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JP5962556B2 - 車両用熱管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、車両に用いられる熱管理システムに関する。
従来、特許文献1には、電気自動車のモータジェネレータ、インバータ、バッテリおよび車室を冷却する熱制御装置が記載されている。
この従来技術の熱制御装置は、モータジェネレータおよびインバータを冷却する冷却水を循環させる冷却回路と、バッテリおよび車室の冷却に用いられる冷却水を循環させる第1循環回路と、室外熱交換器を通過して外気との間で熱交換が行われる冷却水を循環させる第2循環回路とを備えている。
さらに熱制御装置は、冷却回路と第1循環回路との断接を行う第1バルブ、冷却回路を第1循環回路及び第2循環回路のいずれかに接続する第2バルブ、及び冷却回路と第2循環回路との断接を行う第3バルブを備え、それら各バルブの制御を通じて冷却回路の接続先を第1循環回路と第2循環回路との間で切り換えるようにしている。
第2循環回路を循環する冷却水と第1循環回路を循環する冷却水との間では、熱移動装置による熱の移動を行うことが可能となっている。この熱移動装置は、第1循環回路の冷却水と第2循環回路の冷却水との間で、低温の冷却水から高温の冷却水への熱の移動を行う。
そして、第1循環回路の冷却水の熱を熱移動装置によって第2循環回路の冷却水へ移動させ、第2循環回路の冷却水の熱を室外熱交換器で外気に放熱することによって、バッテリおよび車室を冷却することができる。
また、冷却回路を第1〜第3バルブで第1循環回路または第2循環回路に接続して、冷却回路の冷却水の熱を第2循環回路の室外熱交換器で外気に放熱することによって、モータジェネレータおよびインバータを冷却することができる。
特開2011−121551号公報
上記従来技術によると、モータジェネレータ、インバータおよびバッテリといった複数個の機器を冷却する冷却システムにおいて、室外熱交換器が1つだけで済むという利点があるものの、全体の回路構成が複雑になるという問題がある。この問題は機器の個数が多くなるほど顕著になる。
例えば、モータジェネレータ、インバータ、バッテリの他にも冷却を必要とする機器としてEGRクーラ、吸気冷却器などがあり、それらの機器は、要求される冷却温度が互いに異なる。
そのため、各機器を適切に冷却すべく各機器に循環する冷却水を切り替え可能にしようとすると、機器の個数に応じて循環回路の個数が増え、それに伴って各循環回路と冷却回路との断接を行うバルブの個数も増えるので、各循環回路と冷却回路とを接続する流路の構成が非常に複雑になってしまう。
そこで、本出願人は、先に特願2012−278552号(以下、先願例と言う。)にて、複数個の機器に循環する熱媒体を切り替えることのできる車両用熱管理システムの構成を簡素化することを提案している。
この先願例によると、熱媒体の流れを切り替える第1切替弁と第2切替弁との間に複数個の機器を並列に接続するという簡素な構成によって、複数個の機器に循環する熱媒体を切り替えることができる。
しかしながら、上記先願例を、エンジン(内燃機関)を有する車両に適用した場合、エンジン冷却水が循環するエンジン冷却回路との連携が考慮されていないので、第1切替弁と第2切替弁との間に接続された複数個の機器とエンジンとで熱をやり取りして熱を効率的に利用することができない。
例えば、複数個の機器をエンジンの廃熱で加熱したり、複数個の機器の廃熱でエンジンを暖機したりすることができない。
本発明は上記点に鑑みて、複数個の機器に循環する熱媒体を切り替えることができるとともに、複数個の機器とエンジンとの間で熱をやり取りすることのできる車両用熱管理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
第1熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、
第1ポンプ(11)または第2ポンプ(12)から吐出された第1熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器(13)と、
第1熱媒体が流通する複数個の機器(14、15、16、17、44、70、71、74、75、76)と、
第2熱媒体をエンジン(43)に循環させるエンジン冷却回路(40)と、
第2熱媒体を吸入して吐出するエンジン用ポンプ(42)と、
第1熱媒体と第2熱媒体とを熱交換させる熱媒体熱媒体熱交換器(18)と、
第1ポンプ(11)の熱媒体吐出側および第2ポンプ(12)の熱媒体吐出側が互いに並列に接続され且つ複数個の機器および熱媒体熱媒体熱交換器(18)が互いに並列に接続される流路を有し、第1熱媒体の流れを切り替える第1切替弁(19)と、
第1ポンプ(11)の熱媒体吸入側および第2ポンプ(12)の熱媒体吸入側が互いに並列に接続され且つ複数個の機器および熱媒体熱媒体熱交換器(18)が互いに並列に接続される流路を有し、第1熱媒体の流れを切り替える第2切替弁(20)とを備え、
第1切替弁(19)は、複数個の機器(14、15、…)および熱媒体熱媒体熱交換器(18)のそれぞれについて、第1ポンプ(11)から吐出された第1熱媒体が流入する場合と第2ポンプ(12)から吐出された第1熱媒体が流入する場合とを切り替え、
第2切替弁(20)は、複数個の機器(14、15、…)および熱媒体熱媒体熱交換器(18)のそれぞれについて、第1ポンプ(11)へ第1熱媒体が流出する場合と第2ポンプ(12)へ第1熱媒体が流出する場合とを切り替えることを特徴とする。
これによると、第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)が第1切替弁(19)および第2切替弁(20)に並列に接続され、第1切替弁(19)と第2切替弁(20)との間に複数個の機器が並列に接続され、第1切替弁(19)および第2切替弁(20)が複数個の機器(14、15、…)に対して第1熱媒体の流れを切り替えるので、複数個の機器(14、15、…)に第1ポンプ(11)側の熱媒体が循環する場合と第2ポンプ(12)側の熱媒体が循環する場合とを切り替えることができる。
さらに、第1熱媒体とエンジン冷却回路(40)の第2熱媒体とを熱交換させる熱媒体熱媒体熱交換器(18)を備えるので、熱媒体熱媒体熱交換器(18)を介して、複数個の機器(14、15、…)とエンジン(43)との間で熱をやり取りすることができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。
第1実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 第1実施形態における室内空調ユニットの断面図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの電気制御部を示すブロック図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの第1モードを説明する図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの第2モードを説明する図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの第3モードを説明する図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの第4モードを説明する図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの第5モードを説明する図である。 第1実施形態における車両用熱管理システムの第6モードを説明する図である。 第2実施形態における車両用熱管理システムの第1モードを説明する図である。 第2実施形態における冷却水加熱器、モジュレータ、第1過冷却器および第2過冷却器の正面図である。 第2実施形態における車両用熱管理システムの第2モードを説明する図である。 第2実施形態における車両用熱管理システムの第3モードを説明する図である。 第2実施形態における車両用熱管理システムの第4モードを説明する図である。 第2実施形態における車両用熱管理システムの第5モードを説明する図である。 第3実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 第4実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。図1に示す車両用熱管理システム10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。
本実施形態では、熱管理システム10を、エンジン(内燃機関)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源(商用電源)から供給された電力を、車両に搭載された電池(車載バッテリ)に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。
エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、冷却システムを構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。
図1に示すように、熱管理システム10は、第1ポンプ11、第2ポンプ12、ラジエータ13、冷却水冷却器14、冷却水加熱器15、吸気冷却器16、クーラコア17、冷却水冷却水熱交換器18、第1切替弁19および第2切替弁20を備えている。
第1ポンプ11および第2ポンプ12は、冷却水(第1熱媒体)を吸入して吐出する電動ポンプである。冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンまたはナノ流体を含む液体が用いられている。
ラジエータ13は、冷却水と外気とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱器(熱媒体外気熱交換器)である。ラジエータ13の冷却水出口側は、第1ポンプ11の冷却水吸入側に接続されている。室外送風機21は、ラジエータ13へ外気を送風する電動送風機である。ラジエータ13および室外送風機21は車両の最前部に配置されている。このため、車両の走行時にはラジエータ13に走行風を当てることができる。
冷却水冷却器14は、冷凍サイクル22の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を冷却する低圧側熱交換器(熱媒体冷却器)である。冷却水冷却器14の冷却水入口側は、第2ポンプ12の冷却水吐出側に接続されている。
冷却水冷却器14は、冷凍サイクル22の蒸発器を構成している。冷却水加熱器15は、冷凍サイクル22の凝縮器を構成している。
冷凍サイクル22は、圧縮機23、凝縮器としての冷却水加熱器15、膨張弁24、および蒸発器としての冷却水冷却器14を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル22では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。
圧縮機23は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、冷凍サイクル22の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。冷却水加熱器15は、圧縮機23から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる高圧側熱交換器(熱媒体加熱器)である。
膨張弁24は、冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。冷却水冷却器14は、膨張弁24で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる低圧側熱交換器である。冷却水冷却器14で蒸発した気相冷媒は圧縮機23に吸入されて圧縮される。
ラジエータ13では外気によって冷却水を冷却するのに対し、冷却水冷却器14では冷凍サイクル22の低圧冷媒によって冷却水を冷却する。このため、冷却水冷却器14で冷却された冷却水の温度は、ラジエータ13で冷却された冷却水の温度に比べて低くなる。
具体的には、ラジエータ13では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却することはできないのに対し、冷却水冷却器14では冷却水を外気の温度よりも低温まで冷却することができる。
そこで以下では、ラジエータ13で外気によって冷却された冷却水を中温冷却水と言い、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の低圧冷媒によって冷却された冷却水を低温冷却水と言う。
吸気冷却器16は、エンジン用過給器で圧縮されて高温になった吸気と冷却水とを熱交換して吸気を冷却する熱交換器である。吸気は30℃程度まで冷却されるのが好ましい。
クーラコア17は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
吸気冷却器16、クーラコア17および冷却水冷却水熱交換器18は、中温冷却水および低温冷却水のいずれかによって温度調整(冷却・加熱)される温度調整対象機器(被冷却機器・被加熱機器)である。
第1ポンプ11は、第1ポンプ用流路31に配置されている。第1ポンプ用流路31において第1ポンプ11の吸入側には、ラジエータ13が配置されている。第2ポンプ12は、第2ポンプ用流路32に配置されている。
冷却水冷却器14は、冷却水冷却器用流路33に配置されている。冷却水加熱器15は、冷却水加熱器用流路34に配置されている。吸気冷却器16は、吸気冷却器用流路35に配置されている。クーラコア17は、クーラコア用流路36に配置されている。冷却水冷却水熱交換器18は、冷却水冷却水熱交換器用流路37に配置されている。
第1ポンプ用流路31、第2ポンプ用流路32、冷却水冷却器用流路33、冷却水加熱器用流路34、吸気冷却器用流路35、クーラコア用流路36および冷却水冷却水熱交換器用流路37は、第1切替弁19および第2切替弁20に接続されている。
第1切替弁19および第2切替弁20は、冷却水の流れを切り替える流れ切替手段である。
第1切替弁19は、冷却水の入口として2つの入口を有し、冷却水の出口として5つの出口を有している。第2切替弁20は、冷却水の出口として3つの出口を有し、冷却水の入口として5つの入口を有している。
第1切替弁19の第1入口には、第1ポンプ用流路31の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1入口には、第1ポンプ11の冷却水吐出側が接続されている。
第1切替弁19の第2入口には、第2ポンプ用流路32の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2入口には、第2ポンプ12の冷却水吐出側が接続されている。
