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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-29
(54)【発明の名称】デバイス冷却システム及び熱管理システム
(51)【国際特許分類】
B60K 11/02 20060101AFI20240822BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20240822BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20240822BHJP
H01M 10/6568 20140101ALI20240822BHJP
H01M 10/6571 20140101ALI20240822BHJP
【ＦＩ】
B60K11/02
H01M10/613
H01M10/625
H01M10/6568
H01M10/6571
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024507136
(86)(22)【出願日】2021-08-31
(85)【翻訳文提出日】2024-02-06
(86)【国際出願番号】 CN2021115796
(87)【国際公開番号】W WO2023028879
(87)【国際公開日】2023-03-09
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503433420
【氏名又は名称】華為技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｕａｗｅｉ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｂａｎｔｉａｎ， Ｌｏｎｇｇａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２９， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133569
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 進
(72)【発明者】
【氏名】尹 建▲強▼
【テーマコード（参考）】
3D038
5H031
【Ｆターム（参考）】
3D038AB01
3D038AC23
5H031KK03
5H031KK08
(57)【要約】
本出願ではデバイス冷却システム及び熱管理システムが提供される。熱管理システムは電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとを含む。デバイス冷却システムは車載デバイス、メインコントローラ及びバルブセットを含む。車載デバイスには液流入パイプと液流出パイプとが配置され、液流入パイプはバルブセットと連通し、バルブセットは電気駆動部液冷ループに接続されて第１の経路が形成され、バルブセットはバッテリ液冷ループに接続されて第２の経路が形成され、バルブセットは、スイッチ状況を切り換えて第１の経路又は第２の経路を接続するように制御するように構成される。車載デバイスには温度湿度検出装置が配置される。メインコントローラは、温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、露点温度に基づいて、スイッチ状況を切り換えるようにバルブセットを制御するように構成される。本出願で提供されているデバイス冷却システム及び熱管理システムに係れば、車載デバイスが液冷循環システムに接続される場合に結露が生じる問題が解決されることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱管理システムに適用されるデバイス冷却システムであって、前記熱管理システムは電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとを備え、前記デバイス冷却システムは車載デバイス、メインコントローラ及びバルブセットを備え、前記車載デバイスには液流入パイプと液流出パイプとが配置され、前記液流入パイプは前記バルブセットと連通し、前記バルブセットは前記電気駆動部液冷ループに接続されて第１の経路が形成され、前記バルブセットは前記バッテリ液冷ループに接続されて第２の経路が形成され、前記バルブセットは、スイッチ状況を切り換えて前記第１の経路又は前記第２の経路を接続するように制御するように構成され、前記液流出パイプは前記電気駆動部液冷ループ又は前記バッテリ液冷ループに接続され、
前記車載デバイスには温度湿度検出装置が配置され、前記温度湿度検出装置と前記バルブセットとに前記メインコントローラが個別に接続され、前記メインコントローラは、前記温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、前記露点温度に基づいて、前記スイッチ状況を切り換えるように前記バルブセットを制御するように構成される、デバイス冷却システム。
【請求項2】
前記電気駆動部液冷ループと前記バルブセットとの間には第１の温度センサが配置され、前記バッテリ液冷ループと前記バルブセットとの間には第２の温度センサが配置され、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとには前記メインコントローラが個別に接続され、前記メインコントローラは、前記第１の温度センサによって検出された第１の温度と、前記第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得し、前記露点温度、前記第１の温度及び前記第２の温度を比較し、前記第１の温度と前記第２の温度との両方が前記露点温度以上である場合に、前記第１の温度と前記第２の温度とのうちの低い方の温度に対応する経路を接続するように制御し、又は前記第１の温度と前記第２の温度とのいずれかが前記露点温度以上である場合に、前記第１の温度と前記第２の温度とのうちの高い方の温度に対応する経路を接続するように制御するように構成される、請求項１に記載のデバイス冷却システム。
【請求項3】
前記デバイス冷却システムは第１のヒータをさらに備え、前記第１のヒータは前記バルブセットと前記液流入パイプとの間に接続され、前記第１のヒータには前記メインコントローラが接続され、前記メインコントローラは、前記第１の温度と前記第２の温度との両方が前記露点温度未満である場合に、オンにされるように前記第１のヒータを制御するように構成される、請求項２に記載のデバイス冷却システム。
【請求項4】
前記デバイス冷却システムは第３の温度センサをさらに備え、前記第３の温度センサは前記第１のヒータと前記液流入パイプとの間に接続され、前記第３の温度センサには前記メインコントローラが接続され、前記メインコントローラは、前記第３の温度センサによって検出された第３の温度を取得し、前記第３の温度が前記露点温度未満にならないように、オンにされるように前記第１のヒータを制御するように構成される、請求項３に記載のデバイス冷却システム。
【請求項5】
前記バルブセットは第１の３ウェイソレノイドバルブを備え、前記第１の３ウェイソレノイドバルブの流出部には前記液流入パイプが接続され、前記第１の３ウェイソレノイドバルブの第１の流入部には前記電気駆動部液冷ループが接続され、前記第１の３ウェイソレノイドバルブの第２の流入部には前記バッテリ液冷ループが接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項6】
前記バルブセットは第１の２ウェイソレノイドバルブと第２の２ウェイソレノイドバルブとを備え、前記第１の２ウェイソレノイドバルブは前記電気駆動部液冷ループと前記液流入パイプとの間に接続され、前記第２の２ウェイソレノイドバルブは前記バッテリ液冷ループと前記液流入パイプとの間に接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項7】
前記車載デバイスはハウジングと、前記ハウジングに配置されるメインボードと、を備え、前記ハウジングは冷温プレートを備え、前記冷温プレートには前記液流入パイプと前記液流出パイプとが配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項8】
前記電気駆動部液冷ループは、管路を通じて順次連通するラジエータ、第１のケトル、第１のウォータポンプ及びパワートレインを備え、前記第１のウォータポンプと前記パワートレインとの間に前記バルブセットが接続される、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項9】
前記電気駆動部液冷ループは第２の３ウェイソレノイドバルブをさらに備え、前記第２の３ウェイソレノイドバルブの流入部が前記パワートレインに接続され、前記第２の３ウェイソレノイドバルブの２つの流出部が前記ラジエータと前記第１のケトルとにそれぞれ接続される、請求項８に記載のデバイス冷却システム。
【請求項10】
前記バッテリ液冷ループはコンプレッサ、熱交換器、コンデンサ、第２のケトル、第２のウォータポンプ及びバッテリパックを備え、前記コンプレッサ、前記熱交換器及び前記コンデンサは管路を通じて順次連通して冷媒ループが形成され、前記第２のケトル、前記第２のウォータポンプ、前記熱交換器及び前記バッテリパックは管路を通じて順次連通して冷却剤ループが形成され、前記熱交換器と前記バッテリパックとの間には前記バルブセットが接続される、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項11】
前記バッテリ液冷ループは第２のヒータをさらに備え、前記第２のヒータは前記熱交換器と前記バッテリパックとの間に接続され、前記第２のヒータと前記バッテリパックとの間には前記バルブセットが接続される、請求項１０に記載のデバイス冷却システム。
【請求項12】
前記車載デバイスはドメインコントローラ、オンボードチャージャ又はエレクトロニックコントロールユニットＥＣＵを備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項13】
前記メインコントローラはビークルコントロールユニットＶＣＵ、又は前記車載デバイス中のコントローラである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項14】
電気駆動部液冷ループと、バッテリ液冷ループと、請求項１から１３のいずれか一項に記載のデバイス冷却システムと、を備える、熱管理システム。
【請求項15】
デバイス冷却システムを制御する方法であって、車載デバイスの温度湿度検出装置によって検出された温度情報及び湿度情報を取得し、前記温度情報及び前記湿度情報に基づいて露点温度を計算するステップと、
前記露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定するステップと、
前記露点温度が前記第１の区間に属する場合に、第１の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、前記第１の経路は前記車載デバイスを電気駆動部液冷ループと接続する、ステップ、又は
前記露点温度が前記第２の区間に属する場合に、第２の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、前記第２の経路は前記車載デバイスをバッテリ液冷ループと接続する、ステップと、を含む、方法。
【請求項16】
前記露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定する前記ステップは、第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得するステップであって、前記第１の温度は前記第１の経路の液流入温度であり、前記第２の温度は前記第２の経路の液流入温度である、ステップと、
前記露点温度、前記第１の温度及び前記第２の温度を比較するステップと、
