JP2013212829A - 温調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温調対象の加熱及び冷却の両方が実施でき、かつ必要とする冷却能力が小さい場合に省電力、低騒音の運転を実現できる温調装置を提供する。
【解決手段】温調装置１は、組電池８と、組電池８に温調空気を送風するブロワ２と、温調空気の空気経路を運転モードに応じて変更するドア３〜６と、加熱モードで温調対象への送風空気を加熱する放熱器１１と、冷却モードで温調対象への送風空気を冷却する蒸発器１３と、放熱器１１へ冷媒を吐出する圧縮機１０と、を備える。蒸発器１３は、放熱器１１よりも低い位置に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の温調対象に対して空気を送風することによって温度調節する温調装置に関する。

従来、温度調整を必要とする温調対象として、電気自動車、ハイブリッド自動車等の走行用の電力を蓄電する二次電池、使用中に発熱する電気機器、車室内の空調等がある。これらの温調対象は、その機能を発揮するために適切な温度範囲、快適性を維持するための適切な温度範囲があり、必要に応じて適切な温度範囲に温調できる温調装置が必要である。

このような温調装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。特許文献１の温調装置は、車両のバッテリが配置される空気通路に、空調装置の冷凍サイクルから供給される冷媒によって冷却される蒸発器を配し、送風機によって空気通路の空気を循環させることにより、バッテリを冷却する。この蒸発器は、バッテリ冷却用の熱交換器であり、空調用の蒸発器とともに空調用の冷凍サイクルに設けられる。空調用の蒸発器のみを稼働させたい場合や、バッテリ冷却用の蒸発器も稼働させたい場合には、空調用の冷凍サイクルに設けられた複数の開閉弁の開閉状態を制御することにより、冷凍サイクル中の冷媒流れを制御して、空調用の蒸発器のみを稼働させたい場合や、バッテリ冷却用の蒸発器も稼働させたい場合に対応することができる。

特許文献２には、ヒートパイプを利用した温調装置が記載されている。特許文献２の温調装置は、電池を収容したケースの側部に近接して設けられ内部で冷媒を流して吸熱を行うヒートパイプ吸熱部と、車室外に設けられ内部で冷媒を流して放熱を行うヒートパイプ放熱部と、ヒートパイプ吸熱部とヒートパイプ放熱部を冷媒が循環自在なように接続する接続部を備える。ヒートパイプ吸熱部、ヒートパイプ放熱部、及び接続部は、冷媒の凝縮、蒸発により冷媒が循環するヒートパイプを構成する。

特許文献３には、車室内の加熱と冷却の両方を実施可能な空調用冷凍サイクルを備えた温調装置が記載されている。特許文献３の温調装置は、複数のダンパを開閉位置を制御することにより空気流れを切り替え、暖房時には高圧側熱交換器で加熱された空気を車室内に取り込み、冷房時には低圧側熱交換器で冷却された空気を車室内に取り込むことができる。

特開２００２−３１３４４１号公報 特開２００８−６２８７５号公報 特開平１０−２４４８２７号公報

上記特許文献１の技術では、バッテリを冷却する蒸発器を備えているが、バッテリを加熱する機器は備えていない。したがって、バッテリを加熱することができず、バッテリの加熱及び冷却の両方を実施するには、別途、加熱機器が必要になる。

上記特許文献２の技術は、ヒートパイプ方式による吸熱作用によって電池を冷却する。このため、駐車中、市街地走行中等、電池の発熱量が小さく、必要な電池冷却能力が数百ワット以下の場合には冷却可能であるが、高速走行中、登坂走行中等、電池の発熱量が大きく、必要な電池冷却能力が数キロワット程度になる場合には十分に冷却することができない。また、特許文献２の技術は、バッテリを冷却することしかできず、バッテリの加熱及び冷却の両方を実施するには、別途、加熱機器が必要になる。

上記特許文献３の技術は、車室内空調に使用される装置であるが、これを電池温調に適用した場合、駐車中、市街地走行中等、必要な電池冷却能力が小さいとき（低負荷時）でも圧縮機を駆動させる必要があり、周囲への騒音が問題になることがある。また、特許文献３の装置では、低負荷時には、冷媒が低流量になるため、圧縮機へのオイル戻り状態が悪化するという問題もある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、温調対象の加熱及び冷却の両方が実施でき、かつ必要とする冷却能力が小さい場合に省電力、低騒音の運転を実現できる温調装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、温調装置に係る発明は、車両に設けられ、温度調整された温調空気が送風される温調対象（８，３０）と、温調対象に対して温調空気を送風する温調用送風装置（２）と、温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替装置（３，４，５，６）と、温調対象を加熱する加熱モードにおいて、冷凍サイクル（１００，１００Ａ）中を流れる冷媒の放熱作用により温調対象へ送風される空気を加熱する加熱用熱交換器（１１）と、温調対象を冷却する冷却モードにおいて、冷凍サイクル中を流れる冷媒の吸熱作用により温調対象へ送風される空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、冷凍サイクルにおいて加熱用熱交換器へ冷媒を吐出する圧縮機（１０）と、を備え、
冷却用熱交換器は、加熱用熱交換器よりも低い位置に配置されることを特徴とする。

この発明によれば、冷凍サイクルに含まれる冷却用熱交換器と加熱用熱交換器の位置関係に関して、加熱用熱交換器を冷却用熱交換器よりも上方に配する構成を採用したことにより、圧縮機を駆動しない場合、すなわち強制的な冷媒の吐出を実施しない場合でも、加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器を、蒸発、凝縮を繰り返し起こさせるヒートパイプとして機能させることができる。これにより、圧縮機を駆動する場合ほど高い冷却能力を必要としない状況では、圧縮機を停止した状態の冷却モードを実施できるため、周辺への騒音低減及び消費電力の低減が図れる。したがって、温調対象の加熱及び冷却の両方が実施でき、かつ必要とする冷却能力が小さい場合に省電力、低騒音の運転を実現できる温調装置が得られる。

上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明を適用した第１実施形態の温調装置の構成を示す概要図である。 第１実施形態の温調装置において、高能力冷却モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。 第１実施形態及び第３実施形態の温調装置に関して、制御構成を示すブロック図である。 第１実施形態の温調装置において、低能力冷却モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。 加熱モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。 加熱モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。 本発明を適用した第２実施形態の温調装置において、低能力冷却モード時の冷凍サイクルの作動を説明するための概要図である。 本発明を適用した第３実施形態の温調装置の構成を示す概要図である。 本発明を適用した第４実施形態の温調装置の構成を示す概要図である。 第４実施形態及び第５実施形態の温調装置に関して、制御構成を示すブロック図である。 第４実施形態の温調装置において、加熱モード時の作動を説明するための概要図である。 室内冷房・内気モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。 室内冷房・外気モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。 室内暖房・内気モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。 室内暖房・外気モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。 本発明を適用した第５実施形態の温調装置において、室内冷房・内気モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。 第５実施形態の温調装置において、室内冷房・外気モード時の温調装置の作動を説明するための概要図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。

