特許 7404936 熱管理システム

(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】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】熱管理システム

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/22 20060101AFI20231219BHJP

   B60L 58/26 20190101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

B60H1/22 651A

B60H1/22 611C

B60H1/22 671

B60L58/26

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020035754

(22)【出願日】2020-03-03

(65)【公開番号】P2021138209

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001472

【氏名又は名称】弁理士法人かいせい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早瀬 友宏

(72)【発明者】

【氏名】梯 伸治

【審査官】石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１９３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４４９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２００８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１１０１６０７０（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／２２

Ｂ６０Ｌ ５８／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱媒体を加熱する加熱部（１２、１３）と、前記熱媒体の熱を空調対象空間へ送風される送風空気に放熱させるヒータコア（１１）と、前記熱媒体を圧送する第１熱媒体ポンプ（２３ａ）と、を前記熱媒体が循環できるように接続した高温側熱媒体回路（１０）と、
前記熱媒体の有する熱を外気に放熱するラジエータ（１７）と、作動に伴い発熱し、前記熱媒体の有する熱によって温度調整される発熱機器（１６）と、前記熱媒体を圧送する第２熱媒体ポンプ（２３ｂ）と、を前記熱媒体が循環できるように接続した低温側熱媒体回路（１５）と、
前記熱媒体の流出入可能に接続され、温度調整の対象である対象機器（２１）と前記熱媒体とを熱交換させる機器用熱交換部（２１ａ）と、前記熱媒体を圧送する第３熱媒体ポンプ（２３ｃ）と、を前記熱媒体が循環できるように接続した機器用熱媒体回路（２０）と、
前記高温側熱媒体回路、前記低温側熱媒体回路及び前記機器用熱媒体回路を前記熱媒体の流出入ができるように接続する回路接続部（２５）と、
前記高温側熱媒体回路、前記低温側熱媒体回路、前記機器用熱媒体回路及び前記回路接続部における前記熱媒体の流れを切り替える回路切替部（７０ｃ）と、を有し、
前記低温側熱媒体回路を通過した前記熱媒体が、前記回路接続部を介して、前記高温側熱媒体回路及び前記機器用熱媒体回路の何れか一方を経由するように循環させる運転モードと、
前記回路接続部を介して、前記高温側熱媒体回路、前記低温側熱媒体回路及び前記機器用熱媒体回路を接続して、前記発熱機器、前記機器用熱交換部、前記加熱部、前記ヒータコアを経由するように前記熱媒体を循環させる運転モードに、前記回路切替部によって切り替えられ、
前記回路接続部を介して、前記高温側熱媒体回路、前記低温側熱媒体回路及び前記機器用熱媒体回路を接続して、前記発熱機器、前記機器用熱交換部、前記加熱部、前記ヒータコアを経由するように前記熱媒体を循環させる運転モードにおける前記熱媒体の循環径路は、前記第１熱媒体ポンプ、前記第２熱媒体ポンプ及び前記第３熱媒体ポンプの何れかが外れるように構成されている熱管理システム。

【請求項2】

更に、前記高温側熱媒体回路、前記低温側熱媒体回路及び前記機器用熱媒体回路において、それぞれ独立して前記熱媒体を循環させる運転モードに前記回路切替部によって切り替えられる請求項１に記載の熱管理システム。

【請求項3】

前記低温側熱媒体回路を通過した前記熱媒体が、前記回路接続部を介して前記高温側熱媒体回路を経由するように循環させる運転モードの際に、前記熱媒体が前記発熱機器、前記加熱部及び前記ヒータコアを経由して循環するように、前記回路切替部によって切り替えられる請求項１又は２に記載の熱管理システム。

【請求項4】

前記低温側熱媒体回路を通過した前記熱媒体が、前記回路接続部を介して前記機器用熱媒体回路を経由するように循環させる運転モードの際に、前記熱媒体が前記発熱機器及び前記機器用熱交換部を経由して循環するように、前記回路切替部によって切り替えられる請求項１ないし３の何れか１つに記載の熱管理システム。

【請求項5】

前記高温側熱媒体回路を通過した前記熱媒体が、前記回路接続部を介して前記機器用熱媒体回路を循環する際に、前記熱媒体が前記加熱部、前記ヒータコア及び前記機器用熱交換部を経由して循環させる運転モードに、前記回路切替部によって切り替えられる請求項１ないし４の何れか１つに記載の熱管理システム。

【請求項6】

前記回路切替部は、
前記高温側熱媒体回路において前記熱媒体を循環させる状態と、前記高温側熱媒体回路と前記低温側熱媒体回路との間における前記熱媒体の流出入を許容する状態とに切り替える第１熱媒体三方弁（３０ａ）と、
前記高温側熱媒体回路において前記熱媒体を循環させる状態と、前記高温側熱媒体回路と前記機器用熱媒体回路との間における前記熱媒体の流出入を許容する状態とに切り替える第２熱媒体三方弁（３０ｂ）と、
前記低温側熱媒体回路における前記熱媒体の流れを切り替える第１熱媒体開閉弁（３１ａ）と、
前記機器用熱媒体回路における前記熱媒体の流れを切り替える第２熱媒体開閉弁（３１ｂ）と、を有している請求項１ないし５の何れか１つに記載の熱管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱管理システムに関し、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る車両に用いて好適である。

【背景技術】

【0002】

従来、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に適用された熱管理システムの技術として、特許文献１の技術が知られている。特許文献１の電動車両用熱管理システムは、エアコンサイクル、高水温ループ、低水温ループを有し、高水温ループ側のモータで生じた廃熱や低水温ループ側にてインバータに生じた廃熱を利用するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－３７１７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、特許文献１の技術において、高水温ループと、低水温ループは、それぞれ独立した熱媒体回路として構成されている。従って、低水温ループで吸熱したインバータやバッテリの廃熱を高水温ループ側で暖房に利用しようとした場合、エアコンサイクルを作動させて、エアコンサイクルの冷媒を介して、廃熱を輸送する必要がある。

【0005】

又、低水温ループ等の熱媒体と、エアコンサイクルの冷媒とを熱交換させる必要がある為、熱媒体と冷媒の間にて熱を輸送する際に、熱交換効率等に伴う熱損失が生じてしまう。更に、エアコンサイクルを利用して熱を輸送させる場合には、エアコンサイクルを構成する圧縮機を作動させる必要がある。この為、発熱機器の廃熱を暖房熱源に利用する際には、圧縮機の稼働量をできるだけ抑制することが望ましい。

【0006】

本発明は、これらの点に鑑みてなされており、発熱機器の廃熱を有効に活用することができる熱管理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】

本開示の熱管理システムは、高温側熱媒体回路（１０）と、低温側熱媒体回路（１５）と、機器用熱媒体回路（２０）と、回路接続部（２５）と、回路切替部（７０ｃ）と、を有している。

【0008】

高温側熱媒体回路は、熱媒体を加熱する加熱部（１２、１３）と、熱媒体の熱を空調対象空間へ送風される送風空気に放熱させるヒータコア（１１）と、熱媒体を圧送する第１熱媒体ポンプ（２３ａ）と、を熱媒体が循環できるように接続している。

【0009】

低温側熱媒体回路は、熱媒体の有する熱を外気に放熱するラジエータ（１７）と、作動に伴い発熱し、熱媒体の有する熱によって温度調整される発熱機器（１６）と、熱媒体を圧送する第２熱媒体ポンプ（２３ｂ）と、を熱媒体が循環できるように接続している。

【0010】

機器用熱媒体回路は、機器用熱交換部（２１ａ）と、熱媒体を圧送する第３熱媒体ポンプ（２３ｃ）と、を熱媒体が循環できるように接続している。機器用熱交換部は、熱媒体の流出入可能に接続され、温度調整の対象である対象機器（２１）と熱媒体とを熱交換させる。

【0011】

回路接続部は、高温側熱媒体回路、低温側熱媒体回路及び機器用熱媒体回路を熱媒体の流出入ができるように接続する。回路切替部は、高温側熱媒体回路、低温側熱媒体回路、機器用熱媒体回路及び回路接続部における熱媒体の流れを切り替える。

【0012】

そして、熱管理システムは、低温側熱媒体回路を通過した熱媒体が、回路接続部を介して、高温側熱媒体回路及び機器用熱媒体回路の何れか一方を経由するように循環させる運転モードに、回路切替部によって切り替えられる。更に、熱管理システムは、回路接続部を介して、高温側熱媒体回路、低温側熱媒体回路及び機器用熱媒体回路を接続して、発熱機器、機器用熱交換部、加熱部、ヒータコアを経由するように熱媒体を循環させる運転モードに、回路切替部によって切り替えられる。

【0013】

そして、回路接続部を介して、高温側熱媒体回路、低温側熱媒体回路及び機器用熱媒体回路を接続して、発熱機器、機器用熱交換部、加熱部、ヒータコアを経由するように熱媒体を循環させる運転モードにおける熱媒体の循環径路は、第１熱媒体ポンプ、第２熱媒体ポンプ及び第３熱媒体ポンプの何れかが外れるように構成されている。

【0014】

これによれば、運転モードの一つにおいて、低温側熱媒体回路を通過した熱媒体が、回路接続部を介して、高温側熱媒体回路及び機器用熱媒体回路の何れか一方を経由するように循環する。この為、低温側熱媒体回路の発熱機器の廃熱を、高温側熱媒体回路における暖房熱源、又は、機器用熱媒体回路における対象機器の温度調整に利用できる。

【0015】

更に、運転モードの一つとして、回路接続部を介して、高温側熱媒体回路、低温側熱媒体回路及び機器用熱媒体回路を接続して、発熱機器、機器用熱交換部、加熱部、ヒータコアを経由するように熱媒体を循環させる。この為、低温側熱媒体回路の発熱機器の廃熱を、高温側熱媒体回路における暖房熱源及び機器用熱媒体回路における対象機器の温度調整の何れに対しても利用できる。

【0016】

又、熱管理システムによれば、低温側熱媒体回路における発熱機器の廃熱を、熱媒体の循環によって輸送している為、冷凍サイクルを作動させることはない。この為、発熱機器の廃熱の利用に関して、省エネルギ化を図ることができる。又、発熱機器の廃熱を輸送する際に、熱媒体以外の媒体との熱交換が行われることがない為、熱交換効率等に伴う熱損失を抑えることができ、発熱機器の廃熱を有効に活用することができる。

【0017】

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。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係る熱管理システムの全体構成図である。

【図2】熱管理システムを構成する冷凍サイクルの構成図である。

【図3】熱管理システムにおける室内空調ユニットの模式的な全体構成図である。

【図4】一実施形態の熱管理システムの制御系を示すブロック図である。

【図5】一実施形態に係る熱管理システムの第１運転モードの説明図である。

【図6】一実施形態に係る熱管理システムの第２運転モードの説明図である。

【図7】一実施形態に係る熱管理システムの第３運転モードの説明図である。

【図8】一実施形態に係る熱管理システムの第４運転モードの説明図である。

【図9】一実施形態に係る熱管理システムの第５運転モードの説明図である。

【図10】一実施形態に係る熱管理システムの第６運転モードの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための一実施形態を説明する。

