特許 7218868 蓄熱放熱システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-30

(45)【発行日】2023-02-07

(54)【発明の名称】蓄熱放熱システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 5/02 20060101AFI20230131BHJP

   F28D 20/02 20060101ALI20230131BHJP

【ＦＩ】

F01N5/02 J

F28D20/02 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019108923

(22)【出願日】2019-06-11

(65)【公開番号】P2020200799

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】滝川 由浩

(72)【発明者】

【氏名】波多野 龍

(72)【発明者】

【氏名】大野 晃司

(72)【発明者】

【氏名】久富 夏規

(72)【発明者】

【氏名】籾木 崇

(72)【発明者】

【氏名】大越 慎一

(72)【発明者】

【氏名】吉清 まりえ

(72)【発明者】

【氏名】中川 幸祐

(72)【発明者】

【氏名】東中 竜一

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－３７７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３７１５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ５／０２

Ｆ２８Ｄ ２０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

双安定性を有する相転移材料であって、結晶構造が第一相のときに第一温度以上に加熱されると吸熱して第二相に相転移し、結晶構造が第二相のときに前記第一温度よりも低い第二温度以下となると前記第一相に相転移して放熱する相転移材料、を備える蓄熱体と、
開口部を備えているとともに内部に前記蓄熱体が収容された断熱ケースと、
前記開口部に設けられて当該開口部を開閉自在な開閉装置と、
発熱体と前記蓄熱体とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在な第一伝熱部と、
加熱対象体と前記蓄熱体とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在な第二伝熱部と、
前記発熱体の温度が前記第一温度以上の場合に前記開口部を閉塞状態にするとともに前記第一伝熱部を伝熱状態とし、前記断熱ケースの周囲の外気温が前記第二温度以下であってかつ前記加熱対象体に関する規定の開始条件を満足する場合に前記開口部を開放状態にするとともに前記第二伝熱部を伝熱状態とする制御部と、
を備える、蓄熱放熱システム。

【請求項2】

前記開始条件は、前記加熱対象体の温度が当該加熱対象体の性能発揮のために適した温度域の下限値である第三温度以下であり、かつ、前記加熱対象体の使用を開始する指令があったことである、請求項１に記載の蓄熱放熱システム。

【請求項3】

前記開口部又はそれに隣接する位置に設けられて前記開口部の開放時に前記断熱ケースの内部に外気を導入する送風装置をさらに備える、請求項１又は２に記載の蓄熱放熱システム。

【請求項4】

前記発熱体の温度を検出する第一センサと、
前記断熱ケースの周囲の外気温を検出する第二センサと、
をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄熱放熱システム。

【請求項5】

前記加熱対象体の温度を検出する第三センサをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄熱放熱システム。

【請求項6】

前記発熱体と前記加熱対象体とが同一部材であり、
前記第一伝熱部と前記第二伝熱部とが共用されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄熱放熱システム。

【請求項7】

電力供給源としてのバッテリを備えた移動体又は設備で使用され、前記バッテリが前記発熱体でありかつ前記加熱対象体である、請求項６に記載の蓄熱放熱システム。

【請求項8】

前記発熱体と前記加熱対象体とが別部材であるとともに、前記第一伝熱部と前記第二伝熱部とが互いに独立に設けられ、
前記制御部は、前記第二伝熱部を伝熱状態とする場合に、前記第一伝熱部を非伝熱状態とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の蓄熱放熱システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱放熱システムに関する。

【背景技術】

【0002】

発熱体から熱を吸収して蓄熱し、その蓄えた熱を必要なときに放熱する蓄熱放熱システムが用いられている。例えば特開２０１７－２１８９７１号公報（特許文献１）には、所定の結晶構造を有する酸化チタン（新型酸化チタン）を含む蓄熱体を備えた蓄熱放熱システムが開示されている。この蓄熱体に含まれる新型酸化チタンは、約１８７℃超まで加熱するとβ相からλ相に相転移してその際に外部の熱を蓄え、約６０ＭＰａ超の圧力を印加するとλ相からβ相に相転移してその際に外部に熱を放出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２１８９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の蓄熱放熱システムでは、放熱させるためのトリガーとして上記のとおり大きな圧力を印加する必要があるため、周辺部材の強度を高め、耐久性を向上させる必要がある。また、大きな圧力を発生させるために多くのエネルギーを消費してしまう。

