JP2017222239A - ハイブリッド車の二次電池加温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車において、蓄熱体の劣化を防止しつつ、二次電池を加温すると共に、製造コストを抑制しつつ、内燃機関の早期に暖機する。【解決手段】ハイブリッド車の二次電池加温装置は、内燃機関と、二次電池（リチウムイオン電池３）と、昇温手段（昇温デバイス６）とを備える。昇温手段は、潜熱蓄熱材６２と、内燃機関の冷却水が供給されかつ、潜熱蓄熱材に対して熱伝達するよう構成された冷却水貯留槽６７０と、冷却水貯留槽及び内燃機関の間で冷却水が循環するように構成された冷却水通路と、冷却水貯留槽内に配設されかつ、冷却水貯留槽内の冷却水を加温するように構成された電気ヒーター６３と、を有している。【選択図】図２

Description

ここに開示する技術は、ハイブリッド車の二次電池加温装置に関する。

特許文献１には、モーター駆動用の二次電池（バッテリ）を搭載した電気自動車において、二次電池を覆う蓄熱体と、蓄熱体を覆う断熱材と、蓄熱体の中に配設された電気ヒーターとを備えたシステムが記載されている。このシステムは、寒冷時に二次電池の温度が低下して二次電池の起電力が低下することにより、走行性能が低下してしまうことを防止する。

特開平１０−３２０２１号公報

前記特許文献１に記載されたシステムは、電気ヒーターに通電することにより、蓄熱体を通じて二次電池の温度を高める。しかしながら、例えば電気ヒーターが蓄熱体に片当りした場合、蓄熱体の一部分が過度に加熱されてしまい、蓄熱体の局所的な劣化を招く恐れがある。

また、前記特許文献１に記載されたシステムを、内燃機関と走行用モーターとを搭載した、いわゆるハイブリッド自動車（Hybrid Electric Vehicle：ＨＥＶ）に適用した場合、寒冷時のような低温環境下では、内燃機関を始動する際に、内燃機関の早期の暖機が要求される。そこで、二次電池の温度を高めるための電気ヒーターとは別に、内燃機関の冷却水を暖めるためのヒーターを新設することが考えられるものの、そのような構成は、ヒーターを新設する分、コストアップを招くため不都合である。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハイブリット車において、蓄熱体の劣化を防止しつつ、二次電池を加温すると共に、製造コストを抑制しつつ、内燃機関を早期に暖機することにある。

ここに開示する技術は、ハイブリッド車の二次電池加温装置に係る。この装置は、車両に搭載した内燃機関と、前記車両に搭載した二次電池と、前記二次電池の電力によって駆動するよう構成されたモーターと、前記二次電池の温度を高めるよう構成された昇温手段と、を備える。

そして、前記昇温手段は、前記二次電池を覆いかつ、前記二次電池に熱を供給するよう構成された潜熱蓄熱材と、前記内燃機関の冷却水が供給されかつ、前記潜熱蓄熱材に対して熱伝達するよう構成された冷却水貯留槽と、前記冷却水貯留槽及び前記内燃機関の間で、前記冷却水が循環するように構成された冷却水通路と、前記冷却水貯留槽内に配設されかつ、前記冷却水貯留槽内の前記冷却水を加温するように構成された電気ヒーターと、を有する。

この車両は、モーターと内燃機関との双方を搭載した、いわゆる、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）である。ハイブリッド自動車のうち、外部電源によって二次電池を充電することが可能な、いわゆるプラグインハイブリッド自動車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle：ＰＨＥＶ）としてもよい。尚、車両は、四輪自動車に限定されるものではない。

前記の構成によると、電気ヒーターに通電をすることによって、冷却水貯留槽内で冷却水が加温される。加温された冷却水は、冷却水貯留槽と内燃機関との間で、冷却水通路を介して循環する。これによって、内燃機関の早期の暖機を図ることが可能になる。

その一方で、冷却水貯留槽は、潜熱蓄熱材に対して熱伝達するよう構成されていると共に、潜熱蓄熱材は、二次電池に熱を供給するよう構成されている。従って、電気ヒーターが冷却水貯留槽内の冷却水を加温すると、加温された冷却水を介して、潜熱蓄熱材、ひいては二次電池の温度が高まる。前記特許文献１に記載のシステムとは異なり、電気ヒーターと潜熱蓄熱材とは直接的には接触していないから、電気ヒーターと潜熱蓄熱材との片当り等に起因した、潜熱蓄熱材の劣化を防止することが可能になる。

さらに、前記の構成によると、内燃機関を暖機するための電気ヒーターと、二次電池を加温するための電気ヒーターとを個別に設けるのではなく、冷却水貯留槽内に配設した一台の電気ヒーターによって、内燃機関の暖機と、二次電池の加温との両方を行うことができる。そのことで、製造コストを抑制することが可能になる。

このように、前記の構成によれば、潜熱蓄熱材の劣化を防止しつつ、二次電池を加温することと、製造コストを抑制しつつ、内燃機関を早期に暖機することとを両立できる。

また、前記内燃機関の排気系に設けられかつ、排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置を備え、前記冷却水通路には、前記排気系において前記触媒装置の下流側に配置されかつ、排気ガスの熱によって前記冷却水を加温するように構成された排熱回収部が介設されている、としてもよい。

ここで、「排気系」は、内燃機関が排出する排気ガスが通過する経路を意味する。

この構成によると、冷却水、ひいては二次電池を加温する際に、排熱を利用する。電気ヒーターの代わりに排熱を使用したり、排熱を使用した分だけ電気ヒーターへ通電する電力を低減したりすることで、二次電池に蓄えられた電力を節約しつつ、二次電池を加温することが可能になる。また、排熱と電気ヒーターとを併用することで、二次電池を早期に加温することも可能になる。

その上、触媒装置の下流側に排熱回収部を配設することで、排熱回収部は、触媒装置を通過した後の排気ガスから熱を回収することになる。そのことで、触媒装置の活性化を妨げることなく、排熱を回収することが可能になる。

また、前記冷却水貯留槽内には、該冷却水貯留槽内の前記冷却水に熱を供給するよう構成された第２の潜熱蓄熱材が配設されている、としてもよい。

この構成によると、冷却水、ひいては二次電池を加温する際に、第２の潜熱蓄熱材が供給する熱を利用する。電気ヒーターの代わりに第２の潜熱蓄熱材を使用したり、第２の潜熱蓄熱材が供給する熱の分だけ電気ヒーターへ通電する電力を低減したりすることで、二次電池に蓄えられた電力を節約しつつ、二次電池を加温することが可能になる。また、第２の潜熱蓄熱材と電気ヒーターとを併用することで、二次電池を早期に加温することも可能になる。

特に、電気ヒーターの代わりに第２の潜熱蓄熱材を用いることで、二次電池のＳＯＣに拘わらず、二次電池の温度を速やかに高めることが可能になる。このことは、特に低温環境下において回生充電を早期に可能にし、ひいては燃費の向上を図る上で有利になる。

また、前記昇温手段には、前記潜熱蓄熱材と前記冷却水貯留槽との間に介在しかつ、液体が供給される蒸発槽が設けられ、前記蒸発槽は、前記液体が所定の温度帯において蒸発することにより、前記潜熱蓄熱材を所定の溶融温度に保持するように構成されている、としてもよい。

ここで、「所定の温度帯」は、二次電池の充電が可能となる温度を含む温度帯としてもよい。

蒸発槽を介在させたことで、潜熱蓄熱材及び二次電池を所定の溶融温度に保持することが可能になる。そのことで、例えば、第２の潜熱蓄熱材が凝固する温度帯を、潜熱蓄熱材よりも高めに設定したとしても、潜熱蓄熱材及び二次電池の過度の加熱を防止して、双方を適温に保つことが可能になる。このことは、冷却水及び二次電池を早期に加温することと、二次電池の過度の加温を防止することとを両立させる上で有効である。特に、内燃機関の始動時においては、冷却水を早期に加温することで、内燃機関を早期に暖機する上で有効となる。

