(57)【要約】【課題】電気パワートレインの廃熱を有効に利用する車両熱管理システムを提供する。【解決手段】実施形態の車両熱管理システム（１０００）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの第１回路（１００）と、電気パワートレイン（２４）の冷却を行うための熱媒が循環する第２回路（２００）とを備える。第１回路（１００）は、車室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う冷媒空気熱交換器（５０）を含んでいる。第２回路（２００）は、大気に接触し得る位置に設けられた空気熱媒熱交換器（２８）を含んでいる。熱管理システム（１０００）は、更に冷媒と熱媒との間で熱交換を行う冷媒熱媒熱交換器（１９）と、第２回路（２００）上の電気パワートレイン（２４）と冷媒熱媒熱交換器（１９）との間において熱媒を加熱するヒータ（２５）と、ヒータ（２５）を制御する制御装置（３２）とを備えている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気パワートレインを備える自動車のための車両熱管理システムであって、
冷媒が循環するように構成され、車室内の冷房および暖房を行う蒸気圧縮式冷凍サイクルの第１回路と、
電気パワートレインの冷却を行うための熱媒が循環するように構成され、大気に接触し得る位置に設けられた空気熱媒熱交換器を含む第２回路と、
前記冷媒と前記熱媒との間で熱交換を行う冷媒熱媒熱交換器と、
前記第２回路上の前記電気パワートレインと前記冷媒熱媒熱交換器との間において前記熱媒を加熱するヒータと、
前記ヒータを制御する制御装置と、
を備える車両熱管理システム。
【請求項２】
前記電気パワートレインは、電動モータ、ＤＣ／ＡＣインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、および二次電池の少なくとも一つを含む、請求項１に記載の車両熱管理システム。
【請求項３】
前記空気熱媒熱交換器の出口側における前記熱媒の温度を検知する温度センサを更に備え、
暖房モードで動作する場合、前記制御装置は、前記熱媒の前記温度に応じて前記ヒータを制御する、請求項１または２に記載の車両熱管理システム。
【請求項４】
前記第２回路は、動作温度範囲内で相変化を行う蓄熱材を有する蓄熱器を前記パワートレインおよび前記ヒータの後段位置に含む、請求項１から３のいずれかに記載の車両熱管理システム。
【請求項５】
前記電気パワートレインは二次電池を含んでおり、
外部電源から前記二次電池に充電を行う場合において、
外気温が所定値以上のとき、前記熱媒から前記蓄熱器に蓄熱を行わず、
外気温が前記所定値よりも低いとき、前記熱媒から前記蓄熱器に蓄熱を行う、請求項４に記載の車両熱管理システム。
【請求項６】
前記熱媒から前記蓄熱器に蓄熱を行うとき、前記ヒータによって前記熱媒を加熱する、請求項５に記載の車両熱管理システム。
【請求項７】
冷房モードまたは除湿モードで動作する場合、
前記空気熱媒熱交換器の放熱能力が第１の条件を満たすとき、前記冷媒熱媒熱交換器によって加熱された前記熱媒から前記蓄熱器に一時的に蓄熱を行い、
その後、前記空気熱媒熱交換器の前記放熱能力が第２の条件を満たすとき、前記蓄熱器から前記熱媒に放熱を行う、請求項４から６のいずれかに記載の車両熱管理システム。
【請求項８】
前記空気熱媒熱交換器の前記放熱能力は、車速および前記空気熱媒熱交換器の出口側における前記熱媒の温度を含む複数の検出値に基づいて決定される、請求項７に記載の車両熱管理システム。
【請求項９】
前記パワートレインは二次電池を含んでおり、
外部電源から前記二次電池に充電を行う場合において、外気温が第１所定値以上のとき、前記熱媒から前記蓄熱器に蓄熱を行わずに、前記熱媒を前記第２回路上で循環させる、請求項４から８のいずれかに記載の車両熱管理システム。
【請求項１０】
前記充電の終了後、前記熱媒を前記第２回路上で循環させ、前記熱媒の温度を低下させる、請求項９に記載の車両熱管理システム。
【請求項１１】
前記充電の終了後、前記蓄熱器の温度が前記外気温よりも高い場合、前記熱媒が前記蓄熱器を通るように前記熱媒を前記第２回路上で循環させ、前記蓄熱器の温度を低下させる、請求項９または１０に記載の車両熱管理システム。
【請求項１２】
暖房モードで動作する場合、
前記蓄熱器から前記熱媒に放熱を行って前記熱媒を加熱する、請求項３から１１のいずれかに記載の車両熱管理システム。
【請求項１３】
前記第２回路は、前記空気熱媒熱交換器の入口側と出口側とを連結するバイパス流路を有しており、
外部電源から前記二次電池に充電を行う場合において、前記外気温が前記第１所定値よりも低いとき、前記熱媒が前記蓄熱器および前記バイパス流路を通過するように前記熱媒を前記第２回路上で循環させる、請求項９から１２のいずれかに記載の車両熱管理システム。
【請求項１４】
前記第１回路は、
第１および第２の空気冷媒熱交換器と、
前記冷媒を圧縮して前記第１の空気冷媒熱交換器に送出する圧縮機と、
前記第１の空気冷媒熱交換器を通過した前記冷媒を暖房モードでは膨張させ、冷房モードでは膨張させずに通過させて前記冷媒熱媒熱交換器に送出する第１膨張弁と、
前記冷媒熱媒熱交換器を通過した前記冷媒を前記冷房モードでは膨張させ、前記暖房モードでは膨張させずに通過させて前記第２の空気冷媒熱交換器に送出する第２膨張弁と、
を含み、
前記暖房モードでは前記第１の空気冷媒熱交換器と車内空気との間で熱交換を行わせ、前記冷房モードでは前記第２の空気冷媒熱交換器と前記車内空気との間で熱交換を行わるように気流を調整するダンパーを更に備え、
前記第２回路は前記熱媒を循環させるポンプを含む、請求項１から１３のいずれかに記載の車両熱管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用熱管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、二次電池などの蓄電機器に蓄えた電気エネルギーによって電気モータを駆動させて走行する。電気モータだけではなくエンジンを搭載したハイブリッド自動車およびプラグインハイブリッド自動車も、電気モータを駆動するための二次電池を搭載している。電気モータを備えるこれらの車両を、本明細書では「電動車両」と称する。電動車両は、二次電池とは別に、あるいは二次電池とともに、燃料電池などの発電装置を備えていてもよい。
【０００３】
電動車両では、空調に必要な電気エネルギーも蓄電機器から得ている。このため、夏季や冬季など、空調に電気エネルギーが使用されるときは、蓄電機器に蓄えられた電気エネルギーのうち、電気モータに使用可能な部分が減少する。また、電動車両、特に電気自動車では、暖房に利用可能なエンジンの排熱量が少ないため、暖房に電気ヒータを用いると、冬季は空調に多大な電気エネルギーが消費され、航続距離が著しく低下するという課題がある。
