二次電池搭載車両
【課題】二次電池の温度調節を効率良く行うことができる二次電池搭載車両を提供すること。
【解決手段】プラグインハイブリッド車両１１には、エンジン１２と、エンジン１２に連結されるとともにエンジン１２の廃熱と熱交換し、エンジン１２を冷却する冷却水が循環する冷却液循環路１３と、冷却液循環路１３に設けられるラジエータ１４と、二次電池２２と、二次電池２２に充電された電力によって駆動される走行モータ１７と、が搭載されている。そして、冷却液循環路１３の一部が二次電池２２に連結され、二次電池２２と冷却水との熱交換により二次電池２２を温度調節可能にした。
【解決手段】プラグインハイブリッド車両１１には、エンジン１２と、エンジン１２に連結されるとともにエンジン１２の廃熱と熱交換し、エンジン１２を冷却する冷却水が循環する冷却液循環路１３と、冷却液循環路１３に設けられるラジエータ１４と、二次電池２２と、二次電池２２に充電された電力によって駆動される走行モータ１７と、が搭載されている。そして、冷却液循環路１３の一部が二次電池２２に連結され、二次電池２２と冷却水との熱交換により二次電池２２を温度調節可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関又は走行モータによって駆動される二次電池搭載車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両としては、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１のハイブリッド車両は、内燃機関により車輪を駆動させる第１の駆動系統と、電動機構により車輪を駆動させる第２の駆動系統と、内燃機関から延びる排気管に配設された消音器とを備える。電動機構は、高温型電池（具体的にはナトリウム−硫黄電池やリチウム系溶融塩電池）に蓄電された電力により駆動される。ナトリウム−硫黄電池の作動温度は約３００〜３５０℃で、リチウム系溶融塩電池の作動温度は約４００〜５００℃である。特許文献１では、高温型電池が、消音器又は内燃機関の近傍に配設されている。そして、高温型電池は、消音器を通過する高温の排気ガスによって温度上昇し、作動温度に温度調節されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、高温型電池の温度調節は、気体である排気ガスを用いて行われる。しかし、気体は、液体に比べ熱伝導率が悪いことから、排気ガスを用いて高温型電池を作動温度に温度調節するには、その作動温度よりも高い温度の排気ガスで温度調節しなければならず、温度調節の効率が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、二次電池の温度調節を効率良く行うことができる二次電池搭載車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関と、前記内燃機関に連結されるとともに前記内燃機関の廃熱と熱交換し、該内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、前記冷却液循環路に設けられる放熱器と、二次電池と、前記二次電池に充電された電力によって駆動される走行モータと、が搭載され、前記内燃機関又は前記走行モータによって走行する二次電池搭載車両に関する。そして、前記冷却液循環路の一部を前記二次電池に連結し、該二次電池と前記冷却液との熱交換により前記二次電池を温度調節可能にした。
【０００７】
これによれば、二次電池は、内燃機関からの廃熱を受け取った冷却水との熱交換により温度調節される。冷却水（液体）は、気体に比べて熱伝導率が良い。このため、冷却水は内燃機関からの廃熱が伝わりやすく、かつ二次電池に対しても熱を伝えやすい。よって、気体を用いて二次電池の温度調節を行う場合と比べると、温度調節を効率良く行うことができる。
【０００８】
また、前記温度調節は、前記二次電池の温度が、前記走行モータを駆動させる出力を得られる温度範囲になるように行われる。
これによれば、二次電池により電力を効率良く出力させることができる。
【０００９】
また、前記二次電池に蓄えられた熱で前記内燃機関の暖機を行ってもよい。
これによれば、内燃機関の暖機を行うことにより、内燃機関始動時の機械損失が低減され、エミッションの低下に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、二次電池の温度調節を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態のプラグインハイブリッド車両の温調システムを模式的に示す図。
【図２】車両の始動時に行われる温調システムの動作を示すフローチャート。
【図３】第２の実施形態の温調システムの動作を示すフローチャート。
【図４】第３の実施形態の温調システムの動作を示すフローチャート。
【図５】第４の実施形態の温調システムの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の二次電池搭載車両をプラグインハイブリッド車両１１（以下、単に車両１１と記載する）に具体化した第１の実施形態を図１〜図２にしたがって説明する。
【００１３】
図１に示すように、車両１１には、内燃機関としてのガソリンエンジン１２（以下、単にエンジン１２と記載する）が搭載されるとともに、エンジン１２には走行モータ１７が連結されている。エンジン１２のウォータジャケット（図示せず）には冷却液循環路１３が連結されるとともに、この冷却液循環路１３の一部は走行モータ１７にも連結されている。
【００１４】
冷却液循環路１３にはウォータポンプ１６が設けられるとともに、このウォータポンプ１６はエンジン１２と動力伝達可能に連結されている。そして、ウォータポンプ１６はエンジン１２の駆動に伴い駆動されるとともに、冷却水を冷却液循環路１３で強制循環させる。冷却液循環路１３には冷却液としての冷却水が循環し、冷却水はウォータジャケットでエンジン１２からの廃熱を奪い、さらに、走行モータ１７で廃熱を奪ってエンジン１２及び走行モータ１７を冷却するようになっている。
【００１５】
エンジン１２には、エンジン１２の温度を検出するエンジン用温度センサ１８が設けられるとともに、走行モータ１７には、その温度を検出する温度センサ１９が設けられている。エンジン用温度センサ１８及び温度センサ１９は、制御部２８に信号接続されている。
【００１６】
エンジン１２は、温度上昇によるエンジンオイルの焼付き、燃焼室の異常燃焼等を防止するため、及び温度低下によるエンジン１２の性能低下を防止するため、適温（８０〜９０℃）に維持されるのが好ましく、エンジン１２を適温に維持するために冷却水も適温（８０〜９０℃）に維持されるのが好ましい。また、走行モータ１７も、適正に動作させるために適温に維持されるのが好ましい。そして、エンジン用温度センサ１８で検出されたエンジン１２の温度情報、及び温度センサ１９で検出された走行モータ１７の温度情報に基づき、冷却水の温度調節が行われるようになっている。
【００１７】
冷却液循環路１３には放熱器としてのラジエータ１４が設けられている。車両１１の進行方向において、ラジエータ１４の後方には送風ファン１４ａが配設されている。そして、エンジン１２及び走行モータ１７を冷却した冷却水は、主に車両１１の走行時は、その走行に伴う車速風によってラジエータ１４で冷却され、車両１１の停止時は、送風ファン１４ａからの送風によってラジエータ１４で冷却されるようになっている。
【００１８】
また、冷却液循環路１３にはラジエータ１４を迂回するバイパス路１３ａが接続されるとともに、冷却液循環路１３におけるバイパス路１３ａの分岐点には切換弁２０が設けられている。この切換弁２０は、エンジン１２及び走行モータ１７を冷却した冷却水をラジエータ１４に流す第１位置と、エンジン１２及び走行モータ１７を冷却した冷却水をラジエータ１４に流さず、ラジエータ１４を迂回させてバイパス路１３ａに流す第２位置と、の２位置を取り得る。また、切換弁２０は、図示しないが制御部２８に信号接続され、制御部２８からの指令により第１位置又は第２位置に切り換えられるようになっている。
【００１９】
