜開閉することにより、ユニット内において熱媒体４０の循環サイクルを構成することができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明は、この種のバッテリー温度調整装置の液体使用システムにおいて、車両衝突に際し、バッテリー端子間の導通による感電を防止することの可能なＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置を得ることができるものである。
【００６２】
また、本発明に係るバッテリーの温度調整装置は、前記各例のほか、本発明の目的に沿って適宜改変することができるものである。例えば、本発明は、バッテリーの冷却のみならず、バッテリーを加温する場合にも利用することができる。
【００６３】
即ち、極寒地での使用において充電後すぐに走行する際、バッテリーを適切な温度まで上昇させ、放電能力を向上させたい要求がある。前述したように、充電時にはバッテリーから発熱があるが、極寒地においてはバッテリーからの発熱では足りず、むしろ加温したいケースがある。このような場合、本例の熱媒体４０にお湯等を用いることで要求に応えることができる。更には、第２熱交換ユニットにおいて、圧縮機から吐出した高温高圧冷媒を、第２熱交換部に流入させ、第１熱交換ユニットを昇温し、膨張弁を経て凝縮器を蒸発器として利用することもできるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ＥＶやＨＥＶ用のバッテリー温度調整装置の液体使用システムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係るバッテリーの温度調整装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図３】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図４】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図５】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換部の外観を示す構成図である。
【図６】本発明のバッテリーの温度調整装置に係り、第１熱交換部の一部を拡大して示す構成図である。
【図７】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図８】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図９】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図１０】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図１１】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【図１２】本発明のバッテリーの温度調整装置の他の例に係り、第１熱交換ユニットを示す構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 第１熱交換ユニット
２ 第１熱交換部
２０ 第２熱交換ユニット
２１ 第２熱交換部
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ａ 減圧器
２４ｂ 減圧器
２５ 蒸発器
２６ 切替弁
３ 配管
３ａ 大気連通口
３ｂ 開口
３ｃ 開口
４ 熱媒体貯留部
４０ 熱媒体
５ ポンプ
６ 熱交換コア
６１ アルミ製プレート
６２ ヘッダ部
６３ 流路
６４ 仕切部
７ 三方弁
８ 開閉弁
Ｂ バッテリー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内に液状の熱媒体を充填しこの熱媒体でバッテリーと熱交換する第１熱交換部を備えた第１熱交換ユニットと、前記第１熱交換部で熱交換した熱媒体を放熱或いは放冷する第２熱交換部を備えた第２熱交換ユニットと、を有するバッテリーの温度調整装置において、
前記第１熱交換ユニットは、熱媒体貯留部と、前記熱媒体貯留部の熱媒体を前記配管内で循環させるポンプと、を備え、
前記バッテリーの充電時には、前記ポンプを作動して前記熱媒体を前記配管内で循環させ、
前記バッテリーの非充電時には、少なくとも、前記第１熱交換部にある前記熱媒体を、当該第１熱交換部の外部へ排出するようにしたことを特徴とするバッテリーの温度調整装置。
【請求項２】
前記熱媒体貯留部は、前記第１熱交換部よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部にある前記熱媒体を、当該第１熱交換部から前記熱媒体貯留部へ排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項３】
前記第１熱交換ユニットの上方に大気連通口を設けるとともに、前記熱媒体貯留部は、前記第１熱交換部よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部にある前記熱媒体を、当該第１熱交換部から前記熱媒体貯留部へ排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項４】
前記第１熱交換ユニットの前記第１熱交換部と、前記第２熱交換部とを配管により連結し、この連結した配管に三方弁を設け、前記三方弁の一方に前記熱媒体貯留部への第１の開口を有する配管が備えられ、前記三方弁の上下いずれかに前記熱媒体貯留部への第２の開口を有する配管を分岐して設け、更に前記第２の開口の近傍に開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項５】
前記熱媒体貯留部を取り外し可能に設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項１】
配管内に液状の熱媒体を充填しこの熱媒体でバッテリーと熱交換する第１熱交換部を備えた第１熱交換ユニットと、前記第１熱交換部で熱交換した熱媒体を放熱或いは放冷する第２熱交換部を備えた第２熱交換ユニットと、を有するバッテリーの温度調整装置において、
前記第１熱交換ユニットは、熱媒体貯留部と、前記熱媒体貯留部の熱媒体を前記配管内で循環させるポンプと、を備え、
前記バッテリーの充電時には、前記ポンプを作動して前記熱媒体を前記配管内で循環させ、
前記バッテリーの非充電時には、少なくとも、前記第１熱交換部にある前記熱媒体を、当該第１熱交換部の外部へ排出するようにしたことを特徴とするバッテリーの温度調整装置。
【請求項２】
前記熱媒体貯留部は、前記第１熱交換部よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部にある前記熱媒体を、当該第１熱交換部から前記熱媒体貯留部へ排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項３】
前記第１熱交換ユニットの上方に大気連通口を設けるとともに、前記熱媒体貯留部は、前記第１熱交換部よりも下方に設置して構成され、前記バッテリーの非充電時には、前記第１熱交換部にある前記熱媒体を、当該第１熱交換部から前記熱媒体貯留部へ排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項４】
前記第１熱交換ユニットの前記第１熱交換部と、前記第２熱交換部とを配管により連結し、この連結した配管に三方弁を設け、前記三方弁の一方に前記熱媒体貯留部への第１の開口を有する配管が備えられ、前記三方弁の上下いずれかに前記熱媒体貯留部への第２の開口を有する配管を分岐して設け、更に前記第２の開口の近傍に開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載のバッテリーの温度調整装置。
【請求項５】
前記熱媒体貯留部を取り外し可能に設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のバッテリーの温度調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１３４６５７（Ｐ２０１１−１３４６５７Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９４５２５（Ｐ２００９−２９４５２５）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオジャパン (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオジャパン (282)
【Ｆターム（参考）】
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