また、前記昇温手段を通じて前記二次電池の温度を調整するよう構成された制御手段を備え、前記制御手段は、前記車両が駐車している時、前記冷却水の水温が所定値を超えているときには前記冷却水を循環させる一方、前記冷却水の水温が前記所定値以下のときには前記冷却水の循環を停止するように構成されている、としてもよい。

車両が駐車している時、冷却水の水温は、次第に低下する。

この構成によると、冷却水が比較的高温のときには、冷却水を循環させることで、内燃機関と、二次電池との両方を保温することが可能になる。そうすることで、例えば、車両が次に発進するときに、内燃機関が十分に暖機された状態でかつ、二次電池が回生充電可能な状態から始動することが可能になる。その後、制御手段は、冷却水の水温が低下したときに、冷却水の循環を停止する。そうすることで、電気ヒーターや、第２の潜熱蓄熱材が供給する熱を、二次電池の加温に集中的に利用することが可能になる。そのことで、二次電池を早期に加温する上で有利になる。

さらに、前記制御手段は、前記冷却水の循環が停止した後、前記潜熱蓄熱材の温度に基づいて、前記第２の潜熱蓄熱材の発熱を開始するように構成されている、としてもよい。

冷却水の水温が低下すると、潜熱蓄熱材の温度も、それに応じて低下する。

この構成によると、制御手段は、例えば、潜熱蓄熱材の温度が低下して、二次電池を十分に保温することが出来なくなったときに、第２の潜熱蓄熱材の発熱を開始する。そのように設定することで、第２の潜熱蓄熱材が蓄えた熱を、二次電池の加温に無駄なく利用することが可能になる。

以上説明したように、前記のハイブリッド車の二次電池加温装置によると、蓄熱体の劣化を防止しつつ、二次電池を加温すると共に、製造コストを抑制しつつ、エンジンを早期に暖機することができる。

図１は、二次電池加温装置を搭載した車両システムの構成を示す図である。 図２は、昇温デバイスの構成を概念的に示す図である。 図３は、潜熱蓄熱材の特性を例示する図である。 図４は、電池の保温制御を示すフローチャートである。 図５は、低温環境下でのエンジン始動時のエンジン及び電池の昇温制御を示すフローチャートである。 図６は、エンジン及び電池の昇温制御時の冷却水温及び電池温度の変化を例示する図である。 図７は、二次電池加温装置を搭載した、図１とは異なる車両システムの構成を示す図である。 図８は、低温環境下でのエンジン始動時のエンジン及び電池の昇温制御を示すフローチャートである。 図９は、触媒装置、エンジンの冷却水、及びリチウムイオン電池の温度変化を例示する図である。 図１０は、昇温デバイスの構成を概念的に示す図である。 図１１は、電池の保温制御を示すフローチャートである。

以下、ここに開示するハイブリッド車の二次電池加温装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。尚、以下の説明は例示である。図１は、二次電池加温装置を搭載した車両システム１の構成を示している。この車両は、例えば四輪のＨＥＶ又はＰＨＥＶである。尚、ここに開示する二次電池加温装置が搭載可能な車両は、四輪自動車に限定されない。

車両システム１は、エンジン１１と、モータージェネレータ２と、二次電池であるリチウムイオン電池３と、を備えている。エンジン１１は、例えば多気筒の内燃機関である。エンジン１１は、変速機１２を介して駆動輪２１に連結されている。リチウムイオン電池３は、モータージェネレータ２に接続されている。

モータージェネレータ２は、エンジン１１に連結されている。具体的にモータージェネレータ２は、この構成例では、エンジン１１のクランク軸に、例えばベルトを介して連結されたＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。この車両は、いわゆる、マイクロ又はマイルドハイブリッド自動車である。リチウムイオン電池３の容量は、比較的小さい。エンジン１１及び／又はモータージェネレータ２が駆動輪２１を駆動することによって、車両は走行する。

モータージェネレータ２は、リチウムイオン電池３からの電力の供給を受けて原動機として機能する。モータージェネレータ２は、エンジン１１の始動時には、エンジン１１のクランキングを行う。また、モータージェネレータ２は、エンジン１１の運転中には、エンジン１１のアシストを行う。さらに、モータージェネレータ２は、発電機としても機能する。モータージェネレータ２は、車両の減速走行時に発電を行う。リチウムイオン電池３は、モータージェネレータ２の発電電力によって回生充電される。

モータージェネレータ２と、リチウムイオン電池３との間には、インバータ２２が介設している。インバータ２２は、モータージェネレータ２の駆動及び発電を制御する。

リチウムイオン電池３とインバータ２２との間には、切替スイッチ５２が介設している。切替スイッチ５２は、リチウムイオン電池３からの電力を、モータージェネレータ２と、後述する昇温デバイス６との間で切り替えるよう構成されている。

昇温デバイス６は、リチウムイオン電池３の温度が低いときに、リチウムイオン電池３の温度を高めるように構成されている。昇温デバイス６は、詳細は後述するが、例えば、−３０℃といった低温環境下において、リチウムイオン電池３の温度を高める。

図２は、昇温デバイス６の構成を示している。図２において符号３１は、リチウムイオン電池３を構成する、複数の電池セルを示している。複数の電池セル３１は、電気的に、互いに接続されている。昇温デバイス６は、主に、電池セル３１を覆うように設けられた断熱筐体６１及び断熱蓋６１１と、断熱筐体６１内に充填され、それによって電池セル３１を覆うように設けられた潜熱蓄熱材６２と、エンジン１１の冷却水が供給されかつ、潜熱蓄熱材６２に対し熱伝達するよう構成された冷却水貯留槽６７０と、冷却水貯留槽６７０及びエンジン１１の間で、冷却水が循環するように構成された冷却水通路６７と、冷却水貯留槽６７０内に配設されかつ、冷却水貯留槽６７０内の冷却水を加温するように構成された電気ヒーター６３とを有している。

各電池セル３１は、電気的に互いに接続される部分を除くほぼ全体が、断熱筐体６１及び潜熱蓄熱材６２に覆われている。各電池セル３１の電気的に互いに接続されている部分は、断熱蓋６１１と断熱筐体６１とに覆われている。こうすることにより、各電池セル３１と潜熱蓄熱材６２との間の熱伝達が良好になると共に、各電池セル３１と、断熱筐体６１及び断熱蓋６１１の外部との断熱性も良好になる。尚、図２は、昇温デバイス６の構成を概念的に示すものであり、昇温デバイス６の具体構成は、図２に示す構成に限定されるものではない。

潜熱蓄熱材６２は、所定の温度帯において凝固するように構成されている。所定の温度帯は、３０℃前後において設定された温度帯である。この温度帯は、リチウムイオン電池３の充電レートが低下しない温度帯である。３０℃前後の温度帯で凝固する潜熱蓄熱材６２は、例えば、パラフィン系潜熱蓄熱材とすることが可能である。潜熱蓄熱材６２は、３０℃前後の温度帯において蓄熱をする。

図３は、潜熱蓄熱材６２の特性を例示している。パラフィン系潜熱蓄熱材の構成に応じて、蓄熱温度帯が変化する。図例のパラフィン系潜熱蓄熱材は、温度Ｔ３において溶融が開始し、温度Ｔ４において溶融が完了する特性を有している。

冷却水貯留槽６７０は、エンジン１１の冷却水が流れる冷却水通路６７に接続されている。この冷却水通路６７は、図１に図示しないラジエータを含む冷却水循環通路とは独立して設けられている。冷却水通路６７は、エンジン１１から冷却水貯留槽６７０に至る往路６７１と、冷却水貯留槽６７０からエンジン１１に至る復路６７２と、を有している。往路６７１には、開閉バルブ６７３と、ポンプ６７４とが介設している。開閉バルブ６７３を開けかつ、ポンプ６７４を駆動することによって、エンジン１１と冷却水貯留槽６７０との間で、冷却水が循環する。

