JP5761083B2

JP5761083B2 - 車両

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Publication number: JP5761083B2
Application number: JP2012050321A
Authority: JP
Inventors: 真樹森田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: JP2013184528A

Description

本発明は、ペルチェ素子を用いたバッテリ及び車室内の温度調整技術に関する。

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などのバッテリを動力源として用いたハイブリッド自動車、電気自動車などが知られている。これらのバッテリは、十分な入出力性能が得られる温度範囲を有しており、バッテリをそのような温度範囲に調整するための温度調整装置が用いられている。

特許文献１は、車室内の温度調整を行う温調手段によって、バッテリを冷却したり暖機したりする技術を開示する。車両が冷房装置を備える場合には、バッテリの温度が所定温度よりも高くなった際に、冷房装置からの冷気をバッテリ室内に導入し、バッテリを冷却するとしている。また、車両が暖房装置を備える場合には、バッテリの温度が所定温度よりも低い際に、暖房装置からの暖気をバッテリ室内に導入し、バッテリを暖機するとしている。さらに、車両が冷暖房兼用の空調装置を備える場合には、バッテリが所定の温度よりも高い場合には冷房に切り替えて冷気をバッテリ室内に導入してバッテリを冷却し、バッテリが所定の温度よりも低い場合には暖房に切り替えて暖気をバッテリ室内に導入し、バッテリを暖機するとしている。

特開平５−２６２１４４号公報

しかしながら、車室内の温度調整を行う温調手段によってバッテリの温度調整を行う場合、車室内とバッテリとで同じ温度調整処理しかできない。そのため、たとえば、冷暖房兼用の空調装置を備えていても、車室内を暖房している状態で、バッテリを冷気で冷却することはできない。

そこで、本願発明は、電子機器と車室内とを効率よく温度調整することができる車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両は、（１）車両に搭載される電子機器と、第１の熱交換部で温度調節された空気を車室内に送ることにより、車室内の温度調節を行う第１の温度調節装置と、互いに熱交換を行う第１及び第２の面を有するペルチェ素子を駆動することにより前記電子機器の温度調節を行う第１の動作と、前記ペルチェ素子を駆動することにより温度調節された第１の熱交換媒体を、前記第１の熱交換部に送ることにより、前記第１の温度調節装置による温度調節動作を補助する第２の動作とを選択的に行う第２の温度調節装置と、を有する。前記第２の温度調節装置は、前記第１の温度調節装置が冷房動作を行う場合、前記第１の面から前記第２の面に熱を移動させる冷房補助動作を前記第２の動作として行い、前記第１の温度調節装置が暖房動作を行う場合、前記ペルチェ素子に流れる電流の向きを前記冷房補助動作時とは反対方向にすることにより前記第２の面から前記第１の面に熱を移動させる暖房補助動作を前記第２の動作として行う。

（２）上記（１）の構成において、前記電子機器は車両を走行させるためのエネルギーを生成するバッテリであり、前記第１の温度調節装置は、前記第２の温度調節装置に対して前記第２の動作を要求する要求信号を出力可能であり、前記第２の温度調節装置は、前記バッテリの温度が所定温度範囲外である場合には、前記第１の動作を行い、前記バッテリ温度が所定温度範囲内である場合には、前記要求信号に基づき、前記第２の動作を行うことができる。（２）の構成によれば、バッテリを適切な温度に維持しながら、第１の温度調節装置による温度調節動作を補助することができる。

