JP5942690B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

本発明は、電気モータを走行駆動源とする電気自動車に関する。

特許文献１に記載の電気自動車は、蓄電池を走行用直流電源として、交流電源に変換して誘導電動機を駆動する。さらに緊急時の電源として、駆動用エンジンで発電機を駆動して電力を得ることができる。得られた電力は、走行中には蓄電池の充電並びに走行用電源に使われる。

特許文献２に記載の電気自動車は、走行用モータを駆動する電源としてのバッテリと、空調装置の駆動源としての小型エンジンと、小型エンジンによって駆動される発電機と、を備える。暖房時には、小型エンジンの排熱を利用して暖房を行うともに、発電機の発電をバッテリに充電できる。さらに冷房時には、小型エンジンにより圧縮機を駆動して、エバポレータで冷風を作り、バッテリの電力を用いることなく空調を制御できる。

特許第２５９６４８８号公報 特開２０１０−１２９７０号公報

通常、電気自動車では、バッテリの電力を用いて、走行用モータを駆動して走行し、電気ヒータを運転して暖房を行い、電動圧縮機を運転して冷房を行う。また、バッテリの蓄電できるエネルギー密度は大きくないため、電気自動車は、ガソリン、軽油等の化石燃料を走行用の燃料とするガソリン車等に比べて、航続走行距離が短くなる。また、ガソリン車等はエンジンの排熱を暖房に利用できるが、電気自動車では、電気ヒータで暖房を行うことが航続走行距離を短くする一因になっている。

そこで、特許文献１、２によれば、発電用のエンジンと発電機とを搭載し、バッテリの電力が不足する時にエンジンを駆動させることで、発電と排熱の両方を空調に利用するとともに、電力消費の低減によって、航続走行距離の延長を図っている。しかしながら、前述のガソリン車等は、燃料に炭素を含むため、大気中への二酸化炭素の排出ゼロを実現することができない。

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、空調能力を確保しつつ、航続走行距離の延長及び二酸化炭素排出の抑制とが図れる電気自動車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、請求項１に記載の電気自動車に係る発明は、アンモニア錯体を内蔵する錯体タンク（３０）と、錯体タンクから放出されるアンモニアを発電するための燃料として用いる発電手段（４０）と、錯体タンクからアンモニアが放出されるときの吸熱作用を利用して冷房を提供し、錯体タンクへアンモニアが吸収されるときの発熱作用を利用して暖房を提供する空調装置（２２）と、発電手段によって発電される電力を蓄電するバッテリ（４）と、発電手段によって発電される電力を使用して駆動輪を駆動させる走行用モータ（２１１）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、錯体タンクからアンモニアが放出される場合に発電手段によって発電するとともに、放出されたアンモニアの吸熱作用により冷房を提供することができ、また、錯体タンクへアンモニアが吸収される場合にアンモニアの発熱作用により暖房を提供することができる。さらに錯体タンクから放出されるアンモニアを燃料として発電した電力は、バッテリに蓄電されたり、走行用モータの駆動に用いられたりする。このように、アンモニアは炭素を含まない燃料であるため、燃料として用いられる際に大気中へ二酸化炭素を排出せずに電気自動車の走行用電力を得ることができるとともに、アンモニアの放出、吸収によって生じる熱の利用により、空調を実施することができる。したがって、空調能力を確保しつつ、航続走行距離の延長及び二酸化炭素排出の抑制とが図れる電気自動車を提供することができるのである。

特許請求の範囲及び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って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
る。

本発明を適用する第１実施形態に係る電気自動車の概要構成を示す構成図である。 本発明に適用できるアンモニア錯体とその放出・吸収温度を示した図表である。 本発明を適用する第２実施形態に係る電気自動車の概要構成を示す構成図である。 本発明を適用する第３実施形態に係る電気自動車の概要構成を示す構成図である。 第３実施形態の電気自動車においてアンモニアの放熱及び吸収と温度及び圧力との関係を説明するための模式図である。

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せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明を適用する第１実施形態に係る電気自動車１について、図１及び図２を参照して説明する。電気自動車１は、アンモニア錯体を燃料として用いることにより、空調、発電を行う車両である。アンモニア錯体とは、アンモニアを配位子とする錯体である。

