特開 2023-180455 電池温度調整システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180455

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】電池温度調整システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20231214BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 304S

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093798

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001117

【氏名又は名称】弁理士法人ぱてな

(72)【発明者】

【氏名】榎島 史修

(72)【発明者】

【氏名】森 大騎

(72)【発明者】

【氏名】横井 佑樹

(57)【要約】

【課題】温度に起因する各電池セルの性能低下を好適に抑制可能な電池温度調整システムを提供する。
【解決手段】本発明の電池温度調整システムでは、圧縮機１と、第１熱交換器３と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋと、第２熱交換器７と、冷媒流路９と、膨張弁１５と、第１開閉弁１７と、第２開閉弁１９と、制御装置２５とを備えている。第２熱交換器７は、冷媒と第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの間で熱交換が可能である。制御装置２５は、第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の温度のばらつきを低減させる調温要求があれば、第１開閉弁１７を第１禁止状態に切り替えて第１熱交換器３と第２熱交換器７との間で冷媒の流通を禁止するとともに、第２開閉弁１９を第２禁止状態に切り替えて圧縮機１と第２熱交換器７との間で冷媒の流通を禁止する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を吸入するとともに吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
冷媒と熱交換媒体との間で熱交換を行う第１熱交換器と、
複数の電池セルと、
冷媒と前記各電池セルとの間で熱交換を行う第２熱交換器と、
前記圧縮機、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器と接続し、前記圧縮機、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の間で冷媒を循環させる冷媒流路とを備え、
前記冷媒流路において、前記第２熱交換器の一端側と前記第１熱交換器とを接続する流路は第１熱交換器側接続流路とされ、前記第２熱交換器の他端側と前記圧縮機とを接続する流路は圧縮機側接続流路とされ、
前記第１熱交換器側接続流路に配置された膨張弁と、
前記第１熱交換器側接続流路に配置され、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を許容する第１許容状態と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を禁止する第１禁止状態とを切り替え可能な第１切替弁と、
前記圧縮機側接続流路に配置され、前記圧縮機と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を許容する第２許容状態と、前記圧縮機と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を禁止する第２禁止状態とを切り替え可能な第２切替弁と、
前記第１切替弁の切替制御と前記第２切替弁の切替制御とをそれぞれ行う制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、各電池セル同士の温度のばらつきを低減させる調温要求があれば、前記第１切替弁を前記第１許容状態から前記第１禁止状態に切り替えるとともに、前記第２切替弁を前記第２許容状態から前記第２禁止状態に切り替えることを特徴とする電池温度調整システム。

【請求項2】

前記各電池セルの温度を検出可能な複数の温度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記各温度検出装置が検出した前記各温度の差が予め設定された閾値を超えれば、前記調温要求があると判断する請求項１記載の電池温度調整システム。

【請求項3】

前記制御装置は前記圧縮機の作動制御を行い、
前記第１切替弁及び前記第２切替弁のうち、前記冷媒流路における冷媒の流通方向の上流側に位置する前記第１切替弁又は前記第２切替弁は上流側切替弁とされる一方、冷媒の流通方向の下流側に位置する前記第１切替弁又は前記第２切替弁は下流側切替弁とされ、
前記制御装置は、前記調温要求があれば、前記下流側切替弁の切替制御と、前記圧縮機の作動停止と、前記上流側切替弁の切替制御とをこの順序で行う請求項２記載の電池温度調整システム。

【請求項4】

一端が前記第１切替弁と前記第２熱交換器との間で前記第１熱交換器側接続流路に接続するとともに他端が前記第２切替弁と前記第２熱交換器との間で前記圧縮機側接続流路に接続し、前記第２熱交換器を迂回させつつ前記冷媒流路で冷媒を循環させるバイパス流路と、
前記第１熱交換器側接続流路及び前記圧縮機側接続流路から前記バイパス流路への冷媒の流通を許容する第３許容状態と、
前記第１熱交換器側接続流路及び前記圧縮機側接続流路から前記バイパス流路への冷媒の流通を禁止する第３禁止状態とを切り替え可能な第３切替弁とを備え、
前記制御装置は、前記調温要求があれば、前記第３切替弁を前記第３禁止状態から前記第３許容状態に切り替える請求項１乃至３のいずれか１項記載の電池温度調整システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電池温度調整システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の図５に従来の電池温度調整システムが開示されている。この電池温度調整システムは、車両、より具体的にはハイブリッド車に搭載されている。この電池温度調整システムは、圧縮機と、凝縮器と、複数の電池セルと、熱交換器と、蒸発器と、冷媒流路と、第１膨張弁と、第２膨張弁と、制御装置とを備えている。

【0003】

圧縮機は、冷媒を吸入するとともに吸入した冷媒を圧縮して吐出する。凝縮器は、冷媒と凝縮器の周囲の空気との間で熱交換を行う。各電池セルは、車両で発電された電力を充電可能である。熱交換器は、各電池セルに接して設けられており、各電池セルと冷媒との間で熱交換を行う。蒸発器は、冷媒と蒸発器の周囲の空気との間で熱交換を行う。冷媒流路は、圧縮機、凝縮器、熱交換器及び蒸発器と接続しており、圧縮機、凝縮器、熱交換器及び蒸発器の順で冷媒を循環させる。

【0004】

第１膨張弁及び第２膨張弁は、それぞれ冷媒流路に設けられている。より具体的には、第１膨張弁は、冷媒流路において凝縮器と熱交換器との間に配置されている。一方、第２膨張弁は、冷媒流路において熱交換器と蒸発器との間に配置されている。つまり、第１膨張弁は、冷媒流路における冷媒の流通方向で熱交換器の上流側に位置しており、第２膨張弁は、冷媒流路における冷媒の流通方向で熱交換器を挟んで第１膨張弁の下流側に位置している。制御装置は、第１膨張弁の開度の調整と、第２膨張弁の開度の調整とをそれぞれ行う。

【0005】

この電池温度調整システムでは、圧縮機から吐出された冷媒が凝縮器内を流通する。この際、冷媒は、凝縮器において、凝縮器の周囲の空気との熱交換によって冷却されて液化する。そして、凝縮器を経た冷媒は第１膨張弁によって減圧されつつ熱交換器内を流通する。これにより、各電池セルが熱交換器内を流通する冷媒との熱交換によって冷却される。そして、各電池セルとの熱交換を終えた冷媒は、第２膨張弁及び蒸発器を経て圧縮機に吸入される。

