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特開2024-79548車両用熱マネジメントシステム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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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】P2024079548

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】車両用熱マネジメントシステム

(51)【国際特許分類】

B60H 1/22 20060101AFI20240604BHJP

F25B 1/00 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 651A

B60H1/22 671

B60H1/22 611Z

F25B1/00 399Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098453

(22)【出願日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】P 2022192234

(32)【優先日】2022-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001117

【氏名又は名称】弁理士法人ぱてな

(72)【発明者】

【氏名】榎島史修

(72)【発明者】

【氏名】横井佑樹

(72)【発明者】

【氏名】大西徹

【テーマコード（参考）】

3L211

【Ｆターム（参考）】

3L211AA11

3L211CA15

3L211CA17

3L211CA18

3L211CA19

3L211DA26

3L211DA28

3L211DA29

(57)【要約】

【課題】回路構成の簡素化と低廉化とを実現可能な車両用熱マネジメントシステムを提供する。
【解決手段】この車両用熱マネジメントシステムは、冷媒回路１と、加熱用媒体回路２と、冷却用媒体回路３とを有する。冷媒回路１又は冷却用媒体回路３には、内気冷却器４、５１が組み込まれている。冷媒回路１及び加熱用媒体回路２には加熱用コンデンサ５が組み込まれ、冷媒回路１及び冷却用媒体回路３には冷却用チラー６が組み込まれている。加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３には、電池温調用熱交換器７及びラジエータ８が組み込まれている。制御装置９は、電池温調用熱交換器７及びラジエータ８に対して、加熱用媒体又は冷却用媒体の一方を選択的に流通させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を膨張させる膨張弁とを有する冷媒回路と、
加熱用媒体を循環させる加熱用媒体ポンプと、前記加熱用媒体で内気に放熱を行う内気加熱器とを有する加熱用媒体回路と、
冷却用媒体を循環させる冷却用媒体ポンプを有する冷却用媒体回路と、
前記冷媒回路又は前記冷却用媒体回路に組み込まれ、冷媒又は前記冷却用媒体で内気から吸熱を行う内気冷却器と、
前記冷媒回路及び前記加熱用媒体回路に組み込まれ、冷媒で前記加熱用媒体に放熱を行う加熱用コンデンサと、
前記冷媒回路及び前記冷却用媒体回路に組み込まれ、冷媒で前記冷却用媒体から吸熱を行う冷却用チラーと、
前記加熱用媒体回路に組み込まれるとともに前記冷却用媒体回路に組み込まれ、前記加熱用媒体と車載電池との間で熱交換を行うとともに前記冷却用媒体と車載電池との間で熱交換を行う電池温調用熱交換器と、
前記加熱用媒体回路に組み込まれるとともに前記冷却用媒体回路に組み込まれ、前記加熱用媒体と外気との間で熱交換を行うとともに前記冷却用媒体と外気との間で熱交換を行うラジエータと、
前記電池温調用熱交換器に対する前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体の流通を制御するとともに、前記ラジエータに対する前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体の流通を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器に前記加熱用媒体又は前記冷却用媒体の一方を選択的に流通させるとともに、前記ラジエータに前記加熱用媒体又は前記冷却用媒体の一方を選択的に流通させることを特徴とする車両用熱マネジメントシステム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器及び前記ラジエータに前記加熱用媒体を流通させる場合、前記電池温調用熱交換器を経て前記ラジエータに前記加熱用媒体を流通させる請求項１記載の車両用熱マネジメントシステム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器及び前記ラジエータに前記冷却用媒体を流通させる場合、前記ラジエータを経て前記電池温調用熱交換器に前記冷却用媒体を流通させる請求項１記載の車両用熱マネジメントシステム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器に対して、前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体を同じ方向に流通させる請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用熱マネジメントシステム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記ラジエータに対して、前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体を同じ方向に流通させる請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用熱マネジメントシステム。

【請求項6】

前記加熱用媒体回路は、前記加熱用媒体で冷却対象機器から吸熱を行う吸熱器を有し、
前記吸熱器は、前記加熱用コンデンサと並列に設けられている請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用熱マネジメントシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両用熱マネジメントシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリー式の電気自動車（ＢＥＶ、ＢａｔｔｅｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置として、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等が搭載されている。

【0003】

電池は充放電時に発熱し、高温状態が継続すると劣化が促進する。一方、極低温下では、電池出力が低下する。このため、電気自動車においては、電池を冷却及び加熱するための電池温調システムを搭載することが望ましい。

【0004】

他方、車室内の暖房に内燃機関の燃焼排熱を利用できない電気自動車では、一般に、車室内の暖房に、ＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータやヒートポンプを利用している。

【0005】

しかし、車載電池をエネルギー源とするＰＴＣヒータを用いた暖房では、エネルギー消費効率が相対的に低く、航続距離が短くなるという課題がある。また、冷媒で外気から吸熱を行うヒートポンプ式の暖房では、車載電池に加えて空気熱もエネルギー源とするため、エネルギー消費効率はＰＴＣヒータを用いた暖房に比べて高いものの、寒冷地などで外気温が極めて低い時に十分に暖房できないという課題がある。

【0006】

特許文献１には、電気自動車に適用して好適な従来の車両用熱マネジメントシステムが開示されている。この車両用熱マネジメントシステムは、冷媒回路と、加熱用媒体回路と、冷却用媒体回路と、制御装置とを備えている。

【0007】

冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を膨張させる膨張弁と、冷媒で内気から吸熱を行う内気冷却器とを有している。加熱用媒体回路は、加熱用媒体を循環させる加熱用媒体ポンプと、加熱用媒体で内気に放熱を行う内気加熱器と、加熱用媒体と外気との間で熱交換を行う加熱側ラジエータとを有している。冷却用媒体回路は、冷却用媒体を循環させる冷却用媒体ポンプと、冷却用媒体を加熱する電気ヒータと、冷却用媒体と外気との間で熱交換を行う冷却側ラジエータとを有している。

【0008】

冷媒回路及び加熱用媒体回路には、冷媒で加熱用媒体に放熱を行う加熱用コンデンサが組み込まれている。冷媒回路及び冷却用媒体回路には、冷媒で冷却用媒体から吸熱を行う冷却用チラーが組み込まれている。加熱用媒体回路及び冷却用媒体回路には、加熱用媒体及び冷却用媒体と車載電池との間で熱交換を行う電池温調用熱交換器が組み込まれている。制御装置は、電池温調用熱交換器に対する加熱用媒体及び冷却用媒体の流通を制御して、電池温調用熱交換器に加熱用媒体又は冷却用媒体の一方を選択的に流通させる。

【0009】

これにより、冷媒回路により車室内の空調を行うとともに、加熱用コンデンサにて冷媒で加熱された加熱用媒体を電池温調用熱交換器に流通させて電池を暖機したり、冷却用チラーにて冷媒で冷却された冷却用媒体を電池温調用熱交換器に流通させて電池を冷却したりしている。また、この車両用熱マネジメントシステムでは、電気ヒータを利用して車室内を暖房したり、電池を暖機したりもしている。さらに、加熱側ラジエータにて加熱用媒体と外気とを熱交換したり、冷却側ラジエータにて冷却用媒体と外気とを熱交換したりして、加熱用媒体及び冷却用媒体を加熱したり、冷却したりしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０２２－１２８５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかし、上記従来の車両用熱マネジメントシステムでは、ラジエータを２つ用いたり、電気ヒータも用いたりしているため、構成部品が多く、そのため、システム全体の回路構成も複雑となり、その分コストも高騰化している。

