JP2020185891A - 電動車両用温度調整システム - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、上記一の局面による電動車両用温度調整システムにおいて、バッテリ用蒸発器は、空調用冷媒回路とバッテリ用冷却回路とにまたがって設けられ、バッテリ用冷却回路内の冷却水の熱により空調用冷媒回路内の冷媒を蒸発させるように構成されている。
上記一の局面による電動車両用温度調整システムにおいて、バッテリ用冷却回路は、バッテリ用冷却回路の冷却水を循環させる第1電動ポンプを含み、電装品用冷却回路は、電装品用冷却回路の冷却水を循環させる第2電動ポンプを含む。
上記一の局面による電動車両用温度調整システムにおいて、第1切替部は、四方弁を含む。
上記一の局面による電動車両用温度調整システムにおいて、バッテリ用冷却回路は、バッテリの上流側に配置されたヒータを含む。
上記第1冷却回路と第2冷却回路とを切り替える第2切替部を備える電動車両用温度調整システムにおいて、第1切替部により電装品用冷却回路と、バッテリ用冷却回路とが接続されるように切り替えられた場合、電装品用冷却回路は、第2切替部により電装品用ラジエータを通過しない第1冷却回路に切り替えられるように構成されている。
上記モータ用ラジエータを備える電動車両用温度調整システムにおいて、モータ用冷却回路において、モータ用ラジエータを通過する第3冷却回路と、モータ用ラジエータを通過しない第4冷却回路とを切り替える第3切替部をさらに備える。
まず、図1〜図10を参照して、第1実施形態による電動車両用温度調整システム100の構成について説明する。電動車両用温度調整システム100は、モータ(駆動用モータ)M、電動車両用の電装品EおよびメインバッテリBを備える電動車両としての電気自動車に用いられる。ここで、電動車両用温度調整システム100は、モータM、電装品EおよびメインバッテリBを冷却するための冷却水および冷媒を冷却させるシステムである。冷却水および冷媒は、電動車両用温度調整システム100により電動車両内を循環している。
第1切替部2は、バッテリ用冷却回路5と、電装品用冷却回路4との接続および非接続を切り替えるように構成されている。具体的には、第1切替部2は、四方弁を含んでいる。第1切替部2は、空調用冷媒回路1の後述するバッテリ用エバポレータ53の上流側の流路と電装品用冷却回路4の電装品用ラジエータ41の上流側の流路との接続および非接続を切り替えている。このように、第1切替部2は、バッテリ用冷却回路5と電装品用冷却回路4とを流体的に接続した接続状態と、バッテリ用冷却回路5と電装品用冷却回路4との流体的な接続を遮断した非接続状態とを切り替えている。
第1実施形態のモータ用冷却回路3、電装品用冷却回路4およびバッテリ用冷却回路5は、互いに分離されている。すなわち、バッテリ用冷却回路5と、電装品用冷却回路4と、モータ用冷却回路3とは、別個に設けられている。詳細には、バッテリ用冷却回路5およびモータ用冷却回路3は、互いに冷却水を往来させない状態で独立して配置されている。また、電装品用冷却回路4とモータ用冷却回路3とは、互いに冷却水を往来させない状態で独立して配置されている。
モータ用冷却回路3は、モータMを冷却する冷却水を流す(循環させる)ように構成されている。具体的には、モータ用冷却回路3は、モータ用ウォータポンプ31と、モータ用ラジエータ32と、水冷式コンデンサ33(特許請求の範囲の「水冷式凝縮器」の一例である)と、第2切替部34と、モータ用温度センサ35とを含んでいる。ここで、モータ用ラジエータ32と空冷式コンデンサ22とが並ぶ方向をX方向(特許請求の範囲の「車両の前後方向」の一例)とし、モータ用ラジエータ32から空冷式コンデンサ22に向かう方向をX1方向(前方向)とし、空冷式コンデンサ22からモータ用ラジエータ32に向かう方向をX2方向(後方向)とする。
電装品用冷却回路4は、電装品Eを冷却する冷却水を流す(循環させる)ように構成されている。具体的には、電装品用冷却回路4は、電装品用ラジエータ41と、リザーバタンク42と、電装品用ウォータポンプ43と、第3切替部(特許請求の範囲の「第2切替部」の一例)44と、電装品用温度センサ45とを含んでいる。ここで、以下の説明では、電装品EのうちインバータEを一例として説明する。
バッテリ用冷却回路5は、補機バッテリB1とは別に設けられたメインバッテリBを冷却する冷却水を流す(循環させる)ように構成されている。ここで、補機バッテリB1とは、メインバッテリBよりも低電圧のバッテリであり、電動車両のブレーキおよびドアロックなどを制御する制御システムの電源に用いられるバッテリを示す。メインバッテリBとは、補機バッテリB1よりも高電圧のバッテリであり、モータ(駆動用モータ)を駆動させるための電力を蓄電するバッテリを示す。
制御部7は、モータ用冷却回路3のモータ用温度センサ35の温度T3、電装品用冷却回路4の電装品用温度センサ45の温度T1、および、バッテリ用冷却回路5のバッテリ用温度センサ55の温度T2に基づいて、モータM、インバータEおよびメインバッテリBの温度を制御するように構成されている。ここで、モータMの所望の目標温度は、約20℃以上約80℃以下である。インバータEの所望の目標温度は、約20℃以上約60℃以下である。メインバッテリBの所望の目標温度は、約20℃以上約40℃以下である。
以下に、温度調整処理について図11〜図17を参照して説明する。温度調整処理は、モータ用冷却回路3、電装品用冷却回路4およびバッテリ用冷却回路5の温度およびを管理する処理である。
