特許 7332523 熱管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】熱管理装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 58/26 20190101AFI20230816BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20230816BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

B60L58/26

B60K1/04 Z

B60K11/04 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020065907

(22)【出願日】2020-04-01

(65)【公開番号】P2021164332

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 吉男

(72)【発明者】

【氏名】田代 広規

(72)【発明者】

【氏名】池上 真

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１０７５０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１１９３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６５４４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ ５８／２６

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｂ６０Ｋ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される熱管理装置であって、
熱媒体が循環する熱回路であって、熱交換器経路と、前記熱交換器経路と連通されているラジエータ経路と、前記ラジエータ経路を迂回して前記熱交換器経路と連通されているバッテリ経路と、を有する前記熱回路と、
前記熱交換器経路内の熱媒体を熱交換によって冷却する熱交換器と、
前記バッテリ経路によって冷却されるバッテリと、
前記ラジエータ経路内の熱媒体と外気とを熱交換させるラジエータと、
前記熱回路内の熱媒体の流路を変更する制御弁と、
前記熱回路内の熱媒体を、前記熱交換器経路から前記バッテリ経路に送出可能であるとともに、前記熱交換器経路から前記ラジエータ経路に送出可能である、ポンプと、
制御装置と、を備え、
前記ラジエータ経路は、前記バッテリ経路を迂回して前記熱交換器経路と連通されており、
前記熱交換器経路は、上流端において、直接的に前記バッテリ経路の下流端と接続されているとともに、前記ラジエータ経路の下流端と接続されており、
前記熱交換器経路は、下流端において、前記制御弁を介して、前記バッテリ経路の上流端と接続されているとともに、前記ラジエータ経路の上流端と接続されており、
前記制御装置は、
前記熱交換器経路と前記バッテリ経路との間で前記熱回路内の熱媒体が循環するように前記制御弁及び前記ポンプを制御することによって、前記バッテリによって前記バッテリ経路の熱媒体を加熱する加熱動作と、
前記熱交換器経路と前記ラジエータ経路との間で前記加熱動作によって加熱された熱媒体が循環するように前記制御弁及び前記ポンプを制御する循環動作であって、前記ラジエータによって前記ラジエータ経路内の熱媒体を冷却する前記循環動作と、を実行し、
前記制御装置は、前記熱回路内の熱媒体を、前記熱交換器経路から前記バッテリ経路と前記ラジエータ経路との両方に流れるように、前記制御弁を制御することによって、前記加熱動作と前記循環動作とを並行させる、熱管理装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記バッテリの温度が０度以上の所定範囲外である場合に、前記循環動作を禁止する、請求項１に記載の熱管理装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記バッテリの温度が１５度未満である場合に、前記加熱動作を禁止する、請求項２に記載の熱管理装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記熱回路内の熱媒体の温度が０度未満である場合に、前記循環動作を禁止する、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、熱管理装置に関する。

【0002】

特許文献１には、車両に搭載される熱管理装置が開示されている。この熱管理装置は、熱媒体が循環する複数の熱回路（ヒータ回路、エンジン回路等）を有している。例えば、熱管理装置は、ヒータ回路内の熱媒体を熱源として利用して、車室内を暖房する。また、熱管理装置は、エンジン回路内の熱媒体によって、エンジンを冷却する。エンジン回路内の熱媒体は、ラジエータによって冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５０３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、外気が低い場合やラジエータ内の熱媒体の温度が低い場合、ラジエータに霜が付着する場合がある。ラジエータに霜が付着すると、ラジエータにおいて、熱媒体の熱交換の障害になり得る。ラジエータに付着した霜を除去するためには、ラジエータを加熱して霜を溶解させる。本明細書では、ラジエータを加熱するための熱エネルギーを効率的に取得することができる技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する熱管理装置は、車両に搭載される。この熱管理装置は、熱媒体が循環する熱回路であって、熱交換器経路と、前記熱交換器経路と連通されているラジエータ経路と、前記ラジエータ経路を迂回して前記熱交換器経路と連通されているバッテリ経路と、を有する前記熱回路と、前記熱交換器経路内の熱媒体を熱交換によって冷却する熱交換器と、前記バッテリ経路によって冷却されるバッテリと、前記ラジエータ経路内の熱媒体と外気とを熱交換させるラジエータと、前記熱回路内の熱媒体の流路を変更する制御弁と、前記熱回路内の熱媒体を、前記熱交換器経路から前記バッテリ経路に送出可能であるとともに、前記熱交換器経路から前記ラジエータ経路に送出可能である、ポンプと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記熱交換器経路と前記バッテリ経路との間で前記熱回路内の熱媒体が循環するように前記制御弁及び前記ポンプを制御することによって、前記バッテリによって前記バッテリ経路の熱媒体を加熱する加熱動作と、前記熱交換器経路と前記ラジエータ経路との間で前記加熱動作によって加熱された熱媒体が循環するように前記制御弁及び前記ポンプを制御する循環動作であって、前記ラジエータによって前記ラジエータ経路内の熱媒体を冷却する前記循環動作と、を実行してもよい。

【0006】

この構成によれば、バッテリで発生した熱エネルギーを、ラジエータの加熱に利用することができる。これにより、ラジエータを加熱する目的のために、車両において熱エネルギーを発生させずに済む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態の熱管理装置の回路図。

