(57)【要約】【課題】冷却効率を向上できる電動車両の冷却システムを提供する。【解決手段】車両の前方から見たときの投影面積が大きな圧縮機７や中間熱交換器８をラジエータ３通過後の空気の流出経路内に配設しないように構成した。これにより、ラジエータ３を通過する空気の圧力損失を低下させて、冷却システムの効率を向上できる。また、ラジエータ３を通過して温度上昇した空気が圧縮機７や中間熱交換器８に当たってこれらを温めてしまうことによる、冷却システムの効率低下を防止できる。【選択図】図２
2011111139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、
前記冷媒循環路に設けられて前記冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、
前記冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段とを備え、
前記電動圧縮機は、前記熱交換手段で熱交換を行った後の前記外気が前記熱交換手段から車外へ流出する際の主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項２】
電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、
前記冷媒循環路に設けられて前記冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、
前記冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、
前記冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に前記冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路とを備え、
前記熱交換対象物には、前記冷却媒体と前記別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段が含まれ、
前記中間熱交換手段は、前記熱交換手段で熱交換を行った後の前記外気が前記熱交換手段から車外へ流出する際の主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項３】
請求項１に記載の電動車両の冷却システムにおいて、
前記冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に前記冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路をさらに備え、
前記熱交換対象物には、前記冷却媒体と前記別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段が含まれ、
前記中間熱交換手段は、前記主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動車両の冷却システムにおいて、
前記冷媒循環路は、前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記熱交換対象物の一部を含んだ第２のアッセンブリーとの間が継手で接続されていて、前記継手の前後で前記第１のアッセンブリーと前記第２のアッセンブリーとが接続および分離可能であることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項５】
電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、
前記冷媒循環路に設けられて前記冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、
前記冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段とを備え、
前記冷媒循環路は、前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記熱交換対象物の一部を含んだ第２のアッセンブリーとの間が継手で接続されていて、前記継手の前後で前記第１のアッセンブリーと前記第２のアッセンブリーとが接続および分離可能であることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両の冷却システムにおいて、
前記継手は、前記冷却媒体が前記第１のアッセンブリーから前記第２のアッセンブリーへ向かって流れる第１の継手と、前記冷却媒体が前記第２のアッセンブリーから前記第１のアッセンブリーへ向かって流れる第２の継手とを有し、前記第１および第２の継手がともに前記車両の上方または下方に配設されていることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の電動車両の冷却システムにおいて、
前記第２のアッセンブリーは、複数の前記熱交換対象物を含み、前記複数の熱交換対象物のうち、上限温度の低い前記熱交換対象物が上限温度の高い前記熱交換対象物よりも前記冷却媒体の流れに対して上流に配設されることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項８】
冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、
前記冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、
前記冷媒循環路に設けられて前記冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、
前記冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に前記冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路と、
前記冷却媒体と前記別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段とを有し、
前記電動駆動装置によって電動駆動される車両に搭載されて、前記電動駆動装置を冷却する電動車両の冷却システムにおいて、
前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、
前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記電動圧縮機および前記中間熱交換手段を含んだ第２のアッセンブリーと、
前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記電動駆動装置を含んだ第３のアッセンブリーとを備え、
前記第１のアッセンブリーの前記冷媒循環路と、前記第２のアッセンブリーの前記冷媒循環路との間が継手で接続されていて、前記第１のアッセンブリーの前記冷媒循環路と前記第２のアッセンブリーの前記冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であり、
前記第２のアッセンブリーの前記別冷媒循環路と、前記第３のアッセンブリーの前記別冷媒循環路との間が継手で接続されていて、前記第２のアッセンブリーの前記別冷媒循環路と前記第３のアッセンブリーの前記別冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【請求項９】
冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、
前記冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、
前記冷媒循環路に設けられて前記冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、
前記冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に前記冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路と、