図１に示すように、電気自動車１は、車室内に供給する空気を空調するための空調ユニット２と、アンモニア錯体を燃料として用いて空調、発電を行う燃料ユニット３と、車両の駆動輪を駆動する走行用モータ２１１と、発電した電力を蓄電し、蓄電された電力が走行用モータ２１１等の運転に使用されるバッテリ４と、各種の電動部品を制御する制御装置５と、を備える。空調ユニット２は、電動圧縮機２００、凝縮器２０１、減圧装置２０３、及び蒸発器２０４を配管により環状に接続して構成される冷凍サイクル装置２０と、アンモニアを利用した空調装置の一例である熱交換器２２と、ヒータコア２１３と、を備える。

バッテリ４は、充電、放電が随時可能な二次電池であり、複数の電池セルを通電可能に接続してなる組電池で構成される。各電池セルは、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン電池、有機ラジカル電池であり、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などに配置される。

電動圧縮機２００は、電動モータによって駆動される吐出容量可変式の流体機械である。送風機２０２は、凝縮器２０１に対して熱交換コア部を通過する空気を供給し、当該空気は、電動圧縮機２００によって吐出された冷媒が凝縮器２０１で凝縮する際に熱交換して加熱される。送風機２０５は、蒸発器２０４に対して熱交換コア部を通過する空気を供給し、当該空気は、減圧装置２０３で減圧された冷媒が蒸発器２０４で蒸発する際に熱交換して冷却される。この蒸発器２０４で冷却された空気は、車室内に冷房空気として送風される。

ヒータ回路２１は、電動ポンプ２１０、走行用モータ２１１、アンモニアを燃料とする内燃機関２１２、及びヒータコア２１３を配管により環状に接続して構成される流体循環回路である。当該流体には、例えば、水、エチレングリコール等の冷却水を用いることができる。電動ポンプ２１０は、電動モータによって駆動される流量可変式の流体機械である。また、送風機２０５は、ヒータコア２１３に対しても熱交換コア部を通過する空気を供給する。

これらの構成により、電動ポンプ２１０が駆動されると、当該流体は、ヒータ回路２１中を循環し、走行用モータ２１１、内燃機関２１２を流通する際にこれらの熱を吸熱して加熱され、ヒータコア２１３を流通するときに放熱する。したがって、ヒータコア２１３は、走行用モータ２１１を含む発熱体の熱によって加熱された流体と、送風機２０５による送風空気とが熱交換して空気を加熱する。当該加熱された空気は、車室内に供給されて、車室内の暖房やシート暖房に活用される。また、当該加熱された空気をバッテリ４、走行用モータ２１１、インバータ等に送風するように構成すれば、低温始動時の熱源として利用でき、暖機運転を実施することができる。

また、ヒータ回路２１には、ラジエータを設けるようにしてもよい。ラジエータは、内燃機関２１２、走行用モータ２１１等によって温度上昇した流体を冷却する放熱用熱交換器である。ラジエータは、例えば、車両前部のグリルの後方となるエンジンルーム内の前方に配置することができる。また、ラジエータには、送風機によって供給される冷却用空気を通過させ、ラジエータの内部を流通する流体を冷却することができる。

燃料ユニット３は、１種類のアンモニア錯体を内蔵する錯体タンク３０と、錯体タンク３０から放出されたアンモニアを貯えるアンモニアタンク３１と、アンモニアが錯体タンク３０とアンモニアタンク３１間に強制的に流通するタンク間回路３２と、アンモニアが錯体タンク３０及び熱交換器２２に循環する空調用回路３４と、を備える。空調用回路３４には、錯体タンク３０内のアンモニアを熱交換器２２に供給するとともに、熱交換器２２から錯体タンク３０内へアンモニアを戻す電動ポンプ３４０が設けられている。電動ポンプ３４０は、電動モータによって駆動される流量可変式の流体機械である。

アンモニア錯体には、図２の図表に示す各種の錯体を使用することができる。これらのアンモニア錯体は、その特性として、吸収及び放出の発生する温度が図示するように定められている。錯体タンク３０に内蔵するアンモニア錯体は、使用温度に適合したものを採用すればよい。また、電気自動車１には、図示するように幅広い温度範囲で利用できるアンモニア錯体を選択することができる。

タンク間回路３２には、アンモニアタンク３１と錯体タンク３０を連絡する通路を開閉する電磁弁３２１が設けられ、電磁弁３２１が通路を開放する開状態であるときに錯体タンク３０内のアンモニアをアンモニアタンク３１に供給する電動圧縮機３２０が設けられている。電動圧縮機３２０は、錯体タンク３０内のアンモニアを取り出して、アンモニアタンク３１に加圧貯蔵する働きをする。アンモニアタンク３１と内燃機関２１２は、アンモニア供給通路３３によって連結されている。アンモニア供給通路３３には、アンモニアタンク３１と内燃機関２１２間を連通状態及び遮断状態にする電磁弁３３０が設けられている。したがって、アンモニアタンク３１内に加圧貯蔵されたアンモニアは、電磁弁３３０が通路を開放する開状態であるときに内燃機関２１２に供給され、内燃機関２１２でアンモニアが燃料として活用される。

