WO2022038869A1 - 電池温調システム - Google Patents

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WO2022038869A1
WO2022038869A1 PCT/JP2021/022177 JP2021022177W WO2022038869A1 WO 2022038869 A1 WO2022038869 A1 WO 2022038869A1 JP 2021022177 W JP2021022177 W JP 2021022177W WO 2022038869 A1 WO2022038869 A1 WO 2022038869A1
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temperature
refrigerant
heater
outlet
accumulator
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PCT/JP2021/022177
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Inventor
横井佑樹
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery temperature control system including a refrigeration cycle.
  • Patent Document 1 is known as a battery temperature control system that adjusts the temperature of a battery module by using a refrigeration cycle.
  • Patent Document 1 when the battery module is cooled, heat is exchanged between the liquid refrigerant and the battery module via a heat exchanger, and the latent heat required when the liquid refrigerant changes to a gas refrigerant is used.
  • the battery module is cooled.
  • a heater is provided between the heat exchanger and the condenser. Then, when the battery module is heated, the heater is operated to heat the refrigerant supplied to the heat exchanger by the heater. According to this, since the gas refrigerant vaporized by being heated by the heater is supplied to the heat exchanger, the heat exchange between the gas refrigerant and the battery module via the heat exchanger causes the battery.
  • the module is warmed up.
  • the temperature of the gas refrigerant vaporized by being heated by the heater is supplied to the heat exchanger and gradually decreases as the heat is exchanged with the battery module via the heat exchanger.
  • the temperature of the gas refrigerant drops to the same temperature as the temperature of the battery module, heat exchange between the refrigerant and the battery module via the heat exchanger cannot be performed, and the battery module cannot be heated by the refrigerant. It ends up. As a result, there is a risk that the entire battery module cannot be heated uniformly.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery temperature control system capable of uniformly heating the entire battery module.
  • the battery temperature control system that solves the above problems includes a compressor that compresses the refrigerant and discharges the refrigerant, a throttle that reduces the pressure of the refrigerant discharged from the compressor, and the reduced pressure flowing the refrigerant, and a battery. It comprises a refrigeration cycle with a heat exchanger that exchanges heat with the module, is located in the middle of the passage from the outlet of the heat exchanger to the suction port of the compressor, and of the refrigerant to the compressor.
  • the accumulator that allows the outflow of gas refrigerant and the refrigerant that flows out from the outlet of the heat exchanger are heated in the middle of the passage from the outlet of the heat exchanger to the outlet of the accumulator to heat the outlet of the accumulator. It is equipped with a heater that raises the saturated steam pressure of.
  • the refrigerant flowing out from the outlet of the heat exchanger is heated by the heater, and the saturated steam pressure at the outlet of the accumulator rises.
  • the saturated steam temperature which is the temperature of the gas refrigerant at the outlet of the accumulator
  • the saturated steam temperature of the gas refrigerant at the outlet of the accumulator rises.
  • the refrigerant flowing out from the outlet of the heat exchanger starts to condense at a higher temperature than when it is not heated by the heater. Become. Therefore, heat exchange is performed between the gas refrigerant flowing through the heat exchanger and the battery module via the heat exchanger, and the temperature of the gas refrigerant flowing through the heat exchanger drops to the temperature of the battery module before the temperature drops. As the saturated vapor temperature is reached, the gas refrigerant begins to condense, and the latent heat of condensation required when the gas refrigerant changes to a liquid refrigerant warms the battery module. At this time, since the temperature of the refrigerant is on the isotherm, the temperature of the refrigerant is constant. Therefore, since the temperature difference between the refrigerant and the battery module is maintained, the entire battery module can be uniformly heated.
  • the heater may be provided at a position for heating the accumulator. According to this, since the refrigerant in the accumulator is heated by heating the accumulator by the heater, the saturated steam pressure at the outlet of the accumulator can be suitably increased.
  • a condenser that condenses the refrigerant discharged from the compressor, and a bypass passage that bypasses the condenser and supplies the refrigerant discharged from the compressor to the heat exchanger.
  • the first state of allowing the flow of the refrigerant discharged from the compressor to the condenser and blocking the flow of the refrigerant discharged from the compressor to the bypass passage, and discharging from the compressor.
  • a valve mechanism configured to be switchable to a second state in which the flow of the refrigerant to the condenser is blocked and the flow of the refrigerant discharged from the compressor to the bypass passage is allowed.
  • the control unit includes a temperature detection unit that detects the temperature of the battery module and a control unit that drives the heater when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • a predetermined threshold temperature When the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the valve mechanism may be switched from the first state to the second state and the heater may be driven.
  • the control unit switches the valve mechanism from the first state to the second state when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • a predetermined threshold temperature when the temperature detected by the temperature detector is equal to or lower than the predetermined threshold temperature, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows into the bypass passage and passes through the throttle to reduce the pressure. Low pressure refrigerant can flow through the heat exchanger.
  • the control unit drives the heater when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, a supply device for supplying a heat exchange medium for cooling the refrigerant passing through the condenser to the condenser, and the battery.
  • the control unit includes a temperature detection unit that detects the temperature of the module and a control unit that drives the heater when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature. In the first state of driving the supply device to supply the heat exchange medium to the condenser, and in the second state of stopping the supply device to stop the supply of the heat exchange medium to the condenser. When the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the control unit switches from the first state to the second state and drives the heater. good.
  • the control unit stops the supply device and switches from the first state to the second state to the condenser.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor is depressurized by passing through the throttle without being condensed by the condenser. Therefore, when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the high-temperature low-pressure refrigerant decompressed by the throttle can flow through the heat exchanger. Then, the control unit drives the heater when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • the control unit may control the degree of heating of the heater to the refrigerant based on the temperature detected by the temperature detection unit. According to this, since the control unit controls the degree of heating of the heater with respect to the refrigerant based on the temperature detected by the temperature detection unit, the entire battery module can be efficiently and uniformly heated.
  • control unit may drive the heater when the atmospheric humidity of the battery module is higher than a predetermined threshold humidity in the first state.
  • the control unit drives the heater based on the atmospheric humidity of the battery module to evaporate the dew condensation by the heat from the heater. Can be done.
  • the entire battery module can be heated uniformly.
  • the schematic block diagram which shows the battery temperature control system in embodiment Moriel diagram showing the relationship between the enthalpy of the refrigerant and the pressure.
  • the schematic block diagram which shows the battery temperature control system in another embodiment The schematic block diagram which shows the battery temperature control system in another embodiment.
  • the battery temperature control system of this embodiment is mounted on a vehicle, for example.
  • the battery temperature control system 10 includes a refrigeration cycle 11.
  • the battery temperature control system 10 adjusts the temperature of the battery module M1 by using the refrigeration cycle 11.
  • the battery module M1 is configured by arranging a plurality of battery cells (not shown) side by side.
  • the battery cell is, for example, a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery.
  • the refrigeration cycle 11 includes a compressor 12, a condenser 13, an expansion valve 14, an evaporator 15, and an accumulator 16.
  • the compressor 12 compresses the low-temperature low-pressure refrigerant and discharges the high-temperature high-pressure refrigerant.
  • the condenser 13 condenses the refrigerant discharged from the compressor 12.
  • the expansion valve 14 decompresses the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant condensed and liquefied by the condenser 13 into a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. Therefore, the expansion valve 14 is a throttle that reduces the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 12.
  • the liquid refrigerant from the expansion valve 14 can flow through the evaporator 15.
  • the evaporator 15 is thermally coupled to the battery module M1. Therefore, the evaporator 15 is a heat exchanger in which the decompressed refrigerant flows and exchanges heat with the battery module M1.
  • the accumulator 16 allows the outflow of gas refrigerant among the refrigerants to the compressor 12.
  • the compressor 12 and the condenser 13 are connected by a first pipe 17.
  • One end of the first pipe 17 is connected to the discharge port 12a of the compressor 12.
  • the other end of the first pipe 17 is connected to the supply port 13a of the condenser 13.
  • the condenser 13 and the expansion valve 14 are connected by a second pipe 18.
  • One end of the second pipe 18 is connected to the discharge port 13b of the condenser 13.
  • the other end of the second pipe 18 is connected to the supply port 14a of the expansion valve 14.
  • the expansion valve 14 and the evaporator 15 are connected by a third pipe 19.
  • One end of the third pipe 19 is connected to the discharge port 14b of the expansion valve 14.
  • the other end of the third pipe 19 is connected to the inlet 15a of the evaporator 15.
  • the evaporator 15 and the accumulator 16 are connected by a fourth pipe 20.
  • One end of the fourth pipe 20 is connected to the outlet 15b of the evaporator 15.
  • the other end of the fourth pipe 20 is connected to the inlet 16a of the accumulator 16.
  • the accumulator 16 and the compressor 12 are connected by a fifth pipe 21.
  • One end of the fifth pipe 21 is connected to the outlet 16b of the accumulator 16.
  • the other end of the fifth pipe 21 is connected to the suction port 12b of the compressor 12.
  • the accumulator 16 is arranged between the outlet 15b of the evaporator 15 and the suction port 12b of the compressor 12. Therefore, the accumulator 16 is arranged in the middle of the passage from the outlet 15b of the evaporator 15 to the suction port 12b of the compressor 12.
  • the battery temperature control system 10 includes a bypass passage 22.
  • the bypass passage 22 is a pipe that branches and extends from the middle of the first pipe 17 and is connected to the middle of the third pipe 19. Therefore, one end of the bypass passage 22 is connected in the middle of the first pipe 17, and the other end of the bypass passage 22 is connected in the middle of the third pipe 19.
  • the battery temperature control system 10 includes an orifice 23.
  • the orifice 23 is provided in the bypass passage 22.
  • the orifice 23 has a small passage cross-sectional area of a part of the bypass passage 22. Therefore, the orifice 23 is a fixed throttle.
  • the battery temperature control system 10 includes a valve mechanism 30.
