JP2019040731A - 電池温調装置および外部熱源供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部熱源供給装置から熱接触により供給される熱を利用して電池の温度を調整可能な電池温調装置を提供する。
【解決手段】電池温調装置１は、車両３の外部に設置される外部熱源供給装置８０から供給される熱を用いて、車両３に搭載された電池２の温度を調節する。電池温調装置１は、電池用熱交換器１０、配管２１、２２および接続熱交換器３０を備える。電池用熱交換器１０は、電池２と熱媒体との熱交換を行う。配管２１、２２は、電池用熱交換器１０に接続され、熱媒体が流れる。接続熱交換器３０は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４に直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触可能な車載熱接触面３５を有する。その接続熱交換器３０は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して伝わる熱により、配管２１を通じて流れる熱媒体を冷却又は加熱する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される二次電池（以下、「電池」という）の温度を調節する電池温調装置、および、その電池温調装置に冷熱または温熱を供給する外部熱源供給装置に関するものである。

近年、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両（以下、「車両」という）において、車両に搭載される電池の充電時間を短くするため、急速充電時に電池に流す電流値を増加させることが検討されている。その場合、急速充電時に電池に流す電流値は、電気モータを使用した車両走行時に電池に流れる電流値よりも大きいものとなる。具体的には、急速充電時の出力は１５０ｋＷ又はそれ以上となることがある。ここで、電池の発熱量Ｑと、電池に流れる電流値Ｉと、電池の内部抵抗値Ｒとの関係は、Ｑ＝Ｉ^２×Ｒで表される。すなわち、電池の発熱量は、電流値の二乗に比例して大きくなる。そのため、急速充電を行う場合には、電池を十分に冷却することが求められる。電池の冷却を、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルでつくられた冷熱を利用して行う場合、充電時の出力が４ｋＷ程度の電池発熱に対応することが可能であるが、それ以上の出力の電池発熱には対応できない。車両に搭載される電池冷却装置の冷却能力を大きくして急速充電時の電池発熱に対応する場合、次のような問題が考えられる。例えば、電池冷却装置の大型化に伴い、車両搭載スペースの確保が困難になる。電池冷却装置の重量増加と共に車両重量が増加し、電気モータを使用した車両走行可能距離が短くなる。または、電池冷却装置にかかるコストが増加する、などの問題である。

特許文献１には、車両搭載の電池の充電時に、車両の外部に設置される充電装置から車両に設けられた液回路に熱媒体を供給し、その熱媒体の冷熱を利用して電池を冷却する技術が記載されている。具体的には、この技術は、車両搭載の電池の充電時に、車両の外部に設置される充電装置に設けられた熱媒体供給用のプラグを車両の熱媒体導入部に差し込み、その充電装置で冷却した熱媒体を車両に設けられた液回路に供給するものである。なお、この技術では、充電装置から熱媒体が供給される第１の液回路と、それとは別に車両に設けた第２の液回路との間で熱媒体同士を熱交換させている。そして、第２の液回路を循環する熱媒体により電池を冷却している。これにより、特許文献１の技術では、車両に搭載される電池冷却装置の冷却能力を大きくすることなく、電池の冷却を可能としている。

特開２０１７−４６７７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、車両搭載の電池の充電開始時に充電装置に設けられた熱媒体供給用のプラグを車両の熱媒体導入部に差し込む作業と、充電終了時にそのプラグを車両の熱媒体導入部から取り外す作業が必要である。そのため、熱媒体供給用のプラグと車両の熱媒体導入部との接続箇所から、車両に設けられた液回路に異物などが入り込むおそれがある。その異物により車両に設けられた液回路が詰まると、液回路の故障に繋がるといった問題がある。また、熱媒体供給用のプラグと車両の熱媒体導入部との間からの熱媒体の漏れや、熱媒体の液垂れが生じると、車両、充電作業者または充電場などが熱媒体によって汚れてしまうといった問題がある。仮に、熱媒体に可燃性の液体が使用される場合には、引火の危険性もある。

本発明は上記点に鑑みて、外部熱源供給装置から熱接触により供給される熱を利用して電池の温度を調整可能な電池温調装置を提供することを目的とする。また、本発明は、その電池温調装置に冷熱または温熱を供給する外部熱源供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
車両（３）の外部に設置される外部熱源供給装置（８０）から供給される熱を用いて車両に搭載された電池（２）の温度を調節する電池温調装置であって、
電池と熱媒体との熱交換を行う電池用熱交換器（１０）と、
電池用熱交換器に接続され、熱媒体が流れる配管（２１、２２）と、
外部熱源供給装置が有する外部熱接触面（８４）に直接接触または熱伝導部材（６）を介して間接的に熱接触可能な車載熱接触面（３５）を有し、外部熱接触面から車載熱接触面を介して伝わる熱により、配管を通じて流れる熱媒体を冷却又は加熱する接続熱交換器（３０）と、を備える。

これによれば、外部熱接触面と車載熱接触面との熱接触により接続熱交換器で冷却又は加熱された熱媒体は、配管を通じて電池用熱交換器に流れる。電池用熱交換器は、その熱媒体と電池との熱交換を行うことで、電池を冷却または暖機することが可能である。そのため、この電池温調装置は、特許文献１に記載の技術のように外部熱源供給装置から電池温調装置の熱媒体の回路に熱媒体が流入することがないので、電池温調装置の熱媒体の回路に異物等の混入が防がれる。また、外部熱接触面と車載熱接触面との間に熱媒体の漏れや液垂れが生じないので、車両、充電作業者または充電場などが熱媒体によって汚れることが防がれる。さらに、電池温調装置は、車両の外部に設置される外部熱源供給装置から供給される熱を用いて車両に搭載された電池の温度を調節するので、電池温調装置の重量および体格を増加させることなく、電池の冷却能力を増加させることが可能である。したがって、この電池温調装置は、回路の故障を防ぐと共に、清潔、安全、且つ、大能力で電池の温度を調整することができる。

請求項９に係る発明は、
車両の外部に設置される外部熱源供給装置であって、
熱媒体回路（８００）に熱媒体を循環させるポンプ（８０２）と、
熱媒体回路を流れる熱媒体を冷却または加熱する熱源部（８０４、８１１）と、
熱源部で冷却または加熱された熱媒体を、所定の温度状態で貯留する保温タンク（８０６）と、
車両に設けられた車載熱接触面に直接接触または熱伝導部材を介して間接的に熱接触可能な外部熱接触面（８４）を有し、熱媒体回路を流れる熱媒体により供給される熱を、外部熱接触面から車載熱接触面へ伝えることの可能な外部接続熱交換器（８３）と、を備える。

これによれば、外部熱源供給装置は、所定の温度状態にした熱媒体を保温タンクに貯留しておくことで、急速充電時など、電池の温度調整のために短時間に大能力が必要な場合にも対応することができる。

なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。

第１実施形態に係る電池温調装置を搭載した車両と充電装置の模式図である。 第１実施形態に係る電池温調装置と充電装置の回路構成図である。 第１実施形態に係る電池温調装置の概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る電池温調装置と充電装置の回路構成図である。 第２実施形態に係る電池温調装置を搭載した車両と充電装置の模式図である。 第３実施形態に係る電池温調装置と充電装置の回路構成図である。 第４実施形態に係る電池温調装置と充電装置の回路構成図である。 第５実施形態に係る電池温調装置と充電装置の回路構成図である。 第６実施形態に係る電池温調装置を搭載した車両と充電装置の模式図である。 電池制御装置と充電制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第７実施形態に係る充電装置の回路構成図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。第１実施形態の電池温調装置１は、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両（以下、単に「車両３」という）に搭載される。第１実施形態の電池温調装置１は、車両３に搭載される二次電池（以下、「電池２」という）を冷却または暖機し、電池２の温度を調節するものである。

