駆動用バッテリ温度調整システム
【課題】電気自動車の駆動用バッテリ温度調整システムに関し、部品点数の増加を抑えて駆動用バッテリを適切に温度管理することができるようにする。
【解決手段】冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置２０と、加熱された液体を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置３０と、を有するエアコンシステム２が装備された電気自動車において、駆動用バッテリ１を冷却するシステムであって、ヒータ装置３０の液体循環回路３１に介装されて内部の液体を加熱する加熱装置３４を迂回するように接続され、駆動用バッテリ１のケース内に一部を配管されたバッテリ内循環回路４１と、液体循環回路３１内を流通する液体をバッテリ内循環回路４１へ導入するように切り替え可能な切替弁４２と、冷却装置２０の冷風を用いて液体循環回路３１内の液体を冷却する液体冷却構造４３と、を備える。
【解決手段】冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置２０と、加熱された液体を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置３０と、を有するエアコンシステム２が装備された電気自動車において、駆動用バッテリ１を冷却するシステムであって、ヒータ装置３０の液体循環回路３１に介装されて内部の液体を加熱する加熱装置３４を迂回するように接続され、駆動用バッテリ１のケース内に一部を配管されたバッテリ内循環回路４１と、液体循環回路３１内を流通する液体をバッテリ内循環回路４１へ導入するように切り替え可能な切替弁４２と、冷却装置２０の冷風を用いて液体循環回路３１内の液体を冷却する液体冷却構造４３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリット電気自動車を含む電気自動車において駆動用バッテリを温度調整する、駆動用バッテリ温度調整システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリット電気自動車を含む電気自動車が開発され実用化されており、かかる電気自動車には、車両を走行駆動しうる電動発電機と、この電動発電機に電力を供給しうる駆動用バッテリとが装備される。一般に、バッテリは、高温の状況下で使用されると寿命が低下し易く、逆に、低温の状況下で使用されると出力を得難く、一定の温度範囲に温度を管理することが必要である。
【０００３】
特に、バッテリは充放電によって発熱し、電気自動車にかかる駆動用バッテリの場合、充放電時の電流も大きいので充放電時に一層発熱しやすく、バッテリの温度管理の中でもバッテリの温度が高温にならないように冷却することが重要である。このため、このような駆動用バッテリには、通常、冷却システムが装備される。この冷却システムとしては、空冷方式や水冷方式などが一般的ある。
【０００４】
例えば、図３は水冷方式の駆動用バッテリ冷却システムを示す構成図である。図３に示すように、この冷却システムは、冷却水循環流路１１内を循環する冷却水によって、電池パック１内を冷却する。冷却水循環流路１１は、一部が電池パック１内に配置され残りが電池パック１外に配置される。電池パック１外の冷却水循環流路１１には、ウォータポンプ１２と、ラジエータ１３及び冷却ファン１４とが介装され、ウォータポンプ１２によって冷却水が冷却水循環流路１１内を循環し、ラジエータ１３及び冷却ファン１４が電池パック１内に進入する前の冷却水を冷却し、冷却された冷却水が電池パック１内の電池を冷却する。また、冷却水循環流路１１内の余剰冷却水はリザーバタンク１５に貯留される。
【０００５】
このような水冷方式に対して、例えば特許文献１に記載されているように、高圧冷媒の気化潜熱を用いて冷却する冷却装置、即ち、冷却サイクルを利用して空冷方式によって駆動用バッテリを冷却する技術も開発されている。
また、駆動用バッテリを加熱する技術も開発されている。例えば特許文献２には、車室内の暖房用の加熱流体（温水）を利用して駆動用バッテリを加熱して、バッテリ温度の低下を抑制してバッテリ性能の向上を図る技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７９１８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、水冷方式によって駆動用バッテリを冷却する技術では、内部に冷却水が流通するようにした伝熱板を電池パック内の各バッテリセルの表面に接触させて各バッテリセルを冷却することができるので、バッテリセル間の温度バラツキが小さいという利点があるが、専用部品として、ラジエータ，ポンプ，タンクが必要であり部品点数が多大となるという課題がある。
【０００８】
また、冷却サイクルを利用して駆動用バッテリを冷却する技術では、空調ユニットの一部を兼用しうるものの、空冷方式によるため、バッテリセル間の温度バラツキが大きくなりやすく、駆動用バッテリの適切な温度管理が難しい。
さらに、駆動用バッテリの温度管理には、駆動用バッテリを加熱してバッテリ温度の低下を抑制することも必要になるが、バッテリの冷却と加熱とを行なうために、例えば図３の冷却水を利用する装置と特許文献２の暖房用の温水を利用する装置とをそのまま併設したのでは、装置にかかる部品点数が一層多大となるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するために創案されたもので、装置にかかる部品点数の増加を抑えて駆動用バッテリを適切に温度管理することができるようにした、駆動用バッテリ温度調整システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の駆動用バッテリ温度調整システムは、車両の駆動用モータに電力を供給する駆動用バッテリと、冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置と、加熱された液体を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置とを有する電気自動車の駆動用バッテリ温度調整システムであって、前記ヒータ装置の前記液体を加熱する加熱装置が介装された液体循環回路に接続され、駆動用バッテリのケース内に一部を配管されたバッテリ内循環回路と、前記液体循環回路内を流通する前記液体を前記バッテリ内循環回路へ導入するように切り替え可能な切替弁と、前記冷却装置の冷風を用いて前記液体循環回路内の前記液体を冷却する液体冷却構造と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
前記冷却装置は、冷媒を気化させるエバポレータと、前記エバポレータに送風し車室内に冷風を供給する送風機とをそなえ、前記ヒータ装置は、前記液体を加熱する前記加熱装置としての電気ヒータと、前記液体を前記液体循環回路内で循環させるポンプ、車室内に温風を供給するヒータコアとを前記液体循環回路内にそなえ、前記液体冷却構造は、前記ヒータコアを前記冷却装置の冷風流路の下流部に配置した構造であることが好ましい。