昇温デバイス６は、冷却水貯留槽６７０内に配設された電気ヒーター６３に通電することによって、冷却水及び潜熱蓄熱材６２を通じて、電池セル３１の温度を高める。電池セル３１の温度は、潜熱蓄熱材６２の凝固温度に保たれる。潜熱蓄熱材６２を通じてリチウムイオン電池３を昇温することによって、リチウムイオン電池３を加熱し過ぎることが回避される。

リチウムイオン電池３の温度が所定の温度帯に至った状態で、電気ヒーター６３の通電を停止すると、潜熱蓄熱材６２及び電池セル３１と、外部環境とは、断熱筐体６１及び断熱蓋６１１によって断熱されているため、電池セル３１の温度低下が抑制される。また、電池セル３１の温度が下がろうとしても、潜熱蓄熱材６２の放熱により、電池セル３１の温度が、潜熱蓄熱材６２の凝固温度に保たれる。こうして、昇温デバイス６は、リチウムイオン電池３の温度を、所定の温度帯に長時間維持する。

昇温デバイス６はまた、電気ヒーター６３に通電することによって、冷却水の温度を高めるから、エンジン１１の冷間時には、エンジン１１の暖機も促進する。

昇温デバイス６はさらに、エンジン１１の冷却水の温度が高いときには、電気ヒーター６３に通電しなくても、冷却水貯留槽６７０内の冷却水から潜熱蓄熱材６２に熱を伝えて、潜熱蓄熱材６２及び電池セル３１の温度を高めることが可能である。

図１に戻り、車両システム１は、コントローラ７を備えている。コントローラ７は、エンジン１１及びインバータ２２の制御を通じて車両の走行制御を行う。

リチウムイオン電池３には、電池の温度を検知する温度センサ７１が設けられている。温度センサ７１は、検知信号をコントローラ７に出力する。また、昇温デバイス６には、潜熱蓄熱材６２の温度を検知する温度センサ７２が設けられている。温度センサ７２も、検知信号をコントローラ７に出力する。また、車両システム１は、エンジン１１の冷却水温を検知する水温センサ７３及び外気温を検知する外気温センサ７４を備えている。水温センサ７３及び外気温センサ７４は、それぞれ検知信号を、コントローラ７に出力する。

コントローラ７は、これらのセンサ信号に基づいて、切替スイッチ５２、昇温デバイス６の電気ヒーター６３、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３及びポンプ６７４をそれぞれ制御し、リチウムイオン電池３の温度調整を行う。

図４は、コントローラ７が実行する、リチウムイオン電池３の温度調整の制御手順を示すフローチャートである。このフローは、低温環境下において、リチウムイオン電池３の温度低下を抑制しかつ、リチウムイオン電池３の温度を所定の温度帯で、長く維持するための制御である。

先ず、スタート後のステップＳ４１で、コントローラ７は、車両停止か、又は、エンジン停止か否かを判定する。ステップＳ４１の判定がＮＯのときには、ステップＳ４１を繰り返す。判定がＹＥＳのときには、ステップＳ４２に移行する。

ステップＳ４２で、コントローラ７は、外気温センサ７４の検出信号に基づいて、外気温度が所定値Ｔ１以下であるか否かを判定する。所定値Ｔ１は、例えば０℃以下の値で適宜設定すればよい。外気温度が所定値Ｔ１以下であるときには、リチウムイオン電池３の温度が次第に低下することによって、リチウムイオン電池３の温度が所定の温度帯を下回ってしまう恐れがある。ステップＳ４２の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４２の判定がＮＯのときには、リターンする。

ステップＳ４３で、コントローラ７は、水温センサ７３の検出信号に基づいて、冷却水の水温が、所定値Ｔ２を超えているか否かを判定する。ステップＳ４３でＹＥＳのときにはステップＳ４４へ移行し、ＮＯのときにはステップＳ４６に移行する。ここでは、例えば暖機したエンジン１１の停止直後で、冷却水の水温が所定値Ｔ２を超えているとして、説明を続ける。

ステップＳ４４で、コントローラ７は、冷却水を昇温デバイス６に供給する。具体的には、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３を開けると共に、ポンプ６７４を作動させる。これにより、エンジン１１と冷却水貯留槽６７０との間で、温度の高い冷却水を循環させる。冷却水貯留槽６７０から潜熱蓄熱材６２に熱が伝わり、潜熱蓄熱材６２の温度が高まる。また、リチウムイオン電池３も昇温する。

ステップＳ４４に続くステップＳ４５で、コントローラ７は、潜熱蓄熱材６２の温度が、所定温度Ｔ３以上か否かを判定する。所定温度Ｔ３は、図３に示すように、潜熱蓄熱材６２が溶融を開始する温度である。ステップＳ４５の判定がＮＯのときには、ステップＳ４３に戻り、潜熱蓄熱材６２の昇温を継続する。

エンジン１１が停止しているため、冷却水の温度は次第に低下する。ステップＳ４３において冷却水の温度が所定値Ｔ２以下になれば、フローはステップＳ４６に移行する。

ステップＳ４６で、コントローラ７は、リチウムイオン電池３のＳＯＣが、所定ＳＯＣを超えているか否かを判定する。リチウムイオン電池３のＳＯＣは、適宜の方法で、推定又は検知することが可能である。ステップＳ４６は、リチウムイオン電池３のＳＯＣが、電気ヒーター６３に通電可能な程度のＳＯＣであるか否かを判定する。ステップＳ４６の判定がＮＯであれば、電気ヒーター６３を通電せずに、フローはリターンする。一方、ステップＳ４６の判定がＮＯであれば、ステップＳ４７に移行する。

ステップＳ４７で、コントローラ７は、電気ヒーター６３に通電を行う。このときに、コントローラ７は、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３を閉じると共に、ポンプ６７４を停止する。これにより、冷却水貯留槽６７０内の冷却水を、電気ヒーター６３によって効率的に昇温する。冷却水を通じて潜熱蓄熱材６２が昇温し、リチウムイオン電池３もまた、昇温する。

ステップＳ４５で、潜熱蓄熱材６２の温度が所定温度Ｔ３以上になれば、フローはステップＳ４８に移行する。ステップＳ４８で、コントローラ７は、ステップＳ４４又はステップＳ４７において行われる潜熱蓄熱材６２の加温を停止する。

ステップＳ４９では、リチウムイオン電池３の温度が所定温度ＴＳを下回ったか否かを判定する。所定温度ＴＳは、例えばリチウムイオン電池３の充電ができなくなる温度として、適宜設定してもよい。ステップＳ４９のフローがＮＯのときには、ステップＳ４９を繰り返す。

潜熱蓄熱材６２及び電池セル３１と、外部環境とは、断熱筐体６１及び断熱蓋６１１によって断熱されているため、電池セル３１の温度低下が抑制される。また、電池セル３１の温度が下がろうとしても、蓄熱している潜熱蓄熱材６２が放熱を行うことにより、電池セル３１の温度が、潜熱蓄熱材６２の凝固温度に保たれる。こうして、昇温デバイス６は、低温環境下においても、リチウムイオン電池３の温度を、所定温度ＴＳ以上に、長時間維持する。

リチウムイオン電池３の温度が低下して、ステップＳ４９の判定がＹＥＳになれば、フローは、ステップＳ４３に戻る。これにより、エンジン１１の冷却水によって、又は、電気ヒーター６３によって、潜熱蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３の昇温が行われる。

尚、図４に示すフローは、車両が走行、又は、エンジン１１が始動すれば、終了する。

この制御のように、低温環境下において、リチウムイオン電池３の温度を所定の温度帯に維持することが可能になる。その結果、車両が次に発進するときに、リチウムイオン電池３が十分に暖められた状態で始動することが可能になる。リチウムイオン電池３は、その充電に係る性能（例えば充電受入性）を、常温環境下と同様に発揮することが可能となり、ひいては燃費の向上を図る上で有利になる。