（第１実施形態）
本発明に係る温調装置は、例えば、内燃機関を走行用駆動源とする自動車、内燃機関と二次電池に充電された電力によって駆動されるモータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車、モータを走行駆動源とする電気自動車等に用いられる。また、温調される温調対象は、車両に設けられ、温度調節された温調空気が送風可能な空間、機器等である。

本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図６を用いて説明する。なお、図１には、温度調節を要する温調対象を冷却するモードを実施したときの空気の流れを矢印により示している。第１実施形態では、温調対象の一例である組電池８を温度調整するために用いられる温調流体として空気を採用している。

組電池８を構成する二次電池は、充放電可能で、車両走行用のモータ等に電力を供給する用途に用いられる。当該電力は、組電池８を構成する各単電池に蓄えられる。各単電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池である。組電池８は、例えば、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間等に配置される。

温調装置１は、通電可能に接続された複数個の単電池からなる組電池８と、複数個の単電池に対して温度調整された空気（以下、「温調空気」ともいう）を送風するブロワ２と、空気を温度調整する放熱器１１及び蒸発器１３と、温調空気が流通する空気通路を運転モードに応じて切り替え変更するドア３，４，５，６と、各部の作動を制御する制御装置９と、を備える。

組電池８は、車両に搭載される温度調整される温調対象、電気機器の一例でもある。組電池８には、空気が各単電池の外表面または電極端子に接触するように流れる電池通路が形成され、温調空気がこの電池通路を流れることで、組電池８を温度調整することができる。ブロワ２は、複数個の単電池に対して温調空気を送風する温調用送風装置である。

組電池８は、複数個の単電池の充電、放電、温度調節に用いられる電子部品（図示せず）によって制御され、周囲を流通する空気によって各単電池が温度調節される。この電子部品は、リレー、充電器のインバータ等を制御する電子部品、電池監視装置、電池保護回路、各種の制御装置等である。各単電池は、例えば扁平な直方体状の外装ケースを有し、外装ケースから電極端子が突出する。電極端子は、厚さ方向に平行な狭い面積の端面から外部へ突出し、各単電池において所定の間隔をあけて配置された正極端子及び負極端子からなる。組電池８のすべての単電池は、その積層方向の一方端部側に位置する単電池における負極端子から始まって、隣接する単電池の電極端子間を接続するバスバーによって、積層方向の他方端部側に位置する単電池の正極端子に至るまで通電可能に直列接続される。

冷凍サイクル１００は、少なくとも圧縮機１０、放熱器１１、減圧器１２、及び蒸発器１３を環状に接続して構成される冷媒回路である。放熱器１１は、冷凍サイクル１００に含まれる構成部品であり、組電池８へ送風する空気を加熱して温調空気を生成する加熱用熱交換器の一例である。放熱器１１は、加熱モード時に、冷凍サイクル１００において圧縮機１０で圧縮された冷媒が熱交換部１１ａで通過する空気に対して放熱する作用により、当該通過空気を加熱する熱交換器である。

熱交換部１１ａは、交互に配されたチューブとアウターフィンとを備え、これらを積層して一体にして形成される。チューブ内には、冷媒が流通し、チューブ間に存在するアウターフィンには、加熱される空気が冷媒流れ方向に対して直交する方向に通過する。複数のチューブの一方側端部は、上部タンク１１ｂに接続され、他方側端部は下部タンク１１ｃに接続される。上部タンク１１ｂと下部タンク１１ｃは、複数のチューブの内部を介して連通する。つまり、下部タンク１１ｃ内に流入した冷媒は、チューブ内部を介して上部タンク１１ｂの内部に流通しうる。

蒸発器１３は、冷凍サイクル１００に含まれる構成部品であり、組電池８へ送風する空気を冷却して温調空気を生成する冷却用熱交換器の一例である。蒸発器１３は、冷却モード時に、冷凍サイクル１００において放熱器１１を流出後、減圧器１２によって減圧された冷媒が熱交換部１３ａで通過する空気から吸熱する作用により、当該通過空気を冷却する熱交換器である。

熱交換部１３ａは、交互に配されたチューブとアウターフィンとを備え、これらを積層して一体にして形成される。チューブ内には、冷媒が流通し、チューブ間に存在するアウターフィンには、冷却される空気が冷媒流れ方向に対して直交する方向に通過する。複数のチューブの一方側端部は、上部タンク１３ｂに接続され、他方側端部は下部タンク１３ｃに接続される。上部タンク１３ｂと下部タンク１３ｃは、複数のチューブの内部を介して連通する。つまり、下部タンク１３ｃ内に流入した冷媒は、チューブ内部を介して上部タンク１３ｂの内部に流通しうる。

図２に示すように、蒸発器１３は放熱器１１よりも低い位置に配置されている。つまり、車両に設置された状態において、放熱器１１は、蒸発器１３よりも高い位置にある。さらに冷媒が蒸発器１３に向けて流出する放熱器１１の出口部は、下部タンク１１ｃに設けられ、冷媒配管を介して減圧器１２に接続されている。放熱器１１と蒸発器１３がヒートパイプ機能を発揮するためには、放熱器１１の出口部は放熱器１１において下部に配置されることが好ましい。また減圧器１２は、冷媒配管を介して蒸発器１３の上部タンク１３ｂに接続されている。

冷凍サイクル１００は、圧縮機１０を迂回可能に蒸発器１３と放熱器１１を連絡するバイパス通路１９と、バイパス通路１９における冷媒の流通を許可及び禁止する弁装置の一例である電磁弁１８とを有する。電磁弁１８は、制御装置９によって、運転モードに応じて開状態、閉状態に制御されて、バイパス通路１９における冷媒の流通を許可したり、阻止したりできる。

なお、圧縮機１０の吐出部と接続される放熱器１１の部分は、下部タンク１１ｃに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、放熱器１１の当該部分は、上部タンク１１ｂに設けてもよい。

また、圧縮機１０の吸入部と接続される蒸発器１３の部分は、上部タンク１３ｂに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、蒸発器１３の当該部分は、下部タンク１３ｃに設けてもよい。

また、減圧器１２の出口部と接続される蒸発器１３の部分は、上部タンク１３ｂに限定するものではなく、その高さ位置を任意に設定してもよい。例えば、蒸発器１３の当該部分は、下部タンク１３ｃに設けてもよい。

また、放熱器１１と蒸発器１３には、同じ構成の熱交換器、つまり、全く同じ部品を用いることが可能である。これにより、放熱器１１及び蒸発器１３として使用する熱交換器を一つの部品で管理できるので、部品の管理工数の低減により製品コスト低減に貢献できる。

温調装置１は、組電池８の電池通路と、熱交換器上流側通路１４と、熱交換器下流側通路１５と、車室外に通じる外気取入れ通路１６と、車室外に通じる室外排出通路１７と、を空気通路として備え、これらの空気通路はダクトの内部に形成される。電動ファン７は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７への強制的な外気の流れを創りだすことができる位置に配置される。ブロワ２は、熱交換器下流側通路１５の空気流れ下流側と電池通路の空気流れ上流側との間に配置され、熱交換器下流側通路１５から電池通路に至る空気流れを創りだす。