前記露点温度が前記第１の温度と前記第２の温度とのいずれか以下である場合において、前記第１の温度が前記第２の温度を超えるときに、前記露点温度が前記第１の区間に属すると決定する、若しくは前記第１の温度が前記第２の温度未満であるときに、前記露点温度が前記第２の区間に属すると決定するステップ、又は
前記露点温度が前記第１の温度と前記第２の温度との両方以下である場合において、前記第１の温度が前記第２の温度を超えるときに、前記露点温度が前記第２の区間に属すると決定する、若しくは前記第１の温度が前記第２の温度未満であるときに、前記露点温度が前記第１の区間に属すると決定するステップと、を特に備える、請求項１５に記載のデバイス冷却システムを制御する方法。
【請求項17】
前記露点温度が第３の区間に属するか否かを決定し、前記露点温度が前記第３の区間に属する場合に、オンにされるように第１のヒータを制御するステップであって、前記第１のヒータは前記バルブセットと前記車載デバイスとの間に配置される、ステップをさらに備える、請求項１６に記載のデバイス冷却システムを制御する方法。
【請求項18】
前記露点温度が第３の区間に属するか否かを決定する前記ステップは、前記露点温度、前記第１の温度及び前記第２の温度を比較し、前記露点温度が前記第１の温度と前記第２の温度との両方を超える場合に、前記露点温度が前記第３の区間に属すると決定するステップを特に備える、請求項１７に記載のデバイス冷却システムを制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は熱管理技術の分野に関し、特にデバイス冷却システム及び熱管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
結露とは、空気の絶対湿度が不変のままでありかつ空気温度が減少し、温度が特定の値まで減少したときに空気の湿度が飽和状態に達し、温度が減少し続けるときに空気の湿気が凝結させられる現象である。露点温度とは、混合比及び大気圧が不変のままであることを前提として空気の相対湿度が１００％に達することができる温度である。デバイスに付けられた水滴は電気化学的腐食やカビの発生などの異常現象を引き起こすおそれがある。デバイスの電気部品上で垂れる水滴は短絡や破裂などの問題を引き起こすおそれがある。
【0003】
例として車両分野を用いる。車載デバイスの機能がますます強力になるのにつれて、車載デバイスのチップのパワー消費がますます大きくなる。したがって、車載デバイスの放熱要求がますます高くなり、放熱要求が自然放熱や空冷放熱だけでは満たされることができない。放熱効率を改善するために、車載デバイスが車両の液冷循環システムに接続される場合がある。しかし、空気と液冷循環システムの冷却剤との温度差が大きい。結果として、車載デバイス内の暖かい空気が車載デバイスの冷温のハウジングに触れると、結露が生じる場合があり、車載デバイスのメインボードや電子部品で生じる腐食及び短絡のリスクが引き起こされる。
【発明の概要】
【0004】
本出願の実施形態では、デバイスが液冷循環システムに接続される場合に結露が生じる問題を解決する、デバイス冷却システム及び熱管理システムが提供される。解決手段が車両システムに適用されると、車載デバイスで生じる結露のリスクが低下させられることができ、車両安全性が改善されることができる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本出願の実施形態の態様では、熱管理システムに適用されるデバイス冷却システムが提供される。熱管理システムは電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとを含む。デバイス冷却システムは車載デバイス、メインコントローラ及びバルブセットを含む。車載デバイスには液流入パイプと液流出パイプとが配置され、液流入パイプはバルブセットと連通し、バルブセットは電気駆動部液冷ループに接続されて第１の経路が形成され、バルブセットはバッテリ液冷ループに接続されて第２の経路が形成され、バルブセットは、スイッチ状況を切り換えて第１の経路又は第２の経路を接続するように制御するように構成され、液流出パイプは電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループに接続される。車載デバイスには温度湿度検出装置が配置される。温度湿度検出装置とバルブセットとにメインコントローラが個別に接続され、メインコントローラは、温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、露点温度に基づいて、スイッチ状況を切り換えるようにバルブセットを制御するように構成される。
【0006】
本出願の実施形態で提供されているデバイス冷却システムに係れば、車載デバイスに温度湿度検出装置が配置されて車載デバイス内の空気の露点温度が取得される。車載デバイスが電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとにバルブセットを用いて接続される。バルブセットを用いてスイッチを切り換えることによって車載デバイスが電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループに接続される。このようにして、車載デバイスに入る冷却剤の温度が常に車載デバイス内の空気の露点温度以上である。これにより、車載デバイスで結露現象が生じることを避けることができ、車載デバイスの信頼性及び耐用年数の改善及び延長を行なうことができる。
【0007】
可能な実現例では、電気駆動部液冷ループとバルブセットとの間には第１の温度センサが配置され、バッテリ液冷ループとバルブセットとの間には第２の温度センサが配置される。第１の温度センサと第２の温度センサとにメインコントローラが個別に接続される。メインコントローラは、第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得し、露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較し、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度以上である場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの低い方の温度に対応する経路を接続するように制御し、又は第１の温度と第２の温度とのいずれかが露点温度以上である場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの高い方の温度に対応する経路を接続するように制御するように構成される。
【0008】
この場合、電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとの液流入温度が露点温度と比較されてもよいことで、車載デバイスに入る冷却剤の温度がより正確に制御されることができる。これにより、車載デバイスで結露現象が生じることを避けることができ、車載デバイスが最低稼動温度にあることができて、車載デバイスの信頼性を改善し、故障率を低下させることができる。
【0009】
可能な実現例では、デバイス冷却システムは第１のヒータをさらに含む。第１のヒータはバルブセットと液流入パイプとの間に接続され、第１のヒータにはメインコントローラが接続され、メインコントローラは、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度未満である場合に、オンにされるように第１のヒータを制御するように構成される。
【0010】
バッテリ液冷ループ又は電気駆動部液冷ループからの低温の水を加熱するように第１のヒータが配置される。このようにして、車載デバイスに入る水の温度が露点温度以上であることで、結露現象が避けられることができる。
【0011】
可能な実現例では、デバイス冷却システムは第３の温度センサをさらに含む。第３の温度センサは第１のヒータと液流入パイプとの間に接続されてもよく、第３の温度センサにはメインコントローラが接続される。メインコントローラは、第３の温度センサによって検出された第３の温度を取得し、第３の温度が露点温度未満にならないように、オンにされるように第１のヒータを制御するように構成される。
【0012】
第３の温度センサが配置されることで、車載デバイスに入る水の温度がリアルタイムに監視されてもよい。これにより、車載デバイスに入る水の温度が露点温度以上であることが確実になり、第１のヒータの過度の加熱パワーによって引き起こされる水の過度に高い温度により車載デバイスの冷却効率と稼動の信頼性とに影響を及ぼすことが避けられる。
【0013】
可能な実現例では、バルブセットは第１の３ウェイソレノイドバルブを含む。第１の３ウェイソレノイドバルブの流出部には液流入パイプが接続され、第１の３ウェイソレノイドバルブの第１の流入部には電気駆動部液冷ループが接続され、第１の３ウェイソレノイドバルブの第２の流入部にはバッテリ液冷ループが接続される。
【0014】
第１の３ウェイソレノイドバルブの２つの流入部が開くように切り換えられることで、少数の部品があり管路が単純である場合に２つのループに液流入パイプが接続されるように切り換えられることができる。
【0015】
可能な実現例では、バルブセットは第１の２ウェイソレノイドバルブと第２の２ウェイソレノイドバルブとを含む。第１の２ウェイソレノイドバルブは電気駆動部液冷ループと液流入パイプとの間に接続され、第２の２ウェイソレノイドバルブはバッテリ液冷ループと液流入パイプとの間に接続される。
【0016】
２つの２ウェイソレノイドバルブが配置されることで、１つの３ウェイソレノイドバルブの機能と同じ２つの２ウェイソレノイドバルブの機能が実施されることができる。これに加えて、管路接続関係が単純であり、実施し易い。
【0017】
可能な実現例では、車載デバイスはハウジングと、ハウジングに配置されるメインボードと、を含む。ハウジングは冷温プレートを含み、冷温プレートには液流入パイプと液流出パイプとが配置される。
【0018】
車載デバイスに配置される冷温プレートが車載デバイスと液冷ループとの接続を実施するのに用いられて、車載デバイスの液冷を実施してメインボードの優れた保護を行なうことができる。
【0019】
可能な実現例では、電気駆動部液冷ループは、管路で順次連通するラジエータ、第１のケトル、第１のウォータポンプ及びパワートレインを含み、第１のウォータポンプとパワートレインとの間にバルブセットが接続される。
【0020】
このようにして、電気駆動部液冷ループの低温冷却剤が車載デバイスに入ることができる。
【0021】
可能な実現例では、電気駆動部液冷ループは第２の３ウェイソレノイドバルブをさらに含み、第２の３ウェイソレノイドバルブの流入部がパワートレインに接続され、第２の３ウェイソレノイドバルブの２つの流出部がラジエータと第１のケトルとにそれぞれ接続される。
【0022】
第２の３ウェイソレノイドバルブが配置されることで、パワートレインによって発生させられた熱が低いと、冷却剤循環を通るだけで放熱要求が満たされることができ、ラジエータがオンにされる必要がない。これにより、エネルギー消費を低下させることができる。
【0023】
可能な実現例では、バッテリ液冷ループはコンプレッサ、熱交換器、コンデンサ、第２のケトル、第２のウォータポンプ及びバッテリパックを含む。コンプレッサ、熱交換器及びコンデンサは管路を通じて順次連通して冷媒ループが形成される。第２のケトル、第２のウォータポンプ、熱交換器及びバッテリパックは管路を通じて順次連通して冷却剤ループが形成される。熱交換器とバッテリパックとの間にはバルブセットが接続される。
【0024】
このようにして、バッテリ液冷ループの低温冷却剤が車載デバイスに入ることができる。
【0025】
可能な実現例では、バッテリ液冷ループは第２のヒータをさらに含む。第２のヒータは熱交換器とバッテリパックとの間に接続され、第２のヒータとバッテリパックとの間にはバルブセットが接続される。
【0026】