【図2】暖房動作を示す回路図。

【図3】冷房動作を示す回路図。

【図4】バッテリ冷却動作を示す回路図。

【図5】電気機器冷却動作を示す回路図。

【図6】ラジエータ加熱処理を示す回路図。

【図7】ラジエータ加熱判断処理のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書が開示する熱管理装置の技術要素を、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。

【0009】

本明細書が開示する一例の熱管理装置では、前記制御装置は、前記バッテリの温度が０度以上の所定範囲外である場合に、前記加熱動作を禁止してもよい。

【0010】

バッテリの温度によっては、バッテリの熱を利用して、加熱動作を実行するのに不適切な場合がある。例えば、バッテリの温度が低い場合、加熱動作において、熱媒体を十分に加熱することができない。このような場合に、加熱動作が実行されることを回避することができる。

【0011】

本明細書が開示する一例の熱管理装置では、前記制御装置は、前記バッテリの温度が１５度未満である場合に、前記加熱動作を禁止してもよい。車両に用いられるバッテリでは、バッテリの温度が１５度未満になると、バッテリの性能が低下する場合がある。このため、バッテリの温度が１５度未満である場合に、加熱動作を禁止することによって、バッテリの性能低下からの回復を妨げることを回避することができる。

【0012】

本明細書が開示する一例の熱管理装置では、前記制御装置は、前記熱回路内の熱媒体の温度が０度未満である場合に、前記循環動作を禁止してもよい。熱媒体の温度が０度未満である場合、循環動作を実行したとしても、ラジエータに付着する霜を溶解することができない。このため、熱媒体の温度が０度未満である場合、循環動作を禁止することによって、熱管理装置が不必要に動作することを回避することができる。

【0013】

前記制御装置は、前記熱回路内の熱媒体を、前記熱交換器経路から前記バッテリ経路と前記ラジエータ経路との両方に流れるように、前記制御弁を制御することによって、前記加熱動作と前記循環動作とを並行させてもよい。この構成によれば、熱媒体の加熱と冷却とを並行して実行することができる。

【0014】

前記制御装置は、前記制御弁を制御することによって、前記加熱動作と前記循環動作とを、交互に実行させてもよい。この構成によれば、加熱動作と循環動作とを分けることによって、熱媒体の温度等に合わせて、加熱動作と循環動作とを適切に切り換えることができる。

【0015】

（第１実施形態）
図１に示す実施形態の熱管理装置１００は、第１熱回路１０、第２熱回路２０、及び、第３熱回路３０を有している。第１熱回路１０、第２熱回路２０、及び、第３熱回路３０のそれぞれの内部に、熱媒体が流れる。第１熱回路１０、第２熱回路２０、及び、第３熱回路３０の間で、熱媒体の流路が独立している。第１熱回路１０、第２熱回路２０、及び、第３熱回路３０内の熱媒体の材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、熱媒体として、ハイドロフルオロカーボンを用いることができる。熱管理装置１００は、車両に搭載されている。熱管理装置１００は、エバポレータ６３を用いて車室内の空気を冷却する冷房動作を実行することができる。また、熱管理装置１００は、ヒータコア７４を用いて車室内の空気を加熱する暖房動作を実行することができる。また、熱管理装置１００は、バッテリ５１、トランスアクスル４３、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）４７、及び、ＳＰＵ（スマートパワーユニット）４６を冷却することができる。

【0016】

第１熱回路１０は、低温ラジエータ経路１１、バイパス経路１２、電気機器経路１３、バッテリ経路１４、チラー経路１５、接続経路１６、及び、接続経路１７を有している。

【0017】

低温ラジエータ経路１１には、低温ラジエータ４１が設置されている。低温ラジエータ４１は、低温ラジエータ経路１１内の熱媒体と外気（すなわち、車両の外部の空気）とを熱交換させる。外気の温度が低温ラジエータ経路１１内の熱媒体の温度よりも低ければ、低温ラジエータ４１によって低温ラジエータ経路１１内の熱媒体が冷却される。外気の温度が低温ラジエータ経路１１内の熱媒体の温度よりも高ければ、低温ラジエータ４１によって低温ラジエータ経路１１内の熱媒体が加熱される。

【0018】

電気機器経路１３の下流端は、三方弁４２を介してバイパス経路１２の上流端と低温ラジエータ経路１１の上流端に接続されている。電気機器経路１３の上流端は、バイパス経路１２の下流端と低温ラジエータ経路１１の下流端に接続されている。電気機器経路１３には、ポンプ４８が設置されている。ポンプ４８は、電気機器経路１３内の熱媒体を下流へ送出する。三方弁４２は、電気機器経路１３から低温ラジエータ経路１１に熱媒体が流れる状態と電気機器経路１３からバイパス経路１２に熱媒体が流れる状態との間で流路を切り換える。三方弁４２が電気機器経路１３から低温ラジエータ経路１１に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ４８が作動すると、電気機器経路１３と低温ラジエータ経路１１により構成される循環流路に熱媒体が循環する。三方弁４２が電気機器経路１３からバイパス経路１２に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ４８が作動すると、電気機器経路１３とバイパス経路１２により構成される循環流路に熱媒体が循環する。