第1切替弁19の第1出口には、冷却水冷却器用流路33の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1出口には、冷却水冷却器14の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第2出口には、冷却水加熱器用流路34の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2出口には、冷却水加熱器15の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第3出口には、吸気冷却器用流路35の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第3出口には、吸気冷却器16の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第4出口には、クーラコア用流路36の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第4出口には、クーラコア17の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第5出口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第5出口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁20の第1出口には、第1ポンプ用流路31の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1出口には、ラジエータ13の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ用流路32の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ12の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁20の第3出口には、バイパス流路38の一端が接続されている。バイパス流路38は、冷却水がラジエータ13をバイパスして流れることができるようにするための流路である。バイパス流路38の他端は、第1ポンプ用流路31のうちラジエータ13と第1ポンプ11との間の部位に接続されている。
第2切替弁20の第1入口には、冷却水冷却器用流路33の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1入口には、冷却水冷却器14の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第2入口には、冷却水加熱器用流路34の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2入口には、冷却水加熱器15の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第3入口には、吸気冷却器用流路35の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第3入口には、吸気冷却器16の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第4入口には、クーラコア用流路36の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第4入口には、クーラコア17の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第5入口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第5入口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19は、2つの入口と5つの出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。第2切替弁20も、3つの出口と5つの入口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。
第1切替弁19および第2切替弁20の構造例を簡単に説明すると、第1切替弁19および第2切替弁20は、外殻をなすケースと、ケースに収容された弁体とを備え、ケースの所定の位置に冷却水の入口および出口が形成され、弁体が回転操作されることによって冷却水の入口と出口との連通状態が変化するようになっている。
第1切替弁19の弁体および第2切替弁20の弁体は、共通の電動モータによって連動して回転駆動される。第1切替弁19の弁体および第2切替弁20の弁体は、別個の電動モータによって独立して回転駆動されるようになっていてもよい。
熱管理システム10は、エンジン用冷却回路40を備えている。エンジン用冷却回路40は、エンジン冷却水(第2熱媒体)が循環する循環流路41を有している。循環流路41は、エンジン用冷却回路40の主流路を構成している。本実施形態では、エンジン冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンまたはナノ流体を含む液体が用いられている。
循環流路41には、エンジン用ポンプ42、エンジン43、冷却水冷却水熱交換器18、ヒータコア44およびCVTウォーマ45がこの順番で直列に配置されている。
エンジン用ポンプ42は、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。冷却水冷却水熱交換器18は、エンジン冷却回路40を循環するエンジン冷却水と、第1ポンプ11または第2ポンプ12によって循環される冷却水とを熱交換する熱交換器(熱媒体熱媒体熱交換器)である。
ヒータコア44は、車室内への送風空気と冷却水とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
CVTウォーマ45は、CVT(無段変速機)に使用されるCVTオイル(潤滑油)と冷却水とを熱交換させてCVTオイルを加熱する熱交換器である。
循環流路41のうちエンジン43の冷却水出口側の部位には、エンジン用ラジエータ流路46の一端が接続されている。エンジン用ラジエータ流路46の他端は、循環流路41のうちエンジン用ポンプ42の吸入側の部位に接続されている。
エンジン用ラジエータ流路46にはエンジン用ラジエータ47が配置されている。エンジン用ラジエータ47は、冷却水と車室外空気(以下、外気と言う。)とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させるエンジン用放熱器(エンジン用熱媒体外気熱交換器)である。
エンジン用ラジエータ47への外気の送風は室外送風機21によって行われる。図示を省略しているが、エンジン用ラジエータ47は、車両の最前部において、ラジエータ13よりも外気流れ方向下流側に配置されている。
エンジン用ラジエータ流路46の他端と循環流路41との接続部には、サーモスタット48が配置されている。サーモスタット48は、温度によって体積変化するサーモワックス(感温部材)によって弁体を変位させて冷却水流路を開閉する機械的機構で構成される冷却水温度応動弁である。
具体的には、サーモスタット48は、冷却水の温度が所定温度を下回っている場合(例えば80℃未満)、エンジン用ラジエータ流路46を閉じ、冷却水の温度が所定温度を上回っている場合(例えば80℃以上)、エンジン用ラジエータ流路46を開ける。
図2に示すように、クーラコア17およびヒータコア44は、室内空調ユニット50のケーシング51に収容されている。室内送風機52は、クーラコア17およびヒータコア44へ内気または外気を送風する電動送風機である。
ヒータコア44は、ケーシング51の内部においてクーラコア17の空気流れ下流側に配置されている。ケーシング51の内部においてクーラコア17とヒータコア44との間にはエアミックスドア53が配置されている。
エアミックスドア53は、ヒータコア44を通過する風量とヒータコア44をバイパスして流れる風量との割合を調整する風量割合調整手段である。
次に、熱管理システム10の電気制御部を図3に基づいて説明する。制御装置60は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された第1ポンプ11、第2ポンプ12、圧縮機23、エンジン用ポンプ42、切替弁用電動モータ61等の作動を制御する制御手段である。
切替弁用電動モータ61は、第1切替弁19の弁体と第2切替弁20の弁体とを駆動する切替弁駆動手段である。
制御装置60は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。
本実施形態では、特に切替弁用電動モータ61の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)を切替弁制御手段60aとする。もちろん、切替弁制御手段60aを制御装置60に対して別体で構成してもよい。
制御装置60の入力側には、内気センサ62、外気センサ63、第1水温センサ64、第2水温センサ65等のセンサ群の検出信号が入力される。
内気センサ62は、内気温(車室内温度)を検出する検出手段(内気温度検出手段)である。外気センサ63は、外気温を検出する検出手段(外気温度検出手段)である。第1水温センサ64は、ラジエータ13を通過した直後の冷却水の温度を検出する検出手段(第1熱媒体温度検出手段)である。
第2水温センサ65は、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水の温度を検出する検出手段(第2熱媒体温度検出手段)である。例えば、第2水温センサ65は、エンジン43を通過した直後のエンジン冷却水の温度を検出する。
さらに、制御装置60の入力側には、エアコンスイッチ66からの操作信号が入力される。エアコンスイッチ66は、エアコンのオン・オフ(換言すれば冷房のオン・オフ)を切り替えるスイッチであり、車室内の計器盤付近に配置されている。
次に、上記構成における作動を説明する。制御装置60が第1ポンプ11、第2ポンプ12、圧縮機23、エンジン用ポンプ42、切替弁用電動モータ61等の作動を制御することによって、種々の作動モードに切り替えられる。種々の作動モードとしては、例えば、図4に示す第1モード、図5に示す第2モード、図6に示す第3モード、および図7に示す第4モードに切り替えられる。
図4は、第1切替弁19および第2切替弁20が第1モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第1モードは、主に冬季においてエンジン43を暖機する際に実施される。例えば、第1モードは、エンジン冷却水の温度が所定温度未満であると判断される場合に実施される。
第1モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水冷却器用流路33およびクーラコア用流路36と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水加熱器用流路34、吸気冷却器用流路35および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水冷却器14、クーラコア17およびラジエータ13によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水加熱器15、吸気冷却器16および冷却水冷却水熱交換器18によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図4の太一点鎖線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水冷却器14およびクーラコア17を並列に流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図4の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水加熱器15、吸気冷却器16および冷却水冷却水熱交換器18を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第1冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で冷却水が外気から吸熱する。そして、ラジエータ13にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
冷却水冷却器14にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。すなわち、外気の熱を第2冷却水回路の冷却水へ汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水が加熱される。
このため、エンジン用冷却回路40において、ヒータコア44によって車室内への送風空気を加熱して車室内を暖房し、CVTウォーマ45によってCVTオイルを暖め、エンジン43を暖機することができる。
例えば、外気温が0℃の場合、第1冷却水回路の冷却水温度は−10℃程度、第2冷却水回路の冷却水温度は50℃程度、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は40℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
図5は、第1切替弁19および第2切替弁20が第2モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。説明の簡略化のため、第2モードについては第1冷却水回路およびエンジン用冷却回路40の作動を説明し、第2冷却水回路の作動の説明を省略する。
第2モードは、主に冬季においてラジエータ13に付着した霜を除去する際に実施される。
第2モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第1ポンプ11および冷却水冷却水熱交換器18によって第1冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。第1冷却水回路では、図5の太実線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水冷却水熱交換器18およびラジエータ13を直列に流れて第1ポンプ11に吸入される。
第1冷却水回路では、冷却水が冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40(高温冷却水回路)の冷却水と熱交換して吸熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、第1冷却水回路の冷却水がエンジン43の廃熱によって加熱される。そして、冷却水冷却水熱交換器18で加熱された冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13に付着した霜を除去することができる。