【００１２】
前記切替弁は、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路のみに流通させる第１流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記電気ヒータのみに流通させる第２流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路と前記電気ヒータとの双方に流通させる第３流通モードと、を有する電磁切替弁であって、前記バッテリの冷却要求がある、前記ヒータコアへの前記冷風の送風を実施すると共に前記電磁切替弁を前記第１流通モードに切り替え、前記バッテリの冷却要求がないと前記ヒータコアへの前記冷風の送風を停止し、さらに前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１又は３流通モードに切り替える制御手段を備えていることが好ましい。
【００１３】
この場合、前記制御手段は、前記バッテリの冷却要求がない場合、前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１，３流通モードのいずれかに、前記バッテリの加温要求がないと前記電磁切替弁を前記第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して前記液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の駆動用バッテリ温度調整システムによれば、液体冷却構造により冷却装置の冷風を用いて液体循環回路内の液体を冷却し、切替弁を、液体をバッテリ内循環回路へ導入するように切り替えることにより、バッテリ内循環回路を冷却された液体が流通し、ケース内の駆動用バッテリを冷却することができ、バッテリ内循環回路と切替弁と液体冷却構造とを追加するだけで部品増を抑えて、水冷方式によって、ケース内を均等に（例えば、バッテリを構成する複数のバッテリセルを温度バラツキなく均等に）冷却することができる。
【００１５】
液体冷却構造を、ヒータ装置のヒータコアを冷却装置の冷風流路の下流部に配置した構造とすれば、配置変更のみで部品増をより抑えることができる。
さらに、バッテリの冷却要求があると、ヒータコアへの冷風の送風を実施し、電磁切替弁を、液体循環回路内の液体をバッテリ内循環回路のみに流通させる第１流通モードに切り替えることにより、バッテリの冷却要求に確実に応答することができる。
【００１６】
また、バッテリの冷却要求がない場合には、バッテリの加温要求があると電磁切替弁を第１，３流通モードのいずれかに、バッテリの加温要求がないと電磁切替弁を第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにすれば、バッテリの加温要求や車室内の暖房要求に効率よく且つ確実に応答することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のかかる駆動用バッテリ温度調整システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態のかかる駆動用バッテリ温度調整システムの動作を説明するフローチャートである。
【図３】背景技術のかかる駆動用バッテリ冷却システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。
図１，図２は本発明の一実施形態のかかる駆動用バッテリ温度調整システムを説明する図であり、図１はその構成図、図２はその動作を説明するフローチャートである。
【００１９】
＜構成＞
本駆動用バッテリ温度調整システムは、電気自動車（ハイブリット電気自動車を含む）に装備され、図１に示すように、電気自動車の走行用電動モータに電力を供給して車両を駆動するために備えられた駆動用バッテリを温度調整するもので、車室内の空調のために車両に装備されたエアコンシステム２の一部を利用している。なお、駆動用バッテリは電池パック１として装備され、この電池パック１は、バッテリケース（単にケースとも言う）１ａの内部に複数のバッテリセルからなるバッテリ（図示略）を収納されて構成される。
【００２０】
車両のエアコンシステム２は、冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置（クーラ装置）２０と、加熱された液体（ここでは水）を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置３０とを有している。
冷却装置２０は、冷媒が封入された高内圧の冷媒循環回路（冷却用配管）２１と、この冷媒循環回路２１に順に介装された電動コンプレッサ２２，コンデンサ２３，膨張弁２４，エバポレータ２５とを備えて構成され、コンデンサ２３には冷却ファン２３ａが、エバポレータ２５には送風ファン（送風機）２５ａが、それぞれ付設されている。
【００２１】
冷媒循環回路２１内の冷媒は、図中矢印で示すように循環し、まず、電動コンプレッサ２２により高圧に圧縮される。冷媒は圧縮に伴い高温に温度上昇するが、次のコンデンサ２３により凝縮されつつ冷却ファン２３ａによって空冷により温度低下される。そして、冷媒はやや温度の高い高圧液体となって、膨張弁２４を通過しながら蒸発（気化）して、この際の気化潜熱によってきわめて低温に温度低下する。その後、冷媒はエバポレータ２５に供給され、送風ファン２５ａによって送られる空気を冷却し、自身は温度上昇して、電動コンプレッサ２２に流入する。
【００２２】
送風ファン２５ａによって送られエバポレータ２５で冷却された空気（冷気）は、ダクト２６を介して車室内に送られて、車室内を冷房する。
ヒータ装置３０は、液体（ここでは水）が内蔵された低内圧（大気圧程度）の液体循環回路（温水用配管）３１と、この液体循環回路３１に順に介装されたウォータポンプ３２，ヒータコア３３，加熱装置としての電気温水ヒータ（電気ヒータ）３４とを有している。なお、液体循環流路３１内の余剰水は図示しないリザーバタンクに貯留される。
【００２３】
液体循環回路３１内の水は、ウォータポンプ３２によって図中矢印で示すように循環し、電気温水ヒータ３４によって所定の温度域に加熱されて、ヒータコア３３に送られて、図示しないヒータコア専用の送風ファンによって、或いは、エバポレータ２５を停止して送風ファン２５ａによって、このヒータコア３３に送風し、ヒータコア３３により加熱された温風を車室内に送って、車室内を暖房する。
【００２４】
本駆動用バッテリ温度調整システムは、このようなエアコンシステム２を利用しており、ヒータ装置３０の液体循環回路３１に、電気温水ヒータ３４を迂回するように接続されて、ケース１ａ内に一部を配管されたバッテリ内循環回路４１と、液体循環回路３１とバッテリ内循環回路４１との合流部に配設され液体循環回路３１内を流通する水をバッテリ内循環回路４１へ導入するように切り替え可能な電磁切替弁（バルブとも言う）４２と、冷却装置２０の冷風を用いて液体循環回路３１内の水を冷却する液体冷却構造４３と、を追加して構成される。