内燃機関２１２には、機械エネルギーから電気エネルギーを得る電力機器である発電機４０が連結されている。内燃機関２１２は、アンモニア燃料を用いて運転することにより発電機４０を動かす動力源を発電機４０に対して供給する。発電機４０は、内燃機関２１２から得られた動力を用いて発電した電力をバッテリ４に供給する。当該電力はバッテリ４に蓄電される。バッテリ４は、蓄電した電力を、走行用モータ２１１、電動圧縮機２００、送風機２０２、送風機２０５、電動ポンプ２１０、電動圧縮機３２０、電動ポンプ３４０、電磁弁３２１、電磁弁３３０等の電源電力として供給する。制御装置５は、所定のプログラム及び各種の制御情報を用いた演算結果に基づいて、走行用モータ２１１、電動圧縮機２００、送風機２０２、送風機２０５、電動ポンプ２１０、電動圧縮機３２０、電動ポンプ３４０、電磁弁３２１、電磁弁３３０等の作動を制御する。

錯体タンク３０には、所定のアンモニア錯体が内蔵されており、図３に示す例では、（１）ＣａＣｌ_２・４ＮＨ_３＋４ＮＨ_３と（２）ＣａＣｌ_２・８ＮＨ_３との間で可逆反応が起こるアンモニア錯体が内蔵されている。すなわち、錯体タンク３０では、（１）の状態から（２）の状態に反応が進むと、アンモニアが吸収されることになり、（２）の状態から（１）の状態に反応が進むと、アンモニアが放出されることになる。

このように錯体タンク３０内部にアンモニアが発生する状態で電動圧縮機３２０が駆動されると、タンク間回路３２を介して錯体タンク３０内部のアンモニアがアンモニアタンク３１に供給され、加圧された状態で貯蔵される。また、電磁弁３２１が開状態に制御されると、アンモニアタンク３１内部のアンモニアがタンク間回路３２を介して錯体タンク３０に供給される。錯体タンク３０内部のアンモニアが増加すると、錯体タンク３０内部では、（１）の状態から（２）の状態への反応が進むようになる。したがって、発電機４０による発電要求の可否に応じて、制御装置５によって電動圧縮機３２０及び電磁弁３２１が制御されることにより、錯体タンク３０とアンモニアタンク３１との間でタンク間回路３２を介したアンモニアの供給と受給を継続的に行うことができる。

また、錯体タンク３０内部にアンモニアが発生する状態で電動ポンプ３４０が駆動されると、空調用回路３４を介して錯体タンク３０内部のアンモニアが熱交換器２２に供給され、アンモニアの吸熱作用により送風機２０５から供給される空気が冷却される。そして、車室内への送風空気を冷却したアンモニアは、空調用回路３４を介して錯体タンク３０に戻される。錯体タンク３０内部のアンモニアが増加すると、錯体タンク３０内部では、（１）の状態から（２）の状態への反応が進み、アンモニアが吸入されるためアンモニア錯体は発熱する。この状態で電動ポンプ３４０が駆動されると、空調用回路３４を介してアンモニア錯体が熱交換器２２に供給され、発熱作用により送風機２０５から供給される空気が加熱される。そして、車室内への送風空気を加熱したアンモニア錯体は、空調用回路３４を介して錯体タンク３０に戻される。

このように熱交換器２２は、錯体タンク３０からアンモニアが放出されるときの吸熱作用を利用して冷房を提供し、錯体タンク３０へアンモニアが吸収されるときの発熱作用を利用して暖房を提供する。すなわち、熱交換器２２は、錯体タンク３０からのアンモニア及びアンモニア錯体の供給により、冷房用の熱源と暖房用の熱源とを獲得でき、冷凍サイクル装置２０とは独立して個別に作動する冷暖房可能な空調装置を構成する。したがって、熱交換器２２は、冷凍サイクル装置２０を作動させることなく、電動ポンプ３４０の運転のみの電力消費により、暖房と冷房を提供することができる。熱交換器２２が提供する暖房は、バッテリ４、走行用モータ２１１、インバータ等に与えるように構成すれば、低温始動時の暖機運転を実施することができる。熱交換器２２が提供する冷房は、バッテリ４、走行用モータ２１１、インバータ等に与えるように構成すれば、所望の機能を発揮し得る適正温度となるように冷却運転を実施することができる。