前記冷却媒体と前記別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段とを有し、
前記電動駆動装置によって電動駆動される車両に搭載されて、前記電動駆動装置を冷却する電動車両の冷却システムにおいて、
前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記熱交換手段と前記電動圧縮機と前記中間熱交換手段とを含んだ第１のアッセンブリーと、
前記電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも前記電動駆動装置を含んだ第２のアッセンブリーとを備え、
前記第１のアッセンブリーの前記別冷媒循環路と、前記第２のアッセンブリーの前記別冷媒循環路との間が継手で接続されていて、前記第１のアッセンブリーの前記別冷媒循環路と前記第２のアッセンブリーの前記別冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であることを特徴とする電動車両の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両の車両駆動用モータとそのインバータ電源を冷却する電動車両の冷却システムが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献には、電動車両の冷却システムの構成機器の配設位置について、冷却システムの効率の観点からの開示はない。しかし、これら構成機器の配置の善し悪しが冷却システムの効率に大きな影響を及ぼす恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明による電動車両の冷却システムは、電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段とを備え、電動圧縮機は、熱交換手段で熱交換を行った後の外気が熱交換手段から車外へ流出する際の主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明による電動車両の冷却システムは、電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路とを備え、熱交換対象物には、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段が含まれ、中間熱交換手段は、熱交換手段で熱交換を行った後の外気が熱交換手段から車外へ流出する際の主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明は、請求項１に記載の電動車両の冷却システムにおいて、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路をさらに備え、熱交換対象物には、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段が含まれ、中間熱交換手段は、主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする。
（４）  請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動車両の冷却システムにおいて、冷媒循環路は、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換対象物の一部を含んだ第２のアッセンブリーとの間が継手で接続されていて、継手の前後で第１のアッセンブリーと第２のアッセンブリーとが接続および分離可能であることを特徴とする。
（５）  請求項５の発明による電動車両の冷却システムは、電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段とを備え、冷媒循環路は、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換対象物の一部を含んだ第２のアッセンブリーとの間が継手で接続されていて、継手の前後で第１のアッセンブリーと第２のアッセンブリーとが接続および分離可能であることを特徴とする。
（６）  請求項６の発明は、請求項５に記載の電動車両の冷却システムにおいて、継手は、冷却媒体が第１のアッセンブリーから第２のアッセンブリーへ向かって流れる第１の継手と、冷却媒体が第２のアッセンブリーから第１のアッセンブリーへ向かって流れる第２の継手とを有し、第１および第２の継手がともに車両の上方または下方に配設されていることを特徴とする。
（７）  請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載の電動車両の冷却システムにおいて、第２のアッセンブリーは、複数の熱交換対象物を含み、複数の熱交換対象物のうち、上限温度の低い熱交換対象物が上限温度の高い熱交換対象物よりも冷却媒体の流れに対して上流に配設されることを特徴とする。
（８）  請求項８の発明による電動車両の冷却システムは、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路と、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段とを有し、電動駆動装置によって電動駆動される車両に搭載されて、電動駆動装置を冷却する電動車両の冷却システムにおいて、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも電動圧縮機および中間熱交換手段を含んだ第２のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも電動駆動装置を含んだ第３のアッセンブリーとを備え、第１のアッセンブリーの冷媒循環路と、第２のアッセンブリーの冷媒循環路との間が継手で接続されていて、第１のアッセンブリーの冷媒循環路と第２のアッセンブリーの冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であり、第２のアッセンブリーの別冷媒循環路と、第３のアッセンブリーの別冷媒循環路との間が継手で接続されていて、第２のアッセンブリーの別冷媒循環路と第３のアッセンブリーの別冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であることを特徴とする。
（９）  請求項９の発明による電動車両の冷却システムは、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路と、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段とを有し、電動駆動装置によって電動駆動される車両に搭載されて、電動駆動装置を冷却する電動車両の冷却システムにおいて、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段と電動圧縮機と中間熱交換手段とを含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも電動駆動装置を含んだ第２のアッセンブリーとを備え、第１のアッセンブリーの別冷媒循環路と、第２のアッセンブリーの別冷媒循環路との間が継手で接続されていて、第１のアッセンブリーの別冷媒循環路と第２のアッセンブリーの別冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電動車両の冷却システムの冷却効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用した電動車両用冷却システムの構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した電動車両用冷却システムを搭載した車両を正面から見たときの模式図である。
【図３】車両の前部を上方から見たときの模式図である。
【図４】車両に搭載されている電動車両用冷却システムを車両の斜め前方から見たときの模式図である。