【0020】

本実施形態に係る熱管理システム１の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る熱管理システム１は、走行用の駆動力をモータジェネレータから得る電気自動車に搭載されている。

【0021】

熱管理システム１は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調を行うと共に、車載機器（例えば、発熱機器１６）の温度調整を行う。つまり、熱管理システム１は、電気自動車において、車載機器の冷却機能付きの車両用空調装置として用いられている。

【0022】

更に、本実施形態の熱管理システム１は、熱媒体回路５及び冷凍サイクル４０を利用して、電気自動車に搭載されたバッテリ２１の温度調整を行う。従って、熱管理システム１は、バッテリ２１の温度調整機能付きの車両用空調装置としても用いられている。バッテリ２１は温度調整の対象機器の一例に相当する。

【0023】

本実施形態における発熱機器１６には、複数の構成機器が含まれている。発熱機器１６の構成機器としては、具体的に、モータジェネレータ、電力制御ユニット（所謂、ＰＣＵ）、先進運転支援システム（所謂、ＡＤＡＳ）用の制御装置等を挙げることができる。

【0024】

モータジェネレータは、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力し、車両の減速時等には回生電力を発生させる。ＰＣＵは、各車載機器へ供給される電力を適切に制御するために変圧器、周波数変換器等を一体化させたものである。

【0025】

尚、発熱機器１６における各構成機器の適正温度範囲は相互に異なっている。例えば、モータジェネレータの適正温度範囲は、電力制御ユニットの適正温度範囲よりも広く、高い温度帯に定められている。この為、電力制御ユニットを適正に使用する為には、モータジェネレータよりも繊細な温度管理が必要となる。

【0026】

本実施形態に係る熱管理システム１は、熱媒体回路５と、冷凍サイクル４０と、室内空調ユニット６０と、制御装置７０等を有し、空調対象空間である車室内の空調を行うと共に、バッテリ２１や発熱機器１６の温度調整を行っている。

【0027】

熱媒体回路５は、熱媒体としての冷却水を循環させる熱媒体循環回路であり、高温側熱媒体回路１０と、低温側熱媒体回路１５と、機器用熱媒体回路２０と、回路接続部２５を有している。

【0028】

熱管理システム１では、車室内の空調や、バッテリ２１及び発熱機器１６の温度調整を行う為に、後述するように熱媒体回路５の回路構成を切り替えている。熱管理システム１では、熱媒体回路５を循環する熱媒体として、非圧縮性流体であるエチレングリコール水溶液を採用している。

【0029】

そして、冷凍サイクル４０は、冷媒を循環させる冷媒循環回路である。熱管理システム１では、後述する各種空調運転モードに応じて冷凍サイクル４０の回路構成を切り替えている。

【0030】

図１に示すように、高温側熱媒体回路１０には、ヒータコア１１と、水冷媒熱交換器１２の熱媒体通路１２ｂと、加熱装置１３と、第１水ポンプ２３ａ等が配置されている。

【0031】

第１水ポンプ２３ａは、熱媒体を水冷媒熱交換器１２の熱媒体通路１２ｂへ向けて圧送する。第１水ポンプ２３ａは、制御装置７０から出力される制御電圧によって、回転数（即ち、圧送能力）が制御される電動ポンプである。第１水ポンプ２３ａは、第１熱媒体ポンプの一例に相当する。

【0032】

水冷媒熱交換器１２は、高温側熱媒体回路１０の構成機器であると同時に、冷凍サイクル４０の構成機器の１つである。水冷媒熱交換器１２は、冷凍サイクル４０の冷媒を流通させる冷媒通路１２ａと、熱媒体回路５の熱媒体を流通させる熱媒体通路１２ｂを有している。

【0033】

水冷媒熱交換器１２は、伝熱性に優れる同種の金属（例えば、アルミニウム合金）で形成されており、各構成部材は、ロウ付け接合によって一体化されている。これにより、冷媒通路１２ａを流通する冷媒と熱媒体通路１２ｂを流通する熱媒体は、互いに熱交換することができる。水冷媒熱交換器１２は、冷凍サイクル４０において、冷媒通路１２ａを流通する高圧冷媒の熱を、熱媒体通路１２ｂを流通する熱媒体に放熱させる放熱器である。

【0034】

尚、以降の説明では、説明の明確化のために、水冷媒熱交換器１２の熱媒体通路１２ｂにおいて、第１水ポンプ２３ａ側の接続口を熱媒体入口といい、他方側の接続口を熱媒体出口という。

【0035】

水冷媒熱交換器１２の熱媒体出口側には、加熱装置１３が接続されている。加熱装置１３は、加熱用通路及び発熱部を有しており、後述する制御装置７０から供給される電力によって、ヒータコア１１へ流入する熱媒体を加熱する。加熱装置１３の発熱量は、制御装置７０からの電力を制御することで任意に調整することができる。

【0036】

加熱装置１３の加熱用通路は、熱媒体を流通させる通路である。発熱部は、電力を供給されることによって、加熱用通路を流通する熱媒体を加熱する。発熱部としては、具体的に、ＰＴＣ素子やニクロム線を採用することができる。加熱装置１３は、水冷媒熱交換器１２と共に、熱媒体を加熱する加熱部を構成する。

【0037】

加熱装置１３の出口には、ヒータコア１１の熱媒体入口側が接続されている。ヒータコア１１は、熱媒体と後述する送風機６２から送風された送風空気とを熱交換させる熱交換器である。ヒータコア１１は、水冷媒熱交換器１２や加熱装置１３等によって加熱された熱媒体の有する熱を熱源として送風空気を加熱する。ヒータコア１１は、後述する室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。

【0038】

ヒータコア１１の熱媒体出口には、第１熱媒体三方弁３０ａの流入口側が接続されている。第１熱媒体三方弁３０ａは、３つの流入出口を有する三方式の流量調整弁により構成されている。第１熱媒体三方弁３０ａの他の流入出口には、第５接続部２６ｅを介して、第１水ポンプ２３ａの吸入口側が接続されている。第１熱媒体三方弁３０ａにおけるもう一つの流入出口には、第１接続通路２５ａを介して、後述する第１接続部２６ａが接続されている。

【0039】

従って、第１熱媒体三方弁３０ａは、ヒータコア１１から流出した熱媒体のうち、第１水ポンプ２３ａの吸入口側へ流出させる熱媒体流量と、第１接続通路２５ａ側へ流出させる熱媒体流量との流量比を連続的に調整することができる。第１熱媒体三方弁３０ａは、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

【0040】

更に、第１熱媒体三方弁３０ａは、ヒータコア１１から流出した熱媒体の全流量を、第１水ポンプ２３ａ側及び第１接続通路２５ａ側の何れか一方へ流出させることができる。これにより、第１熱媒体三方弁３０ａは、熱媒体回路５の回路構成を切り替えることができる。従って、第１熱媒体三方弁３０ａは回路切替部の一部を構成する。

【0041】

図１に示すように、高温側熱媒体回路１０における第１水ポンプ２３ａと水冷媒熱交換器１２の熱媒体通路１２ｂとの間には、第２熱媒体三方弁３０ｂが配置されている。第２熱媒体三方弁３０ｂの構成は、第１熱媒体三方弁３０ａと同様である。

【0042】

第２熱媒体三方弁３０ｂにおける一方の流入出口には、第１水ポンプ２３ａの吐出口側が接続されている。そして、第２熱媒体三方弁３０ｂにおける他方の流入出口には、後述する第２接続部２６ｂを介して、水冷媒熱交換器１２の熱媒体通路１２ｂにおける熱媒体入口側が接続されている。第２熱媒体三方弁３０ｂにおける別の流入出口には、後述する第３接続通路２５ｃが接続されている。

【0043】

第２熱媒体三方弁３０ｂは、第１熱媒体三方弁３０ａと同様に、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。つまり、第２熱媒体三方弁３０ｂは、熱媒体回路５の回路構成を切り替えることができるので、第１熱媒体三方弁３０ａと同様に、回路切替部の一部を構成する。

【0044】

次に、低温側熱媒体回路１５の構成について説明する。低温側熱媒体回路１５には、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａと、ラジエータ１７と、第２水ポンプ２３ｂ等が配置されている。第２水ポンプ２３ｂは、発熱機器１６における熱媒体通路１６ａの一端部側に向かって熱媒体を圧送する。第２水ポンプ２３ｂの基本的構成は、第１水ポンプ２３ａと同様である。第２水ポンプ２３ｂは、第２熱媒体ポンプの一例に相当する。

【0045】

第２水ポンプ２３ｂの吐出口側には、後述する第７接続部２６ｇ及び第３接続部２６ｃを介して、第１熱媒体開閉弁３１ａにおける一方の流入出口が接続されている。第１熱媒体開閉弁３１ａは、第２水ポンプ２３ｂの吐出口と発熱機器１６の熱媒体通路１６ａとを接続する熱媒体通路を開閉することで熱媒体の流れの有無を切り替える。

【0046】

第１熱媒体開閉弁３１ａは、制御装置７０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電磁弁である。従って、第１熱媒体開閉弁３１ａは、熱媒体回路５の回路構成を切り替える回路切替部の一部を構成する。

【0047】

そして、第１熱媒体開閉弁３１ａにおける他方の流入出口には、第１接続部２６ａを介して、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａにおける入口側が接続されている。発熱機器１６の熱媒体通路１６ａは、発熱機器１６の外殻を形成するハウジング部或いはケースの内部等に形成されている。

【0048】

発熱機器１６の熱媒体通路１６ａは、熱媒体を流通させることで発熱機器１６の温度を調整する為の熱媒体通路である。換言すると、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａは、熱媒体回路５を循環する熱媒体との熱交換によって、発熱機器１６の温度調整を行う温度調整部として機能する。

【0049】

発熱機器１６における熱媒体通路１６ａの他端側には、第９接続部２６ｉを介して、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃが接続されている。第３熱媒体三方弁３０ｃの構成は、第１熱媒体三方弁３０ａと同様である。第３熱媒体三方弁３０ｃの一方の流入出口には、第９接続部２６ｉ側の熱媒体通路が接続されている。第３熱媒体三方弁３０ｃの他方の流入出口には、ラジエータ１７の熱媒体入口側が接続されている。そして、第３熱媒体三方弁３０ｃにおける別の流入出口には、迂回通路１８が接続されている。

