JP2001037009A - 車両のバッテリー温調装置 - Google Patents

車両のバッテリー温調装置

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JP2001037009A
JP2001037009A JP2000171273A JP2000171273A JP2001037009A JP 2001037009 A JP2001037009 A JP 2001037009A JP 2000171273 A JP2000171273 A JP 2000171273A JP 2000171273 A JP2000171273 A JP 2000171273A JP 2001037009 A JP2001037009 A JP 2001037009A
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JP
Japan
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temperature
coolant
battery
vehicle
engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000171273A
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English (en)
Inventor
Kenji Matsuda
憲兒 松田
Toyotaka Hirao
豊隆 平尾
Hiroshi Mizutani
寛 水谷
Gregory A Major
グレゴリー・エー・メイジャー
June Bian
ジューン・バイアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Motors Liquidation Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの排熱を利用して高温形バッテリー
の温度制御を行うことにより、車両の小型化および省エ
ネルギー化を図れる上に、高温形バッテリーを最高効率
温度に高精度に制御できる車両のバッテリー温調装置を
提供する。 【解決手段】 このバッテリー温調装置は、車両のエン
ジン３より排熱を除去する熱交換器１１と、この熱交換
器１１の熱を車両の高温形バッテリー５に搬送するため
のクーラントの循環通路である加熱ループＫと、高温形
バッテリー５を冷却するためのラジエータ９と、高温形
バッテリー５の熱を前記ラジエータ９に搬送するための
クーラントの循環通路で、加熱ループＫに共通通路Ｃを
持つように並列に接続された冷却ループＲと、前記加熱
ループＫおよび前記冷却ループＲにそれぞれ設けられた
第１の流量制御弁６０および第２の流量制御弁６１と、
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のバッテリー
の温度を調節するためのバッテリー温調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気環境への改善要求、地球環境
問題に伴い、低公害車、代替エネルギ車に対する導入ニ
ーズが高まりを見せている。代替エネルギ車の有力候補
として、駆動源として電動モータとエンジンとを併用す
るハイブリッド車が挙げられる。ハイブリッド車は高速
運転時にはエンジンで駆動し、低速運転時にはバッテリ
ーを電源とする駆動用モータによって駆動する。バッテ
リーはエンジン駆動時に発電用モータを駆動して蓄電さ
れる。
【０００３】ハイブリッド車のバッテリーとしては、鉛
蓄電池、アルカリ蓄電池、金属−空気蓄電池および高温
形電池等があるが、これらの中でも高温形電池は高温域
（例えば８０〜９０℃）にて安定して運転することによ
り、高効率の運転となり、車両の燃費が向上する。すな
わち、ハイブリッド車の高温形バッテリーは、大気温度
以上の最高効率温度（効率に与える温度の影響が従来の
鉛蓄電池より大きい）を有するので、発電および蓄電の
効率上や、車両の燃費上、８５℃程度に保温しておくこ
とが望ましい。なお、高温形電池の一例としては、正極
に銅、ニッケル、銀などのハロゲン化物、負極に金属リ
チウム（その他カルシウム、マグネシウムなどの活性金
属でも可）を用い、電解質としてプロピレンカーボネイ