潜熱蓄熱材６２を、エンジン１１の冷却水を介して昇温することで、電気ヒーター６３と潜熱蓄熱材６２との片当り等に起因した、潜熱蓄熱材６２の局所的な劣化を防止することができる。また、車両の停車、又は、エンジン１１の停止直後の場合、冷却水が比較的高温であるため、リチウムイオン電池３の昇温を図る上で有利になる。

尚、コントローラ７は、車両の走行中に、リチウムイオン電池３の温度が低下したときには、昇温デバイス６の電気ヒーター６３に通電をすることによって、リチウムイオン電池３の昇温を行う。例えば、減速回生の頻度が大きいときには、コントローラ７は、回生電力の一部を電気ヒーター６３に供給し、残りをリチウムイオン電池３に供給すればよい。尚、リチウムイオン電池３の昇温が不要なときには、回生電力は全てリチウムイオン電池３に供給される（但し、リチウムイオン電池３のＳＯＣの制限内で充電が行われる）。また、減速回生の頻度が小さいとき（例えば高速一定速での走行時等）には、リチウムイオン電池３の電力の一部を、昇温デバイス６の電気ヒーター６３に供給することによって、リチウムイオン電池３の温度を昇温させればよい。また、車両の走行中にリチウムイオン電池３の昇温を行う際にも、エンジン１１の冷却水を利用すればよい。

図５は、エンジン１１の低温始動時におけるリチウムイオン電池３の温度調整の制御手順を示すフローチャートである。先ずスタート後のステップＳ５１で、コントローラ７は、エンジン１１が始動したか否かを判定する。ステップＳ５１の判定がＮＯのときには、ステップＳ５１を繰り返す。ステップＳ５１の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ５２に移行する。

ステップＳ５２で、コントローラ７は、エンジン１１及び昇温デバイス６間で、冷却水を循環させる。具体的に、コントローラ７は、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３を開けると共に、ポンプ６７４を駆動する。

ステップＳ５３で、コントローラ７は、エンジン１１を冷却水昇温モードで運転する。具体的に、コントローラ７は、冷却損失が増えるよう、例えばエンジン１１の燃料噴射量を増量すると共に、点火時期を遅角することによって燃焼時期を遅らせる。冷却損失が増えた分、冷却水は昇温される。

ステップＳ５４で、コントローラ７は、電気ヒーター６３に通電する。こうして、冷却水貯留槽６７０内において、電気ヒーター６３によって冷却水を昇温する。ステップＳ５３及びステップＳ５４で昇温された冷却水が、冷却水通路６７を循環することにより、エンジン１１の暖機が促進されると共に、前述したように、冷却水貯留槽６７０内の冷却水を通じて、潜熱蓄熱材６２が昇温し、リチウムイオン電池３の温度も上昇する。

ステップＳ５５で、コントローラ７は、潜熱蓄熱材６２の温度が所定温度Ｔ５を超えたか否かを判定する。所定温度Ｔ５は、図３に示すように、潜熱蓄熱材６２の溶融が開始する温度Ｔ３よりも高くかつ、溶融が完了する温度Ｔ４よりも低い温度（３０℃程度）であり、リチウムイオン電池３の充電が可能となる温度である。このフローでは、電気ヒーター６３による加温をできるだけ継続することによって、エンジン１１の冷却水の昇温を促進する。尚、このステップＳ５５において、潜熱蓄熱材６２の温度が所定温度Ｔ５を超えたか否かを判定する代わりに、潜熱蓄熱材６２の温度が、前述の所定温度Ｔ３を超えたか否かを判定したり、所定温度Ｔ４を超えたか否かを判定したりしてもよい。

ステップＳ５５の判定がＮＯのときには、ステップＳ５２に戻り、コントローラ７は、エンジン１１の冷却水の昇温、及び、潜熱蓄熱材６２を通じてリチウムイオン電池３の昇温を継続する。ステップＳ５５の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ５６に移行する。

ステップＳ５６で、コントローラ７は、冷却水の循環を停止する。具体的に、コントローラ７は、開閉バルブ６７３を閉じると共に、ポンプ６７４を停止する。また、ステップＳ５７で、コントローラ７は、電気ヒーター６３への通電を停止する。

電気ヒーター６３の通電を停止した後のステップＳ５８では、コントローラ７は、エンジン１１を、継続して、冷却水昇温モードで運転する。続くステップＳ５９で、コントローラ７は、冷却水の温度が、目標温度ＴＥ以上になったか否かを判定する。目標温度ＴＥ以上でないとき、コントローラ７は、エンジン１１の冷却水昇温モードによる運転を継続する。

ステップＳ５９の判定がＹＥＳになれば、フローは、ステップＳ５１０に移行する。エンジン１１の冷却水が、目標温度ＴＥに到達したため、コントローラ７は、エンジン１１を通常モードで運転させる。

図６は、図５に示す制御に従った場合（つまり、実施例）の、リチウムイオン電池３の温度変化（図６の実線参照）、及び、エンジン１１の冷却水温度の変化（図６の破線参照）と、図５に示す制御に従わない場合（つまり、比較例）の、リチウムイオン電池３の温度変化（図６の二点鎖線参照）、及び、エンジン１１の冷却水温度の変化（図６の一点鎖線参照）と、を示している。ここで、比較例としてのエンジン１１の冷却水温度の変化は、エンジン１１を冷却水昇温モードで運転した場合の、冷却水温度の変化の例を示している。また、比較例としてのリチウムイオン電池３の温度の変化は、昇温デバイス６は、冷却水貯留槽６７０を有しない構成、つまり、昇温デバイス６が、電池セル３１を覆う潜熱蓄熱材６２、潜熱蓄熱材６２の中に配設された電気ヒーター６３、及び、電池セル３１及び潜熱蓄熱材６２を覆う断熱筐体６１及び断熱蓋６１１を備えて構成された場合の、リチウムイオン電池３の温度変化を例示している。

先ず、比較例は、エンジン１１の冷却水を昇温する構成と、リチウムイオン電池３を昇温する構成とが、互いに独立している。そのため、エンジン１１の冷却水の温度、及び、リチウムイオン電池３の温度はそれぞれ、時間の経過に対して所定の傾きで、上昇する。温度上昇は、比較的緩やかになる。リチウムイオン電池３が目標電池温度ＴＳに到達するまでには、長い時間がかかると共に、エンジン１１の冷却水が目標冷却水温度ＴＥに到達するまでには、長い時間がかかる。

これに対し、実施例は、エンジン１１の冷却水を昇温する構成と、リチウムイオン電池３を昇温する構成とを組み合わせている。つまり、エンジン１１の冷却水昇温モードによる冷却水の昇温により、潜熱蓄熱材６２を介してリチウムイオン電池３が昇温すると共に、リチウムイオン電池３を昇温する電気ヒーター６３によって、冷却水が昇温する。その結果、実施例では、エンジン１１の冷却水の温度、及び、リチウムイオン電池３の温度は、同様に上昇し、しかも、比較例に対し、速やかに温度が上昇する。リチウムイオン電池３の目標電池温度ＴＳは、冷却水の目標冷却水温度ＴＥよりも低いため、リチウムイオン電池３の温度は、先に目標電池温度ＴＳに到達する（時刻ｔ１）。ここで、前述したように、図５に示すフローでは、潜熱蓄熱材６２の温度が所定温度Ｔ５以上になるまで電気ヒーター６３を通電しているため、エンジン１１の冷却水の昇温促進を、長く継続することが可能である。エンジン１１を速やかに暖機する上で有利になる。

リチウムイオン電池３の温度が目標電池温度ＴＳに到達する前は、リチウムイオン電池３の充電ができない。コントローラ７は、減速走行時の回生電力を、電気ヒーター６３に供給する。こうすることで、燃費が向上する。

リチウムイオン電池３の温度が目標電池温度ＴＳに到達すれば、リチウムイオン電池３の充電が可能になる。コントローラ７は、減速走行時の回生電力を、リチウムイオン電池３に供給し、リチウムイオン電池３を充電する。前述したように、リチウムイオン電池３の温度を速やかに高めることが可能になり、リチウムイオン電池３の充電を、速やかに開始することが可能である。よって、燃費の向上に有利になる。

