JP7377136B2 - バッテリの温度管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリの温度管理システムに関する。
車載バッテリの加温に要する電力を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案では、空調用冷媒を加温するＰＴＣヒータの熱に加えてＤＣ－ＤＣコンバータの排熱を利用して車載バッテリに供給される冷媒を加熱するようにしている。冷媒が中程度の温度であるときには、バッテリ用冷媒流路内の冷媒を、ラジエータ、ＤＣ－ＤＣコンバータ、及び充電器を経由してバッテリに循環させると開示されている。
一方、車載用空調システムを利用してバッテリの冷却を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、空調の負荷が大きいときにはバッテリの冷却に振り向けるエネルギーの割合を抑制して、空調の効きが低下することを回避している。
特開２０１０－２７２２８９号公報 特許第５８３５０３６号公報
特許文献１の技術では、車載バッテリの加温のために、空調用冷媒を加温するＰＴＣヒータの熱を主体的に用い、ＤＣ－ＤＣコンバータの排熱を副次的に用いている。また、特許文献２の技術においても、バッテリの加温のために、空調機の系統を主体的に利用している。一方、内燃機関を搭載した車両では、当該機関から発生する熱をバッテリの加温に利用することも考えられる。特許文献１にも、内燃機関から発生する熱を特定の条件下でバッテリの加温に利用する趣旨の開示がある。
しかしながら、近年進化の著しい固体電解質リチウムイオン電池のように、従来のリチウムイオン電池よりも高いバッテリ温度領域で高い出力特性を発揮するバッテリに対しては、内燃機関から発生する熱をより積極的に利用する手法が求められる。また、バッテリの昇温は極力速やかであることが望ましい。更に、このような手法を簡素な構成によって駆使できるようにすることが求められる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされものであり、簡単な構成で、内燃機関から発生する熱をより積極的に利用して速やかな昇温が可能なバッテリの温度管理システムを提供すること目的とする。
（１）内燃機関（例えば、後述する内燃機関３）の冷却液を冷却液ポンプ（例えば、後述する冷却液ポンプ５）によって冷却液ジャケットとラジエータ（例えば、後述するラジエータ６）との間で循環させる機関冷却回路（例えば、後述する機関冷却回路７）と、前記内燃機関の排気熱を回収する排気熱回収装置（例えば、後述するＥＧＲクーラー４）の冷却液が流れる排気熱回収回路（例えば、後述する排気熱回収回路９）と、前記内燃機関を備えた車両のバッテリ（例えば、後述するバッテリ２）を冷却するバッテリ冷却装置（例えば、後述するバッテリ冷却装置１０）の冷却液が流れるバッテリ冷却回路（例えば、後述するバッテリ冷却回路１１）と、前記機関冷却回路から分岐して前記バッテリ冷却回路における前記バッテリ冷却装置の上流側に向かうバッテリ冷却装置向け分岐回路（例えば、後述するバッテリ冷却装置向け分岐回路１２）と、前記排気熱回収回路と前記バッテリ冷却装置向け分岐回路との少なくとも一方の回路の下流側を選択的に前記バッテリ冷却回路における前記バッテリ冷却装置の上流側に接続する流路切替機構と、を備えたバッテリの温度管理システム。
（２）前記バッテリ冷却装置向け分岐回路は、前記機関冷却回路における前記冷却液ポンプの下流側であって前記冷却液ジャケットの上流側の位置から前記バッテリ冷却装置の上流側に向かうように分岐している（１）に記載のバッテリの温度管理システム。
（３）前記機関冷却回路における前記冷却液ジャケットの下流側から分岐して前記排気熱回収回路における前記排気熱回収装置の上流側に向かう排気熱回収装置向け分岐回路と、
前記排気熱回収装置向け分岐回路に介挿された流路開閉機構と、を備えた、（１）又は（２）に記載のバッテリの温度管理システム。