第２のヒータは、冷却剤を加熱して冬期で温度が低いときにバッテリパックを加熱して、低温によってバッテリパックの稼動に影響が及ぼされるのを防止するように構成される。
【0027】
可能な実現例では、車載デバイスはドメインコントローラ、オンボードチャージャ又はエレクトロニックコントロールユニットＥＣＵを含む。
【0028】
複数のタイプの車載デバイスのすべてが上記の冷却デバイスで用いられて、効率的な冷却と結露防止とを実施することができる。
【0029】
可能な実現例では、メインコントローラはビークルコントロールユニットＶＣＵ、又は車載デバイス中のコントローラである。
【0030】
車両統合性を高くするためにメインコントローラがビークルコントロールユニットに組み込まれてもよいし、回路接続を容易にするためにメインコントローラが、車載デバイスに含まれるコントローラであってもよい。
【0031】
本出願の実施形態の別の態様では熱管理システムが提供される。熱管理システムは電気駆動部液冷ループと、バッテリ液冷ループと、上記のデバイス冷却システムと、を含む。
【0032】
本出願の実施形態の熱管理システムでは、電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとがパワートレインとバッテリパックという主要な２つの発熱デバイスをそれぞれ冷却するように配置される。これに加えて、メインコントローラの制御下で車載デバイスが電気駆動部液冷ループに接続されたりバッテリ液冷ループに接続されたりしてもよい。このようにして、車載デバイスの液冷が実施されることができ、車載デバイスの結露現象が避けられることができる。
【0033】
本出願の実施形態の別の態様ではデバイス冷却システムを制御する方法がさらに提供される。本方法は、
車載デバイスの温度湿度検出装置によって検出された温度情報及び湿度情報を取得し、温度情報及び湿度情報に基づいて露点温度を計算するステップと、
露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定するステップと、
露点温度が第１の区間に属する場合に、第１の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、第１の経路は車載デバイスを電気駆動部液冷ループと接続する、ステップ、又は
露点温度が第２の区間に属する場合に、第２の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、第２の経路は車載デバイスをバッテリ液冷ループと接続する、ステップと、を含む。
車載デバイスの温度湿度検出装置によって検出された温度情報及び湿度情報を取得し、温度情報及び湿度情報に基づいて露点温度を計算するステップと、
露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定するステップと、
露点温度が第１の区間に属する場合に、第１の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、第１の経路は車載デバイスを電気駆動部液冷ループと接続する、ステップ、又は
露点温度が第２の区間に属する場合に、第２の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、第２の経路は車載デバイスをバッテリ液冷ループと接続する、ステップと、を含む。
【0034】
露点温度の解析を通じて、露点温度が異なる区間に属する場合に、異なる液冷ループに接続されるように車載デバイスが制御されることができることで、車載デバイスに入る冷却剤の温度が常に車載デバイス内の空気の露点温度以上である。これにより、車載デバイスで結露現象が生じることを避けることができる。
【0035】
可能な実現例では、露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定するステップは、
第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得するステップであって、第１の温度は第１の経路の液流入温度であり、第２の温度は第２の経路の液流入温度である、ステップと、
露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較するステップと、
露点温度が第１の温度と第２の温度とのいずれか以下である場合において、第１の温度が第２の温度を超えるときに、露点温度が第１の区間に属すると決定する、若しくは第１の温度が第２の温度未満であるときに、露点温度が第２の区間に属すると決定するステップ、又は
露点温度が第１の温度と第２の温度との両方以下である場合において、第１の温度が第２の温度を超えるときに、露点温度が第２の区間に属すると決定する、若しくは第１の温度が第２の温度未満であるときに、露点温度が第１の区間に属すると決定するステップと、を特に含む。
第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得するステップであって、第１の温度は第１の経路の液流入温度であり、第２の温度は第２の経路の液流入温度である、ステップと、
露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較するステップと、
露点温度が第１の温度と第２の温度とのいずれか以下である場合において、第１の温度が第２の温度を超えるときに、露点温度が第１の区間に属すると決定する、若しくは第１の温度が第２の温度未満であるときに、露点温度が第２の区間に属すると決定するステップ、又は
露点温度が第１の温度と第２の温度との両方以下である場合において、第１の温度が第２の温度を超えるときに、露点温度が第２の区間に属すると決定する、若しくは第１の温度が第２の温度未満であるときに、露点温度が第１の区間に属すると決定するステップと、を特に含む。
【0036】
２つのループのそれぞれの液流入温度と露点温度との比較の結果に基づいて、車載デバイスに入る冷却剤の温度がより正確に制御されることができることで、結露現象が避けられる。
【0037】
可能な実現例では、デバイス冷却システムを制御する方法は、露点温度が第３の区間に属するか否かを決定し、露点温度が第３の区間に属する場合に、オンにされるように第１のヒータを制御するステップであって、第１のヒータはバルブセットと車載デバイスとの間に配置される、ステップをさらに含む。
【0038】
露点温度が高く、車載デバイスが電気駆動部液冷ループに接続されるのかバッテリ液冷ループに接続されるのかにまったく無関係に結露現象が避けられることができない場合、冷却剤がヒータを用いて加熱されてもよく、これにより、液流入温度が露点温度以上である。
【0039】
可能な実現例では、露点温度が第３の区間に属するか否かを決定するステップは、
露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較し、露点温度が第１の温度と第２の温度との両方を超える場合に、露点温度が第３の区間に属すると決定するステップ
を特に含む。
露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較し、露点温度が第１の温度と第２の温度との両方を超える場合に、露点温度が第３の区間に属すると決定するステップ
を特に含む。
【0040】
２つのループのそれぞれの液流入温度と露点温度との比較の結果に基づいて、２つのループの液流入温度が両方とも露点温度未満であることがより正確に決定されることができ、その際、ヒータが適時にオンにされて結露が防止される。
【0041】
本出願の本実施形態では、２つ以上の液冷ループを含む熱管理システムに用いられるデバイス冷却システムがさらに提供される。熱管理システムは第１の液冷ループと第２の液冷ループとを含む。第１の液冷ループの冷却剤の冷却温度が第２の液冷ループの冷却剤の冷却温度を超える。デバイス冷却システムは冷却されるデバイスと、メインコントローラと、バルブセットと、を含む。冷却されるデバイスの液流入パイプがバルブセットと連通し、バルブセットが第１の液冷ループに接続されて第１の経路が形成され、バルブセットが第２の液冷ループに接続されて第２の経路が形成される。バルブセットはスイッチ状況を切り換えて第１の経路又は第２の経路を接続するように制御するように構成される。冷却されるデバイスの液流出パイプが第１の液冷ループと第２の液冷ループとに接続される。冷却されるデバイスには温度湿度検出装置が配置され、温度湿度検出装置とバルブセットとにメインコントローラが個別に接続される。メインコントローラは、温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、露点温度に基づいて、スイッチ状況を切り換えるようにバルブセットを制御するように構成される。本出願の本実施形態で提供されているデバイス冷却システムは車両中の上記の熱管理システムで用いられてもよいし、パワーシステムやデータセンターなどの分野で用いられてもよい。
【0042】
本出願の実施形態で提供されているデバイス冷却システム、熱管理システム及びデバイス冷却システムを制御する方法に係れば、車載デバイスに温度湿度検出装置が配置されて車載デバイス内の空気の露点温度が取得され、車載デバイスが電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとにバルブセットを用いて接続され、スイッチを切り換えるようにバルブセットを制御することによって車載デバイスが電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループに接続される。このようにして、車載デバイスに入る冷却剤の温度が常に車載デバイス内の空気の露点温度以上である。これにより、車載デバイスで結露現象が生じることを避け、車載デバイスの信頼性及び耐用年数の改善及び延長を行なって、車両の熱管理システムの信頼性を改善するのを支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】従来の技術に係る、車載デバイスを電気駆動部液冷ループに接続する概略図である。
【図2】従来の技術に係る、車載デバイスをバッテリ液冷ループに接続する概略図である。
【図3】本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムの概略図である。
【図4】本出願の実施形態に係る車載デバイスの構造の概略図である。
【図5】本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムの別の構造の概略図である。
【図6】本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムのまた別の構造の概略図である。
【図7】本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムのまたさらに別の構造の概略図である。
【図8】本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムのメインコントローラの稼動フローチャートである。
【図9】本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムの別の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0044】
本出願の実施形態では熱管理システムが提供される。熱管理システムは電気自動車に適用され、車両システムに対する熱エネルギー管理を行なうように構成される。熱管理システムは電気駆動部液冷ループ及びバッテリ液冷ループという２つの液冷循環システムを含んでもよい。パワートレインを冷却するためにパワートレインが電気駆動部液冷ループに接続され、バッテリパックを冷却するためにバッテリパックがバッテリ液冷ループに接続される。
【0045】