尚、減速走行時の回生電力を、リチウムイオン電池３に充電する代わりに、又は、リチウムイオン電池３に充電すると共に、他の電気デバイスに供給してもよい。例えば、図示を省略するが、エンジン１１の触媒装置がＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）を備えていれば、回生電力をＥＨＣに供給してもよい。そうすることで、触媒装置の活性化を促進することが可能になる。

リチウムイオン電池３の温度が目標電池温度ＴＳに到達すれば、電気ヒーター６３の通電が停止する。このため、時刻ｔ１以降は、エンジン１１の冷却水の温度の、時間の経過に対する傾きは、相対的に小さくなる。エンジン１１の冷却水が目標冷却水温度ＴＥに到達すれば、冷却水昇温モードが終了する（時刻ｔ２）。

こうして、実施例では、リチウムイオン電池３の温度が、目標電池温度ＴＳに速やかに到達すると共に、エンジン１１の冷却水の温度も、目標冷却水温度ＴＥに速やかに到達する。

この車両システム１では、電気ヒーター６３に通電をすることによって、冷却水貯留槽６７０内で冷却水が加温される。加温された冷却水は、冷却水貯留槽６７０とエンジン１１との間で、冷却水通路６７を介して循環する。これによって、エンジン１１の早期の暖機を図ることが可能になる。

その一方で、冷却水貯留槽６７０は、潜熱蓄熱材６２に対して熱伝達するよう構成されていると共に、潜熱蓄熱材６２は、リチウムイオン電池３に熱を供給するよう構成されている。従って、電気ヒーター６３が冷却水貯留槽６７０内の冷却水を加温すると、加温された冷却水を介して、潜熱蓄熱材６２、ひいてはリチウムイオン電池３の温度が高まる。潜熱蓄熱材６２を、エンジン１１の冷却水を介して加温することで、前述のように、潜熱蓄熱材６２の局所的な劣化を防止することが可能になる。

さらに、エンジン１１を暖機するための電気ヒーターと、リチウムイオン電池３を加温するための電気ヒーターとを個別に設けるのではなく、冷却水貯留槽６７０内に配設した一台の電気ヒーター６３によって、エンジン１１の暖機と、リチウムイオン電池３の加温との両方を行うことができる。そのことで、製造コストを抑制することが可能になる。

このように、車両システム１では、潜熱蓄熱材６２の劣化を防止しつつ、リチウムイオン電池３を加温すると共に、コストアップを抑制しつつ、エンジン１１を早期に暖機することが可能となる。

図７は、二次電池加温装置を搭載した、別の車両システム１０の構成を示している。この車両システム１０と図１の車両システム１とを比較して異なる点は、車両システム１０が排熱回収を行う点である。以下、車両システム１０の構成について、車両システム１と相違する点を中心に、詳細に説明する。

車両システム１０は、図７に明示するように、エンジン１１の排気系（具体的には、エンジン１１の排気管１３）に設けられかつ、排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置１４を備えている。

車両システム１０の昇温デバイス６では、エンジン１１と冷却水貯留槽６７０との間で循環させる冷却水を、排気ガスの熱によって加温する。図７に示すように、昇温デバイス６は、エンジン１１の排気管１３の途中に取り付けられた、排熱回収部１５を備えている。排熱回収部１５は、エンジン１１の排気系においては、触媒装置１４の下流側に配設されている。

排熱回収部１５は、冷却水通路６７においては、往路６７１の途中に設けられており、排気ガスの熱によって冷却水を加温するように構成されている。具体的に、排熱回収部１５は、エンジン１１と開閉バルブ６７３との間に介設しており、通過する排気ガスと、ポンプ６７８によって供給される冷却水との間で熱交換を行う。

排熱回収部１５によって加温されて高温になった冷却水は、往路６７１を介して、冷却水貯留槽６７０に供給される。高温の冷却水を供給することにより、潜熱蓄熱材６２、ひいてはリチウムイオン電池３が加温される。

図８は、図７に示す車両システム１０において、エンジン１１の低温始動時における、触媒装置１４、エンジン１１及びリチウムイオン電池３の昇温制御の手順を示すフローチャートである。先ずスタート後のステップＳ８１で、コントローラ７は、エンジン１１が始動したか否かを判定する。ステップＳ８１の判定がＮＯのときには、ステップＳ８１を繰り返す。ステップＳ８１の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ８２に移行する。

ステップＳ８２で、コントローラ７は、エンジン１１及び昇温デバイス６間で、冷却水を循環させる。具体的に、コントローラ７は、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３を開けると共に、ポンプ６７４を駆動する。前述したように、冷却水は、エンジン１１及び昇温デバイス６間を循環する際に排熱回収部１５を通過すると共に、排熱回収部１５を通じて回収した排熱の分だけ昇温される。

ステップＳ８３で、コントローラ７は、エンジン１１をＡＷＳ（Accelerated Warm-up System）モードで運転する。具体的に、コントローラ７は、排気損失が増えるよう、例えばエンジン１１の燃料噴射量を増量すると共に、点火時期を大幅に遅角することによって燃焼時期を大幅に遅らせる。これにより、触媒装置１４の活性化が促進される。一方で、燃焼時期を大幅に遅らせるため、エンジン１１のトルクは低下する。

そこで、ステップＳ８４で、コントローラ７は、モータージェネレータ２によるエンジン１１のアシストを実行する。このときに、コントローラ７は、リチウムイオン電池３の電力を、モータージェネレータ２に供給する。

ステップＳ８５で、コントローラ７は、電気ヒーター６３に通電する。このときも、コントローラ７は、リチウムイオン電池３の電力を供給する。こうして、冷却水貯留槽６７０内において、電気ヒーター６３によって冷却水を昇温する。冷却水が、冷却水通路６７を循環することにより、エンジン１１の暖機が促進されると共に、前述したように、冷却水貯留槽６７０内の冷却水を通じて、潜熱蓄熱材６２が昇温し、リチウムイオン電池３の温度も上昇する。また、排熱回収部１５を通じて回収した排熱の分、エンジン１１の暖機と、リチウムイオン電池３の昇温とが、一層、促進される。

ステップＳ８６で、コントローラ７は、触媒装置１４の暖機が完了したか否かを判定する。ステップＳ８６の判定がＮＯのときには、コントローラ７は、エンジン１１のＡＷＳモードと、排熱回収部１５を通じた排熱の回収と、モータージェネレータ２及び電気ヒーター６３への通電とを継続しながら、ステップＳ８６を繰り返す。ステップＳ８６の判定がＹＥＳになれば、フローは、ステップＳ８７に移行する。

ステップＳ８７で、コントローラ７は、エンジン１１と昇温デバイス６との間で冷却水を循環しながら、エンジン１１を冷却水昇温モードで運転する。前述したように、コントローラ７は、冷却損失が増えるよう、例えばエンジン１１の燃料噴射量を増量すると共に、点火時期を遅角することによって燃焼時期を遅らせる。これにより、エンジン１１の暖機を促進すると同時に、リチウムイオン電池３の昇温を図る。

エンジン１１のＡＷＳモードを終了したため、ステップＳ８８で、コントローラ７は、モータージェネレータ２によるエンジン１１のアシストを停止する。一方で、コントローラ７は、電気ヒーター６３への通電を継続する。

ステップＳ８９で、コントローラ７は、潜熱蓄熱材６２の温度が所定温度Ｔ５を超えたか否かを判定する。所定温度Ｔ５は、前述のように、潜熱蓄熱材６２が溶融する温度（３０℃程度）であり、リチウムイオン電池３の充電が可能となる温度である。

ステップＳ８９の判定がＮＯのときには、コントローラ７は、エンジン１１と昇温デバイス６との間で冷却水を循環しながら、エンジン１１を冷却水昇温モードで運転すること、及び、電気ヒーター６３によって冷却水を昇温することを継続し、エンジン１１及びリチウムイオン電池３の昇温を継続する。ステップＳ８９の判定がＹＥＳになれば、ステップＳ８１０に移行する。

