特開 2024-75942 循環水の回路構造

(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】P2024075942

(43)【公開日】2024-06-05

(54)【発明の名称】循環水の回路構造

(51)【国際特許分類】

   F01P 3/20 20060101AFI20240529BHJP

   B60K 11/02 20060101ALI20240529BHJP

   F01P 7/02 20060101ALI20240529BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20240529BHJP

   F01P 11/00 20060101ALI20240529BHJP

   F01P 5/04 20060101ALI20240529BHJP

【ＦＩ】

F01P3/20 B

B60K11/02

F01P3/20 H

F01P7/02 K

F01P7/16 504

F01P11/00 Z

F01P5/04 A

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187227

(22)【出願日】2022-11-24

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】窪田 隆

【テーマコード（参考）】

3D038

【Ｆターム（参考）】

3D038AB01

(57)【要約】

【課題】循環水の回路構造においては、注水の効率を向上させ、また、冷却水回路内の圧力を逃せるようにする。
【解決手段】所定部品を冷却するための冷却水回路と、加熱ヒータが配設されたヒータ回路と、前記冷却水回路と前記ヒータ回路とを直結させた状態と、前記冷却水回路と前記ヒータ回路とを分断させた状態と、を切り替える４方向バルブと、空気溜まり部を有し前記冷却水回路又は前記ヒータ回路に配設されたリザーブタンクと、を備え、前記冷却水回路及び前記ヒータ回路は、圧力逃し経路と前記リザーブタンクとを介して互いに連通しており、前記圧力逃し経路は、前記リザーブタンクの空気溜まり部に接続された、循環水の回路構造。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定部品を冷却するための冷却水回路と、
加熱ヒータが配設されたヒータ回路と、
前記冷却水回路と前記ヒータ回路とを直結させた状態と、前記冷却水回路と前記ヒータ回路とを分断させた状態と、を切り替える４方向バルブと、
空気溜まり部を有し前記冷却水回路又は前記ヒータ回路に配設されたリザーブタンクと、を備え、
前記冷却水回路及び前記ヒータ回路は、圧力逃し経路と前記リザーブタンクとを介して互いに連通しており、
前記圧力逃し経路は、前記リザーブタンクの空気溜まり部に接続された、循環水の回路構造。

【請求項2】

前記圧力逃し経路は、前記４方向バルブにより前記冷却水回路と前記ヒータ回路とが直結したときに前記所定部品よりも下流側かつ前記４方向バルブの上流側となるように配設され、
前記リザーブタンクは、前記４方向バルブにより前記冷却水回路と前記ヒータ回路とが直結したときに前記４方向バルブの下流側となるように配設され、
前記加熱ヒータは、前記４方向バルブにより前記冷却水回路と前記ヒータ回路とが直結したときに前記所定部品の上流側となるように配設された、請求項１に記載の循環水の回路構造。

【請求項3】

前記圧力逃し経路は、前記冷却水回路及び前記ヒータ回路よりも小径に形成された、請求項１又は２に記載の循環水の回路構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、循環水の回路構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＢＥＶ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の電動車両に搭載される循環水の回路構造は、通常時において、水をヒータによって加熱して循環させて車両内の暖房とするヒータ回路と、車両のバッテリ等を冷却するための冷却水回路と、ヒータ回路と冷却水回路とを接続しヒータ回路と冷却水回路とを分断させた状態とする４方向バルブと、リザーブタンクと、を備えているタイプがある。このような循環水の回路構造は、車両環境が低温時の場合には、バッテリ加温のため、ヒータ回路と冷却水回路とを４方向バルブで直結した状態に切り替える。
なお、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）では、例えば、水をエンジンで加熱して車両内で循環させる。また、ＢＥＶにおいて、車両のバッテリ等を、回路を流れる水ではなく冷媒で冷却するタイプもある。例えば、特許文献１に開示されている温度調整システムの発明では、独立した冷却経路を、４方向バルブで独立した状態と連通した状態とに切り換え可能としている。また、例えば、特許文献２又は特許文献３に開示されている発明においては、回路内の水の流れを３方向バルブで制御するとともに、独立した冷却経路をリザーブタンクを介して連通させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２１８１３５号公報