【０００４】
効率的に空調を行う技術として、ヒートポンプが知られている。ヒートポンプは、冷媒を循環させることにより蒸気圧縮式冷凍サイクルを実現し、低温部分から高温部分に熱を移動させることができる。ヒートポンプは、原理上、冷媒の循環方向を反転させることにより、車室内の冷房のみならず暖房にも使用することも可能である。しかしながら、エンジンで走行する従来の車両において、ヒートポンプはもっぱら冷房用のみに使用され、暖房には電気ヒータが使用されてきた。通常のエンジンは動作時に発熱するため、エンジンの排熱と電気ヒータの熱を用いれば、充分なレベルの暖房を行うことができたからである。
【０００５】
一方、電動車両では、エンジンの排熱を利用して充分なレベルの暖房を行うことはできない。また、電気ヒータを用いて暖房を行えば、貴重な電気エネルギーの一部が走行に使用されず、航続距離の短縮という問題が生じる。このため、電動車両では、航続距離を更に拡大するため、ヒートポンプを冷房のみならず、暖房にも用いることが求められている。
【０００６】
一般に、ヒートポンプは、車室内に空気を送り込む部分に位置する第１の熱交換器と、大気と接触する位置（車両の前面付近）に置かれた第２の熱交換器とを含む回路（空調ループ）を備えており、この回路内を冷媒が循環する。このようなヒートポンプを冷房モードで動作させる場合、第１の熱交換器が冷媒を気化させるエバポレータとして機能し、第２の熱交換器が冷媒を凝縮するコンデンサとして機能する。一方、このヒートポンプを暖房モードで動作させる場合は、車室内に空気を送り込む部分に位置する第１の熱交換器が冷媒を凝縮するコンデンサとして機能し、第２の熱交換器が冷媒を気化させるエバポレータとして機能することになる。なお、車室内に空気を送り込む部分に位置する第１の熱交換器は、冷房時と暖房時とで同一の熱交換器が使用される必要は無く、冷房用と暖房用とが別個に設けられていても良い。
【０００７】
電動車両は、モータ、充電器、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、コンピュータ、二次電池の少なくとも１つを含む電気パワートレインを備えている。電気パワートレイン内の電子部品は動作時に発熱するものが多く、また、二次電池は動作温度を適切な範囲に調整することが求められる。このため、電動車両には、電気パワートレインのための温度調節システムが組み込まれている。
【０００８】
電気パワートレインで発生した熱は、通常、空冷または水冷による冷却システムを通じて外気に放出される。この冷却システムの熱を蓄熱器に蓄えることにより、その熱を必要に応じて二次電池の暖機に用いる技術や、暖房の昇温促進に利用する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２３２７３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１５６１号公報
【特許文献３】特開２０１３−５００９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
暖房モードでは、車両前面付近に位置する熱交換器が空気中に含まれる水分を凝縮し、着霜することがある。この着霜現象は、特に熱交換器内部を循環する冷媒の温度が０℃を下回った時に、空気の中に含まれる湿気が熱交換器上に結露するか、または水滴が熱交換器上に付着すると生じる。着霜が生じると、熱交換器の空気の流れが妨げられ、その内部を通り抜けられなくなってしまう。このため、暖房モードにおける空調の効率が悪化し、最終的には暖房ができなくなる。この場合、除霜作業が必要になる。
【００１１】
除霜は、ヒートポンプの圧縮機で形成した高温冷媒を暖房には利用せず、着霜した熱交換器に導くことによって行うことができる。しかし、除霜作業中は暖房運転を行うことができず、車内温度が下がる。また、暖房に用いない無駄な仕事に電気エネルギーを費やすことになる。
【００１２】
特許文献１、２、３は、ヒートポンプサイクルの効率を高める目的で、電動車両におけるパワートレインの廃熱を利用することを開示している。
【００１３】
本開示の実施形態は、電気自動車やハイブリッド自動車のように電気パワートレインを備える車両の空調を行う新しい熱管理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本開示の車両熱管理システムは、電気パワートレインを備える自動車のための車両熱管理システムであって、冷媒が循環するように構成され、車室内の冷房および暖房を行う蒸気圧縮式冷凍サイクルの第１回路と、電気パワートレインの冷却を行うための熱媒が循環するように構成され、大気に接触し得る位置に設けられた空気熱媒熱交換器を含む第２回路と、前記冷媒と前記熱媒との間で熱交換を行う冷媒熱媒熱交換器と、前記第２回路上の前記電気パワートレインと前記冷媒熱媒熱交換器との間において前記熱媒を加熱するヒータと、前記ヒータを制御する制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、パワートレインの廃熱を無駄に外気に放出させることなく、有効に利用できる。また、暖房モード時における第２回路の熱媒の温度はヒータに通電することにより、熱媒の温度を上昇させ、空気熱媒熱交換器の空気側温度が露点を下回らないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本開示の実施形態１による車両熱管理システム１０００の概略構成の全体を模式的に示す図である。
【図１Ｂ】車両熱管理システム１０００に含まれる第１回路１００の構成を模式的に示す図である。
【図１Ｃ】車両熱管理システム１０００に含まれる第２回路２００の構成を模式的に示す図である。
【図２Ａ】暖房モードにおける車両熱管理システム１０００の構成および動作を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】冷房モードにおける車両熱管理システム１０００の構成および動作を模式的に示す図である。
【図３】実施形態１における熱管理システム１０００の暖房モードにおける動作フローの一例を示す図である。
【図４】本開示の実施形態２による車両熱管理システム２０００の概略構成の全体を模式的に示す図である。
【図５Ａ】実施形態２の暖房モードにおける蓄熱器の周辺の接続を示す図である。
【図５Ｂ】実施形態２の冷房モードにおける蓄熱器の周辺の接続を示す図である。