【図５】電動車両用冷却システムのASSY化の一例を示す図である。
【図６】インバータ電源２をモータ１の下方に配設した例を示す図である。
【図７】変形例を示す図である。
【図８】変形例を示す図である。
【図９】変形例を示す図である。
【図１０】変形例を示す図である。
【図１１】変形例を示す図である。
【図１２】本発明の熱サイクルシステムが適用される電気自動車の駆動系の構成及びその一部を構成する電動機駆動システムの各コンポーネントの電気的な接続構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を説明する。以下に説明する実施例では、本発明を、電動機を車両の唯一の駆動源とする純粋な電気自動車の熱サイクルシステムに適用した場合を例に挙げて説明する。
【０００９】
以下に説明する実施例の構成は、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源とする電動車両、例えばハイブリッド自動車（乗用車）、ハイブリッドトラックなどの貨物自動車、ハイブリッドバスなどの乗合自動車などの熱サイクルシステムに適用しても構わない。
【００１０】
まず、図１２を用いて、本発明の熱サイクルシステムが適用される純粋な電気自動車（以下、単に「ＥＶ」と記述する）の電動機駆動システムについて説明する。
【００１１】
図１２は、ＥＶ１０００の駆動系の構成及びその一部を構成する電動機駆動システムの各コンポーネントの電気的な接続構成を示す。
尚、図１２において、太い実線は強電系を示し、細い実線は弱電系を示す。
図示省略した車体のフロント部或いはリア部には車軸８２０が回転可能に軸支されている。車軸８２０の両端には一対の駆動輪８００が設けられている。図示省略したが、車体のリア部或いはフロント部には、両端に一対の従動輪が設けられた車軸が回転可能に軸支されている。図１２に示すＥＶ１０００では、駆動輪８００を前輪とし、従動輪を後輪とした前輪駆動方式を示しているが、駆動輪８００を後輪とし、従動輪を前輪とした後輪駆動方式もある。
【００１２】
車軸８２０の中央部にはデファレンシャルギア（以下、「ＤＥＦ」と記述する）８３０が設けられている。車軸８２０はＤＥＦ８３０の出力側に機械的に接続されている。ＤＥＦ８３０の入力側には変速機８１０の出力軸が機械的に接続されている。ＤＥＦ８３０は、変速機８１０によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の車軸８２０に分配する差動式動力分配機構である。変速機８１０の入力側にはモータジェネレータ２００の出力側が機械的に接続されている。
【００１３】
モータジェネレータ２００は、電機子巻線２１１を備えた電機子（図１２に示すＥＶ１０００では固定子が相当）２１０と、電機子２１０に空隙を介して対向配置されると共に、永久磁石２２１を備えた界磁（図１２に示すＥＶ１０００では回転子が相当）２２０とを有する回転電機であり、ＥＶ１０００の力行時にはモータとして機能し、回生時にはジェネレータとして機能する。
【００１４】
モータジェネレータ２００がモータとして機能する場合には、バッテリ１００に蓄積された電気エネルギーがインバータ装置３００を介して電機子巻線２１１に供給される。これにより、モータジェネレータ２００は電機子２１０と界磁２２０との間の磁気的作用により回転動力（機械エネルギー）を発生する。モータジェネレータ２００から出力された回転動力は、変速機８１０及びＤＥＦ８３０を介して車軸８２０に伝達され、駆動輪８００を駆動する。
【００１５】
モータジェネレータ２００がジェネレータとして機能する場合には、駆動輪８００から伝達された機械エネルギー（回転動力）がモータジェネレータ２００に伝達され、モータジェネレータ２００を駆動する。このように、モータジェネレータ２００が駆動されると、電機子巻線２１１には界磁２２０の磁束が鎖交して電圧が誘起される。これにより、モータジェネレータ２００は電力を発生する。モータジェネレータ２００から出力された電力はインバータ装置３００を介してバッテリ１００に供給される。これにより、バッテリ１００は充電される。
【００１６】
モータジェネレータ２００、特に電機子２１０は、後述する熱サイクルシステムによってその温度が許容温度範囲内になるように調節されている。電機子２１０は発熱部品であるので冷却が必要であると共に、周囲温度が低温の時には所定の電気特性が得られるように、暖気が必要になる場合もある。
【００１７】
モータジェネレータ２００は、電機子２１０とバッテリ１００との間の電力がインバータ装置３００によって制御されることにより駆動する。すなわちインバータ装置３００はモータジェネレータ２００の制御装置である。インバータ装置３００は、スイッチング半導体素子のスイッチング動作によって電力を直流から交流に、交流から直流に変換する電力変換装置であり、パワーモジュール３１０、パワーモジュール３１０に実装されたスイッチング半導体素子を駆動する駆動回路３３０、パワーモジュール３１０の直流側に電気的に並列に接続され、直流電圧を平滑する電解コンデンサ３２０、及びパワーモジュール３１０のスイッチング半導体素子のスイッチング指令を生成し、このスイッチング指令に対応する信号を駆動回路３３０に出力するモータ制御装置３４０を備えている。
【００１８】
パワーモジュール３１０は、二つの（上アーム及び下アームの）スイッチング半導体素子を電気的に直列に接続し直列回路（一相分のアーム）が三相分、電気的に並列に接続（三相ブリッジ接続）されて電力変換回路が構成されるように、六つのスイッチング半導体素子を基板上に実装し、アルミワイヤなどの接続導体によって電気的に接続した構造体である。
【００１９】
スイッチング半導体素子としては金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）或いは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いている。ここで、電力変換回路をＭＯＳＦＥＴによって構成する場合、ドレイン電極とソース電極との間には寄生ダイオードが存在するので、別途、それらの間にダイオード素子を実装する必要がない。一方、電力変換回路をＩＧＢＴによって構成する場合、コレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード素子が存在していないので、別途、それらの間にダイオード素子を電気的に逆並列に接続する必要がある。
【００２０】
各上アームの下アーム接続側とは反対側（ＩＧＢＴの場合、コレクタ電極側）はパワーモジュール３１０の直流側から外部に導出され、バッテリ１００の正極側に電気的に接続されている。各下アームの上アーム接続側とは反対側（ＩＧＢＴの場合、エミッタ電極側）はパワーモジュール３１０の直流側から外部に導出され、バッテリ１００の負極側に電気的に接続されている。各アームの中点、すなわち上アームの下アーム接続側（ＩＧＢＴの場合、上アームのエミッタ電極側）と下アームの上アーム接続側（ＩＧＢＴの場合、下アームのコレクタ電極側）との接続点はパワーモジュール３１０の交流側から外部に導出され、電機子巻線２１１の対応する相の巻線に電気的に接続されている。
【００２１】
電解コンデンサ３２０は、スイッチング半導体素子の高速スイッチング動作及び電力変換回路に寄生するインダクタンスに起因して生じる電圧変動を抑制するために、すなわち直流成分に含まれる交流成分を除去する平滑コンデンサである。平滑コンデンサとしては電解コンデンサ３２０の代わりにフィルムコンデンサを用いることもできる。
【００２２】
モータ制御装置３４０は、車両全体の制御を司る車両制御装置８４０から出力されたトルク指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成し、駆動回路３３０に出力する電子回路装置である。
【００２３】
駆動回路３３０は、モータ制御装置３４０から出力されたスイッチング指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成し、六つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置である。