【特許文献2】特開２０１７－１０６４３２号公報

【特許文献3】特開平１０－２６６８５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回路構造に注水する時、リザーブタンクの上側の注水口から水を入れるため、水が回路構造内に最初に入るリザーブタンクの出口側のポートは、リザーブタンク下部に設定し、流水方向に水が入る。回路構造内を流れる水は、回路構造内のエアとともに、リザーブタンクの上部に設定された入口側のポートに戻る。よって、注水時に、該入口側のポートには水が入らず、入口側のポートに戻ってくる水によりエアが回路構造内から抜かれる。しかし、注水性確保のため、水の入口側はリザーブタンクの上部に設定し、最初に水が入る出口側はリザーブタンクの下部に設定しなければならず、搭載制約となる。

【0005】

また、ヒータ回路と冷却水回路とが分断している場合、例えばリザーブタンクが配設されていない冷却水回路内の圧力が増加し、例えばバッテリの内圧強度に影響を与え、故障原因となる。またバッテリ以外の機器も許容内圧に保つ必要があるし、圧力の増加は回路に用いるホースの水漏れ要因ともなる。よって、電動車両等に搭載される循環水の回路構造においては、注水の効率を向上させ、また、回路内の圧力増減を吸収可能にするという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための本実施形態の循環水の回路構造は、所定部品を冷却するための冷却水回路と、加熱ヒータが配設されたヒータ回路と、前記冷却水回路と前記ヒータ回路とを直結させた状態と、前記冷却水回路と前記ヒータ回路とを分断させた状態と、を切り替える４方向バルブと、空気溜まり部を有し前記冷却水回路又は前記ヒータ回路に配設されたリザーブタンクと、を備え、前記冷却水回路及び前記ヒータ回路は、圧力逃し経路と前記リザーブタンクとを介して互いに連通しており、前記圧力逃し経路は、前記リザーブタンクの空気溜まり部に接続されている。

【発明の効果】

【0007】

本実施形態の循環水の回路構造によれば、注水時に、冷却水回路内及びヒータ回路内から、エアを適切に圧力逃し経路を介してリザーブタンクで抜くことができ、注水効率を向上させる。また、ヒータ回路と冷却水回路とが分断している状態において、発生する圧力増減を、圧力逃し経路を介してリザーブタンクで吸収できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、電動車両に搭載される本実施形態の循環水の回路構造、インバータ冷却回路、及びヒートポンプシステムを説明する説明図である。

【図2】図２は、ヒータ回路と冷却水回路との電動車両内における高低差、及び循環水の回路構造に対する注水を説明する説明図である。

【図3】図３は、ヒータ回路と冷却水回路とが分断した状態における、ヒータ回路内の加熱された水の流れと、冷却水回路内の冷却された水の流れとを説明する説明図である。

【図4】図４は、ヒータ回路と冷却水回路とが直結した状態における、循環水の回路構造内の水の流れを説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照して、本実施形態の循環水の回路構造１の実施形態を説明する。実施形態の循環水の回路構造１は、例えば、ＢＥＶ等の電動車両９に搭載される。循環水の回路構造１は、例えば、冷却水回路３と、ヒータ回路４とを備えている。冷却水回路３は、バッテリ回路とも称される。

【0010】

冷却水回路３は、冷却配管３６でつながれた循環路であり、例えば、電動のウォータポンプ３０（以下、ポンプ３０とする）と、冷却水回路３を流れる水の温度を測定する水温センサ３１と、バッテリ３２と、電子ユニット３３と、チラー３５と、４方向バルブ３４とが、上記の順で配設されている。なお、本実施形態において、冷却水回路３が冷却する対象である所定部品はバッテリ３２となっているが、前記所定部品はバッテリ３２に限定されない。また、冷却水回路３に配設される構成は、上記各構成に限定されない。