トなどの有機物を使用したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高温形バッ
テリーを保温するための熱源を車両に搭載する必要があ
るために、車両のコスト増加や電力コスト増加につなが
るばかりか、前記搭載スペースのために車両が大型化す
るという問題点がある。また、熱源のみで冷却手段を備
えていないので、高温形バッテリーの温度を最高効率温
度に高精度に制御できず、発電および蓄電の効率や車両
の燃費の改善の余地が残されている。
【０００５】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、エンジンの排熱を利用して
高温形バッテリーを暖機することにより、車両の小型化
および省エネルギー化を図れる車両のバッテリー温調装
置を提供することを目的としている。さらに、本発明の
他の目的は、高温形バッテリーの温度を最高効率温度に
高精度に制御できる車両のバッテリー温調装置を提供す
ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の車両のバッテリー温調装置は、車両のエンジ
ンより排熱を除去する熱交換器と、この熱交換器の熱を
車両の高温形バッテリーに搬送するためのクーラントの
循環通路である加熱ループを備えていることを特徴とす
るものである。この発明では、エンジンの排熱を利用し
て高温形バッテリーの保温を行うので、新たな熱源を車
両搭載する必要がない。したがって、車両の小型化およ
び省エネルギー化を図れる。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、前記高温形
バッテリーを冷却するためのラジエータと、前記高温形
バッテリーの熱を前記ラジエータに搬送するためのクー
ラントの循環通路であり、かつ前記加熱ループと共通通
路を持つように前記加熱ループに並列に接続された冷却
ループと、前記加熱ループおよび前記冷却ループの流量
制御手段と、を備えていることを特徴とするものであ
る。この発明では、先ず、車両の暖機時には加熱ループ
および冷却ループをそれぞれ開状態および閉状態とし、
熱交換器でエンジンの排熱を受けた高温のクーラント
は、加熱ループを循環して高温形バッテリーを加熱し、
迅速に高温域の暖機状態とする。この後、高温形バッテ
リーの温度が最高効率点温度よりも高くなった場合、冷
却ループを徐々に開くように調整し、ラジエータで熱を
受け渡した低温のクーラントは、冷却ループを循環して
加熱ループと合流して高温クーラントと混合し、一定温
度のクーラントが高温形バッテリーに流入させる。これ
により、高温形バッテリーを最高効率点で運転させるこ
とができる。
【０００８】ここで、請求項３のように、前記流量制御
手段としては、前記加熱ループおよび前記冷却ループに
それぞれ設けられた流量制御弁を挙げることができる。
また、前記加熱ループおよび前記冷却ループに流量制御
弁をそれぞれ設ける代わりに、前記加熱ループおよび前
記冷却ループの接続部に三方弁を設けることにより、１
つの三方弁を操作して上述の温調制御を行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係わる車両のバッ
テリー温調装置の一実施形態について、ハイブリッド車
を例に挙げて説明する。先ず、図１に示すように、１は
ハイブリッド車であり、車体前部に前輪駆動用モータ２
ａを内蔵したドライブユニット（被冷却装置）２を備
え、車体後部に後輪を駆動するための車両用エンジン３
（本例ではターボエンジンであるが、これに限定されな
い）を備えている。このハイブリッド車１は低速運転時
は駆動用モータ２ａを駆動源として走行し、一定速度以
上においては駆動源をエンジン３に切り替えて走行す
る。また、モータ２ａを車体前部に設けたため、搭載ス
ペース上の理由および空気抵抗を考慮し、エンジン３を
車体後部に設けている。なお、エンジン３と駆動用モー
タ２ａが同時に駆動源として起動する場合もある。
【００１０】符号５はモータ２ａの電源となるバッテリ
ー（被冷却装置）であり、６はエンジン３の駆動力を電
力に変換してバッテリー５に蓄積するモータ・ジェネレ
ータ・ユニット（被冷却装置）である。モータ・ジェネ
レータ・ユニット６には発電用モータ（不図示）が搭載