ペルチェ素子に流れる電流の向きを変えるだけで、簡単に冷媒補助動作と暖房補助動作とを切り替えることができる。これにより、温度調節システムの構成を簡素化することができる。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記第１の熱交換媒体を前記ペルチェ素子の前記第１の面に導く第１の循環路と、前記電子機器の温度調節を行う第２の熱交換媒体を循環させるための第２の循環路と、前記第１の循環路を流れる前記第１の熱交換媒体と、前記第２の循環路を流れる前記第２の熱交換媒体との熱交換を許容する第２の熱交換部と、前記第１の熱交換部に前記第１の熱交換媒体を送る導入管と、前記第１の熱交換部から前記第１の熱交換媒体を排出する排出管と、前記第１の循環路を前記導入管及び前記排出管に接続する第１の位置と、前記第１の循環路を前記導入管及び前記排出管に接続しない第２の位置との間で動作する切替弁と、前記第１の動作の際に、前記切替弁を前記第２の位置に位置させ、前記第２の動作の際に、前記切替弁を前記第１の位置に位置させる弁制御部と、を有している。（３）の構成によれば、切替弁を動作させるだけで、第１及び第２の動作を切り替えることができる。また、車室内の温度調節を行うための第１の熱交換部と電子機器の温度調節を行うための第２の熱交換部とに送られる熱交換媒体が同じであるため、温度調節システムの構成を簡素化することができる。

（４）上記（１）〜（３）の構成において、車両を走行させるためのエネルギーを生成する内燃機関を有し、前記第１の熱交換媒体は、前記内燃機関の冷却媒体と同じ媒体とすることができる。（４）の構成によれば、第１の熱交換部の構成を大きく変えることなく、車室内の温度調節を補助するシステムを構成することができる。

（５）上記（１）〜（４）の構成において、前記第２の面に対して熱交換用の空気を供給する管路を設けることができる。

本発明によれば、電子機器と車室内とを効率よく温度調整することができる。

バッテリの温度を調節する調節システムを搭載した車両のブロック図である。温調用水が流れる経路であるバッテリ温調経路を示す図である。温調用水が流れる経路である空調補助経路を示す図である。温度調整装置における温度調整処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する

図１は、第１の実施形態に係る車両の一部における概略構成図である。本実施形態に係る車両１は、ペルチェ素子２を駆動することにより、バッテリ１００を温度調節する第１の動作と、エアコンユニット２００の温度調節動作を補助する第２の動作とを選択的に実行可能な温度調節装置（第２の温度調節装置に相当する）を有する。以下、車両１の各部の構成を詳細に説明する。

車両１は、ペルチェ素子２と、温調用熱交換器（第２の熱交換部に相当する）４と、温調用水循環路（第１の循環路に相当する）６と、ウォーターポンプ８と、バッテリ（電子機器に相当する）１００と、バッテリ温調経路（第２の循環路に相当する）１００Ａと、バッテリ温調送風機１１４と、切替弁１０と、空調補助用水導入管（導入管に相当する）１２ａと、空調補助用水排出管（排出管に相当する）１２ｂと、エアコンユニット（第１の温度調節装置に相当する）２００と、吸排熱用ダクト（管路に相当する）１４と、吸排熱用送風機１６と、ＥＣＵ（弁制御部に相当する）１８と、を含む。

バッテリ１００は、車両走行用のモータに供給される電力を蓄電する。車両は、バッテリ１００の電力により駆動されるモータとエンジン（内燃機関）とを備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、ハイブリッド自動車には、車両外部の電源によりバッテリ１００を充電可能なプラグインハイブリッド自動車が含まれる。

バッテリ１００は、複数の単電池１０２と、複数の単電池１０２が直列に接続されて構成される組電池を収容するケース１０４と、導入ダクト１１０と、排出ダクト１１２と、バッテリ温調送風機１１４と、バッテリ温度センサ１１６とを含む。なお、ケース１０４、導入ダクト１１０及び排出ダクト１１２により、バッテリ温調経路１００Ａが形成される。

単電池１０２は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、或いはキャパシタであってもよい。複数の単電池１０２が不図示のバスバーによって直列に接続されることで、１つの組電池が構成される。本実施形態では、４つの組電池を直列に接続することによりバッテリ１００を構成しているが、組電池の個数は適宜変更することができる。隣接する単電池１０２の間には、冷却または加熱のための空気が導通する隙間が形成されている。

