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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024073319
(43)【公開日】2024-05-29
(54)【発明の名称】車両用空調システム
(51)【国際特許分類】
B60H 1/22 20060101AFI20240522BHJP
B60L 1/00 20060101ALI20240522BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20240522BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20240522BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20240522BHJP
B60L 58/26 20190101ALI20240522BHJP
B60L 58/27 20190101ALI20240522BHJP
B60K 11/04 20060101ALI20240522BHJP
【ＦＩ】
B60H1/22 651A
B60H1/22 671
B60H1/22 651C
B60H1/22 651Z
B60L1/00 L
B60L9/18 J
B60L50/60
B60L58/12
B60L58/26
B60L58/27
B60K11/04 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022184455
(22)【出願日】2022-11-17
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】越島 将史
【テーマコード（参考）】
3D038
3L211
5H125
【Ｆターム（参考）】
3D038AA05
3D038AB01
3D038AC17
3L211AA11
3L211BA32
3L211BA34
3L211CA19
3L211DA26
3L211DA48
3L211EA12
3L211EA50
3L211EA72
3L211EA83
3L211FB05
3L211GA25
3L211GA26
5H125AA01
5H125AC12
5H125BC19
5H125CD08
5H125CD09
5H125EE05
5H125EE15
5H125EE25
5H125EE27
5H125EE51
5H125EE52
5H125FF22
5H125FF23
5H125FF24
5H125FF27
(57)【要約】
【課題】電費の悪化を抑制しつつ、空調の廃熱を効率良く行える車両用空調システムを提供する。
【解決手段】凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムが提供される。この車両用空調システムは、電動パワートレイン及び電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備える。また、凝縮器は、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路上に配置される。
【選択図】図２
【解決手段】凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムが提供される。この車両用空調システムは、電動パワートレイン及び電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備える。また、凝縮器は、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路上に配置される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムであって、
電動パワートレイン及び前記電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備え、
前記凝縮器は、前記空調用回路を循環する冷媒の熱と、前記冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように当該冷却水回路上に配置される、
車両用空調システム。
電動パワートレイン及び前記電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備え、
前記凝縮器は、前記空調用回路を循環する冷媒の熱と、前記冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように当該冷却水回路上に配置される、
車両用空調システム。
【請求項2】
請求項１に記載の車両用空調システムであって、
前記凝縮器は、前記冷却水回路上において、前記電動パワートレインと前記バッテリとの間、且つ前記冷却水の流れ方向において前記バッテリの下流側に配置される、
車両用空調システム。
前記凝縮器は、前記冷却水回路上において、前記電動パワートレインと前記バッテリとの間、且つ前記冷却水の流れ方向において前記バッテリの下流側に配置される、
車両用空調システム。
【請求項3】
請求項１に記載の車両用空調システムであって、
ラジエータが配置されるラジエータ用回路と、
前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路と接続及び切り離し可能に構成された切替弁と、
前記切替弁の動作を制御するコントローラと、をさらに備える、
車両用空調システム。
ラジエータが配置されるラジエータ用回路と、
前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路と接続及び切り離し可能に構成された切替弁と、
前記切替弁の動作を制御するコントローラと、をさらに備える、
車両用空調システム。
【請求項4】
請求項３に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリ及び前記電動パワートレインの温度を取得する温度取得部を有し、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、且つ前記電動パワートレインの温度が第２の所定値以下の場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路から切り離すように前記切替弁を制御し、または、前記ラジエータ用のファンを停止させ、前記冷媒の熱を前記電動パワートレイン及び前記バッテリに蓄熱させる、
車両用空調システム。
前記コントローラは、前記バッテリ及び前記電動パワートレインの温度を取得する温度取得部を有し、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、且つ前記電動パワートレインの温度が第２の所定値以下の場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路から切り離すように前記切替弁を制御し、または、前記ラジエータ用のファンを停止させ、前記冷媒の熱を前記電動パワートレイン及び前記バッテリに蓄熱させる、
車両用空調システム。
【請求項5】
請求項３に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリ及び前記電動パワートレインの温度を取得する温度取得部を有し、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、且つ前記電動パワートレインの温度が第２の所定値より大きい場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御し、前記冷媒の熱を前記ラジエータにより廃熱させる、
車両用空調システム。
前記コントローラは、前記バッテリ及び前記電動パワートレインの温度を取得する温度取得部を有し、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、且つ前記電動パワートレインの温度が第２の所定値より大きい場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御し、前記冷媒の熱を前記ラジエータにより廃熱させる、
車両用空調システム。
【請求項6】
請求項４または５に記載の車両用空調システムであって、
前記車両内に走行風を導入するグリルシャッター、をさらに備え、
前記温度取得部は、さらに前記車両内の温度及び前記冷却水の温度を取得し、
前記コントローラは、車速、車内温度及び前記冷却水の温度に基づき、前記グリルシャッターの開閉を制御する、
車両用空調システム。
前記車両内に走行風を導入するグリルシャッター、をさらに備え、
前記温度取得部は、さらに前記車両内の温度及び前記冷却水の温度を取得し、
前記コントローラは、車速、車内温度及び前記冷却水の温度に基づき、前記グリルシャッターの開閉を制御する、
車両用空調システム。
【請求項7】
請求項６に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値以上であり、且つ車速が所定の値以上である場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御するとともに、前記グリルシャッターを開に制御し、前記冷媒の熱を前記ラジエータにより廃熱させる、