例えば、外気温が0℃の場合、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は60℃程度、第1冷却水回路の冷却水温度は30℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
図6は、第1切替弁19および第2切替弁20が第3モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。説明の簡略化のため、第3モードについては第2冷却水回路およびエンジン用冷却回路40の作動を説明し、第1冷却水回路の作動の説明を省略する。
第3モードは、主に冬季においてエンジン用冷却回路40(高温冷却水回路)の冷却水温度が十分に高くなった場合に実施される。
第3モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第2ポンプ用流路32を吸気冷却器用流路35および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第2ポンプ12、吸気冷却器16および冷却水冷却水熱交換器18によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成され、図6の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は吸気冷却器16および冷却水冷却水熱交換器18を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第2冷却水回路では、冷却水が冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して吸熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、第1冷却水回路の冷却水がエンジン43の廃熱によって加熱される。そして、冷却水冷却水熱交換器18で加熱された冷却水が吸気冷却器16を流れるので、吸気冷却器16においてエンジン吸気を暖めることができる。
例えば、外気温が0℃の場合、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は60℃程度、第1冷却水回路の冷却水温度は50℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
図7は、第1切替弁19および第2切替弁20が第4モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第4モードは、主に夏季においてエンジン43が停止している場合に実施される。
第4モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水加熱器用流路34、吸気冷却器用流路35および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水冷却器用流路33およびクーラコア用流路36および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水加熱器15、吸気冷却器16、冷却水冷却水熱交換器18およびラジエータ13によって第1冷却水回路(中温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水冷却器14およびクーラコア17によって第2冷却水回路(低温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図7の太一点鎖線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水加熱器15、吸気冷却器16および冷却水冷却水熱交換器18を並列に流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図7の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水冷却器14およびクーラコア17を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第2冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水がクーラコア17を流れるので、クーラコア17で冷却水が外気から吸熱する。このため、クーラコア17によって車室内への送風空気を冷却して車室内を冷房することができる。
そして、クーラコア17にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
冷却水冷却器14にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水が加熱される。
このとき、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を開けるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れる。これにより、エンジン用ラジエータ47においてエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水の熱を外気に放熱することができる。
すなわち、第4モードでは、冷却水加熱器15で発生した熱を、ラジエータ13およびエンジン用ラジエータ47の2つのラジエータで外気に放熱することができるので、外気への放熱能力を高めることができる。
図8は、第1切替弁19および第2切替弁20が第5モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。
第5モードは、主に冬季において第1冷却水回路の冷却水温度が十分に高くなった場合に実施される。
第5モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、バイパス流路38を冷却水冷却器用流路33、クーラコア用流路36および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させ、第2ポンプ用流路32を冷却水加熱器用流路34および吸気冷却器用流路35と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水冷却器14、クーラコア17および冷却水冷却水熱交換器18によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水加熱器15および吸気冷却器16によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図8の太実線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水冷却器14、クーラコア17および冷却水冷却水熱交換器18を並列に流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図8の太一点鎖線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水加熱器15および吸気冷却器16を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第1冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水がラジエータ13を流れず冷却水冷却水熱交換器18を流れるので、冷却水冷却水熱交換器18で冷却水がエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水から吸熱して加熱される。そして、冷却水冷却水熱交換器18で加熱された冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介してエンジン43の廃熱を吸熱する。
冷却水冷却器14にてエンジン43の廃熱を吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。
そして、冷却水加熱器15で加熱された冷却水が吸気冷却器16を流れるので、吸気冷却器16においてエンジン吸気を暖めることができる。
第5モードでは、第1モードと異なり、ラジエータ13で外気から吸熱しないので、ラジエータ13に着霜が生じることがない。
例えば、外気温が0℃の場合、第1冷却水回路の冷却水温度は0℃程度、第2冷却水回路の冷却水温度は50℃程度、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は60℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
図9は、第1切替弁19および第2切替弁20が第6モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第6モードは、主に夏季においてエンジン43が作動している場合に実施される。
第6モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水加熱器用流路34および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水冷却器用流路33、吸気冷却器用流路35およびクーラコア用流路36と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水加熱器15、冷却水冷却水熱交換器18およびラジエータ13によって第1冷却水回路(中温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水冷却器14、吸気冷却器16およびクーラコア17によって第2冷却水回路(低温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図9の太実線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水加熱器15および冷却水冷却水熱交換器18を並列に流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図9の太一点鎖線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水冷却器14、吸気冷却器16およびクーラコア17を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第2冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水が吸気冷却器16およびクーラコア17を流れるので、吸気冷却器16で冷却水がエンジン吸気から吸熱するとともにクーラコア17で冷却水が外気から吸熱する。このため、吸気冷却器16でエンジン吸気を冷却できるとともにクーラコア17によって車室内への送風空気を冷却して車室内を冷房することができる。
そして、吸気冷却器16およびクーラコア17にてエンジン吸気および外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介してエンジン吸気および外気から吸熱する。
冷却水冷却器14にてエンジン吸気および外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して吸熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水が冷却される。
このとき、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を開けるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れる。これにより、エンジン用ラジエータ47においてエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水の熱を外気に放熱することができる。
冷却水冷却水熱交換器18にてエンジン用冷却回路40から吸熱した冷却水は、ラジエータ13にて外気と熱交換して放熱して冷却される。
すなわち、第6モードでは、エンジン43で発生した熱を、ラジエータ13およびエンジン用ラジエータ47の2つのラジエータで外気に放熱することができるので、外気への放熱能力を高めることができる。
本実施形態によると、第1ポンプ11および第2ポンプ12が第1切替弁19および第2切替弁20に並列に接続され、第1切替弁19と第2切替弁20との間に複数個の機器14、15、…が並列に接続され、第1切替弁19および第2切替弁20が複数個の機器14、15、…に対して第1熱媒体の流れを切り替えるので、複数個の機器14、15、…に第1ポンプ11側の冷却水が循環する場合と第2ポンプ12側の冷却水が循環する場合とを切り替えることができる。
さらに、冷却水とエンジン冷却水とを熱交換させる冷却水冷却水熱交換器18を備えるので、冷却水冷却水熱交換器18を介して、複数個の機器14、15、…とエンジン43との間で熱をやり取りすることができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が冷却水冷却器14およびラジエータ13を循環するとともに、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち他方のポンプ側の冷却水が冷却水加熱器15および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第1モード)。
これにより、ラジエータ13にて外気の熱が冷却水に吸熱され、冷却水冷却水熱交換器18にて冷却水の熱がエンジン冷却水に放熱されるので、外気の熱を汲み上げてエンジン43を加熱することができる。
例えば、エンジン冷却水の温度が所定温度未満であると判断される場合にこの作動モードが実施されるようにすれば、エンジン43が冷えている場合に外気の熱を汲み上げてエンジン43を暖機することができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水がラジエータ13および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第2モードおよび第6モード)。
これにより、エンジン冷却水の熱を、冷却水を介してラジエータ13に供給することができる。このため、第2モードのようにエンジン43の廃熱を利用してラジエータ13に付着した霜を融かしたり、第6モードのようにラジエータ13を利用してエンジン43を冷却したりすることができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が吸気冷却器16および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第3モード)。