【００２５】
バッテリ内循環回路４１は、例えば、ケース１ａ内の各バッテリセルの表面に接触するように配置された伝熱板を冷却するように、水冷方式でバッテリを冷却するように配管される。
電磁切替弁４２は、ここでは、３方向切り替え弁が用いられ、液体循環回路３１内の水をバッテリ内循環回路４１のみに流通させる第１流通モードと、液体循環回路３１内の水を電気ヒータ３４のみに流通させる第２流通モードと、液体循環回路３１内の水をバッテリ内循環回路４１と電気ヒータ３４との双方に流通させる第３流通モードと、を有している。
【００２６】
液体冷却構造４３は、ヒータコア３３を冷却装置２０の冷風流路４４の下流部に配置した構造である。つまり、送風ファン２５ａによって送られエバポレータ２５で冷却された空気（冷気）は、エバポレータ２５の下流の冷風流路４４を流通し、一部はダクト２６を介して車室内に送られるが、一部はヒータコア３３に送られるように、冷却装置２０の冷風流路４４の下流部にヒータコア３３を配置している。
【００２７】
また、この冷風流路４４のヒータコア３３に向かう流路部分には、電動シャッタ４５が装備され、電動シャッタ４５を開くと冷風流路４４の冷気がヒータコア３３に送られ、電動シャッタ４５を閉じると冷風流路４４の冷気はヒータコア３３には送られないようになっている。
このような電磁切替弁４２及び電動シャッタ４５を電気温水ヒータ３４及び送風ファン２５ａと共に制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ，制御手段）４０が備えられる。ＥＣＵ４０は、温度センサ５１で検出された電池パック１のバッテリの温度ＴＢと温度センサ５２で検出された液体循環回路３１内の水の温度ＴＷとに基づいて、電磁切替弁４２，電動シャッタ４５，電気温水ヒータ３４を制御する。
【００２８】
温度センサ５１は、ケースａ内の全てのバッテリセルの表面温度を検出し、これらの検出値からその代表温度（例えば、全体の平均温度、或いは、高い方から何個か又は低い方から何個かの平均温度）をバッテリの温度ＴＢとしてもよく、また、ケースａ内の特定のバッテリ雰囲気温度に基づく推定値をバッテリの温度ＴＢとしてもよい。
温度センサ５２は、液体循環回路３１内の水温を検出する水温センサであり、液体循環回路３１内の水の平均的な温度を計測するように計測点を設定することが好ましい。
【００２９】
ＥＣＵ４０は、バッテリの温度ＴＢが予め設定された上限温度ＴＢＨ以上になると電池パック１のバッテリの冷却を行なうために、電磁切替弁４２を第１流通モードとし、電動シャッタ４５を開放し、電気温水ヒータ３４を停止させ、送風ファン２５ａを作動させる。これにより、液体循環回路３１内の水は、ヒータコア３３において、冷風流路４４の冷気によって冷却され、電池パック１のバッテリを冷却する。なお、上限温度ＴＢＨは、バッテリ温度が上昇するとその劣化を促進するので、これ以上はバッテリ温度を上げたくないという温度である。
【００３０】
また、ＥＣＵ４０は、バッテリの温度ＴＢが予め設定された下限温度ＴＢＬ以下になると電池パック１のバッテリの加温を行なうために、電磁切替弁４２を第１又は第３流通モードとし、電動シャッタ４５を閉鎖し、電気温水ヒータ３４を適宜作動させる。なお、送風ファン２５ａは冷房要求に応じて作動させる。
これにより、電磁切替弁４２を第３流通モードとすると、液体循環回路３１内の水の一部は、電気温水ヒータ３４に進んで暖められて液体循環回路３１内全体の水を昇温させ温水とし、こうして昇温された温水の一部は液体循環回路３１内からバッテリ内循環回路４１に進んで、電池パック１のバッテリを加温する。なお、電磁切替弁４２を第１，第３流通モードの何れにするかは、液体循環回路３１内の温水の温度に応じて、温水の温度を予め設定された温度域に保持できるように選択する。つまり、液体循環回路３１内の温水が過剰に温度上昇したら、電気温水ヒータ３４を停止させる処理と電磁切替弁４２を第１流通モードとする処理との何れか、又は、両方を行なう。
【００３１】
また、ＥＣＵ４０は、バッテリの温度ＴＢが下限温度ＴＢＬと上限温度ＴＢＨとの間にあり、バッテリの温度調整が不要な場合には、車室内への暖房要求があると、電磁切替弁４２を第１〜３流通モードの何れかとし、電動シャッタ４５を閉鎖し、電気温水ヒータ３４を適宜作動させる。この場合、ヒータコア専用の送風ファンを備えていれば、これを作動させて送風ファン２５ａは停止させる。或いは、エバポレータ２５を停止して送風ファン２５ａを作動させる。
【００３２】
電磁切替弁４２を第１〜３流通モードの何れにするかは、上記と同様に、液体循環回路３１内の温水の温度に応じて、温水の温度を予め設定された温度域に保持できるように選択する。
つまり、温水の温度は設定された温度域にあれば電磁切替弁４２を第２流通モードとし、液体循環回路３１内の温水が過剰に温度上昇したら、電気温水ヒータ３４を停止させる処理と電磁切替弁４２を第１流通モード又は第３流通モードとする処理とのいずれか、又は、両方を行なう。
【００３３】
電気温水ヒータ３４を停止させて電磁切替弁４２を第３流通モードとすれば、バッテリ内循環回路４１を含んだ液体循環回路３１内全体の温水の温度を均一又は略均一に低下でき、電磁切替弁４２を第１流通モードとすれば、バッテリ内循環回路４１を含んだ液体循環回路３１内のうち電気温水ヒータ３４の配管部を除いて部分的に温水の温度を低下でき、ヒータコア３３や電池パック１内の温水の温度を比較的速やかに低下することができる。この場合、電気温水ヒータ３４を停止させることが好ましい。
【００３４】
＜作用，効果＞
本発明の一実施形態にかかる駆動用バッテリ温度調整システムは、上述のように構成されるので、例えば、図２に示すフローチャートのように、ＥＣＵ４０を通じて駆動用バッテリの温度調整を行なうことができる。なお、図２に示すフローは所定の制御周期で実施されるものとする。
【００３５】
図２に示すように、まず、バッテリ温度ＴＢと液体循環回路３１内の温水温度ＴＷとを各センサ５１，５２から取得し（ステップＳ１０）、まず、バッテリ温度ＴＢが設定された上限温度ＴＢＨ以上か否かを判定する（ステップＳ２０）。
ここで、バッテリ温度ＴＢが上限温度ＴＢＨ以上なら、電池パック１のバッテリの冷却を行なうために、電気温水ヒータ３４をオフ（停止）とし（ステップＳ３０）、バルブ４２を第１流通モードとし（ステップＳ４０）、電動シャッタ４５を開放し送風ファン２５ａを作動させ、ヒータコア３３に冷風を送る（ステップＳ５０）。これにより、液体循環回路３１内の水は、ヒータコア３３において、冷風流路４４の冷気によって冷却され、電池パック１のバッテリを冷却し、バッテリ温度ＴＢを上限温度ＴＢＨよりも低下させる。したがって、バッテリの過剰な温度上昇が回避され、バッテリの劣化が抑えられる。
【００３６】