【0005】

比較的簡素な構成でエネルギー効率良く蓄熱及び放熱を行うことができる蓄熱放熱システムの実現が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る蓄熱放熱システムは、
双安定性を有する相転移材料であって、結晶構造が第一相のときに第一温度以上に加熱されると吸熱して第二相に相転移し、結晶構造が第二相のときに前記第一温度よりも低い第二温度以下となると前記第一相に相転移して放熱する相転移材料、を備える蓄熱体と、
開口部を備えているとともに内部に前記蓄熱体が収容された断熱ケースと、
前記開口部に設けられて当該開口部を開閉自在な開閉装置と、
発熱体と前記蓄熱体とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在な第一伝熱部と、
加熱対象体と前記蓄熱体とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在な第二伝熱部と、
前記発熱体の温度が前記第一温度以上の場合に前記開口部を閉塞状態にするとともに前記第一伝熱部を伝熱状態とし、前記断熱ケースの周囲の外気温が前記第二温度以下であってかつ前記加熱対象体に関する規定の開始条件を満足する場合に前記開口部を開放状態にするとともに前記第二伝熱部を伝熱状態とする制御部と、
を備える。

【0007】

この構成によれば、蓄熱体に備えられる相転移材料が、温度に基づいて吸熱する状態と放熱する状態とに切り替わるので、例えば大きな圧力を印加する等の必要がない。このため、周辺部材の強度を高めたり耐久性を向上させたりする必要がなく、また、トリガーのために多くのエネルギーを消費することも抑制できる。従って、比較的簡素な構成でエネルギー効率良く蓄熱及び放熱を行うことができる。また、この構成では、発熱体の温度が第一温度以上の場合に開口部を閉塞状態にするとともに第一伝熱部を伝熱状態とすることで、発熱体の熱を蓄熱体に伝え、相転移材料を第二相に相転移させて蓄熱することができる。一方、外気温が第二温度以下でありかつ開始条件を満足する場合に開口部を開放状態にするとともに第二伝熱部を伝熱状態とすることで、開口部から断熱ケース内に流入してくる外気で蓄熱体を第二温度以下に冷却し、相転移材料を第一相に相転移させて放熱することができる。そして、放熱により生じた熱を加熱対象体に伝え、加熱対象体を加熱することができる。このように、比較的簡素な構成でエネルギー効率良く、発熱体から吸熱して蓄熱し、その蓄えた熱を必要に応じて放熱して加熱対象体を加熱することができる。

【0008】

本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】蓄熱体に備えられる相転移材料の結晶構造

【図2】磁化率と温度との関係を概略的に示すグラフ

【図3】示差走査熱量計により得られる熱量と温度との関係を概略的に示すグラフ

【図4】蓄熱放熱システムの一局面を示す模式図

【図5】蓄熱放熱システムの一局面を示す模式図

【図6】蓄熱放熱システムの一局面を示す模式図

【図7】別態様の蓄熱放熱システムの模式図

【図8】別態様の蓄熱放熱システムの模式図

【発明を実施するための形態】

【0010】

蓄熱放熱システムの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、電気自動車（移動体の一例）に搭載されて使用される蓄熱放熱システム１を例として説明する。電気自動車では、ガソリン車に比べて発熱源が少なく、特に車両の主電源オン時に熱が不足しがちである。本実施形態の蓄熱放熱システム１は、前回走行時に発生した熱を蓄熱しておいて、次に走行する際に放熱することにより、主電源オン時に不足しがちとなる熱を補填するために用いられる。