これにより、エンジン冷却水の熱を、冷却水を介して吸気冷却器16に供給することができる。このため、エンジン43の廃熱を利用して吸気冷却器16を加熱することができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が冷却水加熱器15、ラジエータ13および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第4モード)。
これにより、冷却水加熱器15にて高圧側冷媒から冷却水に放熱された熱を、ラジエータ13およびエンジン用ラジエータ47の両方で外気に放熱することができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が冷却水冷却器14および冷却水冷却水熱交換器18を循環するとともに、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち他方のポンプ側の冷却水が冷却水加熱器15および吸気冷却器16を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第5モード)。
これにより、冷却水冷却水熱交換器18にてエンジン冷却水の熱が冷却水に吸熱され、吸気冷却器16に冷却水の熱が供給されるので、エンジン43が持つ熱を汲み上げて吸気冷却器16を加熱することができる。
(第2実施形態)
本第2実施形態では、図10に示すように、上記第1実施形態に対して、吸気冷却器16の代わりに電池冷却器70およびインバータモータ冷却器71が設けられている。
電池冷却器70は、冷却水の流路を有しており、電池の熱を冷却水に与えることによって電池を冷却する。電池は、出力低下、充電効率低下および劣化防止等の理由から10〜40℃程度の温度に維持されるのが好ましい。
インバータモータ冷却器71は、冷却水の流路を有しており、インバータおよび走行用電動モータの熱を冷却水に与えることによってインバータ走行用電動モータを冷却する。インバータは、電池から供給された直流電力を交流電圧に変換して走行用電動モータに出力する電力変換装置である。インバータは、劣化防止等の理由から65℃以下の温度に維持されるのが好ましい。
電池冷却器70は電池冷却器用流路72に配置されている。インバータモータ冷却器71はインバータモータ冷却器用流路73に配置されている。
電池冷却器用流路72において電池冷却器70の冷却水流れ下流側には第1過冷却器74が配置されている。冷却水冷却水熱交換器用流路37において冷却水冷却水熱交換器18の冷却水流れ下流側には第2過冷却器75が配置されている。
第1過冷却器74および第2過冷却器75は、冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒と冷却水とを熱交換することによって液相冷媒を更に冷却して冷媒の過冷却度を高める熱交換器(冷媒熱媒体熱交換器)である。
冷却水加熱器用流路34において冷却水加熱器15の冷却水流れ下流側にはサブヒータコア76が配置されている。図示を省略しているが、サブヒータコア76は、室内空調ユニット50のケーシング51の内部においてヒータコア44の空気流れ下流側に配置されいる。
エンジン43は断熱部材77によって覆われている。これにより、エンジン43に温熱を蓄えたり、冷熱を蓄えたりすることができる。すなわち、エンジン43に蓄熱・蓄冷を行うことができる。
第1切替弁19は、冷却水の入口として2つの入口を有し、冷却水の出口として6つの出口を有している。第2切替弁20は、冷却水の出口として3つの出口を有し、冷却水の入口として6つの入口を有している。
第1切替弁19の第1入口には、第1ポンプ用流路31の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1入口には、第1ポンプ11の冷却水吐出側が接続されている。
第1切替弁19の第2入口には、第2ポンプ用流路32の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2入口には、第2ポンプ12の冷却水吐出側が接続されている。
第1切替弁19の第1出口には、冷却水冷却器用流路33の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1出口には、冷却水冷却器14の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第2出口には、冷却水加熱器用流路34の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2出口には、冷却水加熱器15の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第3出口には、クーラコア用流路36の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第3出口には、クーラコア17の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第4出口には、電池冷却器用流路72の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第4出口には、電池冷却器70の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第5出口には、インバータモータ冷却器用流路73の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第5出口には、インバータモータ冷却器71の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第6の出口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第6の出口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁20の第1出口には、第1ポンプ用流路31の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1出口には、ラジエータ13の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ用流路32の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ12の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁20の第3出口には、バイパス流路38の一端が接続されている。バイパス流路38は、冷却水がラジエータ13をバイパスして流れることができるようにするための流路である。バイパス流路38の他端は、第1ポンプ用流路31のうちラジエータ13と第1ポンプ11の冷却水吸入口との間の部位に接続されている。
第2切替弁20の第1入口には、冷却水冷却器用流路33の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1入口には、冷却水冷却器14の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第2入口には、冷却水加熱器用流路34の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2入口には、サブヒータコア76の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第3入口には、クーラコア用流路36の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第3入口には、クーラコア17の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第4入口には、電池冷却器用流路72の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第4入口には、第1過冷却器74の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第5入口には、インバータモータ冷却器用流路73の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第5入口には、インバータモータ冷却器71の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第6の入口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第6の入口には、第2過冷却器75の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19は、2つの入口と6つの出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。第2切替弁20も、3つの出口と6つの入口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。
図11に示すように、第1過冷却器74および第2過冷却器75は、冷却水加熱器15およびモジュレータ78と一体化されている。図11中、上下の矢印は、車両搭載状態における上下方向(重力方向)を示している。
モジュレータ78は、冷却水加熱器15にて凝縮された冷媒を気液分離して余剰冷媒を蓄えるとともに、液相冷媒のみを下流側に流す受液器(気液分離器)である。
冷却水加熱器15、モジュレータ78、第1過冷却器74および第2過冷却器75は、多数枚の板状部材を積層して接合してなる積層型熱交換器として一体的に構成されており、板状部材の積層方向(図11の左右方向)にこの順番に配置されている。多数枚の板状部材はろう付けにて互いに接合されている。
冷却水加熱器15、第1過冷却器74および第2過冷却器75はそれぞれ、複数本のチューブとタンク部とを有している。複数本のチューブは、板状部材の積層方向(図11の左右方向)に互いに積層配置されており、冷却水および冷媒が別々に流通するようになっている。
複数本のチューブは、その長手方向が上下方向と平行となるように配置されている。タンク部は、複数本のチューブの両端側に配置されており、複数本のチューブに対して冷却水および冷媒の分配および集合を行う。
冷却水加熱器15の上方側のタンク部には、冷媒の入口15a(冷媒入口)および冷却水の出口15b(熱媒体出口)が形成されている。冷却水加熱器15の下方側のタンク部には、冷媒の出口15c(冷媒出口)および冷却水の入口15d(熱媒体入口)が形成されている。
これにより、冷却水加熱器15では、冷媒が入口15aから上方側のタンク部に流入し、上方側のタンク部にて冷媒用チューブに分配され、冷媒用チューブを流通した後に下方側のタンク部で集合されて出口15cから流出する。
冷却水加熱器15では、冷却水が入口15dから下方側のタンク部に流入し、下方側のタンク部にて冷却水用チューブ(熱媒体用チューブ)に分配され、冷却水用チューブを流通した後に上方側のタンク部で集合されて出口15bから流出する。
冷却水加熱器15における冷媒の入口15aは、冷却水加熱器15のうちチューブ積層方向一端部(図11の左端部)に配置され、チューブ積層方向一方側(図11の左方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の入口15aは、冷却水加熱器15のうちモジュレータ78と反対側の端部に配置され、モジュレータ78と反対側を向いて開口している。
冷却水加熱器15における冷媒の出口15cは、冷却水加熱器15のうちチューブ積層方向他端部(図11の右端部)に配置され、チューブ積層方向他方側(図11の右方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の出口15cは、冷却水加熱器15のうちモジュレータ78側の端部に配置され、モジュレータ78側を向いて開口している。
冷却水加熱器15における冷却水の入口15dおよび出口15bは、冷却水加熱器15のうちチューブ積層方向両端部(図11の左右方向両端部)同士の間に配置されている。これにより、冷却水加熱器15では、冷却水の流れがUターンしない。
冷却水加熱器15における冷却水の入口15dおよび出口15bは、チューブ積層方向と直交する方向を向いて開口している。図11の例では、冷却水加熱器15における冷却水の入口15dおよび出口15bは、冷媒用チューブおよび冷却水用チューブと平行な方向(上下方向)を向いて開口している。
モジュレータ78には、冷媒の入口78a(冷媒入口)および冷媒の出口78b(冷媒出口)が形成されている。
モジュレータ78における冷媒の入口78aは、モジュレータ78のうちチューブ積層方向一端部(図11の左端部)に配置され、チューブ積層方向一方側(図11の左方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の入口78aは、モジュレータ78のうち第1過冷却器74と反対側の端部に配置され、第1過冷却器74と反対側を向いて開口している。モジュレータ78における冷媒の入口78aは、冷却水加熱器15における冷媒の出口15cと重合している。
モジュレータ78における冷媒の出口78bは、モジュレータ78のうちチューブ積層方向他端部(図11の右端部)に配置され、チューブ積層方向他方側(図11の右方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の出口78bは、モジュレータ78のうち第1過冷却器74側の端部に配置され、第1過冷却器74側を向いて開口している。
第1過冷却器74の下方側のタンク部には、冷媒の入口74a(冷媒入口)および冷却水の出口74b(熱媒体出口)が形成されている。第1過冷却器74の上方側のタンク部には、冷媒の出口74c(冷媒出口)および冷却水の入口74d(熱媒体入口)が形成されている。
これにより、第1過冷却器74では、冷媒が入口74aから下方側のタンク部に流入し、下方側のタンク部にて冷媒用チューブに分配され、冷媒用チューブを流通した後に上方側のタンク部で集合されて出口74cから流出する。
第1過冷却器74では、冷却水が入口74dから上方側のタンク部に流入し、上方側のタンク部にて冷却水用チューブ(熱媒体用チューブ)に分配され、冷却水用チューブを流通した後に下方側のタンク部で集合されて出口74bから流出する。
第1過冷却器74における冷媒の入口74aは、第1過冷却器74のうちチューブ積層方向一端部(図11の左端部)に配置され、チューブ積層方向一方側(図11の左方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の入口74aは、第1過冷却器74のうち第2過冷却器75と反対側の端部に配置され、第2過冷却器75と反対側を向いて開口している。第1過冷却器74における冷媒の入口78aは、モジュレータ78における冷媒の出口78bと重合している。
