JP2014079049A - 電源装置、車両及び車両の遠隔起動システム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギーの出し入れに関する性能と、溶融塩電池を起動させる初期動作性能とに優れた電源装置及び車両を提供する。
【解決手段】この電源装置１３０は、溶融塩電池の組電池１００と、リチウムイオンキャパシタ１２０と、組電池１００又はリチウムイオンキャパシタ１２０からの給電により組電池１００を加熱保温する加熱装置１４０と、組電池１００の温度を検知する温度センサ１１３と、車載通信機１９０と、リチウムイオンキャパシタ１２０から加熱装置１４０へ給電する第１加熱回路、及び組電池１００から加熱装置１４０へ給電する第２加熱回路のいずれかを選択的に構成し、溶融塩電池を起動させるにあたってその温度が所定値に満たない場合に初期動作として第１加熱回路を構成する制御装置１１０とを備えている。起動指令は、運転者が車両に乗り込む前に情報端末３００から車載通信機１９０に送信することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、走行用の電動機を搭載する車両に搭載される電源装置及び、かかる車両を含むシステムに関する。

高エネルギー密度でかつ不燃性の二次電池として、例えば溶融塩電池が知られている（特許文献１参照）。かかる溶融塩電池は、電解質に溶融塩を用いた二次電池であり、電解質が溶融した状態で充放電が可能である。必要な電圧・電流に応じて複数の溶融塩電池を直並列に接続することにより、組電池としての溶融塩電池を構成すれば、一般家庭や工場などに常設する定置型電源としての用途の他、電気自動車（EV）、ハイブリッド車（HEV）などの車両に搭載して走行用の電源として使用することができる。

上記の溶融塩電池は、電解質が溶融した状態でのみ使用可能であり、電解質が固化している場合は充放電できない。電解質が溶融する温度は５７℃以上であり、また、より安定して動作するためには９０℃以上が好ましい。このような温度を提供するには加熱装置が必要である。そこで、複数の溶融塩電池に対して、個別に、又は複数個ごとに、加熱装置（ヒータ）を設ける。

特開２０１１−２２８１７６号公報

車両に搭載された溶融塩電池の場合、車両を駐車させた後は、エネルギーの節約の観点から、加熱装置を停止させることになる。従って、ある程度時間が経てば溶融塩電池の温度は融点以下になり、電解質が固化する。一旦固化すれば、起動には加熱が必要であり、加熱装置の起動時には大電流が必要である。この電流を、外部からではなく、車両内で提供するには、加熱用に例えば鉛蓄電池を搭載する必要がある。

しかし、内部抵抗が比較的大きい鉛蓄電池では、短時間に大電流を出力することは困難である。従って、溶融塩電池を起動するための加熱に時間がかかる。大容量の鉛蓄電池を搭載すれば、この問題は解消できるが、そのような大容量の鉛蓄電池を搭載すると重いので、そもそも、軽量化を必要とする一般車両には不利である。

一方、上記とは全く別の観点から、溶融塩電池を電源とする電気自動車等の車両について考えると、制動時に電動機から回生エネルギーが得られるが、溶融塩電池のみでは、この回生エネルギーを必ずしも充分に回収できない。

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、エネルギーの出し入れに関する性能と、溶融塩電池の起動性能とに優れた電源装置及び、これを含む車両又はシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明は、電動機の駆動回路に給電する電源装置であって、溶融塩を電解質とする溶融塩電池と、キャパシタと、前記溶融塩電池又は前記キャパシタからの給電により前記溶融塩電池を加熱保温する加熱装置と、前記溶融塩電池の温度を検知する温度センサと、車載通信機と、前記キャパシタから前記加熱装置へ給電して前記溶融塩電池の電解質を少なくとも溶融状態とする第１加熱回路、及び前記溶融塩電池から前記加熱装置へ給電して前記溶融塩電池の電解質を安定した溶融状態とする第２加熱回路のいずれかを選択的に構成し、前記車載通信機が無線通信により前記溶融塩電池の起動指令を受け取ることによって、前記温度センサが検知した温度が所定値に満たない場合に、初期動作として、前記第１加熱回路を構成する制御装置とを備えている。