されており、該発電用モータにエンジン３の駆動力が伝
達されることによって発電が行われる。モータ・ジェネ
レータ・ユニット６はまた、電力によって発電用モータ
を駆動させることにより、バッテリー５に蓄積された電
力を駆動力に変換する機能も有する。なお、本例のバッ
テリー５は、高温域（例えば８０〜９０℃）にて安定し
て高効率で運転する、液温式の高温形電池であり、高温
形電池の一例としては、正極に銅、ニッケル、銀などの
ハロゲン化物、負極に金属リチウム（その他カルシウ
ム、マグネシウムなどの活性金属でも可）を用い、電解
質としてプロピレンカーボネイトなどの有機物を使用し
たものである。
【００１１】符号５０はＩ／Ｃ（インタークーラ）・Ｅ
ＧＲシステム（被冷却装置）であり、このシステム５０
は排ガス循環装置５０ａ（ＥＧＲ：Exoust Gas Recir
culation）とインタークーラー５０ｂ（中間冷却器）と
を備えている。すなわち、前記エンジン３には、排ガス
の一部を再びエンジン３に導入して排ガス中のＮＯXを
低減するための排ガス循環装置５０ａ（ＥＧＲ）が設け
られ、さらに、ターボチャージャー（不図示）とインテ
ークマニホールド（不図示）との間に吸気温度を下げる
ためのインタークーラー５０ｂが設けられている。ＥＧ
Ｒ５０ａおよびインタークーラー５０ｂはそれぞれ液冷
却方式のものである。
【００１２】図１に示すように、８はエンジン３冷却用
の第１のラジエータであり、９は第１のラジエータ８と
併設された第２のラジエータである。第２のラジエータ
９は、高温形バッテリー５、駆動用モータ２ａ、モータ
・ジェネレータ・ユニット６、さらにはＩ／Ｃ・ＥＧＲ
システム５０を冷却するためのものである。これら第１
のラジエータ８、第２のラジエータ９はラジエータ冷却
用ファン１０によって周囲の空気に放熱されるようにな
っている。さらに、エンジン３の熱を高温形バッテリー
５に与えるバッテリ熱交換器（クーラント加熱手段）１
１が設けられている。
【００１３】次に、このハイブリッド車１に搭載される
車両用空気調和装置（以下、エアコンという）について
説明する。図１において、符号１２は冷媒を圧縮するコ
ンプレッサユニット、１３は熱交換機、１４は熱交換器
１３に送風するファン、１５はＨＰＶＭ（Heat Pump Ve
ntilating Module）と呼ばれるモジュールである。熱交
換器１３は外気との熱交換を容易にするために車体右側
面に設けられ、ファン１４によって強制的に外気と熱交
換される。ＨＰＶＭ１５は車体後部の中央に設けられ、
ＨＰＶＭ１５前面には車体下部中央に沿って車体前方に
延びるダクト１６が接続されている。ダクト１６は筒状
に形成されているとともに、ダクト１６の中央部および
前端部にそれぞれ吹出部１７、１８が設けられている。
【００１４】前記ＨＰＶＭ１５について詳細に説明す
る。図２に示したものはＨＰＶＭ１５の斜視図、図３に
示したものは、前記エアコンのブロック図である。図２
において、ＨＰＶＭ１５は、ケーシング１５ａ、内気取
入口２１、外気取入口２２、排気口２３、前記ダクト１
６と連結される連結部２４とを備えている。内気取入口
２１は車室内と連通し、外気取入口２２および排気口２
３は車室外と連通している。
【００１５】また、図３に示すように、ＨＰＶＭ１５に
は、車室内の空気（内気）または車室外の空気（外気）
のいずれか一方から空気を取り入れるかを決定する内外
気切換ダンパ３０、内外気切換ダンパ３０を介して空気
を導入するファン３１、導入された空気と冷媒とが熱交
換される熱交換器３３、熱交換された空気の一部を分岐
するエアミックスダンパ３４、分岐した空気を加熱する
ヒータコア３５とを備えている。内外気切換ダンパ３０
を開閉操作することにより、内気を内気取入口２１（図
２参照）より吸引してダクト１６に送る内気循環運転
と、外気を外気取入口２２（図２参照）より導入してダ
クト１６に送るとともに、内気を排気口２３（図２参
照）より排出する外気導入運転とのうち、いずれか一方
を選択して運転することが可能である。ヒータコア３５
は、後述するようにエンジン３から高温のクーラントの
供給を受け、送風されてきた導入空気を加熱する熱交換
気であり、エアコンの暖房運転時（ヒートポンプ運転）
に補助的に用いられるものである。エアミックスダンパ
３４は、その開度に応じてヒータコア３５に分岐させる
導入空気量を調整する。導入空気はその後ダクト１６の