【0019】

電気機器経路１３には、ＳＰＵ４６、ＰＣＵ４７、及び、オイルクーラ４５が設置されている。ＳＰＵ４６とＰＣＵ４７はポンプ４８の上流に設置されており、オイルクーラ４５はポンプ４８の下流に設置されている。ＳＰＵ４６とＰＣＵ４７は、電気機器経路１３内の熱媒体との熱交換によって冷却される。オイルクーラ４５は、熱交換器である。オイルクーラ４５には、オイル循環路１８が接続されている。オイルクーラ４５は、電気機器経路１３内の熱媒体とオイル循環路１８内のオイルとの熱交換によって、オイル循環路１８内のオイルを冷却する。オイル循環路１８は、トランスアクスル４３の内部を通るように配設されている。トランスアクスル４３は、モータを内蔵している。トランスアクスル４３が内蔵するモータは、車両の駆動輪を回転させる走行用モータである。オイル循環路１８の一部は、モータの摺動部（すなわち、軸受部）によって構成されている。すなわち、オイル循環路１８内のオイルは、モータ内部の潤滑油である。オイル循環路１８には、オイルポンプ４４が設置されている。オイルポンプ４４は、オイル循環路１８内のオイルを循環させる。オイルクーラ４５で冷却されたオイルがオイル循環路１８を循環すると、トランスアクスル４３が内蔵するモータが冷却される。ＳＰＵ４６は、バッテリ５１の充放電を制御する。ＰＣＵ４７は、バッテリ５１から供給される直流電力を交流電力に変換し、交流電力をトランスアクスル４３が内蔵するモータに供給する。

【0020】

チラー経路１５の下流端は、三方弁４９を介してバッテリ経路１４の上流端と接続経路１６の上流端に接続されている。チラー経路１５の上流端は、バッテリ経路１４の下流端と接続経路１７の下流端に接続されている。すなわち、バッテリ経路１４は、チラー経路１５に対して、低温ラジエータ経路１１を迂回して連通されている。接続経路１７の上流端は、低温ラジエータ経路１１によって接続経路１６の下流端に接続されている。チラー経路１５には、ポンプ５３が設置されている。ポンプ５３は、チラー経路１５内の熱媒体を下流へ送出する。三方弁４９は、チラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５からバッテリ経路１４と接続経路１６の両方に熱媒体が流れる状態と、の三つの状態の間で流路を切り換える。三方弁４９がチラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ５３が作動すると、チラー経路１５とバッテリ経路１４により構成される循環流路に熱媒体が循環する。三方弁４９がチラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ５３が作動すると、チラー経路１５、接続経路１６、低温ラジエータ経路１１、及び、接続経路１７により構成される循環流路に熱媒体が循環する。三方弁４９がチラー経路１５からバッテリ経路１４と接続経路１６の両方に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ５３が作動すると、チラー経路１５とバッテリ経路１４により構成される循環流路と、チラー経路１５、接続経路１６、低温ラジエータ経路１１、及び、接続経路１７により構成される循環流路と、の両方で熱媒体が循環する。

【0021】

チラー経路１５には、チラー５２が設置されている。チラー５２は、ポンプ５３の下流に設置されている。チラー５２は、チラー経路１５内の熱媒体と第２熱回路２０内（より詳細には、後述するチラー経路２２内）の熱媒体との熱交換によって、チラー経路１５内の熱媒体を冷却する。

【0022】

バッテリ経路１４には、ヒータ５０とバッテリ５１が設置されている。バッテリ５１は、ＰＣＵ４７に直流電力を供給する。すなわち、バッテリ５１は、ＰＣＵ４７を介してトランスアクスル４３が内蔵するモータに電力を供給する。バッテリ５１は、バッテリ経路１４内の熱媒体との熱交換によって冷却される。ヒータ５０は、バッテリ５１の上流に設置されている。ヒータ５０は、電気式のヒータであり、バッテリ経路１４内の熱媒体を加熱する。

【0023】

第２熱回路２０は、チラー経路２２、エバポレータ経路２４、及び、コンデンサ経路２６を有している。コンデンサ経路２６の下流端は、三方弁６５を介してチラー経路２２の上流端とエバポレータ経路２４の上流端に接続されている。コンデンサ経路２６の上流端は、チラー経路２２の下流端とエバポレータ経路２４の下流端に接続されている。コンデンサ経路２６には、コンプレッサ６６が設置されている。コンプレッサ６６は、コンデンサ経路２６内の熱媒体を加圧しながら下流へ送出する。三方弁６５は、コンデンサ経路２６からチラー経路２２に熱媒体が流れる状態と、コンデンサ経路２６からエバポレータ経路２４に熱媒体が流れる状態との間で流路を切り換える。三方弁６５がコンデンサ経路２６からチラー経路２２に熱媒体が流れるように制御された状態でコンプレッサ６６が作動すると、コンデンサ経路２６とチラー経路２２によって構成される循環流路に熱媒体が循環する。三方弁６５がコンデンサ経路２６からエバポレータ経路２４に熱媒体が流れるように制御された状態でコンプレッサ６６が作動すると、コンデンサ経路２６とエバポレータ経路２４によって構成される循環流路に熱媒体が循環する。

【0024】

コンデンサ経路２６には、コンデンサ６７とモジュレータ６８が設置されている。コンデンサ６７はコンプレッサ６６の下流に設置されており、モジュレータ６８はコンデンサ６７の下流に設置されている。コンプレッサ６６によって送出される熱媒体は、高温の気体である。このため、コンデンサ６７には、高温の気体である熱媒体が流入する。コンデンサ６７は、コンデンサ経路２６内の熱媒体と第３熱回路３０内（より詳細には、後述するコンデンサ経路３２内）の熱媒体との熱交換によって、コンデンサ経路２６内の熱媒体を冷却する。コンデンサ経路２６内の熱媒体は、コンデンサ６７内で冷却されることで凝縮する。したがって、コンデンサ６７を通過した熱媒体は、低温の液体である。したがって、モジュレータ６８には、低温の液体である熱媒体が流入する。モジュレータ６８は、液体である熱媒体中から気泡を除去する。