  • the valve mechanism 30 has a first switching valve 31 and a second switching valve 32.
  • the first switching valve 31 is provided at a portion on the condenser 13 side of the connection position with the bypass passage 22 in the first pipe 17.
  • the first switching valve 31 is an on-off valve.
  • the second switching valve 32 is provided at a portion of the bypass passage 22 on the side of the first pipe 17 with respect to the orifice 23.
  • the second switching valve 32 is an on-off valve.
  • the battery temperature control system 10 includes a heater 40.
  • the heater 40 is, for example, a heating wire.
  • the heater 40 is provided at a position where the accumulator 16 is heated.
  • the heater 40 is configured to heat the refrigerant in the accumulator 16.
  • the refrigerant in the accumulator 16 can be said to be the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15. Therefore, it can be said that the heater 40 heats the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15.
  • the heater 40 heats the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 in the middle of the passage from the outlet 15b of the evaporator 15 to the outlet 16b of the accumulator 16.
  • the battery temperature control system 10 includes a temperature sensor 41 as a temperature detection unit that detects the temperature of the battery module M1.
  • the temperature sensor 41 is configured to be able to detect the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1.
  • the battery temperature control system 10 includes a humidity sensor 42 that detects the humidity in a case (not shown) that houses the battery module M1.
  • the humidity inside the case accommodating the battery module M1 is the atmospheric humidity of the battery module M1.
  • the battery temperature control system 10 includes a control device 50.
  • the control device 50 includes a central processing unit (CPU). Further, the control device 50 includes a memory composed of a read-only memory (ROM) that stores various programs, maps, and the like in advance, a random access memory (RAM) that temporarily stores the calculation results of the CPU, and the like. Further, the control device 50 includes a timer counter, an input interface, an output interface, and the like.
  • CPU central processing unit
  • the control device 50 includes a memory composed of a read-only memory (ROM) that stores various programs, maps, and the like in advance, a random access memory (RAM) that temporarily stores the calculation results of the CPU, and the like.
  • the control device 50 includes a timer counter, an input interface, an output interface, and the like.
  • the control device 50 is electrically connected to the first switching valve 31.
  • the control device 50 controls the drive of the first switching valve 31.
  • the control device 50 is electrically connected to the second switching valve 32.
  • the control device 50 controls the drive of the second switching valve 32.
  • the control device 50 is electrically connected to the heater 40.
  • the control device 50 controls the drive of the heater 40.
  • the control device 50 is electrically connected to the temperature sensor 41.
  • the control device 50 receives information about the temperature detected by the temperature sensor 41.
  • the control device 50 is electrically connected to the humidity sensor 42.
  • the control device 50 receives information about humidity detected by the humidity sensor 42.
  • the control device 50 stores in advance a cooling operation mode execution program for executing the cooling operation mode and a warm-up operation mode execution program for executing the warm-up operation mode. Further, the control device 50 stores in advance a temperature determination program for determining whether or not the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature. Then, the control device 50 determines that the temperature detected by the temperature sensor 41 is not equal to or lower than the predetermined threshold temperature, that is, the temperature detected by the temperature sensor 41 is higher than the predetermined threshold temperature. If so, the execution program for executing the cooling operation mode is stored in advance. On the other hand, when it is determined that the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the control device 50 stores in advance an execution program for executing the warm-up operation mode.
  • the control device 50 controls the drive of the first switching valve 31 so that the first switching valve 31 is in the valve open state, and the second switching valve 32 is in the closed state.
  • a program for controlling the drive of the second switching valve 32 is stored in advance so as to be. Therefore, when the cooling operation mode is executed by the control device 50, the valve mechanism 30 allows the flow of the refrigerant discharged from the compressor 12 to the condenser 13, and also allows the bypass passage in the refrigerant discharged from the compressor 12. It is switched to the first state which cuts off the flow to 22.
  • the control device 50 controls the drive of the first switching valve 31 so that the first switching valve 31 is closed, and the second switching valve 32 is opened.
  • a program for controlling the drive of the second switching valve 32 so as to be in the valve state is stored in advance. Therefore, when the warm-up operation mode is executed by the control device 50, the valve mechanism 30 blocks the flow of the refrigerant discharged from the compressor 12 to the condenser 13, and bypasses the refrigerant discharged from the compressor 12. It is switched to the second state which allows the flow to the passage 22. Therefore, the valve mechanism 30 is configured to be switchable between the first state and the second state.
  • control device 50 stores in advance a program for driving the heater 40 when the warm-up operation mode is executed. Therefore, the control device 50 serves as a control unit that switches the valve mechanism 30 from the first state to the second state and drives the heater 40 when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature. It is functioning.
  • the control device 50 When the warm-up operation mode is executed in the control device 50, the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1.
  • a determination program for determining whether or not the difference between the temperature and the temperature is larger than a predetermined temperature difference is stored in advance. Then, the control device 50 has a predetermined temperature difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1.
  • the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 in the heater 40 is increased.
  • the difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1 is predetermined.
  • a program for raising the temperature of the heater 40 is stored in advance.
  • the difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1 is predetermined.
  • the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 in the heater 40 is reduced.
  • the difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1 is predetermined.
  • a program for lowering the temperature of the heater 40 is stored in advance.
  • the control device 50 stores in advance a heating control program that controls the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 in the heater 40 based on the temperature detected by the temperature sensor 41. Therefore, the control device 50 controls the degree of heating of the heater 40 with respect to the refrigerant based on the temperature detected by the temperature sensor 41.
  • control device 50 stores in advance a humidity determination program for determining whether or not the humidity detected by the humidity sensor 42 is higher than a predetermined threshold humidity when the cooling operation mode is executed. .. Then, when it is determined that the humidity detected by the humidity sensor 42 is higher than the predetermined threshold humidity, the control device 50 stores in advance a program for driving the heater 40. Therefore, the control device 50 drives the heater 40 when the atmospheric humidity of the battery module M1 is higher than the predetermined threshold humidity when the valve mechanism 30 is switched to the first state. On the other hand, the control device 50 stores in advance a program for stopping the driving of the heater 40 when it is determined that the humidity detected by the humidity sensor 42 is equal to or lower than a predetermined threshold humidity. If the humidity detected by the humidity sensor 42 is higher than a predetermined threshold humidity, it is assumed that air condenses outside the accumulator 16 and dew condensation occurs, and this threshold humidity is obtained in advance by experiments or the like. Has been done.
  • control device 50 determines that the temperature detected by the temperature sensor 41 is higher than the predetermined threshold temperature, the control device 50 executes the cooling operation mode, and the first switching valve 31 is set to the valve open state. The drive of the switching valve 31 is controlled, and the driving of the second switching valve 32 is controlled so that the second switching valve 32 is closed.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the discharge port 12a of the compressor 12 to the first pipe 17 is supplied to the condenser 13 via the first pipe 17 and the supply port 13a of the condenser 13.
  • the gas refrigerant supplied to the condenser 13 is condensed and liquefied by, for example, heat exchange with the outside air via the condenser 13.
  • the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant condensed and liquefied by the condenser 13 is discharged from the discharge port 13b of the condenser 13 to the second pipe 18 and passes through the expansion valve 14 via the supply port 14a of the expansion valve 14.
  • the refrigerant that has passed through the inside of the evaporator 15 flows out to the fourth pipe 20 via the outlet 15b of the evaporator 15. Then, the refrigerant flowing out to the fourth pipe 20 is supplied to the inside of the accumulator 16 through the inlet 16a of the accumulator 16 and is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant in the accumulator 16.
  • the liquid refrigerant in the accumulator 16 is stored in the accumulator 16.
  • the gas refrigerant in the accumulator 16 is discharged to the fifth pipe 21 through the outlet 16b of the accumulator 16 and is sucked into the compressor 12 through the fifth pipe 21 and the suction port 12b of the compressor 12. ..
  • the control device 50 determines that the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature
  • the control device 50 executes the warm-up operation mode so that the first switching valve 31 is closed.
  • the drive of the first switching valve 31 is controlled, and the driving of the second switching valve 32 is controlled so that the second switching valve 32 is in the valve open state. Further, the control device 50 drives the heater 40.
  • FIG. 2 shows a Moriel diagram showing the relationship between the enthalpy of the refrigerant and the pressure.
  • the horizontal axis is the enthalpy of the refrigerant
  • the vertical axis is the pressure of the refrigerant.
  • the curve drawn on the left side of the critical point CP which is the apex
  • the saturated liquid line L1 is the saturated liquid line L1
  • the curve drawn on the right side of the critical point CP Is a saturated steam line L2.
  • the region surrounded by the saturated liquid line L1 and the saturated steam line L2 is a two-phase region A1 in which the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state.
  • the region on the left side of the saturated liquid line L1 is the supercooled liquid region A2 in which the refrigerant is in the supercooled liquid state.
  • the region on the right side of the saturated steam line L2 is the superheated gas region A3 in which the refrigerant is in a superheated gas state.
  • the solid line L10 shown in FIG. 2 shows the state of the refrigeration cycle 11 when the control device 50 is executing the warm-up operation mode.
  • the state point a1 existing on the saturated steam line L2 on the solid line L10 indicates the state of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16. Therefore, the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16 is saturated steam.
  • the broken line L20 shown in FIG. 2 indicates that, for example, even if the control device 50 determines that the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the drive of the heater 40 remains stopped.
  • the state of the refrigeration cycle 11 in the case of is shown as a comparative example.
  • the state point a11 existing on the saturated steam line L2 in the broken line L20 indicates the state of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16.
  • the heater 40 when the warm-up operation mode is executed by the control device 50, the heater 40 is driven and the accumulator 16 is heated by the heater 40, so that the refrigerant in the accumulator 16 is heated. Then, as can be seen by comparing the state point a1 of the solid line L10 and the state point a11 of the broken line L20, the saturated steam pressure at the outlet 16b of the accumulator 16 is higher than that in the case where the refrigerant in the accumulator 16 is not heated by the heater 40. Go up. Therefore, the heater 40 heats the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 to raise the saturated steam pressure at the outlet 16b of the accumulator 16.