（４）前記機関冷却回路を流れる冷却液の温度を検出する機関冷却液温度センサと、前記流路開閉機構の開閉動作を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記機関冷却液温度センサの検出温度が所定の第１の閾値を超えているときに前記流路開閉機構を開状態となるように制御する、（１）から（３）の何れかに記載のバッテリの温度管理システム。
（５）前記バッテリ冷却回路を流れる冷却液の温度を検出するバッテリ冷却液温度センサを有し、前記制御装置は、前記流路切替機構の切替動作をも制御し、前記制御装置は、前記バッテリ冷却液温度センサの検出温度が所定の第２の閾値を超えているときに前記バッテリ冷却装置向け分岐回路を前記バッテリ冷却回路における前記バッテリ冷却装置の上流側に接続するように制御する、（４）に記載のバッテリの温度管理システム。
（６）前記流路開閉機構は自己の特性による開閉閾値に応じて開閉動作を行うサーモスタットであり、前記バッテリ冷却回路を流れる冷却液の温度が前記開閉閾値を超えているときに開状態となる、（１）から（３）の何れかに記載のバッテリの温度管理システム。
（７）前記流路切替機構は自己の特性による切替閾値に応じて切替動作を行うサーモスタットであり、前記バッテリ冷却液の温度が前記切替閾値を超えているときに前記バッテリ冷却装置向け分岐回路を前記バッテリ冷却装置の上流側に接続する、（６）に記載のバッテリの温度管理システム。
（１）のバッテリの温度管理システムでは、流路切替機構によって、機関冷却回路の冷却液の温度が低い場合には、機関冷却液をバッテリ冷却装置に循環させず、機関の始動直後から速やかに温度が上昇する排気熱回収回路の冷却液をバッテリ冷却装置に循環させて、バッテリの速やかな昇温をはかることができる。
（２）のバッテリの温度管理システムでは、機関冷却回路の冷却液の温度がバッテリの昇温に適した温度である場合には、機関冷却回路の冷却液をバッテリ冷却装置に循環させてバッテリを適度な温度に維持することができる。
（３）のバッテリの温度管理システムでは、冷却液ジャケットの下流側の冷却液の温度が適温の範囲内になっているときには、流路開閉機構を通して、冷却液ジャケットの下流側の冷却液を排気熱回収装置に供給し、排気熱回収回路の冷却液を昇温させる。このように上昇した排気熱回収回路の冷却液をバッテリ冷却装置に循環させてバッテリを効率よく加温することができる。
（４）のバッテリの温度管理システムでは、機関冷却液温度センサの検出温度に基づいて、制御装置が適切なタイミングで流路開閉機構を開状態として、冷却液ジャケットの下流側の冷却液を排気熱回収装置に供給し、排気熱回収回路の冷却液を上昇させる。このように上昇した排気熱回収回路の冷却液を適切なタイミングでバッテリ冷却装置に循環させてバッテリを効率よく加温することができる。
（５）のバッテリの温度管理システムでは、バッテリ冷却液温度センサの検出温度に基づいて、制御装置が適切なタイミングでバッテリ冷却装置向け分岐回路をバッテリ冷却装置の上流側に接続する形態を選択する。これにより、相対的に高温である排気熱回収回路の冷却液がバッテリ冷却装置に供給され続けることに起因してバッテリが過熱してしまうことが回避され、バッテリは適温に維持される。
（６）のバッテリの温度管理システムでは、サーモスタットによる簡単な構成によって、冷却液ジャケットの下流側の冷却液の温度が適温の範囲内になっているときには、流路開閉機構を通して、冷却液ジャケットの下流側の冷却液を排気熱回収装置に供給し、排気熱回収回路の冷却液を上昇させる。このように上昇した排気熱回収回路の冷却液をバッテリ冷却装置に循環させてバッテリを効率よく加温することができる。
（７）のバッテリの温度管理システムでは、サーモスタットによる簡単な構成によって、相対的に高温である排気熱回収回路の冷却液がバッテリ冷却装置に供給され続けることに起因してバッテリが過熱してしまうことが回避され、バッテリは適温に維持される。