【0025】

チラー経路２２には、膨張弁６１、及び、チラー５２が設置されている。膨張弁６１の下流にチラー５２が設置されている。膨張弁６１には、モジュレータ６８を通過した熱媒体（すなわち、低温の液体である熱媒体）が流入する。熱媒体は、膨張弁６１を通過するときに減圧される。したがって、チラー５２には、低圧、低温の液体の熱媒体が流入する。チラー５２は、チラー経路２２内の熱媒体とチラー経路１５内の熱媒体との熱交換によって、チラー経路２２内の熱媒体を加熱するとともにチラー経路１５内の熱媒体を冷却する。チラー５２内では、チラー経路２２内の熱媒体が加熱によって蒸発する。このため、チラー経路２２内の熱媒体は、チラー経路１５内の熱媒体から効率的に吸熱する。これにより、チラー経路１５内の熱媒体が効率的に冷却される。チラー５２を通過したチラー経路２２内の熱媒体（すなわち、高温の気体である熱媒体）は、コンプレッサ６６で加圧されて、コンデンサ６７へ送られる。

【0026】

エバポレータ経路２４には、膨張弁６４、エバポレータ６３、及び、ＥＰＲ（エバポレータプレッシャレギュレータ）６２が設置されている。膨張弁６４の下流にエバポレータ６３が設置されており、エバポレータ６３の下流にＥＰＲ６２が設置されている。膨張弁６４には、モジュレータ６８を通過した熱媒体（すなわち、低温の液体である熱媒体）が流入する。熱媒体は、膨張弁６４を通過するときに減圧される。したがって、エバポレータ６３には、低圧、低温の液体の熱媒体が流入する。エバポレータ６３は、エバポレータ経路２４内の熱媒体と車室内の空気との熱交換によって、熱媒体を加熱するとともに車室内の空気を冷却する。すなわち、エバポレータ６３によって、車室内の冷房が実行される。エバポレータ６３内では、熱交換によって熱媒体が加熱されることで、熱媒体が蒸発する。このため、熱媒体は、車室内の空気から効率的に吸熱する。これにより、車室内の空気が効率的に冷却される。ＥＰＲ６２は、エバポレータ経路２４内の熱媒体の流量を制御することで、エバポレータ６３内の圧力を略一定に制御する。ＥＰＲ６２を通過した熱媒体（すなわち、高温の気体である熱媒体）は、コンプレッサ６６で加圧されて、コンデンサ６７へ送られる。

【0027】

第３熱回路３０は、コンデンサ経路３２、ヒータコア経路３４、及び、高温ラジエータ経路３６を有している。コンデンサ経路３２の下流端は、三方弁７３を介してヒータコア経路３４の上流端と高温ラジエータ経路３６の上流端に接続されている。コンデンサ経路３２の上流端は、ヒータコア経路３４の下流端と高温ラジエータ経路３６の下流端に接続されている。コンデンサ経路３２には、ポンプ７２が設置されている。ポンプ７２は、コンデンサ経路３２内の熱媒体を下流へ送出する。三方弁７３は、コンデンサ経路３２からヒータコア経路３４に熱媒体が流れる状態と、コンデンサ経路３２から高温ラジエータ経路３６に熱媒体が流れる状態との間で流路を切り換える。三方弁７３がコンデンサ経路３２からヒータコア経路３４に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ７２が作動すると、コンデンサ経路３２とヒータコア経路３４により構成される循環流路に熱媒体が循環する。三方弁７３がコンデンサ経路３２から高温ラジエータ経路３６に熱媒体が流れるように制御された状態でポンプ７２が作動すると、コンデンサ経路３２と高温ラジエータ経路３６により構成される循環流路に熱媒体が循環する。

【0028】

コンデンサ経路３２には、コンデンサ６７とヒータ７１が設置されている。ポンプ７２の下流にコンデンサ６７が設置されており、コンデンサ６７の下流にヒータ７１が設置されている。コンデンサ６７は、コンデンサ経路３２内の熱媒体とコンデンサ経路２６内の熱媒体との熱交換によって、コンデンサ経路３２内の熱媒体を加熱するとともにコンデンサ経路２６内の熱媒体を冷却する。ヒータ７１は、電気式のヒータであり、コンデンサ経路３２内の熱媒体を加熱する。

【0029】

ヒータコア経路３４には、ヒータコア７４が設置されている。ヒータコア７４は、ヒータコア経路３４内の熱媒体と車室内の空気との熱交換によって、車室内の空気を加熱する。すなわち、ヒータコア７４によって、車室内の暖房が実行される。

【0030】

高温ラジエータ経路３６には、高温ラジエータ７５が設置されている。高温ラジエータ７５は、高温ラジエータ経路３６内の熱媒体と外気との熱交換によって、高温ラジエータ経路３６内の熱媒体を冷却する。