次に、本実施形態の電気自動車１がもたらす作用効果について説明する。電気自動車１は、アンモニア錯体を内蔵する錯体タンク３０と、錯体タンク３０から放出されるアンモニアを発電するための燃料として用いる内燃機関２１２及び発電機４０と、錯体タンク３０からアンモニアが放出されるときの吸熱作用を利用して冷房を提供し、錯体タンク３０へアンモニアが吸収されるときの発熱作用を利用して暖房を提供する熱交換器２２と、発電機４０によって発電される電力を蓄電するバッテリ４と、発電機４０によって発電される電力を使用して駆動輪を駆動させる走行用モータ２１１と、を備える。

この構成によれば、錯体タンク３０からアンモニアが放出される場合に発電機４０によって発電するとともに、放出されたアンモニアの吸熱作用により冷房を提供することができる。また、錯体タンク３０へアンモニアが吸収される場合にはアンモニアの発熱作用により暖房を提供することができる。さらに錯体タンク３０から放出されるアンモニアを燃料として発電した電力は、バッテリ４に蓄電されたり、走行用モータ２１１の駆動に用いられたりする。

このように、アンモニアは炭素を含まない燃料であるため、例えばガソリン、軽油等の化石燃料と異なり、燃料として用いられる際に大気中へ二酸化炭素を排出せずに電気自動車の走行用電力を得ることができる。さらにアンモニアの放出、吸収によって生じる熱の利用により、空調を実施することができる。したがって、電気自動車１によれば、空調能力を確保しつつ、航続走行距離の延長を図り、かつ二酸化炭素排出の抑制を図ることができる。

また、従来の電気自動車では、毎日の走行距離が短距離であって、バッテリのみの電力供給によって走行することができ、かつバッテリへの充電が十分になされていた場合には、発電用の内燃機関が長時間運転されないことがある。このような状況では、燃料タンクに残った炭素を含む燃料が劣化し、内燃機関等に悪影響を及ぼすことがあった。第１実施形態の電気自動車１によれば、発電及び空調運転の燃料として炭素を含まないアンモニアを使用するため、上記の問題点を解消することができる。

また、従来の燃料電池により発電する電気自動車では、燃料として用いる気体の水素は体積エネルギー密度が小さく、仮に高圧の圧縮、冷却による液化、水素吸蔵合金の使用等によってエネルギー量の増加を図ったとしても、航続走行距離の延長が容易でなく、コストも要する。この点について、電気自動車１によれば、可逆反応により、アンモニア錯体からアンモニアを継続的に生成できるため、発電に要するコストを抑制でき、さらにアンモニアの吸収、放出に伴う発熱、吸熱を空調に利用するため、電力を消費する空調運転の実施を抑制できる。また、アンモニアは電動圧縮機３２０で圧縮されることにより、液化しやすく、体積エネルギー密度を上げることができ、アンモニア錯体にアンモニアを吸収させることによっても、体積エネルギー密度を増加することが可能である。以上のことから、電気自動車１によれば、空調能力の確保とともに、電気自動車の航続走行距離の延長に寄与することができる。

また、電気自動車１は、走行用モータ２１１を含む発熱体によって加熱された流体と熱交換して空気を加熱することにより暖房空気を提供するヒータコア２１３を備える。空調装置である熱交換器２２は、ヒータコア２１３とは個別に作動して暖房を提供する。

この構成によれば、ヒータ回路２１の流体が暖まっていない場合でも、アンモニアの吸収による熱交換器２２からの暖房供給によって、冷媒循環サイクルによる暖房運転を行うことなく、暖房能力を得ることができる。したがって、ヒータ回路２１の流体の熱量に関係なく、低温時に、電力消費を抑制したバッテリ４等の暖機運転を実施することができる。また、電動圧縮機等の運転しない暖房供給のため、電力消費を抑制した暖房を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態に対する他の形態である電気自動車１Ａについて図３を参照して説明する。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、異なる構成等のみ説明する。