第1過冷却器74における冷媒の出口74cは、第1過冷却器74のうちチューブ積層方向他端部(図11の右端部)に配置され、チューブ積層方向他方側(図11の右方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の出口74cは、第1過冷却器74のうち第2過冷却器75側の端部に配置され、第2過冷却器75側を向いて開口している。
第1過冷却器74における冷却水の入口74dおよび出口74bは、第1過冷却器74のうちチューブ積層方向両端部(図11の左右方向両端部)同士の間に配置されている。これにより、第1過冷却器74では、冷却水の流れがUターンしない。
第1過冷却器74における冷却水の入口74dおよび出口74bは、チューブ積層方向と直交する方向を向いて開口している。図11の例では、第1過冷却器74における冷却水の入口74dおよび出口74bは、冷媒用チューブおよび冷却水用チューブと平行な方向(上下方向)を向いて開口している。
第2過冷却器75の上方側のタンク部には、冷媒の入口75a(冷媒入口)および冷却水の出口75b(熱媒体出口)が形成されている。第2過冷却器75の下方側のタンク部には、冷媒の出口75c(冷媒出口)および冷却水の入口75d(熱媒体入口)が形成されている。
これにより、第2過冷却器75では、冷媒が入口75aから上方側のタンク部に流入し、上方側のタンク部にて冷媒用チューブに分配され、冷媒用チューブを流通した後に下方側のタンク部で集合されて出口75cから流出する。
第2過冷却器75では、冷却水が入口75dから下方側のタンク部に流入し、下方側のタンク部にて冷却水用チューブ(熱媒体用チューブ)に分配され、冷却水用チューブを流通した後に上方側のタンク部で集合されて出口75bから流出する。
第2過冷却器75における冷媒の入口75aは、第2過冷却器75のうちチューブ積層方向一端部(図11の左端部)に配置され、チューブ積層方向一方側(図11の左方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の入口75aは、第2過冷却器75のうち第1過冷却器74の端部に配置され、第1過冷却器74側を向いて開口している。第2過冷却器75における冷媒の入口78aは、第1過冷却器74における冷媒の出口74cと重合している。
第2過冷却器75における冷媒の出口75cは、第2過冷却器75のうちチューブ積層方向他端部(図11の右端部)に配置され、チューブ積層方向他方側(図11の右方側)を向いて開口している。具体的には、冷媒の出口75cは、第2過冷却器75のうち第1過冷却器74と反対側の端部に配置され、第1過冷却器74と反対側を向いて開口している。
第2過冷却器75における冷却水の入口75dおよび出口75bは、第2過冷却器75のうちチューブ積層方向両端部(図11の左右方向両端部)同士の間に配置されている。これにより、第2過冷却器75では、冷却水の流れがUターンしない。
第2過冷却器75における冷却水の入口75dおよび出口75bは、チューブ積層方向と直交する方向を向いて開口している。図11の例では、第2過冷却器75における冷却水の入口75dおよび出口75bは、冷媒用チューブおよび冷却水用チューブと平行な方向(上下方向)を向いて開口している。
以上の構成によれば、冷却水加熱器15、モジュレータ78、第1過冷却器74および第2過冷却器75において、この順番に冷媒が流れる。
冷却水加熱器15では冷媒が上方から下方へ流れ、冷却水が下方から上方へ流れる。第1過冷却器74では冷媒が下方から上方へ流れ、冷却水が上方から下方へ流れる。第2過冷却器75では冷媒が下方から上方へ流れ、冷却水が上方から下方へ流れる。
すなわち、冷却水加熱器15、第1過冷却器74および第2過冷却器75では、冷媒と冷却水とが対向して流れる。
なお、冷却水加熱器15、モジュレータ78、第1過冷却器74および第2過冷却器75において、冷媒の出入口と冷却水の出入口とを逆にしてもよい。
図10は、第1切替弁19および第2切替弁20が第1モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第1モードは、主に冬季において電池の充電中に実施される。
第1モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水冷却器用流路33と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水加熱器用流路34および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水冷却器14およびラジエータ13によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水加熱器15、サブヒータコア76および冷却水冷却水熱交換器18によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図10の太一点鎖線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水冷却器14を流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図10の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水加熱器15、サブヒータコア76および冷却水冷却水熱交換器18を流れて第2ポンプ12に吸入される。
第1冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で冷却水が外気から吸熱する。そして、ラジエータ13にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
冷却水冷却器14にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。すなわち、外気の熱を第2冷却水回路の冷却水へ汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水が加熱される。
このため、エンジン用冷却回路40において、エンジン43を加熱することができる。本実施形態では、エンジン43は断熱部材77によって覆われている。そのため、エンジン43に蓄熱することができる。
なお、第1モードにおいて、この作動状態に至る前に、電池冷却器70にも第2冷却水回路の冷却水を流通させるようにして、電池を加熱して電池に蓄熱させている。
例えば、外気温が0℃の場合、第1冷却水回路の冷却水温度は−10℃程度、第2冷却水回路の冷却水温度は70℃程度、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は60℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
図12は、第1切替弁19および第2切替弁20が第2モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第2モードは、主に冬季において第1モードの実施後かつ走行用電動モータによる走行を開始した直後に実施される。
第2モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31をインバータモータ冷却器用流路73と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水加熱器用流路34および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、インバータモータ冷却器71およびラジエータ13によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水加熱器15、サブヒータコア76および冷却水冷却水熱交換器18によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図12の太一点鎖線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水はインバータモータ冷却器71を流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図12の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水加熱器15、サブヒータコア76および冷却水冷却水熱交換器18を流れて第2ポンプ12に吸入される。
エンジン用冷却回路40では、エンジン43の蓄熱で冷却水が加熱される。そして、エンジン43の蓄熱で加熱された冷却水がヒータコア44を流れるので、車室内への送風空気を加熱して車室内を暖房することができる。
さらに、エンジン43の蓄熱で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際に第2冷却水回路の冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。
冷却水冷却水熱交換器18で加熱された第2冷却水回路の冷却水は、サブヒータコア76を流れる際に車室内への送風空気に放熱するので、サブヒータコア76にて車室内への送風空気を加熱して車室内を暖房することができる。
第1冷却水回路では、ラジエータ13で外気によって冷却された冷却水がインバータモータ冷却器71を流れるので、インバータを冷却することができる。
図13は、第1切替弁19および第2切替弁20が第3モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第3モードは、第2モードの実施後、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度が低下して車室内への吹出空気温度も低下して乗員の暖房感が十分に得られなくなる前に実施される。
第3モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、バイパス流路38を冷却水冷却器用流路33、電池冷却器用流路72、インバータモータ冷却器用流路73および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水加熱器用流路34と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水冷却器14、電池冷却器70、インバータモータ冷却器71および冷却水冷却水熱交換器18によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水加熱器15およびサブヒータコア76によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図13の太一点鎖線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水冷却器14、電池冷却器70およびインバータモータ冷却器71を並列に流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図13の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水加熱器15およびサブヒータコア76を直列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第1冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水が電池冷却器70および冷却水冷却水熱交換器18を流れるので、冷却水冷却水熱交換器18で冷却水が電池およびエンジン冷却水から吸熱する。
そして、冷却水冷却水熱交換器18にて電池およびエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水から吸熱した第1冷却水回路の冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介して電池およびエンジン冷却水から吸熱する。
冷却水冷却器14にて電池およびエンジン冷却水から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第2冷却水回路の冷却水が加熱される。すなわち、電池およびエンジン冷却水の熱を第2冷却水回路の冷却水へ汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、サブヒータコア76を流れる際に車室内への送風空気と熱交換して放熱する。したがって、サブヒータコア76では、車室内への送風空気が加熱される。
サブヒータコア76はヒータコア44の空気流れ下流側に配置されているので、車室内への送風空気は、ヒータコア44、サブヒータコア76の順に加熱されて車室内へ吹き出される。
したがって、電池およびエンジン43に蓄えられた温熱を車室内への送風空気へ汲み上げて車室内を暖房する事ができる。
例えば、外気温が0℃の場合、第1冷却水回路の冷却水温度は20℃程度、第2冷却水回路の冷却水温度は70℃程度、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は40℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
第3モードを、冬季、エンジン43の作動中に実施すれば、エンジン43の廃熱を冷却水冷却水熱交換器18にて第1冷却水回路の冷却水に吸熱させ、冷却水冷却器14にて冷凍サイクル22の冷媒に吸熱させ、冷却水加熱器15にて第2冷却水回路の冷却水に放熱させ、サブヒータコア76にて車室内への送風空気に放熱させることができる。
したがって、エンジン43の廃熱を車室内への送風空気へ汲み上げて車室内を暖房する事ができる。
図14は、第1切替弁19および第2切替弁20が第4モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第4モードは、主に夏季において電池の充電中に実施される。