【0031】

熱管理装置１００は、制御装置８０を有している。制御装置８０は、熱管理装置１００の各部を制御する。

【0032】

次に、制御装置８０が実行可能な動作について説明する。制御装置８０は、暖房動作、冷房動作、バッテリ冷却動作、電気機器冷却動作、及び、ラジエータ加熱動作を実行することができる。

【0033】

（暖房動作）
暖房動作では、制御装置８０が、図２に示すように熱管理装置１００の各部を制御する。第３熱回路３０では、三方弁７３がコンデンサ経路３２からヒータコア経路３４に熱媒体が流れるように制御され、ポンプ７２が作動する。したがって、コンデンサ経路３２とヒータコア経路３４によって構成される循環流路１０２に熱媒体が循環する。第２熱回路２０では、三方弁６５がコンデンサ経路２６からチラー経路２２に熱媒体が流れるように制御され、コンプレッサ６６が作動する。したがって、コンデンサ経路２６とチラー経路２２によって構成される循環流路１０４に熱媒体が循環する。第１熱回路１０では、三方弁４９がチラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れるように制御され、ポンプ５３が作動する。ポンプ４８は停止状態とされる。したがって、チラー経路１５、接続経路１６、低温ラジエータ経路１１、及び、接続経路１７によって構成される循環流路１０６に熱媒体が循環する。

【0034】

図２の循環流路１０６では、低温ラジエータ４１に、チラー５２で冷却された低温の熱媒体が流入する。したがって、低温ラジエータ４１に流入する熱媒体の温度は、外気の温度よりも低い。このため、低温ラジエータ４１内で熱媒体が加熱される。その結果、低温ラジエータ４１によって加熱された高温の熱媒体がチラー５２に流入する。チラー５２では、チラー経路１５（すなわち、循環流路１０６）内の熱媒体が冷却され、チラー経路２２（すなわち、循環流路１０４）内の熱媒体が加熱される。したがって、循環流路１０４では、チラー５２によって加熱された高温の熱媒体がコンデンサ６７に流入する。コンデンサ６７では、コンデンサ経路２６（すなわち、循環流路１０４）内の熱媒体が冷却され、コンデンサ経路３２（すなわち、循環流路１０２）内の熱媒体が加熱される。したがって、循環流路１０２では、コンデンサ６７によって加熱された高温の熱媒体がヒータコア７４に流入する。ヒータコア７４は、循環流路１０２内の熱媒体と車室内の空気との熱交換によって、車室内の空気を加熱する。ヒータコア７４で加熱された空気は、図示しないファンによって送風される。以上のようにして、車室内の暖房が実行される。なお、上記の説明から明らかなように、ヒータコア７４には、循環流路１０４内の熱媒体（すなわち、第２熱回路２０内の熱媒体）を介して熱が供給される。つまり、暖房運転では、ヒータコア７４は、第２熱回路２０内の熱媒体を熱源として暖房を行う。

【0035】

（冷房動作）
冷房動作では、制御装置８０が、図３に示すように熱管理装置１００の各部を制御する。第３熱回路３０では、三方弁７３がコンデンサ経路３２から高温ラジエータ経路３６に熱媒体が流れるように制御され、ポンプ７２が作動する。したがって、コンデンサ経路３２と高温ラジエータ経路３６によって構成される循環流路１０８に熱媒体が循環する。第２熱回路２０では、三方弁６５がコンデンサ経路２６からエバポレータ経路２４に熱媒体が流れるように制御され、コンプレッサ６６が作動する。したがって、コンデンサ経路２６とエバポレータ経路２４によって構成される循環流路１１０に熱媒体が循環する。冷房動作には、第１熱回路１０は関与しない。

【0036】

図３の循環流路１０８では、高温ラジエータ７５に、コンデンサ６７で加熱された高温の熱媒体が流入する。したがって、高温ラジエータ７５に流入する熱媒体の温度は、外気の温度よりも高い。このため、高温ラジエータ７５内で熱媒体が冷却される。その結果、高温ラジエータ７５で冷却された低温の熱媒体がコンデンサ６７に流入する。コンデンサ６７では、コンデンサ経路３２（すなわち、循環流路１０８）内の熱媒体が加熱され、コンデンサ経路２６（すなわち、循環流路１１０）内の熱媒体が冷却される。したがって、循環流路１１０では、コンデンサ６７によって冷却された低温の熱媒体がエバポレータ６３に流入する。エバポレータ６３は、循環流路１１０内の熱媒体と車室内の空気との熱交換によって、車室内の空気を冷却する。エバポレータ６３によって冷却された空気は、図示しないファンによって送風される。以上のようにして、車室内の冷房が実行される。

【0037】

（バッテリ冷却動作）
バッテリ冷却動作は、バッテリ５１の温度が基準値以上の温度まで上昇したときに実行される。バッテリ冷却動作では、制御装置８０が、図４に示すように熱管理装置１００の各部を制御する。第３熱回路３０では、コンデンサ経路３２と高温ラジエータ経路３６によって構成される循環流路１０８に熱媒体が循環するように三方弁７３とポンプ７２が制御される。第２熱回路２０では、コンデンサ経路２６とチラー経路２２によって構成される循環流路１０４に熱媒体が循環するように三方弁６５とコンプレッサ６６が制御される。第１熱回路１０では、三方弁４９がチラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れるように制御され、ポンプ５３が作動する。したがって、チラー経路１５とバッテリ経路１４によって構成される循環流路１１２に熱媒体が循環する。