【0012】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、回路構成の簡素化と低廉化とを実現可能な車両用熱マネジメントシステムを提供することを解決すべき技術課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の車両用熱マネジメントシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を膨張させる膨張弁とを有する冷媒回路と、
加熱用媒体を循環させる加熱用媒体ポンプと、前記加熱用媒体で内気に放熱を行う内気加熱器とを有する加熱用媒体回路と、
冷却用媒体を循環させる冷却用媒体ポンプを有する冷却用媒体回路と、
前記冷媒回路又は前記冷却用媒体回路に組み込まれ、冷媒又は前記冷却用媒体で内気から吸熱を行う内気冷却器と、
前記冷媒回路及び前記加熱用媒体回路に組み込まれ、冷媒で前記加熱用媒体に放熱を行う加熱用コンデンサと、
前記冷媒回路及び前記冷却用媒体回路に組み込まれ、冷媒で前記冷却用媒体から吸熱を行う冷却用チラーと、
前記加熱用媒体回路に組み込まれるとともに前記冷却用媒体回路に組み込まれ、前記加熱用媒体と車載電池との間で熱交換を行うとともに前記冷却用媒体と車載電池との間で熱交換を行う電池温調用熱交換器と、
前記加熱用媒体回路に組み込まれるとともに前記冷却用媒体回路に組み込まれ、前記加熱用媒体と外気との間で熱交換を行うとともに前記冷却用媒体と外気との間で熱交換を行うラジエータと、
前記電池温調用熱交換器に対する前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体の流通を制御するとともに、前記ラジエータに対する前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体の流通を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器に前記加熱用媒体又は前記冷却用媒体の一方を選択的に流通させるとともに、前記ラジエータに前記加熱用媒体又は前記冷却用媒体の一方を選択的に流通させることを特徴とする。

【0014】

本発明の車両用熱マネジメントシステムでは、冷媒回路又は冷却用媒体回路に組み込まれた内気冷却器にて冷媒で内気を冷却して車室内を冷房する。また、冷却用媒体回路に組み込まれたラジエータにて冷却用媒体が外気から吸熱し、冷媒回路及び冷却用媒体回路に組み込まれた冷却用チラーにて冷媒が冷却用媒体から吸熱し、かつ、冷媒回路及び加熱用媒体回路に組み込まれた加熱用コンデンサにて加熱用媒体が冷媒から吸熱し、そして加熱用媒体回路に組み込まれたヒータコアにて加熱用媒体で内気を加熱して車室内を暖房する。

【0015】

そして、この車両用熱マネジメントシステムでは、電池温調用熱交換器に対して加熱用媒体又は冷却用媒体の一方を選択的に流通させることで、車載電池を暖機したり、冷却したりする。また、ラジエータに対しても、加熱用媒体又は冷却用媒体の一方を選択的に流通させることで、加熱用媒体で外気に放熱したり、冷却用媒体で外気から吸熱したりして、システム全体の熱収支において余剰分を放熱したり、不足分を吸熱したりする。

【0016】

このようにこの車両用熱マネジメントシステムでは、１つのラジエータにて外気との吸放熱を行うとともに、電気ヒータを別途用いることなく車室内の暖房及び電池の暖機を行うため、構成部品を削減できる。

【0017】

したがって、本発明の車両用熱マネジメントシステムによれば、回路構成の簡素化と低廉化とを実現できる。

【0018】

制御装置は、電池温調用熱交換器及びラジエータに加熱用媒体を流通させる場合、電池温調用熱交換器を経てラジエータに加熱用媒体を流通させることが好ましい。

【0019】

この場合、例えば電池温調用熱交換器にて加熱用媒体から車載電池に必要な熱を放熱して車載電池を暖機しつつ、ラジエータにてシステム全体で余分な熱を放熱することができる。

【0020】

制御装置は、電池温調用熱交換器及びラジエータに冷却用媒体を流通させる場合、ラジエータを経て電池温調用熱交換器に冷却用媒体を流通させることが好ましい。

【0021】

この場合、例えば、冷媒回路の冷媒を外気により加熱しようとするとき、仮に冷却用媒体をラジエータより先に電池温調用熱交換器に流通させると、車載電池で冷却用媒体が加熱されて冷却用媒体が外気よりも高温になってしまう場合があり、この場合ラジエータにて冷却用媒体が外気から吸熱することができない。この点、ラジエータを経て電池温調用熱交換器に冷却用媒体を流通させることで、ラジエータにて外気よりも低温の冷却用媒体が外気から吸熱することができ、その冷却用媒体で車載電池を冷却しつつ、冷媒回路の冷媒を加熱して車室内の暖房要求にも応えることができる。

【0022】

制御装置は、電池温調用熱交換器に対して、加熱用媒体及び冷却用媒体を同じ方向に流通させることが好ましい。

【0023】

電池温調用熱交換器は、内部を流れる流体の流れ方向について圧力損失や分岐損失などが小さくなるように設計されている。このため、電池温調用熱交換器の設計に準じて、加熱用媒体及び冷却用媒体を同じ方向に流通させることで、加熱用媒体及び冷却用媒体の双方を良好に流通させることができる。

【0024】

制御装置は、ラジエータに対して、加熱用媒体及び冷却用媒体を同じ方向に流通させることが好ましい。

【0025】

ラジエータは、内部を流れる流体の流れ方向について圧力損失や分岐損失などが小さくなるように設計されている。このため、ラジエータの設計に準じて、加熱用媒体及び冷却用媒体を同じ方向に流通させることで、加熱用媒体及び冷却用媒体の双方を良好に流通させることができる。

【0026】

加熱用媒体回路は、加熱用媒体で冷却対象機器から吸熱を行う吸熱器を有することが好ましい。そして、吸熱器は、加熱用コンデンサと並列に設けられていることが好ましい。

【0027】

この場合、加熱用コンデンサ及び吸熱器の双方に加熱用媒体を流通させることで、加熱用コンデンサにて加熱用媒体が冷媒から吸熱すると同時に、吸熱器にて加熱用媒体が冷却対象機器から吸熱することができる。このため、冷却対象機器の排熱を利用した室内暖房や電池暖機が可能となる。

【発明の効果】

【0028】

本発明の車両用熱マネジメントシステムによれば、回路構成の簡素化と低廉化とを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムの全体構成を模式的に示すシステム構成図である。

【図2】図２は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内冷房モードを説明するシステム構成図である。

【図3】図３は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内暖房モードを説明するシステム構成図である。

【図4】図４は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、電池冷却モードを説明するシステム構成図である。

【図5】図５は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、電池暖機モードを説明するシステム構成図である。

【図6】図６は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内冷房電池冷却モードを説明するシステム構成図である。

【図7】図７は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内暖房電池暖機モードを説明するシステム構成図である。

【図8】図８は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内暖房電池暖機（極低温）モードを説明するシステム構成図である。

【図9】図９は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内冷房電池暖機（冷房要求大）モードを説明するシステム構成図である。

【図10】図１０は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内冷房電池暖機（暖機要求大）モードを説明するシステム構成図である。

【図11】図１１は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内暖房電池冷却（冷却要求大）モードを説明するシステム構成図である。

【図12】図１２は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、車室内暖房電池冷却（暖房要求大）モードを説明するシステム構成図である。

【図13】図１３は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムに係り、冷却対象機器のウォームアップモードを説明するシステム構成図である。

【図14】図１４は、実施例２の車両用熱マネジメントシステムの全体構成を模式的に示すシステム構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。実施例１、２の車両用熱マネジメントシステムは、バッテリー式の電気自動車に搭載される。実施例１、２の車両用熱マネジメントシステムは、車室内の空調を行うとともに、車載電池及び冷却対象機器の温度調整を行う。