一方、バッテリ温度ＴＢが上限温度ＴＢＨ以上でなければ、電気ヒータのオン（作動）を許可し（ステップＳ６０）、電動シャッタ４５を閉鎖して、ヒータコア３３への冷風の供給を停止する（ステップＳ７０）。そして、バッテリ温度ＴＢが設定された下限温度ＴＢＬ以下か否かを判定する（ステップＳ８０）。
ここで、バッテリ温度ＴＢが下限温度ＴＢＬ以下なら、電池パック１のバッテリの加温を行なうために、電磁切替弁４２を第１又は第３流通モードとし（ステップＳ９０）、電気温水ヒータ３４を適宜作動させる（ステップＳ１００）。なお、送風ファン２５ａは冷房要求に応じて作動させる。これにより、液体循環回路３１内の水は、電気温水ヒータ３４で適宜加温され、電池パック１のバッテリを加温し、バッテリ温度ＴＢを下限温度ＴＢＬよりも上昇させる。したがって、バッテリの過剰な温度低下が回避され、バッテリの性能低下が抑えられる。
【００３７】
一方、バッテリ温度ＴＢが下限温度ＴＢＬ以下でないなら、この場合、バッテリの温度ＴＢの温度が下限温度ＴＢＬと上限温度ＴＢＨとの間にあり、バッテリの温度調整は不要であり、電磁切替弁４２を第１〜３流通モードの何れかとし（ステップＳ１１０）、暖房要求に応じて電気温水ヒータ３４を適宜作動させる（ステップＳ１００）。車室内の暖房を効率よく且つ確実に実施することができる。
【００３８】
このようにして、本駆動用バッテリ温度調整システムによれば、車両に予め装備されたエアコンシステム２に、バッテリ内循環回路４１とバルブ４２と液体冷却構造４３とを追加するだけで、エアコンシステム２の冷却装置２０の冷風を用いて液体循環回路３１内の暖房用の水を冷却し、バルブ４２を、水をバッテリ内循環回路４１へ導入するように切り替えることにより、バッテリ内循環回路４１に冷却された水が流通し、ケース１ａ内のバッテリを水冷方式によって、ケース内を均等に（例えば、バッテリを構成する複数のバッテリセルを温度バラツキなく均等に）冷却することができる。
【００３９】
したがって、装置にかかる部品点数の増加を抑えて、装置コストの増加を抑えながら、駆動用バッテリを適切に温度管理することができるようになる。
また、液体冷却構造４３を、ヒータ装置３０のヒータコア３３を冷却装置２０の冷風流路４４の下流部に配置した構造としているので、配置変更のみでよく部品増をより抑えることができる。
【００４０】
さらに、ＥＣＵ４０は、バッテリの冷却要求があると、ヒータコア３３への冷風の送風を実施し、バルブ４２を第１流通モードに切り替えることにより、バッテリの冷却要求に確実に応答することができ、バッテリの加温要求があると、ヒータコア３３への冷風の送風を停止すると共にバルブ４２を第１流通モード又は第３流通モードに切り替えることにより、バッテリの加温要求に確実に応答することができる。
【００４１】
また、バッテリの温度調整要求がない場合には、バルブ４２を第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにことにより、車室内の暖房要求に効率よく且つ確実に応答することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、かかる実施形態の一部を用いたり、かかる実施形態の一部を変更したりして、実施することができる。
【００４２】
例えば、電磁切替弁４２を３方向切替弁としているが、第１流通モードと第２流通モードとを有する２方向切替弁として、第３流通モードの変わりに、第１流通モードと第２流通モードとを反復して切り換えるようにしてもよい。
また、電磁切替弁４２の位置も実施形態のものに限定されない。
さらに、液体循環回路３１及びバッテリ内循環回路４１を流通する液体は、水に限定されない。
【００４３】
液体冷却構造４３にかかる冷風流路４４の図１に示す構造も一例であり、これに限定されない。
【符号の説明】
【００４４】
１ 電池パック（駆動用バッテリ）
１ａ バッテリケース（ケース）
２ エアコンシステム
２０ 冷却装置（クーラ装置）
２１ 冷媒循環回路（冷却用配管）
２２ 電動コンプレッサ
２３ コンデンサ
２３ａ 冷却ファン
２４ 膨張弁
２５ エバポレータ
２５ａ 送風ファン（送風機）
２６ ダクト
３０ ヒータ装置
３１ 液体循環回路（温水用配管）
３２ ウォータポンプ
３３ ヒータコア
３４ 加熱装置としての電気温水ヒータ（電気ヒータ）
４０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ，制御手段）
４１ バッテリ内循環回路
４２ 電磁切替弁（バルブ）
４３ 液体冷却構造
４４ 冷風流路
４５ 電動シャッタ
５１，５２ 温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリット電気自動車を含む電気自動車において駆動用バッテリを温度調整する、駆動用バッテリ温度調整システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリット電気自動車を含む電気自動車が開発され実用化されており、かかる電気自動車には、車両を走行駆動しうる電動発電機と、この電動発電機に電力を供給しうる駆動用バッテリとが装備される。一般に、バッテリは、高温の状況下で使用されると寿命が低下し易く、逆に、低温の状況下で使用されると出力を得難く、一定の温度範囲に温度を管理することが必要である。
【０００３】
特に、バッテリは充放電によって発熱し、電気自動車にかかる駆動用バッテリの場合、充放電時の電流も大きいので充放電時に一層発熱しやすく、バッテリの温度管理の中でもバッテリの温度が高温にならないように冷却することが重要である。このため、このような駆動用バッテリには、通常、冷却システムが装備される。この冷却システムとしては、空冷方式や水冷方式などが一般的ある。
【０００４】
例えば、図３は水冷方式の駆動用バッテリ冷却システムを示す構成図である。図３に示すように、この冷却システムは、冷却水循環流路１１内を循環する冷却水によって、電池パック１内を冷却する。冷却水循環流路１１は、一部が電池パック１内に配置され残りが電池パック１外に配置される。電池パック１外の冷却水循環流路１１には、ウォータポンプ１２と、ラジエータ１３及び冷却ファン１４とが介装され、ウォータポンプ１２によって冷却水が冷却水循環流路１１内を循環し、ラジエータ１３及び冷却ファン１４が電池パック１内に進入する前の冷却水を冷却し、冷却された冷却水が電池パック１内の電池を冷却する。また、冷却水循環流路１１内の余剰冷却水はリザーバタンク１５に貯留される。
【０００５】
このような水冷方式に対して、例えば特許文献１に記載されているように、高圧冷媒の気化潜熱を用いて冷却する冷却装置、即ち、冷却サイクルを利用して空冷方式によって駆動用バッテリを冷却する技術も開発されている。