【図５Ｃ】実施形態２の蓄熱器をバイパスする時における蓄熱器の周辺の接続を示す図である。
【図５Ｄ】実施形態２の冷媒熱媒熱交換器をバイパスする時における蓄熱器の周辺の接続を示す図である。
【図６】実施形態２における熱管理システム２０００の充電モードにおける動作フローの一例を示す図である。
【図７】実施形態２における熱管理システム２０００の暖房モードにおける動作フローの一例を示す図である。
【図８】実施形態２における熱管理システム２０００の除湿・冷房モードにおける動作フローの一例を示す図である。
【図９】本開示の実施形態３による車両熱管理システム３０００の概略構成の全体を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の限定的でない例示的な実施形態における車両熱管理システムは、電気パワートレインを備える自動車のための熱管理システムである。この熱管理システムは、冷媒が循環するように構成された第１回路（第１循環ループ）と、熱媒が循環するように構成された第２回路（第２循環ループ）とを備えている。ここで、「冷媒」とは、冷凍サイクルにおいて熱を低温の部分から相対的に高温の部分に移動させるために使用される媒体を意味する。「熱媒」とは、対象物を加熱または冷却することによって対象物の温度を目的の温度範囲に制御するため、熱源と対象物との間での熱を移動させるために使用される作動流体の総称である。熱媒は、熱媒体と呼ばれることもある。本明細書では、動作中に相変化する熱媒体を「冷媒」と称し、動作中に相変化しない熱媒体を「熱媒」と称して、両者を区別するものとする。
【００１８】
第１回路は、車室内の冷房、除湿、および暖房を行うための蒸気圧縮式冷凍サイクルを実現するループである。第２回路は、発熱する電子部品を含む電気パワートレインの冷却を行うために熱媒が循環するように構成され、大気に接触し得る位置（例えば車両の正面部分）に設けられた空気熱媒熱交換器（車外熱交換器またはラジエータ）を含むループである。この熱管理システムは、更に、第１回路の冷媒と第２回路の熱媒との間で熱交換を行う冷媒熱媒熱交換器と、第２回路上の電気パワートレインと冷媒熱媒熱交換器との間において熱媒を加熱するヒータと、このヒータを制御する制御装置とを備えている。
【００１９】
上記の熱管理システムでは、従来は無駄に大気に捨てられていた電気パワートレインの各種電子部品が発する熱を熱媒に回収し、空調のための蒸気圧縮式冷凍サイクルの熱源として使用することができる。この熱管理システムによれば、電気パワートレインの廃熱を利用して、冷凍サイクルの効率を向上させることが可能である。また、本実施形態の熱管理システムは、電気パワートレインと冷媒熱媒熱交換器との間の位置に熱媒を加熱するヒータを備えているため、熱媒の温度の過度な低下を抑制または防止でき、暖房モードにおける空気熱媒熱交換器の着霜を抑制することも可能である。
【００２０】
本開示における電気パワートレインは、電動モータ、ＤＣ／ＡＣインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、および二次電池の少なくとも一つを含み得る。この電気パワートレインは、発熱する他の電子部品、例えばマイクロコンピュータを含んでいてもよい。二次電池は、典型的には、ニッケル水素型、またはリチウムイオン型などの充放電可能なバッテリであるが、他のタイプのバッテリであっても良い。本明細書における「二次電池」とは、単一の二次電池のみを指すのではなく、複数の二次電池を構成要素とする電池パックや、二次電池の動作に必要な電子回路を含む電池モジュールであり得る。
【００２１】
本開示の一態様における熱管理システムは、空気熱媒熱交換器の出口側における熱媒の温度を検知する温度センサを更に備えてもよい。暖房モードで動作する場合、制御装置は、温度センサで検知した熱媒の温度に応じてヒータを制御することができ、それによって車外熱交換器における着霜または着氷を抑制または防止することが可能である。
【００２２】
本開示のある態様において、第２回路は、動作温度範囲内で相変化を行う蓄熱材を有する蓄熱器をパワートレインおよびヒータの後段位置に含み得る。
【００２３】
以下、本開示の実施形態を説明する。
【００２４】
（実施形態１）
まず、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃを参照して、本開示の第１の実施形態における車両熱管理システム１０００の基本構成を説明する。図１Ａは車両熱管理システム１０００の概略構成の全体を模式的に示す図である。図１Ｂおよび図１Ｃは、それぞれ、車両熱管理システム１０００に含まれる第１回路１００および第２回路２００の構成例を模式的に示す図である。
【００２５】
図１Ａの車両熱管理システム１０００は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを形成する第１回路１００を備える。第１回路１００は、図１Ｂに示されるように、黒い矢印の方向、または、その反対の方向に冷媒が循環するように構成されている。冷媒は、動作温度範囲内で液相と気相との間で相変化する性質を有している。このような冷媒は、例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ７４４（二酸化炭素）、またはＲ１２３４ｙｆであり得る。冷媒が流れる方向は、第１回路１００内において固定されている必要は無い。
【００２６】
第１回路１００は、車室内の空気と冷媒との間で熱交換を行う冷媒空気熱交換器５０を含んでいる。図１Ｂの例では、簡単のため、冷媒空気熱交換器５０の個数は１つであるが、冷媒空気熱交換器５０は、冷房用の熱交換器と暖房用の熱交換器とを含んでいても良い。
【００２７】
第１回路１００は、後述する第２回路２００と熱交換を行うための冷媒熱媒熱交換器１９を含んでいる。この点において、第１回路１００は、公知の車両ヒートポンプサイクルとは異なるが、その他の点においては、車両用ヒートポンプサイクルの公知の構成を広く採用することができる。
【００２８】
なお、第１回路１００は、不図示のポンプを含んでおり、このポンプによって熱媒が第１回路１００を循環することができる。第１回路１００は、他に、不図示のバイパス流路および各種の弁を含んでいて良い。バイパス流路および弁の動作により、暖房モードおよび冷房モードを含む異なる複数の動作モードで、冷媒が流れる方向を部分的にまたは全体的に変化させることが可能になる。
【００２９】
本実施形態の車両熱管理システム１０００は、図１Ｃに示されるように、電気パワートレイン２４の冷却を行うために熱媒が循環するように構成された第２回路２００を備えている。第２回路２００は、大気に接触し得る位置に設けられた空気熱媒熱交換器２８を含んでいる。熱媒は、動作温度範囲内では相変化を起こさず、典型的には液相のままで循環する。熱媒は、例えばグリコールを含む水であり得る。熱媒が流れる方向は一定で良い。図１Ｃの黒い矢印は、本実施形態において熱媒が流れる方向の例を示している。