パワートレイン及びバッテリパックという主要な２つの発熱デバイスに加えて、車両はドメインコントローラ（モバイルデータセンター（Ｍｏｂｉｌｅ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ、略称ＭＤＣ）とも称される場合がある）、オンボードチャージャやエレクトロニックコントロールユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ，ＥＣＵ）などの複数のタイプの車載デバイスをさらに含む。車載モジュールはエンジンルームに設置される場合があるし、前席助手席グローブボックスに設置される場合があるし、座席下に設置される場合があるし、電気自動車の別の位置に設置される場合がある。これらの位置では車載モジュールが高い周囲温度をサポートすることが要求される。放熱環境が苛酷であり、車載デバイスが稼動していると、部品の温度が増加し、近傍の周囲温度もデバイスの内部温度に影響を及ぼす。この結果、電子部品の稼動の信頼性に影響が及ぼされる。電子産業では、部品の周囲温度が１０℃増加すると、電子部品の故障率が通常２倍になる。車載デバイスの正常な稼動と車両の円滑な運行とを確実にするためには、当該車載デバイスの放熱も考慮される必要がある。したがって、熱管理システムはデバイス冷却システムをさらに含んでもよい。
【0046】
従来の技術では、車載デバイスが自然放熱や空冷式放熱をサポートする場合がある。車載デバイスはラジエータのハウジングと、ラジエータのハウジング内に配置されるメインボードと、を含む場合がある。メインボードにはチップと別の電子部品とが配置される。メインボード、チップ及び別の電子部品によって発生させられる熱は放射と対流とを通じてラジエータのハウジングに伝達されることができる。ラジエータのハウジングには複数の放熱フィンが配置され、放熱フィンに伝達された熱が放射と対流とを通じて外気に放散させられることができる。
【0047】
一方で、車載モジュールの機能がますます強力になるのにつれて、それに応じてチップの計算能力が増加し、チップのパワー消費も増加し、放熱要求がますます高くなる。例としてコンピューティングデバイスを用いる。自動運転レベルが絶え間なく増加するのにつれて、ドメインコントローラの計算能力に対する要求が絶え間なく増加する。たとえば、動作量が１０Ｔｆｌｏｐｓから３００Ｔｆｌｏｐｓに増加させられたりさらに大きい動作量まで増加させられたりする必要がある。結果として、ドメインコントローラシステムのパワー消費が増加し、たとえば、２０Ｗから３００Ｗに増加する。この結果、ドメインコントローラが自然放熱や空冷式放熱を通じてでは大パワーコントローラの放熱要求を満たすことができない。したがって、液冷を通じて熱を放散させるようにドメインコントローラを設計することが欠かせない。
【0048】
従来の技術では、車載デバイスの液冷放熱を実施するために、車載デバイスが電気駆動部液冷ループに接続されたりバッテリ液冷ループに接続されたりする場合がある。
【0049】
図１は従来の技術に係る、車載デバイスを電気駆動部液冷ループに接続する概略図である。図１に示されているように、電気駆動部液冷ループ３００はラジエータ３１、第１のケトル３２、第１のウォータポンプ３３、パワートレイン３４及び第１のファン３６を含む場合がある。ラジエータ３１、第１のケトル３２、第１のウォータポンプ３３及びパワートレイン３４が管路を通じて順次連通してループを形成することができ、水などの冷却剤がループを循環することができる。パワートレイン３４によって発生させられた熱が冷却剤によって取り除かれ、ラジエータ３１で放散させられる。ラジエータ３１の放熱効率を改善するために、ラジエータ３１に接近して第１のファン３６が配置される場合がある。
【0050】
第１のウォータポンプ３３とパワートレイン３４との間に車載デバイス１００が接続される場合があり、これにより、電気駆動部液冷ループ３００の水などの冷却剤によって車載デバイス１００の熱を放散させることができる。しかし、電気駆動部液冷ループ３００の水の温度は通常４０℃を超えたり６５℃にまで達する場合があったりする。電気駆動部液冷ループ３００の水の温度が高いと、車載デバイス１００に対する冷却効果が制限される。これに加えて、高い周囲温度が維持されると、車載デバイス１００の電子部品の故障率が増加するおそれがある。
【0051】
図２は従来の技術に係る、車載デバイスをバッテリ液冷ループに接続する概略図である。図２に示されているように、バッテリ液冷ループ４００はコンプレッサ４１、熱交換器４２、コンデンサ４３、第２のケトル４４、第２のウォータポンプ４５、バッテリパック４６及び第２のファン４８を含む場合がある。コンプレッサ４１、熱交換器４２及びコンデンサ４３が管路を通じて順次連通してループが形成され、冷媒がループを循環することができる。熱交換器４２、第２のケトル４４、第２のウォータポンプ４５及びバッテリパック４６が管路を通じて順次連通してループが形成され、水などの冷却剤がループを循環することができる。バッテリパック４６によって発生させられた熱が水などの冷却剤によって取り除かれることができ、熱は熱交換器４２で交換され、放熱のためにコンデンサ４３で冷媒が凝縮させられる。コンデンサ４３の放熱効率を改善するために、コンデンサ４３に接近して第２のファン４８が配置される場合がある。
【0052】
熱交換器４２とバッテリパック４６との間に車載デバイス１００が接続される場合があり、これにより、バッテリ液冷ループ４００の水などの冷却剤によって車載デバイス１００の熱を放散させることができる。しかし、バッテリ液冷ループ４００の水の温度は通常約２０℃である。夏期には、車載デバイス１００を設置して配備する場合の周囲温度は通常約４０℃である。水の温度と周囲温度との間に２０℃の温度差がある。車載デバイス１００の暖かい空気が冷温のデバイスのハウジングの壁に触れると、結露が生じるおそれがある。結露によって、ボード部品で生じる腐食及び短絡のリスクが引き起こされるおそれがある。結果として、ボードが不良になる。
【0053】
車載デバイス１００が液冷システムに接続された後に結露が生じる問題を解決するために、防水車載デバイス１００が特設される場合がある。車載デバイス１００は上部ハウジング、下部ハウジング及びコネクタを含む場合がある。下部ハウジング及びコネクタの機械部分に防水封止剤が直接定量盛られ、防水封止剤が固化させられる前に、上部ハウジングと下部ハウジングとがねじを用いて一体に組み立てられる。防水封止剤が完全に固化させられた後、完全な接着力が形成されて上部ハウジングと下部ハウジングとコネクタとが一体に結合されて封止され、コネクタとケーブルとの間と、コネクタとデバイスのハウジングとの間とに防水機能が実施されることができる。このようにして、車載デバイス１００では全体としてＩＰ６７以上の防水要求が実施され、湿気が入ることを防止して結露が生じるのを遅らせることができる。しかし、湿気を隔離する解決手段には長期信頼性のリスクがあり、防水封止剤がデバイスを封止することを果たせないおそれがある。これに加えて、防水封止剤が長い間用いられる場合、車載デバイス１００の内外の湿気が最終的に均衡し、その際、結露現象が生じる。
【0054】
別の可能な実現例では、車載デバイス１００のメインボードの表面に定量盛るすなわちコーティングする（Ｃｏａｔｉｎｇ）設計が用いられる。これにより、ボード上の水滴によって引き起こされる部品の腐食及び短絡を防止することができる。しかし、製造効率が低いこと、コストが高いこと、防湿であるが防水でないことや、部品の放熱に対するインパクトなどの一連の問題がある。
【0055】
空気の温度が高いことが、空気に含まれることができる水蒸気が多く、飽和湿度が高いことを指し示すことに留意するべきである。空気の湿度を維持することによって空気の温度が低下させられる場合、温度が特定の値未満になると、水蒸気の分圧が空気の現在の温度に対応する飽和圧力に達する。この場合、空気中の水蒸気が飽和状態に達する。空気の温度がさらに低下させられる場合、水蒸気は凝縮されて空気から離れ、この現象は結露と呼ばれている。露点温度は湿度と大気圧とを変化させずに空気が飽和状態まで冷却された温度である。
【0056】
車載デバイス１００では、結露現象は、温度が露点温度未満のハウジングの表面に内部の湿っていて暖かい空気が触れるときに生じる。したがって、車載デバイス１００に入る冷却剤の温度が常に車載デバイス１００内の空気の露点温度以上であるように制御されることで、結露現象が避けられることができる。
【0057】
上記の課題に基づいて、本出願の実施形態ではデバイス冷却システムが提供される。車載デバイスに温度湿度検出装置が配置されて車載デバイス内の空気の露点温度が取得され、車載デバイスが電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとにバルブセットを用いて接続され、バルブセットはスイッチを切り換えて車載デバイスが電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループに接続されるのを可能にする。このようにして、車載デバイスに入る冷却剤の温度が常に車載デバイス内の空気の露点温度以上である。これにより、車載デバイスで結露現象が生じることを避けることができ、車載デバイスの信頼性及び耐用年数の改善及び延長を行なうことができる。
【0058】
図３は本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムの概略図である。図４は本出願の実施形態に係る車載デバイスの構造の概略図である。図３及び図４に示されているように、本出願の本実施形態ではデバイス冷却システムが提供される。デバイス冷却システムは車載デバイス１００、メインコントローラ（図には示されていない）及びバルブセットを含んでもよい。車載デバイス１００には液流入パイプ１１３と液流出パイプ１１４とが配置されている。液流入パイプ１１３はバルブセットと連通し、バルブセットは電気駆動部液冷ループに接続されて第１の経路が形成され、バルブセットはバッテリ液冷ループに接続されて第２の経路が形成される。バルブセットはスイッチ状況を切り換えて第１の経路又は第２の経路を接続するように制御するように構成される。液流出パイプ１１４は電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループに接続される。
【0059】
車載デバイス１００はハウジング１１と、ハウジング１１に配置されるメインボード１２と、を含んでもよい。ハウジング１１は上部ハウジング１１１と下部ハウジング１１２とを含んでもよい。上部ハウジング１１１と下部ハウジング１１２とは、ねじを用いて接続されてもよい。上部ハウジング１１１と下部ハウジング１１２との間にコネクタ１３が挟まれてもよく、コネクタ１３は外部ケーブルに接続されるように構成される。上部ハウジング１１１は冷温プレートを含んでもよく、冷温プレートには液流入パイプ１１３と液流出パイプ１１４とが配置される。液流入パイプ１１３から冷温プレートに水などの冷却剤が入って熱を吸収してもよく、その後、液流出パイプ１４から排出されてもよい。
【0060】
本出願の本実施形態では、バルブセットが液流入パイプ１１３を電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとに接続するように配置される。バルブセットがスイッチを切り換えるように制御されることで、電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループの低温冷水が液流入パイプ１１３から車載デバイス１００に入った後、液流出パイプ１１４から排出される。このようにして、液冷システムを用いて車載デバイス１００が冷却されることができる。液冷システムには高い冷却効率があり、液冷システムにより、液流入温度を制御することによって結露現象を防止することができる。
【0061】