【0038】

図４の循環流路１０８は、図３（すなわち、冷房動作）と同様に動作する。したがって、コンデンサ６７によってコンデンサ経路２６（すなわち、循環流路１０４）内の熱媒体が冷却される。したがって、循環流路１０４では、コンデンサ６７によって冷却された低温の熱媒体がチラー５２に流入する。チラー５２では、チラー経路２２（すなわち、循環流路１０４）内の熱媒体が加熱され、チラー経路１５（すなわち、循環流路１１２）内の熱媒体が冷却される。したがって、循環流路１１２では、チラー５２によって冷却された低温の熱媒体がバッテリ経路１４に流入し、バッテリ５１が冷却される。以上のようにして、バッテリ５１の冷却が実行される。

【0039】

なお、バッテリ冷却動作では、高温ラジエータ経路３６に代えて、ヒータコア経路３４に熱媒体を流してもよい。この場合、ヒータコア７４によって、第３熱回路３０内の熱媒体が冷却されるとともに、車室内の空気が加熱される。この動作では、バッテリ５１が冷却されるとともに、ヒータコア７４においてバッテリ５１の排熱を利用して暖房が行われる。

【0040】

（電気機器冷却動作）
電気機器冷却動作は、ＳＰＵ４６、ＰＣＵ４７、及び、トランスアクスル４３が内蔵するモータの動作中に実行される。また、電気機器冷却動作は、ＳＰＵ４６、ＰＣＵ４７、及び、モータのいずれかの温度が基準値を超えたときに実行されてもよい。電気機器冷却動作では、制御装置８０が、図５に示すように熱管理装置１００の各部を制御する。電気機器冷却動作には、第３熱回路３０と第２熱回路２０は関与しない。第１熱回路１０では、三方弁４２が電気機器経路１３から低温ラジエータ経路１１に熱媒体が流れるように制御され、ポンプ４８が作動する。したがって、電気機器経路１３と低温ラジエータ経路１１によって構成される循環流路１１４に熱媒体が循環する。また、電気機器冷却動作では、オイルポンプ４４が作動し、オイル循環路１８内のオイルが循環する。

【0041】

循環流路１１４では、ＳＰＵ４６、ＰＣＵ４７、及び、オイルクーラ４５で加熱された高温の熱媒体が低温ラジエータ４１に流入する。したがって、低温ラジエータ４１に流入する熱媒体の温度は、外気の温度よりも高い。このため、低温ラジエータ４１によって低温ラジエータ経路１１（すなわち、循環流路１１４）内の熱媒体が冷却される。したがって、循環流路１１４では、低温ラジエータ４１によって冷却された低温の熱媒体が電気機器経路１３に流入し、ＳＰＵ４６とＰＣＵ４７が冷却される。また、オイルクーラ４５は、低温の熱媒体によってオイル循環路１８内のオイルを冷却する。その結果、冷却されたオイルが、トランスアクスル４３が内蔵するモータに供給され、モータが冷却される。以上のようにして、電気機器（すなわち、ＳＰＵ４６、ＰＣＵ４７、及び、モータ）を冷却する電気機器冷却動作が実行される。

【0042】

上述したように、バッテリ冷却動作において第１熱回路１０内に形成される循環流路１１２は、低温ラジエータ経路１１を含まない。すなわち、循環流路１１２は、低温ラジエータ経路１１を迂回する。また、電気機器冷却動作において第１熱回路１０内に形成される循環流路１１４は、チラー経路１５を含まない。すなわち、循環流路１１４は、チラー経路１５を迂回する。したがって、循環流路１１２と循環流路１１４が干渉せず、バッテリ冷却動作と電気機器冷却動作を独立して実行することができる。例えば、電気機器冷却動作を実行せずにバッテリ冷却動作を実行することが可能であり、バッテリ冷却動作を実行せずに電気機器冷却動作を実行することが可能であり、バッテリ冷却動作と電気機器冷却動作を同時に実行することも可能である。なお、循環流路１１２が電気機器経路１３を迂回し、循環流路１１４がバッテリ経路１４を迂回するので、循環流路１１２と循環流路１１４を完全に分離することができる。

【0043】

また、暖房動作において第１熱回路１０内に形成される循環流路１０６は、バッテリ経路１４と電気機器経路１３を含まない。すなわち、循環流路１０６は、バッテリ経路１４と電気機器経路１３を迂回する。このため、暖房動作中に循環流路１０６内の熱媒体が暖房動作に関係しない機器との熱交換によって温度低下することが抑制される。これによって、より高効率で暖房動作を実行することができる。

【0044】

（ラジエータ加熱処理）
ラジエータ加熱処理は、後述するラジエータ加熱判断処理によって条件が成立する場合に実行される。これにより、低温ラジエータ４１の霜が除去される。

【0045】

ラジエータ加熱処理では、制御装置８０が、図６に示すように熱管理装置１００の各部を制御する。ラジエータ加熱処理には、第２熱回路２０及び第３熱回路３０は関与しない。第１熱回路１０では、三方弁４９が、チラー経路１５からバッテリ経路１４及び接続経路１６の両方に熱媒体が流れるように制御され、ポンプ５３が作動する。したがって、チラー経路１５とバッテリ経路１４によって構成される循環流路１１２に熱媒体が循環する状態と、チラー経路１５、接続経路１６、低温ラジエータ経路１１、及び、接続経路１７によって構成される循環流路１０６に熱媒体が循環する状態と、の両方が並行して実行される。