車両用空調システム。
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値以上であり、且つ車速が所定の値以上である場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御するとともに、前記グリルシャッターを開に制御し、前記冷媒の熱を前記ラジエータにより廃熱させる、
車両用空調システム。
【請求項8】
請求項６に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値より小さく、且つ車速が所定の値より小さい場合、前記電動パワートレインの温度が第２の所定値以下のときは、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路から切り離すように前記切替弁を制御し、または、前記ラジエータ用のファンを停止させ、前記電動パワートレインの温度が前記第２の所定値より大きいときは、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御するとともに、前記グリルシャッターを開に制御する、
車両用空調システム。
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値より小さく、且つ車速が所定の値より小さい場合、前記電動パワートレインの温度が第２の所定値以下のときは、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路から切り離すように前記切替弁を制御し、または、前記ラジエータ用のファンを停止させ、前記電動パワートレインの温度が前記第２の所定値より大きいときは、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御するとともに、前記グリルシャッターを開に制御する、
車両用空調システム。
【請求項9】
請求項６に記載の車両用空調システムであって、
前記バッテリのＳＯＣを取得する、ＳＯＣ取得部をさらに備え、
前記コントローラは、車速、車内温度、前記バッテリのＳＯＣ及び前記冷却水回路を流れる冷却水の温度に基づき、前記グリルシャッターの開閉を制御する、
車両用空調システム。
前記バッテリのＳＯＣを取得する、ＳＯＣ取得部をさらに備え、
前記コントローラは、車速、車内温度、前記バッテリのＳＯＣ及び前記冷却水回路を流れる冷却水の温度に基づき、前記グリルシャッターの開閉を制御する、
車両用空調システム。
【請求項10】
請求項９に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、
前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値より小さく、且つ車速が所定の値以上である場合、前記冷却水回路を流れる冷却水の温度が所定の閾値より大きいときに前記グリルシャッターを開に制御し、
前記バッテリのＳＯＣが所定の値より大きいときは、ＳＯＣが前記所定の値以下のときに比して、前記所定の閾値を大きい値に設定する、
車両用空調システム。
前記コントローラは、
前記バッテリの温度が第１の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値より小さく、且つ車速が所定の値以上である場合、前記冷却水回路を流れる冷却水の温度が所定の閾値より大きいときに前記グリルシャッターを開に制御し、
前記バッテリのＳＯＣが所定の値より大きいときは、ＳＯＣが前記所定の値以下のときに比して、前記所定の閾値を大きい値に設定する、
車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用空調システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電動車両においては、空調（冷房）使用時に凝縮器（コンデンサ）から冷媒の熱を外気に廃熱する必要がある。しかしながら、ファンを作動させたり、グリルシャッターを開け走行風を凝縮器に当てることで、冷媒の熱を廃熱する場合、ファンの作動消費電力の発生や、空力の悪化により、車両の電費が悪化する虞がある。
【0003】
特許文献１には、凝縮器を水冷式にした車両用熱管理システムが開示されている。この車両用熱管理システムでは、凝縮器をバッテリ用の冷却水路に設置し、凝縮器からの熱を、冷却水路を介してバッテリに蓄熱することで冷媒の熱を廃熱している。これにより、ファンの作動消費電力を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ＵＳ２０１９／００７０９２４ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、車両内の温度が高く、空調（冷房）の負荷が高い場合、凝縮器からの放熱量は大きくなる。凝縮器からの放熱量が大きい場合、特許文献１に記載の車両用熱管理システムでは、バッテリ用冷却水路の冷却水の温度が高くなる。このため、バッテリ温度が上昇し、蓄熱時間が減少するため、十分な廃熱を行えない虞や、温度上昇によりバッテリ自体の信頼性に影響を及ぼす虞がある。
【0006】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、電費の悪化を抑制しつつ、空調の廃熱を効率良く行える車両用空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様によれば、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムが提供される。この車両用空調システムは、電動パワートレイン及び電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備える。また、凝縮器は、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路上に配置される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、凝縮器が電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路上に配置され、凝縮器において、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とが熱交換される。従って、凝縮器から放熱される冷媒の熱を、冷却水回路を介して電動パワートレイン及びバッテリに蓄熱することができる。これにより、廃熱のためにファンを作動させたり、グリルシャッターを開けることを抑制でき、車両の電費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【0011】
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態による車両用空調システム（以下、空調システムともいう）１００の概略構成図である。空調システム１００は、主に、電気自動車等に搭載される。図１に示すように、空調システム１００は、冷媒が循環する空調用回路１０と、電動パワートレイン（ｅＰＴ）２１及びバッテリ２２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路２０と、ラジエータ用回路３０と、コントローラ４０とを含む。
図１は、本発明の実施形態による車両用空調システム（以下、空調システムともいう）１００の概略構成図である。空調システム１００は、主に、電気自動車等に搭載される。図１に示すように、空調システム１００は、冷媒が循環する空調用回路１０と、電動パワートレイン（ｅＰＴ）２１及びバッテリ２２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路２０と、ラジエータ用回路３０と、コントローラ４０とを含む。
【0012】
空調用回路１０は、空調（冷房）に用いられる冷媒が循環する回路であり、空調用ヒートポンプとして機能する。空調用回路１０上には、冷媒の流れ方向において、圧縮機１１、凝縮器１２、第１膨張弁１３、蒸発器１４がこの順で設けられている。また、第１膨張弁１３及び蒸発器１４と並列に、第２膨張弁１５及び熱交換器（チラー）１６が直列にこの順に設けられている。
【0013】
圧縮機１１は、例えば電動のコンプレッサであり、空調用回路１０を流れる冷媒（ガス）を圧縮し、高温高圧にして出力する。
【0014】
凝縮器（コンデンサ）１２は、圧縮機１１により高温高圧に圧縮された冷媒（ガス）を凝縮液化する。また、凝縮器１２は、空調用回路１０上、且つ後述する冷却水回路２０上に設けられ、凝縮器１２において、空調用回路１０を循環する冷媒の熱と、冷却水回路２０を循環する冷却水の熱とが熱交換される。即ち、凝縮器１２は、冷媒の熱を冷却水回路２０に廃熱する。
【0015】
第１膨張弁１３は、空調用回路１０を流れる冷媒を、微小な孔を通すことで急激に膨張させ、低温低圧にする。なお、第１膨張弁１３の開度は、後述のコントローラ４０により制御される。
【0016】
蒸発器１４は、空調用回路１０を流れる冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、再び圧縮機１１に吸入される。
【0017】