まず、電池温調装置１が冷却対象および暖機対象とする電池２について説明する。車両３に設置される大型の電池２は、複数の電池セルが組み合わされた電池モジュールが複数格納された電池パック（すなわち蓄電装置）として、車両３の座席下またはトランクルームの下などに搭載される。電池２に蓄えた電力は、インバータなどを介して車両走行用モータに供給される。この電池２は、車両３の外部に設置される充電装置７０から供給される電力により充電可能な構成である。なお、充電装置７０は、出力が１５０ｋＷ又はそれ以上の急速充電を行うことの可能な急速充電装置であってもよく、または、出力が１５０ｋＷ以下の充電装置であってもよい。

電池２は車両走行中などの放電時および充電時や、車両３の外部に設置される充電装置７０から電力が供給される充電時に自己発熱する。電池２は高温になると、十分な機能を発揮できないだけでなく、劣化や破損を招くので、電池２を一定温度以下に維持するための冷却装置が必要となる。一方、電池２が低温状態にあると、電池２の内部抵抗が大きくなり、充電を行うことができない。そのため、低温環境下での充電開始時に低温状態の電池２を暖機するための暖機装置が必要となる。

さらに、電池２は、複数の電池セルを含む電池モジュールとして構成されているが、各電池セルの温度にばらつきがあると電池セルの劣化に偏りが生じ、電池２の蓄電性能が低下してしまう。これは、最も劣化した電池セルの特性に合わせて蓄電装置の入出力特性が決まることによる。そのため、長期間にわたって電池２に所望の性能を発揮させるためには、複数の電池セル相互間の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。

また、一般に、電池２を冷却する他の冷却装置として、ブロワによる送風方式が採用されることがある。しかし、ブロワは車室内の空気を送風するだけなので、冷却能力は低い。また、ブロワによる送風では空気の顕熱で電池２を冷却するので、空気流れの上流と下流との間で温度差が大きくなり、複数の電池セル同士の温度ばらつきを十分に抑制できない。このような背景から、第１実施形態の電池温調装置１は、熱媒体の自然循環によって電池２の温度を調整するサーモサイフォン方式を採用している。

図１に示すように、第１実施形態の電池温調装置１は、車両３の外部に設置される充電装置７０に設けられた外部熱源供給装置８０から供給される冷熱または温熱を用いて、車両３に搭載された電池２の温度を調節することが可能な装置である。

本実施形態の充電装置７０は、外部熱源供給装置８０と外部電力供給装置９０とを備えている。外部電力供給装置９０は、外部電力供給装置本体９１、充電ケーブル９２、および、充電用コネクタ９３などを備えている。外部電力供給装置９０が備える充電用コネクタ９３は、車両３に設けられた充電口４に差し込むことが可能である。その状態で、外部電力供給装置９０は、外部電力供給装置本体９１から充電ケーブル９２、充電用コネクタ９３、充電口４および車両内部の配線５などを介して、車両３に搭載された電池２に電力を供給する。外部電力供給装置９０から電池２に対し電力が供給されると、電池２が充電される。

一方、外部熱源供給装置８０は、外部熱源供給装置本体８１、外部配管８２、および、外部接続熱交換器８３などを備えている。外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３は、車両３に設けられた車載熱接触面３５に対し直接接触するか、または、熱伝導部材６を介して間接的に熱接触することが可能である。その状態で、外部熱源供給装置８０は、外部熱源供給装置本体８１から外部配管８２、および、外部接続熱交換器８３を介して、車載熱接触面３５に冷熱または温熱を供給する。外部熱源供給装置８０から電池温調装置１に対して冷熱または温熱が供給されると、電池温調装置１はその熱を利用して電池２を冷却または暖機する。なお、外部熱源供給装置８０は、充電装置７０とは別体で設けられていてもよい。

次に、電池温調装置１の構成について説明する。図２および図３に示すように、電池温調装置１は、電池用熱交換器１０、配管２１、２２、接続熱交換器３０、および、車載熱源部４０を備えている。電池温調装置１は、熱媒体が循環するサーモサイフォン回路を構成している。その熱媒体には、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆまたはＨＦＣ−１３４ａなどのフロン系の作動流体が用いられる。

電池用熱交換器１０は、上ヘッダタンク１１、下ヘッダタンク１２、および、その上ヘッダタンク１１と下ヘッダタンク１２とを連通する複数のチューブ１３を有している。電池用熱交換器１０が有する複数のチューブ１３は、重力方向に沿うように延びている。なお、本明細書において「重力方向に沿う」とは、重力方向に平行な状態に加え、重力方向に対して３０°程度傾いている状態も含むことを意味している。サーモサイフォン回路を循環する熱媒体の液面ＦＬ１は、電池用熱交換器１０のチューブ１３の内側の流路の途中に位置している。電池用熱交換器１０は、電池２に対し、図示していない粘着性の放熱シート等により接着されている。そのため、電池用熱交換器１０は、電池２と熱媒体との熱交換を行うことが可能である。

接続熱交換器３０も、上ヘッダタンク３１、下ヘッダタンク３２、および、その上ヘッダタンク３１と下ヘッダタンク３２とを連通する複数のチューブ３３を有している。接続熱交換器３０が有する複数のチューブ３３も、重力方向に沿うように延びている。サーモサイフォン回路を循環する熱媒体の液面ＦＬ２は、接続熱交換器３０のチューブ３３の内側の流路の途中に位置している。接続熱交換器３０は、車外に露出可能な位置に、車載熱接触面３５を有している。車載熱接触面３５は、重力方向に沿うように形成されている。図３では、車載熱接触面３５の範囲を分かりやすく示すため、断面ではないが、車載熱接触面３５にハッチングを付している。なお、車載熱接触面３５の外側に位置する車両外壁に図示していないカバーを設け、そのカバーを開けることで、車載熱接触面３５が車外に露出する構成としてもよい。

車載熱接触面３５には、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３の外部熱接触面８４が、直接接触するか、または、放熱シートなどの熱伝導部材６を介して間接的に熱接触することが可能である。なお、車載熱接触面３５と外部熱接触面８４とが熱接触した状態で、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３は、車両３または接続熱交換器３０に対して図示していないクランプ装置などにより固定される。接続熱交換器３０は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して伝わる冷熱または温熱により、接続熱交換器３０の内側を流れる熱媒体が冷却または加熱されるように構成されている。

配管２１は、電池用熱交換器１０と接続熱交換器３０を接続し、その間に熱媒体を循環させる。また、配管２２は、電池用熱交換器１０と車載熱源部４０とを接続し、その間に熱媒体を循環させる。以下の説明では、電池用熱交換器１０と接続熱交換器３０を接続する配管２１を、第１配管２１と称する。また、電池用熱交換器１０と車載熱源部４０とを接続する配管２２を、第２配管２２と称する。

第１配管２１は、第１液体通路２１１および第１気体通路２１２を有している。第１液体通路２１１は、電池用熱交換器１０の下ヘッダタンク１２に設けられた流出入口１２１と、接続熱交換器３０の下ヘッダタンク３２に設けられた流出入口３２１とを接続している。すなわち、第１液体通路２１１は、電池用熱交換器１０のうちで熱媒体の液面ＦＬ１より下側に設けられた流出入口１２１と、接続熱交換器３０のうちで熱媒体の液面ＦＬ２より下側に設けられた流出入口３２１とを接続している。第１気体通路２１２は、電池用熱交換器１０の上ヘッダタンク１１に設けられた流出入口１１１と、接続熱交換器３０の上ヘッダタンク３１に設けられた流出入口３１１とを接続している。すなわち、第１気体通路２１２は、電池用熱交換器１０のうちで熱媒体の液面ＦＬ１より上側に設けられた流出入口１１１と、接続熱交換器３０のうちで熱媒体の液面ＦＬ２より上側に設けられた流出入口３１１とを接続している。これにより、電池用熱交換器１０、接続熱交換器３０、第１液体通路２１１および第１気体通路２１２は、熱媒体が循環する第１のサーモサイフォン回路１００を構成する。