【0046】

ラジエータ加熱処理では、循環流路１１２において、バッテリ経路１４を流れる熱媒体がバッテリ５１によって加熱される加熱動作が実行される一方、バッテリ５１は冷却される。加熱動作後にバッテリ５１によって加熱された熱媒体は、三方弁４９を通過して、接続経路１６に流入する。循環流路１０６では、バッテリ５１によって加熱された熱媒体が低温ラジエータ４１に流入する循環動作が実行される。これにより、低温ラジエータ４１は、熱媒体によって加熱される一方、熱媒体は冷却される。この結果、低温ラジエータ４１に付着していた霜が溶解される。以上のようにして、低温ラジエータ４１の除霜が実行される。

【0047】

（ラジエータ加熱判断処理）
次いで、図７を参照して、制御装置８０が実行するラジエータ加熱判断処理を説明する。ラジエータ加熱処理は、除霜条件が成立すると実行される。除霜条件は、上述した暖房動作が所定期間以上実行されると成立する。暖房動作では、バッテリ５１の電力が利用される。この結果、バッテリ５１が発熱し、バッテリ５１に蓄熱される。一方、暖房動作では、チラー５２によって冷却された熱媒体が循環流路１０６を流れて、低温ラジエータ４１に流入する。この結果、低温ラジエータ４１に霜が付着する場合がある。なお、除霜条件は、上記に加え、または、上記に変えて、外気温が所定温度（例えば０度）以下である場合に成立してもよい。

【0048】

除霜条件が成立すると、制御装置８０は、まず、Ｓ１２において、バッテリ５１の温度が所定範囲内であるか否かを判断する。バッテリ５１は、使用時の温度によって、性能及び耐性が低下する場合がある。このため、バッテリ５１の温度が、特定の温度範囲から外れる場合、バッテリ５１の電力の入出力に制限が加えられる。所定範囲は、特定の温度範囲であり、例えば、１５度以上４７度以下である。この構成によれば、バッテリ５１に制限が加えられている状況において、バッテリ５１が冷却されることによって、バッテリ５１に制限が加えられている状況からの回復を妨げることを回避することができる。

【0049】

なお、変形例では、所定範囲は、上記の範囲に限られない。例えば、所定範囲の下限値は、設定されていなくてもよいし、設定されていてもよい。下限値が設定されている場合には、下限値は、０度以上であってもよく、１度、２度、３度、４度、５度、６度、７度、８度、９度、１０度、１１度、１２度、１３度、１４度、１５度のいずれかの温度であってもよい。また、所定範囲の上限値は設定されていなくてもよいし、設定されていてもよい。上限値が設定されている場合には、上限値は、下限値よりも大きい温度であればよく、例えば、４０度～６０度のいずれかの温度であってもよく、４５度、４６度、４７度、４８度、４９度、５０度、５１度、５２度、５３度、５４度、５５度、５６度、５７度、５８度、５９度、６０度のいずれかの温度であってもよい。

【0050】

バッテリ５１の温度が所定範囲外である場合（Ｓ１２でＮＯ）、ラジエータ加熱判断処理は終了する。これにより、バッテリ５１の温度が所定範囲でない場合、Ｓ１４以降の処理が禁止される。これにより、バッテリ加熱処理が禁止される。一方、バッテリ５１の温度が所定範囲内である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ１４において、制御装置８０は、熱媒体の温度が０度以上であるか否かを判断する。熱媒体の温度が０度未満である場合（Ｓ１４でＮＯ）、ラジエータ加熱判断処理は終了する。これにより、熱媒体の温度が０度未満である場合、Ｓ１６以降の処理が禁止される。熱媒体の温度が０度未満では、熱媒体が低温ラジエータ４１に流入しても、低温ラジエータ４１に付着した霜を溶解させることができない。ラジエータ加熱判断処理では、熱媒体の温度が０度未満である場合に、ラジエータ加熱処理が実行されない。この構成によれば、低温ラジエータ４１に付着した霜を溶解しづらい状況において、ラジエータ加熱処理を実行せずに済む。なお、変形例では、Ｓ１４を実行する前に、制御装置８０は、三方弁４９をチラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れるように制御して、循環流路１１２に熱媒体を所定期間だけ循環させてもよい。これにより、熱媒体がバッテリ５１によって加熱された後に、Ｓ１４の処理を実行してもよい。すなわち、熱媒体の温度が０度未満である場合、循環流路１１２において、バッテリ経路１４を流れる熱媒体がバッテリ５１によって加熱される加熱動作が実行される一方、バッテリ５１によって加熱された熱媒体が低温ラジエータ４１に流入する循環動作が禁止されていてもよい。

【0051】

熱媒体の温度が０度以上である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、Ｓ１６において、制御装置８０は、ラジエータ加熱処理を実行する。次いで、Ｓ１８において、制御装置８０は、ラジエータ加熱処理の終了タイミングが到来したか否かを判断する。終了タイミングは、例えば、Ｓ１６においてラジエータ加熱処理が開始されてから所定期間が経過した場合に、到来する。なお、所定期間は、固定期間であってもよいし、外気温、熱媒体の温度等によって変動する変動期間であってもよい。後者の場合、制御装置８０には、実験またはシミュレーションによって予め特定された外気温、熱媒体の温度等と所定期間との関係を表すデータが記録されていてもよい。