【0006】

また、この電池温度調整システムでは、制御装置が第１膨張弁及び第２膨張弁の開度をそれぞれ調整することにより、熱交換器内を流通する冷媒の圧力、ひいては熱交換器内を流通する冷媒の温度を調整することが可能となっている。これにより、この電池温度調整システムでは、熱交換器内を流通する冷媒と、各電池セルとの温度差を小さくしつつ熱交換器内を流通する冷媒と各電池セルとを熱交換させることにより、各電池セル同士の温度のばらつきを低減させることが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１８－２４３０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

各電池セルが高温であったり、低温であったりする場合だけでなく、各電池セル同士の温度のばらつきも各電池セルの性能低下の要因となる。そこで、各電池セル同士の温度のばらつきについても可及的に低減させることが求められる。しかし、上記従来の電池温度調整システムでは、冷媒が冷媒流路を循環しつつ、熱交換器において各電池セルと熱交換を行う。つまり、この電池温度調整システムでは、圧縮機から吐出されて凝縮器及び第１膨張弁を経た冷媒が熱交換器内を順次流通する。このため、たとえ各電池セルとの温度差を小さくした状態で冷媒を熱交換器内に流通させても、冷媒の流通方向の上流側に位置する電池セルと、冷媒の流通方向の下流側に位置する電池セルとでは温度差が大きくなり易い。このため、この電池温度調整システムでは、各電池セル同士の全体的な温度のばらつきを好適に低減させ難い。

【0009】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、温度に起因する各電池セルの性能低下を好適に抑制可能な電池温度調整システムを提供することを解決すべき課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の電池温度調整システムは、冷媒を吸入するとともに吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
冷媒と熱交換媒体との間で熱交換を行う第１熱交換器と、
複数の電池セルと、
冷媒と前記各電池セルとの間で熱交換を行う第２熱交換器と、
前記圧縮機、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器と接続し、前記圧縮機、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の間で冷媒を循環させる冷媒流路とを備え、
前記冷媒流路において、前記第２熱交換器の一端側と前記第１熱交換器とを接続する流路は第１熱交換器側接続流路とされ、前記第２熱交換器の他端側と前記圧縮機とを接続する流路は圧縮機側接続流路とされ、
前記第１熱交換器側接続流路に配置された膨張弁と、
前記第１熱交換器側接続流路に配置され、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を許容する第１許容状態と、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を禁止する第１禁止状態とを切り替え可能な第１切替弁と、
前記圧縮機側接続流路に配置され、前記圧縮機と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を許容する第２許容状態と、前記圧縮機と前記第２熱交換器との間で冷媒の流通を禁止する第２禁止状態とを切り替え可能な第２切替弁と、
前記第１切替弁の切替制御と前記第２切替弁の切替制御とをそれぞれ行う制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、各電池セル同士の温度のばらつきを低減させる調温要求があれば、前記第１切替弁を前記第１許容状態から前記第１禁止状態に切り替えるとともに、前記第２切替弁を前記第２許容状態から前記第２禁止状態に切り替えることを特徴とする。

【0011】

本発明の電池温度調整システムでは、圧縮機、第１熱交換器及び第２熱交換器が冷媒流路によって接続されており、第２熱交換器は、冷媒と各電池セルとの間で熱交換を行う。このため、この電池温度調整システムでは、第２熱交換器を流通する冷媒の温度が各電池セルの温度よりも低ければ、冷媒との熱交換によって各電池セルの冷却を行うことができる。また、この電池温度調整システムでは、第２熱交換器を流通する冷媒の温度が各電池セルの温度よりも高ければ、熱交換によって各電池セルの加熱、すなわち各電池セルの昇温を行うことができる。

【0012】

また、この電池温度調整システムでは、冷媒流路において、第２熱交換器の一端側と第１熱交換器とを接続する流路は第１熱交換器側接続流路とされ、第２熱交換器の他端側と圧縮機とを接続する流路は圧縮機側接続流路とされる。そして、第１熱交換器側接続流路に膨張弁及び第１切替弁が配置されており、圧縮機側接続流路に第２切替弁が配置されている。つまり、冷媒流路において、第２熱交換器は、第１熱交換器側接続流路と圧縮機側接続流路との間、ひいては、第１切替弁と第２切替弁との間に存在する。そして、制御装置は、調温要求があれば、第１切替弁を第１禁止状態に切り替えるとともに、第２切替弁を第２禁止状態に切り替える。

【0013】

このため、第２熱交換器内に存在する冷媒を含め、冷媒流路において、第１切替弁と第２切替弁との間に存在する冷媒は、第１切替弁を越えて第１熱交換器側接続流路を第１熱交換器側に向かって流通したり、第２切替弁を越えて圧縮機側接続流路を圧縮機側に向かって流通したりすることができなくなる。また、第１熱交換器側接続流路において、第１切替弁よりも第１熱交換器側に存在する冷媒が第１切替弁を越えて第２熱交換器の一方側に向かって流通することができなくなるとともに、圧縮機側接続流路において、第２切替弁よりも圧縮機側に存在する冷媒が第２切替弁を越えて第２熱交換器の他方側に向かって流通することができなくなる。つまり、冷媒流路に存在する冷媒の一部は、第１切替弁と第２切替弁との間に閉じ込められた状態となる。

【0014】

これにより、この電池温度調整システムでは、第１切替弁と第２切替弁との間に閉じ込められた状態にある冷媒（以下、閉込冷媒という。）と、各電池セルとが第２熱交換器において熱交換を行う。このため、閉込冷媒は、各電池セルとの熱交換によって各電池セルとほぼ同等の温度となる。これにより、閉込冷媒を含め冷媒の流通方向における各電池セル同士の位置に関係なく、第２熱交換器での熱交換によって各電池セル同士の温度のばらつきを好適に低減させることができる。このため、この電池温度調整システムによれば、各電池セルが性能を十分に発揮できる。

【0015】

したがって、本発明の電池温度調整システムによれば、温度に起因する各電池セルの性能低下を好適に抑制できる。

【0016】

また、本発明の電池温度調整システムは、各電池セルの温度を検出可能な複数の温度検出装置を備え得る。そして、制御装置は、各温度検出装置が検出した各温度の差が予め設定された閾値を超えれば、調温要求があると判断することが好ましい。この場合には、制御装置は、調温要求の有無を好適に判断することができる。

【0017】

本発明の電池温度調整システムは、例えば電気自動車等の車両に用いることができる他、建物等に用いることができる。ここで、電池温度調整システムが車両に用いられた場合、車両の走行時の振動等の影響によって、閉込冷媒が第１切替弁と第２熱交換器と第２切替弁との間で流動し得る。これにより、第２熱交換器において、閉込冷媒と各電池セルとの熱交換が好適に行われることから、各電池セル同士の温度をより好適に略均一化させることができる。