組電池８には、単電池の温度を検出する電池温度センサ２１が設けられている。この電池温度センサ２１は、温調対象の温度を検出する機器温度検出装置の一例である。また、電池温度センサ２１は、所定の単電池の表面温度、電極端子の温度、またはバスバーの温度を検出するように構成することができる。

熱交換器上流側通路１４は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの上流に位置する通路であり、熱交換器上流側通路１４から放熱器１１と蒸発器１３のそれぞれの入口部に通じる２つの通路に分岐される。熱交換器下流側通路１５は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの下流に位置する通路であり、放熱器１１と蒸発器１３のそれぞれの出口部から延びる２つの通路が熱交換器下流側通路１５に合流する。外気取入れ通路１６は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの上流に位置する通路である。室外排出通路１７は、放熱器１１及び蒸発器１３に対して空気流れの下流に位置する通路である。

ドア３〜６は、運転モードに応じて温調空気が流通する空気経路を切り替える空気経路切替装置である。ドア３は、熱交換器上流側通路１４の下流側、かつ放熱器１１の上流側に位置し、放熱器１１の入口部を熱交換器上流側通路１４、外気取入れ通路１６のいずれかに連通するように切り替える開度位置に設定される空気経路切替装置である。ドア４は、放熱器１１の下流側、かつ熱交換器下流側通路１５の上流側に位置し、放熱器１１の出口部を熱交換器下流側通路１５、室外排出通路１７のいずれかに切り替える開度位置に設定される空気経路切替装置である。ドア３及びドア４の開度位置は、図５に示すように、組電池８を温める加熱運転時に、温調空気が放熱器１１の熱交換部１１ａを通過する空気通路と組電池８の電池通路とを循環する空気経路を形成するように設定される。

ドア５は、熱交換器上流側通路１４の下流側、かつ蒸発器１３の上流側に位置し、蒸発器１３の入口部を熱交換器上流側通路１４、外気取入れ通路１６のいずれかに連通するように切り替える位置に設定する空気経路切替装置である。ドア６は、蒸発器１３の下流側、かつ熱交換器下流側通路１５の上流側に位置し、蒸発器１３の出口部を熱交換器下流側通路１５、室外排出通路１７のいずれかに切り替える位置に設定する空気経路切替装置である。ドア５及びドア６の開度位置は、図１に示すように、組電池８を冷却する冷却運転時に、温調空気が蒸発器１３の熱交換部１３ａを通過する空気通路と組電池８の電池通路とを循環する空気経路を形成するように設定される。

図３に示すように、制御装置９は、電池温度センサ２１の検出信号が入力され、演算部、記憶装置等に予め記憶された演算プログラムを用いた演算結果にしたがい、圧縮機１０の回転数、電磁弁１８の開閉、各ドア３〜６の開度位置、ブロワ２の回転数、電動ファン７の回転数等の作動を制御する。なお、減圧器１２は、開度が固定式の減圧器であるが、開度可変式の電子制御式膨張弁を用いて、制御装置９によって減圧量を制御するようにしてもよい。

制御装置９は、電池の温調制御において、温風の提供によって組電池８を温める加熱運転の実施条件が成立する場合にドア３〜６、ブロワ２、圧縮機１０及び電磁弁１８を制御して加熱モードの運転を実施する。また、組電池８に与える空気を冷却する冷却運転の実施条件が成立する場合にドア３〜６、ブロワ２、圧縮機１０及び電磁弁１８を制御して冷却モードの運転を実施する。この電池の温調制御は、車両のスタートスイッチ（例えば、イグニッションスイッチ）がＯＮ状態である場合に継続して実施される。また、冷却運転には、高能力冷却モードと低能力冷却モードの２段階の運転モードがある。

高能力冷却モードは、検出された電池温度が第１の所定温度Ｔ１を超える場合に実施される大きな冷却能力を発揮するモードである。第１の所定温度Ｔ１としては、例えば３５℃を採用することができる。すなわち、制御装置９は、検出された電池温度が３５℃を超えると判定すると、電池は即時に冷却を必要とする状態であると判断し、高能力冷却モードを実行する。この高能力冷却モードは、検出される電池温度がＴ１以下になるまで継続実施され、当該電池温度がＴ１以下であると判定すると、高能力冷却モードは終了する。なお、図２の矢印は、高能力冷却モードにおける冷媒に流れを示している。

制御装置９は、高能力冷却モードでは、図１に示すように、電磁弁１８を閉状態に制御し圧縮機１０を駆動するとともに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御する。さらに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動する。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気に対して放熱器１１で放熱して外気を加熱する。加熱された外気は、再び車室外に排出される。このとき、車両走行風によって外気を外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通させることができる場合には、電動ファン７を駆動せず停止状態に制御してもよい。したがって、駐車時等、車両走行風が得られない場合は、電動ファン７を駆動する必要がある。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で気化して通過空気から吸熱することにより通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、蒸発器１３の熱交換部１３ａを通過する空気通路と組電池８の電池通路とを循環し続け、蒸発器１３で冷却され続ける。このように冷却され続ける温調空気は、組電池８の電池通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池から吸熱し、組電池８の温度を低下させることができる。つまり、高能力冷却モードでは、蒸発器１３で冷却される空気を温調空気として組電池８に対して提供し、放熱器１１で放熱した冷媒熱を車室外に排出する。

加熱モードは、検出された電池温度が第２の所定温度Ｔ２未満である場合に実施される大きな加熱能力を発揮するモードである。第２の所定温度Ｔ２は、第１の所定温度Ｔ１よりも低い温度に設定され、電池温度がそれ未満になると本来の充放電能力を発揮しがたい低温に設定される。第２の所定温度Ｔ２としては、例えば１０℃を採用することができる。

すなわち、制御装置９は、検出された電池温度が１０℃未満であると判定すると、電池は即時に暖機を必要とする状態であると判断し、加熱モードを実行する。この加熱モードは、検出される電池温度がＴ２以上になるまで継続実施され、当該電池温度がＴ２以上であると判定すると、加熱モードは終了する。なお、図６の矢印は、高能力冷却モードにおける冷媒に流れを示している。

制御装置９は、加熱モードでは図５のとおり、電磁弁１８を閉状態に制御し圧縮機１０を駆動するとともに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御する。さらに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動する。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、放熱器１１で放熱して通過空気を加熱する。加熱された空気は、放熱器１１の熱交換部１１ａを通過する空気通路と組電池８の電池通路とを循環し続け、放熱器１１で加熱され続ける。このように加熱され続ける温調空気は、組電池８の電池通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池を加熱し、組電池８の温度を上昇させて暖機することができる。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で気化して通過空気から吸熱することにより通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気であり、冷却された外気は、再び車室外に排出される。この場合も、車両走行風によって外気を外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通させることができる場合には、電動ファン７を駆動せず停止状態に制御してもよい。このように、加熱運転では、蒸発器１３で吸熱した外気の熱を放熱器１１で放熱して空気を加熱し、温調空気として組電池８に対して提供する。