第２膨張弁１５は、第１膨張弁１３及び蒸発器１４と並列に配置され、空調用回路１０を流れる冷媒を、微小な孔を通すことで急激に膨張させ、低温低圧にして、熱交換器１６に送る。なお、第２膨張弁１５の開度は、後述のコントローラ４０により制御される。
【0018】
熱交換器（チラー）１６は、第１膨張弁１３及び蒸発器１４と並列に、且つ、第２膨張弁１５の下流に、第２膨張弁１５と直列に配置される。また、熱交換器１６は、空調用回路１０上、且つ後述する冷却水回路２０上に設けられ、熱交換器１６において、冷却水回路２０を循環する冷却水の熱と、空調用回路１０内の低温低圧の冷媒の熱が熱交換される。即ち、熱交換器１６は、冷却水回路２０内の冷却水を冷却する。なお、蒸発器１４側に流れる冷媒の量と、熱交換器１６側に流れる冷媒の量は、第１膨張弁１３及び第２膨張弁１５の開度を調整することで制御され、第２膨張弁１５が完全に閉じられると、冷媒は、熱交換器１６側には流れず、蒸発器１４側にのみ流れる。
【0019】
冷却水回路２０は、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２を冷却する冷却水が循環する回路である。冷却水回路２０上には、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２が配置され、電動パワートレイン２１とバッテリ２２との間、且つ冷却水の流れ方向におけるバッテリ２２の下流側の冷却水回路２０上には、凝縮器１２が配置されている。また、冷却水回路２０は、電動パワートレイン２１とバッテリ２２との間におけるバッテリ２２の上流側から分岐する分流路２０１と、バッテリ２２と凝縮器１２との間におけるバッテリ２２の下流側から分岐する分流路２０２とを有している。分流路２０１は、バッテリ２２の上流側から下流側に接続し、分流路２０２は、バッテリ２２の下流側から上流側に接続する。また、分流路２０２上には、熱交換器１６が配置されている。
【0020】
また、冷却水回路２０は、第１～第３切替弁２３，２４，２５を備える。第１切替弁２３は、凝縮器１２と電動パワートレイン２１との間に配置されている。第２切替弁２４は、バッテリ２２と凝縮器１２との間、且つ分流路２０１とバッテリ２２の下流側の冷却水回路２０とが接続する箇所に配置されている。第３切替弁２５は、電動パワートレイン２１とバッテリ２２との間、且つ分流路２０２とバッテリ２２の上流側の冷却水回路２０とが接続する箇所に配置されている。切替弁２３，２４，２５の動作は、後述のコントローラ４０により制御される。
【0021】
電動パワートレイン２１は、凝縮器１２とバッテリ２２との間の冷却水回路２０上に配置され、不図示の駆動モータ及びインバータを含む。駆動モータは、例えば３相モータであり、車両の駆動輪を駆動する電動機である。インバータは、駆動モータに電気的に接続され、後述するバッテリ２２が出力する直流電力を交流電力に変換して駆動モータに供給することにより、駆動モータを駆動する。また、駆動モータが駆動輪に連れ回されて回転するときには、インバータは、駆動モータで生じる交流の回生電力を直流電力に変換してバッテリ２２に入力することにより、バッテリ２２を充電する。なお、電動パワートレイン２１には、電動パワートレイン２１の温度を検出する電動パワートレイン温度センサ（ｅＰＴ温度センサ）が備えられている。ｅＰＴ温度センサにより検出された電動パワートレイン２１の温度（ｅＰＴ温度）は、後述のコントローラ４０に送信される。
【0022】
また、電動パワートレイン２１は、冷却水回路２０を流れる冷却水により冷却される、または、凝縮器１２により冷却水に廃熱された冷媒の熱を蓄熱する。なお、冷媒の廃熱制御の詳細は後述する。
【0023】
バッテリ２２は、電動パワートレイン２１と凝縮器１２との間の冷却水回路２０上に配置される。バッテリ２２は、電動パワートレイン２１と電気的に接続され、電動パワートレイン２１のインバータを介して駆動モータに駆動用の電力を供給する強電バッテリである。駆動モータは、バッテリ２２から供給される電力により回転駆動し、駆動モータの動力により車両が走行する。なお、バッテリ２２には、バッテリ２２の温度を検出するバッテリ温度センサ（ＢＴ温度センサ）が備えられている。また、電動パワートレイン２１とバッテリ２２とを電気的に接続する配線上には、バッテリ２２の電流値を検出する不図示のバッテリ電流センサ（ＢＴ電流センサ）が設けられている。ＢＴ温度センサにより検出されたバッテリ２２の温度（ＢＴ温度）、及びＢＴ電流センサにより検出されたバッテリ２２の電流値（ＢＴ電流値）は、後述のコントローラ４０に送信される。
【0024】
また、バッテリ２２は、ＢＴ温度が高い場合には冷却水回路２０を流れる冷却水により冷却され、ＢＴ温度が低い場合には凝縮器１２により冷却水に廃熱された冷媒の熱を蓄熱する。なお、冷媒の廃熱制御の詳細は後述する。
【0025】
凝縮器１２は、前述のとおり、空調用回路１０上、且つ冷却水回路２０上に設けられ、冷却水回路２０上において、電動パワートレイン２１とバッテリ２２との間、且つ冷却水の流れ方向におけるバッテリ２２の下流側に配置されている。前述のとおり、凝縮器１２において、空調用回路１０を循環する冷媒の熱と、冷却水回路２０を循環する冷却水の熱とが熱交換される。
【0026】
熱交換器（チラー）１６は、前述のとおり、空調用回路１０上、且つ冷却水回路２０上に設けられ、冷却水回路２０上において、バッテリ２２と凝縮器１２との間におけるバッテリ２２の下流側から分岐する分流路２０２上に配置されている。分流路２０２を流れる冷却水の熱は、熱交換器１６において、空調用回路１０内の低温低圧の冷媒の熱と熱交換される。これにより、冷却水回路２０内の冷却水が冷却される。
【0027】
第１切替弁２３は、冷却水回路２０と、後述のラジエータ用回路３０とを接続及び切り離し可能に構成された三方弁である。第１切替弁２３は、凝縮器１２と電動パワートレイン２１の間の冷却水回路２０上に設けられている。第１切替弁２３は、ラジエータ用回路３０が接続された状態において、凝縮器１２側及び電動パワートレイン２１側の冷却水回路２０から流入する冷却水を混合してラジエータ用回路３０に流す。また、ラジエータ用回路３０が切り離された状態においては、凝縮器１２側の冷却水回路２０から流入する冷却水は、第１切替弁２３を介して電動パワートレイン２１側の冷却水回路２０に流れる（図３を参照）。なお、凝縮器１２と第１切替弁２３との間には、冷却水回路２０を流れる冷却水の温度を検出する不図示の冷却水温度センサが設けられている。冷却水温度センサにより検出された冷却水温度は、後述のコントローラ４０に送信される。
【0028】
第２切替弁２４は、バッテリ２２と凝縮器１２との間、且つ分流路２０１とバッテリ２２の下流側の冷却水回路２０とが接続する箇所に配置された三方弁である。第２切替弁２４は、分流路２０１を接続または切り離し可能に構成され、また、分流路２０１を流れる冷却水の流量を調整可能に構成されている。第２切替弁は、分流路２０１が接続された状態において、分流路２０１から流入する冷却水と、バッテリ２２側の冷却水回路２０から流入する冷却水を混合し、凝縮器１２側の冷却水回路２０に流す。
【0029】
第３切替弁２５は、電動パワートレイン２１とバッテリ２２との間、且つ熱交換器１６が設けられた分流路２０２とバッテリ２２の上流側の冷却水回路２０とが接続する箇所に配置された三方弁である。第３切替弁２５は、分流路２０２を接続または切り離し可能に構成されている。第３切替弁２５は、分流路２０２が接続された状態において、電動パワートレイン２１側の冷却水回路２０から流入する冷却水と、分流路２０２から流入する冷却水とを混合し、バッテリ２２側の冷却水回路２０に流す。また、分流路２０２が切り離された状態においては、電動パワートレイン２１側の冷却水回路２０を流れる冷却水が第３切替弁２５を介してバッテリ２２側の冷却水回路２０に流れる（図２、図３を参照）。また、第３切替弁２５は、電動パワートレイン２１側の冷却水回路２０から、バッテリ２２側の冷却水回路２０に流す冷却水の流量を調整可能に構成されている。即ち、第２切替弁２４と、第３切替弁２５の動作により、分流路２０１を流れる冷却水の流量と、バッテリ２２側の冷却水回路２０に流れる冷却水の流量とが制御される。
【0030】
なお、第３切替弁２５とバッテリ２２との間の冷却水回路２０上には、電気ヒータ２６が配置され、バッテリ２２の暖機時には、電気ヒータ２６が作動し、バッテリ２２が暖機される。また、電気ヒータ２６とバッテリ２２との間の冷却水回路２０上には、冷却水回路２０内の冷却水をバッテリ２２に送る電動のウォーターポンプ２７が配置されている。
【0031】
ラジエータ用回路３０は、ラジエータ３１が配置される回路であって、凝縮器１２と電動パワートレイン２１との間と、電動パワートレイン２１と分流路２０１との分岐点との間とに接続可能に構成されている。前述のとおり、ラジエータ用回路３０が冷却水回路２０と接続または切り離されるかは、第１切替弁２３により制御される。
【0032】