  • the saturated steam temperature which is the temperature of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16 rises due to the thermodynamic characteristics of the refrigerant.
  • the saturated steam temperature of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16 rises, the isotherm in the two-phase region A1 of the refrigerant rises. As a result, condensation of the refrigerant starts at a higher temperature than in the case where the refrigerant in the accumulator 16 is not heated.
  • the solid line L30 shown in FIG. 2 represents an isotherm corresponding to the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1.
  • the refrigerant in the accumulator 16 is heated by the heater 40, and the isotherm of the temperature of the refrigerant rises above the isotherm corresponding to the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1.
  • the drive of the heater 40 is controlled.
  • the gas refrigerant sucked from the outlet 16b of the accumulator 16 to the suction port 12b of the compressor 12 via the fifth pipe 21 is compressed by the compressor 12.
  • the gas refrigerant becomes a high temperature and high pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the discharge port 12a of the compressor 12 to the first pipe 17 flows out from the first pipe 17 to the bypass passage 22 and flows through the bypass passage 22.
  • the gas refrigerant flowing through the bypass passage 22 is decompressed when passing through the orifice 23, and becomes a high-temperature and low-pressure gas refrigerant as shown at the state point a3 existing in the superheated gas region A3 on the solid line L10. Therefore, the orifice 23 is a throttle that reduces the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 12.
  • the gas refrigerant decompressed by the orifice 23 to a high temperature and low pressure flows out from the bypass passage 22 in the middle of the third pipe 19, flows through the third pipe 19, and is supplied to the inlet 15a of the evaporator 15. Therefore, the bypass passage 22 bypasses the condenser 13 and the expansion valve 14 and supplies the refrigerant discharged from the compressor 12 to the evaporator 15.
  • the gas refrigerant supplied to the inlet 15a of the evaporator 15 flows inside the evaporator 15. Then, heat exchange is performed between the gas refrigerant flowing inside the evaporator 15 and the battery module M1 via the evaporator 15.
  • the control device 50 the refrigerant in the accumulator 16 is heated by the heater 40, and the isotherm of the temperature of the refrigerant is higher than the isotherm corresponding to the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1.
  • the drive of the heater 40 is controlled so that the temperature rises.
  • the gas refrigerant flowing through the evaporator 15 reaches the saturated steam temperature before the temperature drops to the temperature of the battery module M1
  • the gas refrigerant starts to condense and the gas refrigerant changes to a liquid refrigerant.
  • the battery module M1 is warmed by the condensing latent heat required for the battery module M1.
  • the temperature of the refrigerant is constant. Therefore, since the temperature difference between the refrigerant and the battery module M1 is maintained, the entire battery module M1 is uniformly warmed.
  • the state point a4 existing in the two-phase region A1 on the solid line L10 indicates the state of the refrigerant at the outlet 15b of the evaporator 15. Then, the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 is supplied to the inside of the accumulator 16 via the fourth pipe 20 and the inlet 16a of the accumulator 16, and is separated into a liquid refrigerant and a gas refrigerant in the accumulator 16. .. A part of the liquid refrigerant existing in the accumulator 16 is heated by the heater 40 and vaporized, and the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16 becomes saturated steam as shown by the state point a1 on the solid line L10.
  • control device 50 corresponds to the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1 when the warm-up operation mode is being executed.
  • the temperature of the heater 40 is raised.
  • the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 in the heater 40 becomes large, and condensation of the refrigerant starts at a higher temperature than before increasing the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16.
  • the control device 50 corresponds to the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1 when the warm-up operation mode is being executed.
  • the temperature of the heater 40 is lowered.
  • the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 in the heater 40 becomes small, and condensation of the refrigerant starts at a lower temperature than before the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 is reduced.
  • the difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1 is equal to or less than a predetermined temperature difference. Nevertheless, it is possible to avoid unnecessarily raising the temperature of the heater 40.
  • the control device 50 determines that the humidity detected by the humidity sensor 42 is higher than the predetermined threshold humidity while executing the cooling operation mode, the control device 50 drives the heater 40. As a result, for example, even if air is condensed outside the accumulator 16 and dew condensation occurs, the dew condensation evaporates due to the heat from the heater 40. Therefore, dew condensation outside the accumulator 16 is suppressed. On the other hand, when the control device 50 determines that the humidity detected by the humidity sensor 42 is equal to or less than a predetermined threshold humidity, the control device 50 stops the driving of the heater 40.
  • the battery temperature control system 10 heats the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 in the middle of the passage from the outlet 15b of the evaporator 15 to the outlet 16b of the accumulator 16 to heat the outlet 16b of the accumulator 16. It is provided with a heater 40 that raises the saturated steam pressure of the above. According to this, in the middle of the passage from the outlet 15b of the evaporator 15 to the outlet 16b of the accumulator 16, the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 is heated by the heater 40, and the outlet 16b of the accumulator 16 is saturated. The steam pressure rises.
  • the saturated steam temperature which is the temperature of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16 rises.
  • the saturated steam temperature of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16 rises, the isotherm in the two-phase region A1 of the refrigerant rises.
  • the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 is heated at a higher temperature than the case where the heater 40 does not heat the refrigerant. Condensation will begin.
  • the control device 50 switches the valve mechanism 30 from the first state to the second state when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • a predetermined threshold temperature when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 flows into the bypass passage 22 and passes through the orifice 23 to reduce the pressure.
  • the high-temperature and low-pressure refrigerant generated can be passed through the evaporator 15.
  • the control device 50 drives the heater 40 when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature
  • the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 is heated by the heater 40, and the saturated steam at the outlet 16b of the accumulator 16 is heated. You can increase the pressure.
  • control device 50 controls the degree of heating of the heater 40 with respect to the refrigerant based on the temperature detected by the temperature sensor 41, the entire battery module M1 can be efficiently and uniformly heated.
  • the control device 50 drives the heater 40 when the atmospheric humidity of the battery module M1 is higher than the predetermined threshold humidity when the valve mechanism 30 is switched to the first state, so that the accumulator 16 is driven. Even if the air is condensed outside to cause dew condensation, the dew condensation can be evaporated by the heat from the heater 40.
  • the battery module M1 can be heated by using the evaporator 15 used when cooling the battery module M1. Therefore, for example, the battery module M1 can be used. In order to heat the battery module M1, it is not necessary to secure a contact portion with the heater in the battery module M1, and it is possible to save space around the battery module M1.
  • the heater 40 may heat the fourth pipe 20 connecting the evaporator 15 and the accumulator 16. Therefore, the heater 40 may be configured to heat the refrigerant that flows out from the outlet 15b of the evaporator 15 and flows in the fourth pipe 20. Even with such a configuration, the saturated steam pressure at the outlet 16b of the accumulator 16 increases. In short, the heater 40 heats the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 in the middle of the passage from the outlet 15b of the evaporator 15 to the outlet 16b of the accumulator 16, and the saturated steam at the outlet 16b of the accumulator 16. Any configuration may be used as long as the pressure can be increased. With such a configuration, the same effect as the effect (1) of the above embodiment can be obtained.
  • one end of the bypass passage 22 may be connected in the middle of the first pipe 17, and the other end of the bypass passage 22 may be connected in the middle of the second pipe 18. In this way, the bypass passage 22 may bypass only the condenser 13.
  • the control device 50 when the warm-up operation mode is executed by the control device 50, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the discharge port 12a of the compressor 12 to the first pipe 17 flows out from the first pipe 17 to the bypass passage 22. Then, it flows through the bypass passage 22.
  • the gas refrigerant flowing through the bypass passage 22 is decompressed when passing through the orifice 23 to become a high-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the gas refrigerant decompressed by the orifice 23 to a high temperature and low pressure flows out from the bypass passage 22 in the middle of the second pipe 18, flows through the second pipe 18, and is further depressurized when passing through the expansion valve 14. Then, the high-temperature and low-pressure gas refrigerant decompressed by the expansion valve 14 flows through the third pipe 19 and is supplied to the inlet 15a of the evaporator 15.
  • the battery temperature control system 10 may have a configuration in which the orifice 23 is not provided in the bypass passage 22. Even in this case, when the warm-up operation mode is executed by the control device 50, the gas refrigerant flowing through the bypass passage 22 and flowing out in the middle of the second pipe 18 passes through the expansion valve 14. The pressure is reduced to become a high-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the battery temperature control system 10 may be configured not to include the bypass passage 22 and the valve mechanism 30.
  • the battery temperature control system 10 includes a fan 60, via a condenser 13 of a gas refrigerant supplied to the condenser 13 and air sent toward the condenser 13 by driving the fan 60.
  • the air sent toward the condenser 13 by driving the fan 60 is a heat exchange medium for cooling the refrigerant passing through the condenser 13, and the fan 60 supplies the heat exchange medium to the condenser 13. It is a device.
  • the control device 50 is electrically connected to the fan 60.
  • the control device 50 controls the drive of the fan 60.
  • the control device 50 can switch between a first state in which the fan 60 is driven to supply air to the condenser 13 and a second state in which the fan 60 is stopped to stop the supply of air to the condenser 13. be. Then, when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the control device 50 switches from the first state to the second state and drives the heater 40.
  • the control device 50 stops the fan 60 and switches from the first state to the second state to the condenser 13.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 is depressurized by passing through the expansion valve 14 without being condensed by the condenser 13. Therefore, when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the high-temperature low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve 14 can flow to the evaporator 15.
  • the control device 50 drives the heater 40 when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • a predetermined threshold temperature when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 is heated by the heater 40, and the saturated steam at the outlet 16b of the accumulator 16 is heated. You can increase the pressure.