図３に示すように、電気自動車１Ａは、走行用モータ２１１、バッテリ４等に対する電力供給手段として燃料電池２１４を備える。電気自動車１Ａは、さらに、アンモニアをアンモニアタンク３１に加圧状態で貯蔵するために流入させる電動圧縮機２００Ａを、空調ユニット２Ａの冷凍サイクル装置２０Ａにおいて冷媒を吐出する圧縮機としても使用する。すなわち、電気自動車１Ａは、加圧したアンモニアをアンモニアタンク３１に送るとともに、アンモニアタンク３１及び錯体タンク３０を連絡するタンク間回路３２Ａにアンモニアを循環させる電動圧縮機２００Ａを備える。電動圧縮機２００Ａは、冷媒として用いるアンモニアの吸熱作用によって車室内に送風される空気を空調する冷媒サイクル装置２０Ａにおいて、当該アンモニアを吸入及び吐出する圧縮機としても共用される。

この構成に伴い、燃料ユニット３Ａのタンク間回路３２Ａには、電動圧縮機２００Ａとアンモニアタンク３１とを連絡する通路を開閉する電磁弁３２２が設けられる。さらに、冷凍サイクル装置２０には、電動圧縮機２００Ａと凝縮器２０１とを連絡する通路を開閉する電磁弁２０６が設けられる。制御装置５によって電磁弁２０６を閉状態に、電磁弁３２２を開状態に制御して、電動圧縮機２００Ａを運転した場合には、錯体タンク３０内のアンモニアはアンモニアタンク３１に加圧状態で貯蔵される。一方、制御装置５によって電磁弁２０６を開状態に、電磁弁３２２を閉状態に制御して、電動圧縮機２００Ａを運転した場合には、冷媒サイクル装置２０Ａに充填されたアンモニアが冷媒として循環する。

つまり、電動圧縮機２００Ａは、冷媒サイクル装置２０Ａにおける冷媒の循環と、アンモニアタンク３１へのアンモニアの供給との両方の役目を果たし、燃料として用いられるアンモニアが冷媒サイクル装置２０Ａのアンモニア冷媒としても機能することになる。この構成により、冷媒と燃料の両方にアンモニアを共用することができ、２つの機能を有する電動圧縮機を１台で賄うことが可能になる。したがって、部品点数の低減及び作動流体の共通化が図れる電気自動車１Ａを提供できる。

アンモニアは水素原子と窒素原子とからなる化合物であるため、アンモニアを化学的に分解することにより水素を製造することが可能である。したがって、燃料電池２１４は、アンモニア供給通路３３Ａを介してアンモニアタンク３１から供給されるアンモニアを用いて、水素を生成するように構成されている。

さらに燃料電池２１４は、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する電池でもある。例えば、燃料電池２１４には、燃料電池スタックが外部ケーシング内に収容されて形成されている。燃料電池スタックは、プラス極とマイナス極との間に高分子電解質膜が挟まれて成るセルが複数直列に接続されて形成される。したがって、燃料電池２１４では、アンモニアから得られた水素を燃料として利用して、酸素と反応させて水を生成して電気を取り出す（水の電気分解の逆反応）。

燃料電池２１４は、発電した電力をバッテリ４に供給する。当該電力はバッテリ４に蓄電される。バッテリ４は、蓄電した電力を、走行用モータ２１１、電動圧縮機２００Ａ、送風機２０２、送風機２０５、電動ポンプ２１０、電動ポンプ３４０、電磁弁２０６、電磁弁３２１、電磁弁３２２、電磁弁３３０等の電源電力として供給する。ヒータ回路２１Ａは、電動ポンプ２１０、走行用モータ２１１、燃料電池２１４、及びヒータコア２１３を配管により環状に接続して構成される流体循環回路である。

また、燃料電池２１４は、発電効率確保のために運転中において一定温度（例えば８０℃以下）に維持される必要がある。電動ポンプ２１０が駆動されると、ヒータ回路２１Ａの流体は、ヒータ回路２１Ａ中を循環し、走行用モータ２１１、燃料電池２１４を流通する際にこれらの熱を吸熱して加熱され、ヒータコア２１３を流通するときに放熱する。このとき、走行用モータ２１１、燃料電池２１４等は、冷却される。特に燃料電池２１４の外部ケーシング内には、冷却媒体としての流体が流通できるようになっており、ヒータ回路２１Ａ中を循環する流体によって、燃料電池２１４の運転中の温度が一定温度以下に調節される。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態に対する他の形態である電気自動車１Ｂについて図４及び図５を参照して説明する。第３実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。以下、異なる構成等のみ説明する。