【0018】

ところで、仮に閉込冷媒の全てが液相であった場合には、たとえ車両の走行時の振動等の影響を受けても、閉込冷媒は第１切替弁と第２熱交換器と第２切替弁との間で流動し得えなくなる。一方、閉込冷媒の全部、又は、閉込冷媒の大部分が気相である場合、気相の冷媒は液相の冷媒に比べて熱伝導率が低下するため、各電池セルとの熱交換の効率が低下してしまう。

【0019】

そこで、本発明の電池温度調整システムにおいて、制御装置は圧縮機の作動制御を行い得る。また、第１切替弁及び第２切替弁のうち、冷媒流路における冷媒の流通方向の上流側に位置する第１切替弁又は第２切替弁は上流側切替弁とされる一方、冷媒の流通方向の下流側に位置する第１切替弁又は第２切替弁は下流側切替弁とされ得る。そして、制御装置は、調温要求があれば、下流側切替弁の切替制御と、圧縮機の作動停止と、上流側切替弁の切替制御とをこの順序で行うことが好ましい。

【0020】

この場合、閉込冷媒は、気相に比べて液相の比率が高くなる。これにより、この電池温度調整システムでは、第１切替弁と第２熱交換器と第２切替弁との間における閉込冷媒の流動性を確保しつつ、各電池セルとの熱交換の効率を高くすることができる。

【0021】

また、本発明の電池温度調整システムは、一端が第１切替弁と第２熱交換器との間で第１熱交換器側接続流路に接続するとともに他端が第２切替弁と第２熱交換器との間で圧縮機側接続流路に接続し、第２熱交換器を迂回させつつ冷媒流路で冷媒を循環させるバイパス流路と、第１熱交換器側接続流路及び圧縮機側接続流路からバイパス流路への冷媒の流通を許容する第３許容状態と、第１熱交換器側接続流路及び圧縮機側接続流路からバイパス流路への冷媒の流通を禁止する第３禁止状態とを切り替え可能な第３切替弁とを備え得る。そして、記制御装置は、調温要求があれば、第３切替弁を第３禁止状態から第３許容状態に切り替えることが好ましい。

【0022】

この場合には、閉込冷媒はバイパス流路を経由することで第２熱交換器内を好適に流動することが可能となる。このため、第２熱交換器において、閉込冷媒と各電池セルとの熱交換がより好適に行われることから、各電池セル同士の温度をより一層好適に略均一化させることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の電池温度調整システムによれば、温度に起因する各電池セルの性能低下を好適に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、実施例の電池温度調整システムにおいて、冷却モードが行われる際の模式図である。

【図2】図２は、実施例の電池温度調整システムにおいて、昇温モードが行われる際の模式図である。

【図3】図３は、実施例の電池温度調整システムに係り、調温モードを行う際における制御装置の制御を示すフロー図である。

【図4】図４は、実施例の電池温度調整システムにおいて、調温モードが行われる際の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

【0026】

図１に示すように、実施例の電池温度調整システムは、圧縮機１と、第１熱交換器３と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋと、第２熱交換器７と、冷媒流路９と、流路切替部１１と、バイパス流路１３と、膨張弁１５と、第１開閉弁１７と、第２開閉弁１９と、第３開閉弁２１と、第１温度センサ２３ａと、第２温度センサ２３ｂと、制御装置２５を備えている。第１開閉弁１７は本発明における「第１切替弁」の一例である。また、第２開閉弁１９は本発明における「第２切替弁」の一例である。そして、第３開閉弁２１は本発明における「第３切替弁」の一例である。また、第１温度センサ２３ａ及び第２温度センサ２３ｂは、本発明における「温度検出装置」の一例である。

【0027】

この電池温度調整システムは、電気自動車１００に搭載されている。つまり、実施例の電池温度調整システムは、車両用電池温度調整システムである。

【0028】

圧縮機１としては、公知のスクロール型電動圧縮機が採用されている。圧縮機１は、内部に圧縮機構（図示略）を有している。また、圧縮機１には、吸入口１ａと吐出口１ｂとが設けられている。圧縮機１は、吸入口１ａを通じて冷媒を吸入し、圧縮機構においてその冷媒を圧縮する。そして、圧縮機１は、圧縮機構で圧縮された冷媒を吐出口１ｂから吐出させる。なお、圧縮機１として、公知のベーン型電動圧縮機等を採用しても良い。

【0029】

第１熱交換器３は、第１接続口３ａと、第２接続口３ｂと、第１熱交換器本体３ｃとで構成されている。第１熱交換器本体３ｃは内部を冷媒が流通可能となっている。第１接続口３ａは、第１熱交換器本体３ｃの一方側に設けられており、第１熱交換器本体３ｃの内部に連通している。第２接続口３ｂは、第１熱交換器本体３ｃの他方側に設けられており、第１熱交換器本体３ｃを挟んで第１接続口３ａの反対側に位置している。第２接続口３ｂは、第１接続口３ａの反対側で第１熱交換器本体３ｃの内部に連通している。第１接続口３ａは、第１熱交換器３の一方側を構成しており、第２接続口３ｂは、第１熱交換器３の他方側を構成している。

【0030】

第１熱交換器３は、第１熱交換器本体３ｃの内部を流通する冷媒と、第１熱交換器本体３ｃの周囲に存在する空気との間で熱交換を行うことが可能となっている。空気は、本発明における「熱交換媒体」の一例である。なお、第１熱交換器３は、冷媒と、水やロングライフクーラント等の液体との間で熱交換が可能に構成されていても良い。

【0031】

また、第１熱交換器３の近傍には、ファン２７が設けられている。ファン２７は、第１熱交換器３に向けて空気を供給する他、冷媒との熱交換を終えた空気を電気自動車１００の車室内に供給する。なお、ファン２７は、冷媒との熱交換を終えた空気について、の電気自動車１００の駆動装置（図示略）等、電気自動車１００における電池温度調整システム以外の機器に供給しても良く、電気自動車１００の外部に排出しても良い。

【0032】

第１～１１電池セル５ａ～５ｋは互いに同一の構成であり、電気自動車１００の走行によって生じた回生電力等を充電可能となっている他、充電された電力を走行用モータ（図示略）等に供給可能となっている。

【0033】

また、第１～１１電池セル５ａ～５ｋは、電池パック５１を構成している。ここで、第１～１１電池セル５ａ～５ｋのうち、第１電池セル５ａは、電池パック５１において最も第２熱交換器７の第３接続口７ａに近い位置に配置されており、第１１電池セル５ｋは、電池パック５１において最も第２熱交換器７の第４接続口７ｂに近い位置に配置されている。なお、第１～１１電池セル５ａ～５ｋは、複数であればその個数は適宜設計可能である。