本発明の一実施形態としてのバッテリの温度管理システムを表す系統図である。 図１のバッテリの温度管理システムの暖機初期の状態を説明する図である。 図１のバッテリの温度管理システムの暖機後期から定常運転までの状態を説明する図である。 図１のバッテリの温度管理システムの定常運転中の状態を説明するための図である。 図１のバッテリの温度管理システムの機関が高負荷で冷却水温が上昇している時の状態を説明するための図である。 図１のバッテリの温度管理システムの一部の動作を説明するための図である。 図１のバッテリの温度管理システムの他部の動作を説明するための図である。 本発明の他の実施形態としてのバッテリの温度管理システムを表す系統図である。 図８のバッテリの温度管理システムの暖機初期の状態を説明するための図である。 図８のバッテリの温度管理システムの暖機後期から定常運転までの状態を説明するための図である。 図８のバッテリの温度管理システムの定常運転中の状態を説明するための図である。 図８のバッテリの温度管理システムの暖機初期の状態を説明するための図である。 本発明の実施形態としてのバッテリの温度管理システムに適用されるバッテリモジュールの一例を示す概念図である。 本発明の実施形態としてのバッテリの温度管理システムに適用されるバッテリモジュールの他の例を示す概念図である。 本発明の実施形態としてのバッテリの温度管理システムに適用されるバッテリモジュールの他の例を示す概念図である。 本発明の実施形態としてのバッテリの温度管理システムに適用されるバッテリの出力特性を示す図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態としてのバッテリの温度管理システムを表す系統図である。図１のバッテリの温度管理システム１は、特に、ハイブリッド車両におけるバッテリの温度管理システムとして構成されている。
図１において、本発明の一実施形態としてのバッテリの温度管理システム１は、図示しないハイブリッド車両に搭載される動力用の電動機の電力源としてのバッテリ２が、この車両の他の動力源であるガソリンエンジンなどの内燃機関３の本体からの熱と、内燃機関３の排気熱を回収する排気熱回収装置であるＥＧＲクーラー４からの熱との双方の熱を利用可能に構成されている。詳細には、次の通りである。
内燃機関３の冷却液を冷却液ポンプ５によって内燃機関３に形成された冷却液ジャケットと外部のラジエータ６との間で循環させる冷却液の流路として機関冷却回路７が構成される。機関冷却回路７における冷却液ポンプ５の上流側であってラジエータ６の下流側への分岐路の始端に位置してサーモスタット８が介挿されている。サーモスタット８は自己を通る冷却液の温度に応じて開閉動作を行うバルブである。詳細には、冷却液の温度が仕様による温度の閾値を超えたときにバルブが開いて、冷却液ポンプ５→内燃機関３（その冷却液ジャケット）→ラジエータ６→サーモスタット８→冷却液ポンプ５の冷却液循環回路が形成される。冷却液の温度が上述の閾値以下のうちはバルブが閉じて、ラジエータ６を通らない冷却回路が形成される。
機関冷却回路７から導入した冷却液と熱交換させることで内燃機関３のＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー４が設けられている。ＥＧＲクーラー４は、内燃機関３の排気熱の一部を不図示のＥＧＲガス通路で回収する排気熱回収装置である。ＥＧＲクーラー４内を通る冷却液の通路とその前後の配管を含んで排気熱回収回路９が構成される。
また、バッテリ２はバッテリモジュールとして構成され、内部に冷却液を通す冷却液通路が設けられている。バッテリモジュールとして構成されるバッテリ２内部に冷却液通路を有するバッテリ冷却装置１０が設けられている。バッテリ冷却装置１０の冷却液通路とその前後の配管を含んでバッテリ冷却回路１１が構成される。