図４に示すように、電気自動車１Ｂは、走行用モータ２１１、バッテリ４等に対する電力供給手段として燃料電池２１４を備える。電気自動車１Ｂは、さらに、２個の錯体タンク３０Ａ，３０Ｂを有する燃料ユニット３Ｂを備える。燃料ユニット３Ｂは、錯体タンク３０Ａと、錯体タンク３０Ｂと、アンモニアタンク３１と、タンク間回路３２と、タンク間回路３２Ｂと、空調用回路３４と、空調用回路３４Ｂと、錯体タンク間通路３５と、を備える。錯体タンク３０Ａと錯体タンク３０Ｂには、異なる種類のアンモニア錯体が１種類ずつ内蔵されている。アンモニアタンク３１は、錯体タンク３０Ａ、錯体タンク３０Ｂのそれぞれから放出されたアンモニアをまとめて貯える。

タンク間回路３２Ｂでは、アンモニアが錯体タンク３０Ｂとアンモニアタンク３１間に強制的に流通する。タンク間回路３２Ｂには、アンモニアタンク３１と錯体タンク３０Ｂを連絡する通路を開閉する電磁弁３２１Ｂが設けられ、電磁弁３２１Ｂが通路を開放する開状態であるときに錯体タンク３０Ｂ内のアンモニアをアンモニアタンク３１に供給する電動圧縮機３２０Ｂが設けられている。電動圧縮機３２０Ｂは、錯体タンク３０Ｂ内のアンモニアを取り出して、アンモニアタンク３１に加圧貯蔵する働きをする。また、アンモニアタンク３１と内燃機関２１２は、アンモニア供給通路３３Ｂによって連結されている。

錯体タンク間通路３５は、錯体タンク３０Ａと錯体タンク３０Ｂとを連絡する通路である。錯体タンク間通路３５は、錯体タンク３０Ａの内部と錯体タンク３０Ｂの内部との間をアンモニアが行き来する通路を構成する。一方の錯体タンクの内部でアンモニアが過剰に内蔵されるようになった場合には、他方の錯体タンクへ錯体タンク間通路３５を介してアンモニアを移動させることができる。

空調用回路３４Ｂは、アンモニアが錯体タンク３０Ｂ及び熱交換器２２に循環する回路を構成する。空調用回路３４Ｂには、錯体タンク３０Ｂ内のアンモニアを熱交換器２２に供給するとともに、熱交換器２２から錯体タンク３０Ｂ内へアンモニアを戻す電動ポンプ３４０Ｂが設けられている。電動ポンプ３４０Ｂは、電動モータによって駆動される流量可変式の流体機械である。

バッテリ４は、蓄電した電力を、走行用モータ２１１、電動圧縮機２００、送風機２０２、送風機２０５、電動ポンプ２１０、電動圧縮機３２０、電動圧縮機３２０Ｂ、電動ポンプ３４０、電動ポンプ３４０Ｂ、電磁弁３２１、電磁弁３２１Ｂ、電磁弁３３０等の電源電力として供給する。制御装置５は、所定のプログラム及び各種の制御情報を用いた演算結果に基づいて、走行用モータ２１１、電動圧縮機２００、送風機２０２、送風機２０５、電動ポンプ２１０、電動圧縮機３２０、電動圧縮機３２０Ｂ、電動ポンプ３４０、電動ポンプ３４０Ｂ、電磁弁３２１、電磁弁３２１Ｂ、電磁弁３３０等の作動を制御する。

錯体タンク３０Ａ及び錯体タンク３０Ｂのそれぞれに内蔵するアンモニア錯体には、図２の図表に示す各種の錯体のうち、吸収及び放出の発生温度が異なる特性を有する錯体が採用される。錯体タンク３０Ａには、所定のアンモニア錯体が内蔵されており、図４に示す例では、（１Ａ）ＦｅＣｌ_２・２ＮＨ_３＋４ＮＨ_３と（２Ａ）ＦｅＣｌ_２・６ＮＨ_３との間で可逆反応が起こるアンモニア錯体が内蔵されている。すなわち、錯体タンク３０Ａでは、（１Ａ）の状態から（２Ａ）の状態に反応が進むと、アンモニアが吸収されることになり、（２Ａ）の状態から（１Ａ）の状態に反応が進むと、アンモニアが放出されることになる。