ケース１０４は、複数の単電池１０２（組電池）を収容する。ケース１０４は、気密性の高いケースであり、外気や水などがケース１０４内に浸入しないように密閉構造とされている。ケース１０４は、一対のロアケース及びアッパーケースを含み、これらのロアケース及びアッパーケースは図示しない締結部材を用いて互いに固定されている。

導入ダクト１１０は、ケース１０４の内部に単電池１０２を冷却又は加熱するための空気を導入する。導入ダクト１１０は、バッテリ温調送風機１１４から送風され、温調用熱交換器４によって熱交換された空気をケース１０４の内部に導入する。

排出ダクト１１２は、ケース１０４の内部に導入され、各単電池１０２の冷却あるいは加熱に用いられた空気を排出する。

バッテリ温調送風機１１４は、バッテリ温調経路１００Ａの内部において空気を循環させるために動作する。バッテリ温調送風機１１４は、排出ダクト１１２と温調用熱交換器４との間に配置することができる。バッテリ温調送風機１１４は、シロッコ式のファン、クロスフロー型のファン、プロペラ式のファン、圧縮比のより高いブロワであってもよい。

バッテリ温度センサ１１６は、バッテリ１００の温度に関する情報を取得する。バッテリ温度センサ１１６は、各単電池１０２のそれぞれの温度を測定してもよいし、複数の単電池１０２の温度を測定してもよい。バッテリ温度センサ１１６は、取得したバッテリ１００の温度情報をＥＣＵ１８に出力する。ＥＣＵ１８は、バッテリ温度センサ１１６から取得した温度情報に基づき、上述した第１及び第２の動作を実行するが、詳細については後述する。

ペルチェ素子２は、２枚の金属板が貼り合わされた構造の半導体素子であり、２枚の金属板の接合部に電流を流すことで、一方の金属板が吸熱し、他方の金属板が発熱する。これにより、一方の金属板から他方の金属板に熱を移動させることができる。ペルチェ素子２に流れる電流の向きを逆向きにすることで、吸熱面と発熱面は入れ替わる。ペルチェ素子２の一方の面である温調部２１（第１の面に相当する）は、温調用水循環路６に接続されており、ペルチェ素子２の他方の面である吸排熱部２２（第２の面に相当する）は、吸排熱用ダクト１４に接続されている。なお、温調部２１及び吸排熱部２２は、熱交換を促進するヒートシンクを有していてもよい。この場合、温調部２１のヒートシンクは、温調用水循環路６の内部に配置することができる。また、吸排熱部２２のヒートシンクは、吸排熱用ダクト１４の内部に配置することができる。なお、ペルチェ素子２は、複数のペルチェ素子を有するペルチェモジュールであってもよい。

温調用水循環路６は、さらに、切替弁１０及び温調用熱交換器４に接続されている。ウォーターポンプ８が動作すると、温調用水循環路６の内部に貯留された水（第１の熱交換媒体に相当する。以下、「温調用水」という）は、ペルチェ素子２の温調部２１及び温調用熱交換器４を通過する際に温度調節される。

温調用熱交換器４は、温調用水循環路６の内部を流れる温調用水と、バッテリ温調経路１００Ａの内部を流れる空気（第２の熱交換媒体に相当する。以下、「温調風」という）との熱交換を許容する。温調用熱交換器４は、温調用水と温調風との熱交換が効率よく行われればいかなる構成であってもよく、例えば、温調用水が流れるチューブと、温調風と熱交換を行うフィンとを含む構成であってもよい。ウォーターポンプ８は、温調用水に圧力を加えて、温調用水循環路６の内部において温調用水を循環させる。

切替弁１０は、温調用水が循環する経路を空調補助経路に設定する第１の位置と、バッテリ温調経路に設定する第２の位置との間で動作する。ここで、バッテリ温調経路とは、図２に示すように、温調部２１、ウォーターポンプ８、切替弁１０、温調用熱交換器４、温調部２１の順に温調用水を循環させる経路のことである。空調補助経路とは、図３に示すように、温調部２１、ウォーターポンプ８、切替弁１０、ヒータコア２０６、切替弁１０、温調用熱交換器４、温調部２１の順に温調用水を循環させる経路のことである。