吹出部１７、１８から車室内に吹き出されるようになっ
ている。
【００１６】熱交換器３３および熱交換器１３には、コ
ンプレッサユニット１２によって冷媒が供給されること
により、冷房運転または暖房運転が行われる。図４にコ
ンプレッサユニット１２を示した。図４に示すように、
コンプレッサユニット１２は、主な構成要素として圧縮
機４１、絞り抵抗４２、４方弁４３及びアキュムレータ
４４を具備し、これらの各機器間、前述の熱交換器１
３、３３が冷媒流路４５で連結されて、冷媒回路を形成
している。圧縮機４１には、エンジン３またはモータ・
ジェネレータ・ユニット６より駆動力が伝達される。圧
縮機４１は、蒸発器で放熱して気化した冷媒を圧縮し
て、高温高圧の気体冷媒として吐出して４方弁４３へ送
る機能を有している。この４方弁４３を切り替えること
により、圧縮機４１から吐出された高温高圧の気体冷媒
の流れ方向を変えることで、冷房運転・暖房運転の切り
換えを行う。また、絞り抵抗４２は、高温高圧の液冷媒
を減圧・膨張させて低温低圧の液冷媒にする機能を有し
ており、キャピラリチューブや膨張弁などが使用され
る。なお、アキュムレータ４４は、蒸発器で蒸発を完了
しきれなかった液状冷媒が圧縮機４１へ直接吸入される
のを防止するもので、気体冷媒に含まれる液状成分を除
去するために設けたものである。
【００１７】上記冷媒回路においては、暖房運転時に
は、低温低圧の液冷媒が熱交換器３３（冷房の時には凝
縮器として作用する）において外気から熱を奪って蒸発
気化し、低温低圧の気体冷媒となって圧縮機４１へ送ら
れ、高温高圧の気体冷媒となる。その後熱交換器１３
（冷房時には蒸発器として作用する）において放熱して
空気を加熱して凝縮して液化した後、絞り抵抗４２を経
て膨張し、低温低圧の液冷媒となって、再び熱交換器３
３に循環する。この場合、熱交換器３３はエバポレータ
として作用し熱媒体を冷却する。また、熱交換器１３は
コンデンサとして機能し熱冷媒を加熱する。冷房運転時
には、熱交換器３３に供給された高温高圧の気体冷媒
は、外気に熱を放出して凝縮液化され、絞り抵抗４２で
膨張して熱交換器１３へ送られ、蒸発気化した後圧縮機
４１に送られ、再び熱交換器３３へ循環される。この場
合、熱交換器３３はコンデンサ、熱交換器１３はエバポ
レータとして機能する。すなわち、空気調和装置に配置
した冷却装置の１つの熱交換器は、４方弁を切り替える
ことにより、蒸発器として作用して冷却能力を発揮する
し、凝縮器として作用して加熱器としても作用する。蒸
発器として作用する場合は、冷房、除湿、温度調整が可
能となり、加熱器として作用する場合は、ヒータコアに
替わる作用を奏する。したがって、エンジン冷却水温度
が低く、暖房が効かない時にも暖房能力を発揮すること
ができる。また、補助の暖房作用は当然ながら、エンジ
ンを使用せず電力で走行する場合には十分な暖房が可能
となる。
【００１８】さて、上記構成において、前述のドライブ
ユニット２、モータ・ジェネレータ・ユニット６は、安
全に駆動させるために６５℃以下であることが要求され
る。さらに、高温形バッテリー５は発電、蓄電効率上８
５±５℃であることが望ましい。この要求を満たすた
め、本ハイブリッド車１においては以下に示すようにク
ーラントの温度制御を行っている。図５に示すように、
エンジン３、高温形バッテリー５、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシス
テム５０、ドライブユニット２、モータ・ジェネレータ
・ユニット６、第１のラジエータ８、第２のラジエータ
９、および、バッテリ熱交換器１１間にクーラントが流
動される所定の流路が形成されている。エンジン３は第
１のラジエータ８により冷却され、高温形バッテリー
５、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０、ドライブユニット
２、モータ・ジェネレータ・ユニット６は第２のラジエ
ータ９により冷却される。以下、この流路について更に
詳細に説明する。
【００１９】Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０、ドライブユ
ニット２、モータ・ジェネレータ・ユニット６は、第２
のラジエータ９から供給されるクーラントによって冷却
される。先ず、第２のラジエータ９の出側から流路５１