ラジエータ３１は、ラジエータ用回路３０上に設けられ、ラジエータ用回路３０が冷却水回路２０に接続された状態において、ラジエータ用回路３０を流れる冷却水を冷却する。ラジエータ３１の近傍には、ラジエータ３１用のファン３２が備えられ、ファン３２を作動させることで、ラジエータ用回路３０を流れる冷却水を冷却することができる。また、ラジエータ３１は、車両内に走行風を導入するグリルシャッター３３の近傍に設けられ、グリルシャッター３３が開くと、ラジエータ３１に走行風が当たる。これにより、ラジエータ用回路３０内の冷却水が冷却される。即ち、ラジエータ用回路３０を流れる冷却水は、グリルシャッター３３を開にすることによっても冷却することができる。ファン３２の動作及びグリルシャッター３３の開閉は、後述のコントローラ４０により制御される。なお、ラジエータ３１の下流のラジエータ用回路３０上には、ラジエータ用回路３０内の冷却水を電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に送る電動のウォーターポンプ３４が配置されている。
【0033】
コントローラ４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲΑＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えた１または複数のコンピュータで構成される。本実施形態では、コントローラ４０は、第１～第３切替弁２３，２４，２５、ファン３２及びグリルシャッター３３の動作を適宜制御することにより、空調の冷媒の廃熱制御（以下、冷媒の廃熱制御という）を実行するようにプログラムされている。
【0034】
また、コントローラ４０は、温度取得部４１を含み、温度取得部４１は、ｅＰＴ温度センサにより検出された電動パワートレイン２１の温度、ＢＴ温度センサにより検出されたバッテリ２２の温度、及び冷却水温度センサにより検出された冷却水温度を取得する。また、空調システム１００が搭載される車両は、不図示の車内温度センサを備え、温度取得部４１は、車内温度センサから車内温度を取得する。
【0035】
また、コントローラ４０は、ＢＴ電流センサにより検出されたバッテリ２２の電流値を取得し、当該電流値に基づきバッテリ２２の充電容量（ＳＯＣ）を算出し、取得する。また、空調システム１００が搭載される車両は、不図示の速度センサを備え、コントローラ４０は、速度センサから車速を取得する。さらに、コントローラ４０は、空調（冷房）がオンまたはオフであるかの情報（以下、空調のオン・オフ情報という）、及び空調の設定温度を取得する。
【0036】
上記の通り空調システム１００は、冷却水回路２０にラジエータ用回路３０が接続された状態においては、冷媒の熱を、ラジエータ３１用のファン３２を作動したり、グリルシャッター３３を開にすることで、廃熱可能に構成されている。
【0037】
ところで、電動車両において、空調（冷房）使用時に、ファンを作動させたり、グリルシャッターを開け走行風を凝縮器（コンデンサ）に当てることで、凝縮器から冷媒の熱を廃熱すると、ファンの作動消費電力の発生や、グリルシャッターを開にすることによる空力の悪化により、車両の電費が悪化する虞がある。
【0038】
これに対し、本実施形態においては、凝縮器１２を電動パワートレイン２１及びバッテリ２２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路２０上に配置し、凝縮器１２において空調用回路１０を循環する冷媒の熱と、冷却水回路２０を循環する冷却水の熱とが熱交換されるように空調システム１００を構成している。これにより、凝縮器１２において冷却水回路２０内の冷却水の熱と熱交換された冷媒の熱を、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱することができる。即ち、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱可能な範囲で、ラジエータ３１を用いずに、冷媒の熱を廃熱することができる。従って、廃熱のためにファン３２を作動させたり、グリルシャッター３３を開くことを抑制でき、車両の電費の悪化を抑制することができる。また、バッテリ２２だけでなく、電動パワートレイン２１にも蓄熱することができるため、空調（冷房）の負荷が高く、凝縮器１２からの放熱量がある程度大きい場合でも、ファン３２やグリルシャッター３３を用いずに、十分な廃熱を行うことができる。
【0039】
以下、冷媒の廃熱制御の詳細を説明する。
【0040】
図２及び図３は、空調（冷房）使用時における空調システム１００の回路図である。図２は、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０から切り離した状態における回路図であり、図３は、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続した状態における回路図である。
【0041】
空調（冷房）使用時において、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続するか否かは、バッテリ２２の温度及び電動パワートレイン２１の温度に基づき決定される。例えば、バッテリ２２の温度が第１の所定値（以下、第１閾値Ｔｔｈ１ともいう）以下であり、電動パワートレイン２１の温度が第２の所定値（以下、第２閾値Ｔｔｈ２ともいう）以下である場合に、第１切替弁２３により、ラジエータ用回路３０が冷却水回路２０から切り離される。ここでの第１閾値Ｔｔｈ１は、例えば、バッテリ２２がある程度の熱を蓄熱可能な状態であり、バッテリ２２を冷却する必要性が低いと推定し得る温度の値に設定される。また、第２閾値Ｔｔｈ２は、例えば、電動パワートレイン２１がある程度の熱を蓄熱可能な状態であると推定し得る温度の値に設定される。また、ラジエータ用回路３０が冷却水回路２０と切り離される場合、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下であるため、バッテリ２２を冷却する必要性は低い。従って、第３切替弁２５により、冷却水回路２０から分流路２０２が切り離され、熱交換器１６が切り離される。また、第１膨張弁１３が閉じられ、冷媒は熱交換器１６側の空調用回路１０を流れない。
【0042】
ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０、及び分流路２０２と冷却水回路２０とが切り離されると、図２に示すように、冷却水回路２０を流れる冷却水は、凝縮器１２から電動パワートレイン２１、バッテリ２２の順に循環する。従って、凝縮器１２において冷却水回路２０内の冷却水と熱交換された冷媒の熱は、まず、電動パワートレイン２１に蓄熱され、次に、電動パワートレイン２１の下流に配置されたバッテリ２２に蓄熱される。このように、バッテリ２２と電動パワートレイン２１によって冷媒の廃熱を十分に蓄熱できる場合、ラジエータ３１を切り離して、ファン３２やグリルシャッター３３を作動させないため、電力消費や空力悪化を抑制でき、電費が向上する。また、凝縮器１２を電動パワートレイン２１とバッテリ２２の間、且つバッテリ２２の下流側に配置し、冷媒の熱を、まず、電動パワートレイン２１に蓄熱することで、バッテリ２２の温度上昇を抑制でき、バッテリ２２の信頼性に影響を与えることを抑制できる。なお、電動パワートレイン２１の下流において、冷却水を分流路２０１側とバッテリ２２側のどちらにどれだけ流すかは、電動パワートレイン２１の温度と、バッテリ２２の温度に基づき決定される。例えば、電動パワートレイン２１により、冷媒の熱のほとんどを蓄熱可能な場合や、バッテリ２２の温度が比較的高く、バッテリ２２の蓄熱可能量が少ない場合などにおいては、第２切替弁２４により、分流路２０１側に多くの冷却水が流される。
【0043】
一方、空調（冷房）使用時において、例えば、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下であり、電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２より大きい場合には、図３に示すように、第１切替弁２３により、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続される。これにより、ラジエータ３１において、ラジエータ３１の近傍に設置されたラジエータ３１用のファン３２及びグリルシャッター３３の作動により、ラジエータ用回路３０内の冷却水が冷却される。即ち、電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２より大きい場合にラジエータ用回路３０と冷却水回路２０を切り離すと、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２によって冷媒の熱を十分に蓄熱できない、または、バッテリ２２に集中的に蓄熱され、バッテリ２２の温度上昇が大きくなり、バッテリ２２の信頼性に影響を与えることになる虞がある。従って、ラジエータ３１を用いて冷媒の熱を廃熱する。なお、この場合においても、バッテリ２２の温度は第１閾値Ｔｔｈ１以下であるため、バッテリ２２を冷却する必要性は低く、第３切替弁２５により、分流路２０２は冷却水回路２０から切り離され、熱交換器１６が切り離される。また、膨張弁１３が閉じられ、冷媒は熱交換器１６側の空調用回路１０を流れない。
【0044】
ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続された状態においては、図３に示すように、冷却水回路２０を流れる冷却水は、凝縮器１２から第１切替弁２３を介してラジエータ用回路３０に供給され、ラジエータ用回路３０を流れる冷却水は、ラジエータ３１において冷却される。