上記のように構成された電源装置では、キャパシタ及び溶融塩電池によって駆動回路に給電することができる。特に、キャパシタは内部抵抗が溶融塩電池に比べて小さいことから、急加速時等において短時間に大電流を供給することに適する。また、車両の制動時に生じる回生エネルギーをキャパシタ及び溶融塩電池によって回収することができる。特に、キャパシタは内部抵抗が溶融塩電池に比べて小さいことから、回生エネルギーの回収効率に優れている。

また、無線通信により起動指令を受け取ると、温度センサの検知した温度が所定値に満たない場合は、電解質が固化しているか又は十分に溶融した状態でないので、初期動作として、キャパシタから加熱装置への給電が行われる。これにより、車両に運転者が乗車する前に、溶融塩電池を使用可能状態（少なくとも電解質が溶融状態であること）に準備しておくことができる。また、溶融塩電池よりも内部抵抗が小さいキャパシタは、大電流の供給に適するので、加熱装置への初期の給電に好適である。

（２）また、本発明の車両は、電動機、駆動回路、及び上記（１）の電源装置を搭載したものである。
かかる車両は、上記の電源装置の利点を生かして、エネルギーの出し入れに関する性能と、溶融塩電池を起動させる初期動作性能とに優れたものとなる。また、無線通信により起動指令を受け取って溶融塩電池の起動準備をすることができるので、乗車後、直ちに発車可能である。

（３）また、本発明の、車両の遠隔起動システムは、電動機、駆動回路、及び上記（１）の電源装置を搭載した車両と、前記車両の外部に設けられ、前記車載通信機と通信を行う情報端末とを備えたものである。
この場合、例えば運転者は屋内にいて、屋外の車両に対し、情報端末から起動指令を送信することができる。

（４）また、上記（３）の車両の遠隔起動システムにおいて、起動指令を受け取った制御装置は、温度センサが検知した温度に基づいて、電解質が少なくとも溶融状態になるまでに要する時間を算出し、この時間の情報を前記情報端末に送信するようにしてもよい。
この場合、例えば運転者は屋内にいて、車両の溶融塩電池が少なくとも溶融状態となる時期を知ることができる。従って、その時期に合わせて車両に乗り込めば、待ち時間なく、直ちに発車することができる。

（５）また、上記（３）の車両の遠隔起動システムにおいて、車両は空気調和機を搭載し、情報端末から空気調和機の起動指令を受け取った制御装置は、温度センサが検知した温度が所定値以上の場合には、空気調和機をオンにする信号を出力するようにしてもよい。
この場合、例えば運転者は屋内にいて、車両の室内温度を適温に調整することができる。従って、運転者は、夏季や冬季のように車内が高温又は低温の場合に、予め車内が快適温度に設定されてから車両に乗り込むことができる。

本発明によれば、エネルギーの出し入れに関する性能と、溶融塩電池を先行して起動させる初期動作性能とに優れた電源装置、車両、及び、車両の遠隔起動システムを提供することができる。

溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。 溶融塩電池本体（電池としての本体部分）の積層構造を簡略に示す斜視図である。 図２と同様の構造についての横断面図である。 電池容器に収容された状態の溶融塩電池の外観の概略を示す斜視図である。 素電池としての溶融塩電池を、外箱内に複数個並べて組電池を構成した状態の一例を示す斜視図（一部断面を含む。）である。 リチウムイオンキャパシタ用電極材料を用いたリチウムイオンキャパシタの構造の概要を一例として示す断面図である。 電源装置を搭載した電気自動車における、主として電源供給に関するブロック回路図である。 電気自動車が駐車した状態から、起動させる場合の電源装置の動作について示すフローチャートである。 図８から続く、組電池の起動後に実行可能な空気調和機の遠隔起動に関する処理を示すフローチャートである。

《溶融塩電池の基本構造》
図１は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極１、負極２及びそれらの間に介在するセパレータ３を備えている。正極１は、正極集電体１ａと、正極材１ｂとによって構成されている。負極２は、負極集電体２ａと、負極材２ｂとによって構成されている。