そして、エンジン１２が適温より低い温度にあるときは、制御部２８によって切換弁２０が第２位置に切り換えられることで、冷却水はバイパス路１３ａを流れる。このため、冷却水は、ラジエータ１４を流れずにウォータポンプ１６に戻り、冷却水がラジエータ１４で冷却されず、冷却水の温度上昇が早まる。その後、エンジン１２が適温になり、冷却水が適温になれば、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられ、冷却水はバイパス路１３ａを流れず、ラジエータ１４に流れる。
【００２０】
また、冷却液循環路１３において、冷却水の循環方向（矢印Ｙで示す）でのエンジン１２より上流側であり、かつラジエータ１４及びバイパス路１３ａより下流側には、二次電池２２が設けられている。この二次電池２２は、ナトリウムイオン電池よりなる。ナトリウムイオン電池は、ナトリウム化合物が融点以上の温度で液体となった溶融塩（イオン液体）を用いたものであり、正極材料に亜クロム酸ナトリウムを用い、負極材料にナトリウム合金を用いている。そして、ナトリウムイオン電池の作動温度範囲は５７〜１９０℃であり、適正な作動温度は７０〜８０℃である。このため、二次電池２２は、適正な作動温度（７０〜８０℃）に維持されるのが好ましく、この適正な作動温度は、適温にある冷却水の温度と同じになっている。なお、二次電池２２は、５７℃より低くなると過冷状態となり、１９０℃より高くなると過熱状態となる。
【００２１】
二次電池２２は、断熱材２３によって全体が覆われている。さらに、二次電池２２には冷却液循環路１３の一部が連結されるとともに、二次電池２２と冷却水とが、冷却液循環路１３を介して間接的に熱交換可能になっている。そして、エンジン１２を冷却した冷却水により、二次電池２２が加熱されるようになっている。また、冷却液循環路１３には電池用ウォータポンプ３１が設けられるとともに、この電池用ウォータポンプ３１は制御部２８に信号接続されている。そして、制御部２８は、エンジン１２停止時に電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却水を冷却液循環路１３で強制循環させる。
【００２２】
二次電池２２には、二次電池２２の温度を検出する電池用温度センサ２４が設けられるとともに、この電池用温度センサ２４は制御部２８に信号接続されている。そして、電池用温度センサ２４で検出された二次電池２２の温度情報に基づき、制御部２８によって二次電池２２の温度調節、及び後述する二次電池２２の熱を利用したエンジン１２の暖機に関する制御が行われるようになっている。
【００２３】
なお、二次電池２２は充電コネクタ２５を介して外部の交流電源（例えば商用電源）と接続することができるとともに、交流電源から充電可能になっている。また、二次電池２２には、充電量を監視する充電状態検出装置３０が設けられるとともに、この充電状態検出装置３０は制御部２８に信号接続されている。二次電池２２は、図示しない電力変換装置を介して走行モータ１７に接続されるとともに、電力変換装置は制御部２８に信号接続されている。二次電池２２から出力された電力を用いて電力変換装置により走行モータ１７が駆動される。
【００２４】
そして、本実施形態では、エンジン１２と、冷却液循環路１３と、ラジエータ１４と、走行モータ１７と、切換弁２０と、制御部２８とから、二次電池２２を適温に温度調節する温調システムＳが構成されている。
【００２５】
次に、車両１１の始動時に行われる温調システムＳの動作を、作用とともに図２のフローチャートを用いて説明する。なお、冷却水は適温にあり、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられているものとする。
【００２６】
さて、車両１１の始動時、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、電池残量が多いとは、例えば、車両１１が十分に走行できる量があることである。電池残量が多い場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、制御部２８は電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度が作動温度か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００２７】
二次電池２２の温度が作動温度に達しておらず、二次電池２２から効率良く出力が得られない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、制御部２８は、エンジン１２を駆動させる（ステップＳ１３）。エンジン１２が駆動されるのに伴いウォータポンプ１６が駆動される。すると、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱される（ステップＳ１４）。その後、ステップＳ１２に移行し、二次電池２２の温度が作動温度に達している場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、制御部２８は、エンジン１２を停止させる。エンジン１２の停止に伴い、ウォータポンプ１６も停止し、冷却液循環路１３では冷却水の循環が停止する。
【００２８】
そして、二次電池２２の電池残量が多く、作動温度にあることから、制御部２８は二次電池２２に蓄電された電力によって走行モータ１７を駆動させ（ステップＳ１５）、走行モータ１７による車両１１の走行が行われる。その後、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ１６）。電池残量が多い場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行し、走行モータ１７による走行が継続される。一方、電池残量が少ない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却水を冷却液循環路１３で強制循環させる。
【００２９】
すると、二次電池２２で熱交換して熱を受け取った冷却水がエンジン１２上の冷却液循環路１３を流れ、エンジン１２が二次電池２２の熱で暖機される（ステップＳ１７）。そして、エンジン１２が暖機されると、制御部２８は、エンジン１２を駆動させ（ステップＳ１８）、エンジン１２による車両１１の走行が行われる。また、エンジン１２の駆動に伴い、制御部２８は電池用ウォータポンプ３１を停止させる。すると、エンジン１２の駆動に伴いウォータポンプ１６が駆動され、ウォータポンプ１６によって冷却液循環路１３を冷却水が循環する。
【００３０】
冷却水は、ラジエータ１４に流れ、エンジン１２から熱を奪った冷却水は、ラジエータ１４で冷却される。また、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水は、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、エンジン１２からの廃熱は、電池残量の少ない二次電池２２に蓄熱される。なお、ステップＳ１１においてＮＯの場合、すなわち、電池残量が少ない場合も、ステップＳ１８に移行し、エンジン１２によって車両１１の走行が行われる。
【００３１】
上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）車両１１において、エンジン１２の冷却水と二次電池２２との熱交換で、二次電池２２の温度調節を行う構成とした。冷却水（液体）は、気体に比べて熱伝導率が良いため、背景技術のように気体を用いて二次電池２２の温度調節を行う場合と比べると、温度調節を効率良く行うことができる。
【００３２】
（２）また、気体を用いて二次電池２２を作動温度にまで加熱（温度調節）するには、二次電池２２の作動温度より遙かに高い温度の気体で温度調節を行う必要がある。この場合は、高温の気体を流通させるために、その流通経路を高温に耐え得る材料で形成する等の設計を必要とし、製造コストが嵩んでしまう。しかし、本実施形態では、冷却水を用いて二次電池２２を作動温度にまで加熱し、冷却水は気体より低い温度でもよく、高温に耐え得る設計を必要としなくなり、製造コストも嵩まない。
【００３３】
（３）エンジン１２の冷却水は、エンジン１２を適温に維持するために、適温（約８０℃）に維持されている。そして、この冷却水の適温は、二次電池２２が、走行モータ１７を駆動させる出力を得ることができる温度、すなわち、適正な作動温度（７０〜８０℃）とほぼ同じである。このため、エンジン１２の冷却システムを、二次電池２２の温度調節にそのまま用いることができ、二次電池２２の温度調節用に別途システムを設けることなく、二次電池２２の温度調節を行うことができる。