【0045】
ラジエータ３１を通過したラジエータ用回路３０内の冷却水は、再び冷却水回路２０に供給され、冷却水回路２０において、電動パワートレイン２１側に向かう流路と、バッテリ２２側に向かう流路とに分流される。電動パワートレイン２１側を流れる冷却水は、電動パワートレイン２１を冷却し、第１切替弁２３において、凝縮器１２の下流の冷却水と混合され、再びラジエータ用回路３０に供給される。バッテリ２２側に向かう冷却水回路２０内の冷却水は、さらに、分流路２０１と、バッテリ２２を通過する流路とに分流され、分流された冷却水は、第２切替弁２４において再び混合される。ラジエータ３１を通過した冷却水を、電動パワートレイン２１を通過する流路、分流路２０１、及びバッテリ２２を通過する流路のいずれにどれだけの量流すかは、電動パワートレイン２１の温度と、バッテリ２２の温度に基づき決定され、第１～第３切替弁２３，２４，２５の動作により制御される。例えば、電動パワートレイン２１の温度が高く、冷却が必要な場合、冷却水は電動パワートレイン２１を通過する流路に多く供給される。
【0046】
なお、空調（冷房）を使用していない場合、及びバッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１より大きい場合は、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続され、ラジエータ３１において冷却水回路２０内の冷却水が冷却され、冷媒の熱が廃熱される。また、冷却された当該冷却水により、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２が冷却される。ラジエータ３１において冷却された冷却水ではバッテリ２２を十分に冷却できない場合、冷却水回路２０に分流路２０２が接続され、分流路２０２上に設けられた熱交換器（チラー）１６により、冷却水がより冷却される。以下、空調（冷房）を使用していない場合、及びバッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１より大きい場合における上記の制御を、通常制御という。通常制御においては、ラジエータ３１により冷媒の熱が廃熱され、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２が冷却され、さらに必要に応じて熱交換器（チラー）１６によりバッテリ２２が冷却される。
【0047】
また、暖房使用時においては、回路の接続は通常制御と同様であるが、バッテリ２２を暖機する場合、電気ヒータ２６が作動し、バッテリ２２が暖機される。なお、図１は通常制御または暖房使用時における空調システム１００の回路図である。
【0048】
以上のとおり、空調（冷房）使用時において、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続するか否かは、バッテリ２２の温度及び電動パワートレイン２１の温度に基づき決定される。
【0049】
なお、本実施形態においては、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値（以下、第３閾値ΔＴｔｈ３ともいう）より大きい場合には、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２の温度に関係なく、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続される。車内温度と空調設定温度との差が大きい場合、空調用回路１０上の圧縮機（コンプレッサ）１１の負荷を大きくする必要があるが、その場合、凝縮器１２から放熱される冷媒の熱が増加する。このため、車内温度と空調設定温度との差が大きい場合、冷媒の廃熱量が電動パワートレイン２１とバッテリ２２により蓄熱可能な熱量を超える虞がある。従って、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３より大きい場合、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続され、ラジエータ３１（ファン３２、グリルシャッター３３）を用いて冷媒の熱が廃熱される。なお、ここでの第３閾値ΔＴｔｈ３は、例えば、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２が停止状態において蓄熱可能な熱量によって下げることのできる車内温度の最大値に設定される。このように、本実施形態においては、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３より大きい場合、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続される。但し、必ずしもこれに限られず、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続するか否かは、バッテリ２２の温度及び電動パワートレイン２１の温度のみに基づき決定されてもよい。
【0050】
空調（冷房）使用時において、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続されている場合、グリルシャッター３３を開にするか否かは、空調システム１００が搭載された車両の車速、車内温度及び冷却水回路２０内の冷却水の温度に基づき決定される。例えば、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３以上の場合、車速が所定の値（以下、閾値Ｖｔｈともいう）よりも小さい場合、または、車速が閾値Ｖｔｈ以上であり且つ冷却水回路２０を流れる冷却水の温度が所定の閾値Ｔｔｈより大きい場合に、グリルシャッター３３が開かれる。
【0051】
車内温度と空調設定温度との差が大きい場合、前述のとおり、空調用回路１０上の圧縮機（コンプレッサ）１１の負荷は大きくなることが予測される。このため、凝縮器１２から放熱される冷媒の熱が増加する。従って、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３以上の場合、グリルシャッター３３を開にして、冷媒の熱を廃熱する。
【0052】
車速が小さい場合、グリルシャッター３３を開にしても空力の悪化は少ない。従って、車速が閾値Ｖｔｈよりも小さい場合、グリルシャッター３３を開にして、冷媒の熱を廃熱する。ここでの閾値Ｖｔｈは、例えば、グリルシャッター３３を開いた際の空力悪化による電費の悪化がほとんど生じない程度の値に設定される。
【0053】
また、車速が閾値Ｖｔｈ以上であっても、冷却水回路２０を流れる冷却水の温度が高い場合、凝縮器１２における冷媒からの放熱が比較的大きいことが推定され、冷媒の熱を廃熱する必要性が高い。従って、車速が閾値Ｖｔｈ以上であり、且つ冷却水回路２０を流れる冷却水の温度が所定の閾値Ｔｔｈより大きい場合、グリルシャッター３３を開にして、冷媒の熱を廃熱する。ここで所定の閾値Ｔｔｈは、例えば、電動パワートレイン２１を十分に冷却可能な温度に設定される。
【0054】
なお、車速が大きい場合、グリルシャッター３３を開にすることによる空力の悪化も大きくなる。従って、本実施形態においては、車速が閾値Ｖｔｈ以上であって、バッテリ２２のＳＯＣが所定の値（以下、閾値ＳＯＣｔｈという）より大きいときは、グリルシャッター３３を開にするか否かの冷却水の温度の閾値Ｔｔｈを、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下のときに比して、大きい値である第５の所定値（以下、第５閾値Ｔｔｈ５という）に設定する。これにより、バッテリ２２のＳＯＣが比較的高い場合において、グリルシャッター３３を閉にするシーンが増加し、空力悪化による電費の悪化を抑制することができる。一方、バッテリ２２のＳＯＣが低い場合（例えば３０％以下等）、セルの電気抵抗値が大きくなり、バッテリ２２の発熱が大きくなる。従って、車速が閾値Ｖｔｈ以上であって、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下のときは、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈより大きいときに比して、閾値Ｔｔｈを第５閾値Ｔｔｈ５より小さい第６の所定値（以下、第６閾値Ｔｔｈ６という）に設定する。これにより、グリルシャッター３３を開にするシーンが増加し、バッテリ２２の冷却要求に対応することが可能となる。
【0055】
空調（冷房）使用時において、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続されている場合、ラジエータ３１用のファン３２を作動させるか否かは、冷却水回路２０内の冷却水の温度に基づき決定される。ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とが接続されている場合、車速、車内温度及び冷却水回路２０内の冷却水の温度に基づき、まずグリルシャッター３３が開かれるが、走行風を当てるだけでは冷媒の廃熱に不十分な場合、ラジエータ３１用のファン３２を作動させる。具体的には、冷却水回路２０内の冷却水の温度が第４の所定値（以下、第４閾値Ｔｔｈ４ともいう）より大きい場合、ファン３２が作動する。ここでの第４閾値Ｔｔｈ４は、グリルシャッター３３の開閉閾値（温度閾値）Ｔｔｈよりも大きい値であり、例えば、車両が法定制限速度程度の速さで走行している場合に、グリルシャッター３３が開かれても、冷媒の廃熱を十分には行えない程度の温度の値に設定される。冷却水の温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、凝縮器１２において放熱される冷媒の熱が大きいため、ファン３２を作動することで、ラジエータ用回路３０（及び冷却水回路２０）内の冷却水がより冷却される。これにより、ラジエータ３１において、冷媒の熱を十分に廃熱することができる。