車載熱源部４０は、１つまたは複数の放熱器により構成されている。第１実施形態では、車載熱源部４０は、空気放熱器４１と、冷凍サイクル５０の蒸発器５１に接続された冷媒放熱器４２により構成されている。空気放熱器４１は、空気放熱器４１の内側を流れる熱媒体と空気放熱器４１を通過する外気との熱交換を行うことで、空気放熱器４１の内側を流れる熱媒体の熱を外気に放熱させる熱交換器である。また、冷媒放熱器４２は、冷媒放熱器４２の内側を流れる熱媒体と冷凍サイクル５０を循環する低温低圧の冷媒との熱交換を行うことで、冷媒放熱器４２の内側を流れる熱媒体の熱を、冷凍サイクル５０を循環する冷媒に放熱させる熱交換器である。なお、空気放熱器４１と冷媒放熱器４２は、電池２の発熱状態または車両３の走行状態などに応じて使い分けることが可能である。また、車載熱源部４０は、空気放熱器４１または冷媒放熱器４２に代えて、図示していない液回路を流れる冷却水等の液体と熱媒体との熱交換を行う液冷放熱器としてもよい。また、車載熱源部４０は、ペルチェ素子により構成してもよい。

第２配管２２は、第２液体通路２２１および第２気体通路２２２を有している。第２液体通路２２１は、電池用熱交換器１０の下ヘッダタンク１２に設けられた流出入口１２２と、空気放熱器４１の下側に設けられた流出入口４１１と、冷媒放熱器４２の下側に設けられた流出入口４２１とを接続している。第２気体通路２２２は、電池用熱交換器１０の上ヘッダタンク１１に設けられた流出入口１１２と、空気放熱器４１の上側に設けられた流出入口４１２と、冷媒放熱器４２の上側に設けられた流出入口４２２とを接続している。これにより、電池用熱交換器１０、空気放熱器４１、冷媒放熱器４２、第２液体通路２２１および第２気体通路２２２も、熱媒体が循環する第２のサーモサイフォン回路２００を構成する。なお、第１のサーモサイフォン回路１００と第２のサーモサイフォン回路２００とは連通しており、同一の熱媒体が循環する。

続いて、電池温調装置１が電池２を冷却するときの熱媒体の動きを、図２を参照して説明する。図２では、気体の熱媒体の動きを破線の矢印で示し、液体の熱媒体の動きを実線の矢印で示している。なお、図２に示す熱媒体の動きは、外部電力供給装置９０が備える充電用コネクタ９３が車両３に設けられた充電口４に差し込まれた状態で、電池２の充電が行われているときのものである。また、その熱媒体の動きは、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３が車載熱接触面３５に対し直接接触するか、または、熱伝導部材６を介して間接的に熱接触した状態のものである。その状態で、外部熱源供給装置８０は外部接続熱交換器８３から車載熱接触面３５に冷熱を供給する。

電池２が発熱すると、その熱は電池用熱交換器１０内の熱媒体に吸熱され、電池用熱交換器１０の内側で熱媒体が蒸発する。電池用熱交換器１０で気体となった熱媒体の一部は、電池用熱交換器１０から第１気体通路２１２を通り、接続熱交換器３０に流入する。また、電池用熱交換器１０で気体となった熱媒体の他の一部は、電池用熱交換器１０から第２気体通路２２２を通り、空気放熱器４１と冷媒放熱器４２に流入する。すなわち、電池から電池用熱交換器１０の内側の熱媒体に吸熱された熱は、その熱媒体によって、接続熱交換器３０と空気放熱器４１と冷媒放熱器４２へ輸送される。

上述したように、外部接続熱交換器８３が有する外部熱接触面８４と接続熱交換器３０が有する車載熱接触面３５とは、直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触している。そのため、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して接続熱交換器３０の熱媒体に冷熱が供給される。これにより、接続熱交換器３０の熱媒体は、車載熱接触面３５を介して外部熱接触面８４に放熱し、凝縮する。接続熱交換器３０で液体となった熱媒体は、第１液体通路２１１を流れ、電池用熱交換器１０に流入する。

一方、空気放熱器４１に流れた熱媒体は、外気に放熱し、凝縮する。また、冷媒放熱器４２に流れた熱媒体は、冷凍サイクル５０を流れる冷媒に放熱し、凝縮する。空気放熱器４１と冷媒放熱器４２でそれぞれ液体となった熱媒体は、第２液体通路２２１を流下し、電池用熱交換器１０に流入する。

このようにして、電池２から生じた熱は、電池用熱交換器１０で蒸発した熱媒体によって接続熱交換器３０、空気放熱器４１および冷媒放熱器４２に輸送され、それぞれの機器で、外部熱接触面８４、外気、または、冷凍サイクル５０を流れる冷媒に放熱される。これにより、第１実施形態の電池温調装置１は、車両３に搭載される電池２を冷却することが可能である。

次に、低温環境下における充電開始時に、電池温調装置１が低温状態の電池２を暖機するときの熱媒体の動きを、図４を参照して説明する。図４でも、気体の熱媒体の動きを破線の矢印で示し、液体の熱媒体の動きを実線の矢印で示している。なお、図４に示す熱媒体の動きは、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３が車載熱接触面３５に対し直接接触するか、または、熱伝導部材６を介して間接的に熱接触した状態のものである。

低温環境下における充電開始時では、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から接続熱交換器３０が有する車載熱接触面３５に温熱が供給される。これにより、接続熱交換器３０を流れる熱媒体は車載熱接触面３５および外部熱接触面８４から吸熱し、接続熱交換器３０内で熱媒体が蒸発する。接続熱交換器３０で気体となった熱媒体は、接続熱交換器３０から第１気体通路２１２を通り、電池用熱交換器１０に流入する。電池用熱交換器１０に流入した気体の熱媒体は、電池２に放熱して凝縮する。これにより、電池２が暖機される。電池用熱交換器１０で液体になった熱媒体は、第１液体通路２１１を流れ、接続熱交換器３０に流入する。

このようにして、外部熱源供給装置８０の外部熱接触面８４から車載熱接触面３５に供給された温熱は、接続熱交換器３０で蒸発した熱媒体によって電池用熱交換器１０へ輸送され、電池２に伝えられる。これにより、第１実施形態の電池温調装置１は、車両３に搭載される電池２を暖機することが可能である。

以上説明した第１実施形態の電池温調装置１は、次の作用効果を奏するものである。
（１）第１実施形態では、電池温調装置１が備える接続熱交換器３０は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４に直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触可能な車載熱接触面３５を有する。その接続熱交換器３０は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して伝わる熱により熱媒体を冷却又は加熱する。

これによれば、外部熱接触面８４と車載熱接触面３５との熱接触により冷却又は加熱された熱媒体は、第１配管２１を通って電池用熱交換器１０に流れる。電池用熱交換器１０は、その熱媒体と電池２との熱交換を行うことで、電池２を冷却または暖機することが可能である。そのため、この電池温調装置１は、特許文献１に記載の技術のように外部熱源供給装置８０から電池温調装置１に熱媒体が流入することがないので、電池温調装置１の熱媒体の回路に異物等の混入が防がれる。また、外部熱接触面８４と車載熱接触面３５との間に熱媒体の漏れや液垂れが生じないので、車両３、充電作業者または充電場などが熱媒体によって汚れることが防がれる。さらに、電池温調装置１は、車両３の外部に設置される外部熱源供給装置８０から供給される熱を用いて電池２の温度を調節するので、電池温調装置１の重量および体格を増加させることなく、電池２の冷却能力を増加させることが可能である。したがって、この電池温調装置１は、回路の故障を防ぐと共に、清潔、安全、且つ、大能力で電池２の温度を調整することができる。