機関冷却回路７から分岐してバッテリ冷却回路１１におけるバッテリ冷却装置１０の上流側に向かうバッテリ冷却装置向け分岐回路１２が設けられている。更に、排気熱回収回路９とバッテリ冷却装置向け分岐回路１２との少なくとも一方の回路の下流側を選択的にバッテリ冷却回路１１におけるバッテリ冷却装置１０の上流側に接続する流路切替機構としての３方弁１３が設けられている。３方弁１３はバッテリの温度管理システム１用の制御装置としてのＥＣＵ１４からの制御信号Ｅ２に応動して流路切替動作を行う。
本実施形態では、バッテリ冷却装置向け分岐回路１２は、機関冷却回路７における冷却液ポンプ５の下流側であって冷却液ジャケットの上流側（入口側）の位置に設けられた分岐路１５からバッテリ冷却装置１０の上流側に向かうように分岐している。
本実施形態では更に、機関冷却回路７における冷却液ジャケット（内燃機関３）の下流側から分岐して排気熱回収回路９におけるＥＧＲクーラー４の上流側に向かう排気熱回収装置向け分岐回路１６が設けられている。排気熱回収装置向け分岐回路１６には流路開閉機構としての開閉弁１７が介挿されている。開閉弁１７は、ＥＣＵ１４からの制御信号Ｅ１に応動して流路開閉動作を行う。
ＥＣＵ１４の機能を、上述の開閉弁１７及び３方弁１３の作動との関連で詳細に説明する。
機関冷却回路７を流れる冷却液の温度を検出する機関冷却液温度センサＳ１が内燃機関３（その冷却液ジャケット）の出口側に設けられている。機関冷却液温度センサＳ１は機関冷却液の温度の検出出力ｔ１を発する。ＥＣＵ１４は、機関冷却液温度センサＳ１の検出出力ｔ１が所定の第１の閾値を超えているときに開閉弁１７を開状態となるように制御する。また、ＥＣＵ１４は、機関冷却液温度センサＳ１の検出出力ｔ１が所定の第１の閾値以下であるときには、開閉弁１７を閉状態となるように制御する。
一方、バッテリ冷却回路１１を流れる冷却液の温度を検出するバッテリ冷却液温度センサＳ２がバッテリ冷却装置１０の冷却液通路の入口側に設けられている。バッテリ冷却液温度センサＳ２はバッテリ冷却液の温度の検出出力ｔ２を発する。ＥＣＵ１４は、前記バッテリ冷却液温度センサＳ２の検出出力ｔ２が所定の第２の閾値を超えているときにバッテリ冷却装置向け分岐回路１２をバッテリ冷却回路１１におけるバッテリ冷却装置１０の上流側に接続するように制御する。
次に、図１のバッテリの温度管理システム１における各回路の接続関係について更に詳細に説明する。
冷却液ポンプ５の下流側の分岐路１５では、バッテリ冷却装置向け分岐回路１２側と冷却液ジャケット（内燃機関３）の入り口側との２方向へ流路が分岐している。バッテリ冷却装置向け分岐回路１２は、分岐路１５の一方の分岐から、分岐路１８（その一つの分岐）を経由して３方弁１３の一方の入り口ポートに致る。３方弁１３の出口ポートがバッテリ２（そのバッテリ冷却装置１０）の冷却液入口に接続されている。バッテリ冷却装置１０の冷却液出口が合流路１９を介してサーモスタット８の入り口側に接続されている。この場合、サーモスタット８の入り口側における当該接続部は冷却液ポンプ５のサクション側に連通している。合流路１９からサーモスタット８の入り口側（バルブ部分の手前）への回路は、冷却液ポンプ５のデリバリ側から送出された冷却液がサーモスタット８の入り口側（バルブ部分の手前）を経て冷却液ポンプ５のサクション側に戻る戻り回路２０を構成している。
図１のバッテリの温度管理システム１では、分岐路１８の他の分岐からＰＤＵ（その冷却液流路）２１を介して合流路１９に至るＰＤＵ冷却回路２２が設けられている。
また、分岐路１８の更に他の分岐は合流路２３を介してＥＧＲクーラー４の入り口側に接続されている。ＥＧＲクーラー４の出口側が分岐路２４を介して合流路１９の入り口に至る回路中に室内ヒータ（その熱交換器）２５が介挿されている。分岐路２４の出口側の一つの分岐が３方弁１３の他方の入り口ポートに接続されている。