ステップＳ８１０で、コントローラ７は、冷却水の循環を停止する。具体的に、コントローラ７は、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３を閉じると共に、ポンプ６７４を停止する。これによって、排熱回収部１５を通じた排熱の回収が停止される。また、ステップＳ８１１で、コントローラ７は、電気ヒーター６３への通電を停止する。こうして、コントローラ７は、リチウムイオン電池３の昇温を中止する。リチウムイオン電池３の昇温を中止した後、昇温デバイス６が、リチウムイオン電池３の温度を、所定の温度帯に長時間維持する点は、前記と同様である。一方、コントローラ７は、エンジン１１の冷却水昇温モードでの運転を継続する。

ステップＳ８１２で、コントローラ７は、エンジン１１の冷却水の温度が目標温度ＴＥ以上になったか否かを判定する。目標温度ＴＥ以上でないとき、コントローラ７は、エンジン１１の冷却水昇温モードを継続する。

ステップＳ８１２の判定がＹＥＳになれば、フローは、ステップＳ８１３に移行する。その場合、エンジンの冷却水の温度が目標温度ＴＥに到達したため、コントローラ７は、エンジン１１を通常モードで運転させる。

図９は、図８に示す制御に従った場合（つまり、実施例）の、リチウムイオン電池３の温度変化（図９の実線参照）、エンジン１１の冷却水温度の変化（図９の破線参照）及び触媒装置１４の温度変化（図９の一点鎖線）を例示している。

前述の通り、触媒装置１４は、エンジン１１のＡＷＳモード運転によって昇温する。触媒装置１４は、時刻ｔ１において目標触媒温度ＴＣに達する。触媒装置１４は、速やかに活性化する。

エンジン１１と昇温デバイス６との間で冷却水を循環しているため、エンジン１１の冷却水及びリチウムイオン電池３は、実質的に同じ温度になる。エンジン１１の冷却水及びリチウムイオン電池３は、排熱回収部１５により回収した排熱と、電気ヒーター６３の通電とによって次第に温度が高まる。

リチウムイオン電池３の目標電池温度ＴＳは、冷却水の目標冷却水温度ＴＥよりも低いため、リチウムイオン電池３の温度は、先に目標電池温度ＴＳに到達する（時刻ｔ２）。

リチウムイオン電池３の温度が目標電池温度ＴＳに到達すれば、冷却水の循環に伴う排熱の回収と、電気ヒーター６３の通電とが停止する。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、エンジン１１の冷却水昇温モード運転と、排熱回収部１５により回収した排熱と、電気ヒーター６３の通電とによって、エンジン１１の冷却水の温度は上昇するが、時刻ｔ２以降は、エンジン１１の冷却水昇温モード運転のみで、エンジン１１の冷却水の温度は上昇する。このため、時刻ｔ２以降は、エンジン１１の冷却水の温度の、時間の経過に対する傾きは、相対的に小さくなる。エンジン１１の冷却水が目標冷却水温度ＴＥに到達すれば、冷却水昇温モードが終了する（時刻ｔ３）。

こうして、触媒装置１４が速やかに活性化する。それに加えて、排熱回収部１５を通じて回収した排熱と、リチウムイオン電池３の電力を用いた電気ヒーター６３の通電とによってリチウムイオン電池３の温度が、目標電池温度ＴＳに速やかに到達しかつ、電池の昇温と共に、エンジン１１の冷却水の温度も、目標冷却水温度ＴＥに速やかに到達する。

リチウムイオン電池３の温度が目標電池温度ＴＳに到達する前は、リチウムイオン電池３の充電ができない。コントローラ７は、減速走行時の回生電力を、電気ヒーター６３に供給する。こうすることで、燃費が向上する。

リチウムイオン電池３の温度が目標電池温度ＴＳに到達すれば、リチウムイオン電池３の充電が可能になる。コントローラ７は、減速走行時の回生電力を、リチウムイオン電池３に供給し、リチウムイオン電池３を充電する。前述したように、リチウムイオン電池３の温度を速やかに高めることが可能になり、リチウムイオン電池３の充電を、速やかに開始することが可能である。よって、燃費の向上に有利になる。

尚、エンジン１１をＡＷＳモードで運転する構成は、必須ではない。ＡＷＳモードを採用しない場合、コントローラ７は、前述の図５に示すフローに従って、リチウムイオン電池３の温度調整を制御する。

尚、減速走行時の回生電力を、リチウムイオン電池３に充電する代わりに、又は、リチウムイオン電池３に充電すると共に、他の電気デバイスに供給してもよい。例えば、エンジン１１をＡＷＳモードで運転する代わりに、触媒装置１４がＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）を備えて構成されていれば、回生電力をＥＨＣに供給してもよい。そうすることで、触媒装置１４の活性化を促進することが可能になる。

この車両システム１０では、前記の車両システム１と同様に、冷却水貯留槽６７０を潜熱蓄熱材６２に対して熱伝達するよう構成する共に、冷却水貯留槽６７０内に電気ヒーター６３を配設する。そうすることで、潜熱蓄熱材６２の劣化を防止しつつ、リチウムイオン電池３を加温すると共に、コストアップを抑制しつつ、エンジン１１を早期に暖機することが可能となる。

さらに、この車両システム１０では、冷却水、ひいてはリチウムイオン電池３を加温する際に、排熱を利用する。電気ヒーター６３の代わりに排熱を使用したり、排熱を使用した分だけ電気ヒーター６３へ通電する電力を低減したりすることで、リチウムイオン電池３に蓄えられた電力を節約しつつ、リチウムイオン電池３を加温することが可能になる。また、図８に示すフローのように、排熱と電気ヒーター６３とを併用することで、リチウムイオン電池３を早期に加温することも可能になる。

特に、前記のフローによれば、車両システム１０は、エンジン１１をＡＷＳモードで運転することにより触媒装置１４の活性化を図る。そのときに、所望のトルクを確保するために、リチウムイオン電池３の電力を利用して、モータージェネレータ２によるエンジン１１のアシストを行う。そうしたアシストを行った場合、モータージェネレータ２へ通電する分の電力は、リチウムイオン電池３から供給されることになるため、電気ヒーター６３へ通電する分の電力が不足してしまい、リチウムイオン電池３が十分に加温されない恐れがある。このことは、燃費の悪化を招くため不都合である。そこで、十分な電力を確保するために、電池セル３１を積み増すことが考えられるが、製造コストの観点からは不都合である。

しかしながら、前記のように、電気ヒーター６３へ通電すると共に、排熱回収部１５を通じて排熱を回収することで、リチウムイオン電池３を十分に加温することが可能になる。これによって、電池セル３１を積み増すことなく、低温環境下における燃費の悪化を抑制することができる。

その上、排気系において、触媒装置１４の下流側に排熱回収部１５を配設することで、排熱回収部１５は、触媒装置１４を通過した後の排気ガスから熱を回収することになる。そのことで、触媒装置１４の活性化を妨げることなく、排熱を回収することが可能になる。

図１０は、車両システム１又は車両システム１０に適用可能な、昇温デバイス６の変更例を示している。図２に示す昇温デバイス６と比較して異なる点は、昇温デバイス６が蒸発槽６４０を有している点と、冷却水貯留槽６７０内に第２の潜熱蓄熱材６８が配設されている点である。以下、その変更例の構成について、図２に示す昇温デバイス６と異なる点を中心に、詳細に説明する。

図１０に示すように、昇温デバイス６は、リチウムイオン電池３を構成する複数の電池セル３１と、電池セル３１を覆うように設けられた断熱筐体６１及び断熱蓋６１１と、断熱筐体６１内に充填され、それによって電池セル３１を覆うように設けられた潜熱蓄熱材（以下、「第１蓄熱材」という）６２と、エンジン１１の冷却水が供給されかつ、第１蓄熱材６２に対し熱伝達するよう構成された冷却水貯留槽６７０と、を有している。冷却水貯留槽６７０内には、電気ヒーター６３と、第２の潜熱蓄熱材（以下、「第２蓄熱材」という）６８が配設されている。また、冷却水貯留槽６７０と第１蓄熱材６２との間には、蒸発槽６４０が介設されている。