低能力冷却モードは、検出された電池温度が第２の所定温度Ｔ２以上で第１の所定温度Ｔ１以下に含まれる所定の温度範囲に該当する場合に実施される比較的小さな冷却能力を発揮するモードである。当該所定の温度範囲は、例えば、２０℃以上３５℃以下に設定することができる。すなわち、制御装置９は、検出された電池温度が２０℃以上３５℃以下の範囲に含まれると判定すると、電池は冷却を必要とする状態であるが、急激に温度低下を要する状態でないと判断し、低能力冷却モードを実行する。この低能力冷却モードは、検出される電池温度が２０℃未満になるまで、または３５℃を超えるまで継続実施される。なお、図４の矢印は、低能力冷却モードにおける冷媒に流れを示している。

制御装置９は、低能力冷却モードでは図１及び図４のとおり、圧縮機１０を停止状態、電磁弁１８を開状態に制御し、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御する。さらに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動する。

これにより、冷凍サイクル１００内の冷媒の一部は、放熱器１１よりも下方に配置されている蒸発器１３に液体冷媒として留まるようになる。ここで組電池８から蒸発器１３の熱交換部１３ａに送られる温風が熱交換部１３ａを通過するときに、液体冷媒が蒸発することにより、温風から吸熱する。これにより、温風は冷却されて再び組電池８の電池通路に供給され、電池を冷却する。

蒸発器１３で蒸発した冷媒は、バイパス通路１９を通って、放熱器１１に流入し、放熱器１１の熱交換部１１ａで通過空気によって冷却されて凝縮する。そして、凝縮した冷媒は、自重によって放熱器の下部タンク１１ｃを経由して再び蒸発器１３に流入し、上記の冷媒の蒸発、凝縮の作用が繰り返し行われる。したがって、蒸発器１３、放熱器１１及びこれらを連通させる冷媒配管は、ヒートパイプとして機能する。また、減圧器１２に開度可変式の電子制御式膨張弁を用いた場合には、その開度を制御することにより、蒸発器１３における冷却能力を調整することが可能である。

低能力冷却モードでは、放熱器１１で加熱された外気は、再び車室外に排出される。このとき、車両走行風によって外気を外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通させることができる場合には、電動ファン７を駆動せず停止状態に制御してもよい。したがって、駐車時等、車両走行風が得られない場合は、電動ファン７を駆動する必要がある。

本実施形態の温調装置１がもたらす作用効果について説明する。温調装置１は、組電池８と、組電池８に温調空気を送風するブロワ２と、温調空気の空気経路を運転モードに応じて変更するドア３〜６と、加熱モードにおいて温調対象へ送風される空気を加熱する放熱器１１と、冷却モードにおいて温調対象へ送風される空気を冷却する蒸発器１３と、圧縮機１０と、を備える。蒸発器１３は、放熱器１１よりも低い位置に配置される。

これによれば、圧縮機１０を駆動しない場合、すなわち強制的な冷媒の吐出を実施しない場合でも、放熱器１１及び蒸発器１３について、蒸発、凝縮を繰り返し起こさせるヒートパイプを構成できる。これにより、圧縮機を駆動する場合ほど高い冷却能力を必要としない状況、例えば、駐車中、市街地、住宅地の低速運転中等の温調制御において、動力不要の冷却モードが実施できるとともに、周辺への騒音低減が図れる。

また、温調装置１によれば、加熱用熱交換器として冷凍サイクル１００に含まれる放熱器１１を採用し、冷却用交換器として冷凍サイクル１００に含まれる蒸発器１３を採用する。このため、簡単な構成の冷凍サイクルを活用することによって、低能力冷却モード、高能力冷却モード、及び加熱モードを実行できる装置を提供できる。したがって、冷媒の配管構成も簡単であるので、装置の小型化が図れ、装置の搭載性にも優れている。

また、冷凍サイクル１００を車室内空調用の冷凍サイクルとは独立したサイクルとして使用する場合には、車室内空調の制御と適合させる必要がなく、温調対象にとって必要とされる温調能力に応じた温調制御が実施できる。

また、温調装置１によれば、温調空気は循環する形態であるため、外部からの湿気、埃等の流入を抑制できるとともに、温調空気の熱損失を低減できるため、省電力の装置を提供できる。

また、温調装置１の冷凍サイクル１００は、圧縮機１０を迂回して蒸発器１３と放熱器１１を連絡するバイパス通路１９と、バイパス通路１９における冷媒の流通を許可及び禁止する電磁弁１８とを有する。これによれば、圧縮機の停止、運転の切り替えと電磁弁１８の開状態、閉状態を切り替えとを実施する制御により、加熱モード、低能力冷却モード、高能力冷却モードの切り替えを、簡単なサイクル構成及び簡単な制御仕様によって実現する温調装置１を提供できる。

また、蒸発器１３に連通する放熱器１１の出口部（例えば下部タンク１１ｃ）は、放熱器１１の下部に配置される。これによれば、蒸発器１３で気化した冷媒が放熱器１１で凝縮して液体になった冷媒を、自重により放熱器１１の下部に集め、蒸発器１３に確実に送ることができる。したがって、確実かつ効果的なヒートパイプ機能の発揮を実現できる。

また、制御装置９は、温度検出装置によって検出された温調対象の温度が第１の所定温度Ｔ１を超える場合は、圧縮機１０を駆動させるとともに、ドア３〜６及びブロワ２を制御して高能力の前記冷却モードを実施する。制御装置９は、温度検出装置によって検出された温調対象の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低温である第２の所定温度Ｔ２未満である場合は、圧縮機１０を駆動するとともに、ドア３〜６及びブロワ２を制御して加熱モードを実施する。制御装置９は、温度検出装置によって検出された温調対象の温度が第２の所定温度Ｔ２以上かつ第１の所定温度Ｔ１以下に含まれる所定の温度範囲に該当する場合は、圧縮機１０を駆動させないで停止状態にする。さらに、蒸発器１３によって吸熱された空気を温調対象へ送風するようにドア３〜６及びブロワ２を制御して低能力の冷却モードを実施する。

これによれば、複数の能力レベルに応じた温調制御をエネルギーの無駄なく、適切に実施することができる。

また、温調対象は、車両走行のための電力を蓄電する二次電池であるため、電池等の主要機能（充電、放電等）を発揮できる温度範囲が決まっている機器に関して、省電力かつ低騒音の効果的な温調制御を実施できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である冷凍サイクル１００Ａについて図７を参照して説明する。図７において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。

冷凍サイクル１００Ａは、第１実施形態の冷凍サイクル１００に対して、バイパス通路１９及び電磁弁１８を備えない点と、減圧器１２Ａが開度可変式の電子制御式膨張弁である点とが相違する。減圧器１２Ａは、制御装置９によってその開度が制御される。