にクーラントが供給される。クーラントは分岐点ｐ１に
おいてＩ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０側と、ドライブユニ
ット２およびモータ・ジェネレータ・ユニット６側に分
岐する。Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０側に分岐したクー
ラントは流路ｂ１に介装されたインタークーラ・クーラ
ント・ポンプ（循環量制御手段）５３を経てＩ／Ｃ・Ｅ
ＧＲシステム５０内に供給される。Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシス
テム５０内において装置系を冷却した後、流路５２を経
て再び第２のラジエータ９に循環される。このとき、イ
ンタークーラ・クーラント・ポンプ５３によってクーラ
ントに流速が与えられて流路ｂ１内を流動されるように
なっている。
【００２０】一方、ドライブユニット２およびモータ・
ジェネレータ・ユニット６側に分岐したクーラントは、
さらに分岐点ｐ２により分岐された後、その一方がトラ
クション・クーラント・ポンプ（循環量制御手段）５４
を経てさらに分岐する。その一方はドライブユニット２
側の流路ｂ２に分岐し、他方はモータ・ジェネレータ・
ユニット６側の流路ｂ３に分岐する。分岐後のクーラン
トは、上記Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０に供給されるク
ーラントと同様、各々ドライブユニット２およびモータ
・ジェネレータ・ユニット６に供給され、装置系を冷却
した後、流路５２を経て再び第２のラジエータ９に循環
される。このとき、トラクション・クーラント・ポンプ
５４によってクーラントに流速が与えられて流路ｂ２お
よびｂ３内を流動されるようになっている。
【００２１】ここで、ドライブユニット２は図１に示す
ように車体前部に設けられている。一方、モータ・ジェ
ネレータ・ユニット６および第２のラジエータ９は車体
後部に設けられている。すなわち、流路ｂ２は流路ｂ３
より長く、クーラントの流動抵抗が大きい。このため、
ドライブユニット２とモータ・ジェネレータ・ユニット
６の双方にクーラントを流動させる必要がある場合、モ
ータ・ジェネレータ・ユニット６側の流量が多くなって
しまい、均衡がとれない。この問題を解決するため、流
路ｂ３にはｂ２との流量の均衡を保つため、流量調整弁
５５が介装されている。
【００２２】上記分岐点ｐ２により分岐されたクーラン
トの他方は、バッテリ・クーラント・ポンプ（循環量制
御手段）５７が介装された流路ｂ４内を高温形バッテリ
ー５側に流動する。ここで、バッテリ・クーラント・ポ
ンプ５７手前の合流点ｐ４において、エンジン３の熱に
よって加熱された高温のクーラントと合流するが、この
クーラントについては後述する。合流後において、クー
ラントは所定温度（８５±５℃）となるように予め流量
が調整されている。その後クーラントは高温形バッテリ
ー５に供給され、高温形バッテリー５内を上記所定温度
に保ちつつ、出側流路ｂ５に吐出される。クーラントは
分岐点ｐ３において流路ｂ６およびｂ７に分岐する。流
路ｂ６はバッテリ熱交換器１１内を通過して前記合流点
ｐ４において流路ｂ４と合流し、また、流路ｂ７は、流
路５２と合流して、その後再び第２のラジエータ９に循
環されるようになっている。流路ｂ６には第１の流量調
整弁６０が、流路ｂ７には第２の流量調整弁６１が介装
されている。この流量調整弁６０，６１については後述
する。
【００２３】流路ｂ６内を流動するクーラントは、バッ
テリ熱交換器１１においてエンジン３の熱によって加熱
される。詳細には、バッテリ熱交換器１１においては、
エンジン３との間でクーラントが循環される流路ｂ１０
と、流路ｂ６とが互いに熱交換されるようになってい
る。流路ｂ６内のクーラント（約８５±５℃程度）よ
り、エンジン３によって加熱された流路ｂ１０内のクー
ラントの方が高温であるから、流路ｂ６内のクーラント
が加熱され、高温のクーラントとなって合流点ｐ４にて
流路ｂ４内の低温クーラントと合流する。このようにし
て高温クーラントと低温クーラントが合流点ｐ４におい
て合流することにより高温形バッテリー５に上記所定温
度のクーラントが供給されるのであるが、このときの高