【0034】

第２熱交換器７は、第３接続口７ａと、第４接続口７ｂと、第２熱交換器本体７ｃとで構成されている。第２熱交換器本体７ｃは内部を冷媒が流通可能となっている。第３接続口７ａは、第２熱交換器本体７ｃの一方側に設けられており、第２熱交換器本体７ｃの内部に連通している。第３接続口７ａは、本発明における「第２熱交換器の一方側」を構成している。第４接続口７ｂは、第２熱交換器本体７ｃの他方側に設けられており、第２熱交換器本体７ｃを挟んで第３接続口７ａの反対側に位置している。第４接続口７ｂは、第３接続口７ａの反対側で第２熱交換器本体７ｃの内部に連通している。第４接続口７ｂは、本発明における「第２熱交換器の他方側」を構成している。

【0035】

第２熱交換器７は、第２熱交換器本体７ｃが銅板等の熱伝導材７１を介して電池パック５１、ひいては第１～１１電池セル５ａ～５ｋに組み付けられている。これにより、第２熱交換器７は、第２熱交換器本体７ｃの内部を流通する冷媒と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの間で熱交換を行うことが可能となっている。なお、熱伝導材７１を省略し、第２熱交換器本体７ｃを電池パック５１に直接組み付けても良い。

【0036】

冷媒流路９は、配管９ａ～９ｈによって構成されている。配管９ａ～９ｈは内部を冷媒が流通可能となっている。配管９ａは、一端が圧縮機１の吐出口１ｂに接続されており、他端が流路切替部１１に接続されている。配管９ｂは、一端が吸入口１ａに接続されており、他端が流路切替部１１に接続されている。

【0037】

配管９ｃは、一端が第１熱交換器３の第１接続口３ａに接続されており、他端が流路切替部１１に接続されている。配管９ｄは、一端が第１開閉弁１７に接続されており、他端が第１熱交換器３の第２接続口３ｂに接続されている。配管９ｅは、一端が膨張弁１５に接続されており、他端が第１開閉弁１７に接続されている。配管９ｆは、一端が第２熱交換器７の第３接続口７ａに接続されており、他端が膨張弁１５に接続されている。

【0038】

配管９ｇは、一端が第２開閉弁１９に接続されており、他端が第２熱交換器７の第４接続口７ｂに接続されている。配管９ｈは、一端が流路切替部１１に接続されており、他端が第２開閉弁１９に接続されている。

【0039】

流路切替部１１は、具体的には四方弁によって構成されている。流路切替部１１は、図１及び図４に示す第１接続状態と、図２に示す第２接続状態とに切り替え可能となっている。具体的には、流路切替部１１は、図１及び図４に示す第１接続状態では、配管９ａの他端と配管９ｃの一端とを接続させ、かつ、配管９ｂの他端と配管９ｈの一端とを接続させる。一方、流路切替部１１は、図２に示す第２接続状態では、配管９ａの他端と配管９ｈの一端とを接続させ、かつ、配管９ｂの他端と配管９ｃの他端とを接続させる。

【0040】

冷媒流路９では、配管９ｄ、配管９ｅ及び配管９ｆによって、第１熱交換器側接続流路９１が構成されている。また、配管９ａ、配管９ｂ、配管９ｇ、配管９ｈ及び流路切替部１１によって、圧縮機側接続流路９２が構成されている。つまり、膨張弁１５及び第１開閉弁１７は、第１熱交換器側接続流路９１に配置されており、第２開閉弁１９は、圧縮機側接続流路９２に配置されている。

【0041】

第１開閉弁１７は、図１及び図２に示す第１許容状態と、図４に示す第１禁止状態とに切り替え可能となっている。具体的には、第１開閉弁１７は、図１及び図２に示す第１許容状態では、配管９ｄと配管９ｅとを連通させ、冷媒が膨張弁１５及び配管９ｅを介して第１熱交換器３と第２熱交換器７との間で流通することを許容する。一方、第１開閉弁１７は、図４に示す第１禁止状態では、配管９ｄと配管９ｅとを非連通とし、冷媒が膨張弁１５及び配管９ｅを介して第１熱交換器３と第２熱交換器７との間で流通することを禁止する。

【0042】

第２開閉弁１９は、図１及び図２に示す第２許容状態と、図４に示す第２禁止状態とに切り替え可能となっている。具体的には、第２開閉弁１９は、図１及び図２に示す第２許容状態では、配管９ｇと配管９ｈとを連通させ、配管９ｇと配管９ｈと流路切替部１１と配管９ｂとを介して、又は、配管９ｇと配管９ｈと流路切替部１１と配管９ａとを介して、冷媒が圧縮機１と第２熱交換器７との間で流通することを許容する。一方、第２開閉弁１９は、図４に示す第２禁止状態では、配管９ｇと配管９ｈとを非連通とし、冷媒が圧縮機１と第２熱交換器７との間で流通することを禁止する。

【0043】

バイパス流路１３は、内部を冷媒が流通可能となっている。バイパス流路１３は、一端が配管９ｅに接続されており、他端が配管９ｇに接続されている。これにより、バイパス流路１３の一端は、第１開閉弁１７と膨張弁１５との間となる個所で配管９ｅ、ひいては第１熱交換器側接続流路９１に接続している。そして、バイパス流路１３の他端は、第２開閉弁１９と第２熱交換器７の第４接続口７ｂとの間となる個所で配管９ｇ、ひいては圧縮機側接続流路９２に接続している。なお、バイパス流路１３の一端は、膨張弁１５と第２熱交換器との間となる個所、つまり、配管９ｆに接続しても良い。

【0044】

第３開閉弁２１は、バイパス流路１３に設けられている。第３開閉弁２１は、図４に示す第３許容状態と、図１及び図２に示す第３禁止状態とに切り替え可能となっている。具体的には、第３開閉弁２１は、図４に示す第３許容状態では、バイパス流路１３を開放し、冷媒が配管９ｅ又は９ｇからバイパス流路１３へ流通することを許容する。一方、第３開閉弁２１は、図１及び図２に示す第３禁止状態では、バイパス流路１３を閉鎖し、冷媒が配管９ｅ又は９ｇからバイパス流路１３へ流通することを禁止する。こうして、バイパス流路１３は、第３開閉弁２１が第３許容状態にあるときには、第２熱交換器７を迂回させつつ、冷媒の一部を配管９ｅと配管９ｇとの間で流通させる。