第4モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水加熱器用流路34と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水冷却器用流路33、クーラコア用流路36、電池冷却器用流路72、インバータモータ冷却器用流路73および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水加熱器15、サブヒータコア76およびラジエータ13によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水冷却器14、クーラコア17、電池冷却器70、インバータモータ冷却器71および冷却水冷却水熱交換器18によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図14の太一点鎖線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水加熱器15およびサブヒータコア76を直列に流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図14の太実線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水冷却器14、クーラコア17、電池冷却器70、インバータモータ冷却器71および冷却水冷却水熱交換器18を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第2冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水が冷却水冷却水熱交換器18を流れるので、冷却水冷却水熱交換器18で冷却水がエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水から吸熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18ではエンジン冷却水が冷却される。
冷却水冷却水熱交換器18で冷却されたエンジン冷却水は、エンジン43を流れるので、エンジン43を冷却してエンジン43に冷熱を蓄えることができる。エンジン43が10℃程度まで冷却されたら、第2冷却水回路において冷却水冷却水熱交換器18への冷却水の流通が停止されるように第1切替弁19および第2切替弁20を切り替える。
さらに、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水は電池冷却器70を流れるので、電池を冷却して電池に冷熱を蓄えることができる。電池が10℃程度まで冷却されたら、第2冷却水回路において電池冷却器70への冷却水の流通が停止されるように第1切替弁19および第2切替弁20を切り替える。
例えば、外気温が35℃の場合、第1冷却水回路の冷却水温度は45℃程度、第2冷却水回路の冷却水温度は10℃程度、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は20℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
図15は、第1切替弁19および第2切替弁20が第5モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第5モードは、主に夏季において第4モードの実施後かつ走行用電動モータによる走行を開始した直後に実施される。
第5モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水加熱器用流路34、電池冷却器用流路72、インバータモータ冷却器用流路73および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32を冷却水冷却器用流路33およびクーラコア用流路36と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水加熱器15、サブヒータコア76、電池冷却器70、第1過冷却器74、インバータモータ冷却器71、冷却水冷却水熱交換器18、第2過冷却器75およびラジエータ13によって第1冷却水回路(低温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水冷却器14およびクーラコア17によって第2冷却水回路(中温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図15の太実線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水加熱器15、サブヒータコア76、電池冷却器70、第1過冷却器74、インバータモータ冷却器71、冷却水冷却水熱交換器18および第2過冷却器75を流れてからラジエータ13を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図15の太一点鎖線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水冷却器14およびクーラコア17を並列に流れて第2ポンプ12に吸入される。
第1冷却水回路では、電池冷却器70にて冷却水が電池の蓄冷によって冷却され、電池冷却器70で冷却された冷却水が第1過冷却器74を流れるので、第1過冷却器74にて冷却水が冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒と熱交換して吸熱する。したがって、第1過冷却器74では冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒が過冷却される。
第1冷却水回路では、冷却水冷却水熱交換器18にて冷却水がエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、第1冷却水回路の冷却水がエンジン43の蓄冷によって冷却され、冷却水冷却水熱交換器18で冷却された冷却水が第2過冷却器75を流れるので、第2過冷却器75にて冷却水が冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒と熱交換して吸熱する。したがって、第2過冷却器75では冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒が過冷却される。
第5モードでは、第1過冷却器74において、冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒が電池の蓄冷によって過冷却され、第2過冷却器75において、冷却水加熱器15で凝縮された液相冷媒がエンジン43の蓄冷によって過冷却されるので、冷凍サイクル22の冷媒循環量を減少させて圧縮機23の消費動力を減少させることができる。
例えば、外気温が35℃の場合、第1冷却水回路の冷却水温度は40℃程度、第2冷却水回路の冷却水温度は10℃程度、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水温度は10℃程度になる。この場合、サーモスタット48はエンジン用ラジエータ流路46を閉じるので、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水はエンジン用ラジエータ47を流れない。
本実施形態によると、上記第1実施形態と同様に、複数個の機器14、15、…に第1ポンプ11側の冷却水が循環する場合と第2ポンプ12側の冷却水が循環する場合とを切り替えることができ、さらに、冷却水冷却水熱交換器18を介して、複数個の機器14、15、…とエンジン43との間で熱をやり取りすることができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が冷却水冷却器14およびラジエータ13を循環するとともに、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち他方のポンプ側のラジエータ13が冷却水加熱器15および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第1モード)。
これにより、ラジエータ13にて外気の熱が冷却水に吸熱され、冷却水冷却水熱交換器18にて冷却水の熱がエンジン冷却水に放熱されるので、外気の熱を汲み上げてエンジン43を加熱することができる。
例えば、外部電源から供給された電力を電池に充電している場合、この作動モードが実施されるようにすれば、外部電源から供給された電力を利用して外気の熱を汲み上げてエンジン43に温熱を蓄えることができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が冷却水冷却器14および冷却水冷却水熱交換器18を循環するとともに、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち他方のポンプ側の冷却水が冷却水加熱器15および冷却水外気熱交換器13を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第4モード)。
これにより、冷却水冷却水熱交換器18にてエンジン冷却水の熱が冷却水に吸熱されるので、吸熱されたエンジン冷却水によってエンジン43を冷却することができる。
例えば、外部電源から供給された電力を電池に充電している場合、この作動モードが実施されるようにすれば、外部電源から供給された電力を利用してエンジン43に冷熱を蓄えることができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水がヒータコア76および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第2モード)。
これにより、エンジン43に蓄えられた温熱を、冷却水を介してヒータコア76に供給することができる。このため、エンジン43に蓄えられた温熱を利用して車室内の暖房を行うことができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が第2過冷却器75および冷却水冷却水熱交換器18を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第5モード)。
これにより、エンジン43に蓄えられた冷熱を、冷却水を介して第2過冷却器75に供給することができる。このため、エンジン43に蓄えられた冷熱を利用して冷媒の過冷却度を高めることができる。
本実施形態では、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち一方のポンプ側の冷却水が冷却水冷却器14および冷却水冷却水熱交換器18を循環するとともに、第1ポンプ11および第2ポンプ12のうち他方のポンプ側の冷却水が冷却水加熱器15およびヒータコア76を循環する作動モードを実施可能になっている(例えば第3モード)。
これにより、冷却水冷却水熱交換器18にてエンジン冷却水の熱が冷却水に吸熱され、ヒータコア76に冷却水の熱が供給されるので、エンジン43が持つ熱を汲み上げて車室内の暖房を行うことができる。
本実施形態では、冷却水加熱器15の冷却水入口15dおよび冷却水出口15bは、冷却水加熱器15のうち冷媒用チューブおよび熱媒体用チューブの積層方向における両端部同士の間に配置されている。これにより、冷却水加熱器15では、冷却水の流れがUターンしない。
同様に、第1過冷却器74の冷却水入口74dおよび冷却水出口74bは、第1過冷却器74のうち冷媒用チューブおよび熱媒体用チューブの積層方向における両端部同士の間に配置されている。これにより、第1過冷却器74では、冷却水の流れがUターンしない。
同様に、第2過冷却器75の冷却水入口75dおよび冷却水出口75bは、第2過冷却器75のうち冷媒用チューブおよび熱媒体用チューブの積層方向における両端部同士の間に配置されている。これにより、第2過冷却器75では、冷却水の流れがUターンしない。
(第3実施形態)
本第3実施形態では、図16に示すように、上記第1実施形態に対して、ラジエータ13、冷却水冷却器14および冷却水加熱器15の配置が変更され、電池冷却器70、インバータモータ冷却器71、エンジンバイパス流路80、エンジン用サブポンプ81および三方弁82が追加されている。
ラジエータ13はラジエータ用流路83に配置されている。冷却水冷却器14は第2ポンプ用流路32において第2ポンプ12の冷却水吐出側に配置されている。冷却水加熱器15は第1ポンプ用流路31において第1ポンプ11の冷却水吐出側に配置されている。
電池冷却器70は電池冷却器用流路72に配置されている。インバータモータ冷却器71は電池冷却器用流路72において電池冷却器70の冷却水流れ下流側に配置されている。
エンジンバイパス流路80は、エンジン用冷却回路40において、冷却水冷却水熱交換器18およびヒータコア44から流出したエンジン冷却水がCVTウォーマ45およびエンジン43をバイパスして流れることができるようにするための流路である。
エンジンバイパス流路80の一端は、エンジン用冷却回路40の循環流路41のうちヒータコア44とCVTウォーマ45との間に部位に接続されている。エンジンバイパス流路80の他端は、エンジン用冷却回路40の循環流路41のうちエンジン43と冷却水冷却水熱交換器18との間に部位に接続されている。
エンジン用サブポンプ81は、エンジン冷却水を吸入して吐出する電動ポンプであり、エンジンバイパス流路80に配置されている。エンジン用サブポンプ81は、ヒータコア44から流出したエンジン冷却水を吸入して、冷却水冷却水熱交換器18側に向けて吐出するようにエンジンバイパス流路80に配置されている。
三方弁82は、エンジン冷却水がエンジンバイパス流路80を流れずに循環流路41を循環する場合と、エンジン冷却水がCVTウォーマ45およびエンジン43をバイパスしてエンジンバイパス流路80を流れる場合とを切り替える流路切替手段であり、エンジンバイパス流路80と循環流路41との接続部に配置されている。
第1切替弁19は、冷却水の入口として2つの入口を有し、冷却水の出口として4つの出口を有している。第2切替弁20は、冷却水の出口として2つの出口を有し、冷却水の入口として4つの入口を有している。