前述の低能力冷却モードの際には、減圧器１２Ａの開度を開き圧縮機１０を停止した状態にし、蒸発器１３で蒸発した冷媒は、減圧器１２が設けられ蒸発器１３と放熱器１１をつなぐ通路を通って放熱器１１に流入し、放熱器１１の熱交換部１１ａで凝縮する。凝縮した冷媒は、自重によって同じ通路を通って放熱器１１の下部タンク１１ｃを経由して再び蒸発器１３に戻る。したがって、気体冷媒と液体冷媒が、当該同じ通路を逆向きに流れることで、蒸発器１３、放熱器１１、及び減圧器１２Ａが設けられる冷媒配管は、ヒートパイプとして機能する。

第２実施形態によれば、圧縮機１０を迂回するバイパス通路、バイパス通路における冷媒流通の許可及び禁止を行える電磁弁等を必要としない冷凍サイクルを構成できる。したがって、構成部品数の低減が図れ、車両搭載性が向上する。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である温調装置１Ａについて図８を参照して説明する。図８において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。なお、図８は、高能力冷却モード時の各部の作動状態及び空気の流れを示している。

温調装置１Ａは、第１実施形態の温調装置１に対して、温調対象が車室内３０である点が相違する。さらに温調装置１Ａは、車室外の空気また車室内の空気を取り入れ、蒸発器１３または放熱器１１で温調して車室内３０に供給した後、車室外に排出したり、再び循環させたりする（内気循環モード）。これにより、例えば、熱交換器上流側通路１４は内外気切替え装置に接続される。外気導入モードの場合は、車室外の空気（外気）を取り入れるように内外気切替え装置を切り替え、外気を熱交換器上流側通路１４に流入させる。内気導入モードの場合は、車室内の空気（内気）を取り入れるように内外気切替え装置を切り替え、車室内の空気を熱交換器上流側通路１４に流入させる。

従来の車両空調装置では、春、秋等の冷房負荷が低い時期に、冷凍サイクルの圧縮機を駆動させるか、圧縮機を停止して車室内への送風のみを実施する制御が行われていた。そこで、第３実施形態によれば、温調装置１Ｂは、前述のヒートパイプ機能を発揮させることにより、圧縮機を駆動しなくても車室内の冷房能力が得られるため、乗員の快適性の確保を省電力運転によって実現することができる。

また、温調装置１Ｂは、温調対象を車室内３０とするため、低能力冷却モードの実行により、車室内空調運転における弱冷房機能を発揮させることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態に対して他の形態である温調装置１Ｂについて図９〜図１５を参照して説明する。各図において第１実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第１実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。

温調装置１Ｂは、第１実施形態の温調装置１に対して、温調対象が組電池８及び室内である点が相違する。温調装置１Ｂは、室内に対して空調風を提供することができ、かつ組電池８に対して温調空気を提供することができる。すなわち、温調装置１Ｂは、複数の温調対象に対して温度調整機能を発揮することができる。

第４実施形態では、複数の温調対象の一例として、組電池８と車両の室内とを適用する。例えば、車両に搭載される組電池８の場合、電池に対する高能力の冷却が必要となるのは、急速充電中、登坂走行時等の電池への入出力が大きい状況に限られる。また、電池に対する加熱が必要となるのは、走行前や充電前の暖機時に限られる。このため、温調装置１Ｂは、電池（車載機器の一例）の冷却や加熱を必要としない場合であって、車室内の空調や他の温調対象（例えば、インバータ、充電器、モータ等の車載機器）の温度調整を必要とするときに、温度調整機能を発揮する。

複数の温調対象に対する温度調整機能を有するための構成として、温調装置１Ｂは、ブロワ２の出口と組電池８の入口とをつなぐ電池供給通路２４から分岐する室内供給通路２６を有している。室内供給通路２６は、車室内に通じる通路である。さらに、温調装置１Ｂは、組電池８の出口と熱交換器上流側通路１４の入口とをつなぐ戻り通路２０に合流する内気取入れ通路２３を有している。戻り通路２０は、室内供給通路２６を通って組電池８に供給された空気が再び熱交換器上流側通路１４に戻ってくるときに通る通路である。内気取入れ通路２３は、車室内に通じる通路であり、車室内の空気（内気ともいう）を温調装置１Ｂに取り入れるときに内気が通る通路である。

電池供給通路２４は、ドア２５によって閉鎖と開放が行われる。室内供給通路２６は、ドア２５によって閉鎖と開放が行われる。第４実施形態では、ドア２５は、電池供給通路２４を閉鎖すると同時に室内供給通路２６を開放し、室内供給通路２６を閉鎖すると同時に電池供給通路２４を開放する。ドア２５は、電池供給通路２４を閉鎖する場合には図９に図示する二点鎖線の位置に制御され、室内供給通路２６を閉鎖する場合には図９に実線で図示した位置に制御される。

ドア２５は、温調空気が供給される対象を切り替える温調対象設定装置である。ドア２５の開度位置は、前述する制御装置９によって制御される。制御装置９は、車室内の空調運転を制御する空調ＥＣＵ４０と通信可能に構成され、空調ＥＣＵ４０からの空調要求に応じて、温調空気を供給する対象を車室内に切り替える。すなわち、制御装置９は、前述の高能力冷却モード、低能力冷却モード、加熱モードのいずれかの実施条件が成立した場合で、空調ＥＣＵ４０からの空調要求がないときには、ドア２５を制御して室内供給通路２６を閉鎖し、電池供給通路２４を開放する。また、制御装置９は、空調ＥＣＵ４０からの空調要求があるときには、ドア２５を制御して室内供給通路２６を開放し、電池供給通路２４を閉鎖する。

戻り通路２０は、ドア２２によって閉鎖と開放が行われる。内気取入れ通路２３は、ドア２２によって閉鎖と開放が行われる。第４実施形態では、ドア２２は、戻り通路２０を閉鎖すると同時に内気取入れ通路２３を開放し、内気取入れ通路２３を閉鎖すると同時に戻り通路２０を開放する。ドア２２は、戻り通路２０を閉鎖する場合には図９に図示する二点鎖線の位置に制御され、内気取入れ通路２３を閉鎖する場合には図９に実線で図示した位置に制御される。

ドア２２は、温調空気が供給される対象に応じて切り替えられる。ドア２２の開度位置は、ドア２５と同様に制御装置９によって制御される。制御装置９は、前述の高能力冷却モード、低能力冷却モード、加熱モードのいずれかの実施条件が成立した場合で、空調ＥＣＵ４０からの空調要求がないときには、ドア２２を制御して内気取入れ通路２３を閉鎖し、戻り通路２０を開放する。また、制御装置９は、空調ＥＣＵ４０からの空調要求があるときには、ドア２２を制御して戻り内気取入れ通路２３を開放し、戻り通路２０を閉鎖する。