【0045】

第１温度センサ２３ａ及び第２温度センサ２３ｂは同一の構成である。第１温度センサ２３ａは第１電池セル５ａに設けられており、第１電池セル５ａの温度を検出可能となっている。一方、第２温度センサ２３ｂは第１１電池セル５ｋに設けられており、第１１電池セル５ｋの温度を検出可能となっている。なお、第１温度センサ２３ａ及び第２温度センサ２３ｂは、第１電池セル５ａ及び第１１電池セル５ｋ以外の第２～第１０電池セル５ｂ～５ｊに設けられても良い。また、第１～第１１電池セル５ａ～５ｋの全てに対して、温度センサを設けても良い。

【0046】

制御装置２５は、圧縮機１、流路切替部１１、膨張弁１５、第１開閉弁１７、第２開閉弁１９、第３開閉弁２１、第１温度センサ２３ａ、第２温度センサ２３ｂ及びファン２７と電気的に接続されている。これにより、制御装置２５は、圧縮機１及びファン２７の作動制御を行う他、膨張弁１５の開度制御を行う。また、制御装置２５は、流路切替部１１における第１接続状態と第２接続状態との切替制御を行う。さらに、制御装置２５は、第１開閉弁１７における第１許容状態と第１禁止状態との切替制御と、第２開閉弁１９における第２許容状態と第２禁止状態との切替制御と、第３開閉弁２１における第３許容状態と第３禁止状態との切替制御とをそれぞれ行う。

【0047】

また、制御装置２５は、第１温度センサ２３ａが検出した第１電池セル５ａの温度と、第２温度センサ２３ｂが検出した第１１電池セル５ｋの温度とをそれぞれ記憶するとともに、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差を算出する。そして、制御装置２５は、第１電池セル５ａの温度及び第２電池セル５ｋの温度に基づいて、圧縮機１及びファン２７の作動制御を行うとともに、膨張弁１５の開度制御と、流路切替部１１の切替制御とを行う。

【0048】

また、制御装置２５には、第１設定温度と、第２設定温度とが設定されている。第１設定温度は、第２設定温度よりも高温とされている。さらに、制御装置２５は、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差の閾値が設定されている。ここで、本実施例では、閾値としてＸ１°Ｃが設定されている。なお、第１設定温度、第２設定温度及び閾値の各値は適宜設定可能である。

【0049】

以上のように構成された電池温度調整システムでは、制御装置２５が圧縮機１及びファン２７の各作動制御と、流路切替部１１及び第１～３開閉弁１７、１９、２１の各切替制御とを行うことにより、冷却モードと、昇温モードと、調温モードとを実行可能である。冷却モードは、電池パック５１、ひいては第１～１１電池セル５ａ～５ｋを冷却する。昇温モードは、第１～１１電池セル５ａ～５ｋを昇温させる。調温モードは、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの各温度のばらつきを低減させる。

【0050】

具体的には、この電池温度調整システムでは、電気自動車１００の走行時又は停止時に第１温度センサ２３ａが第１電池セル５ａの温度を検出するとともに、第２温度センサ２３ｂが第１１電池セル５ｋの温度を検出する。そして、制御装置２５は、第１温度センサ２３ａが検出した第１電池セル５ａの温度と、第２温度センサ２３ｂが検出した第１１電池セル５ｋの温度とが、それぞれ第１設定温度を超えていれば、冷却モードを開始する。

【0051】

冷却モードでは、制御装置２５は、図１に示すように、流路切替部１１を第１接続状態とし、第１開閉弁１７を第１許容状態とし、第２開閉弁１９を第２許容状態とし、第３開閉弁２１を第３禁止状態とする。そして、この状態で制御装置２５は、圧縮機１を作動させるとともに、ファン２７を作動させる。

【0052】

これにより、図１の破線矢印で示すように、圧縮機１で圧縮された高圧かつ高温の冷媒が吐出口１ｂから吐出されて配管９ａを流通する。そして、この冷媒は、流路切替部１１及び配管９ｃを経て、第１熱交換器３の第１接続口３ａから第１熱交換器本体３ｃ内を流通する。これにより、第１熱交換器本体３ｃ内を流通する冷媒は、第１熱交換器本体３ｃの周囲の空気と熱交換を行うことで冷却されるとともに液化する。ここで、第１熱交換器本体３ｃの周囲の空気がファン２７によって電気自動車１００の車室に供給されれば、車室内の暖房が行われる。

【0053】

そして、第１熱交換器本体３ｃの周囲の空気との熱交換を終えた冷媒は、第２接続口３ｂから流出して配管９ｄ及び配管９ｅを膨張弁１５に向かって流通する。また、制御装置２５は、膨張弁１５の開度を小さくする。これにより、膨張弁１５に至った冷媒は、膨張弁１５によって減圧され、配管９ｆから第２熱交換器７の第３接続口７ａを経て、第２熱交換器本体７ｃ内を流通する。つまり、第２熱交換器本体７ｃ内を流通する冷媒は、第１～１１電池セル５ａ～５よりも低温となっている。こうして、第２熱交換器本体７ｃ内を流通する低圧かつ低温の冷媒と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとが熱交換を行い、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの冷却が行われる。

【0054】

第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの熱交換を終えた冷媒は、第４接続口７ｂから流出して配管９ｇ及び配管９ｈを流通し、流路切替部１１から配管９ｂを流通し、吸入口１ａから圧縮機１内に吸入される。こうして、冷媒は圧縮機によって再び圧縮されて吐出口１ｂから配管９ａ内に吐出される。

【0055】

このように、冷却モードでは、冷媒が圧縮機１、流路切替部１１、第１熱交換器３、膨張弁１５及び第２熱交換器７の順序で冷媒流路９を循環する。つまり、冷却モードでは、第１熱交換器３、より具体的には、第１熱交換器本体３ｃが冷媒に対する凝縮器として機能する。

【0056】

また、冷却モードでは、冷媒流路９における冷媒の流通方向において、第１開閉弁１７が第２開閉弁１９よりも上流側に位置する。このため、冷却モードでは、第１開閉弁１７が本発明における「上流側切替弁」となり、第２開閉弁１９が本発明における「下流側切替弁」となる。そして、第２熱交換器７では、冷媒流路９における冷媒の流通方向において、第３接続口７ａが第４接続口７ｂよりも上流側となる。換言すれば、第３接続口７ａは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の入口側となり、第４接続口７ｂは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の出口側となる。このため、第１～１１電池セル５ａ～５ｋのうち、第１電池セル５ａは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の流通方向の最も上流側に位置し、第１１電池セル５ｋは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の流通方向の最も下流側に位置する。なお、冷却モードでは、制御装置２５が第３開閉弁２１を第３禁止状態としている。このため、冷却モードでは、冷媒流路９を流通する冷媒は、バイパス流路１３内を流通することはなく、冷媒流路９を流通する冷媒が第２熱交換器７を迂回することはない。