【００２４】
インバータ装置３００、特にパワーモジュール３１０及び電解コンデンサ３２０は、後述する熱サイクルシステムによってその温度が許容温度範囲内になるように調節されている。パワーモジュール３１０及び電解コンデンサ３２０は発熱部品であるので冷却が必要であると共に、周囲温度が低温の時には所定の動作特性や電気特性が得られるように、暖気が必要になる場合もある。
【００２５】
車両制御装置８４０は、運転者からのトルク要求（アクセルペダルの踏み込み量或いはスロットルの開度）、車両の速度など、車両の運転状態を示す複数の状態パラメータに基づいて、モータ制御装置３４０に対するモータトルク指令信号を生成し、そのモータトルク指令信号をモータ制御装置３４０に出力する。
【００２６】
バッテリ１００は、モータジェネレータ２００の駆動用電源を構成する、公称出力電圧２００ボルト以上の高電圧であり、ジャンクションボックス４００を介してインバータ装置３００及び充電器５００に電気的に接続されている。バッテリ１００としてはリチウムイオンバッテリを用いている。
【００２７】
尚、バッテリ１００としては、鉛電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなど、他の蓄電器を用いることもできる。
【００２８】
バッテリ１００は、インバータ装置３００及び充電器５００によって充放電される蓄電装置であり、主要部として電池部１１０及び制御部を備えている。
【００２９】
電池部１１０は電気エネルギーの貯蔵庫であり、電気エネルギーの蓄積及び放出（直流電力の充放電）が可能な複数のリチウムイオン電池が電気的に直列に接続されたものから構成され、インバータ装置３００及び充電器５００に電気的に接続されている。
【００３０】
制御部は、複数の電子回路部品から構成された電子制御装置であり、電池部１１０の状態を管理及び制御すると共に、インバータ装置３００及び充電器５００に許容充放電量を提供して、電池部１１０における電気エネルギーの出入りを制御する。
【００３１】
電子制御装置は、機能上、２つの階層に分かれて構成されており、バッテリ１００内において上位（親）に相当するバッテリ制御装置１３０と、バッテリ制御装置１３０に対して下位（子）に相当するセル制御装置１２０とを備えている。
【００３２】
セル制御装置１２０は、バッテリ制御装置１３０から出力された指令信号に基づいてバッテリ制御装置１３０の手足となって動作し、複数のリチウムイオン電池のそれぞれの状態を管理及び制御する複数の電池管理手段を備えている。複数の電池管理手段はそれぞれ集積回路（ＩＣ）によって構成されている。複数の集積回路は、電気的に直列に接続された複数のリチウムイオン電池をいくつかのグループに分けたとき、そのグループのそれぞれに対応して設けられ、対応するグループが有する複数のリチウムイオン電池のそれぞれの電圧及び過充放電異常を検出すると共に、対応するグループが有する複数のリチウムイオン電池間に充電状態のバラツキがある場合には、所定の充電状態よりも大きなリチウムイオン電池を放電して、対応するグループが有する複数のリチウムイオン電池間の充電状態が揃うように、対応するグループが有する複数のリチウムイオン電池のそれぞれの状態を管理及び制御する。
【００３３】
バッテリ制御装置１３０は、電池部１１０の状態を管理及び制御すると共に、車両制御装置８４０又はモータ制御装置３４０に許容充放電量を通知して、電池部１１０における電気エネルギーの出入りを制御する電子制御装置であり、状態検知手段を備えている。状態検知手段は、マイクロコンピュータやディジタルシグナルプロセッサなどの演算処理装置である。
【００３４】
バッテリ制御装置１３０の状態検知手段１には、電池部１１０の充放電電流を計測するための電流計測手段、電池部１１０の充放電電圧を計測するための電圧計測手段及び電池部１１０及びいくつかのリチウムイオン電池の温度を計測するための温度計測手段から出力された計測信号、セル制御装置１２０から出力された、複数のリチウムイオン電池の端子間電圧に関する検出信号、セル制御装置１２０から出力された異常信号、イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置８４０又はモータ制御装置３４０から出力された信号を含む複数の信号が入力されている。
【００３５】
バッテリ制御装置１３０の状態検知手段は、それらの入力信号から得られた情報、予め設定された、リチウムイオン電池の特性情報及び演算に必要な演算情報を含む複数の情報に基づいて、電池部１１０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）及び劣化状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｈｅａｌｔｈ）などを検知するための演算、複数のリチウムイオン電池の充電状態をバランスさせるための演算、及び電池部１１０の充放電量を制御するための演算を含む複数の演算を実行する。そして、バッテリ制御装置１３０の状態検知手段は、それらの演算結果に基づいて、セル制御装置１２０に対する指令信号、電池部１１０の充放電量を制御するための許容充放電量に関する信号、電池部１１０のＳＯＣに関する信号、及び電池部１１０のＳＯＨに関する信号を含む複数の信号を生成して出力する。
【００３６】
また、バッテリ制御装置１３０の状態検知手段は、セル制御装置１２０から出力された異常信号に基づいて、第１正極及び負極リレー４１０，４２０を遮断するための指令信号、及び異常状態を通知するための信号を含む複数の信号を生成して出力する。
【００３７】
バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０は、信号伝送路によってお互いに信号の授受ができるようになっているが、電気的には絶縁されている。これは、お互いの動作電源が異なり、お互いに基準電位が異なるためである。このため、バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０の間を結ぶ信号伝送路上にはフォトカプラ、容量性結合素子、変圧器などの絶縁１４０が設けられている。これにより、バッテリ制御装置１３０及びセル制御装置１２０は、お互いに基準電位の異なる信号を用いて信号伝送ができる。
【００３８】
バッテリ１００は、特に電池部１１０は、後述する熱サイクルシステムによってその温度が許容温度範囲内になるように調節されている。電池部１１０は発熱部品であるので冷却が必要であると共に、周囲温度が低温の時には所定の入出力特性が得られるように、暖気が必要になる場合もある。
【００３９】
バッテリ１００に蓄積された電気エネルギーは、ＥＶ１０００を走行させる電動機駆動システムの駆動用電力として使用される。バッテリ１００への電気エネルギーの蓄積は、電動機駆動システムの回生動作により生成された回生電力、或いは家庭向け商用電源から取り込んだ電力、若しくは電気スタンドから購入した電力により行われる。
【００４０】
家庭の商用電源６００或いは電気スタンドの給電装置からバッテリ１００を充電する場合、充電器５００の外部電源接続端子に電気的に接続された電源ケーブルの先端の電源プラグ５５０を商用電源６００側のコンセント７００に差し込み或いは電気スタンドの給電装置から延びる電源ケーブルを充電器５００の外部電源接続端子に接続し、充電器５００と商用電源６００或いは電気スタンドの給電装置とを電気的に接続する。これにより、交流電力が商用電源６００或いは電気スタンドの給電装置から充電器５００に供給される。充電器５００は、供給された交流電力を直流電力に変換し、かつバッテリ１００の充電電圧に調整した後、バッテリ１００に供給する。これにより、バッテリ１００は充電される。
【００４１】
尚、電気スタンドの給電装置からの充電も基本的には家庭の商用電源６００からの充電と同じように行われる。但し、家庭の商用電源６００からの充電と電気スタンドの給電装置からの充電とでは、充電器５００に供給される電流容量及び充電時間が異なり、電気スタンドの給電装置からの充電の方が、家庭の商用電源６００からの充電よりも電流容量が大きく、かつ充電時間が速い、すなわち急速充電ができる。