次に、温調装置１Ｂが実施する各モードについて説明する。

図９は、電池を冷却する高能力冷却モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを示している。制御装置９は、電池の高能力冷却モードでは、図９に示すように、電磁弁１８を閉状態に制御し圧縮機１０を駆動するとともに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御する。さらに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動するとともに、内気取入れ通路２３及び室内供給通路２６を閉鎖するようにドア２２及びドア２５の開度位置を制御する。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気に対して放熱器１１で放熱して外気を加熱する。加熱された外気は、再び車室外に排出される。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、電池供給通路２４、組電池８、戻り通路２０、蒸発器１３における空気通路等によって構成される回路を循環し続け、蒸発器１３で冷却され続ける。このように冷却され続ける温調空気は、組電池８の電池通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池から吸熱し、組電池８の温度を低下させることができる。

図１１は、電池を加熱する加熱モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを示している。制御装置９は、加熱モードでは図１１のとおり、電磁弁１８を閉状態に制御し圧縮機１０を駆動するとともに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置を制御する。さらに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置を制御する。さらに制御装置９は、ブロワ２及び電動ファン７を駆動するとともに、内気取入れ通路２３及び室内供給通路２６を閉鎖するようにドア２２及びドア２５の開度位置を制御する。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、放熱器１１で放熱して通過空気を加熱する。放熱器１１で加熱された通過空気は、電池供給通路２４、組電池８、戻り通路２０、放熱器１１における空気通路等によって構成される回路を循環し続け、放熱器１１で加熱され続ける。このように加熱され続ける温調空気は、組電池８の電池通路を流通するときに、単電池の表面や電極端子に接触することで単電池を加熱し、組電池８の温度を上昇させて暖機することができる。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気であり、冷却された外気は、再び車室外に排出される。

図１２は、室内冷房モード及び内気循環モードを実施する冷却モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを示している。制御装置９は、組電池８の冷却を要しない場合（上記の冷却モードでない場合）であって、空調ＥＣＵ４０から、車室内の空調要求に係る通信信号を受信した場合に、組電池８ではなく車室内に対して温調空気を提供する。ここでは、空調ＥＣＵ４０から内気循環モードの要求があった場合であり、室内冷房・内気モードを実施する。なお、このとき温調装置１Ｂが提供する車室内への空調は、車両に搭載される車室内空調装置による車室内空調を補助する補助的空調として機能してもよいし、車室内空調装置に代わって車室内空調を行う主体的空調として機能してもよい。いずれの場合も、制御装置９は、空調ＥＣＵ４０からの空調要求にしたがってモードを実行する。

室内冷房・内気モードでは、図１２に示すように、電磁弁１８が閉状態に制御され圧縮機１０が駆動されるとともに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置が制御される。さらに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置が制御される。さらに、ブロワ２及び電動ファン７が駆動されるとともに、戻り通路２０及び電池供給通路２４を閉鎖するようにドア２２及びドア２５の開度位置が制御される。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気に対して放熱器１１で放熱して外気を加熱する。加熱された外気は、再び車室外に排出される。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、室内供給通路２６、車室内、内気取入れ通路２３、蒸発器１３における空気通路等によって構成される回路を循環し続け、蒸発器１３で冷却され続ける。このように冷却され続ける温調空気は、車室内に供給されて空調し、上記の補助的空調または主体的空調として働く。

次に、室内冷房モード及び外気導入モードを実施する冷却モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを説明する。図１３に図示する例は、空調ＥＣＵ４０から外気導入モードの要求があった場合である。

室内冷房・外気モードでは、図１３に示すように、電磁弁１８が閉状態に制御され圧縮機１０が駆動されるとともに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置が制御される。さらに、外気取入れ通路１６と熱交換器下流側通路１５とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置が制御される。さらに、ブロワ２及び電動ファン７が駆動されるとともに、内気取入れ通路２３及び電池供給通路２４を閉鎖するようにドア２２及びドア２５の開度位置が制御される。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気取入れ通路１６から室外排出通路１７へ向けて流通する外気に対して放熱器１１で放熱して外気を加熱する。加熱された外気は、再び車室外に排出される。

また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。外気取入れ通路１６を通ってきた外気の一部は、蒸発器１３で冷却された後、熱交換器下流側通路１５を経由して室内供給通路２６を流通して車室内に供給される。このように車室外から取り入れられた外気は、蒸発器１３で冷却された後、車室内に供給され、温調装置１Ｂによる温調空気は、車室内を空調し、上記の補助的空調または主体的空調として働く。

次に、室内暖房モード及び内気循環モードを実施する加熱モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを説明する。図１４に図示する例は、空調ＥＣＵ４０から、暖房及び内気循環モードの要求があった場合である。

室内暖房・内気モードでは、図１４に示すように、電磁弁１８が閉状態に制御され圧縮機１０が駆動されるとともに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置が制御される。さらに、熱交換器上流側通路１４と熱交換器下流側通路１５とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置が制御される。さらに、ブロワ２及び電動ファン７が駆動されるとともに、戻り通路２０及び電池供給通路２４を閉鎖するようにドア２２及びドア２５の開度位置が制御される。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、車室内に供給される空気に対して放熱器１１で放熱して加熱する。放熱器１１で加熱された通過空気は、室内供給通路２６、車室内、内気取入れ通路２３、放熱器１１における空気通路等によって構成される回路を循環し続け、放熱器１１で加熱され続ける。また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、外気取入れ通路１６を通ってきた外気であり、室外排出通路１７を通じて再び車室外に排出される。このように加熱され続ける温調空気は、車室内に供給されて空調し、上記の補助的空調または主体的空調として働く。

次に、室内暖房モード及び外気導入モードを実施する加熱モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを説明する。図１５に図示する例は、空調ＥＣＵ４０から、暖房及び外気導入モードの要求があった場合である。

室内暖房・外気モードでは、図１５に示すように、電磁弁１８が閉状態に制御され圧縮機１０が駆動されるとともに、外気取入れ通路１６と室外排出通路１７とが蒸発器１３を経由して連通する空気経路をなすようにドア５及びドア６の開度位置が制御される。さらに、外気取入れ通路１６と熱交換器下流側通路１５とが放熱器１１を経由して連通する空気経路をなすようにドア３及びドア４の開度位置が制御される。さらに、ブロワ２及び電動ファン７が駆動されるとともに、内気取入れ通路２３及び電池供給通路２４を閉鎖するようにドア２２及びドア２５の開度位置が制御される。

これにより、圧縮機１０から吐出された高圧の冷媒は、外気取入れ通路１６から室内供給通路２６へ向けて流通する外気に対して放熱器１１で放熱して加熱する。放熱器１１で加熱された通過空気（外気）は、車室内に供給される。また、放熱器１１を流出した冷媒は、減圧器１２で減圧された後、蒸発器１３で通過空気を冷却した後、圧縮機１０に吸入される。蒸発器１３で冷却された通過空気は、外気取入れ通路１６を通ってきた外気の一部であり、室外排出通路１７を経由して再び車室外に排出される。このように車室外から取り入れられた外気は、その一部が蒸発器１３で冷却されて車室外に送られ、残部が放熱器１１で加熱されてから車室内に供給される。温調装置１Ｂによる温調空気は、車室内を空調し、上記の補助的空調または主体的空調として働く。