【0011】

本実施形態の蓄熱放熱システム１は、双安定性を有する相転移材料１２を備える蓄熱体１０（図４等を参照）を中核として構成されている。図１に、本実施形態で用いる相転移材料１２の結晶構造を示す。この相転移材料１２は、ルビジウム－マンガン－鉄錯体（以下、「ＲｂＭｎＦｅ錯体」と称する場合がある。）であり、鉄とマンガンがシアノ基で３次元的に架橋されたネットワーク構造を有しており、その骨格の空孔にルビジウムイオンが互い違いに配置された結晶構造を有している。ＲｂＭｎＦｅ錯体は、電荷移動型相転移錯体であり、マンガン（ＩＩ）－鉄（ＩＩＩ）の高温相及びマンガン（ＩＩＩ）－鉄（ＩＩ）の低温相という、２つの状態間で双安定性を示す。また、磁化率と温度との関係を示す図２のグラフから分かるように、ＲｂＭｎＦｅ錯体は、温度ヒステリシスを有する。

【0012】

ＲｂＭｎＦｅ錯体において、ルビジウムとマンガンとの比率を変更することができ、例えばマンガンに対してルビジウムの量を減らすと、電気的中性を保つために一部のシアノ鉄が欠けて水分子が配位する状態となる。すなわち、ＲｂＭｎＦｅ錯体は、
Ｒｂ_ＸＭｎ_１－Ｘ［Ｆｅ（ＣＮ）_６］・ｚＨ_２Ｏ
との構造式で表すことができる。そして、ルビジウム量を連続的に変化させることにより、２つの相転移温度（すなわち、第一温度Ｔ１及び第二温度Ｔ２）やヒステリシス幅（第一温度Ｔ１と第二温度Ｔ２との温度差）を連続的に変化させることができる。

【0013】

図３に、示差走査熱量計により得られる熱量と温度との関係を示す。この図から分かるように、ＲｂＭｎＦｅ錯体（相転移材料１２）は、結晶構造が低温相のときに第一温度Ｔ１以上に加熱されると吸熱して高温相に相転移し、結晶構造が高温相のときに第一温度Ｔ１よりも低い第二温度Ｔ２以下となると低温相に相転移して放熱する。ＲｂＭｎＦｅ錯体（相転移材料１２）は、低温相から高温相に相転移した後、再び低温相に相転移するまでの間、高温相に相転移する際に吸収した熱を蓄熱する。本実施形態では、低温相が「第一相」に相当し、高温相が「第二相」に相当する。

【0014】

図４～図６に示すように、本実施形態の蓄熱放熱システム１は、上述したＲｂＭｎＦｅ錯体（相転移材料１２）を備える蓄熱体１０と、断熱ケース２０と、開閉装置３０と、送風装置４０と、共用伝熱部５０と、切替機構６０と、制御部７０とを備えている。また、この蓄熱放熱システム１は、発熱体兼加熱対象体Ｄとの間で伝熱可能な状態で、当該発熱体兼加熱対象体Ｄに併設されている。なお、発熱体兼加熱対象体Ｄは、発熱体Ｈでありかつ加熱対象体Ｂでもある。本実施形態では、発熱体兼加熱対象体Ｄは、車両の駆動力源として機能する回転電機への電力供給源としてのバッテリ（高圧バッテリ）である。

【0015】

断熱ケース２０は、内部に蓄熱体１０を収容するケースであり、断熱性を有している。断熱ケース２０は、断熱性のケース本体２１を備えている。ケース本体２１は、それ自体が断熱性の高い材料で構成されても良いし、断熱材を別途備えて構成されても良い。或いは、ケース本体２１が、その外壁部の内部に真空層を備える等して構成されても良い。断熱ケース２０（ケース本体２１）の内部には、収容空間２２が形成されており、この収容空間２２に蓄熱体１０が配置されている。