【0056】
図４は、本実施形態の冷媒の廃熱制御を説明するフローチャートである。以下の制御は、いずれもコントローラ４０により、所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、コントローラ４０は、電動パワートレイン２１の温度（ｅＰＴ温度）、バッテリ２２の温度（ＢＴ温度）、冷却水温度、車内温度、バッテリ２２のＳＯＣ、車速、空調のオン・オフ情報、及び空調の設定温度を適宜取得する。
【0057】
イグニッションスイッチがオンにされるなどして、自車両の車両システムがオンされた場合、冷媒の廃熱制御が開始される。
【0058】
ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、空調（冷房）がオンであるか否かを判断する。空調がオンの場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０２の処理を実行する。一方、空調がオフの場合、コントローラ４０は、通常制御を実行する。
【0059】
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下であるか否かを判断する。バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下である場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０３の処理を実行する。一方、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１より大きい場合、バッテリ２２の冷却が必要であり、コントローラ４０は、通常制御を実行する。
【0060】
ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３より大きいか否かを判断する。車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３より大きい場合（即ち、圧縮機１１の負荷が大きい場合）、コントローラ４０は、ステップＳ１０４の処理を実行する。一方、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３以下の場合（即ち、圧縮機１１の負荷が小さい場合）、コントローラ４０は、ステップＳ１１０の処理を実行する。
【0061】
ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、第１切替弁２３を作動し、冷却水回路２０とラジエータ用回路３０を接続する。
【0062】
ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、グリルシャッター（Ｇ／Ｓ）３３を開に制御する。これにより、ラジエータ３１に走行風が当たり、ラジエータ用回路３０内の冷却水が冷却され、ラジエータ３１において冷媒の熱が廃熱される。
【0063】
ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、冷却水回路２０内の冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下の場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０７の処理を実行する。一方、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０８の処理を実行する。
【0064】
ステップＳ１０７において、コントローラ４０は、ラジエータ３１用のファン３２を停止状態にし、作動させない。即ち、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下の場合、凝縮器１２から放熱される冷媒の熱もそれほど大きくないため、ファン３２は作動させず、グリルシャッター３３を開くことにより、冷媒の熱を廃熱する。これにより、ファン３２を作動するための電力消費が抑制され、電費が向上する。
【0065】
冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０８において、ラジエータ３１用のファン３２を作動させる。これにより、ラジエータ３１において、ラジエータ用回路３０（及び冷却水回路２０）内を流れる冷却水がより冷却され、冷媒の熱が廃熱される。即ち、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合は、凝縮器１２から放熱される冷媒の熱が大きいため、グリルシャッター３３を開くとともに、ファン３２を作動することで、冷媒の熱を廃熱する。
【0066】
ステップＳ１０３において、車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３以下の場合（即ち、圧縮機１１の負荷が小さい場合）、コントローラ４０は、ステップＳ１０９において、電動パワートレイン２１の温度（ｅＰＴ温度）が第２閾値Ｔｔｈ２以下であるか否かを判断する。即ち、電動パワートレイン２１への蓄熱が可能であるか否かを判断する。電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２以下である場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１０の処理を実行する。一方、電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１１の処理を実行する。
【0067】
電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２以下である場合、電動パワートレイン２１への蓄熱が可能である。従って、ステップＳ１１０において、コントローラ４０は、第１切替弁２３を制御し、冷却水回路２０とラジエータ用回路３０とを切り離す、または接続しない。また、ファン３２を停止状態にして、作動せず、グリルシャッター３３を閉状態にする。これにより、冷却水回路２０からラジエータ３１が切り離され、凝縮器１２から放熱される冷媒の熱は、冷却水回路２０の冷却水を介して電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱される。このように、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２が蓄熱可能な場合、ラジエータ用回路３０を切り離し、ファン３２を作動せず、グリルシャッター３３を閉にすることで、電力消費及び空力悪化が抑制される。
【0068】
電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２より大きい場合、冷媒の熱を電動パワートレイン２１にほとんど蓄熱できないため、ステップＳ１１１において、コントローラ４０は、第１切替弁２３を作動し、冷却水回路２０とラジエータ用回路３０とを接続する。
【0069】
ステップＳ１１２において、コントローラ４０は、車速が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する。車速が閾値Ｖｔｈ以上である場合（高速運転の場合）、コントローラ４０は、ステップＳ１１３の処理を実行する。一方、車速が閾値Ｖｔｈより小さい場合（低速運転または停車中の場合）、コントローラ４０は、ステップＳ１０５の処理を実行する。
【0070】
ステップＳ１１３において、コントローラ４０は、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下であるか否かを判断する。バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下である場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１４及びステップＳ１１５の処理を実行する。バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈより大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９の処理を実行する。
【0071】