温クーラントの量を上記流量調整弁６０、６１によって
調整することにより、高温形バッテリー５に供給される
クーラントの温度を図７に示すような最高効率温度Ｋ
（８５℃程度）に制御している。
【００２４】ここで、本実施形態の特徴部について詳述
する。図５および図６に示すように、高温形バッテリー
５、熱交換器１１および循環ポンプ５７は、流路ｂ５，
ｂ６等からなる加熱ループＫ（クーラントの循環通路）
に設けられており、この加熱ループＫに第１の流量制御
弁６０が設けられている。流路５１，５２，ｂ４，ｂ７
等により構成された冷却ループＲ（クーラントの循環通
路）の両端は、加熱ループＫと共通通路Ｃを持つ形態で
並列に接続されている。冷却ループＲには第２の流量制
御弁６１が設けられている。前記第１の流量制御弁６０
および第２の流量制御弁６１により流量制御手段が構成
されている。
【００２５】車両の暖機時には第１の流量制御弁６０お
よび第２の流量制御弁６１をそれぞれ開状態および閉状
態とし、熱交換器１１でエンジン３の排熱を受けた高温
のクーラントは、加熱ループＫを循環して高温形バッテ
リー５を加熱し、迅速に高温域の暖機状態とする。この
後、高温形バッテリー５の温度が図７で示すように最高
効率温度Ｋ（本例では８５℃程度）よりも高くなった場
合、第２の流量制御弁６１を徐々に開くように調整し、
第２のラジエータ９で熱を受け渡した低温のクーラント
は、冷却ループＲを循環して加熱ループＫと合流して高
温クーラントと混合し、一定温度のクーラントが高温形
バッテリー５に流入させる。これにより、高温形バッテ
リー５を最高効率点で運転させることができる。
【００２６】熱交換器１１は、比熱の大きい液を利用し
たプレートフィンタイプの液体熱交換器であり、従来多
く用いられている空気による加熱冷却装置より小型化が
図れる。なお、加熱ループＫおよび冷却ループＲに流量
制御弁６０，６１をそれぞれ設ける代わりに、加熱ルー
プＫおよび冷却ループＲの接続部ｐ３に三方弁（図６中
破線６０ａ参照）を設けることにより、この１つの三方
弁６０ａを操作して上述のような温調制御を行うことが
できるので、弁操作が容易となる。
【００２７】エンジン３には上記流路ｂ１０とは別に流
路ｂ１１が設けられ、第１のラジエータ８との間でクー
ラントが循環している。さらに、流路ｂ１２が設けら
れ、ヒータコア３５との間でクーラントが循環してい
る。エンジン３から吐出したクーラントは、分岐点ｐ５
にて流路ｂ１０，ｂ１１，ｂ１２に分岐し、それぞれバ
ッテリ熱交換器１１、第１のラジエータ８、ヒータコア
３５を流動した後、合流点ｐ６で合流し、再びエンジン
３に循環する。エンジン３入り側の流路にはエンジン・
クーラント・ポンプ６９が設けられ、流路ｂ１０〜ｂ１
２のクーラントを流動させている。また、流路ｂ１０、
ｂ１２にはそれぞれ流量調整弁７１、７３が設けられ、
ｂ１１にはサーモスタット７２が設けられている。
【００２８】第１のラジエータ８と、上記第２のラジエ
ータ９とは並設されているが、第１のラジエータ８を流
過するクーラントの方が高温であるため、第２のラジエ
ータ９を通過した空気が第１のラジエータ８を通過する
ように、第１のラジエータ８の下流側にプル式のラジエ
ータ冷却用ファン１０を配置している。
【００２９】次に、上記エアコンの動作について説明す
る。前記のように、ハイブリッド車１は、低速運転時は
駆動用モータ２ａを駆動源として走行し、一定速度以上
においては駆動源をエンジン３に切り替えて走行する。
そのため、エアコンの駆動源も従来の車両用エアコンと
は異なる。先ず、ハイブリッド車１がエンジン３によっ
て走行している場合、暖房または冷房運転の際にコンプ
レッサーユニット１２はエンジン３によって駆動力を与
えられ、熱交換器１３、３３との間で冷媒を循環させ
る。エンジン３はまた、モータ・ジェネレータ・ユニッ
ト６に駆動力を伝達し、モータ・ジェネレータ・ユニッ
ト６は不図示のモータによって発電を行い、高温形バッ
テリー５に電力を蓄積する。
【００３０】ＨＰＶＭ１５においては、ファン３１が内
外気切換ダンパ３０を介して内気または外気を導入し、
熱交換器３３に送風する。導入空気は熱交換器３３内に
おいて冷媒と熱交換されることにより、加熱（暖房運転
時）または冷却（冷房運転時）される。加熱後の空気
は、エアミックスダンパ３４によってダクト１６または
ヒータコア３５に送風され、ヒータコア３５に送られた