【0016】

また、断熱ケース２０（ケース本体２１）には、開口部２３と複数の挿通孔２４とが形成されている。本実施形態では、断熱ケース２０は直方体状に形成されているとともに１つの面が発熱体兼加熱対象体Ｄに接するように配置されている。挿通孔２４は、ケース本体２１の外壁部のうち、発熱体兼加熱対象体Ｄに接する壁部を貫通する状態に形成されている。開口部２３は、挿通孔２４が設けられていない壁部のうちのいずれかを貫通する状態に形成されている。

【0017】

開口部２３には、開閉装置３０と送風装置４０とが設けられている。開閉装置３０は、断熱ケース２０の開口部２３を開閉自在に設けられている。すなわち、開閉装置３０は、開口部２３の状態を、開放状態と閉塞状態とに切替自在である。図４等に示すように、本実施形態の開閉装置３０は、回動軸３１を中心として開閉扉３２が揺動することにより開口部２３を開閉するヒンジ式に構成されている。但し、そのような構成に限定されることなく、例えばルーバー式やシャッター式、観音開き式等の他の方式の開閉装置３０であっても良い。

【0018】

送風装置４０は、開口部２３の開放時に、開放状態の開口部２３を介して断熱ケース２０（ケース本体２１）の内部に外気を導入するための装置である。送風装置４０は、ファン４１を備えている。ファン４１は、回転駆動された際に、ケース本体２１の外部から内部へと向かう気流を生じさせる。

【0019】

本実施形態では、挿通孔２４には、ケース本体２１を貫通する状態で共用伝熱部５０が配置されている。共用伝熱部５０は、伝熱性の高い材料を用いて例えば柱状に形成された部材である。共用伝熱部５０は、挿通孔２４の個数と同じ個数だけ設けられており、各挿通孔２４に１つずつ共用伝熱部５０が配置されている。共用伝熱部５０は、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在である。本実施形態では、共用伝熱部５０は、「第一伝熱部」と「第二伝熱部」とを共用（兼用）するものとして構成されている。

【0020】

切替機構６０は、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０との間の、共用伝熱部５０の伝熱状態と非伝熱状態とを切り替える。本実施形態の切替機構６０は、共用伝熱部５０をその長手方向に沿って往復移動させるスライド機構６１で構成されている。このスライド機構６１は、複数の共用伝熱部５０をまとめて往復移動させるように構成されている。スライド機構６１が共用伝熱部５０を当該共用伝熱部５０の可動範囲において最も蓄熱体１０側に移動させると、共用伝熱部５０は発熱体兼加熱対象体Ｄ及び蓄熱体１０の両方に接する状態となる（図４及び図６を参照）。これにより、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０との間が伝熱状態となる。一方、スライド機構６１が共用伝熱部５０を発熱体兼加熱対象体Ｄ側に移動させると、共用伝熱部５０は発熱体兼加熱対象体Ｄだけに接し蓄熱体１０には接しない状態となる（図５を参照）。これにより、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０との間が非伝熱状態となる。

【0021】

制御部７０は、蓄熱放熱システム１の各部の動作制御を行う中核として機能する。また、制御部７０は、蓄熱放熱システム１に備えられた各種センサ（本実施形態では第一センサ８１及び第二センサ８２）の検出結果の情報を取得可能に構成されている。

【0022】

第一センサ８１は、発熱体の温度を検出するためのセンサであり、本実施形態では発熱体兼加熱対象体Ｄの温度を検出する。第二センサ８２は、断熱ケース２０の周囲の外気温を検出する。蓄熱放熱システム１には、これら以外にも、例えば蓄熱体１０の温度を検出するためのセンサ等が備えられても良い。