（２）第１実施形態では、電池温調装置１が備える電池用熱交換器１０と第１配管２１と接続熱交換器３０は、第１のサーモサイフォン回路１００を構成している。第１のサーモサイフォン回路１００を循環する熱媒体の液面ＦＬ１、ＦＬ２は、電池用熱交換器１０の内側の流路の途中に位置し、且つ、接続熱交換器３０の内側の流路の途中に位置している。これによれば、電池用熱交換器１０の内側の流路で、熱媒体は蒸発と凝縮のどちらも行うことが可能である。また、接続熱交換器３０の内側の流路で、熱媒体は蒸発と凝縮のどちらも行うことが可能である。したがって、電池温調装置１は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して接続熱交換器３０に伝わる冷熱または温熱により、電池２の冷却と暖機の両方を行うことが可能である。

（３）第１実施形態では、電池温調装置１は、車載熱源部４０として、冷凍サイクル５０の蒸発器５１に接続された冷媒放熱器４２と、空気放熱器４１とを備える。これによれば、電池温調装置１は、電池２を充放電しているときの車両の状態や電池の発熱状態に応じて、車載熱源部４０を冷熱供給源とした電池冷却と、外部熱源供給装置８０を冷熱供給源とした電池冷却を使い分けることができる。例えば、車両３の停車中に外部電力供給装置９０から電池２に充電を行う場合、電池２の発熱量が大きいときは、外部熱源供給装置８０と車載熱源部４０の両方を冷熱供給源とした電池冷却を行うことが可能である。また、その場合、電池２の発熱量が小さく、且つ、車内に乗員が乗車しているときは、外部熱源供給装置８０を冷熱供給源とした電池冷却を行い、冷凍サイクル５０は車室内空調装置の冷熱供給源として利用することも可能である。一方、車両走行時に電池２が充放電する場合には、車載熱源部４０を冷熱供給源とした電池冷却を行うことが可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態について図５を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して接続熱交換器３０の配置を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

第２実施形態でも、電池温調装置１は、第１実施形態と同様に、サーモサイフォン回路を構成している。この電池温調装置１が備える接続熱交換器３０は、電池用熱交換器１０よりも重力方向上側に設けられている。この場合、サーモサイフォン回路を循環する熱媒体の液面ＦＬ１は、電池用熱交換器１０の内側の流路の途中に位置している。または、熱媒体の液面ＦＬ１は、電池用熱交換器１０と接続熱交換器３０とを接続する第１配管２１の途中に位置していてもよい。なお、第２実施形態の車載熱接触面３５も、第１実施形態と同様に、車外に露出可能な位置に設けられている。車載熱接触面３５には、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３の外部熱接触面８４が、直接接触するか、または、放熱シートなどの熱伝導部材６を介して間接的に熱接触することが可能である。接続熱交換器３０は、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して伝わる冷熱により、接続熱交換器３０の内側を流れる熱媒体を冷却することが可能である。

第２実施形態においても、電池２が発熱すると、その熱は電池用熱交換器１０内の熱媒体に吸熱され、電池用熱交換器１０で熱媒体が蒸発する。電池用熱交換器１０で気体となった熱媒体は、電池用熱交換器１０から第１気体通路２１２を通り、接続熱交換器３０に流入する。接続熱交換器３０を流れる熱媒体は、車載熱接触面３５を介して外部熱接触面８４に放熱し、凝縮する。接続熱交換器３０で液体となった熱媒体は、第１液体通路２１１を流れ、電池用熱交換器１０に流入する。なお、図示していないが、電池用熱交換器１０から空気放熱器４１と冷媒放熱器４２に流れた熱媒体も、外気、または、冷凍サイクル５０を流れる冷媒に放熱し、凝縮する。空気放熱器４１または冷媒放熱器４２で液体となった熱媒体は、第２液体通路２２１を流れ、電池用熱交換器１０に流入する。これにより、第２実施形態の電池温調装置１も、第１実施形態と同様に、車両３に搭載される電池２を冷却することが可能である。

（第３実施形態）
第３実施形態について図６を参照して説明する。第３実施形態は、電池温調装置１を、水または油などの液体が循環する液回路で構成したものである。水または油などの液体は、液回路を循環する熱媒体の一例である。

第３実施形態の電池温調装置１は、電池用熱交換器１０、第１配管２１、接続熱交換器３０、第２配管２２、車載熱源部４０などを備えている。それに加えて、第３実施形態の電池温調装置１は、第１配管２１の途中に設けられた第１ポンプ２５と、第２配管２２の途中に設けられた第２ポンプ２６およびバルブ２７を備えている。なお、第１ポンプ２５と第２ポンプ２６のうち、いずれか一方を省略することも可能である。

電池用熱交換器１０、第１配管２１、接続熱交換器３０および第１ポンプ２５は、第１の液回路３００を構成している。なお、第１配管２１は、電池用熱交換器１０と接続熱交換器３０を接続する第１往路通路２１３および第１復路通路２１４を有している。第１ポンプ２５が駆動すると、第１の液回路３００を熱媒体が循環する。

電池用熱交換器１０、第２配管２２、車載熱源部４０、第２ポンプ２６およびバルブ２７は、第２の液回路４００を構成している。なお、第２配管２２は、電池用熱交換器１０と接続熱交換器３０を接続する第２往路通路２２３および第２復路通路２２４を有している。バルブ２７が開いた状態で、第２ポンプ２６が駆動すると、第２の液回路４００を熱媒体が循環する。なお、第１の液回路３００と第２の液回路４００とは連通しており、同一の熱媒体が循環する。

図６では、電池温調装置１が電池２を冷却するときの熱媒体の動きを矢印により示している。すなわち、図６に示す熱媒体の動きは、外部電力供給装置９０が備える充電用コネクタ９３が車両３に設けられた充電口４に差し込まれた状態で、電池２の充電が行われているときのものである。また、その熱媒体の動きは、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３が車載熱接触面３５に対し直接接触するか、または、熱伝導部材６を介して間接的に熱接触した状態で、外部接続熱交換器８３から車載熱接触面３５に冷熱が供給されているときのものである。

電池２が発熱すると、その熱は電池用熱交換器１０の内側を流れる熱媒体に吸熱される。第１ポンプ２５が駆動すると、電池用熱交換器１０で加熱された熱媒体は、電池用熱交換器１０から第１復路通路２１４を通り、接続熱交換器３０に流入する。また、バルブ２７が開き、第２ポンプ２６が駆動すると、電池用熱交換器１０で加熱された熱媒体は、電池用熱交換器１０から第２復路通路２２４を通り、空気放熱器４１と冷媒放熱器４２に流入する。

上述したように、外部接続熱交換器８３が有する外部熱接触面８４と接続熱交換器３０が有する車載熱接触面３５とは、直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触している。そのため、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４から車載熱接触面３５を介して接続熱交換器３０を流れる熱媒体に冷熱が供給される。そのため、接続熱交換器３０を流れる熱媒体は、車載熱接触面３５を介して外部熱接触面８４に放熱する。接続熱交換器３０で冷却された熱媒体は、第１往路通路２１３を流れ、電池用熱交換器１０に流入する。

一方、空気放熱器４１に流れた熱媒体は、外気に放熱する。また、冷媒放熱器４２に流れた熱媒体は、冷凍サイクル５０を流れる冷媒に放熱する。空気放熱器４１と冷媒放熱器４２でそれぞれ冷却された熱媒体は、第２往路通路２２３から電池用熱交換器１０に流入する。

このようにして、電池２から生じた熱は、熱媒体によって電池用熱交換器１０から接続熱交換器３０、空気放熱器４１および冷媒放熱器４２に輸送され、それぞれの機器内で、外部熱接触面８４、外気、または、冷凍サイクル５０を流れる冷媒に放熱される。これにより、第３実施形態の電池温調装置１は、車両３に搭載される電池２を冷却することが可能である。