ステップＳ１１４において、コントローラ４０は、グリルシャッター３３を開にするか否かの冷却水の温度閾値Ｔｔｈを、第６閾値Ｔｔｈ６に設定し、ステップＳ１１５において、冷却水回路２０を流れる冷却水の温度が第６閾値Ｔｔｈ６以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第６閾値Ｔｔｈ６以下である場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１６の処理を実行する。一方、冷却水温度が第６閾値Ｔｔｈ６より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１７の処理を実行する。
【0072】
冷却水温度が第６閾値Ｔｔｈ６以下の場合、凝縮器１２における冷媒からの放熱が小さいため、ステップＳ１１６において、コントローラ４０は、グリルシャッター３３を閉に制御する。
【0073】
冷却水温度が第６閾値Ｔｔｈ６より大きい場合、凝縮器１２における冷媒からの放熱が比較的大きいため、ステップＳ１１７において、コントローラ４０は、グリルシャッター３３を開に制御する。これにより、ラジエータ３１に走行風が当たり、ラジエータ用回路３０内の冷却水が冷却され、ラジエータ３１において冷媒の熱が廃熱される。なお、この場合も、ファン３２は作動させない。
【0074】
このように、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下である場合、冷却水温度が第６閾値Ｔｔｈ６より大きくても、ファン３２は作動させず、グリルシャッター３３を開に制御することで、冷媒の熱を廃熱する。即ち、バッテリ２２のＳＯＣが少ない場合、ファン３２は作動させず、グリルシャッター３３を制御することで廃熱を行い、バッテリ２２の電力消費を抑制する。
【0075】
ステップＳ１１３において、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈより大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１１８において、グリルシャッター３３を開にするか否かの冷却水の温度閾値Ｔｔｈを、第６閾値Ｔｔｈ６より大きい第５閾値Ｔｔｈ５に設定する。また、ステップＳ１１９において、冷却水回路２０を流れる冷却水の温度が第５閾値Ｔｔｈ５以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第５閾値Ｔｔｈ５以下である場合、コントローラ４０は、ステップＳ１２０の処理を実行する。一方、冷却水温度が第５閾値Ｔｔｈ５より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１２１の処理を実行する。
【0076】
冷却水温度が第５閾値Ｔｔｈ５以下の場合、凝縮器１２における冷媒からの放熱が小さいため、ステップＳ１２０において、コントローラ４０は、グリルシャッター３３を閉に制御する。
【0077】
冷却水温度が第５閾値Ｔｔｈ５より大きい場合、凝縮器１２における冷媒からの放熱が比較的大きいため、コントローラ４０は、ステップＳ１２１において、グリルシャッター３３を開に制御し、ラジエータ３１において走行風により冷媒の熱を廃熱する。
【0078】
このように、車速が閾値Ｖｔｈ以上の場合、バッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈより大きいときは、グリルシャッター３３の開閉閾値（温度閾値）Ｔｔｈを、第６閾値Ｔｔｈ６より大きい第５閾値Ｔｔｈ５に設定することで、バッテリ２２のＳＯＣが比較的高い場合において、グリルシャッター３３を閉にするシーンが増加する。これにより、車速が大きいシーンにおいてグリルシャッター３３を開けることによる生じる空力悪化が防止される。一方、セルの電気抵抗値が大きくなるバッテリ２２のＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以下のときは、グリルシャッター３３の開閉閾値（温度閾値）Ｔｔｈを、第５閾値Ｔｔｈ５より小さい第６閾値Ｔｔｈ６に設定することで、グリルシャッター３３を開にするシーンが増加する。これにより、バッテリ２２の冷却要求に対応することが可能となる。
【0079】
なお、ステップＳ１２１～Ｓ１２４の処理は、ステップＳ１０５～Ｓ１０８の処理と同様である。即ち、ステップＳ１２１において、グリルシャッター３３を開に制御すると、コントローラ４０は、ステップＳ１２２において、冷却水回路２０内の冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下の場合、コントローラ４０は、ステップＳ１２３においてファン３２を停止状態にし、作動させない。一方、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１２４において、ファン３２を作動し、冷媒の熱を廃熱する。即ち、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、グリルシャッター３３を開くとともに、ファン３２を作動することで、冷媒の熱を廃熱する。
【0080】
ステップＳ１１２において、車速が閾値Ｖｔｈより小さい場合（低速運転または停車中の場合）、コントローラ４０は、ステップＳ１０５において、車内温度と設定温度との差が第３閾値Ｔｔｈ３より大きい場合と同様に、グリルシャッター３３を開に制御する。これにより、ラジエータ３１に走行風が当たり、ラジエータ用回路３０内の冷却水が冷却され、ラジエータ３１において冷媒の熱が廃熱される。
【0081】
このように、低速運転または停車中の場合、グリルシャッター３３を開いても、空力悪化はほとんど生じないため、車速が閾値Ｖｔｈより小さい場合には、バッテリ２２のＳＯＣや冷却水温度に関係なく、グリルシャッター３３を開いて冷媒の熱を廃熱する。
【0082】
ステップＳ１０５において、グリルシャッター３３を開に制御すると、コントローラ４０は、ステップＳ１０６において、冷却水回路２０内の冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４以下の場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０７においてファン３２を停止状態にし、作動させない。一方、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、コントローラ４０は、ステップＳ１０８において、ファン３２を作動し、冷媒の熱を廃熱する。即ち、冷却水温度が第４閾値Ｔｔｈ４より大きい場合、グリルシャッター３３を開くとともに、ファン３２を作動することで、冷媒の熱を廃熱する。
【0083】
なお、本実施形態においては、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下、電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２以下、且つ車内温度と空調設定温度との差が第３閾値ΔＴｔｈ３以下の場合に、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とを切り離すこととしたが、これに限られない。即ち、車内温度と空調設定温度との差に関係なく、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下且つ、電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２以下の場合に、ラジエータ用回路３０と冷却水回路２０とを切り離すように制御してもよい。
【0084】
また、図４のフローチャートは一例であり、各種温度、車速、車内温度と空調設定温度の差が各閾値より大きいか否かを判断する判断順序は、上記で説明したものに限られず、各判断の順序を適宜入れ替えてもよい。
【0085】
上記した実施形態の車両用空調システム１００によれば、以下の効果を得ることができる。
【0086】
空調システム１００は、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路２０を備え、凝縮器１２が、空調用回路１０を循環する冷媒の熱と、冷却水回路２０を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路２０上に配置される。これにより、凝縮器１２において冷却水回路２０内の冷却水の熱と熱交換された冷媒の熱を、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱することができる。従って、廃熱のためにラジエータ３１用のファン３２を作動させたり、グリルシャッター３３を開くことを抑制でき、電力消費及び空力の悪化を抑制することができる。即ち、車両の電費の悪化を抑制することができる。
【0087】
また、バッテリ２２だけでなく、電動パワートレイン２１にも蓄熱することができるため、空調（冷房）の負荷が高く、凝縮器１２からの放熱量がある程度大きい場合でも、ファン３２やグリルシャッター３３を用いずに、冷媒の熱を十分に廃熱することができる。従って、電力消費及び空力の悪化を抑制することができる、車両の電費の悪化を抑制することができる。また、蓄熱がバッテリ２２に集中しないため、バッテリ２２の温度上昇を抑制でき、バッテリ２２の信頼性に影響を与えることを抑制できる。
【0088】