図３に図示するように、空調補助用水導入管１２ａは、温調部２１によって温度調整された温調用水をエアコンユニット２００に供給することにより、エアコンユニット２００の空調処理を補助する。ここで、エアコンユニット２００は、エアコンユニット送風機２０２と、エバポレータ２０４と、ヒータコア（第１の熱交換部に相当する）２０６と、エアコンＥＣＵ２０８とを含む。エアコンユニット送風機２０２は、エアコンユニット２００の内部に空気を取り込んで、エバポレータ２０４やヒータコア２０６に空気を供給する。

ヒータコア２０６は、エアコンユニット送風機２０２が動作することによりエアコンユニット２００の内部に取り込まれた空気を加熱する。ここで、エアコンユニット２００が通常の暖房動作を行う場合、エンジンを冷却することにより加熱された冷却水がヒータコア２０６の内部に取り込まれる。エアコンユニット２００がペルチェ素子２と協働して暖房動作を行う場合、エンジンを冷却することにより加熱された冷却水と、ペルチェ素子２により加熱され温調用水とがヒータコア２０６の内部に取り込まれる。

エバポレータ２０４は、エアコンユニット送風機２０２が動作することによりエアコンユニット２００の内部に取り込まれる空気を冷却する。ここで、エアコンユニット２００がペルチェ素子２と協働して冷房動作を行う場合、ペルチェ素子２により冷却された温調用水がヒータコア２０６の内部に取り込まれる。温調用水とエンジンの冷却水は水であってもよい。

ヒータコア２０６は、空気と水とを効率よく熱交換することができればいかなる構成であってもよく、例えば、水を流すチューブと、空気と熱交換を行うためのフィンを含む構成であってもよい。なお、エンジンから供給される冷却水が流れるチューブと、空調補助用水導入管１２ａから供給される温調用水が流れるチューブとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。これらのチューブが同じである場合、エンジン及び空調補助用水導入管１２ａから供給された水は、チューブ内において混合され、空気と熱交換を行う。これらのチューブが異なる場合、エンジンから供給される冷却水と、空調補助用水導入管１２ａから供給される温調用水は、互いに異なる位置で空気と熱交換を行う。空調補助用水導入管１２ａからヒータコア２０６に導入された温調用水は、エアコンユニット２００の内部に取り込まれた空気を温度調節した後、空調補助用水排出管１２ｂに排出される。

吸排熱用ダクト１４には、ペルチェ素子２の吸排熱部２２と熱交換を行う空気が流れる。吸排熱用ダクト１４には、吸排熱用送風機１６が設けられている。吸排熱用送風機１６が作動すると、吸排熱用ダクト１４の一端部から車外（又は車内）の空気が取り込まれる。吸排熱用ダクト１４の内部に取り込まれた空気は、吸排熱部２２で熱交換した後、吸排熱用ダクト１４の他端部から排出される。吸排熱用送風機１６は、シロッコ式のファン、クロスフロー型のファン、プロペラ式のファン、圧縮比のより高いブロワであってもよい。

ＥＣＵ１８は、種々の処理を行う。ＥＣＵ１８は、不図示の電源部からペルチェ素子２に対して電力を供給することにより、温調用水を加熱あるいは冷却するための処理を行う。ＥＣＵ１８は、ペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御する。上述したように、ペルチェ素子２に流れる電流の向きが変わると、ペルチェ素子２の発熱面と吸熱面とが入れ替わる。また、ＥＣＵ１８は、ペルチェ素子２を用いてバッテリ１００を温度調節する第１の動作と、ペルチェ素子２を用いてエアコンユニット２００の温度調節動作を補助する第２の動作とを選択的に実行するために、ペルチェ素子２とともに、バッテリ温調送風機１１４、吸排熱用送風機１６、ウォーターポンプ８及び切替弁１０の動作を制御する。