【００３４】
（４）二次電池２２の電池残量が少なくなり、エンジン１２を駆動させる必要がある場合、二次電池２２の熱でエンジン１２を暖機させる。このため、エンジン１２駆動時は、エンジン１２を適温にすることができ、エンジン１２始動時の機械損失が低減され、エミッションの低下に寄与することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第１の実施形態に記載の温調システムＳを搭載した車両１１において、二次電池２２が充電コネクタ２５を介して交流電源によって充電されるとともに（プラグイン）、二次電池２２が作動温度に温度調節された状態からの走行開始時に、温調システムＳで行われる動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられているものとする。
【００３６】
さて、制御部２８は二次電池２２に蓄電された電力によって走行モータ１７を駆動させ、走行モータ１７による車両１１の走行が行われる（ステップＳ２１）。このとき、エンジン１２は駆動されず、停止状態にあるため、冷却液循環路１３を冷却水は循環していない。続いて、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ２２）。電池残量が多い場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、制御部２８は電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、走行時の二次電池２２の放熱量が、二次電池２２の発熱量より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３）。放熱量が発熱量より大きい場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から二次電池２２が過冷状態か否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００３７】
そして、二次電池２２が過冷状態である場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御部２８は、切換弁２０を第２位置に切り換えるとともに、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、走行モータ１７から熱を奪った冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２が走行モータ１７からの熱で加熱される（ステップＳ２５）。すると、二次電池２２の温度は上昇し、作動温度に達する。その後、ステップＳ２１に移行する。また、二次電池２２が過冷状態にない場合（ステップＳ２４においてＮＯ）もステップＳ２１に移行する。
【００３８】
一方、放熱量が発熱量より小さい場合（ステップＳ２３においてＮＯ）、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から二次電池２２が過熱状態か否かを判定する（ステップＳ２６）。二次電池２２が過熱状態である場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、切換弁２０が第１位置にある状態のまま冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、ラジエータ１４で冷却された冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２が冷却水により冷却される（ステップＳ２７）。すると、二次電池２２の温度は低下し、作動温度に達する。その後、ステップＳ２１に移行する。また、二次電池２２が過熱状態にない場合（ステップＳ２６においてＮＯ）もステップＳ２１に移行する。
【００３９】
ステップＳ２２においてＮＯの場合、すなわち、二次電池２２の電池残量が少ない場合は、その後、エンジン１２による車両１１の走行に切り換えられる可能性がある。このとき、制御部２８は、エンジン用温度センサ１８によって検出されたエンジン１２の温度によって、エンジン１２の暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ２８）。エンジン１２の暖機が必要な場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させるとともに、切換弁２０を第２位置に切り換え、冷却水がラジエータ１４を流れないようにして冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、二次電池２２上の冷却液循環路１３を冷却水が流れ、二次電池２２からの熱が伝達された冷却水により、エンジン１２が暖機される（ステップＳ２９）。その後、制御部２８は、走行状況に応じて、走行モータ１７とエンジン１２の駆動を制御し、車両１１ではハイブリッド走行が行われる（ステップＳ３０）。
【００４０】
なお、ステップＳ３０において、ハイブリッド走行が行われるときは、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１の駆動を停止させるとともに、切換弁２０を第１位置に切り換える。そして、エンジン１２が駆動される際は、ウォータポンプ１６によって冷却液循環路１３を冷却水が強制循環し、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水は、ラジエータ１４で冷却される。一方、エンジン１２の暖機が必要ない場合（ステップＳ２８においてＮＯ）、ステップＳ３０に移行する。
【００４１】
ハイブリッド走行中、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、二次電池２２が作動温度より低いか否かを判定する（ステップＳ３１）。二次電池２２が作動温度より低い場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、残量の少ない二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱され、二次電池２２が暖機状態に維持される（ステップＳ３２）。一方、二次電池２２が作動温度より高い場合（ステップＳ３１においてＮＯ）、エンジン１２からの熱は排熱される（ステップＳ３３）。
【００４２】
従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）車両１１の走行開始時に、二次電池２２の温度が作動温度にある場合は、二次電池２２の温度を作動温度に維持するように、冷却水で二次電池２２の温度調節をする。このため、二次電池２２からの電力を安定して出力させることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、第１の実施形態に記載の温調システムＳを搭載した車両１１において、二次電池２２が充電コネクタ２５を介して交流電源によって充電されるとともに（プラグイン）、作動温度に温度調節された状態からの走行開始時に、温調システムＳで行われる動作を、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４のフローチャートは、図３のフローチャートにおける動作に、暖房機能を使用する際の動作を付加したものである。このため、以下の説明においては、図３のフローチャートと同じ動作ついては同一番号を付すとともに、その重複する説明を省略する。そして、新たに付加した動作について、新たに番号を付して説明する。
【００４４】
さて、走行時の二次電池２２の放熱量が発熱量より大きい場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、二次電池２２の熱を暖房に利用する（ステップＳ２３ａ）。このとき、制御部２８は暖房ユニット（図示せず）を駆動させる。具体的には、暖房ユニットの送風機を駆動させ、送風機から送られたエアを二次電池２２を通過させ、そのエアを二次電池２２の熱で加熱し、温風を車室内に送風する。また、ハイブリッド走行時（ステップＳ３０）、エンジン１２の廃熱を暖房に利用する（ステップＳ３０ａ）。