【0050】

従って、第３熱媒体三方弁３０ｃは、第９接続部２６ｉ側から流入した熱媒体のうち、ラジエータ１７側へ流出させる熱媒体流量と、迂回通路１８側へ流出させる熱媒体流量との流量比を連続的に調整できる。この為、第３熱媒体三方弁３０ｃは、ラジエータ１７側を通過する熱媒体流量と、迂回通路１８側を通過する熱媒体流量との流量比を調整する為の流量調整部１９を構成する。

【0051】

そして、ラジエータ１７は、内部を流通する熱媒体と外気とを熱交換させる熱交換器である。従って、ラジエータ１７は、内部を流通する熱媒体の熱を外気に放熱する。ラジエータ１７の熱媒体出口側は、第３接続部２６ｃを介して、第２水ポンプ２３ｂの吸入口側に接続されている。ラジエータ１７は駆動装置室内の前方側に配置されている。この為、ラジエータ１７を、後述する室外熱交換器４６と一体的に構成することも可能である。

【0052】

迂回通路１８は、第２熱媒体三方弁３０ｂを通過した熱媒体の流れについて、ラジエータ１７を迂回させる為の熱媒体通路である。迂回通路１８の端部は、ラジエータ１７の熱媒体出口と第２水ポンプ２３ｂの吸入口を接続する熱媒体通路に配置された第３接続部２６ｃに接続されている。

【0053】

続いて、機器用熱媒体回路２０の構成について説明する。機器用熱媒体回路２０には、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａと、チラー２２の熱媒体通路２２ｂと、第３水ポンプ２３ｃ等が配置されている。第３水ポンプ２３ｃは、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａの一端部側に向かって熱媒体を圧送する。第３水ポンプ２３ｃの基本的構成は、第１水ポンプ２３ａと同様である。第３水ポンプ２３ｃは、第３熱媒体ポンプの一例に相当する。

【0054】

第３水ポンプ２３ｃの吐出口には、第４接続部２６ｄを介して、チラー２２の熱媒体通路２２ｂにおける入口側が接続されている。チラー２２は、機器用熱媒体回路２０の構成機器であると同時に、冷凍サイクル４０の構成機器の１つである。チラー２２は、冷凍サイクル４０の冷媒を流通させる冷媒通路２２ａと、熱媒体回路５の熱媒体を流通させる熱媒体通路２２ｂを有している。

【0055】

チラー２２は、伝熱性に優れる同種の金属（例えば、アルミニウム合金）で形成されており、各構成部材は、ロウ付け接合によって一体化されている。これにより、冷媒通路２２ａを流通する冷媒と熱媒体通路２２ｂを流通する熱媒体は、互いに熱交換することができる。チラー２２は、冷凍サイクル４０において、熱媒体通路２２ｂを流通する熱媒体の熱を、冷媒通路１２ａを流通する低圧冷媒に吸熱させる吸熱器である。

【0056】

チラー２２の熱媒体通路２２ｂにおける熱媒体出口側には、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａが接続されている。バッテリ２１は、モータジェネレータ等へ供給される電力を蓄える二次電池（例えば、リチウムイオン電池）である。バッテリ２１は、複数の電池セルを直列或いは並列に接続することによって形成された組電池である。バッテリ２１は、充放電時に発熱する。

【0057】

バッテリ２１の熱媒体通路２１ａは、熱媒体を流通させることによって、バッテリ２１の温度調整を行う為の熱媒体通路であり、機器用熱交換部を構成している。即ち、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａは、熱媒体回路５の熱媒体が流出入可能に接続されている。

【0058】

又、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａは、チラー２２にて冷却された熱媒体が流通した場合、低温の熱媒体を冷熱源としてバッテリ２１を冷却する冷却部として機能する。又、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａは、高温の熱媒体が流通した場合、高温の熱媒体を熱源としてバッテリ２１を温める加温部として機能する。

【0059】

そして、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａは、バッテリ２１の専用ケースに形成されている。バッテリ２１の熱媒体通路２１ａの通路構成は、専用ケースの内部で複数の通路を並列的に接続した通路構成となっている。

【0060】

これにより、熱媒体通路２１ａは、バッテリ２１の全域において、熱媒体との熱交換を均等に行うことができる。例えば、熱媒体通路２１ａは、全ての電池セルの有する熱を均等に吸熱して、全ての電池セルを均等に冷却できるように形成されている。バッテリ２１の熱媒体通路２１ａの出口には、後述する第６接続部２６ｆを介して、第３水ポンプ２３ｃの吸入口が接続されている。

【0061】

機器用熱媒体回路２０において、第６接続部２６ｆと第３水ポンプ２３ｃの吸入口との間には、第４熱媒体逆止弁３２ｄが配置されている。第４熱媒体逆止弁３２ｄは、熱媒体が第６接続部２６ｆ側から第３水ポンプ２３ｃの吸入口側へ流れることを許容し、第３水ポンプ２３ｃの吸入口側から第６接続部２６ｆ側へ流れることを禁止する。

【0062】

図１に示すように、熱媒体回路５は、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を熱媒体の流出入が可能なように接続する回路接続部２５を有している。本実施形態における回路接続部２５は、第１接続通路２５ａと、第２接続通路２５ｂと、第３接続通路２５ｃと、第４接続通路２５ｄと、第５接続通路２５ｅと、第６接続通路２５ｆを有している。

【0063】

上述したように、第１接続通路２５ａの一端部は、第１熱媒体三方弁３０ａにおけるもう一つの流入出口に接続されている。そして、第１接続通路２５ａの他端部は、第１接続部２６ａに接続されている。第１接続部２６ａは、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａと第１熱媒体開閉弁３１ａの間に位置している。即ち、第１接続通路２５ａは、高温側熱媒体回路１０と低温側熱媒体回路１５の間における熱媒体の流出入が可能なように接続している。

【0064】

第２接続通路２５ｂの一端部は、第２接続部２６ｂに接続されている。第２接続部２６ｂは、第２熱媒体三方弁３０ｂにおける他方の流入出口と、水冷媒熱交換器１２の熱媒体通路１２ｂにおける熱媒体入口側の間に位置している。又、第２接続通路２５ｂの他端部は、第３接続部２６ｃに接続されている。第３接続部２６ｃは、第１熱媒体開閉弁３１ａと、第２水ポンプ２３ｂの吐出口との間において、第７接続部２６ｇよりも第１熱媒体開閉弁３１ａ側に配置されている。

【0065】

従って、第２接続通路２５ｂは、第１接続通路２５ａと同様に、高温側熱媒体回路１０と低温側熱媒体回路１５の間における熱媒体の流出入が可能なように接続している。そして、第２接続通路２５ｂには、第１熱媒体逆止弁３２ａが配置されている。第１熱媒体逆止弁３２ａは、熱媒体が第３接続部２６ｃ側から第２接続部２６ｂ側へ流れることを許容し、第２接続部２６ｂ側から第３接続部２６ｃ側へ流れることを禁止する。

【0066】

第３接続通路２５ｃの一端部は、第２熱媒体三方弁３０ｂにおける別の流入出口に接続されている。そして、第３接続通路２５ｃの他端部は、第４接続部２６ｄに接続されている。第４接続部２６ｄは、第３水ポンプ２３ｃの吐出口とチラー２２の熱媒体通路２２ｂにおける熱媒体入口との間において、第８接続部２６ｈよりもチラー２２側に配置されている。従って、第３接続通路２５ｃは、高温側熱媒体回路１０と機器用熱媒体回路２０の間における熱媒体の流出入が可能なように接続している。

【0067】

第４接続通路２５ｄの一端部は、第５接続部２６ｅに接続されている。第５接続部２６ｅは、第１熱媒体三方弁３０ａの他の流入出口と第１水ポンプ２３ａの吸入口との間に位置している。

【0068】

そして、第４接続通路２５ｄの他端部は、第６接続部２６ｆに接続されている。第６接続部２６ｆは、バッテリ２１における熱媒体通路２１ａの出口と第４熱媒体逆止弁３２ｄの入口との間に配置されている。つまり、第４接続通路２５ｄは、第３接続通路２５ｃと同様に、高温側熱媒体回路１０と機器用熱媒体回路２０の間における熱媒体の流出入が可能なように接続している。

【0069】

又、第４接続通路２５ｄには、第２熱媒体逆止弁３２ｂが配置されている。第２熱媒体逆止弁３２ｂは、熱媒体が第６接続部２６ｆ側から第５接続部２６ｅ側へ流れることを許容し、第５接続部２６ｅ側から第６接続部２６ｆ側へ流れることを禁止する。

【0070】

第５接続通路２５ｅの一端部は、第７接続部２６ｇに接続されている。第７接続部２６ｇは、第１熱媒体開閉弁３１ａと、第２水ポンプ２３ｂの吐出口との間において、第３接続部２６ｃよりも第２水ポンプ２３ｂ側に配置されている。

【0071】

そして、第５接続通路２５ｅの他端部は、第８接続部２６ｈに接続されている。第８接続部２６ｈは、第３水ポンプ２３ｃの吐出口とチラー２２の熱媒体通路２２ｂにおける熱媒体入口との間において、第４接続通路２５ｄよりも第３水ポンプ２３ｃ側に配置されている。従って、第５接続通路２５ｅは、低温側熱媒体回路１５と機器用熱媒体回路２０の間における熱媒体の流出入が可能なように接続している。

【0072】

又、第５接続通路２５ｅには、第３熱媒体逆止弁３２ｃが配置されている。第３熱媒体逆止弁３２ｃは、熱媒体が第７接続部２６ｇ側から第８接続部２６ｈ側へ流れることを許容し、第８接続部２６ｈ側から第７接続部２６ｇ側へ流れることを禁止する。

【0073】

第６接続通路２５ｆの一端部は、第９接続部２６ｉに接続されている。第９接続部２６ｉは、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａにおける出口と、第３熱媒体三方弁３０ｃの流入口との間に配置されている。そして、第６接続通路２５ｆの他端部は、上述した第６接続部２６ｆに接続されている。従って、第６接続通路２５ｆは、第５接続通路２５ｅと同様に、低温側熱媒体回路１５と機器用熱媒体回路２０の間における熱媒体の流出入が可能なように接続している。

【0074】

又、第６接続通路２５ｆには、第２熱媒体開閉弁３１ｂが配置されている。第２熱媒体開閉弁３１ｂは、第１熱媒体開閉弁３１ａと同様の構成である。従って、第２熱媒体開閉弁３１ｂは、熱媒体回路５の回路構成を切り替える回路切替部の一部を構成する。

【0075】

本実施形態の回路接続部２５は、第１接続通路２５ａ～第６接続通路２５ｆにより構成されている為、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を熱媒体の流出入が可能なように接続している。

【0076】

そして、本実施形態に係る熱管理システム１においては、第１熱媒体三方弁３０ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ及び第２熱媒体開閉弁３１ｂの作動をそれぞれ制御することで、熱媒体回路５の回路構成を変更することができる。従って、第１熱媒体三方弁３０ａ等及びこれらの作動を制御する構成は回路切替部の一例に相当する。