ＥＣＵ１８は、ＣＰＵあるいはＭＰＵなどのプロセッサ、メモリを含む。メモリに記憶されるプログラムをプロセッサが実行することで、上述した様々な処理を行う機能を実現する。なお、プロセッサとして、ＡＳＩＣ回路を備えてもよく、ＡＳＩＣ回路がＥＣＵ１８によって行われる処理の一部または全てを行ってもよい。なお、ＥＣＵ１８及びエアコンＥＣＵ２０８は、一体であってもよい。

第１の動作において、バッテリ１００を冷却する場合、ＥＣＵ１８は、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ吸熱側及び発熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０をバッテリ温調経路側に切り替えた状態で、バッテリ温調送風機１１４、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する（以下、この処理をバッテリ冷却処理という）。この場合、温調部２１は、バッテリ温調経路の内部を流れる温調用水から吸熱した熱を吸排熱部２２に伝熱することにより、温調用水を冷却する。また、冷却された温調用水は、ウォーターポンプ８が動作することによって、温調用熱交換器４に流入し、バッテリ温調経路１００Ａの内部の温調風が冷却される。この冷却された温調風は、バッテリ温調送風機１１４が動作することによって、バッテリ温調経路１００Ａの内部を循環し、バッテリ１００が冷却される。

一方、第１の動作において、バッテリ１００を加熱する場合、ＥＣＵ１８は、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ発熱側及び吸熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０をバッテリ温調経路側に切り替えた状態で、バッテリ温調送風機１１４、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する（以下、この処理をバッテリ加熱処理という）。この場合、吸熱熱部２２は、吸排熱用ダクト１４の内部を流れる空気から受熱した熱を温調部２１に伝熱することにより、温調用水を加熱する。また、加熱された温調用水は、ウォーターポンプ８が動作することによって、温調用熱交換器４に流入し、バッテリ温調経路１００Ａの内部の温調風が加熱される。この加熱された温調風は、バッテリ温調送風機１１４が動作することによって、バッテリ温調経路１００Ａの内部を循環し、バッテリ１００が加熱される。

第２の動作において、エアコンユニット２００の冷却動作を補助する場合、ＥＣＵ１８は、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ吸熱側及び発熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０を空調補助経路側に切り替えた状態で、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する（以下、この処理を冷房補助処理という）。この場合、温調部２１は、空調補助経路の内部を流れる温調用水から吸熱した熱を吸排熱部２２に伝熱することにより、温調用水を冷却する。また、冷却された温調用水は、ウォーターポンプ８が動作することによって、ヒータコア２０６に流入し、ヒータコア２０６の熱交換作用により、エアコンユニット２００の内部に取り込まれた空気が冷却される。これにより、エアコンユニット２００の内部に取り込まれた空気は、エバポレータ２０４及びヒータコア２０６双方の要素により冷却されるため、より効率的に車室内を冷却することができる。

第２の動作において、エアコンユニット２００の暖房動作を補助する場合、ＥＣＵ１８は、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ発熱側及び吸熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０を空調補助経路側に切り替えた状態で、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する（以下、この処理を暖房補助処理という）。この場合、吸排熱部２２は、吸排熱用ダクト１４の内部を流れる空気から受熱した熱を温調部２１に伝熱することにより、温調用水を加熱する。また、加熱された温調用水は、ウォーターポンプ８が動作することによって、ヒータコア２０６に流入し、ヒータコア２０６の熱交換作用により、エアコンユニット２００の内部に取り込まれた空気が加熱される。これにより、エアコンユニット２００の内部に取り込まれた空気は、ヒータコア２０６に流入した温調用水及びエンジンの冷却水の双方により加熱されるため、より効率的に車室内を暖めることができる。