【００３０】
第２回路２００の熱媒は、パワートレイン２４で生じた熱を得て、パワートレイン２４を冷却することができる。パワートレイン２４は、熱源として機能し得る電子機器を含み、電動モータ、ＤＣ／ＡＣインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ、および二次電池の少なくとも一つを含み得る。第２回路２００は、電気パワートレイン２４を構成する電子機器を適温に保つための冷却を行う機能と、空気熱媒熱交換器２８を介して第１回路１００の冷媒が有する熱を車外に排出（放熱）する機能とを有している。
【００３１】
熱管理システム１０００は、更に、第１回路１００の冷媒と第２回路２００の熱媒との間で熱交換を行う冷媒熱媒熱交換器１９と、第２回路２００上の電気パワートレイン２４と冷媒熱媒熱交換器１９との間において熱媒を加熱するヒータ２５と、ヒータ２５を制御する制御装置６０とを備えている。
【００３２】
冷媒熱媒熱交換器１９において冷媒の温度が熱媒の温度よりも高いとき、冷媒熱媒熱交換器１９を介して第１回路１００の冷媒から第２回路２００の熱媒に熱が移動する。一方、冷媒熱媒熱交換器１９において熱媒の温度が冷媒の温度よりも高いときは、冷媒熱媒熱交換器１９を介して、第２回路２００の熱媒から第１回路１００の冷媒に熱が移動する。冷媒熱媒熱交換器１９に流入する熱媒の温度は、パワートレイン２４での発熱の状況および空気熱媒熱交換器２８の放熱能力によって変動するが、本開示の実施形態によれば、ヒータ２５によっても熱媒の温度を調整することができる。ヒータ２５は、典型的には電気式ヒータであり、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：正温度係数）ヒータであり得る。ＰＴＣヒータは、温度によって電気抵抗が変化するように構成されたヒータである。通電開始により、ＰＴＣヒータの温度が上昇すると、その電気抵抗も上昇する性質を有しているため、ＰＴＣヒータの温度は通電開始後に緩やかに上昇した後、ある一定の温度で安定する。
【００３３】
図１Ａには示されていないが、この熱管理システム１０００は、空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒の温度を検知する温度センサを更に備えていてもよい。このような温度センサがあれば、暖房モードで動作する場合において、温度センサによって検知される熱媒の温度に応じて制御装置６０がヒータ２５を適切に制御することができる。また、不図示のポンプを制御することにより、第２回路２００を循環する熱媒の流速または流量を調整することができる。こうして、空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒温度を知れば、熱媒の温度を適切に調整することにより、空気熱媒熱交換器２８における着霜の抑制または防止を実現できる。
【００３４】
次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら、本実施形態における車両熱管理システム１０００の構成例をより詳細に説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、暖房モードおよび冷房モードにおける車両熱管理システム１０００の構成および動作を模式的に示す図である。
【００３５】
図示されている第１回路１００の冷凍サイクルは、冷媒の圧送を行う圧縮機（コンプレッサ）１１と、車室内の空調を行う第１熱交換器（コンデンサ）１２および第２熱交換器（エバポレータ）１３と、冷房、暖房、除湿の動作モードに応じて第１回路１００の異なる流路を形成する３つの三方弁（三方向切換弁）１６、１７、１８および２つの膨張弁１４、１５とを含んでいる。第１熱交換器１２および第２熱交換器１３は、いずれも空気冷媒熱交換器であり、空調用ダクト１２０の内部に配置されている。第１熱交換器１２および第２熱交換器１３は、全体として、図１Ａおよび図１Ｂに示される空気熱交換器５０を構成している。本実施形態における空気は、ブロワなどの送風機１３０によって空調用ダクト１２０内を流れ、第１熱交換器１２または第２熱交換器１３と熱交換を行った後、車室内に流入する。送風機１３０は、ブロワモータの回転により、車室外の空気を導入したり、車室内の空気を再循環させたりすることができる。
【００３６】
本実施形態における第２回路２００は、熱媒を循環させるポンプ２６および温度センサ３１を含んでいる。第２回路２００の空気熱媒熱交換器２８の近くには、車外から取り込まれて空気熱媒熱交換器２８を通過する空気の流量を調整するための送風ファン２８ｆが設けられている。
【００３７】
車両熱管理システム１０００は、熱管理用制御装置３２および空調用制制御装置３４を有している。これらの制御装置３２、３４は、第１回路１００および第２回路２００を構成する各要素の動作を制御する。本実施形態における熱管理用制御装置３２は、第２回路２００におけるヒータ２５およびポンプ２６の動作を制御することができる。熱管理用制御装置３２は、また、送風ファン２８ｆの動作を制御することも可能である。熱管理用制御装置３２は、空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒温度を示す情報を温度センサ３１から受け取り、必要に応じて、温度センサ３１が検出した熱媒温度に応じてヒータ２５、ポンプ２６、および送風ファン２８ｆの動作を調整する。熱管理用制御装置３２による制御フローは、熱管理用制御装置３２の内部または外部にあるメモリに格納されたコンピュータプログラムによって規定される。
【００３８】
空調用制制御装置３４は、暖房モード、冷房モードおよび除湿モードの各モードで第１回路１００が適切に動作するように、三方弁１６、１７、１８、２つの膨張弁１４、１５、エアミックスダンパ３０、および送付機１３０などの動作を制御することができる。
【００３９】
熱管理用制御装置３２および空調用制制御装置３４は、それぞれ別個の電子制御ユニット（ＥＣＵ：  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）から構成されていてもよいし、１つのＥＣＵから構成されていてもよい。図面では、破線で示すように、熱管理用制御装置３２はヒータ２５、ポンプ２６、および空調制御装置３４に電気的に接続されているが、実際には、他の構成要素にも電気的に接続され得る。空調用制制御装置３４は、簡単のため、図面では詳しく示されていないが、第１回路１００を構成する各要素に電気的に接続されており、各要素を適切に制御する。空調用制御装置３４による制御フローも、熱管理用制御装置３２と同様に、空調用制御装置３４の内部または外部にあるメモリに格納されたコンピュータプログラムによって規定される。熱管理用制御装置３２および空調用制制御装置３４は、図示されていない他の中央制御装置からの指示に基づいて動作してもよい。