導入空気はエンジン３の排熱によってさらに加熱された
後ダクト１６に送られる。
【００３１】一方、モータ２ａ駆動時であり、かつエン
ジン３停止時には以下のように動作する。すなわち、モ
ータ・ジェネレータ・ユニット６が高温形バッテリー５
に蓄積された電力を用いて内蔵する発電用モータを駆動
する。この駆動力がコンプレッサーユニット１２に伝達
されることにより、熱交換器１３、３３との間で冷媒を
循環させる。その他の動作は上記エンジン３駆動時と同
様である。
【００３２】次に、クーラントの循環について説明す
る。図６に示すように、第２のラジエータ９から吐出さ
れたクーラントは、流路５１を経て分岐点ｐ１およびｐ
２により分岐され、各装置に分配される。すなわち、バ
ッテリ・クーラント・ポンプ５７により高温形バッテリ
ー５に循環されるクーラント量が決定され、インターク
ーラ・クーラント・ポンプ５３によってＩ／Ｃ・ＥＧＲ
システム５０に循環されるクーラント量が決定され、ト
ラクション・クーラント・ポンプ５４によってドライブ
ユニット２及びモータ・ジェネレータ・ユニット６に循
環されるクーラント量が決定される。
【００３３】次に、クーラントの循環について、エンジ
ン３駆動時とモータ２ａ駆動時に分けて説明する。エン
ジン３により走行するときには、従来のエンジン車同
様、エンジン・クーラント・ポンプ６９により第１のラ
ジエータ８との間でクーラントが循環され、エンジン３
を冷却する。また、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシステム５０にもイ
ンタークーラ・クーラント・ポンプ５３によってクーラ
ントが循環される。モータ・ジェネレータ・ユニット６
は内蔵される発電用モータが駆動する際にクーラントが
循環される。すなわち、エンジン３の駆動力を用いて蓄
電する場合、および、エンジン３停止時にエアコンを起
動させる場合に、トラクション・クーラント・ポンプ５
４によってモータ・ジェネレータ・ユニット６にクーラ
ントが循環、冷却される。一方、モータ２ａによって走
行するときには、トラクション・クーラント・ポンプ５
４によりドライブユニット２にクーラントが循環され、
ドライブユニット２が冷却される。
【００３４】ここで、エンジン３停止時にはＩ／Ｃ・Ｅ
ＧＲシステム５０を冷却する必要はない。したがって、
インタークーラ・クーラント・ポンプ５３を起動させて
おく必要はないが、このポンプを完全に停止すると他の
ポンプの駆動によってクーラントが逆流する場合があ
る。例えば、インタークーラ・クーラント・ポンプ５３
が停止状態にあり、かつトラクション・クーラント・ポ
ンプ５４が起動状態にある場合、ドライブユニット２ま
たはモータ・ジェネレータ・ユニット６から吐出したク
ーラントが第２のラジエータ９へ流動せず、Ｉ／Ｃ・Ｅ
ＧＲシステム５０へ流入し、インタークーラ・クーラン
ト・ポンプ５３を逆流する。そして、分岐点ｐ１を経て
再びトラクション・クーラント・ポンプ５４へ循環する
という経路をたどる場合がある。
【００３５】これを防止するため、Ｉ／Ｃ・ＥＧＲシス
テム５０を冷却する必要がなくとも、上記逆流が発生し
ない程度にインタークーラ・クーラント・ポンプ５３を
起動させておく。すなわち、エンジンが停止しても、電
動ポンプは停止せず、一定期間運転を継続させる。これ
により、停止直後、従来高温であったインタークーラお
よびＥＧＲはこの運転により急激に温度が低下し、高温
とはならず、耐久性が向上する。同様に、ドライブユニ
ット２およびモータ・ジェネレータ・ユニット６を冷却
する必要がない場合であっても、クーラントの逆流が発
生しない程度にトラクション・クーラント・ポンプ５４
を起動させておく。
【００３６】また、エンジン３駆動時またはモータ２ａ
駆動時に関係なく、高温形バッテリー５は常に所定温度
に保たれる。高温形バッテリー５の温度変化に応じてバ
ッテリ・クーラント・ポンプ５７が起動し、流量調整弁
６０、６１によって流量調整された高温クーラントと低
温クーラントとが合流点ｐ４にて混合されることによ
り、高温形バッテリー５に循環するクーラントが常に所
定温度に維持される。
【００３７】なお、上記実施形態においては、ハイブリ
ッド車を例に挙げたが、これに限らず、一般的な車両で