【００４５】
従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）二次電池２２の熱を暖房の熱源として利用することができる。したがって、暖房負荷が増えたとき、二次電池２２の熱を利用することで、暖房負荷を軽減することができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
次に、第１の実施形態に記載の温調システムＳを搭載した車両１１において、車両１１が停止し、放置された状態からの走行開始時に、温調システムＳで行われる動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられているものとする。
【００４７】
さて、制御部２８は、状況に応じて、走行モータ１７とエンジン１２の駆動を制御し、車両１１ではハイブリッド走行が行われる（ステップＳ４１）。このとき、エンジン１２が駆動されるため、ウォータポンプ１６が駆動されるとともに、第１位置にある切換弁２０により、エンジン１２からの廃熱を奪った冷却水は、ラジエータ１４で冷却される。
【００４８】
次に、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ４２）。電池残量が多い場合（ステップＳ４２においてＹＥＳ）、制御部２８は電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度が作動温度より低いか否かを判定する（ステップＳ４３）。二次電池２２の温度が作動温度に達しておらず、二次電池２２から効率良く出力が得られない場合（ステップＳ４３においてＹＥＳ）、制御部２８は、切換弁２０を第２位置に切り換える。すると、エンジン１２からの廃熱が伝達され、かつラジエータ１４で冷却されていない冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱される（ステップＳ４４）。
【００４９】
次に、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、二次電池２２の温度が作動温度か否かを判定する（ステップＳ４５）。そして、二次電池２２の温度が作動温度に達している場合（ステップＳ４５においてＹＥＳ）、制御部２８はエンジン１２を停止させるとともに、走行モータ１７のみを駆動させ、車両１１では走行モータ１７による走行が行われる（ステップＳ４６）。なお、ステップＳ４３においてＮＯの場合、すなわち、二次電池２２の温度が作動温度に達している場合も、ステップＳ４６に移行し、車両１１では走行モータ１７による走行が行われる。
【００５０】
また、ステップＳ４５においてＮＯの場合、すなわち、二次電池２２の温度が作動温度に達していない場合、ステップＳ４４に移行し、エンジン１２からの廃熱による二次電池２２の加熱が継続される。
【００５１】
また、電池残量が少ない場合（ステップＳ４２においてＮＯ）、車両１１ではハイブリッド走行が行われる（ステップＳ４７）。その後、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、二次電池２２の温度が作動温度より低いか否かを判定する（ステップＳ４８）。このとき、エンジン１２は駆動されているため、ウォータポンプ１６が駆動されるとともに、第１位置にある切換弁２０により、エンジン１２からの廃熱を奪った冷却水は、ラジエータ１４で冷却されている。そして、二次電池２２の温度が作動温度より低い場合（ステップＳ４８においてＹＥＳ）、制御部２８は、切換弁２０を第２位置に切り換える。すると、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱される（ステップＳ４９）。一方、二次電池２２が作動温度より高い場合（ステップＳ４８においてＮＯ）、エンジン１２からの廃熱は捨てられる（ステップＳ５０）。
【００５２】
従って、第４の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（７）車両１１が停止状態で放置されているときは、二次電池２２が冷えて作動温度より低い温度にある。このような場合、エンジン１２からの廃熱で二次電池２２を作動温度にまで加熱することができる。よって、二次電池２２を速やかに作動温度にすることができ、二次電池２２から効率良く電力を出力させることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態では、二次電池２２を冷却液循環路１３に設け、二次電池２２と冷却水とを、冷却液循環路１３を介して間接的に熱交換させて二次電池２２の温度調節を行ったが、これに限らない。例えば、二次電池２２の絶縁を確保した状態で、冷却液循環路１３内に二次電池２２を配設（ドブ付け）し、二次電池２２と冷却水とを直接的に熱交換させて二次電池２２の温度調節を行ってもよい。
【００５４】
○ 各実施形態では、二次電池２２としてナトリウムイオン電池を用いたが、作動温度範囲が冷却水の温度に近いものであれば、その他の種類のものに変更してもよい。
○ 各実施形態では、二次電池搭載車両としてプラグインハイブリッド車両１１に具体化したが、ハイブリッド車両、レンジ・エクステンダー車両に具体化してもよい。
【００５５】
○ 各実施形態では、内燃機関をガソリンエンジン１２に具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化してもよい。
○ 各実施形態では、冷却液として冷却水に具体化したが、水ではなくオイルに変更してもよく、液体であれば、オイル以外のものに変更してもよい。
【００５６】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記冷却液循環路には、前記放熱器をバイパスさせるバイパス路、及び前記冷却液循環路での前記冷却水の流路を切り換える切換弁が設けられている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の二次電池搭載車両。
【００５７】
（ロ）前記二次電池に蓄えられた熱を暖房の熱源とする請求項１〜請求項３、及び技術的思想（イ）のうちいずれか一項に記載の二次電池搭載車両。
（ハ）内燃機関と、前記内燃機関に接続されるとともに前記内燃機関の廃熱と熱交換し、該内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、前記冷却液循環路に設けられる放熱器と、二次電池と、前記二次電池に充電された電力によって駆動される走行モータと、前記冷却液循環路に冷却水を循環させるポンプと、制御部と、からなり、前記冷却液循環路の一部が前記二次電池に接続されており、前記二次電池の出力によって前記走行モータを駆動させた状態で、前記二次電池の温度が作動温度より低い場合は、前記制御部は前記内燃機関を駆動させるとともに前記ポンプを駆動させ、前記内燃機関からの熱を奪った前記冷却水により前記二次電池を加熱し、前記二次電池の温度が前記作動温度になれば、前記制御部は前記内燃機関及び前記ポンプを停止させ、前記電池残量が少なくなり、前記内燃機関に切り換えるときは、前記制御部は、前記ポンプを駆動させ、前記二次電池からの熱を奪った冷却水により前記内燃機関を暖機することを特徴とする温調システム。
【符号の説明】
【００５８】