【0077】

尚、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃは、その作動により、熱媒遺体の流れをラジエータ１７側への流れと、迂回通路１８側への流れとに切り替えることができる。従って、流量調整部１９を、回路切替部の一部に包含することも可能である。

【0078】

続いて、本実施形態に係る熱管理システム１における冷凍サイクル４０の構成について図面を参照して説明する。図２に示すように、冷凍サイクル４０には、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂ、冷却用膨張弁４４ｃ、室外熱交換器４６、室内蒸発器４７、チラー２２等が接続されている。

【0079】

冷凍サイクル４０の構成機器のうち、圧縮機４１は、冷凍サイクル４０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機４１は、車室の前方に配置されて電動モータ等が収容される駆動装置室内に配置されている。

【0080】

圧縮機４１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機４１は、後述する制御装置７０から出力される制御信号によって、回転数（すなわち、冷媒吐出能力）が制御される。

【0081】

圧縮機４１の吐出口には、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａの入口側が接続されている。上述したように、水冷媒熱交換器１２は、冷媒通路１２ａと熱媒体通路１２ｂを有している。

【0082】

水冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａの出口には、互いに連通する３つの流入出口を有する三方継手構造の第１三方継手４２ａの流入口側が接続されている。三方継手構造としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。

【0083】

更に、冷凍サイクル４０には、第１三方継手４２ａと同様に構成された第２三方継手４２ｂ～第６三方継手４２ｆが配置されている。これらの第２三方継手４２ｂ～第６三方継手４２ｆの基本的構成は、第１三方継手４２ａと同様である。

【0084】

第１三方継手４２ａの一方の流出口には、暖房用膨張弁４４ａの入口側が接続されている。第１三方継手４２ａの他方の流出口には、冷媒バイパス通路５０を介して、第２三方継手４２ｂの一方の流入口側が接続されている。冷媒バイパス通路５０には、除湿用開閉弁４３ａが配置されている。

【0085】

除湿用開閉弁４３ａは、第１三方継手４２ａの他方の流出口側と第２三方継手４２ｂの一方の流入口側とを接続する冷媒通路を開閉する電磁弁である。さらに、冷凍サイクル４０は、後述するように、暖房用開閉弁４３ｂを備えている。暖房用開閉弁４３ｂの基本的構成は、除湿用開閉弁４３ａと同様である。除湿用開閉弁４３ａおよび暖房用開閉弁４３ｂは、冷媒通路を開閉することで、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。

【0086】

暖房用膨張弁４４ａは、少なくとも車室内の暖房を行う運転モード時に、水冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した高圧冷媒を減圧させると共に、下流側へ流出させる冷媒の流量（質量流量）を調整する暖房用減圧部である。暖房用膨張弁４４ａは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。

【0087】

さらに、冷凍サイクル４０は、冷房用膨張弁４４ｂ及び冷却用膨張弁４４ｃを備えている。冷房用膨張弁４４ｂおよび冷却用膨張弁４４ｃの基本的構成は、暖房用膨張弁４４ａと同様である。

【0088】

暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂおよび冷却用膨張弁４４ｃは、全開機能および全閉機能をそれぞれ有している。全開機能は、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能させる。全閉機能は、弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞させる機能である。そして、この全開機能および全閉機能によって、暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂおよび冷却用膨張弁４４ｃは、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。

【0089】

従って、本実施形態の暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂおよび冷却用膨張弁４４ｃは、冷媒回路切替部としての機能も兼ね備えている。暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂおよび冷却用膨張弁４４ｃは、制御装置７０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される。

【0090】

暖房用膨張弁４４ａの出口には、室外熱交換器４６の冷媒入口側が接続されている。そして、外気ファン４６ａは、室外熱交換器４６に対して外気を送風するように配置されている。室外熱交換器４６は、暖房用膨張弁４４ａから流出した冷媒と外気ファン４６ａにより送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器４６は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器４６に走行風を当てることができる。

【0091】

室外熱交換器４６の冷媒流出口には、第３三方継手４２ｃの流入口側が接続されている。第３三方継手４２ｃの一方の流出口には、暖房用冷媒通路５１を介して、第４三方継手４２ｄの一方の流入口側が接続されている。暖房用冷媒通路５１には、この冷媒通路を開閉する暖房用開閉弁４３ｂが配置されている。

【0092】

第３三方継手４２ｃの他方の流出口には、第２三方継手４２ｂの他方の流入口側が接続されている。第３三方継手４２ｃの他方の流出口側と第２三方継手４２ｂの他方の流入口側とを接続する冷媒通路には、冷媒逆止弁４５が配置されている。冷媒逆止弁４５は、第３三方継手４２ｃ側から第２三方継手４２ｂ側へ冷媒が流れることを許容し、第２三方継手４２ｂ側から第３三方継手４２ｃ側へ冷媒が流れることを禁止する。

【0093】

そして、第２三方継手４２ｂの流出口には、第５三方継手４２ｅの流入口側が接続されている。第５三方継手４２ｅの一方の流出口には、冷房用膨張弁４４ｂの入口側が接続されている。第５三方継手４２ｅの他方の流出口には、冷却用膨張弁４４ｃの入口側が接続されている。

【0094】

冷房用膨張弁４４ｂは、少なくとも車室内の冷房を行う運転モード時に、第５三方継手４２ｅを通過した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷房用減圧部である。

【0095】

冷房用膨張弁４４ｂの出口には、室内蒸発器４７の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器４７は、室内空調ユニット６０のケーシング６１内に配置されている。室内蒸発器４７は、冷房用膨張弁４４ｂにて減圧された低圧冷媒と送風機６２から送風された送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

【0096】

冷却用膨張弁４４ｃは、少なくともバッテリ２１の冷却を行う運転モード時に、第５三方継手４２ｅを通過した冷媒を減圧させると共に、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷却用減圧部である。

【0097】

そして、冷却用膨張弁４４ｃの出口には、チラー２２の冷媒通路２２ａの入口側が接続されている。チラー２２は、上述したように、冷媒通路２２ａと熱媒体通路２２ｂとを有している。そして、チラー２２は、冷却用膨張弁４４ｃで減圧された低圧冷媒と、熱媒体通路２２ｂを流通する熱媒体とを熱交換させて、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる冷却用蒸発器である。チラー２２の冷媒通路２２ａの出口には、第６三方継手４２ｆの他方の流入口側が接続されている。

【0098】

そして、室内蒸発器４７の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁４８の入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁４８は、室内蒸発器４７の着霜を抑制するために、室内蒸発器４７における冷媒蒸発圧力を、予め定めた基準圧力以上に維持する機能を果たす。蒸発圧力調整弁４８は、室内蒸発器４７の出口側冷媒の圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械式の可変絞り機構で構成されている。

【0099】

これにより、蒸発圧力調整弁４８は、室内蒸発器４７における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器４７の着霜を抑制可能な着霜抑制温度（本実施形態では、１℃）以上に維持している。蒸発圧力調整弁４８の出口には、第６三方継手４２ｆの一方の流入口側が接続されている。そして、第６三方継手４２ｆの流出口には、第４三方継手４２ｄの他方の流入口側が接続されている。

【0100】

第４三方継手４２ｄの流出口には、アキュムレータ４９の入口側が接続されている。アキュムレータ４９は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離器であり、貯液部の一例に相当する。アキュムレータ４９の気相冷媒出口には、圧縮機４１の吸入口側が接続されている。

【0101】

冷凍サイクル４０によれば、暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂ、冷却用膨張弁４４ｃ、除湿用開閉弁４３ａ、暖房用開閉弁４３ｂの作動を制御することで、様々な冷媒回路に切り替えることができる。即ち、冷凍サイクル４０は、暖房モードの冷媒回路、冷房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路等に切り替えることができる。

【0102】

次に、熱管理システム１の室内空調ユニット６０について、図３を参照して説明する。室内空調ユニット６０は、熱媒体回路５及び冷凍サイクル４０によって温度調整された送風空気を車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット６０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されている。

【0103】

室内空調ユニット６０は、その外殻を形成するケーシング６１内に形成された空気通路の内部に送風機６２、室内蒸発器４７、ヒータコア１１等を収容している。ケーシング６１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成している。ケーシング６１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

【0104】

ケーシング６１の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置６３が配置されている。内外気切替装置６３は、ケーシング６１内へ内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する。

【0105】

内外気切替装置６３は、ケーシング６１内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させる。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

【0106】

内外気切替装置６３の送風空気流れ下流側には、送風機６２が配置されている。送風機６２は、内外気切替装置６３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機６２は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機６２は、制御装置７０から出力される制御電圧によって、回転数（即ち、送風能力）が制御される。

【0107】

送風機６２の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器４７、ヒータコア１１が、送風空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、室内蒸発器４７は、ヒータコア１１よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。

【0108】

ケーシング６１内には、室内蒸発器４７通過後の送風空気を、ヒータコア１１を迂回して流す冷風バイパス通路６５が設けられている。又、ケーシング６１内の室内蒸発器４７の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア１１の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア６４が配置されている。

【0109】

エアミックスドア６４は、室内蒸発器４７通過後の送風空気のうち、ヒータコア１１側を通過する送風空気の風量と冷風バイパス通路６５を通過させる送風空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア６４は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。この電動アクチュエータは、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

【0110】

ケーシング６１内のヒータコア１１及び冷風バイパス通路６５の送風空気流れ下流側には、混合空間が配置されている。混合空間は、ヒータコア１１にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路６５を通過して加熱されていない送風空気とを混合させる空間である。

【0111】

そして、ケーシング６１の送風空気流れ下流部には、混合空間にて混合された送風空気（即ち、空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。この開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。

【0112】

フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。

【0113】

これらのフェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口（いずれも図示せず）に接続されている。

【0114】

従って、エアミックスドア６４が、ヒータコア１１を通過させる風量と冷風バイパス通路６５を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。そして、各吹出口から車室内へ吹き出される送風空気（空調風）の温度が調整される。

【0115】

また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の送風空気流れ上流側には、それぞれ、フェイスドア、フットドア、およびデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。フェイスドアは、フェイス開口穴の開口面積を調整する。フットドアは、フット開口穴の開口面積を調整する。デフロスタドアは、デフロスタ開口穴の開口面積を調整する。

【0116】

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替装置を構成する。これらのドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。この電動アクチュエータも、制御装置７０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

【0117】

吹出口モード切替装置によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。

【0118】

フェイスモードは、フェイス吹出口を全開としてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開とするとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。

【0119】

更に、乗員が操作パネル８０に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードに切り替えることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開としてデフロスタ吹出口からフロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。