【００４２】
充電器５００は、家庭の商用電源６００から供給された交流電力或いは電気スタンドの給電装置から供給された交流電力を直流電力に変換すると共に、この変換された直流電力をバッテリ１００の充電電圧に昇圧してバッテリ１００に供給する電力変換装置であり、交直変換回路５１０、昇圧回路５２０、駆動回路５３０及び充電制御装置５４０を主な構成機器として備えている。
【００４３】
交直変換回路５１０は、外部電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換回路であり、例えば複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、外部電源から供給された交流電力を直流電力に整流するために設けられた整流回路、及び整流回路の直流側に電気的に接続され、整流回路の出力の力率を改善するために設けられた力率改善回路を備えている。交流電力を直流電力に変換する回路としては、ダイオード素子が逆並列に接続された複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成された回路を用いても構わない。
【００４４】
昇圧回路５２０は、交直変換回路５１０（力率改善回路）から出力された直流電力をバッテリ１００の充電電圧まで昇圧するための電力変換回路であり、例えば絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている。絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータは、変圧器、変圧器の一次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成され、交直変換回路５１０から出力された直流電力を交流電力に変換して変圧器の一次側巻線に入力する変換回路、変圧器の二次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、変圧器の二次側巻線に発生した交流電力を直流電力に整流する整流回路、整流回路の出力側（直流側）の正極側に電気的に直列に接続された平滑リアクトル、整流回路の出力側（直流側）の正負極間に電気的に並列に接続された平滑コンデンサから構成されている。
【００４５】
充電制御装置５４０は、充電器５００によるバッテリ１００の充電終始や、充電時に充電器５００からバッテリ１００に供給される電力、電圧、電流などを制御するために、車両制御装置８４０から出力された信号や、バッテリ１００の制御装置から出力された信号を受けて、昇圧回路５２０の複数のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号（例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号）を生成し、駆動回路５３０に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
【００４６】
車両制御装置８４０は、例えば充電器５００の入力側の電圧を監視し、充電器５００と外部電源の両者が電気的に接続されて充電器５００の入力側に電圧が印加され、充電開始状態になったと判断した場合には、充電を開始するための指令信号を、バッテリ１００の制御装置から出力されたバッテリ状態信号に基づいてバッテリ１００が満充電状態になったと判断した場合には、充電を終了するための指令信号を、それぞれ充電制御装置５４０に出力する。このような動作は、モータ制御装置３４０或いはバッテリ１００の制御装置が行ってもよいし、バッテリ１００の制御装置と協調して充電制御装置５４０が自ら行ってもよい。
【００４７】
バッテリ１００の制御装置は、充電器５００からバッテリ１００に対する充電が制御されるように、バッテリ１００の状態を検知してバッテリ１００の許容充電量を演算し、この演算結果に関する信号を充電器５００に出力する。
【００４８】
駆動回路５３０は、充電制御装置５４０から出力された指令信号を受けて、昇圧回路５２０の複数のスイッチング半導体素子に対する駆動信号を発生し、複数のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。
【００４９】
尚、交直変換回路５１０がスイッチング半導体素子によって構成されている場合には、充電制御装置５４０から、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号が駆動回路５３０に出力され、駆動回路５３０から、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子に対する駆動信号が交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力され、交直変換回路５１０のスイッチング半導体素子のスイッチングが制御される。
【００５０】
ジャンクションボックス４００の内部には第１及び第２正極側リレー４１０，４３０及び第１及び第２負極側リレー４２０，４４０が収納されている。
【００５１】
第１正極側リレー４１０はインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流正極側とバッテリ１００の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第１負極側リレー４２０はインバータ装置３００（パワーモジュール３１０）の直流負極側とバッテリ１００の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第２正極側リレー４３０は充電器５００（昇圧回路５２０）の直流正極側とバッテリ１００の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第２負極側リレー４４０は充電器５００（昇圧回路５２０）の直流負極側とバッテリ１００の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。
【００５２】
第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０は、モータジェネレータ２００の回転動力が必要な運転モードにある場合及びモータジェネレータ２００の発電が必要な運転モードにある場合に投入され、車両が停止モードにある場合（イグニションキースイッチが開放された場合）、電動駆動装置或いは車両に異常が発生した場合及び充電器５００によってバッテリ１００を充電する場合に開放される。一方、第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０は、充電器５００によってバッテリ１００を充電する場合に投入され、充電器５００によるバッテリ１００の充電が終了した場合及び充電器５００或いはバッテリ１００に異常が発生した場合に開放される。
【００５３】
第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０の開閉は、車両制御装置８４０から出力される開閉指令信号によって制御される。第１正極側リレー４１０及び第１負極側リレー４２０の開閉は、他の制御装置、例えばモータ制御装置３４０或いはバッテリ１００の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０の開閉は、充電制御装置５４０から出力される開閉指令信号によって制御される。第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０の開閉は、他の制御装置、例えば車両制御装置８４０或いはバッテリ１００の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。
【００５４】
以上のように、ＥＶ１０００では、バッテリ１００とインバータ装置３００と充電器５００との間に第１正極側リレー４１０、第１負極側リレー４２０、第２正極側リレー４３０及び第２負極側リレー４４０を設けて、それらの間の電気的な接続を制御するようにしているので、高電圧である電動駆動装置に対する高い安全性を確保できる。