１１…二次電池搭載車両としてのプラグインハイブリッド車両、１２…内燃機関としてのエンジン、１３…冷却液循環路、１４…放熱器としてのラジエータ、１７…走行モータ、２２…二次電池。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関又は走行モータによって駆動される二次電池搭載車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両としては、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１のハイブリッド車両は、内燃機関により車輪を駆動させる第１の駆動系統と、電動機構により車輪を駆動させる第２の駆動系統と、内燃機関から延びる排気管に配設された消音器とを備える。電動機構は、高温型電池（具体的にはナトリウム−硫黄電池やリチウム系溶融塩電池）に蓄電された電力により駆動される。ナトリウム−硫黄電池の作動温度は約３００〜３５０℃で、リチウム系溶融塩電池の作動温度は約４００〜５００℃である。特許文献１では、高温型電池が、消音器又は内燃機関の近傍に配設されている。そして、高温型電池は、消音器を通過する高温の排気ガスによって温度上昇し、作動温度に温度調節されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８９４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、高温型電池の温度調節は、気体である排気ガスを用いて行われる。しかし、気体は、液体に比べ熱伝導率が悪いことから、排気ガスを用いて高温型電池を作動温度に温度調節するには、その作動温度よりも高い温度の排気ガスで温度調節しなければならず、温度調節の効率が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、二次電池の温度調節を効率良く行うことができる二次電池搭載車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関と、前記内燃機関に連結されるとともに前記内燃機関の廃熱と熱交換し、該内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、前記冷却液循環路に設けられる放熱器と、二次電池と、前記二次電池に充電された電力によって駆動される走行モータと、が搭載され、前記内燃機関又は前記走行モータによって走行する二次電池搭載車両に関する。そして、前記冷却液循環路の一部を前記二次電池に連結し、該二次電池と前記冷却液との熱交換により前記二次電池を温度調節可能にした。
【０００７】
これによれば、二次電池は、内燃機関からの廃熱を受け取った冷却水との熱交換により温度調節される。冷却水（液体）は、気体に比べて熱伝導率が良い。このため、冷却水は内燃機関からの廃熱が伝わりやすく、かつ二次電池に対しても熱を伝えやすい。よって、気体を用いて二次電池の温度調節を行う場合と比べると、温度調節を効率良く行うことができる。
【０００８】
また、前記温度調節は、前記二次電池の温度が、前記走行モータを駆動させる出力を得られる温度範囲になるように行われる。
これによれば、二次電池により電力を効率良く出力させることができる。
【０００９】
また、前記二次電池に蓄えられた熱で前記内燃機関の暖機を行ってもよい。
これによれば、内燃機関の暖機を行うことにより、内燃機関始動時の機械損失が低減され、エミッションの低下に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、二次電池の温度調節を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態のプラグインハイブリッド車両の温調システムを模式的に示す図。
【図２】車両の始動時に行われる温調システムの動作を示すフローチャート。
【図３】第２の実施形態の温調システムの動作を示すフローチャート。
【図４】第３の実施形態の温調システムの動作を示すフローチャート。
【図５】第４の実施形態の温調システムの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の二次電池搭載車両をプラグインハイブリッド車両１１（以下、単に車両１１と記載する）に具体化した第１の実施形態を図１〜図２にしたがって説明する。
【００１３】
図１に示すように、車両１１には、内燃機関としてのガソリンエンジン１２（以下、単にエンジン１２と記載する）が搭載されるとともに、エンジン１２には走行モータ１７が連結されている。エンジン１２のウォータジャケット（図示せず）には冷却液循環路１３が連結されるとともに、この冷却液循環路１３の一部は走行モータ１７にも連結されている。
【００１４】
冷却液循環路１３にはウォータポンプ１６が設けられるとともに、このウォータポンプ１６はエンジン１２と動力伝達可能に連結されている。そして、ウォータポンプ１６はエンジン１２の駆動に伴い駆動されるとともに、冷却水を冷却液循環路１３で強制循環させる。冷却液循環路１３には冷却液としての冷却水が循環し、冷却水はウォータジャケットでエンジン１２からの廃熱を奪い、さらに、走行モータ１７で廃熱を奪ってエンジン１２及び走行モータ１７を冷却するようになっている。
【００１５】
エンジン１２には、エンジン１２の温度を検出するエンジン用温度センサ１８が設けられるとともに、走行モータ１７には、その温度を検出する温度センサ１９が設けられている。エンジン用温度センサ１８及び温度センサ１９は、制御部２８に信号接続されている。
【００１６】
エンジン１２は、温度上昇によるエンジンオイルの焼付き、燃焼室の異常燃焼等を防止するため、及び温度低下によるエンジン１２の性能低下を防止するため、適温（８０〜９０℃）に維持されるのが好ましく、エンジン１２を適温に維持するために冷却水も適温（８０〜９０℃）に維持されるのが好ましい。また、走行モータ１７も、適正に動作させるために適温に維持されるのが好ましい。そして、エンジン用温度センサ１８で検出されたエンジン１２の温度情報、及び温度センサ１９で検出された走行モータ１７の温度情報に基づき、冷却水の温度調節が行われるようになっている。
【００１７】
冷却液循環路１３には放熱器としてのラジエータ１４が設けられている。車両１１の進行方向において、ラジエータ１４の後方には送風ファン１４ａが配設されている。そして、エンジン１２及び走行モータ１７を冷却した冷却水は、主に車両１１の走行時は、その走行に伴う車速風によってラジエータ１４で冷却され、車両１１の停止時は、送風ファン１４ａからの送風によってラジエータ１４で冷却されるようになっている。
【００１８】
また、冷却液循環路１３にはラジエータ１４を迂回するバイパス路１３ａが接続されるとともに、冷却液循環路１３におけるバイパス路１３ａの分岐点には切換弁２０が設けられている。この切換弁２０は、エンジン１２及び走行モータ１７を冷却した冷却水をラジエータ１４に流す第１位置と、エンジン１２及び走行モータ１７を冷却した冷却水をラジエータ１４に流さず、ラジエータ１４を迂回させてバイパス路１３ａに流す第２位置と、の２位置を取り得る。また、切換弁２０は、図示しないが制御部２８に信号接続され、制御部２８からの指令により第１位置又は第２位置に切り換えられるようになっている。
【００１９】
そして、エンジン１２が適温より低い温度にあるときは、制御部２８によって切換弁２０が第２位置に切り換えられることで、冷却水はバイパス路１３ａを流れる。このため、冷却水は、ラジエータ１４を流れずにウォータポンプ１６に戻り、冷却水がラジエータ１４で冷却されず、冷却水の温度上昇が早まる。その後、エンジン１２が適温になり、冷却水が適温になれば、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられ、冷却水はバイパス路１３ａを流れず、ラジエータ１４に流れる。
【００２０】
また、冷却液循環路１３において、冷却水の循環方向（矢印Ｙで示す）でのエンジン１２より上流側であり、かつラジエータ１４及びバイパス路１３ａより下流側には、二次電池２２が設けられている。この二次電池２２は、ナトリウムイオン電池よりなる。ナトリウムイオン電池は、ナトリウム化合物が融点以上の温度で液体となった溶融塩（イオン液体）を用いたものであり、正極材料に亜クロム酸ナトリウムを用い、負極材料にナトリウム合金を用いている。そして、ナトリウムイオン電池の作動温度範囲は５７〜１９０℃であり、適正な作動温度は７０〜８０℃である。このため、二次電池２２は、適正な作動温度（７０〜８０℃）に維持されるのが好ましく、この適正な作動温度は、適温にある冷却水の温度と同じになっている。なお、二次電池２２は、５７℃より低くなると過冷状態となり、１９０℃より高くなると過熱状態となる。
【００２１】
二次電池２２は、断熱材２３によって全体が覆われている。さらに、二次電池２２には冷却液循環路１３の一部が連結されるとともに、二次電池２２と冷却水とが、冷却液循環路１３を介して間接的に熱交換可能になっている。そして、エンジン１２を冷却した冷却水により、二次電池２２が加熱されるようになっている。また、冷却液循環路１３には電池用ウォータポンプ３１が設けられるとともに、この電池用ウォータポンプ３１は制御部２８に信号接続されている。そして、制御部２８は、エンジン１２停止時に電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却水を冷却液循環路１３で強制循環させる。