【0031】

車載電池は、走行用モータに電力を供給するための蓄電装置を構成する。車載電池は複数の電池セルを有し、各電池セルはリチウムイオン二次電池等の二次電池よりなる。冷却対象機器は、例えば、走行用モータとしてのモータジェネレータや、モータ制御用のインバータ及び昇圧用のＤＣ－ＤＣコンバータを含むパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、充電器等の電気部品やその他の車載発熱体のことである。

【0032】

（実施例１）
図１～図１３に示す実施例１の車両用熱マネジメントシステムは、図１にシステム構成図を模式的に示すように、冷媒回路１と、加熱用媒体回路２と、冷却用媒体回路３と、エバポレータ４と、水冷コンデンサ５と、チラー６と、電池熱交換器７と、ラジエータ８と、制御装置９とを備えている。エバポレータ４は、本発明における「内気冷却器」の一例である。水冷コンデンサ５は、本発明における「加熱用コンデンサ」の一例である。チラー６は、本発明における「冷却用チラー」の一例である。電池熱交換器７は、本発明における「電池温調用熱交換器」の一例である。

【0033】

ここに、図１～図１３において、冷媒回路１及び加熱媒体用回路２の各構成部品を接続する流路（配管）を実線で示し、冷却用媒体回路３の各構成部品を接続する流路（配管）を一点鎖線で示す。運転モードを説明する図２～図１３においては、冷媒回路１で冷媒が流れていない流路（配管）を破線で示し、加熱用媒体回路２で加熱用媒体が流れていない流路（配管）を破線で示し、冷却用媒体回路３で冷却用媒体が流れていない流路（配管）を破線で示し、また、熱の流れを太い二点鎖線の矢印で示す。なお、図２～図１３においては、制御装置９の図示を省略する。

【0034】

水冷コンデンサ５は、冷媒回路１及び加熱用媒体回路２の双方に組み込まれて、冷媒回路１と加熱用媒体回路２とを連結している。チラー６は、冷媒回路１及び冷却用媒体回路３の双方に組み込まれて、冷媒回路１と冷却用媒体回路３とを連結している。

【0035】

冷媒回路１は、回路内を循環する冷媒Ｒと車室内へ送られる室内空気である内気との熱交換により、車室内の空調を行う。また、冷媒回路１は、回路内を循環する冷媒Ｒと加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈとの熱交換により、冷媒Ｒで加熱用媒体Ｈに放熱を行い、加熱用媒体Ｈを加熱したり、回路内を循環する冷媒Ｒと冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌとの熱交換により、冷媒Ｒで冷却用媒体Ｌから吸熱を行い、冷却用媒体Ｌを冷却したりする。加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌは、エチレングリコールやプロピレングリコールを主成分とするＬＬＣ（ロングライフクーラント）である。

【0036】

冷媒回路１は、圧縮機１０と、水冷コンデンサ５と、第１膨張弁１１と、第２膨張弁１２と、エバポレータ４と、チラー６と、蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）１３とを有している。また、冷媒回路１は、各構成部品を接続する流路として、第１環状流路１４と、第１流路１５とを有している。第１環状流路１４においては、圧縮機１０、水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６がこの順で接続、配置されている。第１流路１５においては、第１膨張弁１１、エバポレータ４、蒸発圧力調整弁１３がこの順で接続、配置されている。第１流路１５は、第１環状流路１４における水冷コンデンサ５と第２膨張弁１２との間の接続部１４ａと、第１環状流路１４におけるチラー６と圧縮機１０との間の接続部１４ｂとに接続されている。これにより、第１膨張弁１１と第２膨張弁１２は、水冷コンデンサ５に対して、互いに並列に配置されている。第１膨張弁１１及び第２膨張弁１２は、本発明における「膨張弁」の一例である。

【0037】

圧縮機１０は、制御装置９により制御され、冷媒Ｒを圧縮して第１循環流路１４及び第１流路１５に冷媒Ｒを循環させる。冷媒回路１における冷媒Ｒの循環方向は図１の反時計回り方向である。すなわち、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒは水冷コンデンサ５に向かう。

【0038】

第１膨張弁１１及び第２膨張弁１２はいずれも、弁開度が０％～１００％の範囲で調整可能な電子式の膨張弁である。第１膨張弁１１及び第２膨張弁１２の弁開度は制御装置９により制御される。

【0039】

エバポレータ４は、図示しない送風ファンによって車室内に送られる内気と冷媒Ｒとを熱交換させる。すなわち、エバポレータ４にて、冷媒Ｒで内気から吸熱を行う。冷媒Ｒとの熱交換によって冷却された内気は、図示しない送風ファンによって車室内に送られて車室内の冷房に供される。第１膨張弁１１の弁開度が０％のときは、エバポレータ４の機能は停止する。

【0040】

蒸発圧力調整弁１３は、エバポレータ４内の冷媒の蒸発圧力が設定値よりも下がるのを防止する。

【0041】

チラー６は、冷却用媒体回路３を循環する冷却用媒体Ｌと冷媒Ｒとを熱交換させる。すなわち、チラー６にて、冷媒Ｒで冷却用媒体Ｌから吸熱を行う。冷媒Ｒとの熱交換によって冷却された冷却用媒体Ｌは、冷却用媒体回路３内に配置された電池熱交換器７にて車載電池を冷却する。第２膨張弁１２の弁開度が０％のときは、チラー６の機能は停止する。

【0042】

加熱用媒体回路２は、加熱用媒体ポンプ１６と、水冷コンデンサ５と、ヒータコア１７と、電池熱交換器７と、ラジエータ８と、吸熱器１８とを有している。また、加熱用媒体回路２は、各構成部品を接続する流路として、第２環状流路１９と、第２流路２０と、第３流路２１と、第４流路２２と、第５流路２３と、第６流路２４と、第７流路２５と、第８流路２６とを有している。ヒータコア１７は、本発明における「内気加熱器」の一例である。

【0043】

第２流路２０と第３流路２１との接続部には第１三方弁２７が配置され、第３流路２１と第４流路２２との接続部には第２三方弁２８が配置されている。また、第２環状流路１９と第２流路２０との接続部１９ａと、第２環状流路１９と第４流路２２との接続部１９ｂとの間における第２環状流路１９には、第１開閉弁２９が配置されている。第３流路２１には、電池熱交換器７と、第２開閉弁３０とがこの順で配置されている。なお、第３流路２１における電池熱交換器７と第２開閉弁３０との配置順はこの逆であってもよい。

【0044】

第５流路２３と第６流路２４との接続部には第３三方弁３１が配置され、第６流路２４と第７流路２５との接続部には第４三方弁３２が配置されている。また、第２環状流路１９と第５流路２３との接続部１９ｃと、第２環状流路１９と第７流路２５との接続部１９ｄとの間における第２環状流路１９には、第３開閉弁３３が配置されている。第６流路２４には、第４開閉弁３４と、ラジエータ８とがこの順で配置されている。なお、第６流路２４における第４開閉弁３４とラジエータ８との配置順はこの逆であってもよい。

【0045】

第８流路２６は、第２環状流路１９における加熱用媒体ポンプ１６と水冷コンデンサ５との間の接続部と、第２環状流路１９における水冷コンデンサ５とヒータコア１７との間の接続部とに接続されている。第８流路２６には、吸熱器１８が配置されている。これにより、水冷コンデンサ５と吸熱器１８とが並列に設けられている。第２環状流路１９における加熱用媒体ポンプ１６と水冷コンデンサ５との間の接続部には、三方流量調整弁３５が配置されている。