このように錯体タンク３０Ａの内部にアンモニアが発生する状態で電動圧縮機３２０が駆動されると、タンク間回路３２を介して錯体タンク３０Ａ内部のアンモニアがアンモニアタンク３１に供給され、加圧された状態で貯蔵される。また、電磁弁３２１が開状態に制御されると、アンモニアタンク３１内部のアンモニアがタンク間回路３２を介して錯体タンク３０Ａに供給される。錯体タンク３０Ａ内部のアンモニアが増加すると、錯体タンク３０Ａ内部では、（１Ａ）の状態から（２Ａ）の状態への反応が進むようになる。したがって、燃料電池２１４による発電要求の可否に応じて、制御装置５によって電動圧縮機３２０及び電磁弁３２１が制御されることにより、錯体タンク３０Ａとアンモニアタンク３１との間でタンク間回路３２を介したアンモニアの供給と受給を継続的に行うことができる。

また、錯体タンク３０Ｂには、所定のアンモニア錯体が内蔵されており、図４に示す例では、（１Ｂ）ＳｒＣｌ_２・８ＮＨ_３と（２Ｂ）ＳｒＣｌ_２・ＮＨ_３＋７ＮＨ_３との間で可逆反応が起こるアンモニア錯体が内蔵されている。すなわち、錯体タンク３０Ｂでは、（２Ｂ）の状態から（１Ｂ）の状態に反応が進むと、アンモニアが吸収されることになり、（１Ｂ）の状態から（２Ｂ）の状態に反応が進むと、アンモニアが放出されることになる。

このように錯体タンク３０Ｂの内部にアンモニアが発生する状態で電動圧縮機３２０Ｂが駆動されると、タンク間回路３２Ｂを介して錯体タンク３０Ｂ内部のアンモニアがアンモニアタンク３１に供給され、加圧された状態で貯蔵される。また、電磁弁３２１Ｂが開状態に制御されると、アンモニアタンク３１内部のアンモニアがタンク間回路３２Ｂを介して錯体タンク３０Ｂに供給される。錯体タンク３０Ｂ内部のアンモニアが増加すると、錯体タンク３０Ｂ内部では、（２Ｂ）の状態から（１Ｂ）の状態への反応が進むようになる。したがって、燃料電池２１４による発電要求の可否に応じて、制御装置５によって電動圧縮機３２０Ｂ及び電磁弁３２１Ｂが制御されることにより、錯体タンク３０Ｂとアンモニアタンク３１との間でタンク間回路３２Ｂを介したアンモニアの供給と受給を継続的に行うことができる。

また、錯体タンク３０Ｂ内部にアンモニアが発生する状態で電動ポンプ３４０Ｂが駆動されると、空調用回路３４Ｂを介して錯体タンク３０Ｂ内部のアンモニアが熱交換器２２に供給され、アンモニアの吸熱作用により送風機２０５から供給される空気が冷却される。そして、車室内への送風空気を冷却したアンモニアは、空調用回路３４Ｂを介して錯体タンク３０Ｂに戻される。錯体タンク３０Ｂ内部のアンモニアが増加すると、錯体タンク３０Ｂ内部では、（２Ｂ）の状態から（１Ｂ）の状態への反応が進み、アンモニアが吸入されるためアンモニア錯体は発熱する。この状態で電動ポンプ３４０Ｂが駆動されると、空調用回路３４Ｂを介してアンモニア錯体が熱交換器２２に供給され、発熱作用により送風機２０５から供給される空気が加熱される。そして、車室内への送風空気を加熱したアンモニア錯体は、空調用回路３４Ｂを介して錯体タンク３０Ｂに戻される。以上の錯体タンク３０Ｂ、空調用回路３４Ｂ、及び熱交換器２２を介した空調に関する作用は、錯体タンク３０Ａ、空調用回路３４、及び熱交換器２２を介した空調作用についても同様である。

電気自動車１Ｂは、アンモニアが放出される放出温度及びアンモニアが吸収される吸収温度が異なる２種類のアンモニア錯体を１種類ずつ内蔵する２個の錯体タンク３０Ａ及び錯体タンク３０Ｂを備える。この構成により得られる増温式のヒートポンプ効果について、図５を参照して説明する。

図５に示すように、電気自動車１Ｂでは、２個の錯体タンク３０Ａ，３０Ｂ間において、複数の温度レベルで反応が起こって錯体タンク間でのアンモニアのやり取りが生じ、しかもこれらの反応によって段階的に温度上昇させることが可能である。具体的には、２５８Ｋの温度レベルにおいて、錯体タンク３０Ｂで（１Ｂ）の状態から（２Ｂ）の状態への反応が発生し、アンモニアが放出されて熱吸収が起こる。そして、錯体タンク３０Ｂ内部のアンモニアが錯体タンク間通路３５を介して錯体タンク３０Ａに供給される。続いて、３２１Ｋの温度レベルにおいて、錯体タンク３０Ａで（１Ａ）の状態から（２Ａ）の状態への反応が発生し、アンモニアが吸収されて熱放出が起こる。これらの反応は、３．６６〜３．６９ｋＰａの圧力範囲で起こることを確認している。