【0023】

制御部７０は、発熱体兼加熱対象体Ｄの温度が第一温度Ｔ１以上の場合に、開口部２３を閉塞状態にするとともに共用伝熱部５０を伝熱状態とする（図６を参照）。制御部７０は、スライド機構６１を駆動して共用伝熱部５０を発熱体兼加熱対象体Ｄ及び蓄熱体１０の両方に接する状態とすることで、共用伝熱部５０を伝熱状態とする。これにより、第一温度Ｔ１以上となっている発熱体兼加熱対象体Ｄから、共用伝熱部５０を介して蓄熱体１０に熱が移動する。このとき、開口部２３は閉塞状態となっているので、発熱体兼加熱対象体Ｄから伝わってきた熱は開口部２３から断熱ケース２０の外には逃げにくい。そして、蓄熱体１０（相転移材料１２）も第一温度Ｔ１以上となると、相転移材料１２の結晶構造が低温相から高温相に変化し、その際、発熱体兼加熱対象体Ｄから伝わってきた熱を蓄熱体１０が吸熱する。

【0024】

例えば、電気自動車の走行中に発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリの温度が上昇して第一温度Ｔ１以上となったとき、上記のようにして、蓄熱体１０はバッテリの熱を吸熱することができる。蓄熱体１０がバッテリの熱を吸熱することで、バッテリの温度上昇が抑制されるので、バッテリが過熱しにくくその性能を好適に維持しやすくなる。このような観点から、第一温度Ｔ１は、発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリの性能発揮のために適した温度域の上限値付近の値以下に設定されていると好適である。例えば、前記温度域の上限値は４０℃付近であり、第一温度Ｔ１は、例えば２５℃～３５℃の範囲内の値に設定される。

【0025】

制御部７０は、蓄熱体１０が十分に吸熱すると、或いは、蓄熱体１０の温度が第一温度Ｔ１未満となると、開口部２３を閉塞状態に維持したまま、共用伝熱部５０を非伝熱状態とする（図５を参照）。制御部７０は、スライド機構６１を駆動して共用伝熱部５０を蓄熱体１０から離間した状態とすることで、共用伝熱部５０を非伝熱状態とする。これにより、所定量の熱を蓄熱している蓄熱体１０が、熱的に他から隔離された状態で、断熱ケース２０内に保持される。

【0026】

制御部７０は、断熱ケース２０の周囲の外気温が第二温度Ｔ２以下であってかつ加熱対象体Ｂに関する規定の開始条件を満足する場合に、開口部２３を開放状態にするとともに第二伝熱部５２を伝熱状態とする（図４を参照）。ここで、上記のとおり、発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリには、性能発揮のために適した温度域が存在する。この温度域の下限値を第三温度Ｔ３とすると、発熱体兼加熱対象体Ｄの温度が第三温度Ｔ３以下であることが、上記開始条件の１つとされている。第三温度Ｔ３は、例えば１０℃～２０℃に設定される。なお、第二温度Ｔ２は、第三温度Ｔ３よりも低い設定であることが好ましく、例えば－１０℃～１０℃に設定される。また、本実施形態では、発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリの使用を開始する指令があったことも、上記開始条件の１つとされている。バッテリの使用を開始する指令は、例えば車両の主電源がオフからオンに切り替えられたときに出力される。

【0027】

例えば寒冷地において、外気温が極めて低いと（例えば外気温が氷点下となるような場合）、車両の停止中に発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリの温度が第三温度Ｔ３を大きく下回ってしまう場合がある。その状態で車両の主電源をオンにして、そのまま車両を走行させようとすると、バッテリの温度が適正温度域から低温側に外れていることにより、電費が悪くなる（航続距離が短くなる）。

【0028】

この点、本実施形態では、制御部７０は、断熱ケース２０の周囲の外気温が第二温度Ｔ２以下であり、かつ、発熱体兼加熱対象体Ｄの温度が第三温度Ｔ３以下であり、かつ、発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリの使用を開始する指令があった場合に、開口部２３を開放状態にするとともに共用伝熱部５０を伝熱状態とする。また、制御部７０は、送風装置４０を回転駆動する。これにより、開口部２３を通って、断熱ケース２０内に第二温度Ｔ２以下の冷気が導入される。そして、流入した冷気によって蓄熱体１０（相転移材料１２）も第二温度Ｔ２以下となると、相転移材料１２の結晶構造が高温相から低温相に変化し、その際、それまで蓄えていた熱を放熱する。その熱は共用伝熱部５０を介して発熱体兼加熱対象体Ｄに伝わり、当該発熱体兼加熱対象体Ｄを加熱する。これにより、例えば、極低温での車両の起動時に、発熱体兼加熱対象体Ｄであるバッテリを早期に温めることができ、電費を向上させる（航続距離を長くする）ことができる。