【0011】

バッテリ３２は、組電池及びその他の電子デバイス等から構成されている。電子ユニット３３は、バッテリ３２の充放電電流を検知する電流センサ、並びに充電、電力変換、及び電力分配の機能を集約したユニットである。ポンプ３０は、４方向バルブ３４とバッテリ３２との間の冷却配管３６に配設される。ポンプ３０は、チラー３５で冷却された冷却水をバッテリ３２に供給するように冷却水を循環させる駆動源である。

【0012】

４方向バルブ３４は、チラー３５とポンプ３０との間の冷却配管３６に配設される。４方向バルブ３４は、例えば、ケーシング３４０内にディスクバルブ３４５を備えている。ディスクバルブ３４５は、パルスモータ等によって、ケーシング３４０内で回転可能である。パルスモータに供給する駆動パルス数によって、原点位置からのディスクバルブ３４５の回転角度が認識可能となる。４方向バルブ３４のケーシング３４０には、第一ポート３４１、第二ポート３４２、第三ポート３４３、及び第四ポート３４４が形成されており、第一ポート３４１及び第二ポート３４２が冷却配管３６にそれぞれ連通している。また、第三ポート３４３及び第四ポート３４４が、ヒータ回路４のヒータ配管４８にそれぞれ連通している。

【0013】

４方向バルブ３４は、図１に示す状態においては、横向きで示すディスクバルブ３４５（以下、分断モードのディスクバルブ３４５とする）によって、第一ポート３４１と第二ポート３４２とを連通させ、第三ポート３４３と第四ポート３４４とを連通させ、冷却水回路３とヒータ回路４とを分断する。すなわち、４方向バルブ３４は、分断モードのディスクバルブ３４５によって、冷却水回路３とヒータ回路４とを互いに独立した状態とする。４方向バルブ３４のディスクバルブ３４５が、横向きで示す状態から回転して図２の縦向きで示す状態になると、第一ポート３４１と第三ポート３４３とが連通し、第二ポート３４２と第四ポート３４４とが連通した状態となり、冷却水回路３とヒータ回路４とが直結した状態となる。図２に示す縦向きで示すディスクバルブ３４５を、以下、直結モードのディスクバルブ３４５とする。

【0014】

ヒータ回路４は、ヒータ配管４８でつながれた循環路であり、例えば、電動のウォータポンプ４０（以下、ポンプ４０とする）と、放熱器として機能する水冷コンデンサ４１と、高電圧式の水を加熱する加熱ヒータ４２（以下、ヒータ４２とする）と、水温センサ４３と、加熱された水で空気を加熱し車両内暖房とする熱交換器であるヒータコア４４と、水温センサ４５と、４方向バルブ３４と、リザーブタンク４６とが、上記の順で配設されている。なお、ヒータ回路４に配設される構成は、上記各構成に限定されない。

【0015】

ポンプ４０は、リザーブタンク４６と水冷コンデンサ４１との間のヒータ配管４８に備えられ、ヒータ４２で加熱された水をヒータコア４４に供給するように加熱された水を循環させる駆動源である。水冷コンデンサ４１は、ヒータ回路４内を流れる水の温度を下げる場合に作動する。ヒータコア４４の前後に配設された水温センサ４３と水温センサ４５とは、ヒータコア４４に供給される水の温度又はヒータコア４４を通過した水の温度を測定する。

【0016】

図２は、循環水の回路構造１のヒータ回路４を構成する上述の各構成要素、及び冷却水回路３を構成する上述の各構成要素の、電動車両９内における高低差を具体的に示す説明図である。本明細書において、便宜上、図２に示す＋Ｚ方向と－Ｚ方向とを含むＺ軸方向を電動車両９の高さ方向として、＋Ｚ方向をおおよそ電動車両９の上方向として、＋Ｚ方向に向かうにつれて高さが高くなるとする。また、－Ｚ方向をおおよそ電動車両９の下方向として、－Ｚ方向に向かうにつれて高さが低くなるとする。冷却水回路３はヒータ回路４よりも電動車両９内において相対的により低い位置に配設されている。