なお、第３実施形態において、低温環境下における充電開始時に、電池温調装置１が低温状態の電池２を暖機するときの熱媒体の動きについては、矢印による図示を省略する。低温環境下における充電開始時では、外部熱源供給装置８０の外部熱接触面８４から接続熱交換器３０が有する車載熱接触面３５に温熱が供給される。これにより、接続熱交換器３０を流れる熱媒体は車載熱接触面３５および外部熱接触面８４から吸熱し、接続熱交換器３０内で熱媒体が加熱される。第１ポンプ２５の駆動により、接続熱交換器３０で加熱された熱媒体は、接続熱交換器３０から第１復路通路２１４を通り、電池用熱交換器１０に流入する。電池用熱交換器１０に流入した熱媒体は、電池２に放熱する。これにより、電池２が暖機される。

このようにして、外部熱源供給装置８０の外部熱接触面８４から車載熱接触面３５に供給された温熱は、接続熱交換器３０で加熱された熱媒体によって電池用熱交換器１０へ輸送され、電池２に伝えられる。これにより、第３実施形態の電池温調装置１も、車両３に搭載される電池２を暖機することが可能である。

以上説明した第３実施形態の電池温調装置１は、液回路を使用した簡素な構成で、外部熱源供給装置８０から供給される熱を用いて、車両３に搭載された電池２の温度を調整することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について図７を参照して説明する。第４実施形態は、第１実施形態に対し、外部熱接触面８４と車載熱接触面３５との間にペルチェ素子７１を備えたものである。第４実施形態では、外部熱接触面８４と車載熱接触面３５とは、ペルチェ素子７１を介して熱移動が行われる。第４実施形態のペルチェ素子７１は、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３の外部熱接触面８４に設けられている。このペルチェ素子７１は、充電装置７０に設けられたペルチェ用電源回路７２から配線７３を通じて電力を供給されて駆動する。

外部熱接触面８４とペルチェ素子７１と車載熱接触面３５とを、直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触させた状態で電池２を冷却する場合について説明する。図７では、電池２を冷却する場合の気体の熱媒体の動きを破線の矢印で示し、液体の熱媒体の動きを実線の矢印で示している。電池２を冷却する場合、ペルチェ素子７１は、ペルチェ素子７１のうち車載熱接触面３５側の面７１１が冷却面となり、ペルチェ素子７１のうち外部熱接触面８４側の面７１２が放熱面となる。これにより、外部熱源供給装置８０の外部接続熱交換器８３から接続熱交換器３０に冷熱を供給するとき、外部接続熱交換器８３の外部熱接触面８４の温度を、ペルチェ素子７１でさらに低い温度にして、車載熱接触面３５に対し、より大きい冷熱を供給することが可能である。具体的には、外部熱接触面８４の温度≧ペルチェ素子７１のうち外部熱接触面８４側の面７１２の温度＞ペルチェ素子７１のうち車載熱接触面３５側の面７１１の温度、となる。

次に、外部熱接触面８４とペルチェ素子７１と車載熱接触面３５とを、直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触させた状態で電池２を暖機する場合について説明する。電池２を暖機する場合、ペルチェ素子７１は、ペルチェ素子７１のうち車載熱接触面３５側の面７１１が放熱面となり、ペルチェ素子７１のうち外部熱接触面８４側の面７１２が冷却面となる。これにより、外部熱源供給装置８０の外部接続熱交換器８３から接続熱交換器３０に温熱を供給するとき、外部接続熱交換器８３の外部熱接触面８４の温度を、ペルチェ素子７１でさらに高い温度にして、車載熱接触面３５に対し、より大きい温熱を供給することが可能である。具体的には、外部熱接触面８４の温度≦ペルチェ素子７１のうち外部熱接触面８４側の面７１２の温度＜ペルチェ素子７１のうち車載熱接触面３５側の面７１１の温度、となる。

以上説明した第４実施形態の電池温調装置１は、外部熱源供給装置８０から接続熱交換器３０に供給される冷熱または温熱をペルチェ素子７１により増加させることが可能である。したがって、この電池温調装置１は、電池２の温度調整能力を高めることができる。

（第５実施形態）
第５実施形態について図８を参照して説明する。第５実施形態は、第４実施形態に対し、ペルチェ素子７５を外部熱接触面８４に設けることに代えて、接続熱交換器３０の車載熱接触面３５に設けるようにしたものである。このペルチェ素子７５は、車両３に設けられた図示していない電源回路から電力を供給されて駆動する。

第５実施形態では、ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５とは反対側の面７５２を冷却するためのペルチェ用液回路７３０が設けられている。このペルチェ用液回路７３０は、ペルチェ用熱交換器７６、ポンプ７７、配管７８および放熱器７９などにより構成されている。ペルチェ用熱交換器７６は、ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５とは反対側の面７５２に設けられている。

ポンプ７７が駆動すると、ペルチェ用液回路７３０に液媒体が循環する。ペルチェ用液回路７３０を循環する液媒体は、放熱器７９で空気に放熱することで冷却される。放熱器７９から配管７８を経由してペルチェ用熱交換器７６に流入した液媒体は、ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５とは反対側の面７５２と熱交換し、その面を冷却する。

電池２の充電時において、外部熱源供給装置８０が有する外部熱接触面８４とペルチェ用熱交換器７６とを、直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触させた状態で電池２を冷却する場合について説明する。図７では、電池２を冷却する場合の気体の熱媒体の動きを破線の矢印で示し、液体の熱媒体の動きを実線の矢印で示している。電池２を冷却する場合、ペルチェ素子７５は、ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５側の面７５１が冷却面となり、ペルチェ素子７５のうちペルチェ用熱交換器側の面７５２が放熱面となる。これにより、外部熱接触面８４の温度をペルチェ素子７５でさらに低い温度にして、車載熱接触面３５に対し、より大きい冷熱を供給することが可能である。具体的には、外部熱接触面８４の温度≧ペルチェ用熱交換器７６の温度≧ペルチェ素子７５のうちペルチェ用熱交換器側の面７５２の温度＞ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５側の面７５１の温度、となる。

さらに、第５実施形態の電池温調装置１は、車両走行時においても、ペルチェ素子７５を駆動してペルチェ素子７５から車載熱接触面３５に冷熱を供給することにより、電池２を冷却することが可能である。その場合も、ペルチェ素子７５は、ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５側の面７５１が冷却面となり、ペルチェ素子７５のうちペルチェ用熱交換器側の面７５２が放熱面となる。車両走行時にペルチェ素子７５から車載熱接触面３５に冷熱を供給する場合、放熱器７９からペルチェ用熱交換器７６に流入する液媒体の温度を、ペルチェ素子７５でさらに低い温度にして、車載熱接触面３５に対し、より大きい冷熱を供給することが可能である。具体的には、放熱器７９からペルチェ用熱交換器７６に流入する液媒体の温度≧ペルチェ素子７５のうちペルチェ用熱交換器側の面７５２の温度＞ペルチェ素子７５のうち車載熱接触面３５側の面７５１の温度、となる。したがって、第５実施形態の電池温調装置１は、電池２の温度調整能力を高めることができる。

（第６実施形態）
第６実施形態について図９および図１０を参照して説明する。第６実施形態は、電池温調装置１と充電装置７０の制御方法を示したものである。

図９に示すように、電池温調装置１が搭載される車両３では、電池２の温度は温度センサ７によって検出される。温度センサ７によって検出された電池２の温度は、その車両３に搭載される電池制御装置８に伝送される。電池制御装置８は、車両３の外部に設置される充電装置７０に設けられる充電制御装置９と通信可能な構成である。充電制御装置９は、充電装置７０が備える外部電力供給装置９０の動作と外部熱源供給装置８０の動作を制御するものである。