【００４０】
以下、本実施形態における熱管理システムの動作を説明する。
【００４１】
まず、図２Ａを参照して、暖房モードでの動作を説明する。暖房モードにおける第１回路１００では、圧縮機１１で作られた気相の高温高圧の冷媒（加熱蒸気）が第１熱交換器１２に送られてダクト内１２０内の空気と熱交換し、凝縮によって高温のまま液相の冷媒（飽和液）となる。このとき、冷媒から放熱が生じ、車室内の暖房が実現する。第１熱交換器１２を通過した冷媒は、第１膨張弁１４で断熱膨張した後、低温低圧の気液二相となる。低温低圧の気液二相の冷媒（湿り飽和液）は、冷媒熱媒熱交換器１９に送られ、第２回路２００の熱媒と熱交換して蒸発し、低圧気相冷媒（乾き飽和蒸気）に変化する。このときの冷媒熱媒熱交換器１９は、冷凍サイクルにおけるエバポレータとして機能する。低圧気相冷媒は、第２三方弁１７、第３三方弁１８を経由して圧縮機１１に戻る。暖房モードでは、弁１５は閉じており、第２熱交換器１３を冷媒は通過しない。
【００４２】
暖房モードにおける第２回路２００では、熱媒がパワートレイン２４の冷却を行った後、ヒータ２５を通る。ワートレイン２４、および、必要に応じてヒータ２５で加熱された熱媒は、ポンプ２６を出て、冷媒熱媒熱交換器１９を通過する。熱媒は、冷媒熱媒熱交換器１９で第１回路１００の冷媒と熱交換を行った後、空気熱媒熱交換器２８で外気と熱交換して一巡する。暖房モードでは、冷媒熱媒熱交換器１９に流入した熱媒が冷却サイクル（第１回路１００）の低温側熱源として機能する。
【００４３】
本実施形態では、暖房モードにおいて、第１回路１００が冷媒熱媒熱交換器１９を介して第２回路２００の熱を汲み上げることができる。第２回路２００では、パワートレイン２４を構成する機器の冷却を行うことによって熱を得た熱媒が、空気熱媒熱交換器２８に入る前に、冷媒熱媒熱交換器１９を経由する。すなわち、冷媒熱媒熱交換器１９を介して、パワートレイン２４の熱が第１回路１００に与えられる。このため、パワートレイン２４の廃熱を第１回路１００による暖房に利用できる。その結果、ヒートポンプの理論から導かれるように、第１回路１００における冷媒の低圧側圧力を高くすることができ、圧縮機１１の負荷を低減することができる。このように、本実施形態の構成によれば、パワートレイン２４の廃熱を無駄に外気に放出させることなく、有効に利用できる。
【００４４】
暖房モード時における第２回路２００の熱媒の温度は、冷媒熱媒熱交換器１９を通過することによって低下する。熱媒温度が０℃を下回ると、低温の熱媒が流入した空気熱媒熱交換器２８に接する空気（大気）の温度が露点を下回り、着霜が生じる可能性がある。本実施形態では、このような着霜を抑制または防止するため、必要に応じてヒータ２５に通電し、熱媒の温度を上昇させ、空気熱媒熱交換器２８の空気側温度が露点を下回らないようにすることができる。具体的には、まず、空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒温度を温度センサ３１によって検知する。熱管理制御装置３２で演算し、ヒータ２５による熱発生量を制御するとともに、ポンプ２６の回転速度を調整することにより、着霜を避けながら連続的な暖房運転が実現する。
【００４５】
次に、図２Ｂを参照しながら、冷房モードの動作を説明する。冷房モードにおいて、第１回路１００では、圧縮機１１で形成された高温高圧の冷媒（気相）がまず第１熱交換器１２に送られる。このとき、エアミックスダンパ３０で空気の流路の規制されているため、冷媒はダンパー１２０内の空気と熱交換を行わないで第１熱交換器１２を通過する。第１熱交換器１２を通過した冷媒は、断熱膨張をせずに第１膨張弁１４を通過する。その後、高温高圧の気液二相状態になった冷媒は冷媒熱媒熱交換器１９で第２回路２００の熱媒と熱交換をして凝縮し、高圧の液相冷媒となる。高圧の液相冷媒は、第２三方弁１７を経由して、第２膨張弁１５で断熱膨張を行い、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の気液二相冷媒は、第２熱交換器１３を通じて空気と熱交換を行い、蒸発して低温低圧の気相冷媒となる。その後、第３三方弁１８を経由して低圧気相冷媒として圧縮機１１に戻る。
【００４６】
冷房モードにおける第２回路２００では、暖房モードにおける場合と同様に、熱媒がパワートレイン２４の冷却を行った後、ヒータ２５を通る。その後、熱媒は、ポンプ２６を出て、冷媒熱媒熱交換器１９を通る。熱媒は、冷媒熱媒熱交換器１９で第１回路１００の冷媒と熱交換を行った後、空気熱媒熱交換器２８で外気と熱交換して一巡する。
【００４７】
本実施形態によれば、車室内部の暖房を行う際、通常は無駄に大気に捨てられるパワートレイン２４の熱を回収して空調のための冷凍サイクルの熱源として使用するため、冷凍サイクルの効率を向上させることが可能である。また、ヒータ２５によって第２回路２００の熱媒を加熱することにより、空気熱媒熱交換器２８に霜が着かないようにすることができる。また、本実施形態によれば、第２回路２００における熱媒の温度低下を抑制できるため、熱媒の温度低下に起因して生じる粘度増加も抑制され、その結果、ポンプ２６の無駄な仕事を回避することができる。
【００４８】
ここで、図３を参照しながら、本実施形態における熱管理システムの暖房時の動作フローの一例を説明する。
【００４９】
暖房を開始すると、まずステップＳ１００において、空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒温度が基準値Ｔ０よりも低いか否かが判定される。基準値Ｔ０は、空気熱媒熱交換器２８で着霜が生じ得るほどに熱媒温度が低いか否かを識別するための基準レベルとして選択され得る。なお、着霜が生じるか否かは、熱媒温度だけでは決まらない。湿度、車速などの各種パラメータに基づいて基準値Ｔ０は変化する。これらの各種パラメータと基準値Ｔ０との対応関係は、例えばテーブルデータとしてメモリ内に格納され、熱管理用制御装置３２による演算に用いられ得る。空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒温度が基準値Ｔ０以上であった場合、ステップＳ１０２に進み、ヒータ２５が加熱されない状態で熱媒の循環が行われる。その後、ステップＳ１０４で暖房が停止されるか否かが判定される。暖房が停止されない場合、ステップＳ１００に戻り、そうでない場合は暖房が停止される。