しきい値(65℃)を基準として、モータ弱冷却回路M1とモータ強冷却回路M2とを切り替えるモータ用冷却回路3の冷却水の温度T3を調整する温度調整処理を示す。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図19を参照して、本発明の第1実施形態の別態様による電動車両用温度調整システム200の構成について説明する。第1実施形態の別態様では、バッテリ用冷却回路5と電装品用冷却回路4との接続を切り替える第1切替部2だけでなく、第2切替部34および第3切替部44を設けた電動車両用温度調整システム100である第1実施形態とは異なり、電動車両用温度調整システム200が、バッテリ用冷却回路5と電装品用冷却回路204との接続を切り替える切替部202のみを備えている電動車両用温度調整システム200について説明する。なお、第1実施形態の別態様において、第1実施形態と同様の構成に関しては、同じ符号を付して説明を省略する。
切替部202は、バッテリ用冷却回路5と、電装品用冷却回路204との接続および非接続を切り替える。また、モータ用冷却回路203は、第2切替部34を備えていない点で、上記第1実施形態のモータ用冷却回路3と相違し、その他の点は上記第1実施形態のモータ用冷却回路3と同様である。電装品用冷却回路204は、第3切替部44を備えていない点で、上記第1実施形態の電装品用冷却回路4と相違し、その他の点は上記第1実施形態の電装品用冷却回路4と同様である。
第1実施形態の別態様では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図20を参照して、本発明の第2実施形態による電動車両用温度調整システム300の構成について説明する。第2実施形態では、空調用冷媒回路1において圧縮機21と水冷式コンデンサ33との間に切替弁が配置されていない電動車両用温度調整システム100である第1実施形態とは異なり、圧縮機21と水冷式コンデンサ33との間に配置された切替弁310を備えている電動車両用温度調整システム300について説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成に関しては、同じ符号を付して説明を省略する。
制御部7は、モータ用冷却回路3のモータ用温度センサ35の温度T3、電装品用冷却回路4の電装品用温度センサ45の温度T1、および、バッテリ用冷却回路5のバッテリ用温度センサ55の温度T2に基づいて、モータM、インバータEおよびメインバッテリBの温度を制御するように構成されている。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
2、202 第1切替部
3、203 モータ用冷却回路
4、204 電装品用冷却回路
5 バッテリ用冷却回路
21 圧縮機
22、422 空冷式コンデンサ(空調用凝縮器)
25 空調用エバポレータ(空調用蒸発器)
32 モータ用ラジエータ
33 水冷式コンデンサ(水冷式凝縮器)
41 電装品用ラジエータ
44 第3切替部(第2切替部)
53 バッテリ用エバポレータ(バッテリ用蒸発器)
100、200、300 電動車両用温度調整システム
B メインバッテリ
E 電装品
E1 電装品廃熱蓄熱回路(第1冷却回路)
E2 電装品冷却回路(第2冷却回路)
M モータ
Claims (6)
- 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機の上流に設けられる空調用蒸発器と、前記圧縮機から流出した冷媒を外気により凝縮する空冷式凝縮器とを含み、空調用空気を冷却する冷媒を流す空調用冷媒回路と、
バッテリ用蒸発器を含み、補機バッテリとは別に設けられたメインバッテリを冷却する冷却水を流すバッテリ用冷却回路と、
前記バッテリ用冷却回路とは別個に設けられ、電装品用ラジエータを含み、電装品を冷却する冷却水を流す電装品用冷却回路と、
前記バッテリ用冷却回路と、前記電装品用冷却回路との接続および非接続を切り替える第1切替部と、
前記バッテリ用冷却回路および前記電装品用冷却回路とは別個に設けられ、モータを冷却する冷却水を流すモータ用冷却回路とを備え、
前記モータ用冷却回路および前記電装品用冷却回路は、互いに冷却水を往来させない状態で独立して配置されている、電動車両用温度調整システム。 - 前記メインバッテリおよび前記電装品の両方の温度に基づいて、前記バッテリ用冷却回路を流れる冷却水を前記圧縮機を運転させて前記バッテリ用蒸発器により冷却するか、または、前記電装品用ラジエータにより冷却するかを前記第1切替部により切り替え可能に構成されている、請求項1に記載の電動車両用温度調整システム。
- 前記空冷式凝縮器は、前記電装品用ラジエータに対して車両の前後方向と直交する方向において、隣接して配置されている、請求項1または2に記載の電動車両用温度調整システム。
- 前記モータ用冷却回路は、前記モータを冷却して加熱された冷却水を冷却するためのモータ用ラジエータを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動車両用温度調整システム。
- 前記モータ用冷却回路における前記モータ用ラジエータよりも下流側の冷却水と、前記空調用冷媒回路における前記空冷式凝縮器よりも上流側の冷媒との熱交換を行う水冷式凝縮器をさらに備える、請求項4に記載の電動車両用温度調整システム。
- 前記電装品用冷却回路において、前記電装品用ラジエータを通過しない第1冷却回路と、前記電装品用ラジエータを通過する第2冷却回路とを切り替える第2切替部をさらに備え、
前記第1切替部により前記電装品用冷却回路と、前記バッテリ用冷却回路とが接続されるように切り替えられた場合、前記電装品用冷却回路は、前記第2切替部により前記電装品用ラジエータを通過する前記第2冷却回路に切り替えられるように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動車両用温度調整システム。
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