【００２２】
二次電池２２には、二次電池２２の温度を検出する電池用温度センサ２４が設けられるとともに、この電池用温度センサ２４は制御部２８に信号接続されている。そして、電池用温度センサ２４で検出された二次電池２２の温度情報に基づき、制御部２８によって二次電池２２の温度調節、及び後述する二次電池２２の熱を利用したエンジン１２の暖機に関する制御が行われるようになっている。
【００２３】
なお、二次電池２２は充電コネクタ２５を介して外部の交流電源（例えば商用電源）と接続することができるとともに、交流電源から充電可能になっている。また、二次電池２２には、充電量を監視する充電状態検出装置３０が設けられるとともに、この充電状態検出装置３０は制御部２８に信号接続されている。二次電池２２は、図示しない電力変換装置を介して走行モータ１７に接続されるとともに、電力変換装置は制御部２８に信号接続されている。二次電池２２から出力された電力を用いて電力変換装置により走行モータ１７が駆動される。
【００２４】
そして、本実施形態では、エンジン１２と、冷却液循環路１３と、ラジエータ１４と、走行モータ１７と、切換弁２０と、制御部２８とから、二次電池２２を適温に温度調節する温調システムＳが構成されている。
【００２５】
次に、車両１１の始動時に行われる温調システムＳの動作を、作用とともに図２のフローチャートを用いて説明する。なお、冷却水は適温にあり、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられているものとする。
【００２６】
さて、車両１１の始動時、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、電池残量が多いとは、例えば、車両１１が十分に走行できる量があることである。電池残量が多い場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、制御部２８は電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度が作動温度か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００２７】
二次電池２２の温度が作動温度に達しておらず、二次電池２２から効率良く出力が得られない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、制御部２８は、エンジン１２を駆動させる（ステップＳ１３）。エンジン１２が駆動されるのに伴いウォータポンプ１６が駆動される。すると、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱される（ステップＳ１４）。その後、ステップＳ１２に移行し、二次電池２２の温度が作動温度に達している場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、制御部２８は、エンジン１２を停止させる。エンジン１２の停止に伴い、ウォータポンプ１６も停止し、冷却液循環路１３では冷却水の循環が停止する。
【００２８】
そして、二次電池２２の電池残量が多く、作動温度にあることから、制御部２８は二次電池２２に蓄電された電力によって走行モータ１７を駆動させ（ステップＳ１５）、走行モータ１７による車両１１の走行が行われる。その後、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ１６）。電池残量が多い場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行し、走行モータ１７による走行が継続される。一方、電池残量が少ない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却水を冷却液循環路１３で強制循環させる。
【００２９】
すると、二次電池２２で熱交換して熱を受け取った冷却水がエンジン１２上の冷却液循環路１３を流れ、エンジン１２が二次電池２２の熱で暖機される（ステップＳ１７）。そして、エンジン１２が暖機されると、制御部２８は、エンジン１２を駆動させ（ステップＳ１８）、エンジン１２による車両１１の走行が行われる。また、エンジン１２の駆動に伴い、制御部２８は電池用ウォータポンプ３１を停止させる。すると、エンジン１２の駆動に伴いウォータポンプ１６が駆動され、ウォータポンプ１６によって冷却液循環路１３を冷却水が循環する。
【００３０】
冷却水は、ラジエータ１４に流れ、エンジン１２から熱を奪った冷却水は、ラジエータ１４で冷却される。また、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水は、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、エンジン１２からの廃熱は、電池残量の少ない二次電池２２に蓄熱される。なお、ステップＳ１１においてＮＯの場合、すなわち、電池残量が少ない場合も、ステップＳ１８に移行し、エンジン１２によって車両１１の走行が行われる。
【００３１】
上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）車両１１において、エンジン１２の冷却水と二次電池２２との熱交換で、二次電池２２の温度調節を行う構成とした。冷却水（液体）は、気体に比べて熱伝導率が良いため、背景技術のように気体を用いて二次電池２２の温度調節を行う場合と比べると、温度調節を効率良く行うことができる。
【００３２】
（２）また、気体を用いて二次電池２２を作動温度にまで加熱（温度調節）するには、二次電池２２の作動温度より遙かに高い温度の気体で温度調節を行う必要がある。この場合は、高温の気体を流通させるために、その流通経路を高温に耐え得る材料で形成する等の設計を必要とし、製造コストが嵩んでしまう。しかし、本実施形態では、冷却水を用いて二次電池２２を作動温度にまで加熱し、冷却水は気体より低い温度でもよく、高温に耐え得る設計を必要としなくなり、製造コストも嵩まない。
【００３３】
（３）エンジン１２の冷却水は、エンジン１２を適温に維持するために、適温（約８０℃）に維持されている。そして、この冷却水の適温は、二次電池２２が、走行モータ１７を駆動させる出力を得ることができる温度、すなわち、適正な作動温度（７０〜８０℃）とほぼ同じである。このため、エンジン１２の冷却システムを、二次電池２２の温度調節にそのまま用いることができ、二次電池２２の温度調節用に別途システムを設けることなく、二次電池２２の温度調節を行うことができる。
【００３４】
（４）二次電池２２の電池残量が少なくなり、エンジン１２を駆動させる必要がある場合、二次電池２２の熱でエンジン１２を暖機させる。このため、エンジン１２駆動時は、エンジン１２を適温にすることができ、エンジン１２始動時の機械損失が低減され、エミッションの低下に寄与することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第１の実施形態に記載の温調システムＳを搭載した車両１１において、二次電池２２が充電コネクタ２５を介して交流電源によって充電されるとともに（プラグイン）、二次電池２２が作動温度に温度調節された状態からの走行開始時に、温調システムＳで行われる動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられているものとする。
【００３６】
さて、制御部２８は二次電池２２に蓄電された電力によって走行モータ１７を駆動させ、走行モータ１７による車両１１の走行が行われる（ステップＳ２１）。このとき、エンジン１２は駆動されず、停止状態にあるため、冷却液循環路１３を冷却水は循環していない。続いて、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ２２）。電池残量が多い場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、制御部２８は電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、走行時の二次電池２２の放熱量が、二次電池２２の発熱量より大きいか否かを判定する（ステップＳ２３）。放熱量が発熱量より大きい場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から二次電池２２が過冷状態か否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００３７】