【００５０】
ステップＳ１００において、空気熱媒熱交換器の出口側における熱媒温度が基準値Ｔ０よりも低いと判定された場合（Ｙ）、ステップＳ１０６に進み、ヒータ２５が加熱された状態で熱媒が循環する。このため、熱媒の温度が上昇する。その後、ステップＳ１０８で暖房が停止されるか否かが判定される。暖房が停止されない場合、ステップＳ１０８に戻り、そうでない場合は暖房が停止される。
【００５１】
（実施形態２）
次に、本開示の第２の実施形態における車両熱管理システム２０００を説明する。
【００５２】
図４は、車両熱管理システム２０００の構成例を模式的に示す図である。本実施形態における熱管理システム２０００と前述の熱管理システム１０００との相違点の１つは、熱管理システム２０００における第２回路２００が、動作温度範囲内で相変化を行う蓄熱材を有する蓄熱器２７を備えている点にある。蓄熱器２７は、パワートレイン２４およびヒータ２５の後段位置に設けられている。蓄熱器２７は例えばパラフィンまたは水和塩などの相変化を伴う物質を蓄熱材（潜熱蓄熱材料）として内蔵する。相変化の温度としては、０〜３７℃の温度帯の材料を用いることができる。潜熱蓄熱材料としては、例えば、パラフィンなどの有機化合物、硫酸ナトリウム水和物などの無機水和塩が使用され得るが、これらに限定されない。
【００５３】
本実施形態におけるパワートレイン２４は二次電池を含んでいる。不図示の外部電源から二次電池に充電を行う場合において、外気温が所定値以上のとき、熱媒から蓄熱器２７に蓄熱を行わず、外気温が所定値よりも低いとき、熱媒から蓄熱器２７に蓄熱を行う。熱媒から蓄熱器２７に蓄熱を行うとき、ヒータ２５によって熱媒を加熱してもよい。
【００５４】
本実施形態の構成によれば、二次電池に充電を行う際、夏季のように外気温が高い場合にはパワートレイン２４の熱を蓄熱器に蓄えず、冬季のように外気温が低い場合にパワートレイン２４および必要に応じてヒータ２５の熱を蓄熱器に蓄えることができる。また、外気温が低いときにヒータ２５によって熱媒体を加熱すれば、高温の熱媒による蓄熱器への熱供給が可能になる。
【００５５】
以下、本実施形態における熱管理システム２０００をより詳細に説明する。ここでは、熱管理システム１０００の構成要素と共通する構成要素の説明は繰り返さない。
【００５６】
本実施形態の蓄熱器２７は、図４に示すように、三方弁２０、２１を介して冷媒熱媒熱交換器１９に対して並列に接続されている。また、図４の例では、蓄熱器２７に対して直列に接続され得る流路２０２が設けられており、この流路２０２には弁２３が設けられている。三方弁２０は、ポンプ２６から出た熱媒を冷媒熱媒熱交換器１９および蓄熱器２７の一方に流すように動作する。一方、三方弁２１は、冷媒熱媒熱交換器１９から出た熱媒を蓄熱器２７および空気熱媒熱交換器２８の一方に流すか、あるいは、蓄熱器２７を出た熱媒を冷媒熱媒熱交換器１９および空気熱媒熱交換器２８の一方に流すように動作する。これら三方弁２０、２１および制御弁２２、２３の動作は、熱管理制御装置３２によって制御される。
【００５７】
以下、図５Ａから図５Ｄおよび表１を参照して、本実施形態における冷媒熱媒熱交換器１９および蓄熱器２７における熱媒の流れを説明する。
【００５８】
【表１】
2014226962.tif 000003
【００５９】
本実施形態では、図５Ａから図５Ｄおよび表１に示されるように、ポンプ２６から出た熱媒が三方弁２０から空気熱媒熱交換器２８に流れ込むまでの間に、４通りの経路を通り得る。図５Ａから図５Ｄにおいて、熱媒の流れが生じる流路は実線で示され、熱媒の流れが生じない流路は点線で示されている。なお、熱媒の流れは、これらの例に限定されず、更に他の弁や流路が設けられていてもよい。
【００６０】
図５Ａに示す例では、熱媒が蓄熱器２７を通過してから冷媒熱媒熱交換器１９に流入する。このとき、第１制御弁２２は開放、第２制御弁２３は閉塞状態である。蓄熱器２７が熱をすでに蓄え、蓄熱材の温度が熱媒の温度よりも高かった場合、熱媒は蓄熱器２７から熱を受け取ることができる。言い換えると、蓄熱器２７は熱媒に対して放熱を行う。これにより、熱媒の温度は上昇する。このような状態は、暖房モード時において熱媒の温度が低い場合に形成され得る。
【００６１】
図５Ｂに示す例では、熱媒が冷媒熱媒熱交換器１９を通過してから蓄熱器２７に流入する。このとき、第１制御弁２２は閉塞、第２制御弁２３は開放状態である。このとき、流路２０２は、冷媒熱媒熱交換器１９から蓄熱器２７に流れた熱媒を空気熱媒熱交換器２８に導くように蓄熱器２７に直列的に接続される。この状態では、例えば冷房モードにおいて、冷媒熱媒熱交換器１９で第１回路１００の冷媒と熱交換を行った熱媒から蓄熱器２７で蓄熱を行うことができる。このようにすることにより、夏季の冷房モード時においても、蓄熱器２７を有効に活用できる。例えば車速が低いなどの理由から空気熱媒熱交換器２８の熱媒冷却能力が不十分なとき、そのままでは熱媒温度が上昇してしまうため、第１回路１００の高圧側の圧力を十分に高く設定しない限り、冷媒熱媒熱交換器１９を介して第１回路１００から第２回路２００へ熱を移動させられない状況が生じてしまう。そうなると、第１回路１００の圧縮機１１の負荷が上昇し、冷凍サイクルの運転効率が低くなってしまう。しかし、本実施形態によれば、第２回路２００の弁を制御して高温の熱媒が空気熱媒熱交換器２８に流入する前に熱媒から蓄熱器２７に一時的に熱を与えることにより熱媒の温度を低下させることができる。すなわち、蓄熱器２７によって空気熱媒熱交換器２８の冷却能力を補助することができ、冷房モードでの冷却サイクルの効率を向上させることが可能にある。
【００６２】
図５Ｃに示す例では、熱媒は蓄熱器２７を通過することなく冷媒熱媒熱交換器１９のみを通過する。このとき、第１制御弁２２、第２制御弁２３ともに閉塞状態である。また、図５Ｄに示す例では、熱媒は冷媒熱媒熱交換器１９を通過することなく蓄熱器２７のみを通過する。
【００６３】
このように異なる複数の経路を切り替えることにより、熱媒が第２回路２００を循環する過程で蓄熱器２７を、必要に応じて有効に動作させることができる。
【００６４】
以下、本実施形態における熱管理システム２０００の動作の例を説明する。
【００６５】
図６を参照して、外部電源から二次電池に充電を行う充電モードの動作を説明する。
【００６６】