  • the saturated steam pressure at the outlet 16b of the accumulator 16 rises, the saturated steam temperature, which is the temperature of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16, rises due to the thermodynamic characteristics of the refrigerant.
  • the battery temperature control system 10 may be configured not to include the bypass passage 22 and the valve mechanism 30.
  • the battery temperature control system 10 includes a cooling water circuit 70, and the cooling water (LLC: Long Life Coolant) flowing through the cooling water circuit 70 is supplied to the condenser 13 and the gas supplied to the condenser 13.
  • LLC Long Life Coolant
  • the cooling water circuit 70 has a circulation pipe 71 constituting a circulation passage through which the cooling water circulates, a pressure pump 72 for pumping the cooling water flowing in the circulation pipe 71, and a radiator 73.
  • a part of the circulation pipe 71 passes through the condenser 13. Further, a part of the circulation pipe 71 passes through the radiator 73.
  • the cooling water in the circulation pipe 71 circulates in the circulation pipe 71 by driving the pressure feed pump 72.
  • the battery temperature control system 10 includes a cooling water fan 74 that sends air toward the radiator 73. Then, the cooling water is cooled by heat exchange between the cooling water passing through the radiator 73 and the air sent toward the radiator 73 by driving the cooling water fan 74 via the radiator 73.
  • the cooling water cooled in the radiator 73 passes through the condenser 13. Then, heat is exchanged between the gas refrigerant supplied to the condenser 13 and the cooling water supplied to the condenser 13 via the condenser 13, so that the gas refrigerant is condensed. Therefore, the cooling water circulated in the circulation pipe 71 by the drive of the pressure feed pump 72 and supplied to the condenser 13 is a heat exchange medium for cooling the refrigerant passing through the condenser 13, and the pressure feed pump 72 is the condenser. It is a supply device that supplies a heat exchange medium to 13.
  • the control device 50 is electrically connected to the pressure feed pump 72.
  • the control device 50 controls the drive of the pressure feed pump 72.
  • the control device 50 has a first state in which the pressure feed pump 72 is driven to supply cooling water to the condenser 13, and a second state in which the pressure feed pump 72 is stopped to stop the supply of cooling water to the condenser 13. It is possible to switch to. Then, when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the control device 50 switches from the first state to the second state and drives the heater 40.
  • the control device 50 stops the pumping pump 72 and switches from the first state to the second state to the condenser.
  • the supply of cooling water to 13 is stopped. Therefore, when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 is not condensed by the condenser 13, and the expansion valve 14 is operated. The pressure is reduced by passing through. Therefore, when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the high-temperature low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve 14 can flow to the evaporator 15.
  • the control device 50 drives the heater 40 when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature.
  • a predetermined threshold temperature when the temperature detected by the temperature sensor 41 is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the refrigerant flowing out from the outlet 15b of the evaporator 15 is heated by the heater 40, and the saturated steam at the outlet 16b of the accumulator 16 is heated. You can increase the pressure.
  • the saturated steam pressure at the outlet 16b of the accumulator 16 rises, the saturated steam temperature, which is the temperature of the gas refrigerant at the outlet 16b of the accumulator 16, rises due to the thermodynamic characteristics of the refrigerant.
  • control device 50 may be configured not to control the degree of heating of the refrigerant in the accumulator 16 in the heater 40. That is, the control device 50 has a predetermined temperature difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1. Even if it is larger than the difference, it is not necessary to raise the temperature of the heater 40.
  • control device 50 has a predetermined temperature difference between the temperature of the portion corresponding to the inlet 15a of the evaporator 15 in the battery module M1 and the temperature of the portion corresponding to the outlet 15b of the evaporator 15 in the battery module M1. Even if it is less than or equal to the difference, it is not necessary to lower the temperature of the heater 40.
  • the humidity sensor 42 detects the humidity in the case accommodating the battery module M1, but the present invention is not limited to this, and for example, the humidity inside the vehicle interior may be detected.
  • the humidity in the vehicle interior of the vehicle correlates with the atmospheric humidity of the battery module M1.
  • the humidity sensor 42 suffices as long as it can detect the atmospheric humidity of the battery module M1, and the detection target of the humidity is not particularly limited as long as it correlates with the atmospheric humidity of the battery module M1.
  • the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, or the refrigerant temperature is a predetermined threshold value.
  • the heater 40 may be driven even when the temperature is below the temperature. If the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, it is assumed that air condenses outside the accumulator 16 and dew condensation occurs, and this threshold temperature has been obtained in advance by experiments or the like. Further, when the temperature of the refrigerant is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, it is assumed that air condenses outside the accumulator 16 and dew condensation occurs, and this threshold temperature has been obtained in advance by experiments or the like.
  • the dew condensation can be evaporated by the heat from the heater 40.
  • control device 50 drives the heater 40 even when the humidity in the accumulator 16 is higher than the predetermined threshold humidity when the valve mechanism 30 is switched to the first state. You do not have to let it.
  • the heater 40 may be configured by using a thermoelectric element such as a Pelche element.