【0029】

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０との間の、共用伝熱部５０の伝熱状態と非伝熱状態とを切り替えるための切替機構６０として、スライド機構６１を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば図７に示すように、切替機構６０として昇降機構６２を備えても良い。昇降機構６２は、蓄熱体１０を共用伝熱部５０の長手方向に沿って昇降させる。そして、蓄熱体１０と共用伝熱部５０とが接触した状態で、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０とが伝熱状態となり、蓄熱体１０と共用伝熱部５０とが離間した状態で、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０とが非伝熱状態となる。なお、この場合、共用伝熱部５０は断熱ケース２０を貫通する状態で当該断熱ケース２０に固定される。

【0030】

（２）上記の実施形態では、発熱体兼加熱対象体Ｄと蓄熱体１０との間の、共用伝熱部５０の伝熱状態と非伝熱状態とを切り替えるため、共用伝熱部５０とは別に切替機構６０を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、切替機構６０を備えずに、共用伝熱部５０（第一伝熱部、第二伝熱部）そのものに、伝熱性を切り替えるためのメカニズムが備わっていても良い。かかるメカニズムは、例えばフォノンマテリアルを利用した熱伝導方向の切り替え等によって実現することができる。

【0031】

（３）上記の実施形態では、断熱ケース２０の開口部２３に送風装置４０が設けられている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば送風装置４０が、断熱ケース２０の開口部２３に隣接する位置に設けられても良い。或いは、送風装置４０が設けられなくても良い。

【0032】

（４）上記の実施形態では、発熱体兼加熱対象体Ｄが発熱体Ｈでありかつ加熱対象体Ｂでもあり、それに伴い、「第一伝熱部」と「第二伝熱部」とを共用（兼用）する共用伝熱部５０が用いられている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば図８に示すように、発熱体Ｈと加熱対象体Ｂとが別部材であるとともに、第一伝熱部５１と第二伝熱部５２とが互いに独立に設けられても良い。この場合、第一伝熱部５１は、発熱体Ｈと蓄熱体１０とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在に設けられ、第二伝熱部５２は、加熱対象体Ｂと蓄熱体１０とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在に設けられる。また、発熱体Ｈの温度を検出する第一センサ８１に加え、加熱対象体Ｂの温度を検出する第三センサ８３が設けられる。このような構成では、制御部７０は、第二伝熱部５２を伝熱状態とする場合に、第一伝熱部５１を非伝熱状態とすることが好ましい。また、制御部７０は、第一伝熱部５１を伝熱状態とする場合に、第二伝熱部５２を非伝熱状態とすることが好ましい。なお、発熱体Ｈと加熱対象体Ｂとが異なる場合の一例としては、発熱体Ｈが回転電機であり、加熱対象体Ｂがバッテリ（高圧バッテリ）である場合が例示される。

【0033】

（５）上記の実施形態では、電気自動車で用いられる蓄熱放熱システム１を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、蓄熱放熱システム１は、例えばガソリン自動車で用いられても良い。このような場合には、例えばエンジンの熱を吸熱して蓄熱し、その蓄熱した熱を次回の起動時における暖機のために利用しても良い。或いは、蓄熱放熱システム１は、例えば住宅や車両等に設置される空調設備で用いられても良い。