正極集電体１ａの素材は、例えば、アルミニウム不織布（線径１００μｍ、気孔率８０％）である。正極材１ｂは、正極活物質としての例えばＮａＣｒＯ_２と、アセチレンブラックと、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）と、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとを、質量比８５：１０：５：１００の割合で混練したものである。そして、このように混練したものを、アルミニウム不織布の正極集電体１ａに充填し、乾燥後に、１００ＭＰａにてプレスし、正極１の厚みが約１ｍｍとなるように形成される。
一方、負極２においては、アルミニウム製の負極集電体２ａ上に、負極活物質としての例えば錫を含むＳｎ−Ｎａ合金が、メッキにより形成される。

正極１及び負極２の間に介在するセパレータ３は、ガラスの不織布（厚さ２００μｍ）又はポリオレフィンシート（厚さ５０μｍ）に電解質としての溶融塩を含浸させたものである。この溶融塩は、例えば、ＮａＦＳＡ５６ｍｏｌ％と、ＫＦＳＡ（カリウム ビスフルオロスルフォニルアミド）４４ｍｏｌ％との混合物であり、融点は５７℃である。融点以上の温度では、溶融塩は溶融し、高濃度のイオンが溶解した電解液となって、正極１及び負極２に触れている。また、この溶融塩は不燃性である。この溶融塩電池の稼働温度領域は５７℃〜１９０℃である。

なお、上述した各部の材質・成分や数値は好適な一例であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、溶融塩としては、上記の他、ＮａＦＳＡと、ＬｉＦＳＡ、ＫＦＳＡ、ＲｂＦＳＡ又はＣｓＦＳＡとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、（ａ）ＮａＦＳＡを含む混合物、（ｂ）ＮａＴＦＳＡを含む混合物、（ｃ）ＮａＦＴＡを含む混合物、が適する。また、（ａ）〜（ｃ）のうち２以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。

《溶融塩電池の具体的構造》
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図２は、溶融塩電池本体（電池としての本体部分）１０の積層構造を簡略に示す斜視図、図３は同様の構造についての横断面図である。
図２及び図３において、複数（図示しているのは６個）の矩形平板状の負極２と、袋状のセパレータ３に各々収容された複数（図示しているのは５個）の矩形平板状の正極１とが、互いに対向して図３における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。

セパレータ３は、隣り合う正極１と負極２との間に介在しており、言い換えれば、セパレータ３を介して、正極１及び負極２が交互に積層されていることになる。実際に積層する数は、例えば、正極１が２０個、負極２が２１個、セパレータ３は「袋」としては２０袋であるが、正極１・負極２間に介在する個数としては４０個である。なお、セパレータ３は、袋状に限定されず、分離した４０個であってもよい。

なお、図３では、セパレータ３と負極２とが互いに離れているように描いているが、溶融塩電池の完成時には互いに密着する。正極１も、当然に、セパレータ３に密着している。また、正極１の縦方向及び横方向それぞれの寸法は、デンドライトの発生を防止するために、負極２の縦方向及び横方向の寸法より小さくしてあり、正極１の外縁が、セパレータ３を介して負極２の周縁部に対向するようになっている。

《実用上の素電池としての一形態》
上記のように構成された溶融塩電池本体１０は、例えばアルミニウム合金製で直方体状の電池容器に収容され、素電池すなわち、電池としての物理的な一個体を成す。
図４は、このような電池容器１１に収容された状態の溶融塩電池Ｂの外観の概略を示す斜視図である。なお、図２，図３における正極１及び負極２のそれぞれからは、端子（正極１の端子１ｔのみ図示している。）が電池容器１１の外部へ引き出される。図４において、電池容器１１の上部には、内部の気圧が過度に上昇したときに放圧するための安全弁１２が設けられている。なお、電池容器１１の内面には絶縁処理が施されている。電池容器１１は、例えば正面・背面に密着させる後述のヒータによって暖められ、その結果、電解質の塩は、溶融塩の電解液となる。

《実用上の組電池としての一形態》
図５は、上記のように構成された素電池としての溶融塩電池Ｂを、外箱１３内に複数個並べて組電池１００を構成した状態の一例を示す斜視図（一部断面を含む。）である。但し、溶融塩電池Ｂの端子等、細部の図示は省略している。なお、必要に応じて、この並びの方向と直交する方向（奥行き方向）にも複数列に溶融塩電池を並べて、多数の溶融塩電池によって組電池１００を構成することができる。