次の段階では、４００Ｋの温度レベルにおいて、錯体タンク３０Ａで（２Ｂ）の状態から（１Ｂ）の状態への反応が発生し、アンモニアが放出されて熱吸収が起こる。そして、錯体タンク３０Ａ内部のアンモニアが錯体タンク間通路３５を介して錯体タンク３０Ｂに供給される。続いて、３２１Ｋの温度レベルにおいて、錯体タンク３０Ｂで（２Ｂ）の状態から（１Ｂ）の状態への反応が発生し、アンモニアが吸収されて熱放出が起こる。これらの反応は、１６２〜１６４ｋＰａの圧力範囲で起こることを確認している。

このような増温式に反応が遷移することにより、熱交換器２２は、複数の温度レベルにおいて、錯体タンク３０Ａや錯体タンク３０Ｂからアンモニアが放出されるときの吸熱作用を利用して冷房を提供するとともに、錯体タンク３０Ａや錯体タンク３０Ｂへアンモニアが吸収されるときの発熱作用を利用して暖房を提供する。すなわち、熱交換器２２は、錯体タンク３０Ａや錯体タンク３０Ｂからのアンモニア及びアンモニア錯体の供給により、冷房用の熱源と暖房用の熱源とを複数の温度レベルにおいて獲得できる。したがって、電気自動車１Ｂは、幅広い範囲の温度環境に対応できる各部の暖機運転と冷却運転とを提供することができるのである。

（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。

上記の第３実施形態では、アンモニアの放出温度及び吸収温度が異なる２種類のアンモニア錯体を１種類ずつ内蔵する２個の錯体タンク３０Ａ，３０Ｂを備える形態を説明したが、本願発明は、複数種類のアンモニア錯体を１種類ずつ内蔵する複数個の錯体タンクを備える場合に適用可能であり、第３実施形態で説明した作用効果と同様の作用効果を奏する。したがって、本願発明は、アンモニアの放出温度及び吸収温度が異なるアンモニア錯体をそれぞれ内蔵する錯体タンクを３個以上備える場合も含むものである。

上記の第３実施形態においては、燃料電池２１４を、第１実施形態で説明した内燃機関２１２及び発電機４０に置き換えるようにしてもよい。

４…バッテリ
２０Ａ…冷凍サイクル装置（冷媒サイクル装置）
２２…熱交換器（空調装置）
３０…錯体タンク
４０…発電機（発電手段）
２１１…走行用モータ

Claims (4)

1. アンモニア錯体を内蔵する錯体タンク（３０）と、
   前記錯体タンクから放出されるアンモニアを発電するための燃料として用いる発電手段（４０）と、
   前記錯体タンクからアンモニアが放出されるときの吸熱作用を利用して冷房を提供し、前記錯体タンクへアンモニアが吸収されるときの発熱作用を利用して暖房を提供する空調装置（２２）と、
   前記発電手段によって発電される電力を蓄電するバッテリ（４）と、
   前記発電手段によって発電される電力を使用して駆動輪を駆動させる走行用モータ（２１１）と、
   を備えることを特徴とする電気自動車。
2. 前記錯体タンクから放出されたアンモニアを貯えるアンモニアタンク（３１）と、
   加圧したアンモニアを前記アンモニアタンクに送るとともに、前記アンモニアタンク及び前記錯体タンクを連絡する回路（３２Ａ）にアンモニアを循環させる電動圧縮機（２００Ａ）と、を備え、
   前記電動圧縮機は、冷媒として用いるアンモニアの吸熱作用によって車室内に送風される空気を空調する前記冷媒サイクル装置（２０Ａ）において、当該アンモニアを吸入及び吐出する圧縮機としても共用されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記走行用モータを含む発熱体によって加熱された流体と熱交換して空気を加熱することにより暖房空気を提供するヒータコア（２１３）を備え、
   前記空調装置は、前記ヒータコアとは個別に作動して暖房を提供することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気自動車。
4. 前記錯体タンクは、アンモニアが放出される放出温度及びアンモニアが吸収される吸収温度が異なる複数種類のアンモニア錯体を１種類ずつ内蔵する複数個の錯体タンク（３０Ａ，３０Ｂ）から構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。

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