【0034】

（６）上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【0035】

〔実施形態の概要〕
以上をまとめると、本開示に係る蓄熱放熱システムは、好適には、以下の各構成を備える。

【0036】

蓄熱放熱システム（１）であって、
双安定性を有する相転移材料（１２）であって、結晶構造が第一相のときに第一温度（Ｔ１）以上に加熱されると吸熱して第二相に相転移し、結晶構造が第二相のときに前記第一温度（Ｔ１）よりも低い第二温度（Ｔ２）以下となると前記第一相に相転移して放熱する相転移材料（１２）、を備える蓄熱体（１０）と、
開口部（２３）を備えているとともに内部に前記蓄熱体（１０）が収容された断熱ケース（２０）と、
前記開口部（２３）に設けられて当該開口部（２３）を開閉自在な開閉装置（３０）と、
発熱体（Ｈ）と前記蓄熱体（１０）とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在な第一伝熱部（５１）と、
加熱対象体（Ｂ）と前記蓄熱体（１０）とを熱伝導可能に接続するとともに伝熱状態と非伝熱状態とに切替自在な第二伝熱部（５２）と、
前記発熱体（Ｈ）の温度が前記第一温度（Ｔ１）以上の場合に前記開口部（２３）を閉塞状態にするとともに前記第一伝熱部（５１）を伝熱状態とし、前記断熱ケース（２０）の周囲の外気温が前記第二温度（Ｔ２）以下であってかつ前記加熱対象体（Ｂ）に関する規定の開始条件を満足する場合に前記開口部（２３）を開放状態にするとともに前記第二伝熱部（５２）を伝熱状態とする制御部（７０）と、
を備える。

【0037】

この構成によれば、蓄熱体（１０）に備えられる相転移材料（１２）が、温度に基づいて吸熱する状態と放熱する状態とに切り替わるので、例えば大きな圧力を印加する等の必要がない。このため、周辺部材の強度を高めたり耐久性を向上させたりする必要がなく、また、トリガーのために多くのエネルギーを消費することも抑制できる。従って、比較的簡素な構成でエネルギー効率良く蓄熱及び放熱を行うことができる。また、この構成では、発熱体（Ｈ）の温度が第一温度（Ｔ１）以上の場合に開口部（２３）を閉塞状態にするとともに第一伝熱部（５１）を伝熱状態とすることで、発熱体（Ｈ）の熱を蓄熱体（１０）に伝え、相転移材料（１２）を第二相に相転移させて蓄熱することができる。一方、外気温が第二温度（Ｔ２）以下でありかつ開始条件を満足する場合に開口部（２３）を開放状態にするとともに第二伝熱部（５２）を伝熱状態とすることで、開口部（２３）から断熱ケース（２０）内に流入してくる外気で蓄熱体（１０）を第二温度（Ｔ２）以下に冷却し、相転移材料（１２）を第一相に相転移させて放熱することができる。そして、放熱により生じた熱を加熱対象体（Ｂ）に伝え、加熱対象体（Ｂ）を加熱することができる。このように、比較的簡素な構成でエネルギー効率良く、発熱体（Ｈ）から吸熱して蓄熱し、その蓄えた熱を必要に応じて放熱して加熱対象体（Ｂ）を加熱することができる。

【0038】

一態様として、
前記開始条件は、前記加熱対象体（Ｂ）の温度が当該加熱対象体（Ｂ）の性能発揮のために適した温度域の下限値である第三温度（Ｔ３）以下であり、かつ、前記加熱対象体（Ｂ）の使用を開始する指令があったことであることが好ましい。

【0039】

この構成によれば、加熱対象体（Ｂ）の使用を開始するタイミングで、加熱対象体（Ｂ）がその性能を発揮するのに適さないような低温である場合に、蓄熱体（１０）から放熱させた熱で加熱対象体（Ｂ）を加熱し、性能発揮のために適した温度状態とすることができる。

【0040】

一態様として、
前記開口部（２３）又はそれに隣接する位置に設けられて前記開口部（２３）の開放時に前記断熱ケース（２０）の内部に外気を導入する送風装置（４０）をさらに備えることが好ましい。

【0041】

この構成によれば、第二温度（Ｔ２）以下の外気を効率良く開口部（２３）から断熱ケース（２０）内に流入させることができる。また、その冷気を自然対流に頼るのではなく強制対流によって蓄熱体（１０）側に送り込むことができるので、効率良く蓄熱体（１０）の温度を低下させることができる。よって、必要に応じて、蓄熱体（１０）から迅速に放熱させることができる。