【0017】

図２に示すように、ヒータ回路４に配設されるリザーブタンク４６は、例えば、ヒータ回路４及び冷却水回路３の中でも最も電動車両９内における上方側に配設されている。即ち、リザーブタンク４６は、ヒータ回路４の中でも相対的に高い位置に位置する水冷コンデンサ４１、ヒータコア４４、及びヒータ４２、並びに冷却水回路３のチラー３５、及び電子ユニット３３よりも、電動車両９における高い位置に配設されている。

【0018】

リザーブタンク４６は、例えば、密閉型リザーブタンクである。リザーブタンク４６は、例えば、硬質樹脂材等で構成され、水入口４６１と、タンク内部４６０から水をヒータ配管４８に流出させる水出口４６２と、タンク内部４６０に対する回路構造１外部からの水の注水時に使用され加圧キャップ等を備える注水口４６３と、を備えている。なお、図２のように、循環水の回路構造１に注水を行う場合には、水入口４６１は、注水された水をヒータ回路４内に流出させる。

【0019】

本実施形態において、例えば水入口４６１と水出口４６２は、リザーブタンク４６の底部４６４に形成されている。水入口４６１は、ヒータ配管４８を介して４方向バルブ３４の第三ポート３４３に連通している。また、水出口４６２は、ヒータ配管４８を介してポンプ４０に連通している。また、注水口４６３は、例えば、リザーブタンク４６の最上部となる天壁４６６に形成されている。

【0020】

リザーブタンク４６には、許容最大水位４６７が設定されている。タンク内部４６０において許容最大水位４６７よりも上方の空間は、ヒータ回路４と冷却水回路３との増加した圧力を逃すための空気溜まり部４６８となる。例えば、ヒータ回路４と冷却水回路３とが独立している場合に、冷却水回路３内の増加した圧力を、圧力逃し経路５０により空気溜まり部４６８に逃すことができる。許容最大水位４６７は、例えば、リザーブタンク４６の側壁４６５に予め設定された許容最大水位４６７を示す図示しない印等によって定められる。なお、許容最大水位４６７は、側壁４６５に予め設定された図示しない印によって定められる形態に限定されず、リザーブタンク４６の内部の体積などによって定められてもよい。水入口４６１と水出口４６２は、共に底部４６４に形成されている構成に限定されず、リザーブタンク４６の例えば側壁４６５の少なくとも許容最大水位４６７よりも低い位置に形成されていてもよい。

【0021】

冷却水回路３及びヒータ回路４は、図２に示す圧力逃し経路５０とリザーブタンク４６とを介して互いに連通している。圧力逃し経路５０の一端５０１は、リザーブタンク４６の空気溜まり部４６８に接続されている。圧力逃し経路５０は、金属配管又はゴムホースで構成されており、圧力逃し経路５０の一端５０１は、圧力逃し経路５０の他端５０２よりも、電動車両９の高さ方向においてより高い位置にある。圧力逃し経路５０は、注水時における回路構造１内に存在するエアのエア抜き経路としても機能する。

【0022】

例えば、リザーブタンク４６の側壁４６５の許容最大水位４６７よりも高い箇所に、接続口４６９が形成されている。圧力逃し経路５０の一端５０１は接続口４６９を介して空気溜まり部４６８に連通している。