【0046】

三方流量調整弁３５は、制御装置９により制御され、加熱用媒体回路２を循環する加熱用媒体Ｈを、水冷コンデンサ５又は吸熱器１８の一方に選択的に流通させたり、水冷コンデンサ５及び吸熱器１８の双方に流量を調整しつつ流通させたりする。

【0047】

加熱用媒体ポンプ１６は、制御装置９により制御され、第２環状流路１９及び第２～第８流路２０～２６に加熱用媒体Ｈを循環させる。加熱用媒体回路２における加熱用媒体Ｈの循環方向は図１の時計回り方向である。

【0048】

水冷コンデンサ５は、冷媒回路１を循環する冷媒Ｒと、加熱用媒体回路２を循環する加熱用媒体Ｈとを熱交換させる。

【0049】

ヒータコア１７は、ヒータコア１７の近傍に設けられヒータコア１７に内気を送風する図示しない送風ファンによって車室内に送られる内気と加熱用媒体Ｈとを熱交換させる。すなわち、ヒータコア１７にて、加熱用媒体Ｈで内気に放熱を行う。加熱用媒体Ｈとの熱交換によって加熱された内気は、図示しない送風ファンによって車室内に送られて車室内の暖房に供される。図示しない送風ファンを停止したり、ヒータコア１７の近傍に設けられヒータコア１７への送風を調整するダンパ１７Ａの作動によりヒータコア１７への送風を停止したりすることで、ヒータコア１７の機能は停止する。

【0050】

電池熱交換器７は、加熱用媒体回路２を循環する加熱用媒体Ｈと車載電池とを熱交換させる。第３流路２１は車載電池に隣接された温調用流路に接続されている。電池熱交換器７内において、この温調用流路を流通する加熱用媒体Ｈと車載電池とが熱交換することで、加熱用媒体Ｈから車載電池への放熱が行われ、車載電池が暖機される。また、電池熱交換器７は冷却用媒体回路３を循環する冷却用媒体Ｌと車載電池とを熱交換させる。電池熱交換器７内において、温調用流路を流通する冷却用媒体Ｌと車載電池とが熱交換することで、冷却用媒体Ｌによる車載電池からの吸熱が行われ、車載電池が冷却される。

【0051】

ラジエータ８は、加熱用媒体回路２を循環する加熱用媒体Ｈと外気とを熱交換させる。ラジエータ８における加熱用媒体Ｈと外気との熱交換により、加熱用媒体Ｈで外気への放熱を行う。また、ラジエータ８は、冷却用媒体回路３を循環する冷却用媒体Ｌと外気とを熱交換させる。ラジエータ８における冷却用媒体Ｌと外気との熱交換により、冷却用媒体Ｌで外気からの吸熱を行う。ラジエータ８の近傍には、ラジエータ８に外気を送風する図示しない冷却ファンと、ラジエータ８への送風を調整するダンパ８Ａとが設けられている。図示しない冷却ファンを停止したり、ダンパ８Ａの作動によりラジエータ８への送風を停止したりすることで、ラジエータ８の機能は停止する。

【0052】

吸熱器１８は、加熱用媒体回路２を循環する加熱用媒体Ｈと冷却対象機器とを熱交換させる。第８流路２６は冷却対象機器に隣接された温調用流路に接続されている。吸熱器１８内において、この温調用流路を流通する加熱用媒体Ｈと冷却対象機器とが熱交換することで、加熱用媒体Ｈによる冷却対象機器からの吸熱が行われ、冷却対象機器が冷却される。

【0053】

冷却用媒体回路３は、冷却用媒体ポンプ３６と、ラジエータ８と、電池熱交換器７と、チラー６とを有している。また、冷却用媒体回路３は、各構成部品を接続する流路として、第３環状流路３７と、第２流路２０と、第３流路２１と、第４流路２２と、第５流路２３と、第６流路２４と、第７流路２５とを有している。

【0054】

第３環状流路３７と第５流路２３との接続部３７ａと、第３環状流路３７と第７流路２５との接続部３７ｂとの間における第３環状流路３７には、第５開閉弁３８が配置されている。また、第３環状流路３７と第２流路２０との接続部３７ｃと、第３環状流路３７と第４流路２２との接続部３７ｄとの間における第３環状流路３７には、第６開閉弁３９が配置されている。

【0055】

冷却用媒体ポンプ３６は、制御装置９により制御され、第３環状流路３７及び第２～第７流路２０～２５に冷却用媒体Ｌを循環させる。冷却用媒体回路３における冷却用媒体Ｌの循環方向は図１の反時計回り方向である。

【0056】

第１三方弁２７、第２三方弁２８、第３三方弁３１、第４三方弁３２、三方流量調整弁３５、第１開閉弁２９、第２開閉弁３０、第３開閉弁３３、第４開閉弁３４、第５開閉弁３８、第６開閉弁３９は、制御装置９により制御される。第１三方弁２７、第２三方弁２８、第３三方弁３１、第４三方弁３２、第１開閉弁２９、第２開閉弁３０、第３開閉弁３３、第４開閉弁３４、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９のことを、以下の説明において弁群と称する。

【0057】

制御装置９は、電子制御装置よりなり、冷媒回路１、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３の作動を制御する。詳しくは、制御装置９は、冷媒回路１において、圧縮機１０、第１膨張弁１１及び第２膨張弁１２の作動を制御する。制御装置９は、加熱用媒体回路２において、加熱用媒体ポンプ１６、ヒータコア１７、第１三方弁２７、第２三方弁２８、第３三方弁３１、第４三方弁３２、三方流量調整弁３５、第１開閉弁２９、第２開閉弁３０、第３開閉弁３３、第４開閉弁３４及びラジエータ８の作動を制御する。制御装置９は、冷却用媒体回路３において、冷却用媒体ポンプ３６、第１三方弁２７、第２三方弁２８、第３三方弁３１、第４三方弁３２、第２開閉弁３０、第４開閉弁３４、第５開閉弁３８、第６開閉弁３９及びラジエータ８の作動を制御する。

【0058】

ヒータコア１７及びラジエータ８は、制御装置９により、以下のように切替制御される。

【0059】

すなわち、加熱用媒体回路２におけるヒータコア１７は、図示しない送風ファンが作動するとともにダンパ１７Ａが開放されることで、ヒータコア１７に内気が送風される作動状態と、図示しない送風ファンが停止するか、あるいはダンパ１７Ａが閉鎖されることで、ヒータコア１７に内気が送風されない停止状態とに切替制御される。ヒータコア１７の作動状態では、加熱用媒体Ｈと内気とが熱交換され、加熱用媒体Ｈが内気に放熱する。

【0060】

加熱用媒体回路２におけるラジエータ８は、図示しない冷却ファンが作動するとともにダンパ８Ａが開放されることで、ラジエータ８に外気が送風される作動状態と、図示しない冷却ファンが停止するか、あるいはダンパ８Ａが閉鎖されることで、ラジエータ８に外気が送風されない停止状態とに切替制御される。加熱用媒体回路２におけるラジエータ８の作動状態では、加熱用媒体Ｈと外気とが熱交換され、加熱用媒体Ｈが外気に放熱する。

【0061】

冷却用媒体回路３におけるラジエータ８は、図示しない冷却ファンが作動するとともにダンパ８Ａが開放されることで、ラジエータ８に外気が送風される作動状態と、図示しない冷却ファンが停止するか、あるいはダンパ８Ａが閉鎖されることで、ラジエータ８に外気が送風されない停止状態とに切替制御される。冷却用媒体回路３におけるラジエータ８の作動状態では、冷却用媒体Ｌと外気とが熱交換され、冷却用媒体Ｌが外気から吸熱する。