また、駆動用バッテリを加熱する技術も開発されている。例えば特許文献２には、車室内の暖房用の加熱流体（温水）を利用して駆動用バッテリを加熱して、バッテリ温度の低下を抑制してバッテリ性能の向上を図る技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７９１８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、水冷方式によって駆動用バッテリを冷却する技術では、内部に冷却水が流通するようにした伝熱板を電池パック内の各バッテリセルの表面に接触させて各バッテリセルを冷却することができるので、バッテリセル間の温度バラツキが小さいという利点があるが、専用部品として、ラジエータ，ポンプ，タンクが必要であり部品点数が多大となるという課題がある。
【０００８】
また、冷却サイクルを利用して駆動用バッテリを冷却する技術では、空調ユニットの一部を兼用しうるものの、空冷方式によるため、バッテリセル間の温度バラツキが大きくなりやすく、駆動用バッテリの適切な温度管理が難しい。
さらに、駆動用バッテリの温度管理には、駆動用バッテリを加熱してバッテリ温度の低下を抑制することも必要になるが、バッテリの冷却と加熱とを行なうために、例えば図３の冷却水を利用する装置と特許文献２の暖房用の温水を利用する装置とをそのまま併設したのでは、装置にかかる部品点数が一層多大となるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するために創案されたもので、装置にかかる部品点数の増加を抑えて駆動用バッテリを適切に温度管理することができるようにした、駆動用バッテリ温度調整システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の駆動用バッテリ温度調整システムは、車両の駆動用モータに電力を供給する駆動用バッテリと、冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置と、加熱された液体を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置とを有する電気自動車の駆動用バッテリ温度調整システムであって、前記ヒータ装置の前記液体を加熱する加熱装置が介装された液体循環回路に接続され、駆動用バッテリのケース内に一部を配管されたバッテリ内循環回路と、前記液体循環回路内を流通する前記液体を前記バッテリ内循環回路へ導入するように切り替え可能な切替弁と、前記冷却装置の冷風を用いて前記液体循環回路内の前記液体を冷却する液体冷却構造と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
前記冷却装置は、冷媒を気化させるエバポレータと、前記エバポレータに送風し車室内に冷風を供給する送風機とをそなえ、前記ヒータ装置は、前記液体を加熱する前記加熱装置としての電気ヒータと、前記液体を前記液体循環回路内で循環させるポンプ、車室内に温風を供給するヒータコアとを前記液体循環回路内にそなえ、前記液体冷却構造は、前記ヒータコアを前記冷却装置の冷風流路の下流部に配置した構造であることが好ましい。
【００１２】
前記切替弁は、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路のみに流通させる第１流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記電気ヒータのみに流通させる第２流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路と前記電気ヒータとの双方に流通させる第３流通モードと、を有する電磁切替弁であって、前記バッテリの冷却要求がある、前記ヒータコアへの前記冷風の送風を実施すると共に前記電磁切替弁を前記第１流通モードに切り替え、前記バッテリの冷却要求がないと前記ヒータコアへの前記冷風の送風を停止し、さらに前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１又は３流通モードに切り替える制御手段を備えていることが好ましい。
【００１３】
この場合、前記制御手段は、前記バッテリの冷却要求がない場合、前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１，３流通モードのいずれかに、前記バッテリの加温要求がないと前記電磁切替弁を前記第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して前記液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の駆動用バッテリ温度調整システムによれば、液体冷却構造により冷却装置の冷風を用いて液体循環回路内の液体を冷却し、切替弁を、液体をバッテリ内循環回路へ導入するように切り替えることにより、バッテリ内循環回路を冷却された液体が流通し、ケース内の駆動用バッテリを冷却することができ、バッテリ内循環回路と切替弁と液体冷却構造とを追加するだけで部品増を抑えて、水冷方式によって、ケース内を均等に（例えば、バッテリを構成する複数のバッテリセルを温度バラツキなく均等に）冷却することができる。
【００１５】
液体冷却構造を、ヒータ装置のヒータコアを冷却装置の冷風流路の下流部に配置した構造とすれば、配置変更のみで部品増をより抑えることができる。
さらに、バッテリの冷却要求があると、ヒータコアへの冷風の送風を実施し、電磁切替弁を、液体循環回路内の液体をバッテリ内循環回路のみに流通させる第１流通モードに切り替えることにより、バッテリの冷却要求に確実に応答することができる。
【００１６】
また、バッテリの冷却要求がない場合には、バッテリの加温要求があると電磁切替弁を第１，３流通モードのいずれかに、バッテリの加温要求がないと電磁切替弁を第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにすれば、バッテリの加温要求や車室内の暖房要求に効率よく且つ確実に応答することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のかかる駆動用バッテリ温度調整システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態のかかる駆動用バッテリ温度調整システムの動作を説明するフローチャートである。
【図３】背景技術のかかる駆動用バッテリ冷却システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。
図１，図２は本発明の一実施形態のかかる駆動用バッテリ温度調整システムを説明する図であり、図１はその構成図、図２はその動作を説明するフローチャートである。
【００１９】
＜構成＞
本駆動用バッテリ温度調整システムは、電気自動車（ハイブリット電気自動車を含む）に装備され、図１に示すように、電気自動車の走行用電動モータに電力を供給して車両を駆動するために備えられた駆動用バッテリを温度調整するもので、車室内の空調のために車両に装備されたエアコンシステム２の一部を利用している。なお、駆動用バッテリは電池パック１として装備され、この電池パック１は、バッテリケース（単にケースとも言う）１ａの内部に複数のバッテリセルからなるバッテリ（図示略）を収納されて構成される。
【００２０】