そして、二次電池２２が過冷状態である場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御部２８は、切換弁２０を第２位置に切り換えるとともに、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、走行モータ１７から熱を奪った冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２が走行モータ１７からの熱で加熱される（ステップＳ２５）。すると、二次電池２２の温度は上昇し、作動温度に達する。その後、ステップＳ２１に移行する。また、二次電池２２が過冷状態にない場合（ステップＳ２４においてＮＯ）もステップＳ２１に移行する。
【００３８】
一方、放熱量が発熱量より小さい場合（ステップＳ２３においてＮＯ）、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から二次電池２２が過熱状態か否かを判定する（ステップＳ２６）。二次電池２２が過熱状態である場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、切換弁２０が第１位置にある状態のまま冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、ラジエータ１４で冷却された冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２が冷却水により冷却される（ステップＳ２７）。すると、二次電池２２の温度は低下し、作動温度に達する。その後、ステップＳ２１に移行する。また、二次電池２２が過熱状態にない場合（ステップＳ２６においてＮＯ）もステップＳ２１に移行する。
【００３９】
ステップＳ２２においてＮＯの場合、すなわち、二次電池２２の電池残量が少ない場合は、その後、エンジン１２による車両１１の走行に切り換えられる可能性がある。このとき、制御部２８は、エンジン用温度センサ１８によって検出されたエンジン１２の温度によって、エンジン１２の暖機が必要か否かを判定する（ステップＳ２８）。エンジン１２の暖機が必要な場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させるとともに、切換弁２０を第２位置に切り換え、冷却水がラジエータ１４を流れないようにして冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、二次電池２２上の冷却液循環路１３を冷却水が流れ、二次電池２２からの熱が伝達された冷却水により、エンジン１２が暖機される（ステップＳ２９）。その後、制御部２８は、走行状況に応じて、走行モータ１７とエンジン１２の駆動を制御し、車両１１ではハイブリッド走行が行われる（ステップＳ３０）。
【００４０】
なお、ステップＳ３０において、ハイブリッド走行が行われるときは、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１の駆動を停止させるとともに、切換弁２０を第１位置に切り換える。そして、エンジン１２が駆動される際は、ウォータポンプ１６によって冷却液循環路１３を冷却水が強制循環し、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水は、ラジエータ１４で冷却される。一方、エンジン１２の暖機が必要ない場合（ステップＳ２８においてＮＯ）、ステップＳ３０に移行する。
【００４１】
ハイブリッド走行中、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、二次電池２２が作動温度より低いか否かを判定する（ステップＳ３１）。二次電池２２が作動温度より低い場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、制御部２８は、電池用ウォータポンプ３１を駆動させ、冷却液循環路１３に冷却水を強制循環させる。すると、残量の少ない二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱され、二次電池２２が暖機状態に維持される（ステップＳ３２）。一方、二次電池２２が作動温度より高い場合（ステップＳ３１においてＮＯ）、エンジン１２からの熱は排熱される（ステップＳ３３）。
【００４２】
従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）車両１１の走行開始時に、二次電池２２の温度が作動温度にある場合は、二次電池２２の温度を作動温度に維持するように、冷却水で二次電池２２の温度調節をする。このため、二次電池２２からの電力を安定して出力させることができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、第１の実施形態に記載の温調システムＳを搭載した車両１１において、二次電池２２が充電コネクタ２５を介して交流電源によって充電されるとともに（プラグイン）、作動温度に温度調節された状態からの走行開始時に、温調システムＳで行われる動作を、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４のフローチャートは、図３のフローチャートにおける動作に、暖房機能を使用する際の動作を付加したものである。このため、以下の説明においては、図３のフローチャートと同じ動作ついては同一番号を付すとともに、その重複する説明を省略する。そして、新たに付加した動作について、新たに番号を付して説明する。
【００４４】
さて、走行時の二次電池２２の放熱量が発熱量より大きい場合（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、二次電池２２の熱を暖房に利用する（ステップＳ２３ａ）。このとき、制御部２８は暖房ユニット（図示せず）を駆動させる。具体的には、暖房ユニットの送風機を駆動させ、送風機から送られたエアを二次電池２２を通過させ、そのエアを二次電池２２の熱で加熱し、温風を車室内に送風する。また、ハイブリッド走行時（ステップＳ３０）、エンジン１２の廃熱を暖房に利用する（ステップＳ３０ａ）。
【００４５】
従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）二次電池２２の熱を暖房の熱源として利用することができる。したがって、暖房負荷が増えたとき、二次電池２２の熱を利用することで、暖房負荷を軽減することができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
次に、第１の実施形態に記載の温調システムＳを搭載した車両１１において、車両１１が停止し、放置された状態からの走行開始時に、温調システムＳで行われる動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、制御部２８によって切換弁２０が第１位置に切り換えられているものとする。
【００４７】
さて、制御部２８は、状況に応じて、走行モータ１７とエンジン１２の駆動を制御し、車両１１ではハイブリッド走行が行われる（ステップＳ４１）。このとき、エンジン１２が駆動されるため、ウォータポンプ１６が駆動されるとともに、第１位置にある切換弁２０により、エンジン１２からの廃熱を奪った冷却水は、ラジエータ１４で冷却される。
【００４８】
次に、制御部２８は、充電状態検出装置３０によって検出された電池残量が多いか否かを判定する（ステップＳ４２）。電池残量が多い場合（ステップＳ４２においてＹＥＳ）、制御部２８は電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度が作動温度より低いか否かを判定する（ステップＳ４３）。二次電池２２の温度が作動温度に達しておらず、二次電池２２から効率良く出力が得られない場合（ステップＳ４３においてＹＥＳ）、制御部２８は、切換弁２０を第２位置に切り換える。すると、エンジン１２からの廃熱が伝達され、かつラジエータ１４で冷却されていない冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱される（ステップＳ４４）。