次に、図1のバッテリの温度管理システム１の作用効果について図２から図７を参照して説明する。図２から図５において図１との対応部には同一の符号を附している。図２から図５では、冷却液が流れる状態にある回路を実線にて図示し、冷却液が流れない回路を破線図示している。図２から図５の何れも場合も、ＰＤＵ冷却回路２２には定常的に内燃機関３の冷却液ジャケットを介さない比較的低温の冷却液が循環している。なお、動作を説明する図６及び図７はフローチャートである。
図２は、図１のバッテリの温度管理システム１の暖機初期の状態を説明する図である。内燃機関３の暖機初期においては、内燃機関３の冷却液ジャケットにおける冷却液の温度が低い。この温度では、サーモスタット８は自己の仕様に応じたバルブ作動温度の閾値よりも冷却液温度が低い状態であり、バルブが閉じて冷却液がラジエータ６に循環しない。
図２ではこの状態にあることを、機関冷却回路７の太線の破線で表記している。冷却液ジャケットの冷却液がラジエータ６に循環しないため、冷却液の速やか昇温が行われ、内燃機関３は短時間で機関効率の良い温度に達する。また、内燃機関３の暖機初期においては、排気熱回収装置向け分岐回路１６開閉弁１７を閉状態にして、未だ低温である冷却液がＥＧＲクーラー４に循環しないように制御が行われる。この制御は、詳細には、ＥＣＵ１４によって実行される。
図６はＥＣＵ１４が開閉弁１７を制御する動作を表すフローチャートの一例である。
ＥＣＵ１４は先ず機関冷却液温度センサＳ１による機関冷却液の温度の検出出力ｔ１を読み込む（ステップＳ１１）。次いで、読み込んだｔ１の値が既定の第１の閾値Ｔｔｈ１以上かを判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２でｔ１の値が閾値Ｔｔｈ１に満たないと判断されたときには（ステップＳ１２：ＮＯ）、その時点で開閉弁１７である電磁弁が開状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で電磁弁１７が開状態にあると判断されたときには（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、電磁弁１７を閉状態に切り替えて（ステップＳ１４）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１３で電磁弁１７が閉状態にあると判断されたときには（ステップＳ１３：ＮＯ）、そのままステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１２でｔ１の値が閾値Ｔｔｈ１以上であると判断されたときには（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、その時点で開閉弁１７が開状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で電磁弁１７が開状態にあると判断されたときには（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、リターンする。ステップＳ１５で電磁弁１７が閉状態にあると判断されたときには（ステップＳ１５：ＮＯ）、電磁弁１７を開状態に切り替えて（ステップＳ１６）、ステップＳ１１に戻る。
端的には、機関冷却液温度センサＳ１による機関冷却液の温度の検出出力ｔ１が所定の第１の閾値以下であるときに、制御指令信号Ｅ１を発して、開閉弁１７を閉状態となるように制御する。図２では、この状態を、排気熱回収装置向け分岐回路１６を破線図示にて表記している。この状態では、未だ低温の機関冷却回路７の冷却液はＥＧＲクーラー４に循環せず、ＥＧＲクーラー４の冷却液の昇温が速やかに行われる。
図３は、図１のバッテリの温度管理システムの暖機後期から定常運転に至るまでの状態を説明する図である。上述した図２の暖機初期の状態との相違は、図６を参処して説明したように、冷却液の温度が上昇し、電磁弁である開閉弁７が開状態に切り替わり、排気熱回収装置向け分岐回路１６を通して冷却液が合流路２３からＥＧＲクーラー４に供給される。冷却液の温度がＥＧＲクーラー４での冷却液の昇温を阻害しない程度になってＥＧＲクーラー４に流入する。