【0023】

圧力逃し経路５０の他端５０２は、冷却水回路３において冷却水回路３内に存在するエア（空気）が注水時において抜けやすい電動車両９の高さ方向における高めの箇所と接続される。具体的には、図２に示すように、ヒータ回路４は相対的に冷却水回路３よりも電動車両９内において高さ方向における上側に位置しているが、冷却水回路３のチラー３５は、ヒータ回路４の水冷コンデンサ４１やヒータコア４４等と同様に電動車両９内において高さ方向における上側に位置している。そして、チラー３５と４方向バルブ３４の第一ポート３４１とを接続する冷却配管３６は、例えば、電動車両９内における高い位置に配置された高位置配管３６１と、高位置配管３６１に接続され降下するように延び高さ方向において低い位置に配設され４方向バルブ３４につながる低位置配管３６２とを備えている。そして、圧力逃し経路５０の他端５０２は、高位置配管３６１に接続されている。

【0024】

本実施形態において、例えば、圧力逃し経路５０の管径は、冷却水回路３の冷却配管３６の管径、及びヒータ回路４のヒータ配管４８の管径よりも小径に形成されている。

【0025】

図１に示すように、電動車両９は、循環水の回路構造１の他に、例えば、インバータ冷却回路２と、ヒートポンプシステム７と、を備えている。冷却水回路３、ヒータ回路４、及びヒートポンプシステム７よりも例えば電動車両９のより外部側に配設されたインバータ冷却回路２は、配管２５でつながれた循環路である。インバータ冷却回路２は、インバータ冷却回路２を流れる水の熱を外気との熱交換を通じて放熱するラジエータ２０と、ラジエータ２０に接続されたリザーブタンク２１と、が配設されている。また、インバータ冷却回路２は、例えば、ポンプ２２と、ポンプ２２が回ることで冷却水が送られるインバータ２４と、インバータ冷却回路２を流れる水の温度を測定する水温センサ２３と、が配設されている。インバータ２４は、例えば、図示しない走行用モータと直流電流を交流に変換し、走行用モータに供給する。

【0026】

例えばカーエアコン用のヒートポンプシステム７は、配管７０でつながれた循環路である。ヒートポンプシステム７は、大気と冷媒との熱交換を行う空冷コンデンサ７１と、ヒートポンプシステム７内を流れる冷媒を圧縮して循環させる駆動源である電動コンプレッサ７２と、エバポレータ７３と、アキュームレータ（圧力タンク）７４と、チラー７５と、水冷コンデンサ７６と、配管７０の各所に配設された電気式膨張弁７７２と、電磁弁７７３と、が配設されている。

【0027】

例えば、従来の循環水の回路構造には、ヒータ回路と冷却水回路とにそれぞれリザーブタンクを１つずつ配設したタイプがある。このリザーブタンクを２つ備える循環水の回路構造では、ヒータ回路と冷却水回路とが分断した状態において、各回路ごとに各リザーブタンクによって圧力逃しができる。しかし、リザーブタンクが２つ必要なためコストが増える。また、空の回路構造に注水を行う際に、注水性を確保するため、それぞれのリザーブタンクにおける出入口の搭載制約が厳しい。また、リザーブタンクが２つあるため、それぞれのリザーブタンクで許容最大水位の液面管理を行うことが難しい。

【0028】

例えば、従来の循環水の回路構造には、３方向バルブによりヒータ回路と冷却水回路とを接続するタイプがある。この場合、３方向バルブの開閉に関わらず、ヒータ回路と冷却水回路とは１方向分はつながっており、ヒータ回路のみにリザーブタンクを１つ配設していても、この１つのリザーブタンクのみでヒータ回路と冷却水回路との圧力逃しができる。しかし、３ＷＡＹジョイントや水ホースのような配管のコストが増える。また、空の回路構造に注水を行う際に、注水性を確保するため、それぞれのリザーブタンクにおける出入口の搭載制約が厳しい。さらに、注水時に回路内に存在しているエアの逃げ道がなくなり、注水回数が増え、注水時間がかかる。