【0062】

加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は、制御装置９の制御により、以下の第１～第７接続状態とされる。

【0063】

図２に示すように第１接続状態では、第１開閉弁２９及び第４開閉弁３４が開状態とされ、第２開閉弁３０、第３開閉弁３３、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９が閉状態とされる。また、第３三方弁３１及び第４三方弁３２は、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌではなく、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈがラジエータ８を流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れず、ラジエータ８を流れる。なお、このとき、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌが電池熱交換器７及びラジエータ８の双方を流れず、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９の開閉はどちらでもよい。

【0064】

図３に示すように第２接続状態では、第１開閉弁２９、第３開閉弁３３、第４開閉弁３４及び第６開閉弁３９が開状態とされ、第２開閉弁３０及び第５開閉弁３８が閉状態とされる。また、第１三方弁２７及び第２三方弁２８は、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌではなく、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れる状態とされる。また、第３三方弁３１及び第４三方弁３２は、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈではなく、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７及びラジエータ８の双方を流れない。一方、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れるが、電池熱交換器７を流れない。なお、第２接続状態では、第１三方弁２７及び第２三方弁２８は、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈではなく、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌが電池熱交換器７を流れる状態とされてもよい。

【0065】

図４、６、１１に示すように第３接続状態では、第１開閉弁２９、第２開閉弁３０、第４開閉弁３４及び第５開閉弁３８が開状態とされ、第３開閉弁３３及び第６開閉弁３９が閉状態とされる。また、第１三方弁２７及び第２三方弁２８は、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈではなく、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌが電池熱交換器７を流れる状態とされる。また、第３三方弁３１及び第４三方弁３２は、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌではなく、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈがラジエータ８を流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れず、ラジエータ８を流れる。一方、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れず、電池熱交換器７を流れる。

【0066】

図５、７、８、１０に示すように第４接続状態では、第２開閉弁３０、第３開閉弁３３、第４開閉弁３４及び第６開閉弁３９が開状態とされ、第１開閉弁２９及び第５開閉弁３８が閉状態とされる。また、第１三方弁２７及び第２三方弁２８は、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌではなく、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れる状態とされる。また、第３三方弁３１及び第４三方弁３２は、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈではなく、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れるが、ラジエータ８を流れない。一方、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れ、電池熱交換器７を流れない。

【0067】

図９に示すように第５接続状態では、第２開閉弁３０及び第４開閉弁３４が開状態とされ、第１開閉弁２９、第３開閉弁３３、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９が閉状態とされる。また、第１三方弁２７及び第２三方弁２８は、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌではなく、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れる状態とされる。また、第３三方弁３１及び第４三方弁３２は、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌではなく、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈがラジエータ８を流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７を流れ、その後ラジエータ８を流れる。なお、このとき、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌが電池熱交換器７及びラジエータ８の双方を流れず、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９の開閉はどちらでもよい。

【0068】

図１２に示すように第６接続状態では、第１開閉弁２９、第２開閉弁３０、第３開閉弁３３及び第４開閉弁３４が開状態とされ、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９が閉状態とされる。また、第１三方弁２７及び第２三方弁２８は、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈではなく、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌが電池熱交換器７を流れる状態とされる。また、第３三方弁３１及び第４三方弁３２は、加熱用媒体回路２の加熱用媒体Ｈではなく、冷却用媒体回路３の冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７及びラジエータ８の双方を流れない。一方、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌがラジエータ８を流れた後、電池熱交換器７を流れる。

【0069】

図１３に示すように第７接続状態では、第１開閉弁２９及び第３開閉弁３３が開状態とされ、第２開閉弁３０、第４開閉弁３４、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９が閉状態とされる。これにより、加熱用媒体回路２においては、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７及びラジエータ８の双方を流れない。なお、このとき、冷却用媒体回路３においては、冷却用媒体Ｌが電池熱交換器７及びラジエータ８の双方を流れず、第５開閉弁３８及び第６開閉弁３９の開閉はどちらでもよい。

【0070】

こうして、制御装置９は、電池熱交換器７及びラジエータ８に対する加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌの流通を制御する。すなわち、制御装置９は、電池熱交換器７及びラジエータ８に対して、加熱用媒体Ｈ又は冷却用媒体Ｌの一方を選択的に流通させたり、どちらも流通させないようにしたりする。

【0071】

上記構成を有する実施例１の車両用熱マネジメントシステムは、制御装置９の制御により、例えば、以下に説明するように、車室内冷房モード、車室内暖房モード、電池冷却モード、電池暖機モード、車室内冷房電池冷却モード、車室内暖房電池暖機モード、車室内暖房電池暖機（極低温）モード、車室内冷房電池暖機（冷房要求大）モード、車室内冷房電池暖機（暖機要求大）モード、車室内暖房電池冷却（冷却要求大）モード、車室内暖房電池冷却（暖房要求大）モード、冷却対象機器ウォームアップモードの各運転モードで作動する。

【0072】

（車室内冷房モード）
図２に示すように、車室内冷房モードでは、圧縮機１０、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が作動状態とされ、第２膨張弁１２が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６及びラジエータ８が作動状態とされ、ヒータコア１７及び冷却用媒体ポンプ３６が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第１接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0073】

これにより、冷媒回路１では、圧縮機１０で圧縮されて吐出された冷媒Ｒは、水冷コンデンサ５、第１膨張弁１１、エバポレータ４、蒸発圧力調整弁１３をこの順で流通する。圧縮機１０から吐出された冷媒Ｒは、水冷コンデンサ５を経由して第１膨張弁１１にて膨張された後、エバポレータ４に導入される。そして、エバポレータ４にて冷媒Ｒと内気との熱交換により、内気が冷媒Ｒに放熱する。その結果、内気が冷却される。冷媒Ｒによって冷却された内気は車室内の冷房に供される。エバポレータ４から流出した冷媒Ｒは圧縮機１０で圧縮された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0074】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、停止状態のヒータコア１７、作動状態のラジエータ８をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの間で熱交換が行われ、冷媒Ｒが加熱用媒体Ｈに放熱する。冷媒Ｒにより加熱された加熱用媒体Ｈは、ラジエータ８にて外気に放熱する。

【0075】

こうして、冷媒回路１の冷却能力に応じて車室内を冷房することができる。

【0076】

(車室内暖房モード）
図３に示すように、車室内暖房モードでは、圧縮機１０、第２膨張弁１２が作動状態とされ、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６、ヒータコア１７及びラジエータ８が作動状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第２接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0077】

これにより、冷却用媒体回路３では、冷却用媒体ポンプ３６で圧送された冷却用媒体Ｌが、作動状態のラジエータ８、チラー６をこの順で流通する。ラジエータ８では、冷却用媒体Ｌと外気との熱交換により、冷却用媒体Ｌが外気から吸熱する。外気によって加熱された冷却用媒体Ｌはチラー６に導入される。

【0078】

冷媒回路１では、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６をこの順で流通する。チラー６では、冷却用媒体Ｌと冷媒Ｒとの熱交換により、冷却用媒体Ｌが冷媒Ｒに放熱する。冷却用媒体Ｌによって加熱された冷媒Ｒは、圧縮機１０で圧縮されてさらに加熱された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0079】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、作動状態のヒータコア１７をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、加熱用媒体Ｈが冷媒Ｒから吸熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが加熱される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、ヒータコア１７に導入される。ヒータコア１７では、加熱用媒体Ｈと内気との熱交換により、内気が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、内気が加熱されて、車室内の暖房に供される。