第２蓄熱材６８は、所定の温度帯において凝固するように構成されている。この温度帯は、第１蓄熱材６２が凝固する温度帯よりも高めに設定されており、概ね、６０℃前後に設定された温度帯である。６０℃前後の温度帯で凝固する第２蓄熱材６８は、例えば、酢酸ナトリウム系潜熱蓄熱材とすることが可能である。第２蓄熱材６８は、６０℃前後の温度帯において蓄熱をする。酢酸ナトリウム系潜熱蓄熱材の構成に応じて、蓄熱温度帯を変更可能である。

第２蓄熱材６８は、樹脂製のパックに封入された状態で、冷却水貯留槽６７０内に配設されている。さらに、そのようなパックには、該パックに封入された酢酸ナトリウム系潜熱蓄熱材に対し刺激（例えば、瞬間的な振動）を与えるよう構成された部材が設けられている。酢酸ナトリウム系潜熱蓄熱材に対し刺激を与える部材は、例えば、ソレノイド式のバネ部材とすることが可能である。バネ部材を介して酢酸ナトリウム系潜熱蓄熱材へ刺激を与えることで、過冷却状態（凝固する温度帯より低温にも拘わらず、液体のままになっている状態）にある第２蓄熱材６８を凝固させることが可能になる。第２蓄熱材６８は、凝固することで熱を放出し、蓄熱温度帯（６０℃前後）まで昇温する。第２蓄熱材６８は、放出した凝固熱によって、冷却水貯留槽６７０内に供給された冷却水を昇温する。また、第２蓄熱材６８は、冷却水通路６７を流れる冷却水から熱を吸収することで、再生するように構成されている。

一方で、第１蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３にとって望ましい温度帯は、３０℃程度である。第２蓄熱材６８が発生する６０℃程度の凝固熱は、潜熱蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３の加熱には温度が高すぎる。蒸発槽６４０は、第２蓄熱材６８が昇温した冷却水により槽内の水を蒸発させることによって、第１蓄熱材６２の加熱温度を調整する機能を有している。

蒸発槽６４０は、第１蓄熱材６２に隣接している。蒸発槽６４０と第１蓄熱材６２とは、互いに熱伝達可能に接している。また、蒸発槽６４０は、冷却水貯留槽６７０に対しても熱伝達可能に接している。

蒸発槽６４０内は、水（液体）が、所定の温度帯（ここでは、３０℃前後の温度帯）で蒸発をするように、低圧に保たれている。蒸発槽６４０内に供給された水は、前述の通り、第２蓄熱材６８の凝固熱によって、冷却水を介して加熱されて蒸発する。蒸発槽６４０は、その温度が、所定の温度帯に保たれる。蒸発槽６４０には、水を供給するための循環経路６４が接続されている。

循環経路６４は、蒸発槽６４０に水を供給すると共に、蒸発槽６４０から水蒸気を排出するように構成されている。具体的に、循環経路６４における水の供給側には、水を貯留する貯水槽６４２と、貯水槽６４２と蒸発槽６４０との間に介在する開閉バルブ６４４と、が設けられている。一方、循環経路６４における水蒸気の排出側には、蒸発槽６４０から排出された水蒸気を凝縮して水にするコンデンサ６４６と、蒸発槽６４０とコンデンサ６４６との間に介在する開閉バルブ６４５と、が設けられている。コンデンサ６４６と貯水槽６４２とは、逆止弁６４７を介して互いに連通している。コンデンサ６４６で凝縮した水は、貯水槽６４２に貯留される。蒸発槽６４０内で水が蒸発して圧力が高くなると、水が蒸発する温度が高くなる。そのため、コントローラ７は、開閉バルブ６４４、６４５をそれぞれ制御する。それによって、蒸発槽６４０が所定の温度帯を維持するように、水の供給及び水蒸気の排出を調整する。

この昇温デバイス６を用いた場合、リチウムイオン電池３の温度調整は、図１１のフローに従って行われる。つまり、スタート後のステップＳ１１１で、コントローラ７は、車両停止か、又は、エンジン停止か否かを判定する。つまり、このステップＳ１１１では、コントローラ７は、車両が駐車しているか否かを判定する。ステップＳ１１１の判定がＮＯのときには、ステップＳ１１１を繰り返す。判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１１２に移行する。

ステップＳ１１２で、コントローラ７は、車両が低温環境下にあるか否かを判定する。具体的には、コントローラ７は、外気温センサ７４の検出信号に基づいて、外気温度が所定値Ｔ１以下であるか否かを判定する。所定値Ｔ１は、前述のように、例えば０℃以下の値で適宜設定すればよい。前述の如く、外気温度が所定値Ｔ１以下であるときには、リチウムイオン電池３の温度が次第に低下することによって、リチウムイオン電池３の温度が所定の温度帯を下回ってしまう恐れがある。ステップＳ１１２の判定がＮＯのときには、ステップＳ１１２を繰り返す。判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１１３に移行する。

ステップＳ１１３で、コントローラ７は、エンジン１１及び昇温デバイス６間で、冷却水を循環させる。具体的に、コントローラ７は、冷却水通路６７の開閉バルブ６７３を開けると共に、ポンプ６７４を駆動する。

ステップＳ１１４で、コントローラ７は、蒸発槽６４０への注水を開始する。注水が開始すると、コントローラ７は、蒸発槽６４０の温度調整を行う。前述の通り、コントローラ７は、開閉バルブ６４４、６４５をそれぞれ制御する。それによって、蒸発槽６４０が所定の温度帯を維持するように、水の供給及び水蒸気の排出を調整する。これによって、蒸発槽６４０の温度は略一定になるため、冷却水が比較的高温の場合であっても、潜熱蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３の過昇温を防止して、所望の温度帯（３０℃前後の温度帯）に保つことが可能になる。

ステップＳ１１５で、コントローラ７は、水温センサ７３の検出信号に基づいて、冷却水の水温が、所定値Ｔ２以下であるか否かを判定する。ステップＳ１１５の判定がＮＯのときには、ステップＳ１１５を繰り返す。一方で、ステップＳ１１５の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１１６に移行して、冷却水の循環を停止する。車両が駐車している時、冷却水の水温は、次第に低下する。例えば、暖機したエンジン１１の停止直後であって、冷却水の水温が所定値Ｔ２を超えていた場合、コントローラ７は、冷却水の水温が所定値Ｔ２以下になるまで、冷却水の循環を継続して行う。比較的高温の冷却水を循環することによって、第１蓄熱材６２を介してリチウムイオン電池３を保温することができる。

ここでは、車両が駐車した後に所定期間が経過した結果、冷却水の水温が低下して、所定値Ｔ２以下になったものとして、説明を続ける。尚、所定値Ｔ２は、少なくとも、第２蓄熱材６８が凝固する温度帯よりも低く設定されている。冷却水の水温が所定値Ｔ２以下になったとき、第２蓄熱材６８は、再生されておりかつ、過冷却状態にある。

ステップＳ１１６で、コントローラ７は、冷却水の循環を停止すると共に、エンジン１１と、冷却水貯留槽６７０との間の連通を切断する。具体的に、コントローラ７は、冷却水通路５６の開閉バルブ６７３を閉じると共に、ポンプ６７４を停止する。

ステップＳ１１７で、コントローラ７は、蒸発槽６４０への注水を停止する。具体的に、コントローラ７は、開閉バルブ６４４、６４５をそれぞれ閉じる。

ステップＳ１１８で、コントローラ７は、第１蓄熱材６２の温度が所定温度以下であるか否かを判定する。ここで、所定温度としては、例えば、第１蓄熱材６２が凝固を完了する温度Ｔ３であってもよい。ステップＳ１１８の判定がＮＯのときには、ステップＳ１１８を繰り返す。ステップＳ１１８の判定がＹＥＳのときには、ステップＳ１１９に移行する。