【００５５】
以下、図１〜６を参照して、ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステムの一実施の形態を説明する。なお、上述したように、以下の説明内容は、電気自動車に限定されず、ハイブリッド自動車、あるいは電気鉄道や建設車両などの電動車両に対しても適用することができる。また、この一実施の形態ではインバータ電源により駆動される交流モータを例に挙げて説明するが、本発明は交流モータに限定されず、たとえばサイリスタレオナード装置などのコンバータ電源により駆動される直流モータ、あるいはチョッパ電源により駆動されるパルスモータなど、あらゆる種類の回転電機（モータ・ジェネレータ）に適用することができる。
【００５６】
図１は本実施の形態の電動車両用冷却システムの構成を示す。この電動車両用冷却システムは、冷却媒体の熱を外気に放熱する第一冷却系と、この第一冷却系と中間熱交換器８を介して熱交換を行って走行駆動用モータ１（図１２のモータジェネレータ２００に該当）と、このモータを駆動するインバータ電源（インバータ）２（図１２のインバータ装置３００に該当）を冷却する第二冷却系とから構成される。
【００５７】
第一冷却系は、ラジエータ３、ファン４、冷媒循環路６ａ、電動圧縮機（圧縮機）７、中間熱交換器８および調節弁９を備えており、冷媒循環路６ａでは中間熱交換器８→圧縮機７→ラジエータ３→調節弁９→中間熱交換器８の経路で冷却媒体を循環する。この第一冷却系は冷凍サイクルであり、第一冷却媒体にはＨＦＣ−１３４ａなどの冷凍サイクル用の冷媒が用いられ、ラジエータ３は凝縮器として、調節弁９は膨張弁として、中間熱交換器８は蒸発器としてそれぞれ機能する。中間熱交換器８で第二冷却系の第二冷却媒体の熱を吸収した第一冷却媒体は圧縮機７で圧縮され、ラジエータ３でファン４により送風された空気により冷却された後、調節弁９を介してふたたび中間熱交換器８へ戻る。第一冷却系では、中間熱交換器８が冷却する対象物である熱交換対象物に該当する。
【００５８】
第二冷却系は、ポンプ５、冷媒循環路６ｂ、中間熱交換器８、冷却対象のモータ１およびインバータ電源２を備えており、冷媒循環路６ｂではポンプ５→中間熱交換器８→インバータ電源２→モータ１→ポンプ５の経路で第二冷却媒体を循環する。ポンプ５から圧送された第二冷却媒体は、中間熱交換器８において第一冷却系の冷却媒体との間で熱交換を行って冷却され、インバータ電源２およびモータ１を冷却してふたたびポンプ５へ戻る。第二冷却系では、モータ１およびインバータ電源２が冷却する対象物である熱交換対象物に該当する。
【００５９】
この実施の形態では、中間熱交換器８で熱交換されて冷却された第二冷却媒体をまずインバータ電源２へ送り、インバータ電源２を冷却した後にモータ１へ送ってモータ１を冷却している。一般に、インバータ電源２などの半導体電力変換装置はモータ１よりも熱時定数が小さく温度上昇が急であり、また、許容される温度の上限もモータ１よりも低い。そのため、本実施の形態のように、第二冷却媒体を先にインバータ電源２へ循環して冷却し、その後でモータ１へ循環して冷却する経路とすることが望ましい。
【００６０】
なお、図示はしないが、モータ１とインバータ電源２を冷媒循環路６ｂに対して並列に接続し、ポンプ５から圧送された第二冷却媒体を中間熱交換器８を介してモータ１とインバータ電源２へ並行に循環させてもよい。さらには、モータ１用の冷媒循環路と、インバータ電源２用の冷媒循環路とを別個に設け、それぞれの冷媒循環路に中間熱交換器８とポンプ５を設けてもよい。
【００６１】
この一実施の形態では、モータ１とインバータ電源２を電動車両用冷却システムの冷却対象とした例を示すが、モータ１とインバータ電源２の内のいずれか一方のみを冷却対象としてもよい。また、モータ１とインバータ電源２の他にインバータ電源２との間で直流電力の授受を行う蓄電装置を冷却対象に加えてもよい。
【００６２】
図１において、制御装置２３はＣＰＵ２３ｃやメモリ２３ｍなどから構成され、冷却制御プログラムを実行してファン駆動装置２１ａ、圧縮機駆動装置２１ｂ、およびポンプ駆動装置２２を制御し、モータ１とインバータ電源２の冷却を制御する。制御装置２３には、自動車の車速を検出する車速センサ２４、自動車のアクセルペダル開度を検出するアクセルセンサ２５などが接続されている。制御装置２３は、各センサなどからの信号に基づいて各駆動装置を制御する。
【００６３】
−−−各機器の配設位置について−−−
このように構成される本実施の形態の電動車両用冷却システムは、車両に対して次のように搭載されている。図２は、本実施の形態の電動車両用冷却システムを搭載した車両を正面から見たときの模式図であり、図３は、当該車両の前部を上方から見たときの模式図であり、図４は、車両に搭載されている電動車両用冷却システムを車両の斜め前方から見たときの模式図である。図２〜４に示すように、本実施の形態の電動車両用冷却システムでは、車両の前方から後方に向かってラジエータ３を外気（空気）が通過するようにラジータ３が車両の前方に配設されている。また、圧縮機７や中間熱交換器８は、ラジエータ３を通過した空気が車外へ流出する際の主たる流出経路から外れるように、ラジエータ３の後方で、ラジエータ３の配設位置よりも左右方向にずれた位置に配設されている。
【００６４】
これは、車両の前方から見たときの投影面積が大きな圧縮機７や中間熱交換器８をラジエータ３通過後の空気の流出経路内に配設しないようにすることで、ラジエータ３を通過する空気の圧力損失を低下させて、冷却システムの効率向上を図るためである。また、ラジエータ３を通過して温度上昇した空気が圧縮機７や中間熱交換器８に当たってこれらを温めてしまうことによる、冷却システムの効率低下を防止するためである。なお、圧縮機７および中間熱交換器８のいずれか一方をラジエータ３通過後の空気の流出経路内に配設しないように構成してもよいが、冷却システムの効率の観点からは、上述のように圧縮機７および中間熱交換器８の双方をラジエータ３通過後の空気の流出経路内に配設しないように構成することが望ましい。
【００６５】
ポンプ５については、ラジエータ３を通過した後の空気の流出経路内に配設している。これは、車両の前方から見たときのポンプ５の投影面積が小さいためラジエータ３を通過する空気の圧力損失に大きく影響することがなく、また、ラジエータ３を通過して温度上昇した空気によって温められても冷却システムの効率低下があまり問題とはならないからである。また、ラジエータ３の後方の領域を有効に活用して、冷却システム全体の小型化を図るためでもある。なお、本実施の形態の上述したポンプ５のように、ラジエータ３を通過した後の空気の流出経路内に配設しても上述したような悪影響のない機器を、冷却システムの小型化の観点から、あえてラジエータ３後方に配設するようにしてもよい。
【００６６】
たとえば図３において、モータ１やインバータ電源２の配設位置を明記していないが、モータ１やインバータ電源２は、車室よりも前方であって、後述する室外系統ASSYや冷却系統ASSYよりも後方の空間に配設されている。なお、モータ１やインバータ電源２を車室よりも後方に配設してもよい。
【００６７】
−−−各部のASSY化について−−−
本実施の形態の電動車両用冷却システムでは、車両への組み付ける際の作業性向上のためや、メンテナンス性向上のために、系統毎にアッセンブリー化（ASSY化）している。図５は、本実施の形態の電動車両用冷却システムのASSY化の一例を示す図である。図５に示す例では、ラジエータ３およびファン４を室外系統ASSYという１つのアッセンブリーとしてASSY化し、ポンプ５、圧縮機７、中間熱交換器８、調節弁９を冷却系統ASSYという１つのアッセンブリーとしてASSY化し、モータ１およびインバータ電源２を排熱系統ASSYという１つのアッセンブリーとしてASSY化している。各ASSYは、それぞれ車両に搭載される前に組み立てられ、ASSYを構成する各機器同士の配管等の接続がなされて、ASSYとして一体化されている。このように、各ASSYを車両搭載前に予め組み立てておくことで、車両へ搭載後に各機器へのアクセスが限られるような状況となっても、ASSY内の各機器同士の配管接続などをする必要がないため、組み立て性が向上する。