【0057】

また、冷却モードが行われている間においても、第１温度センサ２３ａは引き続き第１電池セル５ａの温度を検出し、第２温度センサ２３ｂは引き続き第１１電池セル５ｋの温度を検出する。そして、第１電池セル５ａの温度及び第１１電池セル５ｋの温度がそれぞれ第１設定温度よりも低くなれば、制御装置２５は、圧縮機１及びファン２７の作動を停止させて、冷却モードを終了させる。

【0058】

一方、制御装置２５は、第１温度センサ２３ａが検出した第１電池セル５ａの温度と、第２温度センサ２３ｂが検出した第１１電池セル５ｋの温度とが、それぞれ第２設定温度よりも低ければ、昇温モードを実行する。

【0059】

昇温モードでは、制御装置２５は、図２に示すように、流路切替部１１を第２接続状態とし、第１開閉弁１７を第１許容状態とし、第２開閉弁１９を第２許容状態とし、第３開閉弁２１を第３禁止状態とする。そして、この状態で制御装置２５は、圧縮機１を作動させるとともに、ファン２７を作動させる。

【0060】

これにより、図２の破線矢印で示すように、圧縮機１で圧縮されて高圧かつ高温となった冷媒は、吐出口１ｂから吐出されて配管９ａを流通し、流路切替部１１、配管９ｈ及び配管９ｇを経て第４接続口７ｂから第２熱交換器本体７ｃ内を流通する。つまり、第２熱交換器本体７ｃ内を流通する冷媒は、第１～１１電池セル５ａ～５ｋよりも高温となっている。これにより、第２熱交換器本体７ｃ内を流通する高温の冷媒と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとが熱交換を行うことで、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの昇温が行われる。また、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの熱交換により、第２熱交換器本体７ｃ内を流通する冷媒は温度が低下するため、液相となる。

【0061】

第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの熱交換を終えた冷媒は、第３接続口７ａから流出して配管９ｆから膨張弁１５を経ることで減圧され、さらに配管９ｅ及び配管９ｄを経て、第２接続口３ｂから第１熱交換器本体３ｃ内を流通する。この際、第１熱交換器本体３ｃ内を流通する冷媒と、第１熱交換器本体３ｃの周囲の空気とが熱交換を行うことで、第１熱交換器本体３ｃの周囲の空気が冷却される。ここで、熱交換によって冷却された空気がファン２７によって電気自動車１００の車室に供給されれば、車室内の冷房が行われる。

【0062】

そして、第１熱交換器本体３ｃの周囲の空気との熱交換を終えた冷媒は、第１接続口３ａから配管９ｃに流出し、流路切替部１１及び配管９ｂを経て、吸入口１ａから圧縮機１内に吸入される。

【0063】

このように、昇温モードでは、冷媒が圧縮機１、流路切替部１１、第２熱交換器７、膨張弁１５及び第１熱交換器３の順序で冷媒流路９を循環する。つまり、昇温モードでは、冷却モードとは反対方向で冷媒が冷媒流路９を循環する。このため、第１熱交換器３、より具体的には、第１熱交換器本体３ｃは冷媒に対する蒸発器として機能する。

【0064】

また、昇温モードでは、冷媒流路９における冷媒の流通方向において、第２開閉弁１９が第１開閉弁１７よりも上流側に位置する。このため、昇温モードでは、第２開閉弁１９が本発明における「上流側切替弁」となり、第１開閉弁１７が本発明における「下流側切替弁」となる。そして、第２熱交換器７では、冷媒流路９における冷媒の流通方向において、第４接続口７ｂが第３接続口７ａよりも上流側となる。つまり、第４接続口７ｂが第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の入口側となり、第３接続口７ａが第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の出口側となる。このため、第１～１１電池セル５ａ～５ｋのうち、第１１電池セル５ｋは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の流通方向の最も上流側に位置し、第１電池セル５ａは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の流通方向の最も下流側に位置する。なお、冷却モードと同様、昇温モードにおいても、冷媒流路９を流通する冷媒はバイパス流路１３内を流通することはない。

【0065】

また、昇温モードが行われている間においても、第１温度センサ２３ａは引き続き第１電池セル５ａの温度を検出し、第２温度センサ２３ｂは引き続き第１１電池セル５ｋの温度を検出する。そして、第１電池セル５ａの温度及び第１１電池セル５ｋの温度がそれぞれ第２設定温度よりも高くなれば、制御装置２５は、圧縮機１及びファン２７の作動を停止させて、昇温モードを終了させる。

【0066】

そして、制御装置２５は、調温モードを開始するに当たっては、図３に示す制御フローに沿って、圧縮機１の作動制御や第１～３開閉弁１７、１９、２１の各切替制御等を行う。

【0067】

具体的には、上述のように、電気自動車１００の走行時又は停止時において、第１温度センサ２３ａが第１電池セル５ａの温度を検出し、第２温度センサ２３ｂが第１１電池セル５ｋの温度を検出する（ステップＳ１０１）。そして、制御装置２５は、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差を算出する（ステップＳ１０２）。そして、制御装置２５は、算出した温度差が閾値であるＸ１°Ｃを超えているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。

【0068】

ここで、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差がＸ１°Ｃを超えていなければ（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御装置２５は調温モードを行わない。なお、調温モードを行わない場合であっても、上述のように、第１電池セル５ａ及び第１１電池セル５ｋの各温度が第１設定温度よりも高ければ、制御装置２５は冷却モードを行う。また、第１電池セル５ａ及び第１１電池セル５ｋの各温度が第２設定温度よりも低ければ、制御装置２５は昇温モードを行う。

【0069】

一方、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差がＸ１°Ｃを超えていれば（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御装置２５は、第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の温度のばらつきを低減させる調温要求があると判断する。これにより、制御装置２５は調温モードに先立って冷却モードを開始する（ステップＳ１０４）。これにより、第１開閉弁１７は第１許容状態となり、第２開閉弁１９は第２許容状態となり、第３開閉弁２１は第３禁止状態となる。こうして、冷媒流路９を循環する冷媒は、第１熱交換器３及び膨張弁１５を経て、第２熱交換器７の第２熱交換器本体７ｃ内を流通し始める。（図１参照）。