当該液流入温度はバルブセットを制御することによって実施されてもよい。本出願の本実施形態では、車載デバイス１００に温度湿度検出装置が配置されてもよく、温度湿度検出装置とバルブセットとにメインコントローラが個別に接続される。メインコントローラは、温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、露点温度に基づいて、スイッチ状況を切り換えるようにバルブセットを制御するように構成され、これにより、車載デバイス１００に入る水などの冷却剤の温度が常に車載デバイス１００内の空気の露点温度以上である。これにより、車載デバイス１００で生じる結露現象を避けることができる。
【0062】
この場合、本出願の実施形態で提供されている、デバイス冷却システムを制御する方法は、以下のステップを含んでもよい。
【0063】
メインコントローラが、車載デバイス１００の温度湿度検出装置によって検出された温度情報及び湿度情報を取得し、温度情報及び湿度情報に基づいて露点温度を計算し、露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定し、露点温度が第１の区間に属する場合に、第１の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御する、又は露点温度が第２の区間に属する場合に、第２の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御する。
【0064】
特定の実施形態では、バッテリ液冷ループ４００の水の温度が電気駆動部液冷ループ３００の水の温度未満であってもよい。この場合、第１の区間の温度が第２の区間の温度を超える。温度が低い第２の区間に露点温度が属し、電気駆動部液冷ループ３００とバッテリ液冷ループ４００との両方の水の温度が露点温度以上である場合において、車載デバイスが電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとのいずれかに接続されるときに結露が生じない。水の温度が低いバッテリ液冷ループ４００に車載デバイス１００が接続されて冷却効率が改善されてもよい。温度が高い第１の区間に露点温度が属する場合、露点温度が電気駆動部液冷ループ３００の水の温度以下でありかつバッテリ液冷ループ４００の水の温度を超えてもよい。この場合、水の温度が高い電気駆動部液冷ループ３００に車載デバイス１００が接続されて結露が避けられてもよい。
【0065】
電気駆動部液冷ループ３００の水の温度が高く、通常４０℃を超える一方で、バッテリ液冷ループ４００の水の温度が低く、通常約２０℃であることが知られている。たとえば、第１の区間が２０℃～４０℃に設定されてもよく、第２の区間が０℃～２０℃に設定されてもよい。
【0066】
上記の実施形態に基づいて、本出願の本実施形態では、液流入温度を正確に制御するために、温度センサが配置されて電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとから冷却水の温度が検出されてもよい。
【0067】
電気駆動部液冷ループとバルブセットとの間に第１の温度センサが配置されてもよく、バッテリ液冷ループとバルブセットとの間に第２の温度センサが配置されてもよい。第１の温度センサと第２の温度センサとにメインコントローラが個別に接続される。メインコントローラは、第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得し、露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較し、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度以上である場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの低い方の温度に対応する経路を接続するように制御し、又は第１の温度と第２の温度とのいずれかが露点温度以上である場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの高い方の温度に対応する経路を接続するように制御するように構成される。
【0068】
この場合、本出願の本実施形態で提供されている、デバイス冷却システムを制御する方法は、以下のステップを含んでもよい。
【0069】
メインコントローラが車載デバイスの温度湿度検出装置によって検出された温度情報及び湿度情報を取得し、温度情報及び湿度情報に基づいて露点温度を計算し、第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得し、露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較して露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定し、露点温度が第１の区間に属する場合に、第１の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御する、又は露点温度が第２の区間に属する場合に、第２の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御する。
【0070】
露点温度、第１の温度及び第２の温度に基づいて、露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定することは、露点温度が第１の温度と第２の温度とのいずれか以下である場合において、第１の温度が第２の温度を超えるときに、露点温度が第１の区間に属すると決定する、若しくは第１の温度が第２の温度未満であるときに、露点温度が第２の区間に属すると決定すること、又は露点温度が第１の温度と第２の温度との両方以下である場合において、第１の温度が第２の温度を超えるときに、露点温度が第２の区間に属すると決定する、若しくは第１の温度が第２の温度未満であるときに、露点温度が第１の区間に属すると決定することを特に含む。
【0071】
第１の温度と第２の温度との両方が露点温度以上である場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの低い方の温度に対応する経路を接続するようにメインコントローラが制御することで、結露が避けられつつ冷却効率が改善されることができる、又は第１の温度と第２の温度とのいずれかが露点温度以上である場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの高い方の温度に対応する経路を接続するようにメインコントローラが制御することで、結露が避けられることができることが当然分かる。
【0072】
引き続き図３に示されているように、可能な実現例では、バルブのブロックが第１の３ウェイソレノイドバルブ２００であってもよい。第１の３ウェイソレノイドバルブ２００は流出部Ａ、第１の流入部Ｂ及び第２の流入部Ｃを含む。第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の流出部Ａには液流入パイプ１１３が接続され、第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の第１の流入部Ｂには電気駆動部液冷ループ３００が接続され、第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の第２の流入部Ｃにはバッテリ液冷ループ４００が接続される。第１の３ウェイソレノイドバルブ２００にはメインコントローラが接続され、メインコントローラが第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の流入部を切り換えることができることで、車載デバイス１００が電気駆動部液冷ループ３００又はバッテリ液冷ループ４００に接続される。第１の流入部Ｂが開かれると、第１の経路が接続され、電気駆動部液冷ループ３００によって低温冷却水が車載デバイス１００に投入される。第２の流入部Ｃが開かれると、第２の経路が接続され、バッテリ液冷ループ４００によって低温冷却水が車載デバイス１００に投入される。
【0073】
バッテリ液冷ループ４００の水の温度が電気駆動部液冷ループ３００の水の温度未満である場合には、メインコントローラの制御ロジックが、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度以上である場合に、第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の第２の流入部Ｃを開くようにメインコントローラが制御する、又は第１の温度が露点温度以上でありかつ第２の温度が露点温度未満である場合に、第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の第１の流入部Ｂを開くようにメインコントローラが制御する、といったように単純化されてもよい。
【0074】
図５は本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムの別の構造の概略図である。図５に示されているように、別の可能な実現例では、バルブセットが第１の２ウェイソレノイドバルブ２０２と第２の２ウェイソレノイドバルブ２０３とを含んでもよい。第１の２ウェイソレノイドバルブ２０２は電気駆動部液冷ループと液流入パイプ１１３との間に接続され、第２の２ウェイソレノイドバルブ２０３はバッテリ液冷ループと液流入パイプ１１３との間に接続される。
【0075】
第１の２ウェイソレノイドバルブ２０２と第２の２ウェイソレノイドバルブ２０３とにメインコントローラが個別に接続される。第１の２ウェイソレノイドバルブ２０２を開くようにメインコントローラが制御することができることで、第１の経路が接続され、電気駆動部液冷ループ３００によって低温冷却水が車載デバイス１００に投入される。第２の２ウェイソレノイドバルブ２０３を開くようにメインコントローラが制御することができることで、第２の経路が接続され、バッテリ液冷ループ４００によって低温冷却水が車載デバイス１００に投入される。
【0076】
またも参照する図３に示されているように、可能な実現例では、車載デバイス１００の液流出パイプ１１４が電気駆動部液冷ループ３００に接続されてもよい。図６は本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムのさらに別の構造の概略図である。図６に示されているように、別の可能な実現例では、車載デバイス１００の液流出パイプ１１４がバッテリ液冷ループ４００に接続されてもよい。
【0077】
電気駆動部液冷ループ３００の冷却剤とバッテリ液冷ループ４００の冷却剤とが同じであり、両方とも水であってもよいことが当然分かる。これに加えて、車載デバイス１００によって要求される冷却剤の流量は電気駆動部液冷ループ３００とバッテリ液冷ループ４００との各々の冷却剤の流量よりもはるかに小さい。したがって、液流入パイプ１１３と第１の経路が連通するのか第２の経路が連通するのかにかかわらず、冷却剤が車載デバイス１００から流れ出た後、２つのループのそれぞれの冷却効果に対する電気駆動部液冷ループ３００又はバッテリ液冷ループ４００に入る冷却剤のインパクトは無視され得る。
【0078】
図７は本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムのまたさらに別の構造の概略図である。図７に示されているように、可能な実現例では、車載デバイス１００の液流入側が第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の第１の流入部Ｂを通じて電気駆動部液冷ループ３００に直接接続されてもよい。車載デバイス１００が第１の３ウェイソレノイドバルブ２００の第２の流入部Ｃと３ウェイバルブＶ３とを通じてバッテリ液冷ループ４００に接続されてもよい。車載デバイス１００の液流出側が電気駆動部液冷ループ３００に直接接続されてもよく、このことは、車載デバイス１００が電気駆動部液冷ループ３００に直列に直接接続されることに相当する。上記に加えて、第１の３ウェイソレノイドバルブ２００を通じて液流入側で別の分岐が実施される。
【0079】