なお、電池制御装置８は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。なお、電池制御装置８の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。電池制御装置８は、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各種制御処理および演算処理を行い、出力ポートに接続された各機器の作動を制御する。このことは、充電制御装置９についても同じである。

電池制御装置８と充電制御装置９が行う制御処理について、図１０のフローチャートを参照して説明する。この制御処理は、充電開始時および充電時に実行される。すなわち、この制御処理は、外部電力供給装置９０が備える充電用コネクタ９３が車両３に設けられた充電口４に差し込まれ、且つ、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３が車載熱接触面３５に対し直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触している状態で実行される。

ステップＳ１０で電池制御装置８は、温度センサ７により電池２の温度を検出する。次に、ステップＳ２０で電池制御装置８は、電池２の温度が電池温度閾値の範囲内であるか否かを判定する。電池温度閾値の範囲とは、電池２が高温であることで電池２が劣化するおそれのある温度を上限とし、電池２が低温であることで内部抵抗が大きくて急速充電ができない温度を下限とするものである。この電池温度閾値は、予め実験などにより設定され、電池制御装置８の記憶部に記憶されている。電池制御装置８は、電池２の温度が電池温度閾値の範囲外にあると判定すると、充電制御装置９にそのことを伝送し、処理をステップＳ５０に移行する。

ステップＳ５０で充電制御装置９は、外部熱源供給装置８０による電池２の冷却運転または暖機運転を行う。具体的には、電池２の温度が電池温度閾値より高い場合、外部熱源供給装置本体８１から外部配管８２、および、外部接続熱交換器８３を介して、車載熱接触面３５に冷熱が供給され、電池２の冷却運転が行われる。一方、電池２の温度が電池温度閾値より低い場合、外部熱源供給装置本体８１から外部配管８２、および、外部接続熱交換器８３を介して、車載熱接触面３５に温熱が供給され、電池２の暖機運転が行われる。
ステップＳ５０で電池２の冷却運転または暖機運転が開始された後、その運転が継続中、再びステップＳ１０から上述の制御処理が繰り返し実行される。これにより、電池２の温度が電池温度閾値の範囲内になるまで、電池２の冷却運転または暖機運転が実行される。

ステップＳ２０において、電池制御装置８は、電池２の温度が電池温度閾値の範囲内にあると判定すると、充電制御装置９にそのことを伝送し、処理をステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０で充電制御装置９は、外部電力供給装置９０による急速充電を行う。具体的には、外部電力供給装置本体９１から充電ケーブル９２、充電用コネクタ９３、充電口４および車両内部の配線５などを介して、車両３に搭載された電池２に電力が供給される。これにより、電池２が急速充電される。

ステップＳ３０に続くステップＳ４０で充電制御装置９は、外部熱源供給装置８０による電池２の冷却運転を行う。具体的には、外部熱源供給装置本体８１から外部配管８２、および、外部接続熱交換器８３を介して、車載熱接触面３５に冷熱が供給され、電池２の冷却運転が行われる。電池２の冷却運転は、電池２の急速充電が終了するまで、継続して行われる。なお、電池２の冷却運転を行う際、電池制御装置８は、充電制御装置９との通信により、外部熱源供給装置８０が接続熱交換器３０に対して供給する熱量を、電池２の温度に応じて調整してもよい。これにより、電池２の温度に応じた冷熱量が外部熱源供給装置８０から電池温調装置１に対して供給される。したがって、急速充電中に電池２の温度が電池温度閾値の範囲から外れることが防がれる。

以上説明した第６実施形態では、電池制御装置８と充電制御装置９は、電池２の急速充電を開始する前、電池２の温度が所定の電池温度閾値の範囲内となるまで外部熱源供給装置８０が接続熱交換器３０に対して冷熱または温熱を供給するように制御する。また、電池制御装置８と充電制御装置９は、電池２の温度が所定の電池温度閾値の範囲になった後、外部電力供給装置９０が電池２に対して急速充電を開始するように制御する。これにより、急速充電時に電池２が高温となって劣化することが防がれる。また、低温環境においても電池２を暖機した後に急速充電を行うことができる。

なお、上述した制御処理において、電池制御装置８は、急速充電を開始する前、および、急速充電運転中において、複数の電池セル同士の温度差が所定の電池セル間温度閾値より小さいか否かを判定してもよい。電池セル間温度閾値とは、複数の電池セルのうち一部の電池セルの温度が高温であることで電池２が劣化するおそれのある温度である。この電池セル間温度閾値は、予め実験などにより設定され、電池制御装置８の記憶部に記憶されている。急速充電開始前、電池制御装置８は、複数の電池セル同士の温度差が電池セル間温度閾値より小さいと判定すると、充電制御装置９にそのことを伝送し、外部熱源供給装置８０による電池２の冷却運転または暖機運転を行う。これにより、複数の電池セル同士の温度差が大きくなることで電池２が劣化することを防ぐことができる。急速充電中、電池制御装置８は、複数の電池セル同士の温度差が電池セル間温度閾値より小さくなるように、外部熱源供給装置８０から接続熱交換器３０に供給する冷熱量を制御する。これにより、複数の電池セル同士の温度差が大きくなることが防がれる。

（第７実施形態）
第７実施形態について図１１を参照して説明する。第７実施形態は、車両３の外部に設置される充電装置７０について説明する。充電装置７０は、外部電力供給装置９０と外部熱源供給装置８０を備えている。

外部電力供給装置９０は、外部電力供給装置本体９１、充電ケーブル９２、および、充電用コネクタ９３などを備えている。外部電力供給装置本体９１には、図示していない発電所から変電所９５などを経由して電力が供給される。外部電力供給装置９０が備える充電用コネクタ９３は、車両３に設けられた充電口４に差し込むことが可能である。その状態で、外部電力供給装置９０は、外部電力供給装置本体９１から充電ケーブル９２、充電用コネクタ９３、充電口４および車両内部の配線５などを介して、車両３に搭載された電池２に電力を供給する。これにより、外部電力供給装置９０は、車両３に搭載された電池２を充電することが可能である。

外部熱源供給装置８０は、外部電力供給装置９０と共に充電装置７０に設置される。外部熱源供給装置８０は、車両３に搭載される電池温調装置１に冷熱または温熱を供給するものである。外部熱源供給装置８０は、水、油または液体窒素などの熱媒体が流れる熱媒体回路８００を備えている。熱源制御装置８０１は、その熱媒体回路８００の各構成の動作を制御する。熱媒体回路８００は、ポンプ８０２、第１バルブ８０３、ラジエータ８０４、チラー８０５、保温タンク８０６、第２バルブ８０７および、外部接続熱交換器８３などが配管８０９によって接続されている。ポンプ８０２は、熱媒体回路８００に熱媒体を循環させる。第１バルブ８０３は、ポンプ８０２から流出した熱媒体がラジエータ８０４またはチラー８０５に流れるように流路を切り替える。ラジエータ８０４は、ファン８１０によって送風される外気と、熱媒体とを熱交換させ、熱媒体を冷却するものである。ラジエータ８０４は、熱媒体に対し冷熱を供給するための熱源部の一例である。

チラー８０５は、冷凍サイクル８１１を流れる低温低圧の冷媒と熱媒体との熱交換により、熱媒体を冷却するものである。冷凍サイクル８１１では、コンプレッサ８１２で圧縮された冷媒がコンデンサ８１３で外気に放熱された後、膨張弁８１４で減圧膨張される。そしてその冷媒はチラー８０５を流れる熱媒体から吸熱する。これにより、熱媒体は、冷凍サイクル８１１を循環する冷媒との熱交換により冷却される。したがって、冷凍サイクル８１１も、熱媒体に対し冷熱を供給するための熱源部の一例である。なお、熱媒体に対し冷熱を供給するための熱源部として、図示していないペルチェ素子や冷却液回路を採用することも可能である。ラジエータ８０４または冷凍サイクル８１１などの熱源部によって冷却された熱媒体は、配管８０９を流れて保温タンク８０６に貯留される。