エアコンＥＣＵ２０８は、エアコンユニット２００の動作を制御する。エアコンユニット２００が冷房動作を行う場合、エアコンＥＣＵ２０８は、エアコンユニット送風機２０２及びエバポレータ２０４を動作させる。また、エアコンＥＣＵ２０８は、ペルチェ素子２を用いた冷却補助動作が必要であるか否かを判別し、冷却補助動作が必要であると判別した場合には、ＥＣＵ１８に対して冷却補助動作を要求する要求信号を出力する。エアコンユニット２００が暖房動作を行う場合、エアコンＥＣＵ２０８は、エアコンユニット送風機２０２を作動させるとともに、エンジンからヒータコア２０６の内部に冷却水を取り込む取り込み処理を行う。また、エアコンＥＣＵ２０８は、ペルチェ素子２を用いた暖房補助動作が必要であるか否かを判別し、暖房補助動作が必要であると判別した場合には、ＥＣＵ１８に対して暖房補助動作を要求する要求信号を出力する。

次に、図４のフローチャートを参照しながら、ＥＣＵ１８が行う処理について説明する。

ステップ１０１において、ＥＣＵ１８は、バッテリ温度センサ１１６から、バッテリ１００の温度（Ｔｂ）に関する情報を取得し、バッテリ１００の温度が適性温度の範囲内であるか否かを判定する。ここで、適性温度とは、バッテリ１００が十分な入出力性能を得るのに必要な温度範囲のことである。図４では、適性温度を、一例として５℃以上４０℃以下に設定している。適性温度はバッテリ１００の種類などに応じて適宜変更することができる。なお、バッテリ１００の温度は、バッテリ温度センサ１１６から取得する場合に限られず、例えば吸気温度センサから取得することもできる。ここで、吸気温度センサは、バッテリ１００に吸気される空気の温度を取得する。

ＥＣＵ１８は、バッテリ１００の温度が適性温度範囲内ではないと判定した場合（ステップ１０１のＮｏ）、第１の動作、つまり、下記のステップ１０２〜１０４に示す処理を実行する。ステップ１０２において、ＥＣＵ１８は、バッテリ１００の温度が５℃未満であるか否かを判定する。

バッテリ１００の温度が５℃未満ではないと判定された場合（ステップ１０２のＮｏ）、つまり、バッテリ１００の温度が４０℃より高い場合、ステップ１０３において、ＥＣＵ１８は、第１の動作として、バッテリ１００を冷却するための処理を行う。すなわち、ＥＣＵ１８は、バッテリ冷却処理として、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ吸熱側及び発熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０をバッテリ温調経路側に切り替えた状態で、バッテリ温調送風機１１４、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する。

バッテリ１００の温度が５℃未満であると判定された場合（ステップ１０２のＹｅｓ）、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１８は、第１の動作として、バッテリ１００を加熱するための処理を行う。すなわち、ＥＣＵ１８は、バッテリ加熱処理として、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ発熱側及び吸熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０をバッテリ温調経路側に切り替えた状態で、バッテリ温調送風機１１４、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する。

ＥＣＵ１８は、バッテリ１００の温度が適性温度範囲内であると判定した場合（ステップ１０１のＹｅｓ）、第２の動作、つまり、下記のステップＳ１０５〜Ｓ１０８に示す処理を行う。ステップ１０５において、ＥＣＵ１８は、エアコンＥＣＵ２０８から、第２の動作を要求する要求信号が出力されたか否かを判別する。

第２の動作を要求する要求信号が出力されたと判別した場合（ステップ１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１０６において、ＥＣＵ１８は、冷房動作の補助を要求するものであるか否かを判定する（ステップ１０６）。

動作要求が冷房動作の補助を要求するものであると判定した場合（ステップ１０６のＹｅｓ）、ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１８は、エアコンユニット２００の冷房動作を補助するための処理を行う。すなわち、ＥＣＵ１８は、冷房補助処理として、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ吸熱側及び発熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０を空調補助経路側に切り替えた状態で、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する。