【0080】

こうして、空気熱を利用しつつ、冷媒回路１の暖房能力に応じて車室内を暖房することができる。

【0081】

（電池冷却モード）
図４に示すように、電池冷却モードでは、圧縮機１０及び第２膨張弁１２が作動状態とされ、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６及びラジエータ８が作動状態とされ、ヒータコア１７が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第３接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0082】

これにより、冷却用媒体回路３では、冷却用媒体ポンプ３６で圧送された冷却用媒体Ｌが、電池熱交換器７、チラー６をこの順で流通する。電池熱交換器７では、冷却用媒体Ｌと車載電池との熱交換により、車載電池が冷却用媒体Ｌに放熱する。その結果、車載電池が冷却される。車載電池によって加熱された冷却用媒体Ｌはチラー６に導入される。

【0083】

冷媒回路１では、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６をこの順で流通する。チラー６では、冷却用媒体Ｌと冷媒Ｒとの熱交換により、冷却用媒体Ｌが冷媒Ｒに放熱する。その結果、冷却用媒体Ｌが冷却される。冷却用媒体Ｌによって加熱された冷媒Ｒは、圧縮機１０で圧縮された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0084】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、停止状態のヒータコア１７、作動状態のラジエータ８をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、冷媒Ｒが加熱用媒体Ｈに放熱する。その結果、冷媒Ｒが冷却される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、作動状態のラジエータ８に導入される。ラジエータ８では、加熱用媒体Ｈと外気との熱交換により、加熱用媒体Ｈが外気に放熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが冷却される。

【0085】

こうして、冷媒回路１の冷却能力に応じて車載電池を冷却することができる。

【0086】

（電池暖機モード）
図５に示すように、電池暖機モードでは、圧縮機１０及び第２膨張弁１２が作動状態とされ、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６及びラジエータ８が作動状態とされ、ヒータコア１７が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第４接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0087】

これにより、冷却用媒体回路３では、冷却用媒体ポンプ３６で圧送された冷却用媒体Ｌが、作動状態のラジエータ８、チラー６をこの順で流通する。ラジエータ８では、冷却用媒体Ｌと外気との熱交換により、冷却用媒体Ｌが外気から吸熱する。その結果、冷却用媒体Ｌが加熱される。外気によって加熱された冷却用媒体Ｌはチラー６に導入される。

【0088】

冷媒回路１では、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６をこの順で流通する。チラー６では、冷却用媒体Ｌと冷媒Ｒとの熱交換により、冷媒Ｒが冷却用媒体Ｌから吸熱する。その結果、冷媒Ｒが加熱される。冷却用媒体Ｌによって加熱された冷媒Ｒは、圧縮機１０で圧縮されてさらに加熱された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0089】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、停止状態のヒータコア１７、電池熱交換器７をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、加熱用媒体Ｈが冷媒Ｒから吸熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが加熱される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、電池熱交換器７に導入される。電池熱交換器７では、加熱用媒体Ｈと車載電池との熱交換により、車載電池が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、車載電池が加熱される。

【0090】

こうして、空気熱を利用しつつ、冷媒回路１の暖機能力に応じて車載電池を暖機することができる。

【0091】

（車室内冷房電池冷却モード）
図６に示すように、車室内冷房電池冷却モードでは、圧縮機１０、第１膨張弁１１、第２膨張弁１２及び蒸発圧力調整弁１３が作動状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６及びラジエータ８が作動状態とされ、ヒータコア１７が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第３接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0092】

【0093】

冷媒回路１では、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第１膨張弁１１、エバポレータ４、蒸発圧力調整弁１３をこの順で流通すると同時に、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６をこの順で流通する。チラー６では、冷却用媒体Ｌと冷媒Ｒとの熱交換により、冷却用媒体Ｌが冷媒Ｒに放熱する。その結果、冷却用媒体Ｌが冷却される。冷却用媒体Ｌによって加熱された冷媒Ｒは、圧縮機１０で圧縮された後、水冷コンデンサ５に導入される。また、エバポレータ４では、第１膨張弁１１で膨張された冷媒Ｒと内気との熱交換により、内気が冷媒Ｒに放熱する。その結果、内気Ｒが冷却される。冷媒Ｒによって冷却された内気は車室内の冷房に供される。エバポレータ４から流出した冷媒Ｒは圧縮機１０に圧縮された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0094】

【0095】

こうして、冷媒回路１の冷房能力に応じて車室内を冷房することができるとともに、冷媒回路１の冷却能力に応じて車載電池を冷却することができる。

【0096】

ここに、吸熱器１８の冷却対象機器が高温なため、冷却対象機器を冷却する必要がある場合は、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８及び水冷コンデンサ５の双方に流れる状態とされる。これにより、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが吸熱器１８にも流れるため、ラジエータ８にて外気に放熱して冷却された加熱用媒体Ｈによって、冷却対象機器を冷却することができる。

【0097】

（車室内暖房電池暖機モード）
図７に示すように、車室内暖房電池暖機モードでは、圧縮機１０、第２膨張弁１２が作動状態とされ、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６、ヒータコア１７及びラジエータ８が作動状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第４接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0098】

【0099】

【0100】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、作動状態のヒータコア１７、電池熱交換器７をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、加熱用媒体Ｈが冷媒Ｒから吸熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが加熱される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、ヒータコア１７に導入される。ヒータコア１７では、加熱用媒体Ｈと内気との熱交換により、内気が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、内気が加熱されて、車室内の暖房に供される。また、ヒータコア１７を通過した加熱用媒体Ｈは電池熱交換器７に導入される。電池熱交換器７では、加熱用媒体Ｈと車載電池との熱交換により、車載電池が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、車載電池が加熱される。

【0101】

こうして、空気熱を利用しつつ、冷媒回路１の暖房能力に応じて車室内を暖房することができるとともに、冷媒回路１の暖機能力に応じて車載電池を暖機することができる。

【0102】

（車室内暖房電池暖機（極低温）モード）
図８に示すように、車室内暖房電池暖機（極低温）モードでは、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが水冷コンデンサ５側を流れるとともに吸熱器１８が配置された第８流路２６を流れる状態とされる。

【0103】

これにより、加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが水冷コンデンサ５、作動状態のヒータコア１７をこの順で流通するとともに、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが吸熱器１８、作動状態のヒータコア１７をこの順で流通する。吸熱器１８では、加熱用媒体Ｈと冷却対象機器との熱交換により、加熱用媒体Ｈが冷却対象機器から吸熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが加熱される。

【0104】

その他の構成及び作用は、図７に示す車室内暖房電池暖機モードと同様である。

【0105】

こうして、空気熱及び冷却対象機器から吸熱した熱を利用しつつ、冷媒回路１の暖房能力に応じて車室内を暖房することができるとともに、冷媒回路１の暖機能力に応じて車載電池を暖機することができる。

【0106】

（車室内冷房電池暖機（冷房要求大）モード）
図９に示すように、車室内冷房電池暖機（冷房要求大）モードでは、圧縮機１０、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が作動状態とされ、第２膨張弁１２が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６及びラジエータ８が作動状態とされ、ヒータコア１７及び冷却用媒体ポンプ３６が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第５接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0107】