【0029】

例えば、従来の循環水の回路構造には、４方向バルブでヒータ回路と冷却水回路とを接続し、かつヒータ回路のヒータ配管と冷却水回路の冷却水配管とを直接、圧力逃し経路で接続するタイプがある。この場合、４方向バルブの開閉に関わらず、ヒータ回路と冷却水回路とは１方向分はつながっており、ヒータ回路のみにリザーブタンクを１つ配設していても、この１つのリザーブタンクのみでヒータ回路と冷却水回路との圧力逃しができる。しかし、空の回路構造に注水を行う際に、注水性を確保するため、リザーブタンクにおける出入口の搭載制約が厳しい。さらに、注水時に回路内で１方通行で注水を行うため、注水時間がかかる。

【0030】

上記のような従来の循環水の回路構造に存在していた課題を解決できる本実施形態の循環水の回路構造１に対して、注水を行い、回路構造１を使用可能にする場合について説明する。注水をする場合には、図２に示すように、ヒータ回路４と冷却水回路３とが４方向バルブ３４により直結した状態に設定される。そして、リザーブタンク４６の注水口４６３の加圧キャップが外されて、作業者が注水口４６３からリザーブタンク４６内に水を注ぎこんでいく。

【0031】

リザーブタンク４６に水が注水されるのと並行して、リザーブタンク４６の底部４６４に形成された水出口４６２から、水がヒータ回路４のポンプ４０、水冷コンデンサ４１、ヒータ４２、ヒータコア４４、４方向バルブ３４の第四ポート３４４、第二ポート３４２、冷却水回路３の冷却配管３６、ポンプ３０、バッテリ３２、電子ユニット３３、チラー３５の順で流れていく。また、このように流れる水と共に、上記流路に存在していたヒータ回路４及び冷却水回路３内のエアもチラー３５まで流れていく。さらに、チラー３５から高位置配管３６１に流れた水とエアとから、高位置配管３６１に接続された圧力逃し経路５０を介してリザーブタンク４６の空気溜まり部４６８にエアが移動するため、エア抜きされる。

【0032】

注水時においては、リザーブタンク４６の底部４６４に形成された水入口４６１からも、水が４方向バルブ３４の第三ポート３４３、第一ポート３４１、冷却水回路３の低位置配管３６２の順で流れていく。そしてこのように流れる水と共に、上記流路に存在していたヒータ回路４及び冷却水回路３内のエアも低位置配管３６２まで流れていく。さらに、低位置配管３６２の水は、高位置配管３６１で水出口４６２側から流れてきた水と合流する。また、低位置配管３６２から高位置配管３６１に流れた水とエアとから、高位置配管３６１に接続された圧力逃し経路５０を介してリザーブタンク４６の空気溜まり部４６８にエアが移動するため、エア抜きされる。したがって、注水時に、ヒータ回路４内に存在していたエア及び冷却水回路３に存在していたエアが、適切に抜かれていく。

【0033】

このように、注水時に、エアを適切に冷却水回路３内及びヒータ回路４内から圧力逃し経路５０を介してリザーブタンク４６で抜くことができるため、注水回数及び注水時間を少なくし注水の効率を向上させる。なお、本実施形態のように、リザーブタンク４６の底部４６４に水入口４６１と水出口４６２とを形成することで、１回の注水での回路構造１内への注水率を高くすることができる。これにより、従来の循環水の回路構造と異なり、本実施形態の循環水の回路構造１は、注水完了までの注水とエア抜きの作業をより少ない回数で済ませることができ、注水時間を短縮できる。

【0034】

また、従来の循環水の回路構造では、入口位置が高過ぎる場合、回路構造を流れて戻ってきた水がリザーブタンク内の液面に落ち、リザーブタンク内の水中にエアを巻き込む。回路構造内にエアが混入した場合、水の比熱とエアの比熱とが異なるため、冷却性能と温調性能が低下する。一方、リザーブタンクの入口位置が低過ぎる場合、注水時にリザーブタンク入口から水が逆流し、流水方向とは反対方向にも水が回路構造内に入り、エア抜き経路を塞ぎ、回路構造内のどこからもエアが抜けなくなる。よって、注水をしてからポンプを回しエア抜き作業を何度も繰り返す必要があり、注水とエア抜き作業とを実施する回数が増える。このように、従来の循環水の回路構造は搭載制約があったが、本実施形態のように、例えば水入口４６１と水出口４６２は、共にタンク内部４６０の底部４６４に形成されているため、従来の循環水の回路構造よりも、水出入口の搭載制約を緩和できる。