図４は、図１のバッテリの温度管理システムが定常運転に移行した状態を説明する図である。機関冷却回路７の冷却液の温度が定常運転に適合する値まで上昇し、サーモスタット８のバルブが開いて、ラジエータ６への冷却液の循環が起こり、冷却液の温度が保たれる。
図５は、図１のバッテリの温度管理システム１が、機関冷却回路７の冷却液でバッテリ２を必要以上に昇温させない状態を説明する図である。バッテリ冷却液温度センサＳ２によるバッテリ冷却液の温度の検出出力ｔ２が所定の第２の閾値を超えて、ＥＣＵ１４が制御指令信号Ｅ２を発し、バッテリ冷却装置向け分岐回路１２の冷却液が３方弁１３を通してバッテリ冷却装置１０を循環する。この制御は、詳細には、ＥＣＵ１４によって実行される。
機関冷却液の温度がバッテリ２の昇温に適する温度を上回る場合は、３方弁１３の一方の入り口ポートからの冷却液の流入は阻止されるように作動態様が制御される。この制御は、詳細には、ＥＣＵ１４によって実行される。
図７はＥＣＵ１４が３方弁１３を制御する動作を表すフローチャートの一例である。
ＥＣＵ１４は先ずバッテリ冷却液温度センサＳ２による機関冷却液の温度の検出出力ｔ２を読み込む（ステップＳ２１）。次いで、読み込んだｔ２の値が既定の第１の閾値Ｔｔｈ２に満たないかを判断する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２でｔ２の値が閾値Ｔｔｈ２以上であると判断されたときには（ステップＳ２２：ＮＯ）、その時点で３方弁１３がＥＧＲクーラー側（図ではＥＧＲ側と略記）に接続されているか否かを判断する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３で３方弁１３がＥＧＲクーラー側に接続されていると判断されたときには（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、３方弁１３を冷却液ポンプ５のデリバリ側（図では冷却液ポンプ側と略記）に切り替えて（ステップＳ２４）、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２３で３方弁１３がＥＧＲクーラー側に接続されていないと判断されたときには（ステップＳ２３：ＮＯ）、そのままステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ２２でｔ２の値が閾値Ｔｔｈ２に満たないと判断されたときには（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、その時点で３方弁１３がＥＧＲクーラー側に接続されているか否かを判断する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５で３方弁１３がＥＧＲクーラー側に接続されていると判断されたときには（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、リターンする。ステップＳ２５で３方弁１３がＥＧＲクーラー側に接続されていないと判断されたときには（ステップＳ２５：ＮＯ）、３方弁１３をＥＧＲクーラー側に切り替えて（ステップＳ２６）、ステップＳ２１に戻る。
端的には、ＥＣＵ１４が、バッテリ冷却液温度センサＳ２によるバッテリ冷却液の温度の検出出力ｔ２が所定の第２の閾値以上であるときに、制御指令信号Ｅ２を発して、３方弁１３の一方の入り口ポートからの冷却液の流入を阻止するように制御する。図５では、この状態を、分岐路２４（その一つの分岐）をから３方弁１３の一方の入り口ポートに致る回路を破線図示にて表記している。この状態では、バッテリ２の管理温度に適さない高温になった機関冷却回路７の冷却液はバッテリ冷却装置１０に循環せず、バッテリ２の必要以上の昇温が回避される。
これにより、バッテリ２が全固体リチウムイオン電池である場合には、内燃機関３の熱を効果的に利用して、出力特性が優れた温度領域で機能し得る。