  • the valve mechanism 30 has the first switching valve 31 and the second switching valve 32, but is not limited to this, and is provided, for example, at the connection position with the bypass passage 22 in the first pipe 17. It may be a three-way valve. The three-way valve can be switched to the first state that allows the flow of the gas refrigerant discharged from the compressor 12 to the condenser 13 and blocks the flow of the gas refrigerant discharged from the compressor 12 to the bypass passage 22. It is configured.
  • the three-way valve switches to a second state in which the flow of the gas refrigerant discharged from the compressor 12 to the condenser 13 is blocked and the flow of the gas refrigerant discharged from the compressor 12 to the bypass passage 22 is allowed. It is configured to be possible. In short, the valve mechanism 30 may be configured to be switchable between the first state and the second state.

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Abstract

蒸発器（１５）の出口（１５ｂ）からアキュムレータ（１６）の出口（１６ｂ）までに至る通路の途中で、蒸発器（１５）の出口（１５ｂ）から流出される冷媒がヒータ（４０）により加熱され、アキュムレータ（１６）の出口（１６ｂ）の飽和蒸気圧力が上がる。冷媒の熱力学的特性により、アキュムレータ（１６）の出口（１６ｂ）のガス冷媒の温度である飽和蒸気温度が上がり、冷媒の二相域（Ａ１）での等温線が上昇する。その結果、蒸発器（１５）を流れるガス冷媒と電池モジュール（Ｍ１）との蒸発器（１５）を介した熱交換が行われて、ガス冷媒が液冷媒に変化するときの凝縮潜熱によって、電池モジュール（Ｍ１）が暖められる。冷媒の温度は、等温線上となるため、冷媒の温度は一定となる。よって、冷媒と電池モジュール（Ｍ１）との温度差が維持され、電池モジュール（Ｍ１）全体が均一に暖められる。

Description

電池温調システム
　本発明は、冷凍サイクルを備えた電池温調システムに関する。
　冷凍サイクルを用いて、電池モジュールの温度を調節する電池温調システムとして、例えば特許文献１が知られている。特許文献１では、電池モジュールを冷却する場合には、液冷媒と電池モジュールとの熱交換器を介した熱交換が行われて、液冷媒がガス冷媒に変化するときに必要となる潜熱によって、電池モジュールが冷却される。また、特許文献１では、熱交換器と凝縮器との間にヒータが設けられている。そして、電池モジュールを暖める場合には、ヒータを作動させて、熱交換器に供給される冷媒をヒータにより加熱する。これによれば、熱交換器には、ヒータによって加熱されることにより気化したガス冷媒が供給されるため、熱交換器を介したガス冷媒と電池モジュールとの熱交換が行われることによって、電池モジュールが暖められる。
特開２０１９－１６５８４号公報
　しかしながら、ヒータによって加熱されることにより気化したガス冷媒の温度は、熱交換器に供給されて、熱交換器を介した電池モジュールとの熱交換が行われていくにつれて徐々に低下していく。そして、ガス冷媒の温度が電池モジュールの温度と同じ温度まで低下すると、熱交換器を介した冷媒と電池モジュールとの熱交換が行われなくなってしまい、冷媒によって電池モジュールを暖めることができなくなってしまう。その結果、電池モジュール全体を均一に暖めることができない虞がある。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電池モジュール全体を均一に暖めることができる電池温調システムを提供することにある。
　上記課題を解決する電池温調システムは、冷媒を圧縮して前記冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機から吐出された前記冷媒を減圧する絞りと、減圧された前記冷媒が流れるとともに、電池モジュールと熱交換する熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、前記熱交換器の出口から前記圧縮機の吸入口までに至る通路の途中に配置されるとともに、前記圧縮機への前記冷媒のうちガス冷媒の流出を許容するアキュムレータと、前記熱交換器の出口から前記アキュムレータの出口までに至る通路の途中で、前記熱交換器の出口から流出される前記冷媒を加熱して前記アキュムレータの出口の飽和蒸気圧力を上げるヒータと、を備えている。
　これによれば、熱交換器の出口からアキュムレータの出口までに至る通路の途中で、熱交換器の出口から流出される冷媒がヒータにより加熱され、アキュムレータの出口の飽和蒸気圧力が上がる。すると、冷媒の熱力学的特性により、アキュムレータの出口のガス冷媒の温度である飽和蒸気温度が上がる。アキュムレータの出口のガス冷媒の飽和蒸気温度が上がると、冷媒の二相域での等温線が上昇する。その結果、熱交換器の出口からアキュムレータの出口までに至る通路の途中で、熱交換器の出口から流出される冷媒をヒータで加熱しない場合に比べると、高い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。したがって、熱交換器を流れるガス冷媒と電池モジュールとの熱交換器を介した熱交換が行われて、熱交換器を流れるガス冷媒の温度が、電池モジュールの温度まで低下するよりも先に、飽和蒸気温度に達するため、ガス冷媒の凝縮が始まって、ガス冷媒が液冷媒に変化するときに必要となる凝縮潜熱によって、電池モジュールが暖められる。このとき、冷媒の温度は、等温線上となるため、冷媒の温度は一定となる。したがって、冷媒と電池モジュールとの温度差が維持されるため、電池モジュール全体を均一に暖めることができる。
　上記電池温調システムにおいて、前記ヒータは、前記アキュムレータを加熱する位置に設けられているとよい。
　これによれば、ヒータによって、アキュムレータを加熱することにより、アキュムレータ内の冷媒が加熱されるため、アキュムレータの出口の飽和蒸気圧力を好適に上げることができる。
　上記電池温調システムにおいて、前記圧縮機から吐出された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器を迂回して前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記熱交換器に供給するバイパス通路と、前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記凝縮器への流れを許容するとともに前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記バイパス通路への流れを遮断する第１状態と、前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記凝縮器への流れを遮断するとともに前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記バイパス通路への流れを許容する第２状態と、に切替可能に構成された弁機構と、前記電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記ヒータを駆動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記弁機構を前記第１状態から前記第２状態に切り替えるとともに前記ヒータを駆動させるとよい。
　これによれば、制御部は、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、弁機構を第１状態から第２状態に切り替える。これにより、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒がバイパス通路に流れ、絞りを通過することで減圧された高温低圧の冷媒を熱交換器に流すことができる。そして、制御部は、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、ヒータを駆動させる。これにより、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、熱交換器の出口から流出される冷媒がヒータにより加熱され、アキュムレータの出口の飽和蒸気圧力を上げることができる。
　上記電池温調システムにおいて、前記圧縮機から吐出された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器を通過する前記冷媒を冷却する熱交換媒体を前記凝縮器に供給する供給装置と、前記電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記ヒータを駆動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記供給装置を駆動して前記凝縮器に前記熱交換媒体を供給する第１状態と、前記供給装置を停止して前記凝縮器への前記熱交換媒体の供給を停止する第２状態と、に切替可能であり、前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記第１状態から前記第２状態に切り替えるとともに前記ヒータを駆動させるとよい。
　これによれば、制御部は、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、供給装置を停止し、第１状態から第２状態に切り替えて凝縮器への熱交換媒体の供給を停止するため、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が凝縮器によって凝縮されることなく、絞りを通過することで減圧される。したがって、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、絞りによって減圧された高温低圧の冷媒を熱交換器に流すことができる。そして、制御部は、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、ヒータを駆動させる。これにより、温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、熱交換器の出口から流出される冷媒がヒータにより加熱され、アキュムレータの出口の飽和蒸気圧力を上げることができる。
　上記電池温調システムにおいて、前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度に基づいて、前記ヒータにおける前記冷媒に対する加熱度合を制御するとよい。
　これによれば、制御部が、温度検出部により検出される温度に基づいて、ヒータにおける冷媒に対する加熱度合を制御するため、電池モジュール全体を効率良く均一に暖めることができる。
　上記電池温調システムにおいて、前記制御部は、前記第１状態のときに、前記電池モジュールの雰囲気湿度が予め定められた閾値湿度よりも高い場合、前記ヒータを駆動させるとよい。
　ここで、電池モジュールの雰囲気湿度が予め定められた閾値湿度よりも高いと、アキュムレータ外で空気が凝縮して結露が生じると想定されており、この閾値湿度は、予め実験等によって求められている。これによれば、アキュムレータ外で空気が凝縮して結露が生じたとしても、制御部が、電池モジュールの雰囲気湿度に基づいて、ヒータを駆動させることにより、ヒータからの熱によって結露を蒸発させることができる。
　この発明によれば、電池モジュール全体を均一に暖めることができる。
実施形態における電池温調システムを示す概略構成図。 冷媒のエンタルピと圧力との関係を表したモリエル線図。 別の実施形態における電池温調システムを示す概略構成図。 別の実施形態における電池温調システムを示す概略構成図。 別の実施形態における電池温調システムを示す概略構成図。 別の実施形態における電池温調システムを示す概略構成図。 別の実施形態における電池温調システムを示す概略構成図。
　以下、電池温調システムを具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。本実施形態の電池温調システムは、例えば、車両に搭載されている。
　図１に示すように、電池温調システム１０は、冷凍サイクル１１を備えている。電池温調システム１０は、冷凍サイクル１１を用いて、電池モジュールＭ１の温度を調節する。電池モジュールＭ１は、図示しない電池セルが複数並設されることにより構成されている。電池セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。
　冷凍サイクル１１は、圧縮機１２、凝縮器１３、膨張弁１４、蒸発器１５、及びアキュムレータ１６を有している。圧縮機１２は、低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒を吐出する。凝縮器１３は、圧縮機１２から吐出された冷媒を凝縮する。膨張弁１４は、凝縮器１３で凝縮されて液化した高温高圧の液冷媒を減圧して低温低圧の液冷媒にする。したがって、膨張弁１４は、圧縮機１２から吐出された冷媒を減圧する絞りである。蒸発器１５には、膨張弁１４からの液冷媒が流通可能である。また、蒸発器１５は、電池モジュールＭ１と熱的に結合されている。したがって、蒸発器１５は、減圧された冷媒が流れるとともに、電池モジュールＭ１と熱交換する熱交換器である。アキュムレータ１６は、圧縮機１２への冷媒のうちガス冷媒の流出を許容する。
　圧縮機１２と凝縮器１３とは第１配管１７によって接続されている。第１配管１７の一端は、圧縮機１２の吐出口１２ａに接続されている。第１配管１７の他端は、凝縮器１３の供給口１３ａに接続されている。凝縮器１３と膨張弁１４とは第２配管１８によって接続されている。第２配管１８の一端は、凝縮器１３の排出口１３ｂに接続されている。第２配管１８の他端は、膨張弁１４の供給口１４ａに接続されている。