保温タンク８０６は、その熱媒体を、所定の温度状態で貯留することが可能である。温度センサ８１６は、保温タンク８０６に貯留された熱媒体の温度を検出する。温度センサ８１６により検出された保温タンク８０６の熱媒体の温度は、熱源制御装置８０１に伝送される。保温タンク８０６は、急速充電時の電池２の発熱量に対応する冷熱量を貯留可能な大きさに設定されている。これにより、外部熱源供給装置８０は、この保温タンク８０６に、所定の温度状態にした熱媒体を貯留しておくことで、電池２の温度調整のために短時間に大能力が必要な急速充電時に対応することができる。

保温タンク８０６から流出した熱媒体は、第２バルブ８０７を経由して外部接続熱交換器８３に流れる。なお、第２バルブ８０７は、保温タンク８０６から流出した熱媒体が外部接続熱交換器８３またはポンプ８０２に流れるように流路を切り替えるものである。外部接続熱交換器８３は、車両３に設けられた車載熱接触面３５に直接接触または熱伝導部材６を介して間接的に熱接触可能な外部熱接触面８４を有している。外部接続熱交換器８３は、配管８０９および外部配管８２を流れる熱媒体により供給される熱を、外部熱接触面８４から車載熱接触面３５へ伝えることが可能である。

充電装置７０に供給される電力は、外部電力供給装置本体９１とは別に、外部熱源供給装置８０用の蓄電池８２０に蓄電される。蓄電池８２０に蓄電された電力により、熱媒体回路８００に設けられたポンプ８０２、および、ラジエータ８０４のファン８１０、冷凍サイクル８１１のコンプレッサ８１２およびファン８１７、第１バルブ８０３および第２バルブ８０７などが駆動する。蓄電池８２０は、それらの装置を急速充電時に駆動することが可能な電力を蓄電している。これにより、外部熱源供給装置８０は、急速充電時に外部電力供給装置本体９１に大電力が使用されるときにも、蓄電池８２０に蓄えた電力により駆動することができる。

以上説明した第７実施形態の充電装置７０は、第１〜第６実施形態で説明した電池温調装置１に対応するものである。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）他の実施形態では、外部熱源供給装置８０が備える外部接続熱交換器８３の外部熱接触面８４と、電池温調装置１が備える接続熱交換器３０の車載熱接触面３５とは、全面同士が熱接触するものに限らない。例えば、電池温調装置１が備える接続熱交換器３０の車載熱接触面３５の上側の部位のみに外部熱接触面８４が熱接触する構成でもよく、または、接続熱交換器３０の車載熱接触面３５の下側の部位のみに外部熱接触面８４が熱接触する構成でもよい。

（２）他の実施形態では、電池温調装置１は、１つの接続熱交換器３０に対し、複数の電池用熱交換器１０が配管を介して接続される構成としてもよい。その場合、１つの接続熱交換器３０に対し、複数の電池用熱交換器１０は並列に接続されてもよく、または、直列に接続されてもよい。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、電池温調装置は、車両の外部に設置される外部熱源供給装置から供給される熱を用いて車両に搭載された電池の温度を調節する。電池温調装置は、電池用熱交換器、配管および接続熱交換器を備える。電池用熱交換器は、電池と熱媒体との熱交換を行う。配管は、電池用熱交換器に接続され、熱媒体が流れる。接続熱交換器は、外部熱源供給装置が有する外部熱接触面に直接接触または熱伝導部材を介して間接的に熱接触可能な車載熱接触面を有する。その接続熱交換器は、外部熱源供給装置が有する外部熱接触面から車載熱接触面を介して伝わる熱により、配管を通じて流れる熱媒体を冷却又は加熱する。

第２の観点によれば、電池温調装置は、配管の途中に設けられたポンプをさらに備える。配管は、電池用熱交換器と接続熱交換器を接続する往路通路および復路通路を有する。電池用熱交換器、往路通路、復路通路、接続熱交換器およびポンプは、液体の熱媒体が循環する液回路を構成している。これによれば、電池温調装置は、液回路を使用した簡素な構成で、外部熱源供給装置から供給される冷熱または温熱を用いて、車両に搭載された電池の温度を調整することができる。

第３の観点によれば、配管は、液体通路および気体通路を有する。液体通路は、電池用熱交換器のうちで熱媒体の液面より下側に設けられた流出入口と、接続熱交換器のうちで熱媒体の液面より下側に設けられた流出入口とを接続する。気体通路は、電池用熱交換器のうちで熱媒体の液面より上側に設けられた流出入口と、接続熱交換器のうちで熱媒体の液面より上側に設けられた流出入口とを接続する。電池用熱交換器と配管と接続熱交換器は、熱媒体が循環するサーモサイフォン回路を構成している。サーモサイフォン回路を循環する熱媒体の液面は、電池用熱交換器の内側の流路の途中に位置し、且つ、接続熱交換器の内側の流路の途中に位置している。

これによれば、電池用熱交換器の内側の流路で、熱媒体は蒸発と凝縮のどちらも行うことが可能である。また、接続熱交換器の内側の流路で、熱媒体は蒸発と凝縮のどちらも行うことが可能である。そのため、電池温調装置は、外部熱源供給装置が有する外部熱接触面から車載熱接触面を介して接続熱交換器に伝わる冷熱または温熱により、電池の冷却と暖機の両方を行うことが可能である。したがって、電池温調装置は、サーモサイフォン回路を用いた熱輸送効率の高い構成で、外部熱源供給装置から供給される熱を用いて、車両に搭載された電池の温度を調整することができる。

第４の観点によれば、電池温調装置は、車載熱源部をさらに備える。車載熱源部は、車両に搭載され、配管を通じて熱媒体が流れるように構成され、熱媒体と他の熱媒体との熱交換により、配管を通じて流れる熱媒体を冷却または加熱する。

これによれば、電池温調装置は、電池を充放電しているときの車両の状態や電池の発熱状態に応じて、車載熱源部を熱供給源とした電池の温度調整と、外部熱源供給装置を熱供給源とした電池の温度調整を使い分けることができる。例えば、車両停車中に外部電力供給装置から電池に充電を行う場合、電池の発熱量が大きいときは、外部熱源供給装置と車載熱源部の両方を熱供給源とした電池の温度調整を行う。また、車両停車中に外部電力供給装置から電池に充電を行う場合、電池の発熱量が小さく、且つ、車内に乗員が乗車しているときは、外部熱源供給装置を熱供給源とした電池の温度調整を行い、車載熱源部は車室内空調設備の熱供給源として利用してもよい。一方、車両走行時に電池が充放電により発熱する場合には、車載熱源部を熱供給源とした電池の温度調整を行うことが可能である。

第５の観点によれば、車載熱源部は、車両に搭載される冷凍サイクルが備える蒸発器に接続された冷媒放熱器、車両に搭載される液回路に接続された液冷放熱器、空気放熱器、またはペルチェ素子により構成されている。これによれば、車載熱源部として、種々の構成を採用することが可能である。

第６の観点によれば、電池温調装置は、外部熱接触面と車載熱接触面との間に設けられるペルチェ素子をさらに備える。これによれば、外部熱源供給装置から接続熱交換器に供給される冷熱または温熱をペルチェ素子により増加させることが可能である。例えば、外部熱源供給装置から接続熱交換器に冷熱を供給する場合、外部熱接触面の温度をペルチェ素子でさらに低い温度として、車載熱接触面に対し、より大きい冷熱を供給することが可能である。また、外部熱源供給装置から接続熱交換器に温熱を供給する場合、外部熱接触面の温度をペルチェ素子でさらに高い温度として、車載熱接触面に対し、より大きい温熱を供給することが可能である。したがって、電池温調装置は、電池の温度調整能力を高めることができる。