【0035】

次に、注水が完了したヒータ回路４と冷却水回路３の通常時における水の流れについて説明する。図３に示すように、通常時において、４方向バルブ３４はディスクバルブ３４５を分断モードとし、ヒータ回路４と冷却水回路３とを分断した状態に設定する。

【0036】

ヒータ回路４のポンプ４０が作動することで、水が、水冷コンデンサ４１、ヒータ４２、ヒータコア４４、４方向バルブ３４の第四ポート３４４、４方向バルブ３４の第三ポート３４３、リザーブタンク４６の順で流れて、ヒータ回路４を加熱された水が循環する。そして、ヒータコア４４による電動車両９内の暖房が機能する。

【0037】

また、冷却水回路３のポンプ３０が作動することで、水が、バッテリ３２、電子ユニット３３、チラー３５、４方向バルブ３４の第一ポート３４１、４方向バルブ３４の第二ポート３４２の順で流れて、冷却水回路３を冷却された水が循環し、バッテリ３２が冷却される。ここで、本実施形態においては、圧力逃し経路５０の管径は、冷却水回路３の冷却配管３６の管径よりも小径に形成されている。また、圧力逃し経路５０は、一本路となっている。そのため、冷却水回路３内の圧力が許容された範囲となっている状態においては、冷却水回路３を循環する冷却された水が、圧力逃し経路５０を通りヒータ回路４内に流れ込むことを抑制できる。即ち、細い圧力逃し経路５０には、予め水が充満しているので、圧力逃し経路５０の水が、ヒータ回路４と、回路内圧力が許容される範囲内となっている冷却水回路３との熱交換を遮断する壁のような役割を果たす。よって、ヒータ回路４及び冷却水回路３の作動効率を高く保つことが可能となる。

【0038】

例えば、水が循環する冷却水回路３と水が循環するヒータ回路４とを分断した状態が所定時間続くことで、リザーブタンク４６が配設されていない冷却水回路３内の圧力が増加する。冷却水回路３内の圧力が許容される範囲を超えそうな状態まで上昇すると、冷却水回路３内を循環する水が圧力逃し経路５０にも流れてヒータ回路４のリザーブタンク４６内に入るため、リザーブタンク４６によって冷却水回路３の圧力増加が吸収される。即ち、冷却水回路３内の圧力が許容された範囲に収まるように圧力逃しが行われる。したがって、冷却水回路３に配設されたバッテリ３２の電子デバイスの流路内圧増加を緩和でき、バッテリ３２の信頼性を向上させることができる。また、ヒータ回路４と冷却水回路３との内圧変動が少なくなるため、４方向バルブ３４はシール緊迫力を落としてもシールを押し付けるスプリングがシール性を担保でき、互いに独立した状態のヒータ回路４及び冷却水回路３の作動効率を高く保てる。即ち、４方向バルブ３４が内圧変動によりシールできなくなり、混流させたくない場合にヒータ回路４と冷却水回路３の温度差のある水が混ざってしまうといった事態が生じることを防ぐ。また、４方向バルブ３４のディスクバルブ３４５を切り替える動力を増加させる必要がないため、電費が良化する。このように、従来の循環水の回路構造と異なり、本実施形態の循環水の回路構造１は、リザーブタンク４６が一つだけであっても、冷却水回路３内の圧力を逃すことができる。

【0039】

次に、車両環境が低温時となっている場合等において、４方向バルブ３４は、冷却水回路３のバッテリ３２を加温するために、ディスクバルブ３４５を直結モードとする。これにより、図４に示すように冷却水回路３とヒータ回路４とが直結する。