【0070】

そして、制御装置２５は、第２熱交換器本体７ｃ内に液相及び気相の両方の冷媒が存在する状態で冷却モードを終了して調温モードを開始する（図３のステップＳ１０５）。なお、既に冷却モードが行われている間に第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差がＸ１°Ｃを超えた場合には、制御装置２５は、ステップＳ１０４を省略してステップＳ１０５の処理を行う。

【0071】

ここで、冷却モードの開始後は、第２熱交換器本体７ｃ内に液相及び気相の両方の冷媒が存在する状態となる。このため、制御装置２５は、ステップＳ１０４において冷却モードを開始した後、さらに、ある程度の時間が経過した後に冷却モードを終了して調温モードを開始する。

【0072】

そして、制御装置２５は、調温モードを開始することにより、まず初めに、図４に示すように、第２開閉弁１９を第２許容状態から第２禁止状態に切り替える（図３のステップＳ１０６）。次に、制御装置２５は、圧縮機１の作動を停止させる（ステップＳ１０７）。次に、制御装置２５は、図４に示すように、第１開閉弁１７を第１許容状態から第１禁止状態に切り替える（図３のステップＳ１０８）。ここで、ステップＳ１０４において冷却モードが開始されているため、第１開閉弁１７は本発明における「上流側切替弁」となっており、第２開閉弁１９は本発明における「下流側切替弁」となっている。このように、制御装置２５は、調温モードを開始することにより、下流側切替弁（第２開閉弁１９）の切替制御と、圧縮機１の作動制御と、上流側切替弁（第１開閉弁１７）の切替制御とをこの順序で行う。なお、制御装置２５は、ステップＳ１０７において圧縮機１の作動を停止させる際、ファン２７の作動も停止させる。

【0073】

このように、第２開閉弁１９が第２禁止状態となり、第１開閉弁１７が第１禁止状態となることにより、冷媒流路９では、第１熱交換器側接続流路９１において配管９ｇと配管９ｈとが非連通となるとともに、圧縮機側接続流路９２において配管９ｄと配管９ｅとが非連通となる。このため、冷媒流路９では、冷媒は、圧縮機１と第２熱交換器７との間で流通することができなくなるとともに、第１熱交換器３と第２熱交換器７との間で流通することができなくなる。

【0074】

この結果、冷媒流路９に存在する冷媒のうち、第１開閉弁１７から第２熱交換器７及びバイパス流路１３を挟んで第２開閉弁１９までの間に存在する冷媒、すなわち、第２熱交換器７及びバイパス流路１３を含め、配管９ｅから配管９ｇまでの間に存在する冷媒は、第１開閉弁１７と第２開閉弁１９との間に閉じ込められた状態となり、冷媒流路９に存在する他の冷媒から区画される。つまり、冷媒流路９に存在する冷媒のうち、第１開閉弁１７から第２熱交換器７及びバイパス流路１３を挟んで第２開閉弁１９までの間に存在する冷媒は閉込冷媒となる。

【0075】

これより、調温モードでは、冷媒流路９における冷媒のうち、閉込冷媒が第２熱交換器本体７ｃ内において第１～１１電池セル５ａ～５ｋと熱交換を行う。これにより、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの各温度のばらつきが低減される。また、図４に示すように、制御装置２５は、第１開閉弁１７を第１許容状態から第１禁止状態に切り替えた後、第３開閉弁２１を第３禁止状態から第３許容状態に切り替える（図３のステップＳ１０９）。これにより、閉込冷媒の一部は、配管９ｅ又は配管９ｇからバイパス流路１３へ流通することが可能となる。

【0076】

また、第１温度センサ２３ａ及び第２温度センサ２３ｂは、調温モードが行われている間においても、第１温度センサ２３ａは引き続き第１電池セル５ａの温度を検出し、第２温度センサ２３ｂは引き続き第１１電池セル５ｋの温度を検出する。これにより、制御装置２５は、調温モードが行われている間は、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差を引き続き算出する。これにより、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差がＸ１°Ｃを超えている間は、調温モードが継続され、閉込冷媒と第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの熱交換が継続される（ステップＳ１１０：ＮＯ）。

【0077】

一方、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差がＸ１°Ｃ以下となれば（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御装置２５は、調温モードを終了する。なお、制御装置２５は、調温モードを終了しても、第１開閉弁１７を引き続き第１禁止状態とし、第２開閉弁１９を引き続き第２禁止状態とし、第３開閉弁２１を引き続き第３許容状態としても良い。また、制御装置２５は、調温モードを終了することにより、第１開閉弁１７を第１許容状態とし、第２開閉弁１９を第２許容状態とし、第３開閉弁２１を第３禁止状態とすることにより冷却モード又は昇温モードを行うための準備を行っても良い。

【0078】

ここで、本実施例では、調温モードを開始するに当たって、制御装置２５がステップＳ１０４において冷却モードを開始しているが、これに限らず、制御装置２５は、ステップＳ１０４において昇温モードを開始しても良い。この場合においても、昇温モードの開始後は、第２熱交換器７内に液相及び気相の両方の冷媒が存在する状態となるため、制御装置２５は、昇温モードを開始した後、さらに、ある程度の時間が経過した後に昇温モードを終了して調温モードを開始する。

【0079】

また、昇温モードでは、第１開閉弁１７が本発明における「下流側切替弁」となり、第２開閉弁１９が本発明における「上流側切替弁」となるため、制御装置２５は、調温モードを開始することにより、第１開閉弁１７の切替制御と、圧縮機１の作動制御と、第２開閉弁１９の切替制御とをこの順序で行う。これにより、ステップＳ１０４において冷却モードを開始した場合と同様、調温モードにおいて、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの各温度のばらつきを低減させることができる。

【0080】

このように、この電池温度調整システムでは、第２熱交換器本体７ｃにおいて、冷媒流路９を流通する冷媒と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとが熱交換を行うことにより、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの冷却を行うことができる他、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの昇温も行うことができる。特に、この電池温度調整システムでは、流路切替装部１１及び第１～３開閉弁１７、１９、２１の各切替制御を行うことにより、冷媒流路９における冷媒の流通方向を容易に切り替えることができるため、構成の複雑化を抑制しつつ、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの冷却及び昇温を行うことができる。

【0081】

また、この電池温度調整システムでは、調温モードを行うことにより、第１開閉弁１７が第１禁止状態となるとともに、第２開閉弁１９が第２禁止状態となる。このため、閉込冷媒は、冷媒流路９における他の冷媒から区画される。そして、調温モードでは、第２熱交換器本体７ｃにおいて、閉込冷媒と、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとが熱交換を行う。