【0120】

続いて、本実施形態に係る熱管理システム１の制御系について、図４を参照して説明する。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及び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を有している。制御装置７０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、制御装置７０は、演算、処理結果に基づいて、出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。熱媒体回路５における制御対象機器には、加熱装置１３、流量調整部１９、第１水ポンプ２３ａ、第２水ポンプ２３ｂ、第３水ポンプ２３ｃ、第１熱媒体三方弁３０ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、第２熱媒体開閉弁３１ｂが含まれている。

【0121】

冷凍サイクル４０における制御対象機器には、圧縮機４１、除湿用開閉弁４３ａ、暖房用開閉弁４３ｂ、暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂ、冷却用膨張弁４４ｃが含まれている。更に、室内空調ユニット６０における制御対象機器には、送風機６２や、内外気切替装置６３及びエアミックスドア６４の電動アクチュエータが含まれている。

【0122】

図４に示すように、制御装置７０の入力側には、熱管理システム１の運転態様を制御する為の各種検出センサが接続されている。従って、制御装置７０には、各種検出センサの検出信号が入力される。

【0123】

各種検出センサには、内気温センサ７１、外気温センサ７２、日射センサ７３が含まれている。内気温センサ７１は、車室内温度（内気温）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサ７２は、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサ７３は、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。

【0124】

図４に示すように、各種検出センサには、吸入冷媒温度センサ７４ａ、熱交換器温度センサ７４ｂ、蒸発器温度センサ７４ｆ、吸入冷媒圧力センサ７５が含まれている。吸入冷媒温度センサ７４ａは、圧縮機４１へ吸入される冷媒の吸入冷媒温度Ｔｓを検出する吸入冷媒温度検出部である。熱交換器温度センサ７４ｂは、水冷媒熱交換器１２を通過する冷媒の温度（熱交換器温度）ＴＣを検出する熱交換器温度検出部である。熱交換器温度センサ７４ｂは、具体的に、水冷媒熱交換器１２の外表面の温度を検出している。

【0125】

蒸発器温度センサ７４ｆは、室内蒸発器４７における冷媒蒸発温度（蒸発器温度）Ｔｅｆｉｎを検出する蒸発器温度検出部である。蒸発器温度センサ７４ｆは、具体的に、室内蒸発器４７の熱交換フィンの温度を検出している。吸入冷媒圧力センサ７５は、圧縮機４１へ吸入される冷媒の吸入冷媒圧力Ｐｓを検出する吸入冷媒圧力検出部である。

【0126】

更に、各種検出センサには、第１熱媒体温度センサ７６ａ、第２熱媒体温度センサ７６ｂ、バッテリ温度センサ７７ａ、発熱機器温度センサ７７ｂ、空調風温度センサ７８が含まれている。

【0127】

第１熱媒体温度センサ７６ａは、ヒータコア１１へ流入する熱媒体の温度ＴＷ１を検出する第１熱媒体温度検出部である。第２熱媒体温度センサ７６ｂは、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａへ流入する熱媒体の温度ＴＷ２を検出する第２熱媒体温度検出部である。空調風温度センサ７８は、混合空間から車室内へ送風される送風空気温度ＴＡＶを検出する空調風温度検出部である。

【0128】

バッテリ温度センサ７７ａは、車両に搭載されたバッテリ２１の温度であるバッテリ温度ＴＢＡを検出するバッテリ温度検出部である。バッテリ温度センサ７７ａは、複数の温度検出部を有し、バッテリ２１の複数の箇所の温度を検出している。この為、制御装置７０では、バッテリ２１の各部の温度差を検出することもできる。更に、バッテリ温度ＴＢＡとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。

【0129】

発熱機器温度センサ７７ｂは、発熱機器１６の温度である発熱機器温度ＴＭＧを検出する発熱機器温度検出部である。発熱機器温度センサ７７ｂは、発熱機器１６の外殻を形成するハウジングの外表面の温度を検出している。

【0130】

図４に示すように、制御装置７０の入力側には、操作パネル８０が接続されている。操作パネル８０は、車室内前部の計器盤付近に配置されており、各種操作スイッチを有している。従って、制御装置７０には、各種操作スイッチからの操作信号が入力される。

【0131】

操作パネル８０の各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等が含まれている。オートスイッチは、熱管理システム１の自動制御運転を設定あるいは解除する際に操作される。エアコンスイッチは、室内蒸発器４７で送風空気の冷却を行うことを要求する際に操作される。風量設定スイッチは、送風機６２の風量をマニュアル設定する際に操作される。温度設定スイッチは、車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する際に操作される。

【0132】

尚、制御装置７０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部が一体に構成されたものである。従って、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部を構成している。

【0133】

例えば、制御装置７０のうち、圧縮機４１の冷媒吐出能力（具体的には、圧縮機４１の回転数）を制御する構成は、吐出能力制御部７０ａを構成している。又、制御装置７０のうち、冷媒回路切替部を構成する各種構成機器の作動を制御する構成は、冷媒回路制御部７０ｂを構成している。冷媒回路切替部の構成機器には、除湿用開閉弁４３ａ、暖房用開閉弁４３ｂ、暖房用膨張弁４４ａ、冷房用膨張弁４４ｂ、冷却用膨張弁４４ｃが含まれている。

【0134】

そして、制御装置７０のうち、熱媒体回路５の回路切替部を構成する各構成機器の作動を制御する構成は、熱媒体回路切替制御部７０ｃを構成している。回路切替部の構成機器には、第１熱媒体三方弁３０ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、第３熱媒体三方弁３０ｃ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、第２熱媒体開閉弁３１ｂが含まれている。更に構成機器として、第１水ポンプ２３ａ、第２水ポンプ２３ｂ、第３水ポンプ２３ｃを含めても良い。熱媒体回路切替制御部７０ｃは、熱媒体回路５における回路切替部の一例に相当する。

【0135】

そして、本実施形態に係る熱管理システム１では、冷凍サイクル４０は、冷媒回路切替部の各構成機器の作動を制御することで、種々の冷媒回路に切り替えることができる。種々の冷媒回路には、冷房モードの冷媒回路、暖房モードの冷媒回路、直列除湿暖房モードの冷媒回路、並列除湿暖房の冷媒回路、冷却モードの冷媒回路、冷房冷却モードの冷媒回路が含まれている。

【0136】

具体的に説明すると、冷房モードの冷媒回路に切り替える場合、制御装置７０は、暖房用膨張弁４４ａを全開状態とし、冷房用膨張弁４４ｂを、冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。この時、制御装置７０は、冷却用膨張弁４４ｃを全閉状態にする。又、制御装置７０は、除湿用開閉弁４３ａ及び暖房用開閉弁４３ｂを何れも閉じておく。

【0137】

これにより、冷房モードでは、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、（暖房用膨張弁４４ａ）、室外熱交換器４６、冷媒逆止弁４５、冷房用膨張弁４４ｂ、室内蒸発器４７、蒸発圧力調整弁４８、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。冷房モードでは、水冷媒熱交換器１２及び室外熱交換器４６が放熱器として機能し、室内蒸発器４７が吸熱器として機能する。

【0138】

次に、暖房モードの冷媒回路について説明する。暖房モードの場合、制御装置７０は、暖房用膨張弁４４ａを絞り状態とし、冷房用膨張弁４４ｂ及び冷却用膨張弁４４ｃを全閉状態とする。そして、制御装置７０は、除湿用開閉弁４３ａを閉じ、暖房用開閉弁４３ｂを開く。

【0139】

これにより、暖房モードでは、圧縮機４１、暖房用膨張弁４４ａ、室外熱交換器４６、暖房用開閉弁４３ｂ、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。暖房モードでは、水冷媒熱交換器１２が放熱器として機能し、室外熱交換器４６が吸熱器として機能する。

【0140】

続いて、直列除湿暖房モードの冷媒回路について説明する。直列除湿暖房モードの場合には、制御装置７０は、暖房用開閉弁４３ｂ及び冷房用膨張弁４４ｂをそれぞれに定められた絞り状態とし、冷却用膨張弁４４ｃを全閉状態とする。又、制御装置７０は、除湿用開閉弁４３ａ及び暖房用開閉弁４３ｂを閉じる。

【0141】

これにより、直列除湿暖房モードでは、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁４４ａ、室外熱交換器４６、冷媒逆止弁４５、冷房用膨張弁４４ｂ、室内蒸発器４７、蒸発圧力調整弁４８、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。

【0142】

直列除湿暖房モードでは、水冷媒熱交換器１２が放熱器として機能し、室内蒸発器４７が吸熱器として機能する。そして、室外熱交換器４６については、室外熱交換器４６における冷媒の飽和温度が外気温よりも高くなっている場合には放熱器として機能し、室外熱交換器４６における冷媒の飽和温度が外気温よりも低くなっている場合は吸熱器として機能する。

【0143】

次に、並列除湿暖房モードの冷媒回路について説明する。並列除湿暖房モードの場合、制御装置７０は、暖房用膨張弁４４ａ及び冷房用膨張弁４４ｂをそれぞれに定められた絞り状態とし、冷却用膨張弁４４ｃを全閉状態にする。又、制御装置７０は、除湿用開閉弁４３ａ及び暖房用膨張弁４４ａを全開状態にする。

【0144】

これにより、並列除湿暖房モードでは、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、暖房用膨張弁４４ａ、室外熱交換器４６、暖房用開閉弁４３ｂ、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。同時に、冷媒は、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、除湿用開閉弁４３ａ、冷房用膨張弁４４ｂ、室内蒸発器４７、蒸発圧力調整弁４８、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順に流れて循環する。そして、並列除湿暖房モードでは、水冷媒熱交換器１２が放熱器として機能し、室外熱交換器４６及び室内蒸発器４７が吸熱器として機能する。

【0145】

続いて、冷却モードの冷媒回路について説明する。冷却モードの場合には、制御装置７０は、暖房用膨張弁４４ａを全開状態とし、冷却用膨張弁４４ｃを絞り状態とする。この時、制御装置７０は、冷房用膨張弁４４ｂを全閉状態にする。又、制御装置７０は、除湿用開閉弁４３ａ及び暖房用開閉弁４３ｂを何れも閉じておく。

【0146】

これにより、冷却モードでは、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、（暖房用膨張弁４４ａ）、室外熱交換器４６、冷媒逆止弁４５、冷却用膨張弁４４ｃ、チラー２２、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。冷却モードでは、水冷媒熱交換器１２及び室外熱交換器４６が放熱器として機能し、チラー２２が吸熱器として機能する。

【0147】

最後に、冷房冷却モードの冷媒回路について説明する。冷房冷却モードの場合、制御装置７０は、暖房用膨張弁４４ａを全開状態とし、冷房用膨張弁４４ｂ及び冷却用膨張弁４４ｃを、それぞれに定められた絞り状態とする。又、制御装置７０は、除湿用開閉弁４３ａ及び暖房用開閉弁４３ｂを何れも閉じておく。