本出願の本実施形態では、バルブセットと、電気駆動部液冷ループ３００及びバッテリ液冷ループ４００の各々と、の接続が３ウェイバルブを通じて実施されてもよい。車載デバイス１００の液流出パイプと、電気駆動部液冷ループ３００又はバッテリ液冷ループ４００と、の間の接続も３ウェイバルブを通じて実施されてもよい。
【0080】
図３及び図５に示されているように、電気駆動部液冷ループ３００に３ウェイバルブＶ１及びＶ２が配置されてもよく、３ウェイバルブＶ１は３ウェイバルブＶ２の上流に位置させられる。３ウェイバルブＶ１の流入部から冷却剤が入り、３ウェイバルブＶ１の、一方の流出部が３ウェイバルブＶ２の、一方の流入部に直接接続され、３ウェイバルブＶ１の他方の流出部がバルブセットに接続され、３ウェイバルブＶ２の他方の流入部が液流出パイプ１１４に接続され、３ウェイバルブＶ２の流出部から冷却剤が流れ出る。３ウェイバルブＶ１及びＶ２が配置されることで、基幹循環に影響を及ぼさずに分岐循環が電気駆動部液冷ループ３００に加えられる。このようにして、冷却剤の少量部分が車載デバイス１００に入る。
【0081】
バッテリ液冷ループ４００に３ウェイバルブＶ３が配置されてもよい。３ウェイバルブＶ３の流入部から冷却剤が入り、３ウェイバルブＶ３の一方の流出部から冷却剤の一部が流れ出てバッテリ液冷ループ４００の基幹循環として用いられる。冷却剤の他の部分が３ウェイバルブＶ３の他方の流出部を通じてバルブセットに接続されて車載デバイス１００に入る。同じ原理にしたがって、図６では、液流出パイプ１１４が３ウェイバルブＶ５を通じてバッテリ液冷ループ４００に流れて戻ってもよい。
【0082】
３ウェイバルブを配置することによって電気駆動部液冷ループ３００とバッテリ液冷ループ４００とにバイパス分岐が加えられることで、車載デバイス１００を冷却するように冷却剤の一部が車載デバイス１００に転換されることができる。車載デバイス１００が電気駆動部液冷ループ３０又はバッテリ液冷ループ４００に直列に直接接続される解決手段と比較して、本解決手段に係れば、車載デバイス１００に入る冷却剤の流量と流速とが制御されることができる。これにより、流量が多く流速が大きい冷却剤の洗削（ｓｃｏｕｒｉｎｇ）によって引き起こされる車載デバイス１００の腐食が防止される。
【0083】
上記の実施形態に基づいて、図３及び図５から図７に示されているように、本出願の本実施形態では、デバイス冷却システムが第１のヒータ２０１をさらに含む。第１のヒータ２０１は第１の３ウェイソレノイドバルブ２００と液流入パイプ１１３との間に接続され、第１のヒータ２０１にはメインコントローラが接続されている。メインコントローラは、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度未満である場合に、オンにされるように第１のヒータ２０１を制御するように構成されている。第１のヒータ２０１はたとえばＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、正温度効率）ヒータであってもよい。
【0084】
この場合、本出願の本実施形態で提供されている、デバイス冷却システムを制御する方法は、露点温度が第３の区間に属するか否かをメインコントローラが決定し、露点温度が第３の区間に属する場合に、オンにされるように第１のヒータをメインコントローラが制御することをさらに含んでもよい。露点温度が第３の区間に属するか否かを決定することは、露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較し、露点温度が第１の温度と第２の温度との両方を超える場合に、露点温度が第３の区間に属すると決定することを特に含む。
【0085】
第１の温度と第２の温度との両方が露点温度未満である場合、車載デバイス１００がバッテリ液冷ループ４００又は電気駆動部液冷ループ３００に接続されると、結露が生じる。バッテリ液冷ループ４００又は電気駆動部液冷ループ３００からの低温の水を加熱するように第１のヒータ２０１が配置される。このようにして、車載デバイス１００に入る水の温度が露点温度以上であることで、結露現象が避けられることができる。
【0086】
上記に加えて、デバイス冷却システムが第３の温度センサをさらに含んでもよい。第３の温度センサは第１のヒータ２０１と液流入パイプ１１３との間に接続されてもよく、第３の温度センサにはメインコントローラが接続される。メインコントローラは、第３の温度センサによって検出された第３の温度を取得し、第３の温度が露点温度未満にならないように、オンにされるように第１のヒータ２０１を制御するように構成される。
【0087】
第３の温度センサが配置されることで、車載デバイス１００に入る水の温度がリアルタイムに監視されてもよい。これにより、車載デバイス１００に入る水の温度が露点温度以上であることが確実になり、第１のヒータ２０１の過度の加熱パワーによって引き起こされる水の過度に高い温度により車載デバイス１００の冷却効率と稼動の信頼性とに影響を及ぼすことが避けられる。
【0088】
本出願の上記の実施形態では、電気駆動部液冷ループ３００が、管路で順次連通するラジエータ３１、第１のケトル３２、第１のウォータポンプ３３及びパワートレイン３４を含んでもよい。第１のウォータポンプ３３とパワートレイン３４との間にバルブセットが接続されてもよいことで、車載デバイス１００に入る冷却剤が低温状態にある。
【0089】
バルブセット、第１のウォータポンプ３３及びパワートレイン３４が３ウェイバルブＶ１を通じて接続されてもよく、第１のウォータポンプ３３は３ウェイバルブＶ１の流入部に接続される。パワートレイン３４と車載デバイス１００との両方によって発生させられた熱が冷却剤によって取り除かれ、ラジエータ３１で放散させられる。ラジエータ３１の放熱効率を改善するために、ラジエータ３１の近傍に第１のファン３６がさらに配置されてもよい。
【0090】
車載デバイス１００の液流出パイプ１１４が電気駆動部液冷ループ３００に接続される場合、液流出パイプ１１４はパワートレイン３４とラジエータ３１との間に接続されてもよいし、第１のウォータポンプ３３とパワートレイン３４との間に接続されてもよい。液流出パイプ１１４の接続位置がバルブセットの接続位置の下流にある。したがって、低温冷却剤が車載デバイス１００に入った後に電気駆動部液冷ループ３００に流れて戻り、ラジエータ３１で冷却される。
【0091】
電気駆動部液冷ループ３００が第２の３ウェイソレノイドバルブ３５をさらに含んでもよい。第２の３ウェイソレノイドバルブ３５の流入部がパワートレイン３４に接続され、第２の３ウェイソレノイドバルブ３５の２つの流出部がラジエータ３１と第１のケトル３２とにそれぞれ接続される。パワートレイン３４によって発生させられた熱が低いと、冷却剤循環を通るだけで放熱要求が満たされることができ、エネルギー消費が低下させられることができる。この場合、第２の３ウェイソレノイドバルブ３５の流出部であってラジエータ３１に接続されている流出部が閉じられてもよく、第２の３ウェイソレノイドバルブ３５の流出部であって第１のケトル３２に接続されている流出部が開かれてもよい。
【0092】
本出願の上記の実施形態では、バッテリ液冷ループ４００がコンプレッサ４１、熱交換器４２、コンデンサ４３、第２のケトル４４、第２のウォータポンプ４５及びバッテリパック４６を含んでもよい。コンプレッサ４１、熱交換器４２及びコンデンサ４３が管路を通じて順次連通して冷媒ループを形成してもよい。第２のケトル４４、第２のウォータポンプ４５、熱交換器４２及びバッテリパック４６が管路で順次連通して冷却剤ループを形成してもよい。バッテリパック４６で発生させられた熱が水などの冷却剤によって取り除かれてもよく、熱は熱交換器４２で交換され、放熱のためにコンデンサ４３で冷媒が凝縮させられる。コンデンサ４３の放熱効率を改善するために、コンデンサ４３の近傍には第２のファン４８が配置されてもよい。
【0093】
熱交換器４２とバッテリパック４６との間にバルブセットが接続されてもよいことで、車載デバイス１００に入る冷却剤が低温状態にある。バルブセット、熱交換器４２及びバッテリパック４６が３ウェイバルブＶ３を通じて接続されてもよく、熱交換器４２は３ウェイバルブＶ３の流入部に接続される。車載デバイス１００の液流出パイプ１１４がバッテリ液冷ループ４００に接続される場合、液流出パイプ１１４は熱交換器４２とバッテリパック４６との間に接続されて、バルブセットの接続位置の下流に位置してもよいし、バッテリパック４６とウォータポンプ４５との間に接続されてもよいし、ウォータポンプ４５と熱交換器４２との間に接続されてもよい。このようにして、低温冷却剤が車載デバイス１００に入った後にバッテリ液冷ループ４００に流れて戻り、熱交換器４２で冷却される。
【0094】
本出願の本実施形態では、図３及び図６に示されているように、液流出パイプ１１４が電気駆動部液冷ループ３００又はバッテリ液冷ループ４００に接続される。３ウェイバルブが配置される解決手段と比較して、液流出パイプ１１４が電気駆動部液冷ループ３００とバッテリ液冷ループ４００とに同時に接続される解決手段に係れば、管路設計が単純化される。
【0095】
さらに、冷媒ループの循環媒体はＲ１３４ａ冷媒、Ｒ７４４（二酸化炭素）、Ｒ７１８（水）、Ｒ２９０（プロパン）、Ｒ７１７（アンモニア）、Ｒ４１０ａ、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ５０２、Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ４０７ｃやＲ６００ａや、これらの冷媒のいずれか２つ以上の組合せなどの冷媒を含むが、これに限定されない。冷却剤ループの循環媒体は水、不凍剤やエチレングリコールを含むが、これに限定されない。
【0096】
上記に加えて、バッテリ液冷ループ４００は第２のヒータ４７をさらに含んでもよい。第２のヒータ４７は熱交換器４２とバッテリパック４６との間に接続されてもよく、第２のヒータ４７とバッテリパック４６との間にバルブセットが接続されてもよい。第２のヒータ４７は、冷却剤を加熱して冬期で温度が低いときにバッテリパック４６を加熱して、低温によってバッテリパック４６の稼動に影響が及ぼされるのを防止するように構成される。
【0097】
第２のヒータ４７はＰＴＣヒータに設定されてもよい。温度が低いときには第２のヒータ４７をオンにする期間が冬期であり、周囲温度が高いときには第１のヒータ２０１がオンにされることが当然分かる。これに加えて、第２のヒータ４７の加熱パワーは第１のヒータ２０１の加熱パワーよりもはるかに大きい。したがって、機能の点で第２のヒータ４７は第１のヒータ２０１の代わりにはなり得ない。
【0098】
本出願の上記の実施形態では、ドメインコントローラ（車載型のモバイルデータセンターＭＤＣとも称される場合がある）に加えて、デバイス冷却システムが適用される車載デバイス１００がオンボードチャージャやエレクトロニックコントロールユニットＥＣＵのようなデバイスであってもよい点に留意するべきである。
【0099】
デバイス冷却システムに対して、車載デバイス１００が１つあってもよいし、２つあってもよいし、複数もの車載デバイス１００があってもよいことが当然分かる。上記の添付の図面で提供されている実施形態では、車載デバイス１００が１つある。一方で、車載デバイス１００が複数ある場合、バルブセットを配置することによって各車載デバイス１００が電気駆動部液冷デバイスとバッテリ液冷デバイスとに接続されてもよいし、複数の車載デバイス１００が直列に直接接続されて一まとまりとしてみなされてもよい。バルブセットを１つだけ配置することによって全車載デバイスが電気駆動部液冷デバイスとバッテリ液冷デバイスとに接続されることで、管路が単純化される。
【0100】
上記に加えて、本出願の実施形態ではデバイス冷却システムを制御するように構成されるメインコントローラのタイプと位置とが特定のものに限定されない点にさらに留意するべきである。メインコントローラは車載デバイス１００に含まれるコントローラであってもよいし、ビークルコントロールユニット（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ，ＶＣＵ）であってもよい。