【００６８】
上述のように予め組み立てられている各ASSYは、その後、車両の不図示のフレームに搭載される。なお、図示はしないが、たとえばASSYのフレームを車両のフレームに容易に接続できるように設計しておくことで、各ASSYの車両への搭載を容易化することが考えられる。ASSYをそれぞれ車両へ搭載した後、各ASSY間を冷却媒体が流通するように、各ASSYの冷媒循環路同士が継手で接続される。ここで使用される継手は、いわゆる急速継手と呼ばれる迅速な着脱が可能な継手であってもよく、急速継手ではない一般的な継手であってもよく、特に種類を問わない。
【００６９】
なお、各ASSYの冷媒循環路同士の接続の便宜を図るため、各ASSYの冷媒循環路同士を接続する部分は、各ASSYの上方または下方に設けられている。すなわち、当該接続部分を各ASSYの上方または下方に設けることで、車両に搭載された各ASSYの冷媒循環路同士を接続する際に、作業者の手が届きやすい位置に接続部分が位置することになるので、接続作業が容易となる。なお、当該接続部分をASSYの下方に設ければ、当該接続部分を分離した際の冷媒循環路内の冷却媒体の排出が容易となり、冷却媒体の交換作業が容易となる。
【００７０】
また、隣り合ったASSYの冷媒循環路同士を接続する接続部分は、接続時の作業効率を考慮すれば、上方または下方のいずれか一方に設けることが望ましい。たとえば、図５に示す例では、室外系統ASSYから冷却系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分、および冷却系統ASSYから室外系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分が、ともに各ASSYの下方に設けられているが、ともに各ASSYの上方に設けられていてもよい。同様に、図５に示す例では、冷却系統ASSYから排熱系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分、および排熱系統ASSYから冷却系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分が、ともに各ASSYの下方に設けられているが、ともに各ASSYの上方に設けられていてもよい。
【００７１】
なお、上述のように冷媒循環路の接続部分を各ASSYの上方または下方に設けたことや、上方または下方のいずれか一方に設けたことなどによるメリットは、冷媒循環路に限らず、たとえば、電気配線についても当てはまる。すなわち、電気系統の配線接続部分（コネクタ）を各ASSYの上方または下方に設けることや、上方または下方のいずれか一方に設けることなどによって、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。また、電気系統のコネクタを冷媒循環路の接続部分の近傍に設けることで、組み立て作業性がより向上する。なお、メンテナンス作業時に冷媒循環路の継手部分から排出される冷却媒体で電気系統のコネクタを濡らさないように、電気系統のコネクタを冷媒循環路の継手部分よりも上方に配設することが望ましい。
【００７２】
−−−排熱系統ASSYにおける各機器の配設について−−−
排熱系統ASSYでは、上述したように、第二冷却媒体を先にインバータ電源２へ循環して冷却し、その後でモータ１へ循環して冷却するようにしている。一般的に、各機器では冷却媒体を機器の下方から上方に向かって流すように設計されている。そのため、一般的には、冷却媒体の供給口は機器の下部に、排出口は機器の上部に設けられている。従来の電動車両用冷却システムでは、モータ１よりも上方にインバータ電源２を配設していたため、インバータ電源２の下部から供給して上部から排出された第二冷却媒体を、インバータ電源２の下方に配設されているモータ１の下部へ供給しなければならなかった。したがって、冷媒循環路６ｂが長くなり、冷媒循環路６ｂ内の第二冷却媒体の容積が増加するため、第二冷却媒体の熱容量も増加し、冷却温度の応答性の悪化（すなわち、第二冷却媒体の温度が中間熱交換器８で下がり難くなること）や、重量の増加が懸念される。
【００７３】
そこで、本実施の形態の排熱系統ASSYでは、図６に示すように、インバータ電源２をモータ１の下方に配設し、インバータ電源２の上部から排出された第二冷却媒体を、インバータ電源２の上方に配設されているモータ１の下部へ供給できるように構成した。このように構成することで、冷媒循環路６ｂを短縮でき、冷媒循環路６ｂ内の第二冷却媒体の容積を減らせるため、第二冷却媒体の熱容量が減少して、冷却温度の応答性が向上し、第二冷却媒体の重量減、ひいては、電動車両用冷却システムを軽量化できる。なお、上述した冷却媒体を流す順序と各機器の上下方向の配設順序との関係については、モータ１とインバータ電源２とを例に説明したが、モータ１やインバータ電源２以外の機器についても適用できる。
【００７４】
上述した本実施の形態の電動車両の冷却システムでは、次の作用効果を奏する。
（１）  車両の前方から見たときの投影面積が大きな圧縮機７や中間熱交換器８をラジエータ３通過後の空気の流出経路内に配設しないように構成した。これにより、ラジエータ３を通過する空気の圧力損失を低下させて、冷却システムの効率を向上できる。また、ラジエータ３を通過して温度上昇した空気が圧縮機７や中間熱交換器８に当たってこれらを温めてしまうことによる、冷却システムの効率低下を防止できる。
【００７５】
（２）  ポンプ５の配設位置を、ラジエータ３を通過した後の空気の流出経路内とするように構成した。これにより、ラジエータ３の後方の領域を有効に活用して、冷却システム全体を小型化できる。
【００７６】
（３）  電動車両用冷却システムを構成する各機器を車両に搭載した後には、周囲の機器等が障害となって各機器へのアクセスが制限されるため、配管接続等の組み立て作業が困難となる恐れがある。これに対して、本実施の形態の電動車両用冷却システムでは、系統毎にASSY化するように構成したので、車両搭載後にASSY内の各機器同士の配管接続などをする必要がなく、各ASSYの冷媒循環路同士を継手で接続するだけで、冷媒循環路の接続が完了するので、組み立て性が向上する。
【００７７】
（４）  図５に示すように、室外系統ASSYから冷却系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分、および冷却系統ASSYから室外系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分を、ともに各ASSYの下方または上方のいずれか一方に設けるように構成した。同様に、冷却系統ASSYから排熱系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分、および排熱系統ASSYから冷却系統ASSYへ冷却媒体が流れる冷媒循環路の接続部分を、ともに各ASSYの下方または上方のいずれか一方に設けるように構成した。これにより、隣り合ったASSYの冷媒循環路同士の接続、分離に際して、車両の下方または上方のいずれか一方から同時に接続、分離作業ができるので、作業性、メンテナンス性が向上する。
【００７８】
（５）  許容される温度の上限が低い機器（インバータ電源２）を先に冷却し、許容される温度の上限が高い機器（モータ１）を後から冷却するように第二冷却媒体の流通順序を決定した。これにより、各機器を効率的に冷やすことができる。また、各機器を効率的に冷却することで、第二冷却媒体で奪う熱量が増えて、中間熱交換器８に流入する直前の第二冷却媒体の温度を高くなる。これにより、第一冷却媒体と第ニ冷却媒体との温度差が広がって中間熱交換器８における熱伝達量（交換できる熱量）を増やすことができるので、電動車両用冷却システムの冷却効率を向上できる。
【００７９】
（６）  インバータ電源２をモータ１の下方に配設し、インバータ電源２の上部から排出された第二冷却媒体を、インバータ電源２の上方に配設されているモータ１の下部へ供給できるように構成した。これにより、冷媒循環路６ｂを短縮でき、冷媒循環路６ｂ内の第二冷却媒体の容積を減らせるため、第二冷却媒体の熱容量が減少して、冷却温度の応答性が向上し、第二冷却媒体の重量減、ひいては、電動車両用冷却システムを軽量化できる。