図８は、本発明の他の実施形態としてのバッテリの温度管理システムを表す系統図である。
図８のバッテリの温度管理システム１ａにおける既述のバッテリの温度管理システム１との相違点は、バッテリの温度管理システム１における何れも電磁弁である３方弁１３及び開閉弁１７に替えて、サーモスタット２６、２７を適用した点である。電磁弁である３方弁１３及び開閉弁１７はＥＣＵ１４の管理下で、それぞれ温度センサの検出値である冷却液温度に応じて作動したが、図８のバッテリの温度管理システム１ａでは、サーモスタット２６、２７の仕様による温度の閾値に応じて、それぞれバルブ部分の開閉や３方切替動作を行う。
図９から図１２は、図８のバッテリの温度管理システム１ａの動作を説明する図である。図９から図１２は、図１のバッテリの温度管理システム１動作を説明する図である図２から図５に対応する。図９から図１２において、図２から図５との対応部には同一の符号を附している。また、図９から図１２においても、冷却液が流れる状態にある回路を実線にて図示し、冷却液が流れない回路を破線図示している。
図９から図１２における上記の表記をもって、動作の説明については、図２から図５を援用する。
図１３から図１５は、バッテリモジュールであるバッテリ２の種々の構成例を示す概念図である。図１３のバッテリ２は、筐体内に積層電池セル２０１が納められ、矢線図示の如く冷却液が循環する。図１４のバッテリ２は、筐体内にＤＣ－ＤＣコンバータ２０２が設けられる。積層電池セル２０１が納められ、矢線図示の如く冷却液が循環する。筐体外部から冷却液が、ＤＣ－ＤＣコンバータ２０２→積層電池セル２０１の順に循環する。図１５のバッテリ２は、筐体内にＤＣ－ＤＣコンバータ２０２が設けられる。積層電池セル２０１が納められ、矢線図示の如く冷却液が循環する。筐体外部から冷却液が、積層電池セル２０１→ＤＣ－ＤＣコンバータ２０２の順に循環する。
図１６は、従来型のリチウムイオン電池と全固体リチウムイオン電池の温度―出力特性を比較して示す図である。図１７では、従来型のリチウムイオン電池の特性を破線で表記し、全固体リチウムイオン電池の特性を実線で表記している。両者の特性曲線を比較して明らかな通り、全固体リチウムイオン電池は従来型のリチウムイオン電池よりも高いバッテリ温度領域で大きな出力を出すことができる。図中ＮＴＲと表記の温度領域が全固体リチウムイオン電池の常用使用温度管理範囲である。この領域における全固体リチウムイオン電池の出力は、従来型のリチウムイオン電池における常用使用温度管理範囲における出力よりも、ＲＯと表記した程度大きい。従って、内燃機関３の熱を効果的に利用して全固体リチウムイオン電池を適度に昇温して用いることによって、全固体リチウムイオン電池をハイブリッド車両の電源に用いた場合に、簡素な構成で特に著しい出力特性を得ることができる。
本実施形態のバッテリの温度管理システムによれば、以下の効果を奏する。
（１）一つの実施形態としてのバッテリの温度管理システムでは、開閉弁１７によって、冷却液ジャケットの下流側の冷却液の温度が低い場合には、冷却液ジャケットの下流側の冷却液をＥＧＲクーラー４に循環させず、機関の始動直後から速やかに温度が上昇する排気熱回収回路９（ＥＧＲクーラー４）の冷却液をバッテリ冷却装置１０に循環させて、バッテリ２の速やかな昇温をはかることができる。
（２）一つの実施形態としてのバッテリの温度管理システムでは、冷却液ジャケットの下流側の冷却液の温度が適温の範囲内になっているときには、開閉弁１７を通して、冷却液ジャケットの下流側の冷却液をＥＧＲクーラー４に供給し、排気熱回収回路９の冷却液を昇温させる。このように上昇した排気熱回収回路９の冷却液をバッテリ冷却装置１０に循環させてバッテリ２を効率よく加温することができる。