ステップＳ１１９で、コントローラ７は、第２蓄熱材６８に対し刺激を与える。これによって、過冷却状態にあった第２蓄熱材６８が凝固を開始して、熱を発する。第２蓄熱材６８が発した熱によって、冷却水貯留槽６７０内に供給された冷却水を昇温すると共に、昇温された冷却水によって、第１蓄熱材６２、ひいてはリチウムイオン電池３を暖める。

ステップＳ１１１０で、コントローラ７は、蒸発槽６４０へ断続的に注水する。具体的には、前述のステップＳ１１４の如く、コントローラ７は、開閉バルブ６４４、６４５をそれぞれ制御することによって、蒸発槽６４０が所定の温度帯を維持するように、水の供給及び水蒸気の排出を調整する。これによって、蒸発槽６４０の温度は略一定になるため、第２蓄熱材６８によって冷却水が比較的高温に加熱された場合であっても、第１蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３の過昇温を防止して、第１蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３にとって望ましい温度帯に保つことが可能になる。

この昇温デバイス６では、冷却水、ひいてはリチウムイオン電池３を加温する際に、第２蓄熱材６８の凝固熱を利用する。電気ヒーター６３の代わりに第２蓄熱材６８を使用したり、第２蓄熱材６８の凝固熱の分だけ電気ヒーター６３へ通電する電力を低減したりすることで、リチウムイオン電池３に蓄えられた電力を節約しつつ、リチウムイオン電池３を加温することが可能になる。

特に、前記のフローのように、電気ヒーター６３の代わりに第２蓄熱材６８を用いることで、リチウムイオン電池３のＳＯＣに拘わらず、リチウムイオン電池３の温度を速やかに高めることが可能になる。このことは、特に低温環境下において回生充電を早期に可能にし、ひいては、燃費の向上を図る上で有利になる。

さらに、前記の変更例によれば、第２蓄熱材６８は、第１蓄熱材６２が凝固する温度帯よりも高めの温度帯において凝固するようになっている。そうすると、冷却水貯留槽６７０内の冷却水を早期に昇温することが可能になるものの、第１蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３を過度に加熱する恐れがある。そこで、前記のように、エンジン１１と冷却水貯留槽６７０との間に蒸発槽６４０を介在させた。蒸発槽６４０は、供給された水が、所定の温度帯（３０℃付近）において蒸発するように構成されているから、第１蓄熱材６２、ひいてはリチウムイオン電池３を所定の溶融温度に保持することが可能になる。そのことで、ひいては、第１蓄熱材６２及びリチウムイオン電池３の過度の加熱を防止して、双方を適温に保つことが可能になる。これによって、リチウムイオン電池３を早期に加温することと、リチウムイオン電池３の過度の加温を防止することとを両立する上で有利になる。

さらに、この昇温デバイス６では、コントローラ７は、冷却水の水温が所定値Ｔ２以下になるまで、エンジン１１と冷却水貯留槽６７０との間で、冷却水を循環させる。この構成によれば、例えば、冷却水が比較的高温のときには、冷却水を循環させることで、エンジン１１及びリチウムイオン電池３の両方を保温することが可能になる。そうすることで、例えば、車両が次に発進するときに、エンジン１１が十分に暖機された状態でかつ、リチウムイオン電池３が回生充電可能な状態から始動することが可能になる。その後、コントローラ７は、冷却水の水温が低下したときに、冷却水の循環を停止する。そうすることで、電気ヒーター６３や第２蓄熱材６８が供給する熱を、リチウムイオン電池３の加温に集中的に利用することが可能になる。そのことで、リチウムイオン電池３を早期に加温する上で有利になる。

冷却水の温度が低下すると、第１蓄熱材６２の温度も、それに応じて次第に低下する。

コントローラ７は、冷却水の循環を停止した後、第１蓄熱材６２ではリチウムイオン電池３を十分に保温することが出来なくなったときに、第２蓄熱材６８を刺激して発熱させる。そのように設定することで、第２蓄熱材６８が蓄えた熱を、リチウムイオン電池３の加温に無駄なく利用すると共に、リチウムイオン電池３に蓄えられた電力を節約しつつ、リチウムイオン電池３を長期に亘って保温することが可能になる。

また、第２蓄熱材６８は、冷却水から熱を吸収することで、再生するように構成されている。すなわち、第２蓄熱材６８の再生に電力を必要としないため、リチウムイオン電池３に蓄えられた電力を節約することが可能になる。

尚、第２蓄熱材６８に刺激を与えると共に、電気ヒーター６３に通電してもよい。第２蓄熱材６８と電気ヒーター６３とを併用することで、冷却水、ひいてはリチウムイオン電池３を早期に加温することが可能になる。

また、図１１に示すフローは、車両停止、又は、エンジン停止時における制御手順を示していたが、例えば、低温環境下でのエンジン始動時に、第２蓄熱材６８によってリチウムイオン電池３を加熱することも可能である。その場合、第２蓄熱材６８に刺激を与えると共に、電気ヒーター６３に通電することによって、リチウムイオン電池３を早期に加温することが可能になる。

１、１０ 車両システム
１１ エンジン（内燃機関）
１３ 排気管（排気系）
１４ 触媒装置
１５ 排熱回収部
２ モータージェネレータ（モーター）
３ リチウムイオン電池（二次電池）
６ 昇温デバイス（昇温手段）
６２ 潜熱蓄熱材
６３ 電気ヒーター
６４０ 蒸発槽
６７ 冷却水通路
６７０ 冷却水貯留槽
６８ 第２の潜熱蓄熱材
７ コントローラ（制御手段）

Claims (6)

1. 車両に搭載した内燃機関と、
   前記車両に搭載した二次電池と、
   前記二次電池の電力によって駆動するよう構成されたモーターと、
   前記二次電池の温度を高めるよう構成された昇温手段と、を備え、
   前記昇温手段は、前記二次電池を覆いかつ、前記二次電池に熱を供給するよう構成された潜熱蓄熱材と、前記内燃機関の冷却水が供給されかつ、前記潜熱蓄熱材に対して熱伝達するよう構成された冷却水貯留槽と、前記冷却水貯留槽及び前記内燃機関の間で、前記冷却水が循環するように構成された冷却水通路と、前記冷却水貯留槽内に配設されかつ、前記冷却水貯留槽内の前記冷却水を加温するように構成された電気ヒーターと、を有するハイブリッド車の二次電池加温装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車の二次電池加温装置において、
   前記内燃機関の排気系に設けられかつ、排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置を備え、
   前記冷却水通路には、前記排気系において前記触媒装置の下流側に配置されかつ、排気ガスの熱によって前記冷却水を加温するように構成された排熱回収部が介設されているハイブリッド車の二次電池加温装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車の二次電池加温装置において、
   前記冷却水貯留槽内には、該冷却水貯留槽内の前記冷却水に熱を供給するよう構成された第２の潜熱蓄熱材が配設されているハイブリッド車の二次電池加温装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車の二次電池加温装置において、
   前記昇温手段には、前記潜熱蓄熱材と前記冷却水貯留槽との間に介在しかつ、液体が供給される蒸発槽が設けられ、
   前記蒸発槽は、前記液体が所定の温度帯において蒸発することにより、前記潜熱蓄熱材を所定の溶融温度に保持するように構成されているハイブリッド車の二次電池加温装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載のハイブリッド車の二次電池加温装置において、
   前記昇温手段を通じて前記二次電池の温度を調整するよう構成された制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記車両が駐車している時、前記冷却水の水温が所定値を超えているときには前記冷却水を循環させる一方、前記冷却水の水温が前記所定値以下のときには前記冷却水の循環を停止するように構成されているハイブリッド車の二次電池加温装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車の二次電池加温装置において、
   前記制御手段は、前記冷却水の循環が停止した後、前記潜熱蓄熱材の温度に基づいて、前記第２の潜熱蓄熱材の発熱を開始するように構成されているハイブリッド車の二次電池加温装置。

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