空調システム１００は、凝縮器１２が、冷却水回路２０上において、電動パワートレイン２１とバッテリ２２との間、且つ冷却水の流れ方向においてバッテリ２２の下流側に配置される。これにより、凝縮器１２において冷却水回路２０内の冷却水に放熱された冷媒の熱を、まず、電動パワートレイン２１に蓄熱してから、バッテリ２２に蓄熱することができる。従って、バッテリ２２の温度上昇を抑制でき、バッテリ２２の信頼性に影響を与えることを抑制できる。
【0089】
空調システム１００は、ラジエータ３１が配置されるラジエータ用回路３０と、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０と接続及び切り離し可能に構成された第１切替弁（切替弁）２３と、第１切替弁（切替弁）２３の動作を制御するコントローラ４０とを備える。これにより、冷媒の熱を電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱可能な場合にはラジエータ用回路３０を切り離し、ラジエータ３１を用いずに冷媒の熱を廃熱することができる。一方、冷媒の熱が電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱可能な熱量より大きい場合は、ラジエータ用回路３０を接続することで、ラジエータ３１でも冷媒の熱を廃熱することができる。従って、ラジエータ３１を用いるシーンをできるだけ少なくし、電力消費及び空力悪化を抑制することができるとともに、冷媒の熱を確実に廃熱することができる。
【0090】
空調システム１００は、コントローラ４０が、バッテリ２２の温度が第１の所定値（第１閾値Ｔｔｈ１）以下であり、且つ電動パワートレイン２１の温度が第２の所定値（第２閾値Ｔｔｈ２）以下の場合、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０から切り離すように第１切替弁（切替弁）２３を制御し、冷媒の熱を電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱させる。これにより、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２の温度が低く、蓄熱可能な熱量が大きい場合には、冷媒の熱が電動パワートレイン２１及びバッテリ２２に蓄熱され、ラジエータ３１を用いずに冷媒の熱を廃熱することができる。即ち、廃熱のためにラジエータ３１用のファン３２を作動させたり、グリルシャッター３３を開くことを抑制でき、電力消費及び空力の悪化を抑制することができる。
【0091】
空調システム１００は、コントローラ４０が、バッテリ２２の温度が第１の所定値（第１閾値Ｔｔｈ１）以下であり、且つ電動パワートレイン２１の温度が第２の所定値（第２閾値Ｔｔｈ２）より大きい場合、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続するように第１切替弁（切替弁）２３を制御し、冷媒の熱をラジエータ３１により廃熱させる。これにより、電動パワートレイン２１及びバッテリ２２の温度が高く、蓄熱可能な熱量が小さい場合には、冷媒の熱がラジエータ３１を用いて廃熱される。従って、冷媒の熱を確実に廃熱することができる。
【0092】
空調システム１００は、車両内に走行風を導入するグリルシャッター３３を備え、コントローラ４０は、車速、車内温度及び冷却水の温度に基づき、グリルシャッター３３の開閉を制御する。このように、車速、車内温度及び冷却水の温度に基づき、グリルシャッター３３を開閉するため、グリルシャッター３３を開くシーンをできるだけ少なくすることができ、空力悪化を抑制することができる。
【0093】
空調システム１００は、コントローラ４０が、バッテリ２２の温度が第１の所定値（第１閾値Ｔｔｈ１）以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値（第３閾値ΔＴｔｈ３）以上であり、且つ車速が所定の値（閾値Ｖｔｈ）以上である場合、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続するよう第１切替弁（切替弁）２３を制御するとともに、グリルシャッター３３を開に制御し、冷媒の熱をラジエータ３１により廃熱させる。このように、車内温度と空調設定温度との差が大きく、凝縮器１２から冷却水に放熱される冷媒の熱量が大きくなることが予測される場合、車速が大きいときはグリルシャッター３３を開に制御する。これにより、車両内に強い走行風が導入され、冷却水を冷却する冷却能力が増加するため、ラジエータ３１用のファン３２の作動頻度を少なくすることができる。従って、ファン３２を駆動するための電力消費を抑制することができ、電費の悪化を抑制することができる。
【0094】
空調システム１００は、コントローラ４０が、バッテリ２２の温度が第１の所定値（第１閾値Ｔｔｈ１）以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値（第３閾値ΔＴｔｈ３）より小さく、且つ車速が所定の値（閾値Ｖｔｈ）より小さい場合、電動パワートレイン２１の温度が第２の所定値（第２閾値Ｔｔｈ２）以下のときは、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０から切り離すように第１切替弁（切替弁）２３を制御する。また、電動パワートレイン２１の温度が第２の所定値（第２閾値Ｔｔｈ２）より大きいときは、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続するように第１切替弁（切替弁）２３を制御するとともに、グリルシャッター３３を開に制御する。即ち、車内温度と空調設定温度との差が大きく、凝縮器１２から冷却水に放熱される冷媒の熱量が小さくなることが予測される場合、車速及び電動パワートレイン２１の温度が小さいときは、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０から切り離し、グリルシャッター３３は開かない（グリルシャッター３３を閉に制御する）。従って、グリルシャッター３３の閉頻度が増加し、空力悪化を抑制することができる。
【0095】
空調システム１００は、コントローラ４０が、車速、車内温度、バッテリ２２のＳＯＣ及び冷却水回路２０を流れる冷却水の温度に基づき、グリルシャッター３３の開閉を制御する。これにより、バッテリ２２のＳＯＣが高い場合にグリルシャッター３３の開頻度を減少（閉頻度増加）させて空力悪化を抑制し、セルの電気抵抗が大きくなりバッテリ２２の発熱が大きくなるＳＯＣが低い場合には、グリルシャッター３３の開頻度を増加して、バッテリ２２の冷却要求に対応することができる。
【0096】
空調システム１００は、コントローラ４０が、バッテリ２２の温度が第１の所定値（第１閾値Ｔｔｈ１）以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第３の所定値（第３閾値ΔＴｔｈ３）より小さく、且つ車速が所定の値（閾値Ｖｔｈ）以上である場合、冷却水回路２０を流れる冷却水の温度が所定の閾値Ｔｔｈより大きい場合に、グリルシャッター３３を開に制御する。そして、バッテリ２２のＳＯＣが所定の値（閾値ＳＯＣｔｈ）より大きいときは、ＳＯＣが所定の値（閾値ＳＯＣｔｈ）以下のときに比して、所定の閾値Ｔｔｈを大きい値に設定する。即ち、車速が大きく、グリルシャッター３３を開いた場合の空力悪化による電費への影響が大きい場合、バッテリ２２のＳＯＣが高いときには、グリルシャッター３３の開頻度が減少（閉頻度が増加）し、空力悪化が抑制される。一方、セルの電気抵抗が大きくなりバッテリ２２の発熱が大きくなるバッテリ２２のＳＯＣが低い場合には、グリルシャッター３３の開頻度が増加し、バッテリ２２の冷却要求が満たされる。
【0097】
なお、本実施形態において説明した冷媒の廃熱制御は一例であり、必ずしもこれに限られない。即ち、少なくとも、凝縮器１２が、空調用回路１０を循環する冷媒の熱と、冷却水回路２０を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路２０上に配置された構成を有していれば、冷媒の廃熱制御は任意の方法を用いることができる。
【0098】
また、本実施形態においては、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下、且つ電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２以下の場合、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０から切り離すこととしたが、必ずしもこれに限られない。例えば、バッテリ２２の温度が第１閾値Ｔｔｈ１以下、且つ電動パワートレイン２１の温度が第２閾値Ｔｔｈ２以下の場合に、ラジエータ用回路３０を冷却水回路２０に接続し、且つ、ファン３２を停止することとしてもよい。この場合にも、ファン３２を作動する電力消費を抑制することができる。
【0099】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【0100】
１０、空調用回路，１２、凝縮器，２０、冷却水回路，２１、電動パワートレイン，２２、バッテリ，３０、ラジエータ用回路，３１、ラジエータ，３２、ファン，３３、グリルシャッター，４０、コントローラ，１００、車両用空調システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