第４実施形態の温調装置１Ｂがもたらす作用効果について説明する。温調装置１Ｂによれば、温度対象には、異なる複数の温調対象が設定されている。温調装置１Ｂは、温調空気の送風先を、複数の温調対象の中から一つに設定する温調対象設定装置（ドア２５）を備えている。

これによれば、複数の温調対象の中から、現時点で冷却または加熱を要する対象を選定し、効果的に温度調整を実施できる装置を提供できる。

また、温調装置１Ｂによれば、複数の温調対象には、車室内と車載機器（組電池８、インバータ、充電器、モータ等）が含まれる。温調対象設定装置（ドア２５）は、当該車載機器の温度調整を必要せず、かつ車室内空調装置の空調ＥＣＵ４０から車室内の温度調整要求があった場合には、温調空気の送風先を車室内に設定する。

これによれば、温調装置１Ｂを車室内空調の補助装置として活用でき、空調装置側からの要求に応じて空調能力を向上させることができる。したがって、乗員の快適性を向上させる装置としても温調装置１Ｂを有効活用できる。また、急速な車室内温度低下要求（クールダウン時）、急速な車室内温度上昇要求（ウォームアップ時）等に温調装置１Ｂを有効活用することにより、クールダウンやウォームアップに要する時間の短縮が図れる。

また、温調装置１Ｂによれば、車室内空調装置と合わせて空調運転に使用することにより、車室内空調装置における圧縮機に要求される最大能力を抑えることができる。したがって、当該圧縮機の小型化が図れ、車両への搭載性が向上する。

車室内空調装置における従来の圧縮機は、クールダウンやウォームアップに必要とする能力に合わせて最大能力が設定されている。このため、使用頻度が比較的高い中能力時、小能力時には、圧縮機の回転数低下や吐出容量低下により効率が低下することがある。そこで、温調装置１Ｂによれば、クールダウン時、ウォームアップ時に車室内空調装置の空調能力を補助することにより、中能力時においても高効率な空調運転を実施できる。

（第５実施形態）
第５実施形態では、第４実施形態に対して他の形態である温調装置１Ｃについて図１６及び図１７を参照して説明する。各図において上記の実施形態で参照した図面と同一の符号を付した構成要素は、同一の要素であり、その作用効果も同様である。以下、第４実施形態と異なる形態、処理手順、作用等について説明する。

温調装置１Ｃは、第４実施形態の温調装置１Ｂに対して、ドア２２Ａ及びドア２５Ａのそれぞれが、二つの通路の開閉を切り替えるだけでなく、両方の通路を開放する機能を有する点が相違する。すなわち、図１０に示すように、制御装置９は、ドア２２Ａの開度位置を、戻り通路２０を閉鎖する位置と内気取入れ通路２３を閉鎖する位置との間の任意の位置に制御することができる。制御装置９は、図１０に示すように、ドア２５Ａの開度位置を、電池供給通路２４を閉鎖する位置と室内供給通路２６を閉鎖する位置との間の任意の位置に制御することができる。したがって、ドア２２Ａは、戻り通路２０と内気取入れ通路２３の両方を開放し、ドア２５Ａは、電池供給通路２４と室内供給通路２６の両方を開放することができる。ドア２５Ａは、温調空気が供給される対象を設定する温調対象設定装置である。

次に、温調装置１Ｃが実施するモードについて、室内冷房・内気モードと室内冷房・外気モードの二つの例を代表して説明する。まず、室内冷房モード及び内気循環モードを実施する冷却モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを説明する。

室内冷房・内気モードでは、図１６に示すように、第４実施形態での図１２を用いた説明と同様に、ドア３、ドア４、ドア５及びドア６の各開度位置が制御される。第５実施形態の室内冷房・内気モードは、第４実施形態とは、ドア２２Ａの開度位置とドア２５Ａの開度位置が異なる。ドア２２Ａの開度位置が戻り通路２０の閉鎖位置と内気取入れ通路２３の閉鎖位置との間に制御されるため、戻り通路２０及び内気取入れ通路２３の両方が熱交換器上流側通路１４と通じることになる。また、ドア２５Ａの開度位置が電池供給通路２４の閉鎖位置と室内供給通路２６の閉鎖位置との間に制御されるため、電池供給通路２４及び室内供給通路２６の両方が熱交換器下流側通路１５と通じることになる。

これにより、蒸発器１３で冷却された通過空気は、二つの循環する流れを形成する。一つは、室内供給通路２６、車室内、内気取入れ通路２３、蒸発器１３における空気通路等によって構成される回路を循環し続ける流れである。もう一つは、電池供給通路２４、組電池８、戻り通路２０、蒸発器１３における空気通路等によって構成される回路を循環し続ける流れである。したがって、温調装置１Ｃは、組電池８の温調が必要な場合であって、空調ＥＣＵ４０からの空調要求があるときには、ドア２２Ａ及びドア２５Ａの開度位置を上記のように制御する。これにより、温調装置１Ｃは、内気循環モードによって、組電池８の温調と、車室内への補助的空調または主体的空調との両方を同時に実施することができる。

次に、室内冷房モード及び外気導入モードを実施する冷却モードにおける各部の作動状態及び空気の流れを説明する。図１７に図示する例は、空調ＥＣＵ４０から外気導入モードの要求があった場合である。

室内冷房・外気モードでは、図１７に示すように、第４実施形態での図１３を用いた説明と同様に、ドア３、ドア４、ドア６、及びドア２２Ａの各開度位置が制御される。第５実施形態の室内冷房・外気モードは、第４実施形態とは、ドア５の開度位置とドア２５Ａの開度位置が異なる。ドア５の開度位置は、蒸発器１３の熱交換部１３ａが熱交換器上流側通路１４と外気取入れ通路１６の両方に通じるように制御されるため、熱交換器上流側通路１４と外気取入れ通路１６の両方が熱交換器下流側通路１５と通じることになる。また、ドア２５Ａの開度位置が電池供給通路２４の閉鎖位置と室内供給通路２６の閉鎖位置との間に制御されるため、電池供給通路２４及び室内供給通路２６の両方が熱交換器下流側通路１５と通じることになる。

これにより、外気取入れ通路１６を通じて取り入れられた外気は、放熱器１１で加熱された後、室外に排出される流れと、蒸発器１３で冷却された後、組電池８側と車室内側に分流する流れとの二つの流れを形成する。したがって、取り込まれた外気一部は、蒸発器１３によって冷却された後、組電池８及び車室内に分流し、残部は放熱器１１で吸熱し、車室外に排熱する。

したがって、温調装置１Ｃは、組電池８の温調が必要な場合であって、空調ＥＣＵ４０からの空調要求があるときには、ドア５、ドア２２Ａ及びドア２５Ａの開度位置を上記のように制御する。これにより、温調装置１Ｃは、外気を導入して、組電池８の温調と、車室内への補助的空調または主体的空調との両方を同時に実施することができる。