第1切替弁19の第1入口には、第1ポンプ用流路31の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1入口には、冷却水加熱器15の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19の第2入口には、第2ポンプ用流路32の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2入口には、冷却水冷却器14の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19の第1出口には、クーラコア用流路36の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1出口には、クーラコア17の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第2出口には、ラジエータ用流路83の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2出口には、ラジエータ13の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第3出口には、電池冷却器用流路72の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第3出口には、電池冷却器70の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第4出口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第4出口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁20の第1出口には、第1ポンプ用流路31の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1出口には、第1ポンプ11の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ用流路32の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ12の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁20の第1入口には、クーラコア用流路36の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1入口には、クーラコア17の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第2入口には、ラジエータ用流路83の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2入口には、ラジエータ13の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第3入口には、電池冷却器用流路72の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第3入口には、インバータモータ冷却器71の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第4入口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第4入口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19は、2つの入口と4つの出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。第2切替弁20も、2つの出口と4つの入口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。
図16は、第1切替弁19および第2切替弁20が第1モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第1モードは、主に冬季においてエンジン43の停止中に実施される。
第1モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31を冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32をクーラコア用流路36、ラジエータ用流路83および電池冷却器用流路72と接続させる。
第1モードでは、三方弁82は、冷却水冷却水熱交換器18およびヒータコア44から流出したエンジン冷却水がCVTウォーマ45およびエンジン43をバイパスしてエンジンバイパス流路80を流れるように流路を切り替える。
これにより、第1ポンプ11、冷却水加熱器15および冷却水冷却水熱交換器18によって第1冷却水回路(中温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水冷却器14、クーラコア17、ラジエータ13、電池冷却器70およびインバータモータ冷却器71によって第2冷却水回路(低温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図16の太実線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水加熱器15を流れてから冷却水冷却水熱交換器18を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図16の太一点鎖線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水冷却器14を流れてからクーラコア17、ラジエータ13、電池冷却器70およびインバータモータ冷却器71を流れて第2ポンプ12に吸入される。
エンジン用冷却回路40では、図16の実線矢印に示すように、エンジン用サブポンプ81から吐出した冷却水は冷却水冷却水熱交換器18およびヒータコア44を直列に流れてエンジン用サブポンプ81に吸入される。
第2冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で冷却水が外気から吸熱する。そして、ラジエータ13にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
冷却水冷却器14にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第1冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第1冷却水回路の冷却水が加熱される。すなわち、外気の熱を第1冷却水回路の冷却水へ汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水が加熱される。
冷却水冷却水熱交換器18で加熱されたエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水は、ヒータコア44を流れる際に車室内への送風空気と熱交換して放熱する。したがって、ヒータコア44では、車室内への送風空気が加熱されるので、車室内を暖房することができる。
エンジン用冷却回路40では冷却水がエンジン43およびCVTウォーマ45を流れないので、第1冷却水回路の冷却水が持つ熱をヒータコア44での熱交換に有効利用して暖房性能を向上できる。
(第4実施形態)
本第4実施形態では、図17に示すように、上記第3実施形態に対し、ヒータコア44およびインバータモータ冷却器71の配置が変更され、クーラコア17の代わりにエバポレータ90が設けられている。
ヒータコア44はヒータコア用流路91に配置されている。インバータモータ冷却器71はインバータモータ冷却器流路92に配置されている。
冷凍サイクル22は、エバポレータ用膨張弁93および電磁弁94を有している。エバポレータ用膨張弁93およびエバポレータ90は、冷凍サイクル22において膨張弁24および冷却水冷却器14と並列に配置されている。
電磁弁94は、冷却水加熱器15から膨張弁24に至る冷媒流路を開閉する。したがって、電磁弁94は、膨張弁24および冷却水冷却器14への冷媒の流通を断続切り替えする。
図示を省略しているが、エバポレータ90は、ケーシング51の内部においてヒータコア44の空気流れ上流側に配置されている。
第1切替弁19は、冷却水の入口として2つの入口を有し、冷却水の出口として5つの出口を有している。第2切替弁20は、冷却水の出口として2つの出口を有し、冷却水の入口として5つの入口を有している。
第1切替弁19の第1入口には、第1ポンプ用流路31の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1入口には、冷却水加熱器15の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19の第2入口には、第2ポンプ用流路32の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2入口には、冷却水冷却器14の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19の第1出口には、ラジエータ用流路83の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第1出口には、ラジエータ13の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第2出口には、ヒータコア用流路91の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第2出口には、ヒータコア44の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第3出口には、電池冷却器用流路72の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第3出口には、電池冷却器70の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第4出口には、インバータモータ冷却器流路92の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第4出口には、インバータモータ冷却器71の冷却水入口側が接続されている。
第1切替弁19の第5出口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の一端が接続されている。換言すれば、第1切替弁19の第5出口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水入口側が接続されている。
第2切替弁20の第1出口には、第1ポンプ用流路31の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1出口には、第1ポンプ11の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ用流路32の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2出口には、第2ポンプ12の冷却水吸入側が接続されている。
第2切替弁20の第1入口には、ラジエータ用流路83の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第1入口には、ラジエータ13の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第2入口には、ヒータコア用流路91の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第2入口には、ヒータコア44の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第3入口には、電池冷却器用流路72の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第3入口には、電池冷却器70の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第4入口には、インバータモータ冷却器流路92の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第4入口には、インバータモータ冷却器71の冷却水出口側が接続されている。
第2切替弁20の第5入口には、冷却水冷却水熱交換器用流路37の他端が接続されている。換言すれば、第2切替弁20の第5入口には、冷却水冷却水熱交換器18の冷却水出口側が接続されている。
第1切替弁19は、2つの入口と5つの出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。第2切替弁20も、2つの出口と5つの入口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。
図17は、第1切替弁19および第2切替弁20が第1モードに切り替えられたときの熱管理システム10の作動を示している。第1モードは、主に冬季においてエンジン43の停止中に実施される。
第1モードでは、第1切替弁19および第2切替弁20は、第1ポンプ用流路31をヒータコア用流路91および冷却水冷却水熱交換器用流路37と接続させるとともに、第2ポンプ用流路32をラジエータ用流路83、電池冷却器用流路72およびインバータモータ冷却器流路92と接続させる。
これにより、第1ポンプ11、冷却水加熱器15、ヒータコア44および冷却水冷却水熱交換器18によって第1冷却水回路(中温冷却水回路)が構成され、第2ポンプ12、冷却水冷却器14、ラジエータ13、電池冷却器70およびインバータモータ冷却器71によって第2冷却水回路(低温冷却水回路)が構成される。
第1冷却水回路では、図17の太実線矢印に示すように、第1ポンプ11から吐出した冷却水は冷却水加熱器15を流れてからヒータコア44および冷却水冷却水熱交換器18を流れて第1ポンプ11に吸入される。
第2冷却水回路では、図17の太一点鎖線矢印に示すように、第2ポンプ12から吐出した冷却水は冷却水冷却器14を流れてからラジエータ13、電池冷却器70およびインバータモータ冷却器71を流れて第2ポンプ12に吸入される。
第2冷却水回路では、冷却水冷却器14で冷却された低温冷却水がラジエータ13を流れるので、ラジエータ13で冷却水が外気から吸熱する。そして、ラジエータ13にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル22の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル22の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
冷却水冷却器14にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器15にて第1冷却水回路の冷却水と熱交換するので、第1冷却水回路の冷却水が加熱される。すなわち、外気の熱を第1冷却水回路の冷却水へ汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。
冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、ヒータコア44を流れる際に車室内への送風空気と熱交換して放熱する。したがって、ヒータコア44では、車室内への送風空気が加熱されるので、車室内を暖房することができる。
さらに、冷却水加熱器15で加熱された冷却水は、冷却水冷却水熱交換器18を流れる際にエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却水熱交換器18では、エンジン用冷却回路40のエンジン冷却水が加熱される。
冷却水冷却水熱交換器18で加熱されたエンジン用冷却回路40のエンジン冷却水は、CVTウォーマ45およびエンジン43を流れるので、CVTオイルを暖めるとともにエンジン43を暖機することができる。
エバポレータ90では、冷凍サイクル22の低圧側冷媒と車室内への送風空気とが熱交換されて車室内への送風空気が冷却される。したがって、車室内を冷房することができる。
(他の実施形態)