まず、ステップＳ２００において、充電開始時の外気温が第１所定値Ｔ１（℃）以上か否かが判定される。Ｔ１（℃）は、外気温で夏季か否かを識別し得るレベル、例えば３０（℃）に設定され得る。充電開始時の外気温が第１所定値Ｔ１（℃）以上のとき、ステップＳ２０２に進み、図５Ｃに示すように蓄熱器２７がバイパスされる。すなわち、熱媒から蓄熱器２７に蓄熱を行わずに、熱媒を第２回路２００上で循環させる。ステップＳ２０４では、充電が終了したか否かが判定される。充電が終了するまで、蓄熱器２７のバイパス状態が維持される。
【００６７】
ステップＳ２００において、充電開始時の外気温が第１所定値Ｔ１（℃）未満であると判定されたとき、ステップＳ２０６に進み、図５Ｄに示すように、熱媒は蓄熱器２７を通過する。すなわち、熱媒から蓄熱器２７に蓄熱を行う。ステップＳ２０８では、充電が終了したか否かが判定される。
【００６８】
二次電池に対する充電が終了した後、熱媒を第２回路２００上で循環させ（図５Ｃ）、熱媒の温度を低下させるようにしてもよい。充電の終了後、蓄熱器２７の温度が外気温よりも高い場合、熱媒が蓄熱器２７を通るように熱媒を第２回路２００上で循環させ、蓄熱器２７の温度を低下させるようにしてもよい。
【００６９】
電動車両では、停車中に充電する場合は車載充電器が半導体のスイッチングロスや抵抗等によって発熱するため、機器を適温に保つために冷却を行う。通常の冷却で、熱媒によって輸送される熱は廃熱として通常は大気に廃棄されるが、本実施形態では、この熱を有効に活用するため、蓄熱器２７を利用する。外気温が下がる冬季では、この廃熱の回収だけでは熱媒の温度が十分に上昇せず、蓄熱器２７に導いても十分なレベルの蓄熱が実現できないことが起こり得る。動作時に相変化を伴う蓄熱材を有する蓄熱器２７によれば、相変化時に潜熱として大きな熱量を取り出せるが、熱媒の温度が蓄熱材の相変化点以下の温度であると、顕熱による蓄熱しか行えない。しかし、本実施形態では、充電時にヒータ２５に通電することにより、蓄熱材の相変化点を超える温度に熱媒を加熱すれば、効果的に蓄熱を実現することができる。
【００７０】
次に、図７を参照しながら、本実施形態における暖房モードにおける動作を説明する。
【００７１】
暖房モードの動作を開始した後、ステップＳ３００において、蓄熱器２７の温度が予め設定された温度Ｔ２（℃）よりも高いか否かを判定する。Ｔ２（℃）は、例えば３０（℃）に設定され得る。蓄熱器２７の温度が設定温度Ｔ２よりも高いとき、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、熱媒に蓄熱器２７を通過させ、蓄熱器２７から熱媒に放熱を行う。これにより、熱媒の温度が上昇する。ステップＳ３０４で暖房が終了したと判定されない場合、ステップＳ３００に戻る。蓄熱器２７の温度が設定温度Ｔ２以下になるまで、蓄熱器２７から熱媒への放熱を続ける。
【００７２】
ステップＳ３００において、蓄熱器２７の温度が設定温度Ｔ２以下であると判定されたとき、ステップＳ３０６に進み、熱媒が蓄熱器２７をバイパスするようにする。
【００７３】
このような動作を実行することにより、二次電池に充電する時などに発生した余分の熱を蓄熱器２７に蓄えておき、熱媒温度の調整に有効に利用することができる。その結果、従来は無駄に捨てられていた熱を、熱媒温度の上昇に利用して空気熱媒熱交換器２８での着霜抑制・防止に活用できる。
【００７４】
蓄熱器２７およびパワートレインの熱源だけで着霜を防げない場合には、実施形態１について説明したように、ヒータ２５に通電して熱媒の温度を高めればよい。具体的には、空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒温度を温度センサによって検知し、湿度その他のパラメータに基づいて制御装置３２で必要な演算を行い、ヒータ２５による加熱量およびポンプ２６の回転速度を調整すれば、着霜しないように連続暖房運転が可能となる。
【００７５】
次に、図８を参照しながら、本実施形態における冷房モードまたは除湿モードにおける動作を説明する。
【００７６】
まず、ステップＳ４００において、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が第１の条件を満たすか否かが判定される。第１の条件とは、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が熱媒の温度を十分に低下させ得るか否かを規定する条件であり、例えば車速が所定値以上か否かによって規定され得る。すなわち、車速が所定値以上であれば、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が「高い」ことを意味する。第１の条件は、車速および空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒の温度を含む複数の検出値に基づいて規定されても良い。また、車速に加えて、あるいは車速に代えて、送風ファン２８ｆの回転数を第１の条件に含めても良い。
【００７７】
第１の条件が満されないとき、ステップＳ４０２に進み、図５Ｂに示すように熱媒が蓄熱器２７を通過するように流路が形成される。すなわち、熱媒から蓄熱器２７に一時的に蓄熱を行う。この蓄熱により、熱媒の温度は低下する。従って、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が低い場合において、その放熱能力を蓄熱器２７が補うため、熱媒による電気パワートレインの冷却が充分に達成される。その後、ステップＳ４０４において、蓄熱器２７の蓄熱材の温度が予め設定された温度Ｔ３以上か否か、あるいは、蓄熱時間が予め設定された時間Ｓ１以上になったか否かが判定される。いずれかの条件が満たされたときは、蓄熱器２７による蓄熱を停止するため、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０４において、上記の条件が満たされていないと判定されたとき、ステップＳ４００に戻る。
【００７８】
ステップＳ４００において、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が第１の条件を満たすと判定された場合、または、ステップＳ４０４において、諸条件を満足すると判定された場合、ステップＳ４０６において、蓄熱器２７をバイパスさせる。このとき、図５Ｃに示すように熱媒が蓄熱器２７を通過することなく冷媒熱媒熱交換器１９を流れる流路が形成される。
【００７９】
ステップＳ４０８では、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が第２の条件を満たすか否かが判定される。このステップＳ４０８では、第２の条件として、第１の条件と同じ条件を課しても良いし、異なる条件を課しても良い。第２の条件を満たすと判定された場合、熱媒に蓄熱器２７を通過させる。このとき、図５Ｂに示すように熱媒が冷媒熱媒熱交換器１９および蓄熱器２７の両方を通過する流路が形成される。蓄熱器２７から熱媒への放熱が行われるため、熱媒温度が上昇するが、空気熱媒熱交換器２８の放熱能力が十分に高いため、空気熱媒熱交換器２８で熱媒の温度は十分に低下することができる。