【００４９】
次に、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、二次電池２２の温度が作動温度か否かを判定する（ステップＳ４５）。そして、二次電池２２の温度が作動温度に達している場合（ステップＳ４５においてＹＥＳ）、制御部２８はエンジン１２を停止させるとともに、走行モータ１７のみを駆動させ、車両１１では走行モータ１７による走行が行われる（ステップＳ４６）。なお、ステップＳ４３においてＮＯの場合、すなわち、二次電池２２の温度が作動温度に達している場合も、ステップＳ４６に移行し、車両１１では走行モータ１７による走行が行われる。
【００５０】
また、ステップＳ４５においてＮＯの場合、すなわち、二次電池２２の温度が作動温度に達していない場合、ステップＳ４４に移行し、エンジン１２からの廃熱による二次電池２２の加熱が継続される。
【００５１】
また、電池残量が少ない場合（ステップＳ４２においてＮＯ）、車両１１ではハイブリッド走行が行われる（ステップＳ４７）。その後、制御部２８は、電池用温度センサ２４によって検出された二次電池２２の温度から、二次電池２２の温度が作動温度より低いか否かを判定する（ステップＳ４８）。このとき、エンジン１２は駆動されているため、ウォータポンプ１６が駆動されるとともに、第１位置にある切換弁２０により、エンジン１２からの廃熱を奪った冷却水は、ラジエータ１４で冷却されている。そして、二次電池２２の温度が作動温度より低い場合（ステップＳ４８においてＹＥＳ）、制御部２８は、切換弁２０を第２位置に切り換える。すると、エンジン１２からの廃熱が伝達された冷却水が、二次電池２２上の冷却液循環路１３を流れ、二次電池２２がエンジン１２からの廃熱で加熱される（ステップＳ４９）。一方、二次電池２２が作動温度より高い場合（ステップＳ４８においてＮＯ）、エンジン１２からの廃熱は捨てられる（ステップＳ５０）。
【００５２】
従って、第４の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（４）と同様の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（７）車両１１が停止状態で放置されているときは、二次電池２２が冷えて作動温度より低い温度にある。このような場合、エンジン１２からの廃熱で二次電池２２を作動温度にまで加熱することができる。よって、二次電池２２を速やかに作動温度にすることができ、二次電池２２から効率良く電力を出力させることができる。
【００５３】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態では、二次電池２２を冷却液循環路１３に設け、二次電池２２と冷却水とを、冷却液循環路１３を介して間接的に熱交換させて二次電池２２の温度調節を行ったが、これに限らない。例えば、二次電池２２の絶縁を確保した状態で、冷却液循環路１３内に二次電池２２を配設（ドブ付け）し、二次電池２２と冷却水とを直接的に熱交換させて二次電池２２の温度調節を行ってもよい。
【００５４】
○ 各実施形態では、二次電池２２としてナトリウムイオン電池を用いたが、作動温度範囲が冷却水の温度に近いものであれば、その他の種類のものに変更してもよい。
○ 各実施形態では、二次電池搭載車両としてプラグインハイブリッド車両１１に具体化したが、ハイブリッド車両、レンジ・エクステンダー車両に具体化してもよい。
【００５５】
○ 各実施形態では、内燃機関をガソリンエンジン１２に具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化してもよい。
○ 各実施形態では、冷却液として冷却水に具体化したが、水ではなくオイルに変更してもよく、液体であれば、オイル以外のものに変更してもよい。
【００５６】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記冷却液循環路には、前記放熱器をバイパスさせるバイパス路、及び前記冷却液循環路での前記冷却水の流路を切り換える切換弁が設けられている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の二次電池搭載車両。
【００５７】
（ロ）前記二次電池に蓄えられた熱を暖房の熱源とする請求項１〜請求項３、及び技術的思想（イ）のうちいずれか一項に記載の二次電池搭載車両。
（ハ）内燃機関と、前記内燃機関に接続されるとともに前記内燃機関の廃熱と熱交換し、該内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、前記冷却液循環路に設けられる放熱器と、二次電池と、前記二次電池に充電された電力によって駆動される走行モータと、前記冷却液循環路に冷却水を循環させるポンプと、制御部と、からなり、前記冷却液循環路の一部が前記二次電池に接続されており、前記二次電池の出力によって前記走行モータを駆動させた状態で、前記二次電池の温度が作動温度より低い場合は、前記制御部は前記内燃機関を駆動させるとともに前記ポンプを駆動させ、前記内燃機関からの熱を奪った前記冷却水により前記二次電池を加熱し、前記二次電池の温度が前記作動温度になれば、前記制御部は前記内燃機関及び前記ポンプを停止させ、前記電池残量が少なくなり、前記内燃機関に切り換えるときは、前記制御部は、前記ポンプを駆動させ、前記二次電池からの熱を奪った冷却水により前記内燃機関を暖機することを特徴とする温調システム。
【符号の説明】
【００５８】
１１…二次電池搭載車両としてのプラグインハイブリッド車両、１２…内燃機関としてのエンジン、１３…冷却液循環路、１４…放熱器としてのラジエータ、１７…走行モータ、２２…二次電池。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関に連結されるとともに前記内燃機関の廃熱と熱交換し、該内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、
前記冷却液循環路に設けられる放熱器と、
二次電池と、
前記二次電池に充電された電力によって駆動される走行モータと、が搭載され、
前記内燃機関又は前記走行モータによって走行する二次電池搭載車両において、
前記冷却液循環路の一部を前記二次電池に連結し、該二次電池と前記冷却液との熱交換により前記二次電池を温度調節可能にした二次電池搭載車両。
【請求項２】
前記温度調節は、前記二次電池の温度が、前記走行モータを駆動させる出力を得られる温度範囲になるように行われる請求項１に記載の二次電池搭載車両。
【請求項３】
前記二次電池に蓄えられた熱で前記内燃機関の暖機を行う請求項１又は請求項２に記載の二次電池搭載車両。
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関に連結されるとともに前記内燃機関の廃熱と熱交換し、該内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、
前記冷却液循環路に設けられる放熱器と、
二次電池と、
前記二次電池に充電された電力によって駆動される走行モータと、が搭載され、
前記内燃機関又は前記走行モータによって走行する二次電池搭載車両において、
前記冷却液循環路の一部を前記二次電池に連結し、該二次電池と前記冷却液との熱交換により前記二次電池を温度調節可能にした二次電池搭載車両。
【請求項２】
前記温度調節は、前記二次電池の温度が、前記走行モータを駆動させる出力を得られる温度範囲になるように行われる請求項１に記載の二次電池搭載車両。
【請求項３】
前記二次電池に蓄えられた熱で前記内燃機関の暖機を行う請求項１又は請求項２に記載の二次電池搭載車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３８９９８（Ｐ２０１３−３８９９８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５１９１（Ｐ２０１１−１７５１９１）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]