【0101】
図８は本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムのメインコントローラの稼動フローチャートである。図８に示されているように、本出願の本実施形態で提供されているデバイス冷却システムのメインコントローラの稼動手順例が、まず、メインコントローラが温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて車載デバイス１００の露点温度を計算し、第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得して、露点温度、第１の温度及び第２の温度を比較し、その後、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度以上であるか否かを決定する、といったようなものであってもよい。決定した結果が、第１の温度と第２の温度との両方が露点温度以上であるといったものである場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの低い方の温度に対応する経路を接続するようにメインコントローラが制御する、又は決定した結果が、第１の温度と第２の温度との少なくとも一方が露点温度以上であるといったものである場合に、メインコントローラが第１の温度と第２の温度とのいずれかが露点温度以上であるか否かを決定し続ける。決定した結果が、第１の温度と第２の温度とのいずれかが露点温度以上であるといったものである場合に、第１の温度と第２の温度とのうちの高い方の温度に対応する経路を接続するようにメインコントローラが制御する、又は決定した結果が、第１の温度と第２の温度とのいずれも露点温度以上ではないといったものである場合に、オンにされるように第１のヒータ２０１をメインコントローラが制御することで、第３の温度センサによって検出された第３の温度が露点温度以上である。
【0102】
一般化して言えば、第１の温度、第２の温度及び露点温度の関係に基づいて、バッテリ液冷ループ４００に接続されたり電気駆動部液冷ループ３００に接続されたりするように車載デバイス１００をメインコントローラが制御してもよいし、オンにされるように第１のヒータ２０１をメインコントローラが制御してもよい。このようにして、車載デバイス１００に入る水の温度が常に露点温度以上であることで、結露現象が避けられることができる。
【0103】
本出願の本実施形態で提供されているデバイス冷却システムに係れば、車載デバイスに温度湿度検出装置が配置されて車載デバイス内の空気の露点温度が取得され、車載デバイスが電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとにバルブセットを用いて接続され、バルブセットはスイッチを切り換えて車載デバイスが電気駆動部液冷ループ又はバッテリ液冷ループに接続されるのを可能にする。このようにして、車載デバイスに入る冷却剤の温度が常に車載デバイス内の空気の露点温度以上である。これにより、車載デバイスで結露現象が生じることを避け、車載デバイスで生じる腐食及び短絡によって引き起こされる信頼性及び安全性の問題を効果的に防止し、製品の稼動安定性及び信頼性を改善することができる。これに加えて、結露防止条件が満たされることを前提として、車載デバイスが常に最小稼動温度にあることができる。これにより、車載デバイスの信頼性を改善し、故障率を低下させることができる。
【0104】
本出願の実施形態では熱管理システムがさらに提供される。熱管理システムは上記の実施形態で提供されている電気駆動部液冷ループ、バッテリ液冷ループ及びデバイス冷却システムを含んでもよい。
【0105】
本出願の実施形態の熱管理システムでは、電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとがパワートレインとバッテリパックという主要な２つの発熱デバイスをそれぞれ冷却するように配置される。これに加えて、メインコントローラの制御下で車載デバイスが電気駆動部液冷ループに接続されたりバッテリ液冷ループに接続されたりしてもよい。このようにして、車載デバイスの液冷が実施されることができ、車載デバイスの結露現象が避けられることができる。
【0106】
本出願の上記の実施形態で提供されているデバイス冷却システムは車両熱管理システムに適用され、電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとを用いて車載デバイスを冷却する。これに加えて、本出願の実施形態では、パワーシステムやデータセンターなどの分野に適用され得るデバイス冷却システムがさらに提供されてもよい。
【0107】
図９は本出願の実施形態に係るデバイス冷却システムの別の概略図である。図９に示されているように、本出願の本実施形態では、２つ以上の液冷ループを含む熱管理システムに適用され得るデバイス冷却システムがさらに提供される。熱管理システムは第１の液冷ループ５１と第２の液冷ループ５２とを含んでもよい。第１の液冷ループ５１の冷却剤の冷却温度が第２の液冷ループ５２の冷却剤の冷却温度を超える。デバイス冷却システムは冷却されるデバイス５３と、メインコントローラと、バルブセット５４と、を含んでもよい。冷却されるデバイス５３の液流入パイプがバルブセット５４と連通し、バルブセット５４が第１の液冷ループ５１に接続されて第１の経路が形成され、バルブセット５４が第２の液冷ループ５２に接続されて第２の経路が形成される。バルブセット５４はスイッチ状況を切り換えて第１の経路又は第２の経路を接続するように制御するように構成される。冷却されるデバイス５３の液流出パイプが第１の液冷ループと第２の液冷ループとに接続される。冷却されるデバイス５３には温度湿度検出装置が配置され、温度湿度検出装置とバルブセット５４とにメインコントローラが個別に接続される。メインコントローラは、温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、露点温度に基づいて、スイッチ状況を切り換えるようにバルブセット５４を制御するように構成される。
【0108】
たとえば、デバイス冷却システムはパワーシステムに適用される。第１の液冷ループ５１と第２の液冷ループ５２とがエネルギー貯蔵バッテリや変圧器などの大型電気デバイスに接続される液冷ループであってもよく、冷却されるデバイス５３がパワーシステムのドメインコントローラなどの小型デバイスであってもよい。
【0109】
たとえば、デバイス冷却システムがデータセンターに適用される。第１の液冷ループ５１と第２の液冷ループ５２とが異なる設備室のサーバや、異なるエリアのサーバをそれぞれ冷却するのに用いられて異なるサーバの異なる冷却要求を満たしてもよい。冷却されるデバイス５３は設備室などを監視するデータセンターであってもよい。
【0110】
配置されたデバイス冷却システムでは、冷却されるデバイスに温度湿度検出装置が配置されて冷却されるデバイス内の空気の露点温度が取得され、冷却されるデバイスが第１の液冷ループと第２の液冷ループとにバルブセットを用いて接続され、バルブセットはスイッチを切り換えて、冷却されるデバイスが第１の液冷ループ又は第２の液冷ループに接続されるのを可能にする。このようにして、冷却されるデバイスに入る冷却剤の温度が常に冷却されるデバイス内の空気の露点温度以上である。これにより、冷却されるデバイスで結露現象が生じることを避け、冷却されるデバイスで生じる腐食及び短絡によって引き起こされる信頼性及び安全性の問題を効果的に防止し、システムの全体の安定性及び信頼性を改善することができる。
【0111】
本出願の実施形態の説明では、別段明記及び限定がない限り、用語「設置（ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）」、「相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」及び「接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」が広義に理解されるべきである点に留意するべきである。たとえば、「接続」は固定される接続であってもよいし、中間媒体を通じた間接的な接続であってもよいし、２つの要素内の連通や、２つの要素の相互作用関係であってもよい。特定の例に基づいて本出願の実施形態の上記の用語の特定の意味を当業者は理解することができる。
【0112】
本明細書では、本出願の実施形態における用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」など（文中に存在する場合）は同様の物を区別することを意図しており、必ずしも特定の順序や配列を指し示さない。
【0113】
上記に加えて、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」及び「有する（ｈａｖｅ）」及びその他一切の変化形は例示列挙されたものを含むことをカバーすることを意図している。たとえば、ステップや部位の列挙を含むプロセス、方法、システム、製品やデバイスが、当該明確に列挙されたステップや部位に必ずしも限定されず、明確に列挙されていなかったり、当該プロセス、方法、製品やデバイスに固有でなかったりする他のステップや部位を含んでもよい。
【0114】
最後に、上記の実施形態は本出願の実施形態を限定するのではなく、本出願の実施形態の技術的解決手段を説明することを意図するのにすぎない点に留意するべきである。本出願の実施形態が上記の実施形態を参照して詳細に説明されていても、本出願の実施形態の技術的解決手段の範囲を逸脱しない限りにおいて、上記の実施形態で説明されている技術的解決手段の修正を行なうことができたり、その技術的特徴の一部又は全部に対する均等置換を行なうことができたりすることを当業者は当然理解する。
【符号の説明】
【0115】
１００ 車載デバイス
１１ ハウジング
１１１ 上部ハウジング
１１２ 下部ハウジング
１１３ 液流入パイプ
１１４ 液流出パイプ
１２ メインボード
１３ コネクタ
２００ 第１の３ウェイソレノイドバルブ
２０１ 第１のヒータ
２０２ 第１の２ウェイソレノイドバルブ
２０３ 第２の２ウェイソレノイドバルブ
３００ 電気駆動部液冷ループ
３１ ラジエータ
３２ 第１のケトル
３３ 第１のウォータポンプ
３４ パワートレイン
３５ 第２の３ウェイソレノイドバルブ
３６ 第１のファン
４００ バッテリ液冷ループ
４１ コンプレッサ
４２ 熱交換器
４３ コンデンサ
４４ 第２のケトル
４５ 第２のウォータポンプ
４６ バッテリパック
４７ 第２のヒータ
４８ 第２のファン
１１ ハウジング
１１１ 上部ハウジング
１１２ 下部ハウジング
１１３ 液流入パイプ
１１４ 液流出パイプ
１２ メインボード
１３ コネクタ
２００ 第１の３ウェイソレノイドバルブ
２０１ 第１のヒータ
２０２ 第１の２ウェイソレノイドバルブ
２０３ 第２の２ウェイソレノイドバルブ
３００ 電気駆動部液冷ループ
３１ ラジエータ
３２ 第１のケトル
３３ 第１のウォータポンプ
３４ パワートレイン
３５ 第２の３ウェイソレノイドバルブ
３６ 第１のファン
４００ バッテリ液冷ループ
４１ コンプレッサ
４２ 熱交換器
４３ コンデンサ
４４ 第２のケトル
４５ 第２のウォータポンプ
４６ バッテリパック
４７ 第２のヒータ
４８ 第２のファン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱管理システムに適用されるデバイス冷却システムであって、前記熱管理システムは電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとを備え、前記デバイス冷却システムは車載デバイス、メインコントローラ及びバルブセットを備え、前記車載デバイスには液流入パイプと液流出パイプとが配置され、前記液流入パイプは前記バルブセットと連通し、前記バルブセットは前記電気駆動部液冷ループに接続されて第１の経路が形成され、前記バルブセットは前記バッテリ液冷ループに接続されて第２の経路が形成され、前記バルブセットは、スイッチ状況を切り換えて前記第１の経路又は前記第２の経路を接続するように制御するように構成され、前記液流出パイプは前記電気駆動部液冷ループ又は前記バッテリ液冷ループに接続され、