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
(1)冷却水によって温度調整(冷却・加熱)される温度調整対象機器(被冷却機器・被加熱機器)として種々の機器を用いることができる。
例えば、乗員が着座するシートに内蔵されて冷却水によってシートを冷却・加熱する熱交換器を温度調整対象機器として用いてもよい。冷却水によってエンジンの排気ガスを冷却する排気ガス冷却器を温度調整対象機器として用いてもよい。
また、温度調整対象機器の個数を適宜変更してもよい。
(2)上記実施形態では、冷却水を外気の温度よりも低温まで冷却する冷却手段として、冷凍サイクル22の低圧冷媒で冷却水を冷却する冷却水冷却器14を用いているが、ペルチェ素子を冷却手段として用いてもよい。
(3)上記各実施形態では、温度調整対象機器(被冷却機器・被加熱機器)を温度調整するための熱媒体(第1熱媒体)として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。
熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水(いわゆる不凍液)のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。
このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。
これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。
また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量(顕熱による蓄冷熱)を増加させることができる。
蓄冷熱量を増せることにより、圧縮機23を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理システムの省動力化が可能になる。
ナノ粒子のアスペクト比は50以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。
ナノ粒子としては、Au、Ag、CuおよびCのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Auナノ粒子、Agナノワイヤー、CNT(カーボンナノチューブ)、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子(上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体)、およびAuナノ粒子含有CNTなどを用いることができる。
(4)上記各実施形態の冷凍サイクル22では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。
また、上記各実施形態の冷凍サイクル22は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。
(5)上記第2実施形態では、第5モードにおいて、エンジン43および電池に蓄えられた冷熱を利用して冷凍サイクル22の高圧冷媒を過冷却しているが、エンジン43および電池に蓄えられた冷熱を車室内空気やインバータなどの冷却に利用するようにしてもよい。
(6)上記第2実施形態では、電池冷却器70を介して電池に蓄熱・蓄冷を行なうようになっているが、蓄熱・蓄冷を行う機器を電池冷却器70と並列に配置してもよい。この場合、蓄熱・蓄冷を行う機器の冷却水流れ下流側に過冷却器を配置することによって、蓄冷熱を回収することができる。
蓄熱・蓄冷を行う機器に用いられる蓄冷剤、蓄熱剤としては、パラフィンや酢酸ナトリウム水和物などが挙げられる。
(7)上記各実施形態では、車両用熱管理システム10をハイブリッド自動車に適用した例を示したが、走行用電動モータを備えずエンジンから車両走行用の駆動力を得る自動車に車両用熱管理システム10を適用してもよい。
11 第1ポンプ
12 第2ポンプ
13 ラジエータ(熱媒体外気熱交換器)
14 冷却水冷却器(熱媒体冷却器)
15 冷却水加熱器(熱媒体加熱器)
16 吸気冷却器(温度調整対象機器)
17 クーラコア(温度調整対象機器)
18 冷却水冷却水熱交換器(熱媒体熱媒体熱交換器)
19 第1切替弁
20 第2切替弁
40 エンジン冷却回路
42 エンジン用ポンプ

Claims (10)

  1. 第1熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、
    前記第1ポンプ(11)または前記第2ポンプ(12)から吐出された前記第1熱媒体と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器(13)と、
    前記第1熱媒体が流通する複数個の機器(14、15、16、17、44、70、71、74、75、76)と、
    第2熱媒体をエンジン(43)に循環させるエンジン冷却回路(40)と、
    前記第2熱媒体を吸入して吐出するエンジン用ポンプ(42)と、
    前記第1熱媒体と前記第2熱媒体とを熱交換させる熱媒体熱媒体熱交換器(18)と、
    前記第1ポンプ(11)の熱媒体吐出側および前記第2ポンプ(12)の熱媒体吐出側が互いに並列に接続され且つ前記複数個の機器および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)が互いに並列に接続される流路を有し、前記第1熱媒体の流れを切り替える第1切替弁(19)と、
    前記第1ポンプ(11)の熱媒体吸入側および前記第2ポンプ(12)の熱媒体吸入側が互いに並列に接続され且つ前記複数個の機器および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)が互いに並列に接続される流路を有し、前記第1熱媒体の流れを切り替える第2切替弁(20)とを備え、
    前記第1切替弁(19)は、前記複数個の機器(14、15、…)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)のそれぞれについて、前記第1ポンプ(11)から吐出された前記第1熱媒体が流入する場合と前記第2ポンプ(12)から吐出された前記第1熱媒体が流入する場合とを切り替え、
    前記第2切替弁(20)は、前記複数個の機器(14、15、…)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)のそれぞれについて、前記第1ポンプ(11)へ前記第1熱媒体が流出する場合と前記第2ポンプ(12)へ前記第1熱媒体が流出する場合とを切り替えることを特徴とする車両用熱管理システム。
  2. 前記複数個の機器は、冷凍サイクル(22)の低圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を冷却する熱媒体冷却器(14)と、前記冷凍サイクル(22)の高圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を加熱する熱媒体加熱器(15)とを含み、
    前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)は、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体冷却器(14)および前記熱媒体外気熱交換器(13)を循環するとともに、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち他方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体加熱器(15)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)を循環する作動モードを実施可能になっていることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱管理システム。
  3. 前記第2熱媒体の温度が所定温度未満であると判断される場合、前記作動モードが実施されるように前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)の作動を制御する制御手段(60a)を備えることを特徴とする請求項2に記載の車両用熱管理システム。
  4. 外部電源から供給された電力を電池に充電可能な車両に適用される車両用熱管理システムであって、
    前記電池から供給される電力によって駆動され、前記冷凍サイクル(22)の冷媒を吸入して吐出する圧縮機(23)を備え、
    前記外部電源から供給された電力を前記電池に充電している場合、前記作動モードが実施されるように前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)の作動を制御する制御手段(60a)を備えることを特徴とする請求項2に記載の車両用熱管理システム。
  5. 前記複数個の機器は、冷凍サイクル(22)の低圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を冷却する熱媒体冷却器(14)と、前記冷凍サイクル(22)の高圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を加熱する熱媒体加熱器(15)とを含み、
    前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)は、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体冷却器(14)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)を循環するとともに、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち他方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体加熱器(15)および前記熱媒体外気熱交換器(13)を循環する作動モードを実施可能になっていることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱管理システム。
  6. 前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)は、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体外気熱交換器(13)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)を循環する作動モードを実施可能になっていることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱管理システム。
  7. 前記複数個の機器は、前記第1熱媒体によって温度調整される温度調整対象機器(16、75、76)を含み、
    前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)は、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記温度調整対象機器(16、17、74、75、76)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)を循環する作動モードを実施可能になっていることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱管理システム。
  8. 前記第2熱媒体と外気とを熱交換するエンジン用熱媒体外気熱交換器(47)を備え、
    前記複数個の機器は、冷凍サイクル(22)の高圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を加熱する熱媒体加熱器(15)を含み、
    前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)は、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体加熱器(15)、前記熱媒体外気熱交換器(13)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)を循環する作動モードを実施可能になっていることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱管理システム。
  9. 前記複数個の機器は、
    冷凍サイクル(22)の低圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を冷却する熱媒体冷却器(14)と、
    前記冷凍サイクル(22)の高圧側冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させて前記第1熱媒体を加熱する熱媒体加熱器(15)と、
    前記第1熱媒体によって温度調整される温度調整対象機器(16、76)とを含み、
    前記第1切替弁(19)および前記第2切替弁(20)は、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体冷却器(14)および前記熱媒体熱媒体熱交換器(18)を循環するとともに、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち他方のポンプ側の前記第1熱媒体が前記熱媒体加熱器(15)および前記温度調整対象機器(16、76)を循環する作動モードを実施可能になっていることを特徴とする請求項1に記載の車両用熱管理システム。
  10. 前記複数個の機器は、前記熱媒体加熱器(15)から流出した前記冷媒と前記第1熱媒体とを熱交換させる冷媒熱媒体熱交換器(74、75)を含み、
    前記熱媒体加熱器(15)および前記冷媒熱媒体熱交換器(74、75)は、前記冷媒が流通する冷媒用チューブおよび前記第1熱媒体が流通する熱媒体用チューブが積層配置されることによって構成されており、
    前記熱媒体加熱器(15)の熱媒体入口(15d)および熱媒体出口(15b)は、前記熱媒体加熱器(15)のうち前記冷媒用チューブおよび前記熱媒体用チューブの積層方向における両端部同士の間に配置されており、
    前記冷媒熱媒体熱交換器(74、75)の熱媒体入口(74d、75d)および熱媒体出口(74b、75b)は、前記冷媒熱媒体熱交換器(74、75)のうち前記冷媒用チューブおよび前記熱媒体用チューブの積層方向における両端部同士の間に配置されていることを特徴とする請求項2、3、4、5、8、9のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。
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