　膨張弁１４と蒸発器１５とは第３配管１９によって接続されている。第３配管１９の一端は、膨張弁１４の排出口１４ｂに接続されている。第３配管１９の他端は、蒸発器１５の入口１５ａに接続されている。蒸発器１５とアキュムレータ１６とは第４配管２０によって接続されている。第４配管２０の一端は、蒸発器１５の出口１５ｂに接続されている。第４配管２０の他端は、アキュムレータ１６の入口１６ａに接続されている。アキュムレータ１６と圧縮機１２とは第５配管２１によって接続されている。第５配管２１の一端は、アキュムレータ１６の出口１６ｂに接続されている。第５配管２１の他端は、圧縮機１２の吸入口１２ｂに接続されている。アキュムレータ１６は、蒸発器１５の出口１５ｂと圧縮機１２の吸入口１２ｂとの間に配置されている。したがって、アキュムレータ１６は、蒸発器１５の出口１５ｂから圧縮機１２の吸入口１２ｂまでに至る通路の途中に配置されている。
　電池温調システム１０は、バイパス通路２２を備えている。バイパス通路２２は、第１配管１７の途中から分岐して延びるとともに、第３配管１９の途中に接続される配管である。したがって、バイパス通路２２の一端は、第１配管１７の途中に接続されるとともに、バイパス通路２２の他端は、第３配管１９の途中に接続されている。また、電池温調システム１０は、オリフィス２３を備えている。オリフィス２３は、バイパス通路２２に設けられている。オリフィス２３は、バイパス通路２２の一部の流路断面積を小さくしてある。したがって、オリフィス２３は、固定絞りである。
　電池温調システム１０は、弁機構３０を備えている。弁機構３０は、第１切替弁３１及び第２切替弁３２を有している。第１切替弁３１は、第１配管１７におけるバイパス通路２２との接続位置よりも凝縮器１３側の部位に設けられている。第１切替弁３１は、開閉弁である。第２切替弁３２は、バイパス通路２２におけるオリフィス２３よりも第１配管１７側の部位に設けられている。第２切替弁３２は、開閉弁である。
　電池温調システム１０は、ヒータ４０を備えている。ヒータ４０は、例えば、電熱線である。ヒータ４０は、アキュムレータ１６を加熱する位置に設けられている。ヒータ４０は、アキュムレータ１６内の冷媒を加熱するように構成されている。アキュムレータ１６内の冷媒は、蒸発器１５の出口１５ｂから流出された冷媒とも言える。したがって、ヒータ４０は、蒸発器１５の出口１５ｂから流出された冷媒を加熱しているとも言える。ヒータ４０は、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒を加熱している。
　電池温調システム１０は、電池モジュールＭ１の温度を検出する温度検出部としての温度センサ４１を備えている。温度センサ４１は、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度、及び電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度をそれぞれ検出可能に構成されている。また、電池温調システム１０は、電池モジュールＭ１を収容する図示しないケース内の湿度を検出する湿度センサ４２を備えている。電池モジュールＭ１を収容するケース内の湿度は、電池モジュールＭ１の雰囲気湿度である。
　電池温調システム１０は、制御装置５０を備えている。制御装置５０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）を備えている。また、制御装置５０は、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等により構成されるメモリを備えている。さらに、制御装置５０は、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えている。
　制御装置５０は、第１切替弁３１に電気的に接続されている。制御装置５０は、第１切替弁３１の駆動を制御する。制御装置５０は、第２切替弁３２に電気的に接続されている。制御装置５０は、第２切替弁３２の駆動を制御する。制御装置５０は、ヒータ４０に電気的に接続されている。制御装置５０は、ヒータ４０の駆動を制御する。制御装置５０は、温度センサ４１に電気的に接続されている。制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度に関する情報を受信する。制御装置５０は、湿度センサ４２に電気的に接続されている。制御装置５０は、湿度センサ４２により検出される湿度に関する情報を受信する。
　制御装置５０には、冷却運転モードを実行する冷却運転モード実行プログラムと、暖機運転モードを実行する暖機運転モード実行プログラムと、が予め記憶されている。また、制御装置５０には、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下であるか否かを判定する温度判定プログラムが予め記憶されている。そして、制御装置５０には、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下ではない、つまり、温度センサ４１により検出される温度が予め定められている閾値温度よりも高いと判定した場合には、冷却運転モードを実行する実行プログラムが予め記憶されている。一方で、制御装置５０には、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下であると判定した場合には、暖機運転モードを実行する実行プログラムが予め記憶されている。
　制御装置５０には、冷却運転モードが実行されると、第１切替弁３１が開弁状態となるように第１切替弁３１の駆動を制御するとともに、第２切替弁３２が閉弁状態となるように第２切替弁３２の駆動を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、制御装置５０によって冷却運転モードが実行されると、弁機構３０は、圧縮機１２から吐出された冷媒における凝縮器１３への流れを許容するとともに圧縮機１２から吐出された冷媒におけるバイパス通路２２への流れを遮断する第１状態に切り替えられる。
　一方、制御装置５０には、暖機運転モードが実行されると、第１切替弁３１が閉弁状態となるように第１切替弁３１の駆動を制御するとともに、第２切替弁３２が開弁状態となるように第２切替弁３２の駆動を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、制御装置５０によって暖機運転モードが実行されると、弁機構３０は、圧縮機１２から吐出された冷媒における凝縮器１３への流れを遮断するとともに圧縮機１２から吐出された冷媒におけるバイパス通路２２への流れを許容する第２状態に切り替えられる。したがって、弁機構３０は、第１状態と第２状態とに切替可能に構成されている。
　また、制御装置５０には、暖機運転モードが実行されると、ヒータ４０を駆動させるプログラムが予め記憶されている。したがって、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、弁機構３０を第１状態から第２状態に切り替えるとともにヒータ４０を駆動させる制御部として機能している。
　制御装置５０には、暖機運転モードが実行されると、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差よりも大きいか否かを判定する判定プログラムが予め記憶されている。そして、制御装置５０は、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差よりも大きいと判定した場合、ヒータ４０におけるアキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合を大きくする。具体的には、制御装置５０には、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差よりも大きいと判定した場合、ヒータ４０の温度を上げるプログラムが予め記憶されている。
　一方で、制御装置５０は、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差以下であると判定した場合、ヒータ４０におけるアキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合を小さくする。具体的には、制御装置５０には、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差以下であると判定した場合、ヒータ４０の温度を下げるプログラムが予め記憶されている。このように、制御装置５０には、温度センサ４１により検出される温度に基づいて、ヒータ４０におけるアキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合を制御する加熱制御プログラムが予め記憶されている。したがって、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度に基づいて、ヒータ４０における冷媒に対する加熱度合を制御する。
　また、制御装置５０には、冷却運転モードが実行されると、湿度センサ４２により検出された湿度が予め定められた閾値湿度よりも高いか否かを判定する湿度判定プログラムが予め記憶されている。そして、制御装置５０には、湿度センサ４２により検出された湿度が予め定められた閾値湿度よりも高いと判定した場合、ヒータ４０を駆動させるプログラムが予め記憶されている。したがって、制御装置５０は、弁機構３０が第１状態に切り替えられているときに、電池モジュールＭ１の雰囲気湿度が予め定められた閾値湿度よりも高い場合、ヒータ４０を駆動させる。一方で、制御装置５０には、湿度センサ４２により検出された湿度が予め定められた閾値湿度以下であると判定した場合、ヒータ４０の駆動を停止させるプログラムが予め記憶されている。なお、湿度センサ４２により検出された湿度が予め定められた閾値湿度よりも高いと、アキュムレータ１６外で空気が凝縮して結露が生じると想定されており、この閾値湿度は、予め実験等によって求められている。
　次に、本実施形態の作用について説明する。
　制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められている閾値温度よりも高いと判定すると、冷却運転モードを実行し、第１切替弁３１が開弁状態となるように第１切替弁３１の駆動を制御するとともに、第２切替弁３２が閉弁状態となるように第２切替弁３２の駆動を制御する。
　すると、圧縮機１２の吐出口１２ａから第１配管１７へ吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１配管１７及び凝縮器１３の供給口１３ａを介して凝縮器１３に供給される。凝縮器１３に供給されたガス冷媒は、例えば、外気との凝縮器１３を介した熱交換が行われることにより凝縮されて液化する。凝縮器１３で凝縮されて液化した高温高圧の液冷媒は、凝縮器１３の排出口１３ｂから第２配管１８に排出され、膨張弁１４の供給口１４ａを介して膨張弁１４内を通過する際に減圧され、低温低圧の液冷媒となって膨張弁１４の排出口１４ｂを介して第３配管１９に排出される。第３配管１９に排出された液冷媒は、蒸発器１５の入口１５ａを介して蒸発器１５の内部を流れる。そして、蒸発器１５の内部を流れる液冷媒と電池モジュールＭ１との蒸発器１５を介した熱交換が行われて、液冷媒がガス冷媒に変化するときに必要となる潜熱によって、電池モジュールＭ１が冷却される。
　蒸発器１５の内部を通過した冷媒は、蒸発器１５の出口１５ｂを介して第４配管２０に流出する。そして、第４配管２０に流出した冷媒は、アキュムレータ１６の入口１６ａを介してアキュムレータ１６の内部に供給され、アキュムレータ１６内において液冷媒とガス冷媒とに分離される。アキュムレータ１６内の液冷媒は、アキュムレータ１６内に貯留される。一方で、アキュムレータ１６内のガス冷媒は、アキュムレータ１６の出口１６ｂを介して第５配管２１に排出されるとともに第５配管２１及び圧縮機１２の吸入口１２ｂを介して圧縮機１２に吸入される。
　一方、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下であると判定すると、暖機運転モードを実行し、第１切替弁３１が閉弁状態となるように第１切替弁３１の駆動を制御するとともに、第２切替弁３２が開弁状態となるように第２切替弁３２の駆動を制御する。さらに、制御装置５０は、ヒータ４０を駆動する。
　図２は、冷媒のエンタルピと圧力との関係を表したモリエル線図を示している。図２において、横軸は、冷媒のエンタルピであり、縦軸は、冷媒の圧力である。図２に示すように、上方に膨らむように延びる曲線において、その頂点である臨界点ＣＰよりも左側に描かれた曲線は飽和液線Ｌ１であり、臨界点ＣＰよりも右側に描かれた曲線は飽和蒸気線Ｌ２である。飽和液線Ｌ１及び飽和蒸気線Ｌ２によって囲われた領域は、冷媒が気液二相状態である二相域Ａ１である。飽和液線Ｌ１よりも左側の領域は、冷媒が過冷却液状態である過冷却液域Ａ２である。飽和蒸気線Ｌ２よりも右側の領域は、冷媒が過熱ガス状態である過熱ガス域Ａ３である。
　ここで、図２に示す実線Ｌ１０は、制御装置５０が暖機運転モードを実行しているときの冷凍サイクル１１の状態を示している。実線Ｌ１０において飽和蒸気線Ｌ２上に存在する状態点ａ１は、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の状態を示している。したがって、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒は、飽和蒸気である。
　ここで、図２に示す破線Ｌ２０は、例えば、制御装置５０が、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下であると判定したとしても、ヒータ４０の駆動を停止したままとした場合の冷凍サイクル１１の状態を比較例として示している。破線Ｌ２０において飽和蒸気線Ｌ２上に存在する状態点ａ１１は、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の状態を示している。