第７の観点によれば、電池は、車両の外部に設置される外部電力供給装置から供給される電力により充電可能な構成である。電池温調装置は、外部電力供給装置の駆動および外部熱源供給装置の駆動を制御する充電制御装置と通信可能な電池制御装置を備える。その電池制御装置は、電池の急速充電時、充電制御装置との通信により、電池の温度が所定の電池温度閾値の範囲となるまで外部熱源供給装置が接続熱交換器に対して冷熱または温熱を供給するように制御する。また、電池制御装置は、充電制御装置との通信により、電池の温度が所定の電池温度閾値の範囲になった後、外部電力供給装置が電池に対して急速充電を開始するように制御する。

これによれば、電池の温度が高いときに急速充電を行うと、電池が劣化するおそれがある。一方、電池の温度が低いと、電池の内部抵抗が大きくなり、急速充電を行うことができない。そのため、電池制御装置は、電池の急速充電時、充電制御装置との通信により、外部熱源供給装置を用いて電池の温度を充電可能な所定の温度とした後、急速充電を開始するように制御する。

第８の観点によれば、電池制御装置は、充電制御装置との通信により、外部熱源供給装置から接続熱交換器に対して供給する熱量を電池の温度に応じて調整する。これによれば、電池制御装置は、充電制御装置との通信により、外部熱源供給装置から供給される熱量を適切に制御し、電池を短時間で充電可能な所定の温度範囲にすることができる。

第９の観点によれば、車両の外部に設置される外部熱源供給装置は、ポンプ、熱源部、保温タンク、および、外部接続熱交換器を備える。ポンプは、熱媒体回路に熱媒体を循環させる。熱源部は、熱媒体回路を流れる熱媒体を冷却または加熱する。保温タンクは、熱源部で冷却または加熱された熱媒体を、所定の温度で貯留する。外部接続熱交換器は、車両に設けられた車載熱接触面に直接接触または熱伝導部材を介して間接的に熱接触可能な外部熱接触面を有する。そして外部接続熱交換器は、熱媒体回路を流れる熱媒体により供給される熱を、外部熱接触面から車載熱接触面へ伝えることが可能である。

これによれば、外部熱源供給装置は、所定の温度状態にした熱媒体を保温タンクに貯留しておくことで、電池の温度調整のために短時間に大能力が必要な急速充電時に対応することができる。

第１０の観点によれば、外部熱源供給装置は、ポンプおよび熱源部を駆動するための電力を蓄電する蓄電池をさらに備える。これによれば、外部熱源供給装置は、急速充電時を除く時間に蓄電池に電力を蓄電しておくことで、電池の充電のために大電力が必要な急速充電時にも、予め蓄電池に蓄えた電力を使って電池の冷却を行うことが可能である。

１ 電池温調装置
２ 電池
３ 車両
６ 熱伝導部材
１０ 電池用熱交換器
２１、２２ 配管
３０ 接続熱交換器
３５ 車載熱接触面
８０ 外部熱源供給装置
８４ 外部熱接触面

Claims (10)

1. 車両（３）の外部に設置される外部熱源供給装置（８０）から供給される熱を用いて前記車両に搭載された電池（２）の温度を調節する電池温調装置であって、
   前記電池と熱媒体との熱交換を行う電池用熱交換器（１０）と、
   前記電池用熱交換器に接続され、熱媒体が流れる配管（２１、２２）と、
   前記外部熱源供給装置が有する外部熱接触面（８４）に直接接触または熱伝導部材（６）を介して間接的に熱接触可能な車載熱接触面（３５）を有し、前記外部熱接触面から前記車載熱接触面を介して伝わる熱により、前記配管を通じて流れる熱媒体を冷却又は加熱する接続熱交換器（３０）と、を備える電池温調装置。
2. 前記配管の途中に設けられたポンプ（２５）をさらに備え、
   前記配管は、前記電池用熱交換器と前記接続熱交換器を接続する往路通路（２１３）および復路通路（２１４）を有するものであり、
   前記電池用熱交換器、前記往路通路、前記復路通路、前記接続熱交換器および前記ポンプは、液体の熱媒体が循環する液回路（３００）を構成している、請求項１に記載の電池温調装置。
3. 前記配管は、
   前記電池用熱交換器のうちで熱媒体の液面（ＦＬ１）より下側に設けられた流出入口（１２１）と、前記接続熱交換器のうちで熱媒体の液面（ＦＬ２）より下側に設けられた流出入口（３２１）とを接続する液体通路（２１１）と、
   前記電池用熱交換器のうちで熱媒体の液面より上側に設けられた流出入口（１１１）と、前記接続熱交換器のうちで熱媒体の液面より上側に設けられた流出入口（３１１）とを接続する気体通路（２１２）と、を有するものであり、
   前記電池用熱交換器と前記配管と前記接続熱交換器は、熱媒体が循環するサーモサイフォン回路（１００）を構成しており、
   前記サーモサイフォン回路を循環する熱媒体の液面（ＦＬ１、ＦＬ２）は、前記電池用熱交換器の内側の流路の途中に位置し、且つ、前記接続熱交換器の内側の流路の途中に位置している、請求項１に記載の電池温調装置。
4. 前記車両に搭載され、前記配管を通じて熱媒体が流れるように構成され、熱媒体と他の熱媒体との熱交換により、前記配管を通じて流れる熱媒体を冷却または加熱する車載熱源部（４０）をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電池温調装置。
5. 前記車載熱源部は、前記車両に搭載される冷凍サイクル（５０）が備える蒸発器（５１）に接続された冷媒放熱器（４２）、前記車両に搭載される液回路に接続された液冷放熱器、空気放熱器（４１）、またはペルチェ素子（７５）により構成されている、請求項４に記載の電池温調装置。
6. 前記外部熱接触面と前記車載熱接触面との間に設けられるペルチェ素子（７１、７５）をさらに備える、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電池温調装置。
7. 前記電池は、前記車両の外部に設置される外部電力供給装置（９０）から供給される電力により充電可能な構成であり、
   前記電池温調装置は、前記外部電力供給装置の駆動および前記外部熱源供給装置の駆動を制御する充電制御装置（９）と通信可能な電池制御装置（８）をさらに備え、
   前記電池制御装置は、前記電池の急速充電時、前記充電制御装置との通信により、前記電池の温度が所定の電池温度閾値の範囲となるまで、前記外部熱源供給装置が前記接続熱交換器に対して冷熱または温熱を供給するように制御し（Ｓ５０）、
   前記電池の温度が所定の電池温度閾値の範囲になった後、前記外部電力供給装置が前記電池に対して急速充電を開始するように制御する（Ｓ３０）、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電池温調装置。
8. 前記電池制御装置は、前記充電制御装置との通信により、前記外部熱源供給装置が前記接続熱交換器に対して供給する熱量を前記電池の温度に応じて調整する（Ｓ４０）、請求項７に記載の電池温調装置。
9. 車両の外部に設置される外部熱源供給装置であって、
   熱媒体回路（８００）に熱媒体を循環させるポンプ（８０２）と、
   前記熱媒体回路を流れる熱媒体を冷却または加熱する熱源部（８０４、８１１）と、
   前記熱源部で冷却または加熱された熱媒体を、所定の温度状態で貯留する保温タンク（８０６）と、
   前記車両に設けられた車載熱接触面に直接接触または熱伝導部材を介して間接的に熱接触可能な外部熱接触面（８４）を有し、前記熱媒体回路を流れる熱媒体により供給される熱を、前記外部熱接触面から前記車載熱接触面へ伝えることの可能な外部接続熱交換器（８３）と、を備える外部熱源供給装置。
10. 前記外部熱源供給装置は、前記ポンプおよび前記熱源部を駆動するための電力を蓄電する蓄電池（８２０）をさらに備える、請求項９に記載の外部熱源供給装置。

Images