各溶融塩電池Ｂは、必要とする出力（電圧、電流）に応じて、互いに直列又は直並列に接続される。これにより、組電池１００は、所望の電圧・電流の定格で使用することができる。各電池容器１１間には、加熱装置としての面状のヒータ１４が装着されている。このヒータ１４で加熱することにより、溶融塩電池Ｂは、溶融塩の融点以上になるように加熱される。実際には、安定的な溶融状態とするため、全体が９０℃〜９５℃になるように加熱される。これにより、溶融塩の粘性等が改善され、充電及び放電が良好な状態となる。
なお、このヒータ１４の設け方は、一例に過ぎず、一定数（複数）の溶融塩電池Ｂごとに１枚のヒータ１４を挟む構成や、底面又は側面にヒータを当てる構成等、種々変形が可能である。

上記外箱１３は例えば、全体としては概ね直方体であり、本体部１３ａと、蓋部１３ｂとによって構成されている。多数の溶融塩電池を並べて構成された組電池１００を収容した後、蓋部１３ｂは、例えばボルトにより、本体部１３ａに固定される。外箱１３は、断熱性に優れた材質や構造のものが好ましく、材質としては例えば樹脂材料が好適である。また、組電池１００は、ヒータ１４と共に、外箱１３に収容される。なお、組電池１００からの出力線、ヒータ１４への給電線、及び、図示しない温度センサの出力線は、例えば、外箱１３に壁貫通のブッシュ等（図示せず。）を設けて引き通される。外箱１３は密封状態ではなく、一定の内外通気が可能である。

このようにして、外箱１３に収容された組電池１００とすることにより、ヒータ１４から発せられる熱が外箱１３の外へ逃げにくくなり、外箱１３による組電池１００の保温効果が得られる。従って、熱効率が改善され、より少ない電力で、溶融塩を融点以上の温度、特に、好適な９０℃〜９５℃に維持することができる。
なお、組電池１００は、必ずしも外箱１３に収容されなければならない訳ではなく、外箱無しの状態で、単に集合させた状態で使用することも可能である。

《リチウムイオンキャパシタ》
次に、後述の、本発明の一実施形態に係る電源装置の構成要素となるキャパシタについて説明する。ここでは、キャパシタの好適な一例として、リチウムイオンキャパシタについて説明する。
図６は、リチウムイオンキャパシタ用電極材料を用いたリチウムイオンキャパシタ１２０の構造の概要を一例として示す断面図である。このリチウムイオンキャパシタ１２０は、ケース１２５内に、セパレータ１２２、電解液１２３、絶縁層１２４、正極１２６、及び、負極１２７を備えている。

正極１２６は、集電体としてのアルミニウム多孔体に正極活物質を担持した電極材料によって構成されている。アルミニウム多孔体を集電体として使用することで、集電体の表面積が大きくなり、活物質としての活性炭を薄く塗布しても高出力、高容量化可能なリチウムイオンキャパシタを得ることができる。活物質としては例えば活性炭が用いられる。活性炭は導電助剤やバインダと組み合わせて使用する。リチウムイオンキャパシタの容量を大きくするためには主成分である活性炭の量が多い方が良く、乾燥後（溶媒除去後）の組成比で活性炭が９０％以上あることが好ましい。また導電助剤やバインダは必要ではあるが容量低下の要因であり、バインダは更に内部抵抗を増大させる要因となるためできる限り少ない方がよい。導電助剤は１０質量％以下、バインダは１０質量％以下が好ましい。

負極１２７は、集電体に負極活物質を担持した電極材料によって構成されている。負極は特に限定されず従来のリチウム電池用負極を使用可能であるが、銅箔を集電体に用いた従来の電極では容量が小さいため、発泡状ニッケルのような銅やニッケル製の多孔体に活物質を充填した電極が好ましい。また、リチウムイオンキャパシタとして動作させるために、あらかじめ負極にリチウムイオンをドープしておくことが好ましい。