動作要求が冷房動作の補助を要求するものでない場合、つまり、動作要求が暖房動作を要求するものである場合（ステップ１０６のＮｏ）、ステップＳ１０８において、ＥＣＵ１８は、エアコンユニット２００の暖房動作を補助するための処理を行う。すなわち、ＥＣＵ１８は、暖房補助処理として、ペルチェ素子２の温調部２１及び吸排熱部２２がそれぞれ発熱側及び吸熱側となるようにペルチェ素子２に流れる電流の向きを制御するとともに、切替弁１０を空調補助経路側に切り替えた状態で、吸排熱用送風機１６及びウォーターポンプ８を駆動する。

ステップ１０３、ステップ１０４、ステップ１０７、および、ステップ１０８に移行した場合には、再びステップ１０１に戻り、同様の判定処理を繰り返す。

以上に説明した本実施形態によれば、バッテリ１００の温度調整を行うためのペルチェ素子２を用いて、車室内の空調を行うエアコンユニット２００の空調を補助することができる。従って、バッテリ１００の温度調整を行う必要が無い場合に、エアコンユニット２００の動作を補助することで、車室内の空調をより効率よく行うことができる。

また、本実施形態によれば、バッテリ１００の温度を調節する調節処理が、エアコンユニット２００の空調を補助する処理よりも優先して行われるため、バッテリ１００の温度調節を適切に行うことができる。

また、本実施形態によれば、ペルチェ素子２の温調部２１において熱交換を行う温調用水を、エンジンの冷却水と同じ媒体とすることで、エアコンユニット２００が元々備えるヒータコア２０６のチューブに、温調用水をそのまま流すことができる。従って、従来のエアコンユニット２００の構成を利用しながら、エアコンユニット２００の空調を補助することができる。

（変形例１）
上述の実施形態では、電子機器としてバッテリを例示したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、車両に搭載されるインバータ、コンバータを電子機器としてもよい。ここで、コンバータは、バッテリ１００から負荷（例えば、走行用のモータ）に供給される電圧を昇圧したり、或いはジェネレータで得られた回生エネルギーを蓄電する際に、電圧を降圧する。インバータは、バッテリ１００から供給される電力を直流から三相交流に変換して、負荷（例えば、走行用モータ）に供給する。この場合、インバータなどの他の電子機器の温度調節に用いられるペルチェ素子２を用いて、エアコンユニット２００の空調を補助することができる。

（変形例２）
上述の実施形態では、ＥＣＵ１８は、エアコンＥＣＵ２０８から出力される要求信号に基づき、第１及び第２の動作のいずれかを選択したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、第１及び第２の動作を乗員が選択できるように構成してもよい。この場合、第１及び第２の動作を選択するための選択部と、当該選択部が操作されることにより選択された動作を実行するＥＣＵ１８とが協働することにより、第１及び第２の動作のうちいずれかの動作が行われる。また、例えば、バッテリ１００の温度調節を行う必要がなく、かつ、エアコンユニット２００が空調動作を行っている場合、常に第２の動作が行われるように構成してもよい。

（変形例３）
上述の実施形態では、空調補助経路を介してヒータコア２０６に供給される熱交換媒体とエンジンの冷却水とを同じ媒体で構成したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、空調補助経路を介してヒータコア２０６に供給される熱交換媒体は、空気などの気体であってもよい。この場合、ヒータコア２０６には、エンジンの冷却水が導通するチューブと、空調補助経路から流入する気体が導通するチューブとが別体で設けられる。

また、空調補助経路を介してヒータコア２０６に供給される熱交換媒体が気体である場合、温調部２１において温度調節された気体を、温調用熱交換器４を介さずにバッテリ１００に直接吹き付ける構成であってもよい。この場合、バッテリ温調経路及び空調補助経路は、循環路でなくてもよい。すなわち、温調部２１から排気される気体を、バッテリ１００に直接吹き付ける経路と、エアコンユニット２００のヒータコア２０６に導入する経路とを設け、温度調節に用いられた気体を回収せずに車外に排気する構成であってもよい。