【0040】

水がヒータ回路４のポンプ４０、水冷コンデンサ４１、ヒータ４２、ヒータコア４４、４方向バルブ３４の第四ポート３４４、４方向バルブ３４の第二ポート３４２、冷却水回路３の冷却配管３６、ポンプ３０、バッテリ３２、電子ユニット３３、チラー３５、４方向バルブ３４の第一ポート３４１、第三ポート３４３、ヒータ回路４のリザーブタンク４６の順で循環する。したがって、バッテリ３２は、ヒータ回路４内で加熱された水によって温められる。なお、チラー３５は、バッテリ３２を加温するために、図４に示す状態においては作動していない。

【0041】

例えば、本実施形態においては、図４に示すように、バッテリ３２を加温させるために４方向バルブ３４により冷却水回路３とヒータ回路４とを直結したときに、圧力逃し経路５０は、所定部品であるバッテリ３２よりも下流側かつ４方向バルブ３４の上流側となるように配設され、リザーブタンク４６は４方向バルブ３４の下流側となるように配設され、加熱ヒータ４２はバッテリ３２の上流側となるように配設されている。よって、ヒータ回路４を流れる加熱された水を圧力逃し経路５０の分岐よりも前にバッテリ３２に流入させている。したがって、バッテリ３２の暖気促進をより図ることができる。また、上記加熱された水の循環において、チラー３５を通過した水の一部は、高位置配管３６１に接続された圧力逃し経路５０からリザーブタンク４６に流れ、リザーブタンク４６内において４方向バルブ３４を通過してきた水と合流する。したがって、４方向バルブ３４を通過する水を、圧力逃し経路５０が循環流路として機能している分だけ減らすことができ、４方向バルブ３４の通水抵抗を軽減することができる。

【0042】

さらに、本実施形態において、圧力逃し経路５０は、バッテリ３２からチラー３５までを接続する冷却配管３６ではなく、チラー３５よりも下流側の高位置配管３６１に接続されて高位置配管３６１から分岐している。したがって、冷却水回路３とヒータ回路４とが直結している状態（バッテリ３２を温めている状態）において、チラー３５は作動していないが、仮に電子ユニット３３からチラー３５までを接続する冷却配管３６から圧力逃し経路５０がリザーブタンク４６に向かって分岐する構成となっている場合や、仮にバッテリ３２から電子ユニット３３までを接続する冷却配管３６から圧力逃し経路５０がリザーブタンク４６に向かって分岐する構成となっている場合等よりも、チラー３５や電子ユニット３３により多くの水が流れる。即ち、仮に電子ユニット３３からチラー３５までを接続する冷却配管３６から圧力逃し経路５０がリザーブタンク４６に向かって分岐する構成となっている場合には、圧力逃し経路５０に流れる水があることから、電子ユニット３３に流れる水（バッテリ３２により熱を奪われた水）が相対的に減り、直結状態においても作動している電子ユニット３３に対する冷却が十分に発揮できない場合がある。これに対して、図４に示すように、圧力逃し経路５０が、チラー３５よりも下流側の高位置配管３６１に接続されて高位置配管３６１から分岐しているため、電子ユニット３３に流れる水が減ることが無くなる。よって、冷却水回路３とヒータ回路４とが直結した状態においても作動している電子ユニット３３に対する冷却が、十分に担保される。

【0043】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0044】

１：循環水の回路構造
２：インバータ冷却回路
３：冷却水回路 ３０：ウォータポンプ ３２：バッテリ ３３：電子ユニット
３４：４方向バルブ ３５：チラー ３６：冷却配管 ３６１：高位置配管
４：ヒータ回路 ４０：ウォータポンプ ４１：水冷コンデンサ ４２：加熱ヒータ
４４：ヒータコア ４６：リザーブタンク ４６１：水入口 ４６２：水出口
４６８：空気溜まり部 ４８：ヒータ配管
５０：圧力逃し経路
７：ヒートポンプシステム
９：電動車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】