車両のエアコンシステム２は、冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置（クーラ装置）２０と、加熱された液体（ここでは水）を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置３０とを有している。
冷却装置２０は、冷媒が封入された高内圧の冷媒循環回路（冷却用配管）２１と、この冷媒循環回路２１に順に介装された電動コンプレッサ２２，コンデンサ２３，膨張弁２４，エバポレータ２５とを備えて構成され、コンデンサ２３には冷却ファン２３ａが、エバポレータ２５には送風ファン（送風機）２５ａが、それぞれ付設されている。
【００２１】
冷媒循環回路２１内の冷媒は、図中矢印で示すように循環し、まず、電動コンプレッサ２２により高圧に圧縮される。冷媒は圧縮に伴い高温に温度上昇するが、次のコンデンサ２３により凝縮されつつ冷却ファン２３ａによって空冷により温度低下される。そして、冷媒はやや温度の高い高圧液体となって、膨張弁２４を通過しながら蒸発（気化）して、この際の気化潜熱によってきわめて低温に温度低下する。その後、冷媒はエバポレータ２５に供給され、送風ファン２５ａによって送られる空気を冷却し、自身は温度上昇して、電動コンプレッサ２２に流入する。
【００２２】
送風ファン２５ａによって送られエバポレータ２５で冷却された空気（冷気）は、ダクト２６を介して車室内に送られて、車室内を冷房する。
ヒータ装置３０は、液体（ここでは水）が内蔵された低内圧（大気圧程度）の液体循環回路（温水用配管）３１と、この液体循環回路３１に順に介装されたウォータポンプ３２，ヒータコア３３，加熱装置としての電気温水ヒータ（電気ヒータ）３４とを有している。なお、液体循環流路３１内の余剰水は図示しないリザーバタンクに貯留される。
【００２３】
液体循環回路３１内の水は、ウォータポンプ３２によって図中矢印で示すように循環し、電気温水ヒータ３４によって所定の温度域に加熱されて、ヒータコア３３に送られて、図示しないヒータコア専用の送風ファンによって、或いは、エバポレータ２５を停止して送風ファン２５ａによって、このヒータコア３３に送風し、ヒータコア３３により加熱された温風を車室内に送って、車室内を暖房する。
【００２４】
本駆動用バッテリ温度調整システムは、このようなエアコンシステム２を利用しており、ヒータ装置３０の液体循環回路３１に、電気温水ヒータ３４を迂回するように接続されて、ケース１ａ内に一部を配管されたバッテリ内循環回路４１と、液体循環回路３１とバッテリ内循環回路４１との合流部に配設され液体循環回路３１内を流通する水をバッテリ内循環回路４１へ導入するように切り替え可能な電磁切替弁（バルブとも言う）４２と、冷却装置２０の冷風を用いて液体循環回路３１内の水を冷却する液体冷却構造４３と、を追加して構成される。
【００２５】
バッテリ内循環回路４１は、例えば、ケース１ａ内の各バッテリセルの表面に接触するように配置された伝熱板を冷却するように、水冷方式でバッテリを冷却するように配管される。
電磁切替弁４２は、ここでは、３方向切り替え弁が用いられ、液体循環回路３１内の水をバッテリ内循環回路４１のみに流通させる第１流通モードと、液体循環回路３１内の水を電気ヒータ３４のみに流通させる第２流通モードと、液体循環回路３１内の水をバッテリ内循環回路４１と電気ヒータ３４との双方に流通させる第３流通モードと、を有している。
【００２６】
液体冷却構造４３は、ヒータコア３３を冷却装置２０の冷風流路４４の下流部に配置した構造である。つまり、送風ファン２５ａによって送られエバポレータ２５で冷却された空気（冷気）は、エバポレータ２５の下流の冷風流路４４を流通し、一部はダクト２６を介して車室内に送られるが、一部はヒータコア３３に送られるように、冷却装置２０の冷風流路４４の下流部にヒータコア３３を配置している。
【００２７】
また、この冷風流路４４のヒータコア３３に向かう流路部分には、電動シャッタ４５が装備され、電動シャッタ４５を開くと冷風流路４４の冷気がヒータコア３３に送られ、電動シャッタ４５を閉じると冷風流路４４の冷気はヒータコア３３には送られないようになっている。
このような電磁切替弁４２及び電動シャッタ４５を電気温水ヒータ３４及び送風ファン２５ａと共に制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ，制御手段）４０が備えられる。ＥＣＵ４０は、温度センサ５１で検出された電池パック１のバッテリの温度ＴＢと温度センサ５２で検出された液体循環回路３１内の水の温度ＴＷとに基づいて、電磁切替弁４２，電動シャッタ４５，電気温水ヒータ３４を制御する。
【００２８】
温度センサ５１は、ケースａ内の全てのバッテリセルの表面温度を検出し、これらの検出値からその代表温度（例えば、全体の平均温度、或いは、高い方から何個か又は低い方から何個かの平均温度）をバッテリの温度ＴＢとしてもよく、また、ケースａ内の特定のバッテリ雰囲気温度に基づく推定値をバッテリの温度ＴＢとしてもよい。
温度センサ５２は、液体循環回路３１内の水温を検出する水温センサであり、液体循環回路３１内の水の平均的な温度を計測するように計測点を設定することが好ましい。
【００２９】
ＥＣＵ４０は、バッテリの温度ＴＢが予め設定された上限温度ＴＢＨ以上になると電池パック１のバッテリの冷却を行なうために、電磁切替弁４２を第１流通モードとし、電動シャッタ４５を開放し、電気温水ヒータ３４を停止させ、送風ファン２５ａを作動させる。これにより、液体循環回路３１内の水は、ヒータコア３３において、冷風流路４４の冷気によって冷却され、電池パック１のバッテリを冷却する。なお、上限温度ＴＢＨは、バッテリ温度が上昇するとその劣化を促進するので、これ以上はバッテリ温度を上げたくないという温度である。
【００３０】
また、ＥＣＵ４０は、バッテリの温度ＴＢが予め設定された下限温度ＴＢＬ以下になると電池パック１のバッテリの加温を行なうために、電磁切替弁４２を第１又は第３流通モードとし、電動シャッタ４５を閉鎖し、電気温水ヒータ３４を適宜作動させる。なお、送風ファン２５ａは冷房要求に応じて作動させる。
これにより、電磁切替弁４２を第３流通モードとすると、液体循環回路３１内の水の一部は、電気温水ヒータ３４に進んで暖められて液体循環回路３１内全体の水を昇温させ温水とし、こうして昇温された温水の一部は液体循環回路３１内からバッテリ内循環回路４１に進んで、電池パック１のバッテリを加温する。なお、電磁切替弁４２を第１，第３流通モードの何れにするかは、液体循環回路３１内の温水の温度に応じて、温水の温度を予め設定された温度域に保持できるように選択する。つまり、液体循環回路３１内の温水が過剰に温度上昇したら、電気温水ヒータ３４を停止させる処理と電磁切替弁４２を第１流通モードとする処理との何れか、又は、両方を行なう。
【００３１】