もよい。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、車両の高温形バッテリーの高温度域（例
えば８０〜９０℃）への暖機の熱源として、エンジン排
熱により加熱された高温度のクーラント温水を利用する
ことにより、高温形バッテリーの温度制御を、特別な加
熱器や動力源を設けることなく行うことができる。ま
た、加熱ループと冷却ループによりクーラントの温度を
制御することにより、高温形バッテリーを最高効率温度
に高精度に制御することができる。したがって、車両の
小型化と省エネルギー化を達成できる。さらに、熱交換
器として、比熱の大きい液を利用したプレート式の液体
熱交換器を用いることにより、従来多く用いられている
空気による加熱冷却装置と比較して小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるハイブリッド車の配置図であ
る。
【図２】 同ハイブリッド車に搭載されるＨＰＶＭの斜
視図である。
【図３】 同ハイブリッド車のブロック図である。
【図４】 同ハイブリッド車に搭載されるエアコンの冷
媒流路を示す図である。
【図５】 同ハイブリッド車のクーラントの流れを示す
図である。
【図６】 本発明の車両のバッテリー温調装置の一実施
形態の構成図である。
【図７】 高温形バッテリーの温度と効率との関係を示
すグラフである。
【符号の説明】
１ ハイブリッド車 ３ エンジン ５ 高温形バッテリー ８ 第１のラジエータ ９ 第２のラジエータ １１ バッテリ熱交換器 Ｋ 加熱ループ Ｒ 冷却ループ ５７ 循環ポンプ ６０ 第１の流量制御弁 ６１ 第２の流量制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） (72)発明者 松田 憲兒 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 平尾 豊隆 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 水谷 寛 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番 地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 グレゴリー・エー・メイジャー アメリカ合衆国・48025・ミシガン・ビバ リー・ヒルズ・シェルトン・ドライヴ・ 1923 (72)発明者 ジューン・バイアン アメリカ合衆国・48375・ミシガン・ノー ビ・カスケード・ドライブ・22220

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のエンジンより排熱を除去する熱交
    換器と、この熱交換器の熱を車両の高温形バッテリーに
    搬送するためのクーラントの循環通路である加熱ループ
    を備えていることを特徴とする、車両のバッテリー温調
    装置。
  2. 【請求項２】 前記高温形バッテリーを冷却するための
    ラジエータと、前記高温形バッテリーの熱を前記ラジエ
    ータに搬送するためのクーラントの循環通路であり、か
    つ前記加熱ループと共通通路を持つように前記加熱ルー
    プに並列に接続された冷却ループと、前記加熱ループお
    よび前記冷却ループの流量制御手段と、を備えている請
    求項１記載の車両のバッテリー温調装置。
  3. 【請求項３】 前記流量制御手段は、前記加熱ループお
    よび前記冷却ループにそれぞれ設けられた流量制御弁で
    ある請求項２記載の車両のバッテリー温調装置。
  4. 【請求項４】 前記流量制御手段は、前記加熱ループお
    よび前記冷却ループの接続部に設けられた三方弁である
    請求項２記載の車両のバッテリー温調装置。
  5. 【請求項５】 前記熱交換器は、プレート式の液体熱交
    換器である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載
    の車両のバッテリー温調装置。
JP2000171273A 1999-06-07 2000-06-07 車両のバッテリー温調装置 Withdrawn JP2001037009A (ja)

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