第５実施形態の温調装置１Ｃがもたらす作用効果について説明する。温調装置１Ｃによれば、温度対象には、異なる複数の温調対象が設定されている。温調装置１Ｃは、温調空気の送風先を、複数の温調対象の中から少なくとも一つに設定する温調対象設定装置（ドア２５Ａ）を備えている。第５実施形態では、その一例として組電池８と車室内の二つに設定している。

これによれば、複数の温調対象の中から、現時点で冷却または加熱を要する対象が複数個存在する場合でも、一つの対象の温調要求を犠牲にすることなく、全体として効果的な温度調整を実施できる装置を提供できる。

また、温調装置１Ｃによれば、複数の温調対象には、車室内と車載機器（組電池８、インバータ、充電器、モータ等）が含まれる。温調対象設定装置（ドア２５Ａ）は、当該車載機器の温度調整を必要とし、かつ車室内空調装置の空調ＥＣＵ４０から車室内の温度調整要求があった場合には、温調空気の送風先を車室内と車載機器の両方に設定する。

これによれば、温調装置１Ｃを車室内空調の補助装置として活用でき、空調装置側からの要求に応じて空調能力を向上させることができる。したがって、車載機器の温調要求と車室内の空調能力補充との両方を実施可能とする装置を提供できる。例えば、温調装置１Ｃは、車両走行初期と乗車初期において、走行時に駆動する車載機器と車室内との両方について温調機能を発揮させることができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

本発明が適用される温調対象としては、車室内３０、組電池８の他、インバータ、モータ、車載充電器等の電気機器、過給気を温調するインタークーラ、エンジン、ＡＴＦ等のオイルを温調する熱交換器等を採用することができる。

上記の実施形態において単電池の温度を電池温度センサ２１によって検出しているが、温調対象である電池の温度の代わりに、電池を収容している筐体の温度、電池近傍の他の部材の温度、電池の雰囲気温度等を検出し、電池の温度状態を判断する指標としてもよい。

上記の第４実施形態及び第５実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態で説明した「低能力冷却モード」が実施可能であることは当然である。

上記の第５実施形態では、温調装置１Ｃは、温調空気の送風先を、複数の温調対象の中から二つに設定しているが、本発明に係る温調装置は、温調空気の送風先を、三つ以上の温調対象に設定する場合も含むものである。

上記の実施形態において、ブロワ２及び電動ファン７は、制御装置９によって回転数の制御が可能に構成されているが、運転及び停止のみが可能で回転数制御が不可能な機器であってもよい。

上記の実施形態において、ドア３〜６は、板状のドア本体部を有する空気経路切替装置であるが、この形態に限定するものではない。例えば、ドア３〜６として、スライド式のドア、フィルム状のドア本体を有するドアを採用してもよい。

上記の実施形態において、組電池８を構成する単電池の形状は、扁平な直方体状、円筒状等であり、特に限定されない。

２…ブロワ（温調用送風装置）
３，４，５，６…ドア（空気経路切替装置）
８…組電池（温調対象、二次電池、車載機器）
１１…放熱器（加熱用熱交換器）
１１ｃ…放熱器の下部タンク（加熱用熱交換器の出口部）
１３…蒸発器（冷却用熱交換器）
１８…電磁弁（弁装置）
１９…バイパス通路
３０…車室内（温調対象）
１００，１００Ａ…冷凍サイクル

Claims (8)

1. 車両に設けられ、温度調整された温調空気が送風される温調対象（８，３０）と、
   前記温調対象に対して前記温調空気を送風する温調用送風装置（２）と、
   前記温調空気が流通する空気経路を運転モードに応じて変更する空気経路切替装置（３，４，５，６）と、
   前記温調対象を加熱する加熱運転モードにおいて、冷凍サイクル（１００，１００Ａ）中を流れる冷媒の放熱作用により前記温調対象へ送風される空気を加熱する加熱用熱交換器（１１）と、
   前記温調対象を冷却する冷却運転モードにおいて、前記冷凍サイクル中を流れる冷媒の吸熱作用により前記温調対象へ送風される空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
   前記冷凍サイクルにおいて前記加熱用熱交換器へ冷媒を吐出する圧縮機（１０）と、
   を備え、
   前記冷却用熱交換器は、前記加熱用熱交換器よりも低い位置に配置されることを特徴とする温調装置。
2. 前記圧縮機（１０）を迂回して前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器を連絡するバイパス通路（１９）と、当該バイパス通路における冷媒の流通を許可及び禁止する弁装置（１８）とを有する前記冷凍サイクル（１００）を備えることを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
3. 前記冷却用熱交換器に連通する前記加熱用熱交換器の出口部（１１ｃ）は、前記加熱用熱交換器の下部に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温調装置。
4. 前記温調対象の温度を検出する温度検出装置（２１，２１Ａ）と、
   前記加熱運転モード及び前記冷却運転モードのそれぞれの実施時に、前記空気経路切替装置、前記温調用送風装置及び前記圧縮機を制御する制御装置（９）と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記温度検出装置によって検出された前記温調対象の温度が第１の所定温度を超える場合は、前記圧縮機を駆動させるとともに、前記空気経路切替装置及び前記温調用送風装置を制御して高能力の前記冷却モードを実施し、
   前記温度検出装置によって検出された前記温調対象の温度が前記第１の所定温度よりも低温である第２の所定温度未満である場合は、前記圧縮機を駆動するとともに、前記空気経路切替装置及び前記温調用送風装置を制御して前記加熱モードを実施し、
   前記温度検出装置によって検出された前記温調対象の温度が前記第２の所定温度以上かつ前記第１の所定温度以下に含まれる所定の温度範囲に該当する場合は、前記圧縮機を駆動させないで停止状態にするとともに、前記冷却用熱交換器によって吸熱された空気を前記温調対象へ送風するように空気経路切替装置及び前記温調用送風装置を制御して低能力の前記冷却モードを実施することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の温調装置。
5. 前記温度対象には、異なる複数の温調対象が設定されており、
   前記温調空気の送風先を、前記複数の温調対象の中から少なくとも一つに設定する温調対象設定装置（２５，２５Ａ）を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の温調装置。
6. 前記複数の温調対象には、車室内と車載機器（８）が含まれ、
   前記温調対象設定装置は、前記車載機器の温度調整を必要せず、かつ前記車両に搭載された車室内空調装置（４０）から前記車室内の温度調整要求があった場合には、前記温調空気の送風先を前記車室内に設定することを特徴とする請求項５に記載の温調装置。
7. 前記複数の温調対象には、車室内と車載機器（８）が含まれ、
   前記温調対象設定装置は、前記車載機器の温度調整を必要とし、かつ前記車両に搭載された車室内空調装置（４０）から前記車室内の温度調整要求があった場合には、前記温調空気の送風先を前記車室内及び前記車載機器の両方に設定することを特徴とする請求項５に記載の温調装置。
8. 前記温調対象は、車両走行のための電力を蓄電する二次電池（８）であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の温調装置。

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