【0052】

終了タイミングが到来していない場合（Ｓ１８でＮＯ）、Ｓ１２に戻る。一方、終了タイミングが到来した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、Ｓ２０において、制御装置８０は、ラジエータ加熱処理を終了して、ラジエータ加熱判断処理が終了される。

【0053】

なお、制御装置８０は、上述した動作及びラジエータ加熱処理以外の動作も可能である。例えば、制御装置８０は、循環流路１１２に熱媒体を循環させながらヒータ５０によって熱媒体を加熱することで、バッテリ５１を加熱する動作を実行することができる。この動作は、寒冷地等においてバッテリ５１が過度に低温となった場合に実行される。また、制御装置８０は、循環流路１１２に熱媒体を循環させながらヒータ５０によって熱媒体を加熱することで、低温ラジエータ４１を加熱して除霜する動作を実行する都ができる。この動作は、ラジエータ加熱処理が実行されない場合（すなわち、Ｓ１２でＮＯまたはＳ１４でＮＯの場合）に実行される。さらに、制御装置８０は、循環流路１０２に熱媒体を循環させながらヒータ７１によって熱媒体を加熱することで、ヒータコア７４による暖房を実行することができる。この動作は、上述した暖房動作を実行できないときに実行される。また、制御装置８０は、電気機器経路１３とバイパス経路１２によって構成される循環流路に熱媒体を循環させることで、ＳＰＵ４６、ＰＣＵ４７、及び、モータの温度上昇を抑制する動作を実行することができる。

【0054】

熱管理装置１００によれば、ラジエータ加熱処理によって、バッテリ５１の使用時に発生した熱エネルギーを利用して、低温ラジエータ４１を加熱することができる。これにより、低温ラジエータ４１の除霜を目的として、わざわざ熱エネルギーを発生させずに済む。車両の走行用のモータに電力を供給するためのバッテリ５１では、熱容量が他の車両に搭載される機器（例えばＰＣＵ４７等）と比較して、大きい。このため、一旦、バッテリ５１の温度が上昇すると低下しにくい。このため、例えば、バッテリ５１の充電後、車両の高負荷下での走行後等、バッテリ５１の温度が上昇した後では、バッテリ５１は、除霜のために十分な熱エネルギーを蓄積することができる。熱管理装置１００では、バッテリ５１に蓄積された熱エネルギーを利用するために、熱エネルギー不足によってラジエータ加熱処理による除霜を実行することができない事態を抑制することができる。

【0055】

（第２実施形態）
第１実施形態と異なる点を説明する。本実施形態の熱管理装置１００では、ラジエータ加熱動作において、三方弁４９は、チラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れる状態と、に交互に切り換えられる。これにより、ラジエータ加熱処理では、循環流路１１２に熱媒体が循環する状態と、循環流路１０６に熱媒体が循環する状態と、が交互に切り換えられる。これにより、循環流路１１２に熱媒体が循環することによって、バッテリ５１において熱媒体が加熱される加熱動作と、循環流路１０６に熱媒体が循環することによって、低温ラジエータ４１に流入する熱媒体によって熱媒体が冷却されて低温ラジエータ４１の霜が溶解される循環動作とが実行される。本実施形態では、三方弁４９は、チラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れる状態と、の間で流路を切り換えてもよく、チラー経路１５からバッテリ経路１４と接続経路１６の両方に熱媒体が流れる状態に切り換えられなくてもよい。

【0056】

（対応関係）
第１熱回路１０が「熱回路」の一例である。チラー５２が「熱交換器」の一例であり、三方弁４９が「制御弁」の一例であり、ポンプ５３が「ポンプ」の一例であり、低温ラジエータ４１が「ラジエータ」の一例である。

【0057】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。

【0058】

上記した各実施形態では、第１熱回路１０には、三方弁４９が配置されている。しかしながら、第１熱回路１０には、少なくとも、チラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れる状態と、を切り換え可能な弁が配置されていればよい。例えば、三方弁４９に換えて、バッテリ経路１４と接続経路１６とのそれぞれに、それぞれの経路を連通状態と閉塞状態とに切り換える開閉弁が配置されていてもよい。この場合、開閉弁が「制御弁」の一例である。制御装置８０は、２個の開閉弁を用いて、チラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れる状態と、を切り換えてもよいし、チラー経路１５からバッテリ経路１４に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５から接続経路１６に熱媒体が流れる状態と、チラー経路１５からバッテリ経路１４と接続経路１６の両方に熱媒体が流れる状態と、の三つの状態の間で流路を切り換えてもよい。

【0059】

上述した各実施形態では、第１熱回路１０には、ポンプ５３が配置され、ラジエータ加熱処理では、ポンプ５３を作動させることによって、熱媒体を流している。しかしながら、第１熱回路１０には、複数のポンプが配置されていてもよい。例えば、循環流路１１２に熱媒体を循環させるためのポンプと、循環流路１０６に熱媒体を循環させるためのポンプと、を個別に配置してもよい。

【0060】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0061】

１０ ：第１熱回路
１１ ：低温ラジエータ経路
１２ ：バイパス経路
１３ ：電気機器経路
１４ ：バッテリ経路
１５ ：チラー経路
１６ ：接続経路
１７ ：接続経路
２０ ：第２熱回路
３０ ：第３熱回路
４１ ：低温ラジエータ
４９ ：三方弁
５０ ：ヒータ
５１ ：バッテリ
５２ ：チラー
５３ ：ポンプ
１００ ：熱管理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】