【0108】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、停止状態のヒータコア１７、電池熱交換器７、作動状態のラジエータ８をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、加熱用媒体Ｈが冷媒Ｒから吸熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが加熱される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、電池熱交換器７に導入される。電池熱交換器７では、加熱用媒体Ｈと車載電池との熱交換により、車載電池が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、車載電池が加熱される。電熱交換器池７を通過後の加熱用媒体Ｈは作動状態のラジエータ８に導入される。ラジエータ８では、加熱用媒体Ｈと外気との熱交換により、加熱用媒体Ｈが外気に放熱する。これにより、加熱用媒体Ｈが冷却され、大きな冷房要求に応えることができる。

【0109】

こうして、加熱用媒体Ｈから外気に放熱することで、大きな冷房要求に応えつつ冷媒回路１の冷房能力に応じて車室内を冷房することができるとともに、冷媒回路１の暖機能力に応じて車載電池を暖機することができる。

【0110】

（車室内冷房電池暖機（暖機要求大）モード）
図１０に示すように、車室内冷房電池暖機（暖機要求大）モードでは、圧縮機１０、第１膨張弁１１、第２膨張弁１２及び蒸発圧力調整弁１３が作動状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６及びラジエータ８が作動状態とされ、ヒータコア１７が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第４接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0111】

これにより、冷媒回路１では、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第１膨張弁１１、エバポレータ４、蒸発圧力調整弁１３をこの順で流通すると同時に、圧縮機１０で圧縮された冷媒Ｒが水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６をこの順で流通する。エバポレータ４では、第１膨張弁１１で膨張された冷媒Ｒと内気との熱交換により、内気が冷媒Ｒに放熱する。その結果、内気Ｒが冷却される。冷媒Ｒによって冷却された内気は車室内の冷房に供される。エバポレータ４から流出した冷媒Ｒは圧縮機１０に圧縮された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0112】

冷却用媒体回路３では、冷却用媒体ポンプ３６で圧送された冷却用媒体Ｌが、作動状態のラジエータ８、チラー６をこの順で流通する。ラジエータ８では、冷却用媒体Ｌと外気との熱交換により、冷却用媒体Ｌが外気から吸熱する。その結果、冷却用媒体Ｌが加熱される。外気によって加熱された冷却用媒体Ｌはチラー６に導入される。チラー６では、冷却用媒体Ｌと冷媒Ｒとの熱交換により、冷媒Ｒが冷却用媒体Ｌから吸熱する。その結果、冷媒Ｒが加熱される。冷却用媒体Ｌによって加熱された冷媒Ｒは、圧縮機１０で圧縮されてさらに加熱された後、水冷コンデンサ５に導入される。

【0113】

【0114】

こうして、冷媒回路１の冷房能力に応じて車室内を冷房することができるとともに、空気熱を利用することで、大きな暖機要求に応えつつ冷媒回路１の暖機能力に応じて車載電池を暖機することができる。

【0115】

（車室内暖房電池冷却（冷却要求大）モード）
図１１に示すように、車室内暖房電池冷却（冷却要求大）モードでは、圧縮機１０及び第２膨張弁１２が作動状態とされ、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６、ヒータコア１７及びラジエータ８が作動状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第３接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0116】

【0117】

【0118】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、作動状態のヒータコア１７、作動状態のラジエータ８をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、冷媒Ｒが加熱用媒体Ｈに放熱する。その結果、冷媒Ｒが冷却される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、作動状態のヒータコア１７に導入される。ヒータコア１７では、加熱用媒体Ｈと内気との熱交換により、内気が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、内気が加熱されて、車室内の暖房に供される。また、ヒータコア１７を通過した加熱用媒体Ｈは作動状態のラジエータ８に導入される。ラジエータ８では、加熱用媒体Ｈと外気との熱交換により、加熱用媒体Ｈが外気に放熱する。これにより、加熱用媒体Ｈが冷却され、大きな冷却要求に応えることができる。

【0119】

こうして、冷媒回路１の暖房能力に応じて車室内を暖房することができるとともに、加熱用媒体Ｈから外気に放熱することで、大きな冷却要求に応えつつ冷媒回路１の冷却能力に応じて車載電池を冷却することができる。

【0120】

（車室内暖房電池冷却（暖房要求大）モード）
図１２に示すように、車室内暖房電池冷却（暖房要求大）モードでは、圧縮機１０及び第２膨張弁１２が作動状態とされ、第１膨張弁１１及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６、冷却用媒体ポンプ３６、ヒータコア１７及びラジエータ８が作動状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第６接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが吸熱器１８が配置された第８流路２６ではなく水冷コンデンサ５側を流れる状態とされる。

【0121】

これにより、冷却用媒体回路３では、冷却用媒体ポンプ３６で圧送された冷却用媒体Ｌが、作動状態のラジエータ８、電池熱交換器７、チラー６をこの順で流通する。ラジエータ８では、冷却用媒体Ｌと外気との熱交換により、冷却用媒体Ｌが外気から吸熱する。その結果、冷却用媒体Ｌが加熱される。外気によって加熱された冷却用媒体Ｌは、電池熱交換器７に導入される。電池熱交換器７では、冷却用媒体Ｌと車載電池との熱交換により、車載電池が冷却用媒体Ｌに放熱する。その結果、車載電池が冷却される。車載電池によって加熱された冷却用媒体Ｌはチラー６に導入される。

【0122】

【0123】

加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、水冷コンデンサ５、作動状態のヒータコア１７をこの順で流通する。水冷コンデンサ５では、冷媒Ｒと加熱用媒体Ｈとの熱交換により、加熱用媒体Ｈが冷媒Ｒから吸熱する。その結果、加熱用媒体Ｈが加熱される。冷媒Ｒによって加熱された加熱用媒体Ｈは、作動状態のヒータコア１７に導入される。ヒータコア１７では、加熱用媒体Ｈと内気との熱交換により、内気が加熱用媒体Ｈから吸熱する。その結果、内気が加熱されて、車室内の暖房に供される。

【0124】

こうして、冷媒回路１の冷却能力に応じて車載電池を冷却することができるとともに、空気熱及び車載電池から吸熱した熱を利用することで、大きな暖房要求に応えつつ冷媒回路１の暖房能力に応じて車室内を暖房することができる。

【0125】

（冷却対象機器ウォームアップモード）
図１３に示すように、冷却対象機器ウォームアップモードでは、圧縮機１０、第１膨張弁１１、第２膨張弁１２及び蒸発圧力調整弁１３が停止状態とされる。また、加熱用媒体ポンプ１６が作動状態とされ、冷却用媒体ポンプ３６、ヒータコア１７及びラジエータ８が停止状態とされる。そして、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群は第７接続状態とされる。また、三方流量調整弁３５は、加熱用媒体Ｈが水冷コンデンサ５側ではなく、吸熱器１８が配置された第８流路２６を流れる状態とされる。

【0126】

これにより、加熱用媒体回路２では、加熱用媒体ポンプ１６で圧送された加熱用媒体Ｈが、吸熱器１８、停止状態のヒータコア１７をこの順で流通する。吸熱器１８では、加熱用媒体Ｈと冷却対象機器との熱交換により、冷却対象機器同士を均温化して冷却対象機器をウォームアップすることができる。

【0127】

以上のとおり、実施例１の車両用熱マネジメントシステムでは、電池熱交換器７対して、加熱用媒体Ｈ又は冷却用媒体Ｌの一方を選択的に流通させることで、車載電池を暖機したり、冷却したりする。また、ラジエータ８に対しても、加熱用媒体Ｈ又は冷却用媒体Ｌの一方を選択的に流通させることで、加熱用媒体Ｈで外気に放熱したり、冷却用媒体Ｌで外気から吸熱したりして、システム全体の熱収支において余剰分を放熱したり、不足分を吸熱したりする。