また、温調部２１とバッテリ１００との間に圧電素子を配置するとともに、温調部２１において温度調節された気体をエアコンユニット２００に供給する構成であってもよい。ここで、第１の動作を行う場合、圧電素子を介して温調部２１とバッテリ１００との間の熱交換が行われる。第２の動作を行う場合、電圧を印加することにより圧電素子を温調部２１（又はバッテリ１００）から離間させ、温調部２１及びバッテリ１００の熱交換を抑制するとともに、エアコンユニット２００に対して温度調節された気体を供給することにより、エアコンユニット２００の温度調節動作を補助することができる。

（変形例４）
上述の実施形態では、ハイブリッド自動車について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、バッテリ１００とエアコンユニット２００とを有する他の車両（例えば、電気自動車）にも適用することができる。例えば、エンジンではなく電気ヒータによって暖められた水をヒータコアに導入することにより車室内の温度を調節するエアコンユニットを備えた電気自動車において、上記実施形態と同様の方法でヒータコアに水を送液することにより、エアコンユニットの温度調節動作を補助することができる。

１温度調整装置２ペルチェ素子２１温調部２２吸排熱部
６温調用水循環路８ウォーターポンプ１０切替弁
１２空調補助用水循環路１４吸排熱用ダクト１６吸排熱用送風機
１８ＥＣＵ１００バッテリ１０２単電池１０４ケース
２００エアコンユニット２０２エアコンユニット送風機
２０４エバポレータ２０６ヒータコア２０８エアコンＥＣＵ

Claims

車両に搭載される電子機器と、
第１の熱交換部で温度調節された空気を車室内に送ることにより、車室内の温度調節を行う第１の温度調節装置と、
互いに熱交換を行う第１及び第２の面を有するペルチェ素子を駆動することにより前記電子機器の温度調節を行う第１の動作と、前記ペルチェ素子を駆動することにより温度調節された第１の熱交換媒体を、前記第１の熱交換部に送ることにより、前記第１の温度調節装置による温度調節動作を補助する第２の動作とを選択的に行う第２の温度調節装置と、を有し、
前記第２の温度調節装置は、前記第１の温度調節装置が冷房動作を行う場合、前記第１の面から前記第２の面に熱を移動させる冷房補助動作を前記第２の動作として行い、前記第１の温度調節装置が暖房動作を行う場合、前記ペルチェ素子に流れる電流の向きを前記冷房補助動作時とは反対方向にすることにより前記第２の面から前記第１の面に熱を移動させる暖房補助動作を前記第２の動作として行うことを特徴とする車両。
前記電子機器は車両を走行させるためのエネルギーを生成するバッテリであり、
前記第１の温度調節装置は、前記第２の温度調節装置に対して前記第２の動作を要求する要求信号を出力可能であり、
前記第２の温度調節装置は、前記バッテリの温度が所定温度範囲外である場合には、前記第１の動作を行い、前記バッテリの温度が前記所定温度範囲内である場合には、前記要求信号に基づき、前記第２の動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記第１の熱交換媒体を前記ペルチェ素子の前記第１の面に導く第１の循環路と、
前記電子機器の温度調節を行う第２の熱交換媒体を循環させるための第２の循環路と、
前記第１の循環路を流れる前記第１の熱交換媒体と、前記第２の循環路を流れる前記第２の熱交換媒体との熱交換を許容する第２の熱交換部と、
前記第１の熱交換部に前記第１の熱交換媒体を送る導入管と、
前記第１の熱交換部から前記第１の熱交換媒体を排出する排出管と、
前記第１の循環路を前記導入管及び前記排出管に接続する第１の位置と、前記第１の循環路を前記導入管及び前記排出管に接続しない第２の位置との間で動作する切替弁と、
前記第１の動作の際に、前記切替弁を前記第２の位置に位置させ、前記第２の動作の際に、前記切替弁を前記第１の位置に位置させる弁制御部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。
車両を走行させるためのエネルギーを生成する内燃機関を有し、
前記第１の熱交換媒体は、前記内燃機関の冷却媒体と同じ媒体であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の車両。
前記第２の面に対して熱交換用の空気を供給する管路を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の車両。