【0148】

これにより、冷房冷却モードでは、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、（暖房用膨張弁４４ａ）、室外熱交換器４６、冷媒逆止弁４５、冷房用膨張弁４４ｂ、室内蒸発器４７、蒸発圧力調整弁４８、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。同時に、圧縮機４１、水冷媒熱交換器１２、（暖房用膨張弁４４ａ）、室外熱交換器４６、冷媒逆止弁４５、冷却用膨張弁４４ｃ、チラー２２、アキュムレータ４９、圧縮機４１の順で冷媒が流れて循環する。冷房冷却モードでは、水冷媒熱交換器１２及び室外熱交換器４６が放熱器として機能し、室内蒸発器４７及びチラー２２が吸熱器として機能する。

【0149】

次に、上述のように構成された熱管理システム１の運転モードについて、図５～図１０を参照して説明する。本実施形態に係る熱管理システム１は、車室内空調の状態や、発熱機器１６及びバッテリ２１の状態に応じて、複数種類の運転モードを切り替えることができる。

【0150】

具体的には、運転モードを切り替える場合、流量調整部１９、第１水ポンプ２３ａ、第２水ポンプ２３ｂ、第３水ポンプ２３ｃ、第１熱媒体三方弁３０ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、第２熱媒体開閉弁３１ｂの作動が制御される。

【0151】

以下の説明では、本実施形態に係る熱管理システム１の運転モードとして、第１運転モード～第６運転モードについて説明する。尚、冷凍サイクル４０の運転モードについては、既に説明している為、主に熱媒体回路５の回路構成等について詳細に説明する。

【0152】

（１）第１運転モード
第１運転モードは、冷凍サイクル４０を作動させることなく、熱媒体回路５の熱媒体を介して、発熱機器１６やバッテリ２１の廃熱を活用する際に、熱管理システム１で実行される運転モードである。

【0153】

第１運転モードでは、制御装置７０は、第１水ポンプ２３ａ及び第２水ポンプ２３ｂを作動させると共に、第３水ポンプ２３ｃを停止状態にする。又、制御装置７０は、加熱装置１３及び冷凍サイクル４０（即ち、圧縮機４１）の作動を停止させる。更に、制御装置７０は、第１熱媒体開閉弁３１ａ及び第２熱媒体開閉弁３１ｂを何れも閉状態にする。

【0154】

制御装置７０は、第１熱媒体三方弁３０ａの作動を制御して、ヒータコア１１側の流入出口と第１接続通路２５ａ側の流入出口を連通させると共に、第５接続部２６ｅ側の流入出口を閉塞させる。

【0155】

そして、制御装置７０は、第２熱媒体三方弁３０ｂの作動を制御して、第１水ポンプ２３ａ側の流入出口と第２接続部２６ｂ側の流入出口を連通させると共に、第３接続通路２５ｃ側の流入出口を閉塞させる。

【0156】

又、制御装置７０は、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃの作動を制御して、第９接続部２６ｉ側の流入出口と迂回通路１８側の流入出口を連通させると共に、ラジエータ１７側の流入出口を閉塞させる。

【0157】

これにより、第１運転モードの熱媒体回路５においては、図５にて太線矢印で示すように熱媒体が循環する。具体的に、第１運転モードにおいては、熱媒体は、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１、第１熱媒体三方弁３０ａ、発熱機器１６、流量調整部１９、第２水ポンプ２３ｂの順に流れる。そして、第２水ポンプ２３ｂから吐出された熱媒体は、第２水ポンプ２３ｂ、第３熱媒体逆止弁３２ｃ、チラー２２、バッテリ２１、第２熱媒体逆止弁３２ｂ、第１水ポンプ２３ａの順に流れる。

【0158】

図５からわかるように、第１運転モードにおいて、熱媒体回路５の熱媒体は、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を経由して、発熱機器１６、バッテリ２１、加熱装置１３、ヒータコア１１を通過するように循環している。

【0159】

この第１運転モードにおける熱媒体回路５の回路構成によれば、熱媒体回路５の熱媒体は、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａを通過する。この時、熱媒体は、発熱機器１６の有する熱を吸熱して流出する。

【0160】

発熱機器１６から流出した熱媒体は、流量調整部１９にて迂回通路１８を経由して、第２水ポンプ２３ｂの吸入口に到達する。つまり、ラジエータ１７を迂回する為、熱媒体には、発熱機器１６から吸熱した廃熱を蓄えておくことができる。尚、熱媒体の温度が高すぎる場合は、ラジエータ１７側と迂回通路１８側の流量比を、流量調整部１９で調整して、余剰の熱量を熱媒体から外気に放熱するようにしても良い。

【0161】

第２水ポンプ２３ｂから吐出された熱媒体は、第３熱媒体逆止弁３２ｃ及びチラー２２を介して、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａに流入する。バッテリ２１の熱媒体通路２１ａを通過する際に、熱媒体は、バッテリ２１と熱交換して、バッテリ２１の温度調整を行う。

【0162】

バッテリ２１の熱媒体通路２１ａから流出すると、熱媒体は、第２熱媒体逆止弁３２ｂを介して、第１水ポンプ２３ａの吸入口から吸入される。第１水ポンプ２３ａから吐出された熱媒体は、第２熱媒体三方弁３０ｂ、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３を介して、ヒータコア１１に流入する。ヒータコア１１に流入した熱媒体は、空調対象空間である車室内に送風される送風空気に対して放熱する。

【0163】

即ち、第１運転モードの熱管理システム１によれば、発熱機器１６及びバッテリ２１の廃熱にて加熱された熱媒体がヒータコア１１を経由して循環する為、発熱機器１６及びバッテリ２１の廃熱を利用した車室内暖房を実現することができる。

【0164】

第１運転モードでは、冷凍サイクル４０を作動させることなく、熱媒体の循環により発熱機器１６等の廃熱をヒータコア１１に輸送している為、熱交換効率等に伴う熱損失を生じさせることなく、車室内暖房に利用することができる。

【0165】

又、図５に示すように、第１運転モードにおける熱媒体の循環径路には、第３水ポンプ２３ｃは含まれておらず、第３水ポンプ２３ｃは停止状態である。換言すると、第１運転モードにおける熱媒体の循環径路は、熱媒体の循環径路から、第３水ポンプ２３ｃが外れるように構成されている。

【0166】

つまり、第１運転モードにおいては、第１水ポンプ２３ａ及び第２水ポンプ２３ｂによって、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５、機器用熱媒体回路２０を経由するように熱媒体を循環させている。この為、第１運転モードによれば、冷凍サイクル４０及び第３水ポンプ２３ｃを停止状態としたまま、発熱機器１６等の廃熱を用いた車室内暖房を行う為、車室内暖房の省エネルギ化を図ることができる。

【0167】

（２）第２運転モード
第２運転モードは、例えば、バッテリ２１の廃熱を利用した発熱機器１６の暖機を行いつつ、車室内の暖房を行う場合に、熱管理システム１で実行される。

【0168】

第２運転モードにおいては、制御装置７０は、第１水ポンプ２３ａ及び第２水ポンプ２３ｂを作動させると共に、第３水ポンプ２３ｃを停止状態にする。又、制御装置７０は、加熱装置１３を予め定められた発熱量で発熱させると共に、冷凍サイクル４０の作動を停止させる。更に、制御装置７０は、第１熱媒体開閉弁３１ａ及び第２熱媒体開閉弁３１ｂを何れも開状態にする。

【0169】

制御装置７０は、第１熱媒体三方弁３０ａの作動を制御して、ヒータコア１１側の流入出口と第５接続部２６ｅ側の流入出口を連通させると共に、第１接続通路２５ａ側の流入出口を閉塞させる。

【0170】

そして、制御装置７０は、第２熱媒体三方弁３０ｂの作動を制御して、第１水ポンプ２３ａ側の流入出口と第２接続部２６ｂ側の流入出口を連通させると共に、第３接続通路２５ｃ側の流入出口を閉塞させる。

【0171】

又、制御装置７０は、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃの作動を制御して、第９接続部２６ｉ側の流入出口と迂回通路１８側の流入出口を連通させると共に、ラジエータ１７側の流入出口を閉塞させる。

【0172】

これにより、第２運転モードの熱媒体回路５においては、図６にて太線矢印で示すように熱媒体が循環する。具体的に、第２運転モードにおいては、熱媒体は、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１、第１熱媒体三方弁３０ａ、第１水ポンプ２３ａの順に流れて循環する。

【0173】

又、第２運転モードでは、第２水ポンプ２３ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、発熱機器１６、流量調整部１９、第２水ポンプ２３ｂの順に熱媒体が流れて循環する。同時に、第２水ポンプ２３ｂ、第３熱媒体逆止弁３２ｃ、チラー２２、バッテリ２１、第２熱媒体開閉弁３１ｂ、流量調整部１９、第２水ポンプ２３ｂの順に熱媒体が流れて循環する。

【0174】

図６からわかるように、第２運転モードにおいて、熱媒体回路５の熱媒体は、高温側熱媒体回路１０において、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１を通過するように循環している。又、熱媒体回路５の熱媒体は、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を接続して、第２水ポンプ２３ｂを通過する熱媒体の流れに対して、発熱機器１６と、バッテリ２１及びチラー２２とが並列に接続された循環径路を構成している。

【0175】

従って、第２運転モードの高温側熱媒体回路１０においては、第１水ポンプ２３ａから流出した熱媒体は、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３を通過する際に加熱される。そして、加熱装置１３から流出した熱媒体は、ヒータコア１１にて送風空気に対して放熱する。この為、第２運転モードでは、高温側熱媒体回路１０にて熱媒体を循環させることによって、車室内の暖房を行うことができる。

【0176】

又、第２運転モードでは、低温側熱媒体回路１５と機器用熱媒体回路２０が第５接続通路２５ｅ及び第６接続通路２５ｆを介して接続されている。そして、熱媒体回路５の熱媒体は、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａを通過すると共に、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａを通過する。従って、熱媒体の流れによって、バッテリ２１に生じた廃熱を発熱機器１６に移動させることができ、発熱機器１６を暖機することができる。

【0177】

（３）第３運転モード
第３運転モードは、例えば、ラジエータ１７における外気放熱を利用した発熱機器１６及びバッテリ２１の温度調整と共に、車室内の暖房を行う場合に、熱管理システム１で実行される。

【0178】

第３運転モードでは、制御装置７０は、第１水ポンプ２３ａ及び第２水ポンプ２３ｂを作動させると共に、第３水ポンプ２３ｃを停止状態にする。又、制御装置７０は、加熱装置１３を予め定められた発熱量で発熱させると共に、冷凍サイクル４０（即ち、圧縮機４１）の作動を停止させる。更に、制御装置７０は、第１熱媒体開閉弁３１ａ及び第２熱媒体開閉弁３１ｂを何れも開状態にする。

【0179】

制御装置７０は、第１熱媒体三方弁３０ａの作動を制御して、ヒータコア１１側の流入出口と第５接続部２６ｅ側の流入出口を連通させると共に、第１接続通路２５ａ側の流入出口を閉塞させる。