【0082】

ここで、調温モードでは、閉込冷媒は、第１開閉弁１７を越えて配管９ｄを第１熱交換器３に向かって流通したり、第２開閉弁１９を越えて配管９ｈを圧縮機１に向かって流通したりすることがない。また、配管９ｄ内の冷媒が第１開閉弁１７を越えて配管９ｅ側、つまり、第２熱交換器７の第３接続口７ａ側に流通することで新たに閉込冷媒となることもない。さらに、配管９ｈ内の冷媒が第２開閉弁１９を越えて配管９ｇ側、つまり、第２熱交換器７の第４接続口７ｂ側に流通することで新たに閉込冷媒となることもない。

【0083】

このため、閉込冷媒は、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの熱交換により、第１～１１電池セル５ａ～５ｋとほぼ同等の温度となり易い。これにより、閉込冷媒を含め冷媒の流通方向における第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の位置に関係なく、第２熱交換器本体７ｃでの熱交換によって第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の温度のばらつきを好適に低減させることが可能となっている。

【0084】

また、この電池温度調整システムは電気自動車１００に搭載されているため、電気自動車１００の走行時の振動等の影響によって、閉込冷媒が第１開閉弁１７と第２熱交換器７と第２開閉弁１９との間で流動する。ここで、図４の破線矢印で示すように、閉込冷媒が流動する際の流通方向は必ずしも一方向に限られることはなく、第３接続口７ａ側から第２熱交換器本体７ｃ内に流入する場合もあれば、第４接続口７ｂ側から第２熱交換器本体７ｃ内に流入する場合もあり得る。

【0085】

さらに、調温モードでは、第３開閉弁２１が第３許容状態となることから、閉込冷媒がバイパス流路１３を流通することが可能となる。このため、第１開閉弁１７と第２熱交換器７と第２開閉弁１９との間における閉込冷媒の流動がより促進されることとなる。これらの点においても、第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の温度のばらつきを好適に低減させることができるため、この電池温度調整システムによれば、第１～１１電池セル５ａ～５ｋ、ひいては電池パック５１が性能を十分に発揮できる。

【0086】

したがって、実施例の電池温度調整システムによれば、温度に起因する第１～１１電池セル５ａ～５ｋの性能低下を好適に抑制できる。

【0087】

また、この電池温度調整システムでは、例えば、冷却モードを終了して調温モードを開始する場合、制御装置２５は、第２開閉弁１９を第２禁止状態に切り替えた後に圧縮機１の作動を停止させ、その後に、第１開閉弁１７を第１禁止状態に切り替える。ここで、調温モードに先立って行われている冷却モードでは、冷媒流路９における冷媒の流通方向で、第２開閉弁１９が第１開閉弁１７よりも下流側、すなわち、第２熱交換器７における出口側となっている。このため、第２熱交換器７における出口側から先に冷媒の流通を禁止することにより、閉込冷媒は全てが液相とはなり難くなるとともに、また、閉込冷媒は気相に比べて液相の割合が多い状態で気相とが混合した状態となり易い。

【0088】

また、制御装置２５は、冷却モードや昇温モードを開始した後、さらに、ある程度の時間が経過した後に上述の第１開閉弁１７及び第２開閉弁１９の各切替制御と、圧縮機１の作動制御とを行う。このため、閉込冷媒では、液相の割合が十分に多い状態となっている。

【0089】

これらにより、閉込冷媒と第１～１１電池セル５ａ～５ｋとの熱交換の効率を高くしつつ、閉込冷媒の流動性を高く確保することが可能となっている。この点においても、この電池温度調整システムでは、閉込冷媒との熱交換によって、第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の温度のばらつきを好適に低減させることが可能となっている。

【0090】

また、制御装置２５は、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差が閾値であるＸ１°Ｃを超えていれば、調温モードを開始し、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとの温度差がＸ１°Ｃ以下となれば、調温モードを終了する。これにより、制御装置２５は、調温要求の有無を好適に判断することが可能となっている。

【0091】

また、第１～１１電池セル５ａ～５ｋのうち、第１電池セル５ａに第１温度センサ２３ａが設けられており、第１１電池セル５ｋに第２温度センサ２３ｂが設けられている。ここで、第１～１１電池セル５ａ～５ｋのうち、第１電池セル５ａは、第２熱交換器７の第３接続口７ａに最も近い位置に配置されており、第１１電池セル５ｋは、第２熱交換器７の第４接続口７ｂに最も近い位置に配置されている。つまり、第１電池セル５ａと第１１電池セル５ｋとは、第２熱交換器本体７ｃにおける冷媒の流通方向、ひいては第２熱交換器７における冷媒の流通方向で最も離隔している。このため、この電池温度調整システムでは、第１～１１電池セル５ａ～５ｋの全てに温度センサを設けて第１～１１電池セル５ａ～５ｋ同士の温度差を検出する構成に比べて、温度差の精度を高く確保しつつ、低コスト化が可能となっている。

【0092】

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【0093】

例えば、実施例の電池温度調整システムでは、本発明における「第１切替弁」、「第２切替弁」及び「第３切替弁」として、それぞれ第１開閉弁１７、第２開閉弁１９及び第３開閉弁２１を採用している。しかし、これに限らず、「第１切替弁」、「第２切替弁」及び「第３切替弁」として、三方弁等の流路切替装置を採用しても良い。

【0094】

また、バイパス流路１３及び第３開閉弁２１を省略して、電池温度調整システムを構成しても良い。

【0095】

また、実施例の電池温度調整システムでは、流路切替部１１として四方弁を採用している。しかし、これに限らず、三方弁又は開閉弁を複数組み合わせたり、三方弁と複数の開閉弁とを組み合わせたりすることで流路切替部１１を構成しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0096】

本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に利用可能である他、建物等に利用可能である。

【符号の説明】

【0097】

１…圧縮機
３…第１熱交換器
５ａ～５ｋ…第１～１１電池セル（電池セル）
７…第２熱交換器
７ａ…第３接続口（第２熱交換器の一端側）
７ｂ…第４接続口（第２熱交換器の他端側）
９…冷媒流路
１３…バイパス流路
１５…膨張弁
１７…第１開閉弁（第１切替弁、上流側切替弁、下流側切替弁）
１９…第２開閉弁（第２切替弁、上流側切替弁、下流側切替弁）
２１…第３開閉弁（第３切替弁）
２３ａ…第１温度センサ（温度検出装置）
２３ｂ…第２温度センサ（温度検出装置）
２５…制御装置
９１…第１熱交換器側接続流路
９２…圧縮機側接続流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】