【0128】

そして、この車両用熱マネジメントシステムでは、１つのラジエータ８にて外気との吸放熱を行うとともに、電気ヒータを別途用いることなく車室内の暖房及び電池の暖機を行うため、構成部品を削減できる。

【0129】

したがって、実施例１の車両用熱マネジメントシステムによれば、回路構成の簡素化と低廉化とを実現できる。

【0130】

また、この車両用熱マネジメントシステムでは、加熱用媒体Ｈが電池熱交換器７、ラジエータ８の順で流通する。このため、電池熱交換器７にて加熱用媒体Ｈから車載電池に必要な熱を放熱して車載電池を暖機しつつ、ラジエータ８にてシステム全体で余分な熱を放熱することができる。

【0131】

さらに、この車両用熱マネジメントシステムでは、冷却用媒体Ｌがラジエータ８、電池熱交換器７の順で流通する。このため、ラジエータ８にて外気よりも低温の冷却用媒体Ｌが外気から吸熱することができ、その冷却用媒体Ｌで電池熱交換器７にて車載電池を冷却しつつ、冷媒回路１の冷媒Ｒを加熱して車室内の暖房要求にも応えることができる。

【0132】

この車両用熱マネジメントシステムでは、電池熱交換器７及びラジエータ８に対して、加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌを同じ方向で流通する。このため、加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌの双方が電池熱交換器７を良好に流通するとともに、加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌの双方がラジエータ８を良好に流通する。

【0133】

この車両用熱マネジメントシステムでは、加熱用媒体回路２において、吸熱器１８と水冷コンデンサ５とが並列に設けられている。このため、水冷コンデンサ５及び吸熱器１８の双方に加熱用媒体Ｈを流通させることで、水冷コンデンサ５にて加熱用媒体Ｈが冷媒Ｒから吸熱すると同時に、吸熱器１８にて加熱用媒体Ｈが冷却対象機器から吸熱することができる。その結果、冷却対象機器の排熱を利用した車室内暖房や電池暖機が可能となる。

【0134】

（実施例２）
図１４に示す実施例２の車両用熱マネジメントシステムは、実施例１の車両用熱マネジメントシステムにおいて、冷媒回路１及び冷却回路３の構成を変更している。

【0135】

実施例２の車両用熱マネジメントシステムにおける冷媒回路４０は、圧縮機１０と、水冷コンデンサ５と、第２膨張弁１２と、チラー６とを有している。また、冷媒回路４０は、各構成部品を接続する流路として、第１環状流路４１を有している。第１環状流路４１においては、圧縮機１０、水冷コンデンサ５、第２膨張弁１２、チラー６がこの順で接続、配置されている。

【0136】

実施例２の車両用熱マネジメントシステムにおける冷却用媒体回路５０は、冷却用媒体ポンプ３６と、ラジエータ８と、電池熱交換器７と、チラー６と、クーラコア５１とを有している。すなわち、チラー６と冷却用媒体ポンプ３６との間にクーラコア５１が配置されている。クーラコア５１は、本発明における「内気冷却器」の一例である。

【0137】

クーラコア５１は、図示しない送風ファンによって車室内に送られる内気と冷却用媒体Ｌとを熱交換させる。すなわち、クーラコア５１にて、冷却用媒体Ｌで内気から吸熱を行う。冷却用媒体Ｌとの熱交換によって冷却された内気は、図示しない送風ファンによって車室内に送られて車室内の冷房に供される。

【0138】

その他の構成及び作用は、実施例１の車両用熱マネジメントシステムと同様である。

【0139】

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【0140】

例えば、実施例１及び２では、加熱用媒体回路２及び冷却用媒体回路３における弁群の接続状態を制御することにより、電池熱交換器７及びラジエータ８に対する、加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌの流通を制御するが、本発明はこれに限らず、種々の弁機構を適宜組み合わせることで、電池熱交換器７及びラジエータ８に対する、加熱用媒体Ｈ及び冷却用媒体Ｌの流通を制御してもよい。

【0141】

（付記１）
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を膨張させる膨張弁とを有する冷媒回路と、
加熱用媒体を循環させる加熱用媒体ポンプと、前記加熱用媒体で内気に放熱を行う内気加熱器とを有する加熱用媒体回路と、
冷却用媒体を循環させる冷却用媒体ポンプを有する冷却用媒体回路と、
前記冷媒回路又は前記冷却用媒体回路に組み込まれ、冷媒又は前記冷却用媒体で内気から吸熱を行う内気冷却器と、
前記冷媒回路及び前記加熱用媒体回路に組み込まれ、冷媒で前記加熱用媒体に放熱を行う加熱用コンデンサと、
前記冷媒回路及び前記冷却用媒体回路に組み込まれ、冷媒で前記冷却用媒体から吸熱を行う冷却用チラーと、
前記加熱用媒体回路に組み込まれるとともに前記冷却用媒体回路に組み込まれ、前記加熱用媒体と車載電池との間で熱交換を行うとともに前記冷却用媒体と車載電池との間で熱交換を行う電池温調用熱交換器と、
前記加熱用媒体回路に組み込まれるとともに前記冷却用媒体回路に組み込まれ、前記加熱用媒体と外気との間で熱交換を行うとともに前記冷却用媒体と外気との間で熱交換を行うラジエータと、
前記電池温調用熱交換器に対する前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体の流通を制御するとともに、前記ラジエータに対する前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体の流通を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器に前記加熱用媒体又は前記冷却用媒体の一方を選択的に流通させるとともに、前記ラジエータに前記加熱用媒体又は前記冷却用媒体の一方を選択的に流通させることを特徴とする車両用熱マネジメントシステム。

【0142】

（付記２）
前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器及び前記ラジエータに前記加熱用媒体を流通させる場合、前記電池温調用熱交換器を経て前記ラジエータに前記加熱用媒体を流通させる付記１記載の車両用熱マネジメントシステム。

【0143】

（付記３）
前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器及び前記ラジエータに前記冷却用媒体を流通させる場合、前記ラジエータを経て前記電池温調用熱交換器に前記冷却用媒体を流通させる付記１又は２記載の車両用熱マネジメントシステム。

【0144】

（付記４）
前記制御装置は、前記電池温調用熱交換器に対して、前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体を同じ方向に流通させる付記１乃至３のいずれか１項記載の車両用熱マネジメントシステム。

【0145】

（付記５）
前記制御装置は、前記ラジエータに対して、前記加熱用媒体及び前記冷却用媒体を同じ方向に流通させる付記１乃至４のいずれか１項記載の車両用熱マネジメントシステム。

【0146】

（付記６）
前記加熱用媒体回路は、前記加熱用媒体で冷却対象機器から吸熱を行う吸熱器を有し、
前記吸熱器は、前記加熱用コンデンサと並列に設けられている付記１乃至５のいずれか１項記載の車両用熱マネジメントシステム。

【産業上の利用可能性】

【0147】

本発明の車両用熱マネジメントシステムは、例えばバッテリー式の電池自動車に好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0148】

１、４０…冷媒回路
２…加熱用媒体回路
３、５０…冷却用媒体回路
４…エバポレータ（内気冷却器）
５…水冷コンデンサ（加熱用コンデンサ）
６…チラー（冷却用チラー）
７…電池熱交換器（電池温調用熱交換器）
８…ラジエータ
９…制御装置
１０…圧縮機
１１…第１膨張弁（膨張弁）
１２…第２膨張弁（膨張弁）
１６…加熱用媒体ポンプ
１７…ヒータコア（内気加熱器）
１８…吸熱器
３６…冷却用媒体ポンプ
５１…クーラコア（内気冷却器）

【図1】