正極１２６及び負極１２７は、セパレータ１２２で仕切られた電解液１２３中に配置されている。電解液はリチウム電池に使用する非水電解液と同様のものが用いられる。非水電解液としては、極性非プロトン性有機溶媒が使用され、具体的にはエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及びスルホラン等が使用される。支持塩としては４フッ化ホウ酸リチウム、６フッ化リン酸リチウム、およびイミド塩等が使用されている。正極１２６及び負極１２７にはそれぞれリード線１２８，１２９が設けられ、これらのリード線１２８，１２９は、ケース１２５の外へ導出されている。

リチウムイオンキャパシタ１２０は、必要に応じて複数個を直並列に接続することにより、全体として、所望の電圧・容量を実現することができる。
説明の簡略化のため、以下の説明では、単に、リチウムイオンキャパシタ１２０と称する。

《車両に搭載される電源装置》
次に、上記の組電池（溶融塩電池）１００及びリチウムイオンキャパシタ１２０を用いた本願発明の一実施形態に係る電源装置１３０について説明する。
図７は、電源装置１３０を搭載した電気自動車２００における、主として電源供給に関するブロック回路図である。電源装置１３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０を介して、モータ（電動機）１７０の駆動回路１６０に給電する。また、電気自動車２００には、空気調和機１９１が搭載されている。空気調和機１９１は、組電池１００の出力電圧に基づいて電源の供給を受けることができる。

図において、電源装置１３０は、組電池（溶融塩電池）１００、温度センサ１１３，１５１、リチウムイオンキャパシタ１２０、加熱装置１４０、制御装置１１０、及び、車載通信機１９０を備えている。リチウムイオンキャパシタ１２０は、その両端電圧を検知する電圧センサ１２０ａを内蔵している。電圧センサ１２０ａの検知信号（電圧値を示す信号）は、制御機能の中核を成すＥＣＵ１１４に送られる。組電池１００には、溶融塩電池の温度すなわち、電解質（電解液）の温度を検知する温度センサ１１３が設けられている。温度センサ１１３は、例えば、電池容器１１（図４）に取り付けられる。この場合、電池容器１１の温度から電解質の温度を推定することができる。温度センサ１１３は１個でもよいが、複数設けてそれらの平均値あるいは最低値に基づいて電解質の温度を推定するようにしてもよい。なお、温度センサ１１３を電池容器１１の内部に差し込んで電解質の温度を直接検知するようにしてもよい。

加熱装置１４０は、例えば図５における複数のヒータ１４の総称である。すなわち、加熱装置１４０は、組電池１００に接して設けられ、組電池１００を加熱保温する。リチウムイオンキャパシタ１２０と組電池１００とは、互いに並列に接続されている。リチウムイオンキャパシタ１２０と加熱装置１４０とは、スイッチ１１１を介して、互いに並列に接続可能である。また、組電池１００と加熱装置１４０とは、スイッチ１１２を介して、互いに並列に接続可能である。スイッチ１１１，１１２は、例えば半導体スイッチング素子であり、ＥＣＵ１１４によってオン／オフ制御される。また、スイッチ１１２については、オン／オフを繰り返し、オン時間／オフ時間を制御することにより、加熱装置１４０による組電池１００の保温動作を実行することができる。ＥＣＵ１１４は、スイッチ１１１，１１２と共に、制御装置１１０を構成している。

車載通信機１９０は、電気自動車２００の外部の、運転者が所有する情報端末３００と無線通信を行うことができる。情報端末とは、例えば携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、各種パソコン等、である。通信方式としては例えば「ＷｉＦｉ」、「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」を採用することができる。車載通信機１９０は、ＥＣＵ１１４と接続されており、相互にデータ交換が可能である。当該電気自動車２００と情報端末３００とによって、車両の遠隔起動システムが構成される。
また、温度センサ１５１は、組電池１００の周囲温度（気温）を検知し、その検知信号をＥＣＵ１１４に送る。