　本実施形態では、制御装置５０によって暖機運転モードが実行されると、ヒータ４０が駆動して、ヒータ４０によって、アキュムレータ１６が加熱されることにより、アキュムレータ１６内の冷媒が加熱される。すると、実線Ｌ１０の状態点ａ１と破線Ｌ２０の状態点ａ１１とを比較して分かるように、ヒータ４０によってアキュムレータ１６内の冷媒を加熱しない場合に比べると、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力が上がる。したがって、ヒータ４０は、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒を加熱してアキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を上げる。アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力が上がると、冷媒の熱力学的特性により、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の温度である飽和蒸気温度が上がる。アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の飽和蒸気温度が上がると、冷媒の二相域Ａ１での等温線が上昇する。その結果、アキュムレータ１６内の冷媒を加熱しない場合に比べると、高い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。
　例えば、図２に示す実線Ｌ３０は、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度に相当する等温線を表している。制御装置５０は、ヒータ４０によってアキュムレータ１６内の冷媒が加熱されて、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度に相当する等温線よりも冷媒の温度の等温線が上昇するように、ヒータ４０の駆動を制御している。
　アキュムレータ１６の出口１６ｂから第５配管２１を介して圧縮機１２の吸入口１２ｂに吸入されたガス冷媒は、圧縮機１２によって圧縮される。これにより、実線Ｌ１０において過熱ガス域Ａ３に存在する状態点ａ２に示すように、高温高圧のガス冷媒となる。圧縮機１２の吐出口１２ａから第１配管１７へ吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１配管１７からバイパス通路２２に流出し、バイパス通路２２を流れる。バイパス通路２２を流れるガス冷媒は、オリフィス２３を通過する際に減圧されて、実線Ｌ１０において過熱ガス域Ａ３に存在する状態点ａ３に示すように、高温低圧のガス冷媒となる。したがって、オリフィス２３は、圧縮機１２から吐出された冷媒を減圧する絞りである。
　オリフィス２３によって減圧されて高温低圧となったガス冷媒は、バイパス通路２２から第３配管１９の途中に流出し、第３配管１９を流れて蒸発器１５の入口１５ａに供給される。したがって、バイパス通路２２は、凝縮器１３及び膨張弁１４を迂回して圧縮機１２から吐出された冷媒を蒸発器１５に供給する。
　蒸発器１５の入口１５ａに供給されたガス冷媒は、蒸発器１５の内部を流れる。そして、蒸発器１５の内部を流れるガス冷媒と電池モジュールＭ１との蒸発器１５を介した熱交換が行われる。ここで、制御装置５０は、ヒータ４０によってアキュムレータ１６内の冷媒が加熱されて、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度に相当する等温線よりも冷媒の温度の等温線が上昇するように、ヒータ４０の駆動を制御している。よって、蒸発器１５を流れるガス冷媒の温度が、電池モジュールＭ１の温度まで低下するよりも先に、飽和蒸気温度に達するため、ガス冷媒の凝縮が始まって、ガス冷媒が液冷媒に変化するときに必要となる凝縮潜熱によって、電池モジュールＭ１が暖められる。このとき、冷媒の温度は、等温線上となるため、冷媒の温度は一定となる。したがって、冷媒と電池モジュールＭ１との温度差が維持されるため、電池モジュールＭ１全体が均一に暖められる。
　実線Ｌ１０において二相域Ａ１に存在する状態点ａ４は、蒸発器１５の出口１５ｂの冷媒の状態を示している。そして、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒は、第４配管２０及びアキュムレータ１６の入口１６ａを介してアキュムレータ１６の内部に供給され、アキュムレータ１６内において液冷媒とガス冷媒とに分離される。アキュムレータ１６内に存在する液冷媒の一部はヒータ４０によって加熱されて気化し、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒は、実線Ｌ１０において状態点ａ１で示すように、飽和蒸気となる。
　また、制御装置５０は、暖機運転モードを実行している際に、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差よりも大きいと判定した場合、ヒータ４０の温度を上げる。これにより、ヒータ４０におけるアキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合が大きくなり、アキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合を大きくする前に比べると、さらに高い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。したがって、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差よりも大きい場合であっても、電池モジュールＭ１全体が均一に暖められ易くなる。
　一方で、制御装置５０は、暖機運転モードを実行している際に、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差以下であると判定した場合、ヒータ４０の温度を下げる。これにより、ヒータ４０におけるアキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合が小さくなり、アキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合を小さくする前に比べると、低い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。したがって、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差以下であるにもかかわらず、ヒータ４０の温度を不必要に上げてしまうことが回避される。
　制御装置５０は、冷却運転モードを実行している際に、湿度センサ４２により検出された湿度が予め定められた閾値湿度よりも高いと判定した場合、ヒータ４０を駆動させる。これにより、例えば、アキュムレータ１６外で空気が凝縮して結露が生じていても、ヒータ４０からの熱によって結露が蒸発する。したがって、アキュムレータ１６外の結露が抑えられる。一方で、制御装置５０は、湿度センサ４２により検出された湿度が予め定められた閾値湿度以下であると判定した場合、ヒータ４０の駆動を停止させる。
　上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
　（１）電池温調システム１０は、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒を加熱してアキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を上げるヒータ４０を備えている。これによれば、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒がヒータ４０により加熱され、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力が上がる。すると、冷媒の熱力学的特性により、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の温度である飽和蒸気温度が上がる。アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の飽和蒸気温度が上がると、冷媒の二相域Ａ１での等温線が上昇する。その結果、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒をヒータ４０で加熱しない場合に比べると、高い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。したがって、蒸発器１５を流れるガス冷媒と電池モジュールＭ１との蒸発器１５を介した熱交換が行われて、蒸発器１５を流れるガス冷媒の温度が、電池モジュールＭ１の温度まで低下するよりも先に、飽和蒸気温度に達する。このため、ガス冷媒の凝縮が始まって、ガス冷媒が液冷媒に変化するときに必要となる凝縮潜熱によって、電池モジュールＭ１が暖められる。このとき、冷媒の温度は、等温線上となるため、冷媒の温度は一定となる。したがって、冷媒と電池モジュールＭ１との温度差が維持されるため、電池モジュールＭ１全体を均一に暖めることができる。
　（２）ヒータ４０が、アキュムレータ１６を加熱する位置に設けられていることにより、ヒータ４０によってアキュムレータ１６内の冷媒が加熱されるため、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を好適に上げることができる。
　（３）制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、弁機構３０を第１状態から第２状態に切り替える。これにより、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒がバイパス通路２２に流れ、オリフィス２３を通過することで減圧された高温低圧の冷媒を蒸発器１５に流すことができる。そして、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、ヒータ４０を駆動させる。これにより、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒がヒータ４０により加熱され、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を上げることができる。
　（４）制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度に基づいて、ヒータ４０における冷媒に対する加熱度合を制御するため、電池モジュールＭ１全体を効率良く均一に暖めることができる。
　（５）制御装置５０は、弁機構３０が第１状態に切り替えられているときに、電池モジュールＭ１の雰囲気湿度が予め定められた閾値湿度よりも高い場合、ヒータ４０を駆動させるため、アキュムレータ１６外で空気が凝縮して結露が生じたとしても、ヒータ４０からの熱によって結露を蒸発させることができる。
　（６）本実施形態の電池温調システム１０によれば、電池モジュールＭ１を冷却する際に用いられる蒸発器１５を利用して、電池モジュールＭ１を暖めることもできるため、例えば、電池モジュールＭ１を暖めるために、電池モジュールＭ１にヒータとの接触部位を確保する必要が無く、電池モジュールＭ１の周囲の省スペース化を図ることができる。
　なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　○　図３に示すように、ヒータ４０は、蒸発器１５とアキュムレータ１６とを接続する第４配管２０を加熱するようにしてもよい。したがって、ヒータ４０は、蒸発器１５の出口１５ｂから流出されて第４配管２０内を流れる冷媒を加熱する構成であってもよい。このような構成であっても、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力が上がる。要は、ヒータ４０は、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒を加熱してアキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を上げることが可能な構成であればよい。このような構成であれば、上記実施形態の効果（１）と同様な効果を得ることができる。
　○　図４に示すように、バイパス通路２２の一端が、第１配管１７の途中に接続されるとともに、バイパス通路２２の他端が、第２配管１８の途中に接続されていてもよい。このように、バイパス通路２２が、凝縮器１３のみを迂回していてもよい。この場合、制御装置５０によって暖機運転モードが実行されると、圧縮機１２の吐出口１２ａから第１配管１７へ吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１配管１７からバイパス通路２２に流出し、バイパス通路２２を流れる。バイパス通路２２を流れるガス冷媒は、オリフィス２３を通過する際に減圧されて、高温低圧のガス冷媒となる。オリフィス２３によって減圧されて高温低圧となったガス冷媒は、バイパス通路２２から第２配管１８の途中に流出し、第２配管１８を流れて、膨張弁１４を通過する際にさらに減圧される。そして、膨張弁１４によって減圧された高温低圧のガス冷媒は、第３配管１９を流れて、蒸発器１５の入口１５ａに供給される。
　○　図５に示すように、図４に示す実施形態において、電池温調システム１０は、バイパス通路２２にオリフィス２３が設けられていない構成であってもよい。この場合であっても、制御装置５０によって暖機運転モードが実行された場合には、バイパス通路２２を流れて第２配管１８の途中に流出したガス冷媒は、膨張弁１４を通過する際に減圧されて、高温低圧のガス冷媒となる。
　○　図６に示すように、電池温調システム１０は、バイパス通路２２及び弁機構３０を備えていない構成であってもよい。ここで、例えば、電池温調システム１０は、ファン６０を備え、凝縮器１３に供給されたガス冷媒と、ファン６０の駆動によって凝縮器１３に向けて送られる空気との凝縮器１３を介した熱交換が行われることにより、ガス冷媒が凝縮される場合を考える。この場合、ファン６０の駆動によって凝縮器１３に向けて送られる空気は、凝縮器１３を通過する冷媒を冷却する熱交換媒体であり、ファン６０は、凝縮器１３に熱交換媒体を供給する供給装置である。
　制御装置５０は、ファン６０と電気的に接続されている。制御装置５０は、ファン６０の駆動を制御する。制御装置５０は、ファン６０を駆動して凝縮器１３に空気を供給する第１状態と、ファン６０を停止して凝縮器１３への空気の供給を停止する第２状態と、に切替可能である。そして、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、第１状態から第２状態に切り替えるとともにヒータ４０を駆動させる。
　これによれば、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、ファン６０を停止し、第１状態から第２状態に切り替えて凝縮器１３への空気の供給を停止するため、圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒が凝縮器１３によって凝縮されることなく、膨張弁１４を通過することで減圧される。したがって、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、膨張弁１４によって減圧された高温低圧の冷媒を蒸発器１５に流すことができる。