前記車載デバイスには温度湿度検出装置が配置され、前記温度湿度検出装置と前記バルブセットとに前記メインコントローラが個別に接続され、前記メインコントローラは、前記温度湿度検出装置によって検出された温度及び湿度に基づいて露点温度を取得し、前記露点温度に基づいて、前記スイッチ状況を切り換えるように前記バルブセットを制御するように構成される、デバイス冷却システム。
【請求項2】
前記電気駆動部液冷ループと前記バルブセットとの間には第１の温度センサが配置され、前記バッテリ液冷ループと前記バルブセットとの間には第２の温度センサが配置され、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとには前記メインコントローラが個別に接続され、前記メインコントローラは、前記第１の温度センサによって検出された第１の温度と、前記第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得し、前記露点温度、前記第１の温度及び前記第２の温度を比較し、前記第１の温度と前記第２の温度との両方が前記露点温度以上である場合に、前記第１の温度と前記第２の温度とのうちの低い方の温度に対応する経路を接続するように制御し、又は前記第１の温度と前記第２の温度とのいずれかが前記露点温度以上である場合に、前記第１の温度と前記第２の温度とのうちの高い方の温度に対応する経路を接続するように制御するように構成される、請求項１に記載のデバイス冷却システム。
【請求項3】
前記デバイス冷却システムは第１のヒータをさらに備え、前記第１のヒータは前記バルブセットと前記液流入パイプとの間に接続され、前記第１のヒータには前記メインコントローラが接続され、前記メインコントローラは、前記第１の温度と前記第２の温度との両方が前記露点温度未満である場合に、オンにされるように前記第１のヒータを制御するように構成される、請求項２に記載のデバイス冷却システム。
【請求項4】
前記デバイス冷却システムは第３の温度センサをさらに備え、前記第３の温度センサは前記第１のヒータと前記液流入パイプとの間に接続され、前記第３の温度センサには前記メインコントローラが接続され、前記メインコントローラは、前記第３の温度センサによって検出された第３の温度を取得し、前記第３の温度が前記露点温度未満にならないように、オンにされるように前記第１のヒータを制御するように構成される、請求項３に記載のデバイス冷却システム。
【請求項5】
前記バルブセットは第１の３ウェイソレノイドバルブを備え、前記第１の３ウェイソレノイドバルブの流出部には前記液流入パイプが接続され、前記第１の３ウェイソレノイドバルブの第１の流入部には前記電気駆動部液冷ループが接続され、前記第１の３ウェイソレノイドバルブの第２の流入部には前記バッテリ液冷ループが接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項6】
前記バルブセットは第１の２ウェイソレノイドバルブと第２の２ウェイソレノイドバルブとを備え、前記第１の２ウェイソレノイドバルブは前記電気駆動部液冷ループと前記液流入パイプとの間に接続され、前記第２の２ウェイソレノイドバルブは前記バッテリ液冷ループと前記液流入パイプとの間に接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項7】
前記車載デバイスはハウジングと、前記ハウジングに配置されるメインボードと、を備え、前記ハウジングは冷温プレートを備え、前記冷温プレートには前記液流入パイプと前記液流出パイプとが配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項8】
前記電気駆動部液冷ループは、管路を通じて順次連通するラジエータ、第１のケトル、第１のウォータポンプ及びパワートレインを備え、前記第１のウォータポンプと前記パワートレインとの間に前記バルブセットが接続される、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項9】
前記電気駆動部液冷ループは第２の３ウェイソレノイドバルブをさらに備え、前記第２の３ウェイソレノイドバルブの流入部が前記パワートレインに接続され、前記第２の３ウェイソレノイドバルブの２つの流出部が前記ラジエータと前記第１のケトルとにそれぞれ接続される、請求項８に記載のデバイス冷却システム。
【請求項10】
前記バッテリ液冷ループはコンプレッサ、熱交換器、コンデンサ、第２のケトル、第２のウォータポンプ及びバッテリパックを備え、前記コンプレッサ、前記熱交換器及び前記コンデンサは管路を通じて順次連通して冷媒ループが形成され、前記第２のケトル、前記第２のウォータポンプ、前記熱交換器及び前記バッテリパックは管路を通じて順次連通して冷却剤ループが形成され、前記熱交換器と前記バッテリパックとの間には前記バルブセットが接続される、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス冷却システム。
【請求項11】
前記バッテリ液冷ループは第２のヒータをさらに備え、前記第２のヒータは前記熱交換器と前記バッテリパックとの間に接続され、前記第２のヒータと前記バッテリパックとの間には前記バルブセットが接続される、請求項１０に記載のデバイス冷却システム。
【請求項12】
電気駆動部液冷ループと、バッテリ液冷ループと、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス冷却システムと、を備える、熱管理システム。
【請求項13】
デバイス冷却システムを制御する方法であって、車載デバイスの温度湿度検出装置によって検出された温度情報及び湿度情報を取得し、前記温度情報及び前記湿度情報に基づいて露点温度を計算するステップと、
前記露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定するステップと、
前記露点温度が前記第１の区間に属する場合に、第１の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、前記第１の経路は前記車載デバイスを電気駆動部液冷ループと接続する、ステップ、又は
前記露点温度が前記第２の区間に属する場合に、第２の経路を開くようにスイッチを切り換えるようにバルブセットを制御するステップであって、前記第２の経路は前記車載デバイスをバッテリ液冷ループと接続する、ステップと、を含む、方法。
【請求項14】
前記露点温度が第１の区間に属するのか第２の区間に属するのかを決定する前記ステップは、第１の温度センサによって検出された第１の温度と、第２の温度センサによって検出された第２の温度と、を取得するステップであって、前記第１の温度は前記第１の経路の液流入温度であり、前記第２の温度は前記第２の経路の液流入温度である、ステップと、
前記露点温度、前記第１の温度及び前記第２の温度を比較するステップと、
前記露点温度が前記第１の温度と前記第２の温度とのいずれか以下である場合において、前記第１の温度が前記第２の温度を超えるときに、前記露点温度が前記第１の区間に属すると決定する、若しくは前記第１の温度が前記第２の温度未満であるときに、前記露点温度が前記第２の区間に属すると決定するステップ、又は
前記露点温度が前記第１の温度と前記第２の温度との両方以下である場合において、前記第１の温度が前記第２の温度を超えるときに、前記露点温度が前記第２の区間に属すると決定する、若しくは前記第１の温度が前記第２の温度未満であるときに、前記露点温度が前記第１の区間に属すると決定するステップと、を特に備える、請求項１３に記載のデバイス冷却システムを制御する方法。
【請求項15】
前記露点温度が第３の区間に属するか否かを決定し、前記露点温度が前記第３の区間に属する場合に、オンにされるように第１のヒータを制御するステップであって、前記第１のヒータは前記バルブセットと前記車載デバイスとの間に配置される、ステップをさらに備える、請求項１４に記載のデバイス冷却システムを制御する方法。
【請求項16】
前記露点温度が第３の区間に属するか否かを決定する前記ステップは、前記露点温度、前記第１の温度及び前記第２の温度を比較し、前記露点温度が前記第１の温度と前記第２の温度との両方を超える場合に、前記露点温度が前記第３の区間に属すると決定するステップを特に備える、請求項１５に記載のデバイス冷却システムを制御する方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0045】
パワートレイン及びバッテリパックという主要な２つの発熱デバイスに加えて、車両はドメインコントローラ（モバイルデータセンター（Ｍｏｂｉｌｅ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ、略称ＭＤＣ）とも称される場合がある）、オンボードチャージャやエレクトロニックコントロールユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ，ＥＣＵ）などの複数のタイプの車載デバイスをさらに含む。車載デバイスはエンジンルームに設置される場合があるし、前席助手席グローブボックスに設置される場合があるし、座席下に設置される場合があるし、電気自動車の別の位置に設置される場合がある。これらの位置では車載デバイスが高い周囲温度をサポートすることが要求される。放熱環境が苛酷であり、車載デバイスが稼動していると、部品の温度が増加し、近傍の周囲温度もデバイスの内部温度に影響を及ぼす。この結果、電子部品の稼動の信頼性に影響が及ぼされる。電子産業では、部品の周囲温度が１０℃増加すると、電子部品の故障率が通常２倍になる。車載デバイスの正常な稼動と車両の円滑な運行とを確実にするためには、当該車載デバイスの放熱も考慮される必要がある。したがって、熱管理システムはデバイス冷却システムをさらに含んでもよい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0047】
一方で、車載デバイスの機能がますます強力になるのにつれて、それに応じてチップの計算能力が増加し、チップのパワー消費も増加し、放熱要求がますます高くなる。例としてコンピューティングデバイスを用いる。自動運転レベルが絶え間なく増加するのにつれて、ドメインコントローラの計算能力に対する要求が絶え間なく増加する。たとえば、動作量が１０Ｔｆｌｏｐｓから３００Ｔｆｌｏｐｓに増加させられたりさらに大きい動作量まで増加させられたりする必要がある。結果として、ドメインコントローラシステムのパワー消費が増加し、たとえば、２０Ｗから３００Ｗに増加する。この結果、ドメインコントローラが自然放熱や空冷式放熱を通じてでは大パワーコントローラの放熱要求を満たすことができない。したがって、液冷を通じて熱を放散させるようにドメインコントローラを設計することが欠かせない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0099】
デバイス冷却システムに対して、車載デバイス１００が１つあってもよいし、２つあってもよいし、複数もの車載デバイス１００があってもよいことが当然分かる。上記の添付の図面で提供されている実施形態では、車載デバイス１００が１つある。一方で、車載デバイス１００が複数ある場合、バルブセットを配置することによって各車載デバイス１００が電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとに接続されてもよいし、複数の車載デバイス１００が直列に直接接続されて一まとまりとしてみなされてもよい。バルブセットを１つだけ配置することによって全車載デバイスが電気駆動部液冷ループとバッテリ液冷ループとに接続されることで、管路が単純化される。
【国際調査報告】