【0180】

そして、制御装置７０は、第２熱媒体三方弁３０ｂの作動を制御して、第１水ポンプ２３ａ側の流入出口と第２接続部２６ｂ側の流入出口を連通させると共に、第３接続通路２５ｃ側の流入出口を閉塞させる。

【0181】

又、制御装置７０は、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃの作動を制御して、第９接続部２６ｉ側の流入出口とラジエータ１７側の流入出口を連通させると共に、迂回通路１８側の流入出口を閉塞させる。

【0182】

これにより、第３運転モードの熱媒体回路５においては、図７にて太線矢印で示すように熱媒体が循環する。具体的に、第３運転モードにおいては、熱媒体は、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１、第１熱媒体三方弁３０ａ、第１水ポンプ２３ａの順に流れて循環する。

【0183】

又、第３運転モードでは、第２水ポンプ２３ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、発熱機器１６、流量調整部１９、ラジエータ１７、第２水ポンプ２３ｂの順に熱媒体が流れて循環する。同時に、第２水ポンプ２３ｂ、第３熱媒体逆止弁３２ｃ、チラー２２、バッテリ２１、第２熱媒体開閉弁３１ｂ、流量調整部１９、ラジエータ１７、第２水ポンプ２３ｂの順に熱媒体が流れて循環する。

【0184】

図７に示すように、第３運転モードにおいても、熱媒体は、高温側熱媒体回路１０において、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１を通過するように循環している。又、熱媒体回路５の熱媒体は、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を接続して、ラジエータ１７を通過する熱媒体の流れに対して、発熱機器１６と、バッテリ２１及びチラー２２とが並列に接続された循環径路を構成している。

【0185】

従って、第３運転モードの高温側熱媒体回路１０において、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３を通過する際に加熱された熱媒体は、ヒータコア１１にて送風空気に対して放熱する。この為、第３運転モードでは、高温側熱媒体回路１０にて熱媒体を循環させることによって、車室内の暖房を行うことができる。

【0186】

又、第３運転モードでは、低温側熱媒体回路１５と機器用熱媒体回路２０が第５接続通路２５ｅ及び第６接続通路２５ｆを介して接続されている。そして、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａを通過する熱媒体の循環径路と、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａを通過する熱媒体の循環径路には、ラジエータ１７が含まれている。従って、熱媒体の流れによって、バッテリ２１に生じた廃熱及び発熱機器１６に生じた廃熱をラジエータ１７に移動させることができ、外気に放熱させることができる。つまり、バッテリ２１及び発熱機器１６を外気放熱によって冷却することができる。

【0187】

（４）第４運転モード
第４運転モードは、例えば、バッテリ２１の温度調整と共に、発熱機器１６の廃熱を利用した車室内の暖房を行う場合に、熱管理システム１で実行される。

【0188】

第４運転モードにおいては、制御装置７０は、第１水ポンプ２３ａ及び第２水ポンプ２３ｂを作動させると共に、第３水ポンプ２３ｃを停止状態にする。又、制御装置７０は、加熱装置１３を予め定められた発熱量で発熱させると共に、冷凍サイクル４０を上述した冷却モードで作動させる。更に、制御装置７０は、第１熱媒体開閉弁３１ａ及び第２熱媒体開閉弁３１ｂを何れも閉状態にする。

【0189】

制御装置７０は、第１熱媒体三方弁３０ａの作動を制御して、ヒータコア１１側の流入出口と第１接続通路２５ａ側の流入出口を連通させると共に、第５接続部２６ｅ側の流入出口を閉塞させる。

【0190】

そして、制御装置７０は、第２熱媒体三方弁３０ｂの作動を制御して、第１水ポンプ２３ａ側の流入出口と第３接続通路２５ｃ側の流入出口を連通させると共に、第２接続部２６ｂ側の流入出口を閉塞させる。

【0191】

又、制御装置７０は、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃの作動を制御して、第９接続部２６ｉ側の流入出口と迂回通路１８側の流入出口を連通させると共に、ラジエータ１７側の流入出口を閉塞させる。

【0192】

これにより、第４運転モードの熱媒体回路５においては、図８にて太線矢印で示すように熱媒体が循環する。具体的に、第４運転モードにおいては、熱媒体は、第２水ポンプ２３ｂ、第１熱媒体逆止弁３２ａ、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１、第１熱媒体三方弁３０ａ、発熱機器１６、流量調整部１９、第２水ポンプ２３ｂの順に流れて循環する。

【0193】

そして、第４運転モードでは、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、チラー２２、バッテリ２１、第２熱媒体逆止弁３２ｂ、第１水ポンプ２３ａの順に熱媒体が流れて循環する。

【0194】

図８に示すように、第４運転モードでは、高温側熱媒体回路１０と低温側熱媒体回路１５が第１接続通路２５ａ及び第２接続通路２５ｂを介して接続されている。そして、発熱機器１６の熱媒体通路１６ａから流出した熱媒体は、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３を介して、ヒータコア１１に流入し、送風空気に対して放熱する。この為、第４運転モードでは、高温側熱媒体回路１０及び低温側熱媒体回路１５において熱媒体を循環させることで、発熱機器１６の廃熱を利用した車室内暖房を実現することができる。

【0195】

又、第４運転モードの熱媒体回路５において、チラー２２から流出した熱媒体は、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａを流通して循環している。従って、第４運転モードにおいては、チラー２２で冷却された熱媒体をバッテリ２１の熱媒体通路２１ａに流通させることができるので、バッテリ２１の温度調整を行うことができる。

【0196】

（５）第５運転モード
第５運転モードは、例えば、発熱機器１６の温度調整、バッテリ２１の温度調整及び車室内暖房をそれぞれ独立して行う場合に、熱管理システム１で実行される。

【0197】

第５運転モードにおいては、制御装置７０は、第１水ポンプ２３ａ、第２水ポンプ２３ｂ及び第３水ポンプ２３ｃを、それぞれに定められた圧送能力を発揮するように作動させる。又、制御装置７０は、加熱装置１３を予め定められた発熱量で発熱させると共に、冷凍サイクル４０を上述した冷却モードで作動させる。更に、制御装置７０は、第１熱媒体開閉弁３１ａを開状態にすると共に、第２熱媒体開閉弁３１ｂを閉状態にする。

【0198】

制御装置７０は、第１熱媒体三方弁３０ａの作動を制御して、ヒータコア１１側の流入出口と第５接続部２６ｅ側の流入出口を連通させると共に、第１接続通路２５ａ側の流入出口を閉塞させる。

【0199】

そして、制御装置７０は、第２熱媒体三方弁３０ｂの作動を制御して、第１水ポンプ２３ａ側の流入出口と第２接続部２６ｂ側の流入出口を連通させると共に、第３接続通路２５ｃ側の流入出口を閉塞させる。

【0200】

又、制御装置７０は、流量調整部１９を構成する第３熱媒体三方弁３０ｃの作動を制御して、第９接続部２６ｉ側の流入出口とラジエータ１７側の流入出口を連通させると共に、迂回通路１８側の流入出口を閉塞させる。

【0201】

これにより、第５運転モードの熱媒体回路５においては、図９にて太線矢印で示すように熱媒体が循環する。具体的に、第５運転モードの高温側熱媒体回路１０においては、熱媒体は、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１、第１熱媒体三方弁３０ａ、第１水ポンプ２３ａの順に流れて循環する。

【0202】

第５運転モードの低温側熱媒体回路１５では、第２水ポンプ２３ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、発熱機器１６、流量調整部１９、ラジエータ１７、第２水ポンプ２３ｂの順に熱媒体が流れて循環する。同時に、第５運転モードの機器用熱媒体回路２０では、第３水ポンプ２３ｃ、チラー２２、バッテリ２１、第４熱媒体逆止弁３２ｄ、第３水ポンプ２３ｃの順に熱媒体が流れて循環する。つまり、第５運転モードでは、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０の夫々について、それぞれ独立して熱媒体が循環する。

【0203】

図９に示すように、第５運転モードの高温側熱媒体回路１０では、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３を通過した熱媒体がヒータコア１１を通過するように循環している。この為、加熱装置１３等で加熱された熱媒体は、ヒータコア１１を通過する際に、送風空気に放熱する。つまり、加熱装置１３等を利用した車室内暖房を実現することができる。

【0204】

又、第５運転モードの低温側熱媒体回路１５では、発熱機器１６を通過した熱媒体は、流量調整部１９を経由して循環している。流量調整部１９では、ラジエータ１７側の熱媒体流量と、迂回通路１８側の熱媒体流量を調整することができるので、ラジエータ１７にて、機器用熱媒体回路２０を循環する熱媒体から外気に放熱される放熱量を調整することができる。即ち、ラジエータ１７による発熱機器１６の温度調整を実現できる。

【0205】

そして、第５運転モードの機器用熱媒体回路２０においては、チラー２２を通過した熱媒体は、バッテリ２１の熱媒体回路５を流通する際に、バッテリ２１から吸熱する。第５運転モードでは、冷凍サイクル４０は冷却モードで作動している為、バッテリ２１の温度調整を適切に行うことができる。

【0206】

更に、第５運転モードでは、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０における熱媒体の循環はそれぞれ独立している。従って、加熱装置１３等を用いた車室内暖房、発熱機器１６の温度調整及びバッテリ２１の温度調整について、相互に与える影響を抑えて、それぞれの用途に応じた適切な対応を行うことができる。

【0207】

（６）第６運転モード
第６運転モードは、例えば、加熱装置１３等を用いた車室内暖房と共に、バッテリ２１の暖機を行う場合に、熱管理システム１で実行される。

【0208】

第６運転モードでは、制御装置７０は、第１水ポンプ２３ａを予め定められた圧送能力を発揮するように作動させ、第２水ポンプ２３ｂ及び第３水ポンプ２３ｃを停止状態にする。又、制御装置７０は、加熱装置１３を予め定められた発熱量で発熱させると共に、冷凍サイクル４０の作動を停止させる。更に、制御装置７０は、第１熱媒体開閉弁３１ａ及び第２熱媒体開閉弁３１ｂを閉状態にする。

【0209】

制御装置７０は、第１熱媒体三方弁３０ａの作動を制御して、ヒータコア１１側の流入出口と第５接続部２６ｅ側の流入出口を連通させると共に、第１接続通路２５ａ側の流入出口を閉塞させる。

【0210】

そして、制御装置７０は、第２熱媒体三方弁３０ｂの作動を制御して、第１水ポンプ２３ａ側の流入出口、第２接続部２６ｂ側の流入出口及び第３接続通路２５ｃ側の流入出口を連通させる。尚、第６運転モードにおける流量調整部１９の作動態様については、任意に定めることができる。