リチウムイオンキャパシタ１２０及び組電池１００のプラス側が接続されている電路をＰ、マイナス側が接続されている電路をＮとすると、電路Ｐ−Ｎ間には、充電器１８０が接続されている。例えば車庫入れした電気自動車２００に、外部から商用電源に繋がるプラグ（図示せず。）を装着することにより、充電器１８０は、商用電源の交流電圧を受電し、これを、組電池１００の充電に適した直流電圧に変換する機能を有する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０は、組電池１００が出力する直流電圧を一定の直流電圧（例えば６５０Ｖ）に変圧する。駆動回路１６０はインバータを含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０の直流出力を、交流出力に変換する。この制御は、必要なトルク、速度に応じて、ＥＣＵ１１４によって行われる。モータ（電動機）１７０は、駆動回路１６０の出力により回転駆動され、これにより、電気自動車２００が走行する。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０及び駆動回路１６０は、双方向性に構成されており、モータ１７０側からの電力回生に対応することができる。すなわち、走行中にブレーキ（図示せず。）によって制動すると、モータ１７０は発電機となって回生エネルギーを発生する。この回生エネルギーは、駆動回路１６０及びＤＣ／ＤＣコンバータ１５０を介して、電路Ｐ−Ｎ間に与えられる。

すなわち上記の構成において、リチウムイオンキャパシタ１２０及び組電池（溶融塩電池）１００は、駆動回路１６０への給電及び、逆に駆動回路１６０から回生されるエネルギーの回収が可能である。特に、リチウムイオンキャパシタ１２０は、エネルギーの回収効率に優れている。加熱装置１４０は、組電池１００又はリチウムイオンキャパシタ１２０からの給電により組電池１００を加熱保温することができる。

また、制御装置１１０は、スイッチ１１１をオン（閉）、スイッチ１１２をオフ（開）とすることにより、リチウムイオンキャパシタ１２０から加熱装置１４０への給電回路（第１加熱回路）を構成することができ、また、スイッチ１１１をオフ（開）、スイッチ１１２をオン（閉）とすることにより、組電池１００から加熱装置１４０への給電回路（第２加熱回路）を構成することができる。制御装置１１０は、この第１加熱回路及び第２加熱回路を、選択的に構成することができる。

次に、電気自動車２００が駐車した状態から、電気自動車２００を起動させる場合の電源装置１３０の動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。フローチャートの処理主体となるのは、ＥＣＵ１１４である。初期状態として、スイッチ１１１，１１２はオフ（開）の状態である。なお、駐車中に商用電源によって充電している場合もあるが、組電池１００の充電が完了すると、充電器１８０は自動的に出力を停止させるので、ここでは、充電器１８０の出力は停止しているものとして説明する。また、駐車中であっても、商用電源による充電を行っているとは限らないので、電気自動車２００の外部から提供される電源には依存せずに、電気自動車２００を起動することを想定して説明する。

また、リチウムイオンキャパシタ１２０は、組電池１００と並列接続されているので、組電池１００が使用可能である（電解質が溶融している）限り、組電池１００によって充電されている。また、電解質が固化すれば、組電池１００は稼働しなくなり、かつ、外から電流も流入しなくなるので、リチウムイオンキャパシタ１２０は放電せず、充電された状態のまま維持されている。

電気自動車２００の起動（走行準備）は、運転者が例えば屋内から、情報端末３００を操作して起動指令を送信し、この起動指令を車載通信機１９０が受信することにより開始される（ステップＳ１）。
車載通信機１９０が起動指令を受信したことを知ったＥＣＵ１１４は、温度センサ１１３の出力信号に基づいて、組電池１００の温度が所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。所定値とは、例えば、溶融塩が溶融状態となり、溶融塩電池が動作する温度である。温度が所定値に満たない場合は、電解質が固化しているか又は十分に溶融した状態でない。

ここで、所定値未満である場合、ＥＣＵ１１４は、現時点での組電池１００の温度と、温度センサ１５１の検知信号による周囲温度（気温）と、充放電の可能なＣレート特性等とに基づいて、加熱により、組電池１００が現在の温度から所定値に到達するまでの所要時間を算出する。所定値とは使用可能状態の温度で、例えば９０℃が好ましいが、基本的には、５７℃以上であればよい。そして、ＥＣＵ１１４は、車載通信機１９０から所要時間の情報を、情報端末３００に送信する（ステップＳ３）。
なお、所要時間の情報は、必要な情報を車両側から送信して情報端末３００の側で求めることも可能である。