　そして、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、ヒータ４０を駆動させる。これにより、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒がヒータ４０により加熱され、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を上げることができる。アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力が上がると、冷媒の熱力学的特性により、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の温度である飽和蒸気温度が上がる。
　アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の飽和蒸気温度が上がると、冷媒の二相域Ａ１での等温線が上昇する。その結果、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒をヒータ４０で加熱しない場合に比べると、高い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。したがって、蒸発器１５を流れるガス冷媒と電池モジュールＭ１との蒸発器１５を介した熱交換が行われて、蒸発器１５を流れるガス冷媒の温度が、電池モジュールＭ１の温度まで低下するよりも先に、飽和蒸気温度に達する。このため、ガス冷媒の凝縮が始まって、ガス冷媒が液冷媒に変化するときに必要となる凝縮潜熱によって、電池モジュールＭ１が暖められる。このとき、冷媒の温度は、等温線上となるため、冷媒の温度は一定となる。したがって、冷媒と電池モジュールＭ１との温度差が維持されるため、電池モジュールＭ１全体を均一に暖めることができる。
　○　図７に示すように、電池温調システム１０は、バイパス通路２２及び弁機構３０を備えていない構成であってもよい。ここで、例えば、電池温調システム１０は、冷却水回路７０を備え、冷却水回路７０を流れる冷却水（ＬＬＣ：Long Life Coolant）が凝縮器１３に供給され、凝縮器１３に供給されたガス冷媒と、凝縮器１３に供給された冷却水との凝縮器１３を介した熱交換が行われることにより、ガス冷媒が凝縮される場合を考える。
　冷却水回路７０は、冷却水が循環する循環通路を構成する循環配管７１と、循環配管７１内を流れる冷却水を圧送する圧送ポンプ７２と、ラジエータ７３と、を有している。循環配管７１の一部分は、凝縮器１３を通過している。また、循環配管７１の一部分は、ラジエータ７３を通過している。循環配管７１内の冷却水は、圧送ポンプ７２が駆動することにより、循環配管７１内を循環する。また、電池温調システム１０は、ラジエータ７３に向けて空気を送る冷却水用ファン７４を備えている。そして、ラジエータ７３を通過する冷却水と、冷却水用ファン７４の駆動によってラジエータ７３に向けて送られる空気とのラジエータ７３を介した熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。ラジエータ７３において冷却された冷却水は、凝縮器１３を通過する。そして、凝縮器１３に供給されたガス冷媒と、凝縮器１３に供給された冷却水との凝縮器１３を介した熱交換が行われることにより、ガス冷媒が凝縮される。したがって、圧送ポンプ７２の駆動によって循環配管７１内を循環し、凝縮器１３に供給される冷却水は、凝縮器１３を通過する冷媒を冷却する熱交換媒体であり、圧送ポンプ７２は、凝縮器１３に熱交換媒体を供給する供給装置である。
　制御装置５０は、圧送ポンプ７２と電気的に接続されている。制御装置５０は、圧送ポンプ７２の駆動を制御する。制御装置５０は、圧送ポンプ７２を駆動して凝縮器１３に冷却水を供給する第１状態と、圧送ポンプ７２を停止して凝縮器１３への冷却水の供給を停止する第２状態と、に切替可能である。そして、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、第１状態から第２状態に切り替えるとともにヒータ４０を駆動させる。
　これによれば、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、圧送ポンプ７２を停止し、第１状態から第２状態に切り替えて凝縮器１３への冷却水の供給を停止する。このため、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒が凝縮器１３によって凝縮されることなく、膨張弁１４を通過することで減圧される。したがって、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、膨張弁１４によって減圧された高温低圧の冷媒を蒸発器１５に流すことができる。
　そして、制御装置５０は、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、ヒータ４０を駆動させる。これにより、温度センサ４１により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒がヒータ４０により加熱され、アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力を上げることができる。アキュムレータ１６の出口１６ｂの飽和蒸気圧力が上がると、冷媒の熱力学的特性により、アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の温度である飽和蒸気温度が上がる。
　アキュムレータ１６の出口１６ｂのガス冷媒の飽和蒸気温度が上がると、冷媒の二相域Ａ１での等温線が上昇する。その結果、蒸発器１５の出口１５ｂからアキュムレータ１６の出口１６ｂまでに至る通路の途中で、蒸発器１５の出口１５ｂから流出される冷媒をヒータ４０で加熱しない場合に比べると、高い温度で冷媒の凝縮が始まることになる。したがって、蒸発器１５を流れるガス冷媒と電池モジュールＭ１との蒸発器１５を介した熱交換が行われて、蒸発器１５を流れるガス冷媒の温度が、電池モジュールＭ１の温度まで低下するよりも先に、飽和蒸気温度に達する。このため、ガス冷媒の凝縮が始まって、ガス冷媒が液冷媒に変化するときに必要となる凝縮潜熱によって、電池モジュールＭ１が暖められる。このとき、冷媒の温度は、等温線上となるため、冷媒の温度は一定となる。したがって、冷媒と電池モジュールＭ１との温度差が維持されるため、電池モジュールＭ１全体を均一に暖めることができる。
　○　実施形態において、制御装置５０は、ヒータ４０におけるアキュムレータ１６内の冷媒に対する加熱度合を制御しない構成であってもよい。すなわち、制御装置５０は、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差よりも大きかったとしても、ヒータ４０の温度を上げなくてもよい。また、制御装置５０は、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の入口１５ａに対応する部位の温度と、電池モジュールＭ１における蒸発器１５の出口１５ｂに対応する部位の温度との差が予め定められた温度差以下であったとしても、ヒータ４０の温度を下げなくてもよい。
　○　実施形態において、湿度センサ４２は、電池モジュールＭ１を収容するケース内の湿度を検出したが、これに限らず、例えば、車両の車室内の湿度を検出するようにしてもよい。車両の車室内の湿度は、電池モジュールＭ１の雰囲気湿度と相関がある。要は、湿度センサ４２は、電池モジュールＭ１の雰囲気湿度を検出できればよく、その湿度の検出対象は、電池モジュールＭ１の雰囲気湿度と相関があれば、特に限定されるものではない。
　○　実施形態において、制御装置５０は、弁機構３０が第１状態に切り替えられているときに、例えば、外気温が予め定められた閾値温度以下であったり、冷媒の温度が予め定められた閾値温度以下であったりした場合であっても、ヒータ４０を駆動させてもよい。なお、外気温が予め定められた閾値温度以下であると、アキュムレータ１６外で空気が凝縮して結露が生じると想定されており、この閾値温度は、予め実験等によって求められている。また、冷媒の温度が予め定められた閾値温度以下であると、アキュムレータ１６外で空気が凝縮して結露が生じると想定されており、この閾値温度は、予め実験等によって求められている。これによれば、アキュムレータ１６外で空気が凝縮して結露が生じたとしても、ヒータ４０からの熱によって結露を蒸発させることができる。要は、弁機構３０が第１状態に切り替えられているときに、制御装置５０がヒータ４０を駆動させる条件として、湿度センサ４２によって検出される湿度を用いなくてもよい。
　○　実施形態において、制御装置５０は、弁機構３０が第１状態に切り替えられているときに、アキュムレータ１６内の湿度が予め定められた閾値湿度よりも高い場合であっても、ヒータ４０を駆動させなくてもよい。
　○　実施形態において、ヒータ４０は、例えば、ペルチェ素子等の熱電素子を用いた構成であってもよい。
　○　実施形態において、弁機構３０は、第１切替弁３１及び第２切替弁３２を有していたが、これに限らず、例えば、第１配管１７におけるバイパス通路２２との接続位置に設けられる三方弁であってもよい。三方弁は、圧縮機１２から吐出されたガス冷媒における凝縮器１３への流れを許容するとともに圧縮機１２から吐出されたガス冷媒におけるバイパス通路２２への流れを遮断する第１状態に切替可能に構成されている。また、三方弁は、圧縮機１２から吐出されたガス冷媒における凝縮器１３への流れを遮断するとともに圧縮機１２から吐出されたガス冷媒におけるバイパス通路２２への流れを許容する第２状態に切替可能に構成されている。要は、弁機構３０は、第１状態と第２状態とに切替可能に構成されていればよい。
　Ｍ１　　電池モジュール
１０　　電池温調システム
１１　　冷凍サイクル
１２　　圧縮機
１２ａ　　吐出口
１２ｂ　　吸入口
１３　　凝縮器
１４　　絞りである膨張弁
１５　　熱交換器である蒸発器
１５ｂ　　出口
１６　　アキュムレータ
１６ｂ　　出口
２２　　バイパス通路
２３　　絞りであるオリフィス
３０　　弁機構
４０　　ヒータ
４１　　温度検出部としての温度センサ
５０　　制御部として機能する制御装置
６０　　供給装置であるファン
７２　　供給装置である圧送ポンプ

Claims (6)

  1. 　冷媒を圧縮して前記冷媒を吐出する圧縮機と、
    　前記圧縮機から吐出された前記冷媒を減圧する絞りと、
    　減圧された前記冷媒が流れるとともに、電池モジュールと熱交換する熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、
    　前記熱交換器の出口から前記圧縮機の吸入口までに至る通路の途中に配置されるとともに、前記圧縮機への前記冷媒のうちガス冷媒の流出を許容するアキュムレータと、
    　前記熱交換器の出口から前記アキュムレータの出口までに至る通路の途中で、前記熱交換器の出口から流出される前記冷媒を加熱して前記アキュムレータの出口の飽和蒸気圧力を上げるヒータと、を備えている電池温調システム。
  2. 　前記ヒータは、前記アキュムレータを加熱する位置に設けられている請求項１に記載の電池温調システム。
  3. 　前記圧縮機から吐出された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
    　前記凝縮器を迂回して前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記熱交換器に供給するバイパス通路と、
    　前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記凝縮器への流れを許容するとともに前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記バイパス通路への流れを遮断する第１状態と、前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記凝縮器への流れを遮断するとともに前記圧縮機から吐出された前記冷媒における前記バイパス通路への流れを許容する第２状態と、に切替可能に構成された弁機構と、
    　前記電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、
    　前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記ヒータを駆動させる制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記弁機構を前記第１状態から前記第２状態に切り替えるとともに前記ヒータを駆動させる請求項１又は請求項２に記載の電池温調システム。
  4. 　前記圧縮機から吐出された前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
    　前記凝縮器を通過する前記冷媒を冷却する熱交換媒体を前記凝縮器に供給する供給装置と、
    　前記電池モジュールの温度を検出する温度検出部と、
    　前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記ヒータを駆動させる制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記供給装置を駆動して前記凝縮器に前記熱交換媒体を供給する第１状態と、前記供給装置を停止して前記凝縮器への前記熱交換媒体の供給を停止する第２状態と、に切替可能であり、
    　前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた閾値温度以下である場合に、前記第１状態から前記第２状態に切り替えるとともに前記ヒータを駆動させる請求項１又は請求項２に記載の電池温調システム。
  5. 　前記制御部は、前記温度検出部により検出される温度に基づいて、前記ヒータにおける前記冷媒に対する加熱度合を制御する請求項３又は請求項４に記載の電池温調システム。
  6. 　前記制御部は、前記第１状態のときに、前記電池モジュールの雰囲気湿度が予め定められた閾値湿度よりも高い場合、前記ヒータを駆動させる請求項３～請求項５のいずれか一項に記載の電池温調システム。
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