【0211】

これにより、第６運転モードの熱媒体回路５においては、図１０にて太線矢印で示すように熱媒体が循環する。具体的に、第６運転モードの高温側熱媒体回路１０においては、熱媒体は、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、水冷媒熱交換器１２、加熱装置１３、ヒータコア１１、第１熱媒体三方弁３０ａ、第１水ポンプ２３ａの順に流れて循環する。同時に、第１水ポンプ２３ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、チラー２２、バッテリ２１、第２熱媒体逆止弁３２ｂ、第１水ポンプ２３ａの順に、熱媒体が流れて循環する。

【0212】

即ち、第６運転モードでは、第３接続通路２５ｃ及び第４接続通路２５ｄによって、高温側熱媒体回路１０と機器用熱媒体回路２０が接続されている。そして、第１水ポンプ２３ａから吐出される熱媒体の流れに対して、バッテリ２１、加熱装置１３及びヒータコア１１と、チラー２２及びバッテリ２１が並列に接続されている。

【0213】

図１０に示すように、第６運転モードでは、高温側熱媒体回路１０及び機器用熱媒体回路２０を接続して、第１水ポンプ２３ａから吐出された熱媒体の一部が、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３を介して、ヒータコア１１を通過するように循環させている。

【0214】

従って、第６運転モードでは、水冷媒熱交換器１２及び加熱装置１３から流出した熱媒体は、ヒータコア１１に流入して送風空気に対して放熱する。この為、第６運転モードでは、加熱装置１３等を利用した車室内暖房を実現することができる。

【0215】

又、第６運転モードの熱媒体回路５において、第１水ポンプ２３ａから吐出された熱媒体の他の一部は、チラー２２を介して、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａを流通して循環している。従って、第６運転モードにおいては、加熱装置１３等で温められた熱媒体を、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａを介して循環させることができ、熱媒体の有する熱を利用してバッテリの暖機を行うことができる。

【0216】

以上説明したように、本実施形態に係る熱管理システム１は、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５、機器用熱媒体回路２０、回路接続部２５、熱媒体回路切替制御部７０ｃを有している。

【0217】

図６～図８に示すように、熱管理システム１によれば、低温側熱媒体回路１５を流通した熱媒体が、回路接続部２５を介して、高温側熱媒体回路１０及び機器用熱媒体回路２０の何れか一方を経由するように循環させることができる。これにより、熱管理システム１は、低温側熱媒体回路１５の発熱機器１６の廃熱を熱媒体によって輸送して、高温側熱媒体回路１０からの車室内暖房や、機器用熱媒体回路２０の対象機器であるバッテリ２１の暖機に利用することができる。

【0218】

又、熱管理システム１は、回路接続部２５を介して、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を接続して、熱媒体を循環させる第１運転モードを実現することができる。図５に示すように、第１運転モードにおいて、熱媒体は、発熱機器１６、バッテリ２１の熱媒体通路２１ａ、加熱装置１３、ヒータコア１１を経由するように循環している。従って、第１運転モードの熱管理システム１では、発熱機器１６等の廃熱を利用した車室内暖房と共に、発熱機器１６及びバッテリ２１の温度調整を実現することができる。

【0219】

そして、熱管理システム１では、冷凍サイクル４０を作動させることなく、熱媒体の循環によって、高温側熱媒体回路１０等の間における熱輸送を実現している。つまり、熱媒体と冷媒の熱交換を行う必要がない為、熱交換効率等に起因する熱損失を生じさせることはない。これにより、熱管理システム１によれば、車室内暖房や発熱機器及び対象機器の温度調整について、省エネルギ化を図ることができる。

【0220】

更に、図５に示すように、第１運転モードにおける熱媒体の循環径路は、第１水ポンプ２３ａ、第２水ポンプ２３ｂを経由するように構成されており、第３水ポンプ２３ｃは循環径路から外れている。換言すると、第１運転モードにおける熱媒体の循環径路に、第３水ポンプ２３ｃが配置されていない状態ということができる。

【0221】

この為、第１運転モードにおける熱媒体の循環に関し、第３水ポンプ２３ｃを経由しないように循環径路を構成することで、第３水ポンプ２３ｃに由来する流路抵抗を低減し、熱媒体の循環に関する流路抵抗をできるだけ低く抑えることができる。

【0222】

そして、第１運転モードでは、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０を経由して循環する為、循環径路が長くなり熱媒体の圧送能力も要求される。図５に示すように、第１運転モードの循環径路には、第１水ポンプ２３ａ及び第２水ポンプ２３ｂが配置されている為、第１運転モードにおける熱媒体の循環に要する圧送能力を充分に確保することができる。

【0223】

又、本実施形態に係る熱管理システム１は、更に、第５運転モードに切り替えることができる。図９に示すように、第５運転モードでは、高温側熱媒体回路１０、低温側熱媒体回路１５、機器用熱媒体回路２０にて、熱媒体をそれぞれ独立して循環させている為、熱媒体の循環が相互に影響を及ぼすことがない。

【0224】

これにより、高温側熱媒体回路１０による車室内暖房、低温側熱媒体回路１５における発熱機器１６の温度調整及び機器用熱媒体回路２０におけるバッテリ２１の温度調整を、それぞれに適した対応で並行して実行することができる。

【0225】

そして、熱管理システム１は、回路切替部を構成する第１熱媒体三方弁３０ａ等の作動を制御することにより、第４運転モードに切り替えることができる。図８に示すように、回路接続部２５を構成する第１接続通路２５ａ及び第２接続通路２５ｂを介して、高温側熱媒体回路１０のヒータコア１１と、低温側熱媒体回路１５の発熱機器１６を通過するように熱媒体を循環させている。又、第４運転モードでは、機器用熱媒体回路２０にて、熱媒体を独立して循環させることができる。

【0226】

これにより、高温側熱媒体回路１０及び低温側熱媒体回路１５による発熱機器１６の廃熱を利用した車室内暖房と、機器用熱媒体回路２０におけるバッテリ２１の温度調整を並行して実行することができる。

【0227】

又、熱管理システム１は、回路切替部を構成する第１熱媒体三方弁３０ａ等の作動を制御することにより、第２運転モードに切り替えることができる。図６に示すように、回路接続部２５を構成する第５接続通路２５ｅ及び第６接続通路２５ｆを介して、低温側熱媒体回路１５の発熱機器１６と、機器用熱媒体回路２０のバッテリ２１を通過するように熱媒体を循環させている。又、第２運転モードでは、高温側熱媒体回路１０にて、熱媒体を独立して循環させることができる。

【0228】

これにより、熱管理システム１は、低温側熱媒体回路１５及び機器用熱媒体回路２０にて、発熱機器１６の廃熱を利用したバッテリ２１の暖機や、バッテリ２１の廃熱を利用した発熱機器１６の温度調整を行うことができる。又、高温側熱媒体回路１０において、加熱装置１３及びヒータコア１１を経由するように熱媒体が循環している為、加熱装置１３を用いた車室内暖房を実行することができる。

【0229】

更に、熱管理システム１は、回路切替部を構成する第１熱媒体三方弁３０ａ等の作動を制御することで、第６運転モードに切り替えることができる。図１０に示すように、第６運転モードでは、回路接続部２５を構成する第３接続通路２５ｃ及び第４接続通路２５ｄを介して、高温側熱媒体回路１０のヒータコア１１及び加熱装置１３と、機器用熱媒体回路２０のバッテリ２１を通過するように熱媒体を循環させる。これにより、熱管理システム１は、高温側熱媒体回路１０の加熱装置１３を熱源として用いて、車室内の暖房とバッテリ２１の暖機を並行して実現させることができる。

【0230】

そして、本実施形態に係る熱管理システム１の回路切替部は、第１熱媒体三方弁３０ａと、第２熱媒体三方弁３０ｂと、第１熱媒体開閉弁３１ａと、第２熱媒体開閉弁３１ｂを有して構成されている。２つの熱媒体三方弁及び２つの熱媒体開閉弁という簡素な構成によって、熱管理システム１における熱媒体の循環径路を様々な態様に切り替えることができ、第１運転モード～第６運転モードを実現することができる。

【0231】

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

【0232】

（１）上述した実施形態では、本開示に係る熱管理システム１を、車載機器冷却機能付きの車両用空調装置に適用した例を説明したが、熱管理システム１の適用はこれに限定されない。熱管理システム１は、車両用に限定されることなく、定置型の空調装置等に適用してもよい。例えば、サーバ（コンピュータ）の温度を適切に調整しつつ、サーバが収容される室内の空調を行うサーバ冷却機能付きの空調装置等に適用してもよい。

【0233】

（２）又、熱管理システムの熱媒体回路において、発熱機器１６には、複数の構成機器が含まれていることとしていたが、発熱機器１６における各構成機器の熱媒体通路１６ａは、互いに直接的に直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。又、発熱機器１６を、単一の構成機器とすることも可能である。

【0234】

（３）そして、上述した実施形態では、熱媒体回路５における回路切替部として、第１熱媒体三方弁３０ａ、第２熱媒体三方弁３０ｂ、第１熱媒体開閉弁３１ａ、第２熱媒体開閉弁３１ｂを採用していたが、これに限定されるものではない。熱媒体回路５における回路構成を切り替えることができれば、複数の開閉弁の組み合わせ等の他の構成を採用することができる。

【0235】

（４）又、上述した実施形態では、熱媒体回路５の熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用した例を説明したが、熱媒体はこれに限定されない。例えば、ジメチルポリシロキサン、或いはナノ流体等を含む溶液、不凍液等を、熱媒体として採用することができる。更に、熱媒体としてオイル等の絶縁の液媒体を用いることも可能である。

【0236】

（５）そして、本開示における冷凍サイクル４０の構成は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、冷凍サイクル４０を構成する室外熱交換器４６として、モジュレータを有する室外熱交換器を採用してもよい。同様に、水冷媒熱交換器１２として、貯液タンクを有する水冷媒熱交換器１２を採用してもよい。

【0237】

（６）上述の実施形態では、冷媒としてＲ１２３４ｙｆを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。

【0238】

（７）又、上述の実施形態の第１運転モードでは、図５に示すように、熱媒体の循環径路から第３水ポンプ２３ｃが外れるように構成されていたが、第１運転モードにおける熱媒体の循環経路の構成はこれに限定されない。第１運転モードにおける熱媒体の循環径路から、第１水ポンプ２３ａ～第３水ポンプ２３ｃのうちの一つが外れていれば良く、第１水ポンプ２３ａが外れていても良いし、第２水ポンプ２３ｂが外れていても良い。

【符号の説明】

【0239】

１ 熱管理システム
１０ 高温側熱媒体回路
１１ ヒータコア
１３ 加熱装置
１５ 低温側熱媒体回路
１６ 発熱機器
２０ 機器用熱媒体回路
２１ バッテリ
２５ 回路接続部
７０ｃ 熱媒体回路切替制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】