また、ＥＣＵ１１４は、スイッチ１１１をオン（閉）の状態にして（すなわち第１加熱回路を構成して）、リチウムイオンキャパシタ１２０から加熱装置１４０に電力を供給する（ステップＳ４）。加熱装置１４０による加熱は、組電池１００の温度が所定値以上になるまで実行される（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の繰り返し）。また、その間も、ＥＣＵ１１４は逐次、所要時間の算出（更新）を行い、車載通信機１９０が所要時間の情報を情報端末３００に送信し続ける（ステップＳ３）。

このようにして、組電池１００を起動するにあたって、初期動作として、リチウムイオンキャパシタ１２０から加熱装置１４０への給電が行われる。組電池１００よりも内部抵抗が小さいリチウムイオンキャパシタ１２０は、大電流の供給に適するので、加熱装置１４０への初期の給電に好適である。大電流の供給により組電池１００の温度が迅速に上昇する。リチウムイオンキャパシタ１２０は、加熱装置１４０に対する初期の給電に必要十分な容量を有するように設計されている。リチウムイオンキャパシタ１２０は、大容量化に好適である。

組電池１００の温度が所定値に達した場合、ＥＣＵ１１４は、走行準備完了の情報を、情報端末３００に送信する（ステップＳ６）。また、ＥＣＵ１１４は、スイッチ１１１をオフ、スイッチ１１２をオンにする（第２加熱回路の構成）。これにより、以後、組電池１００から加熱装置１４０に電力が供給される。
また、このようにして、リチウムイオンキャパシタ１２０が放電すれば、第２加熱回路に切り替えることで、引き続き、加熱装置１４０に給電することができる。第２加熱回路では、スイッチ１１２をオン・オフすることにより、必要以上の加熱を抑制し、組電池１００を適温（例えば９０℃〜９５℃）に保温する。

また、例えば駐車してから短時間しか経過していない場合等、ステップＳ２において、所定値以上である場合は、ＥＣＵ１１４は、ステップＳ６の処理を行う。
こうして、電気自動車２００の走行が可能な状態となる。すなわち、運転者は実際に乗車する前に、組電池１００を加熱し、走行準備完了の状態で乗車することができる。従って、加熱を要する溶融塩電池を電気自動車２００に採用しても、迅速な発車が可能となる。

走行中、例えば急加速時のように大きなトルクを要するときは、組電池１００のみならず、リチウムイオンキャパシタ１２０からも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０を介して駆動回路１６０及びモータ１７０に大電流が供給される。リチウムイオンキャパシタ１２０は特に短時間に大きなエネルギーを放出できるので、このような用途に好適である。
また、走行中にブレーキによる制動が行われると、回生エネルギーが生じる。上記電源装置１３０では、この回生エネルギーをリチウムイオンキャパシタ１２０及び組電池１００によって回収することができる。特に、リチウムイオンキャパシタ１２０は内部抵抗が組電池１００に比べて小さいことから、回収効率に優れている。

このようにして、エネルギーの出し入れに関する性能と、組電池１００を起動させる初期動作性能とに優れた電源装置１３０を提供することができる。また、電気自動車２００は、電源装置１３０の利点を生かして、エネルギーの出し入れに関する性能と、溶融塩電池を起動させる初期動作性能とに優れたものとなる。
また、電気自動車２００は、無線通信により起動指令を受け取って組電池１００を起動させることができるので、運転者は、乗車後、直ちに発車可能である。しかも、運転者は屋内にいて、組電池１００が前述の所定値すなわち使用可能状態となる時期を知ることができる。従って、その時期に合わせて車両に乗り込めば、待ち時間なく、直ちに発車することができる。

なお、リチウムイオンキャパシタ１２０は、組電池１００と並列に接続されていることにより、一時的に放電しても、またすぐに組電池１００により充電される。従って、ほぼ常時リチウムイオンキャパシタ１２０を充電しておくことができる。

図９は、図８から続く、組電池１００の起動後に実行可能な空気調和機１９１の遠隔起動に関する処理を示すフローチャートである。車内の温度を適温にしたいと考える場合、運転者は、例えば屋内にいて情報端末３００を操作することにより、組電池１００の起動指令とは別に、空調起動指令（空気調和機の起動指令）を送信することができる。空調起動指令は例えばステップＳ７の時点まで記憶され、留保されている。ＥＣＵ１１４は、ステップＳ６において組電池１００が安定して使用可能な状態になった後、空調起動指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ７）。空調起動指令を受信していない場合は、処理は終了となる。空調起動指令を受信している場合は、ＥＣＵ１１４は、当該車両が無人の状態であっても、搭載されている空気調和機１９１をオンにする信号を出力する（ステップＳ８）。これにより、車内の温度は、予め空気調和機１９１に設定された温度になる。