【0042】

一態様として、
前記発熱体（Ｈ）の温度を検出する第一センサ（８１）と、
前記断熱ケース（２０）の周囲の外気温を検出する第二センサ（８２）と、
をさらに備えることが好ましい。

【0043】

この構成によれば、各センサでの検出結果に基づいて、開口部（２３）を閉塞状態にするとともに第一伝熱部（５１）を伝熱状態とするタイミングや、開口部（２３）を開放状態にするとともに第二伝熱部（５２）を伝熱状態とするタイミングを、適切に判定することができる。

【0044】

一態様として、
前記加熱対象体（Ｂ）の温度を検出する第三センサ（８３）をさらに備えることが好ましい。

【0045】

この構成によれば、開始条件の中に加熱対象体（Ｂ）の温度に関する条件（すなわち、第三温度（Ｔ３）以下であること）がある場合に、その条件を満たすか否かを適切に判定することができる。

【0046】

一態様として、
前記発熱体（Ｈ）と前記加熱対象体（Ｂ）とが同一部材（Ｄ）であり、
前記第一伝熱部（５１）と前記第二伝熱部（５２）とが共用されていることが好ましい。

【0047】

この構成によれば、加熱対象体（Ｂ）自身が発熱しているときに吸熱して蓄熱し、その蓄えた熱を、時期を異ならせて、必要なときに放熱して加熱対象体（Ｂ）を加熱することができる。また、第一伝熱部（５１）と第二伝熱部（５２）とが共用されているので、システム構成を簡素化することができる。

【0048】

一態様として、
電力供給源としてのバッテリを備えた移動体又は設備で使用され、前記バッテリが前記発熱体（Ｈ）でありかつ前記加熱対象体（Ｂ）であることが好ましい。

【0049】

バッテリは、その性能を発揮するために適した温度域が存在し、使用中の温度が高過ぎても低過ぎても好ましくない。この点、本構成のように移動体又は設備に備えられる電力供給源としてのバッテリを発熱体（Ｈ）兼加熱対象体（Ｂ）とすることで、バッテリの温度が上昇した際に吸熱してその温度上昇を抑えつつ蓄熱し、その後、例えば低温での起動時に放熱してバッテリを予備加熱することができる。よって、自身が発生する熱を時間差で利用して、長期間に亘りバッテリを適正温度域で使用することができる。

【0050】

一態様として、
前記発熱体（Ｈ）と前記加熱対象体（Ｂ）とが別部材であるとともに、前記第一伝熱部（５１）と前記第二伝熱部（５２）とが互いに独立に設けられ、
前記制御部（７０）は、前記第二伝熱部（５２）を伝熱状態とする場合に、前記第一伝熱部（５１）を非伝熱状態とすることが好ましい。

【0051】

この構成によれば、蓄熱体（１０）が放熱した熱を用いた加熱対象体（Ｂ）の加熱時に、その熱が第一伝熱部（５１）を介して発熱体（Ｈ）に伝わるのを抑制することができ、加熱対象体（Ｂ）を効率良く加熱することができる。

【0052】

本開示に係る蓄熱放熱システムは、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができれば良い。

【符号の説明】

【0053】

１ 蓄熱放熱システム
１０ 蓄熱体
１２ 相転移材料
２０ 断熱ケース
２３ 開口部
３０ 開閉装置
４０ 送風装置
５０ 共用伝熱部（第一伝熱部、第二伝熱部）
５１ 第一伝熱部
５２ 第二伝熱部
８１ 第一センサ
８２ 第二センサ
８３ 第三センサ
Ｄ 発熱体兼加熱対象体（発熱体、加熱対象体）
Ｈ 発熱体
Ｂ 加熱対象体
Ｔ１ 第一温度
Ｔ２ 第二温度
Ｔ３ 第三温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】