また、ＥＣＵ４０は、バッテリの温度ＴＢが下限温度ＴＢＬと上限温度ＴＢＨとの間にあり、バッテリの温度調整が不要な場合には、車室内への暖房要求があると、電磁切替弁４２を第１〜３流通モードの何れかとし、電動シャッタ４５を閉鎖し、電気温水ヒータ３４を適宜作動させる。この場合、ヒータコア専用の送風ファンを備えていれば、これを作動させて送風ファン２５ａは停止させる。或いは、エバポレータ２５を停止して送風ファン２５ａを作動させる。
【００３２】
電磁切替弁４２を第１〜３流通モードの何れにするかは、上記と同様に、液体循環回路３１内の温水の温度に応じて、温水の温度を予め設定された温度域に保持できるように選択する。
つまり、温水の温度は設定された温度域にあれば電磁切替弁４２を第２流通モードとし、液体循環回路３１内の温水が過剰に温度上昇したら、電気温水ヒータ３４を停止させる処理と電磁切替弁４２を第１流通モード又は第３流通モードとする処理とのいずれか、又は、両方を行なう。
【００３３】
電気温水ヒータ３４を停止させて電磁切替弁４２を第３流通モードとすれば、バッテリ内循環回路４１を含んだ液体循環回路３１内全体の温水の温度を均一又は略均一に低下でき、電磁切替弁４２を第１流通モードとすれば、バッテリ内循環回路４１を含んだ液体循環回路３１内のうち電気温水ヒータ３４の配管部を除いて部分的に温水の温度を低下でき、ヒータコア３３や電池パック１内の温水の温度を比較的速やかに低下することができる。この場合、電気温水ヒータ３４を停止させることが好ましい。
【００３４】
＜作用，効果＞
本発明の一実施形態にかかる駆動用バッテリ温度調整システムは、上述のように構成されるので、例えば、図２に示すフローチャートのように、ＥＣＵ４０を通じて駆動用バッテリの温度調整を行なうことができる。なお、図２に示すフローは所定の制御周期で実施されるものとする。
【００３５】
図２に示すように、まず、バッテリ温度ＴＢと液体循環回路３１内の温水温度ＴＷとを各センサ５１，５２から取得し（ステップＳ１０）、まず、バッテリ温度ＴＢが設定された上限温度ＴＢＨ以上か否かを判定する（ステップＳ２０）。
ここで、バッテリ温度ＴＢが上限温度ＴＢＨ以上なら、電池パック１のバッテリの冷却を行なうために、電気温水ヒータ３４をオフ（停止）とし（ステップＳ３０）、バルブ４２を第１流通モードとし（ステップＳ４０）、電動シャッタ４５を開放し送風ファン２５ａを作動させ、ヒータコア３３に冷風を送る（ステップＳ５０）。これにより、液体循環回路３１内の水は、ヒータコア３３において、冷風流路４４の冷気によって冷却され、電池パック１のバッテリを冷却し、バッテリ温度ＴＢを上限温度ＴＢＨよりも低下させる。したがって、バッテリの過剰な温度上昇が回避され、バッテリの劣化が抑えられる。
【００３６】
一方、バッテリ温度ＴＢが上限温度ＴＢＨ以上でなければ、電気ヒータのオン（作動）を許可し（ステップＳ６０）、電動シャッタ４５を閉鎖して、ヒータコア３３への冷風の供給を停止する（ステップＳ７０）。そして、バッテリ温度ＴＢが設定された下限温度ＴＢＬ以下か否かを判定する（ステップＳ８０）。
ここで、バッテリ温度ＴＢが下限温度ＴＢＬ以下なら、電池パック１のバッテリの加温を行なうために、電磁切替弁４２を第１又は第３流通モードとし（ステップＳ９０）、電気温水ヒータ３４を適宜作動させる（ステップＳ１００）。なお、送風ファン２５ａは冷房要求に応じて作動させる。これにより、液体循環回路３１内の水は、電気温水ヒータ３４で適宜加温され、電池パック１のバッテリを加温し、バッテリ温度ＴＢを下限温度ＴＢＬよりも上昇させる。したがって、バッテリの過剰な温度低下が回避され、バッテリの性能低下が抑えられる。
【００３７】
一方、バッテリ温度ＴＢが下限温度ＴＢＬ以下でないなら、この場合、バッテリの温度ＴＢの温度が下限温度ＴＢＬと上限温度ＴＢＨとの間にあり、バッテリの温度調整は不要であり、電磁切替弁４２を第１〜３流通モードの何れかとし（ステップＳ１１０）、暖房要求に応じて電気温水ヒータ３４を適宜作動させる（ステップＳ１００）。車室内の暖房を効率よく且つ確実に実施することができる。
【００３８】
このようにして、本駆動用バッテリ温度調整システムによれば、車両に予め装備されたエアコンシステム２に、バッテリ内循環回路４１とバルブ４２と液体冷却構造４３とを追加するだけで、エアコンシステム２の冷却装置２０の冷風を用いて液体循環回路３１内の暖房用の水を冷却し、バルブ４２を、水をバッテリ内循環回路４１へ導入するように切り替えることにより、バッテリ内循環回路４１に冷却された水が流通し、ケース１ａ内のバッテリを水冷方式によって、ケース内を均等に（例えば、バッテリを構成する複数のバッテリセルを温度バラツキなく均等に）冷却することができる。
【００３９】
したがって、装置にかかる部品点数の増加を抑えて、装置コストの増加を抑えながら、駆動用バッテリを適切に温度管理することができるようになる。
また、液体冷却構造４３を、ヒータ装置３０のヒータコア３３を冷却装置２０の冷風流路４４の下流部に配置した構造としているので、配置変更のみでよく部品増をより抑えることができる。
【００４０】
さらに、ＥＣＵ４０は、バッテリの冷却要求があると、ヒータコア３３への冷風の送風を実施し、バルブ４２を第１流通モードに切り替えることにより、バッテリの冷却要求に確実に応答することができ、バッテリの加温要求があると、ヒータコア３３への冷風の送風を停止すると共にバルブ４２を第１流通モード又は第３流通モードに切り替えることにより、バッテリの加温要求に確実に応答することができる。
【００４１】
また、バッテリの温度調整要求がない場合には、バルブ４２を第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにことにより、車室内の暖房要求に効率よく且つ確実に応答することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、かかる実施形態の一部を用いたり、かかる実施形態の一部を変更したりして、実施することができる。
【００４２】
例えば、電磁切替弁４２を３方向切替弁としているが、第１流通モードと第２流通モードとを有する２方向切替弁として、第３流通モードの変わりに、第１流通モードと第２流通モードとを反復して切り換えるようにしてもよい。
また、電磁切替弁４２の位置も実施形態のものに限定されない。
さらに、液体循環回路３１及びバッテリ内循環回路４１を流通する液体は、水に限定されない。
【００４３】
液体冷却構造４３にかかる冷風流路４４の図１に示す構造も一例であり、これに限定されない。
【符号の説明】
【００４４】
１ 電池パック（駆動用バッテリ）
１ａ バッテリケース（ケース）
２ エアコンシステム
２０ 冷却装置（クーラ装置）
２１ 冷媒循環回路（冷却用配管）
２２ 電動コンプレッサ
２３ コンデンサ
２３ａ 冷却ファン
２４ 膨張弁
２５ エバポレータ
２５ａ 送風ファン（送風機）
２６ ダクト
３０ ヒータ装置
３１ 液体循環回路（温水用配管）
３２ ウォータポンプ
３３ ヒータコア
３４ 加熱装置としての電気温水ヒータ（電気ヒータ）
４０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ，制御手段）
４１ バッテリ内循環回路