【００８０】
ステップＳ４１２において、蓄熱器２７の温度が予め設定された温度Ｔ３よりも低くなったか、あるいは、放熱時間が予め設定された時間Ｓ２以上になったとき、ステップＳ４０６に戻り、蓄熱器２７をバイパスする流路が形成される。
【００８１】
空気熱媒熱交換器２８の放熱能力は、車速および空気熱媒熱交換器２８の出口側における熱媒の温度を含む複数の検出値に基づいて決定され得る。
【００８２】
本実施形態によれば、夏季などのように外気温が高いとき、二次電池の充電時に蓄熱を行わない。このとき、図５Ｃで示されるように蓄熱器２７をバイパスし、充電終了後もポンプ２６を駆動させて熱媒の温度が下がるように十分に放熱してやることが可能である。そのとき、蓄熱器２７の温度が外気温より高ければ、図５Ａ、図５Ｂ、または図５Ｄに示すように、熱媒が蓄熱器２７を通過する回路を形成すれば、熱媒温度が外気温に近づくように十分に放熱することができる。
【００８３】
第２回路２００は、通常、蓄熱器２７をバイパスして熱媒を循環させる。第１回路１００が冷房運転開始時などのように冷媒熱媒熱交換器１９を通じて大きな熱量を第２回路に放出する場合、または、停車時や登坂時といった車速が低く空気熱媒熱交換器２８の能力が十分では無い場合において、一時的に図５Ｂに示すように蓄熱器２７を通じる経路に熱媒を導き、蓄熱器２７に蓄熱した後、温度の低下した熱媒を空気熱媒熱交換器２８に送ることができる。
【００８４】
このように車速が低い状況や、第１回路から冷媒熱媒熱交換器１９を通じて大きな熱量が放熱される場合には、従来であれば、第２回路２００の熱媒温度が過度に上昇するため、第１回路１００の高圧側の温度を高くなるように運転しなければならず、圧縮機１１に掛かる負荷が増加してしまい、冷凍サイクルの効率は低下してしまうという問題があった。しかし、本実施形態によれば、冷凍サイクルの効率低下を回避するため、一時的に蓄熱器２７を通じる経路に熱媒を導き、所定時間経過、または蓄熱器２７の温度が所定値以上になると、蓄熱器２７をバイパスするように三方弁２０、２１および制御弁２２、２３を操作し、蓄熱を終了する。その後、車速が所定値以上の状況や車室内の温度が十分に低下し、第１回路１００の熱負荷が低下した状況を検知したならば、三方弁２０、２１および制御弁２２、２３を操作して蓄熱器２７を通じる経路に熱媒を導き、蓄熱器２７の熱を放熱する。このような制御を行うことにより、夏季冷房時にも蓄熱器２７を効果的に利用でき、第２回路の熱媒の過度な温度上昇を回避し、電子機器の適温状態での運転と冷凍サイクルの効率低下を抑制することができる。
【００８５】
（実施形態３）
図９は、本開示の第３の実施形態における車両熱管理システム３０００の構成例を模式的に示す図である。
【００８６】
本実施形態における車両熱管理システム３０００は、実施形態２における車両熱管理システム２０００の構成に加えて、空気熱媒熱交換器２８をバイパスする流路２０４を備えている。より詳細には、本実施形態では、第２回路２００において蓄熱器２７と空気熱媒熱交換器２８とを結ぶ流路の一ヵ所から分岐するバイパス流路２０４が空気熱媒熱交換器２８に対して並列に接続され、このバイパス流路２０４がパワートレイン２４と空気熱媒熱交換器２８とを結ぶ流路の一ヵ所に結合されている。第２回路２００上においてバイパス流路２０４が結合する位置には、感温式サーモスタット２９が設けられている。感温式サーモスタット２９は、熱媒の温度が予め設定された温度よりも低いとき、空気熱媒熱交換器２８をバイパスして熱媒が流れるように動作する。すなわち、感温式サーモスタット２９は、熱媒の温度に応じて開閉する三方弁であり得る。感温式サーモスタット２９の代わりに通常の三方弁が設けられ、熱管理制御装置３２が温度センサ３１の出力に応じて三方弁の動作を制御するようにしてもよい。
【００８７】
本実施形態のように空気熱媒熱交換器２８に並列にバイパス流路２０４を設けると、二次電池への充電中に蓄熱器２７で蓄熱を行うとき、熱媒が空気熱媒熱交換器２８を通過して放熱しないようにすることができる。その結果、蓄熱中に熱媒の温度が低下することを抑制し、ヒータ２５による加熱を最低限に抑えて効率的に蓄熱を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本開示の車両熱管理システムは、電気自動車や電気式ハイブリッド自動車のように冷却が必要な電気パワートレインを持つ車両の空調に利用される。
【符号の説明】
【００８９】
１１  圧縮機
１２  第１の熱交換器
１３  第２の熱交換器
１４  第１の膨張弁
１５  第２の膨張弁
１６  第１の三方弁
１７  第２の三方弁
１８  第３の三方弁
１９  冷媒熱媒熱交換器
２０  第４の三方弁
２１  第５の三方弁
２２  第１の制御弁
２３  第２の制御弁
２４  パワートレイン（電子機器）
２５  ヒータ
２６  ポンプ
２７  蓄熱器
２８  空気熱媒熱交換器（車外熱交換器）
２９  サーモスタット
３０  エアミックスダンパ
３１  温度センサ
３２  熱管理用制御装置
３４  空調用制御装置
６０  制御装置
１００  第１回路
２００  第２回路
１０００  実施形態１の車両用熱管理システム
２０００  実施形態２の車両用熱管理システム
３０００  実施形態３の車両用熱管理システム
【図１Ａ】
2014226962.tif 000004
【図１Ｂ】
2014226962.tif 000005
【図１Ｃ】
2014226962.tif 000006
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
2014226962.tif 000009
【図４】
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【図５Ａ】
2014226962.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2014226962.tif 000013
【図５Ｄ】
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【図６】
2014226962.tif 000015
【図７】
2014226962.tif 000016
【図８】
2014226962.tif 000017
【図９】
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