（３）一つの実施形態としてのバッテリの温度管理システムでは、バッテリ冷却液温度センサＳ２の検出温度ｔ２に基づいて、ＥＣＵ１４が適切なタイミングでバッテリ冷却装置向け分岐回路１２をバッテリ冷却装置１０の上流側に接続する形態を選択する。これにより、相対的に高温である排気熱回収回路９の冷却液がバッテリ冷却装置１０に供給され続けることに起因してバッテリが過熱してしまうことが回避され、バッテリは適温に維持される。
（４）他の実施形態としての温度管理システムでは、サーモスタット２６、２７による簡単な構成によって、冷却液ジャケットの下流側の冷却液の温度が適温の範囲内になっているときには、流路開閉機構を通して、冷却液ジャケットの下流側の冷却液をＥＧＲクーラー４に供給し、排気熱回収回路９の冷却液を上昇させる。このように上昇した排気熱回収回路９の冷却液をバッテリ冷却装置１０に循環させてバッテリ２を効率よく加温することができる。
（５）他の実施形態としてのバッテリの温度管理システムでは、サーモスタット２６、２７による簡単な構成によって、相対的に高温である排気熱回収回路９の冷却液がバッテリ冷却装置１０に供給され続けることに起因してバッテリが過熱してしまうことが回避され、バッテリは適温に維持される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。例えば、上述の図８の例では、図１の実施形態における何れも電磁弁である３方弁１３及び開閉弁１７を双方ともサーモスタットに置き換える構成を採ったが、何れか一方をサーモスタットに置き換えるように構成してもよい。
１、１ａ…バッテリの温度管理システム
２…バッテリ
３…内燃機関
４…ＥＧＲクーラー（排気熱回収装置）
５…冷却液ポンプ
６…ラジエータ
７…機関冷却回路
８、２６、２７……サーモスタット
９…排気熱回収回路
１０…バッテリ冷却装置
１１…バッテリ冷却回路
１２…バッテリ冷却装置向け分岐回路
１３…３方弁
１４…ＥＣＵ
１５…分岐路
１６…排気熱回収装置向け分岐回路
１７…開閉弁
１８…分岐路
１９…合流路
２０…戻り回路
２１…ＰＤＵ
２２…ＰＤＵ冷却回路
２３…合流路
２４…分岐路
２５…室内ヒータ
Ｓ１…機関冷却液温度センサ
Ｓ２…バッテリ冷却液温度センサ

Claims (2)

  1. 内燃機関の冷却液を冷却液ポンプによって冷却液ジャケットとラジエータとの間で循環させる機関冷却回路と、
    前記内燃機関の排気熱を回収する排気熱回収装置の冷却液が流れる排気熱回収回路と、
    前記内燃機関を備えた車両のバッテリを冷却するバッテリ冷却装置の冷却液が流れるバッテリ冷却回路と、
    前記機関冷却回路から分岐して前記バッテリ冷却回路における前記バッテリ冷却装置の上流側に向かうバッテリ冷却装置向け分岐回路と、
    前記排気熱回収回路と前記バッテリ冷却装置向け分岐回路との少なくとも一方の回路の下流側を選択的に前記バッテリ冷却回路における前記バッテリ冷却装置の上流側に接続する流路切替機構と、
    前記機関冷却回路における前記冷却液ジャケットの下流側から分岐して前記排気熱回収回路における前記排気熱回収装置の上流側に向かう排気熱回収装置向け分岐回路と、
    前記排気熱回収装置向け分岐回路に介挿された流路開閉機構と、を備え、
    前記流路開閉機構は、自己の特性による開閉閾値に応じて開閉動作を行ない、前記機関冷却回路を流れる冷却液の温度が前記開閉閾値を超えているときに開状態となるサーモスタットであり、
    前記流路切替機構は、自己の特性による切替閾値に応じて切替動作を行い、前記バッテリ冷却液の温度が前記切替閾値を超えているときに前記バッテリ冷却装置向け分岐回路を前記バッテリ冷却装置の上流側に接続するサーモスタットである、
    バッテリの温度管理システム。
  2. 前記バッテリ冷却装置向け分岐回路は、前記機関冷却回路における前記冷却液ポンプの下流側であって前記冷却液ジャケットの上流側の位置から前記バッテリ冷却装置の上流側に向かうように分岐している請求項１に記載のバッテリの温度管理システム。
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