４２ 電磁切替弁（バルブ）
４３ 液体冷却構造
４４ 冷風流路
４５ 電動シャッタ
５１，５２ 温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動用モータに電力を供給する駆動用バッテリと、冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置と、加熱された液体を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置とを有する電気自動車の駆動用バッテリ温度調整システムであって、
前記ヒータ装置の前記液体を加熱する加熱装置が介装された液体循環回路に接続され、駆動用バッテリのケース内に一部を配管されたバッテリ内循環回路と、
前記液体循環回路内を流通する前記液体を前記バッテリ内循環回路へ導入するように切り替え可能な切替弁と、
前記冷却装置の冷風を用いて前記液体循環回路内の前記液体を冷却する液体冷却構造と、を備えている
ことを特徴とする、駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項２】
前記冷却装置は、冷媒を気化させるエバポレータと、前記エバポレータに送風し車室内に冷風を供給する送風機とをそなえ、
前記ヒータ装置は、前記液体を加熱する前記加熱装置としての電気ヒータと、前記液体を前記液体循環回路内で循環させるポンプ、車室内に温風を供給するヒータコアとを前記液体循環回路内にそなえ、
前記液体冷却構造は、前記ヒータコアを前記冷却装置の冷風流路の下流部に配置した構造である
ことを特徴とする、請求項１記載の駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項３】
前記切替弁は、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路のみに流通させる第１流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記電気ヒータのみに流通させる第２流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路と前記電気ヒータとの双方に流通させる第３流通モードと、を有する電磁切替弁であって、
前記バッテリの冷却要求がある、前記ヒータコアへの前記冷風の送風を実施すると共に前記電磁切替弁を前記第１流通モードに切り替え、前記バッテリの冷却要求がないと前記ヒータコアへの前記冷風の送風を停止し、さらに前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１又は３流通モードに切り替える制御手段を備えている
ことを特徴とする、請求項２記載の駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記バッテリの温度調整要求がない場合、前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１，３流通モードのいずれかに、前記バッテリの加温要求がないと前記電磁切替弁を前記第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して前記液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにする
ことを特徴とする、請求項３記載の駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項１】
車両の駆動用モータに電力を供給する駆動用バッテリと、冷媒の気化潜熱を利用して車室内に冷風を供給して冷房する冷却装置と、加熱された液体を利用して車室内に温風を供給して暖房するヒータ装置とを有する電気自動車の駆動用バッテリ温度調整システムであって、
前記ヒータ装置の前記液体を加熱する加熱装置が介装された液体循環回路に接続され、駆動用バッテリのケース内に一部を配管されたバッテリ内循環回路と、
前記液体循環回路内を流通する前記液体を前記バッテリ内循環回路へ導入するように切り替え可能な切替弁と、
前記冷却装置の冷風を用いて前記液体循環回路内の前記液体を冷却する液体冷却構造と、を備えている
ことを特徴とする、駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項２】
前記冷却装置は、冷媒を気化させるエバポレータと、前記エバポレータに送風し車室内に冷風を供給する送風機とをそなえ、
前記ヒータ装置は、前記液体を加熱する前記加熱装置としての電気ヒータと、前記液体を前記液体循環回路内で循環させるポンプ、車室内に温風を供給するヒータコアとを前記液体循環回路内にそなえ、
前記液体冷却構造は、前記ヒータコアを前記冷却装置の冷風流路の下流部に配置した構造である
ことを特徴とする、請求項１記載の駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項３】
前記切替弁は、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路のみに流通させる第１流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記電気ヒータのみに流通させる第２流通モードと、前記液体循環回路内の前記液体を前記バッテリ内循環回路と前記電気ヒータとの双方に流通させる第３流通モードと、を有する電磁切替弁であって、
前記バッテリの冷却要求がある、前記ヒータコアへの前記冷風の送風を実施すると共に前記電磁切替弁を前記第１流通モードに切り替え、前記バッテリの冷却要求がないと前記ヒータコアへの前記冷風の送風を停止し、さらに前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１又は３流通モードに切り替える制御手段を備えている
ことを特徴とする、請求項２記載の駆動用バッテリ温度調整システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記バッテリの温度調整要求がない場合、前記バッテリの加温要求があると前記電磁切替弁を前記第１，３流通モードのいずれかに、前記バッテリの加温要求がないと前記電磁切替弁を前記第１〜３流通モードのいずれかに、それぞれ制御して前記液体の温度が予め設定された加温用温度域を保持するようにする
ことを特徴とする、請求項３記載の駆動用バッテリ温度調整システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−８１９３２（Ｐ２０１２−８１９３２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１７８９（Ｐ２０１０−２３１７８９）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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