こうして、運転者は屋内にいて、電気自動車２００の室内温度を適温に調整することができる。従って、運転者は、夏季や冬季のように車内が高温又は低温の場合に、予め車内が快適温度に設定されてから電気自動車２００に乗り込むことができる。

《その他》
なお、上記実施形態では、キャパシタとして、リチウムイオンキャパシタ１２０を採用したが、これに限定される訳ではなく、例えば、電気二重層キャパシタも同様に好適である。
また、上記実施形態では、電気自動車２００を例示して説明したが、走行用の電動機を搭載する他の車両（ハイブリッド車／プラグインハイブリッド車）でも同様である。また、公道を走る車両以外でも電動機主体に走行する車両に対しては、上記のような電源装置１３０を採用することができる。

また、上記実施形態では、リチウムイオンキャパシタ１２０と組電池１００とは互いに並列に接続されているが、これとは別に、急加速等の場合にのみ、互いに直列に接続されるように回路構成をスイッチにより切り替えることも可能である。この場合、直列接続により出力電圧が増大するので、出力電流はあまり増大せずとも、大電力を供給することができる。
また、上記実施形態では、駆動回路１６０等の制御を行うＥＣＵ１１４に電源装置１３０の制御も行わせる例を示したが、電源装置１３０の制御用のコントローラを別途単独で設けてもよいことは言うまでもない。

なお、上記実施形態ではリチウムイオンキャパシタ１２０で組電池１００の初期加熱を行う例を示したが、充電用に外部の商用電源から電源が供給されている場合は、ＥＣＵ１１４から充電器１８０を動作させて、外部電源により加熱装置１４０に給電することも可能である。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１００ 組電池（溶融塩電池）
１１０ 制御装置
１１３ 温度センサ
１２０ リチウムイオンキャパシタ（キャパシタ）
１３０ 電源装置
１４０ 加熱装置
１６０ 駆動回路
１７０ モータ（電動機）
１９０ 車載通信機
１９１ 空気調和機
２００ 電気自動車（車両）
３００ 情報端末

Claims (5)

1. 電動機の駆動回路に給電する電源装置であって、
   溶融塩を電解質とする溶融塩電池と、
   キャパシタと、
   前記溶融塩電池又は前記キャパシタからの給電により前記溶融塩電池を加熱保温する加熱装置と、
   前記溶融塩電池の温度を検知する温度センサと、
   車載通信機と、
   前記キャパシタから前記加熱装置へ給電して前記溶融塩電池の電解質を少なくとも溶融状態とする第１加熱回路、及び前記溶融塩電池から前記加熱装置へ給電して前記溶融塩電池の電解質を安定した溶融状態とする第２加熱回路のいずれかを選択的に構成し、前記車載通信機が無線通信により前記溶融塩電池の起動指令を受け取ることによって、前記温度センサが検知した温度が所定値に満たない場合に、初期動作として、前記第１加熱回路を構成する制御装置と
   を備えている電源装置。
2. 電動機、駆動回路、及び請求項１に記載の電源装置を搭載した車両。
3. 電動機、駆動回路、及び請求項１に記載の電源装置を搭載した車両と、前記車両の外部に設けられ、前記車載通信機と通信を行う情報端末と、を備えた車両の遠隔起動システム。
4. 前記起動指令を受け取った前記制御装置は、前記温度センサが検知した温度に基づいて、前記電解質が少なくとも溶融状態になるまでに要する時間を算出し、前記時間の情報を前記情報端末に送信する請求項３記載の車両の遠隔起動システム。
5. 前記車両は空気調和機を搭載し、
   前記情報端末から前記空気調和機の起動指令を受け取った前記制御装置は、前記温度センサが検知した温度が所定値以上の場合には、前記空気調和機をオンにする信号を出力する請求項３記載の車両の遠隔起動システム。

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