【００８０】
−−−変形例−−−
（１）  上述の説明では、ラジエータ３およびファン４を室外系統ASSYとしてASSY化し、ポンプ５、圧縮機７、中間熱交換器８、調節弁９を冷却系統ASSYとしてASSY化し、モータ１およびインバータ電源２を排熱系統ASSYとしてASSY化しているが、本発明のASSY化の範囲は、これに限定されない。たとえば、図７に示すように、ラジエータ３、ファン４、ポンプ５、圧縮機７、中間熱交換器８、調節弁９を冷却系統ASSYとしてASSY化し、モータ１およびインバータ電源２を排熱系統ASSYとしてASSY化してもよい。なお、図８は、図７で示すように電動車両の冷却システムを冷却系統ASSYと排熱系統ASSYとで構成した場合に、この冷却システムを車両の斜め前方から見たときの模式図である。
【００８１】
（２）  上述の説明では、中間熱交換器８が１基であったが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図９〜１１に示すように、第二冷却系を冷却対象冷却用の循環路６ｃと車室内空調用の循環路６ｄの二つの経路に分け、下記経路にそれぞれ中間熱交換器８ａ，８ｂを設けるようにしてもよい。図９は、このように循環路を二つの経路に分けたときの電動車両用冷却システムの構成を示す図である。図１０は、当該電動車両用冷却システムを搭載した車両の前部を上方から見たときの模式図であり、図１１は、車両に搭載されている当該電動車両用冷却システムを車両の斜め前方から見たときの模式図である。
【００８２】
なお、図９〜１１では、上述した機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明するとともに、上述したファン駆動装置２１ａ、圧縮機駆動装置２１ｂ、ポンプ駆動装置２２、制御装置２３および制御装置２３に接続される各センサ２４，２５，３１などの機器の図示と説明を省略する。
【００８３】
まず冷却対象冷却用循環路６ｃでは、ポンプ５ａから圧送された第二冷却媒体が熱交換器８ａで第一冷却系の第一冷却媒体に放熱した後、インバータ電源２とモータ１へ順次導かれてそれらの冷却対象を冷却する。また車室内空調用経路６ｄでは、ポンプ５ｂから圧送された第二冷却冷媒が熱交換器８ｂで第一冷却系の第一冷却媒体に放熱した後、ラジエータ３ｂでファン４ａにより送風された車室内空気から吸熱して車室内を冷却する。
【００８４】
一方、第一冷却系では、第二冷却系の第二冷却媒体と熱交換を行う経路が二つに分かれており、冷却対象冷却用経路には調節弁９ａと熱交換器８ａが設けられ、車室内空調用経路には調節弁９ｂと熱交換器８ｂが設けられる。それ以外のラジエータ３、ファン４および圧縮機７については上述した第一冷却系と同様である。
【００８５】
この冷却システムによれば、モータ１やインバータ電源２などの冷却対象用と車室内の冷房用とに別々に冷凍サイクルを構築することなく、一つの冷凍サイクルで電動車両用駆動装置、すなわちモータ１とインバータ電源２の冷却と、車室内冷房とを実現することができる。
【００８６】
図１０，１１に示すように、この電動車両用冷却システムでは、車両の前方から後方に向かってラジエータ３を外気（空気）が通過するようにラジータ３が車両の前方に配設されている。また、圧縮機７や中間熱交換器８ａ，８ｂは、ラジエータ３を通過した空気が車外へ流出する際の主たる流出経路から外れるように、ラジエータ３の後方で、ラジエータ３の配設位置よりも左右方向にずれた位置に配設されている。ポンプ５ａ，５ｂについては、ラジエータ３を通過した後の空気の流出経路内に配設している。なお、図１０，１１に示した各機器の配置は一例であり、本発明は、図１０，１１に示した各機器の配置に限定されない。たとえば、圧縮機７と中間熱交換器８ａ，８ｂの配設位置の左右を入れ替えてもよく、前後に並んだ中間熱交換器８ａ，８ｂを左右に並べてもよく、左右に並んだポンプ５ａ，５ｂを前後に並べてもよい。
【００８７】
（３）  上述した変形例では、熱サイクルシステムとして、室内の空気状態を調整する空調システムと、バッテリ１００、モータジェネレータ２００（すなわち走行駆動用モータ１）及びインバータ装置３００（すなわちインバータ電源２）などの発熱体の温度を調整する温調システムとを備えているが、この温調システムを次のように構成してもよい。
【００８８】
空調システム及び温調システムを作動させるためにはエネルギー源が必要になる。このため、ＥＶ１０００では、モータジェネレータ２００の駆動電源であるバッテリ１００をそれらのエネルギー源として用いている。ここで、空調システム及び温調システムがバッテリ１００から消費する電気的エネルギーは他の電気負荷よりも比較的高い。
【００８９】
ＥＶ１０００は、地球環境に与える影響がハイブリッド自動車（以下、「ＨＥＶ」と記述する）よりも小さいことから（ゼロであることから）注目を集めている。
【００９０】
しかし、ＥＶ１０００は、バッテリ１００の一充電あたりの走行距離が短く、さらには充電ステーションなどのインフラ設備の整備も遅れていることから、その普及率がＨＥＶよりも低い。また、ＥＶ１０００は、要求される航続距離の走行にＨＥＶよりも多くの電気エネルギーが必要であることから、バッテリ１００の容量がＨＥＶよりも大きくなる。このため、ＥＶ１０００は、バッテリ１００のコストがＨＥＶよりも高く、車両価格がＨＥＶよりも高くなることから、その普及率がＨＥＶより低い。
【００９１】
ＥＶ１０００の普及率を高くするためには、バッテリ１００の一充電あたりのＥＶの走行距離を延ばすことが必要である。バッテリ１００の一充電あたりのＥＶの走行距離を延ばすためには、バッテリ１００に蓄積された電気エネルギーのモータジェネレータ２００駆動以外での消費を抑える必要がある。
【００９２】
バッテリ１００、モータジェネレータ２００及びインバータ装置３００などの発熱体は温調システムによりその温度が許容温度範囲に調整される。また、発熱体は、ＥＶ１０００の負荷変動によって瞬時的に出力が変化し、これに伴って発熱量が変化する。発熱体を高効率に作動させるためには、発熱体の発熱量（温度）の変化に応じて発熱体の温調能力を変化させ、発熱体の温度を常に適温にすることが好ましい。
【００９３】
一方、ＥＶ１０００の普及率を高くするためには、バッテリ１００、モータジェネレータ２００及びインバータ装置３００などの発熱体の低コスト化を図り、ＥＶ１０００の車両価格をＨＥＶと同等の車両価格まで低下させる必要がある。発熱体の低コスト化を図るためには発熱体の小型高出力化を図る必要がある。ところが、発熱体を小型高出力化すると、発熱体の発熱量（温度）が大きくなるので、発熱体の温調能力を大きくする必要がある。
【００９４】
そこで、上述した変形例において、ＥＶ１０００の熱サイクルシステム内において熱エネルギーを有効利用して室内空調及び発熱体の温調が行えるように、温調システムと空調システムとの統合した熱サイクルシステムを構築するようにしてもよい。
【００９５】
具体的には、熱サイクルを、室外側と熱交換を行う１次側熱サイクル（第一冷却系）と、室内側及び発熱体側と熱交換を行う２次側熱サイクル（第二冷却系）とに分けて、１次側熱サイクルを冷凍サイクルシステムにより、２次側熱サイクル回路を、熱媒体が独立して流通する２つの熱移動システムにより、それぞれ構成し、冷凍サイクルシステムの冷媒と２つの熱移動システムのそれぞれの熱媒体とが熱交換できるように、冷凍サイクルシステムと２つの熱移動システムのそれぞれとの間に中間熱交換器８ａ，８ｂを設けると共に、発熱体側と熱交換を行う熱移動システムの熱媒体と、室内に取り込まれる空気とが熱交換できるように、発熱体側と熱交換を行う熱移動システムに室内熱交換器を設けるように構成してもよい。
【００９６】
このように温調システムを構成することで、発熱体の温度調整によって得られる熱エネルギーを室内空調に利用して、室内空調に必要なエネルギーの最小化を図ることができるので、室内空調の省エネ化を図ることができる。しかも、このように温調システムを構成することで、発熱体の温度調整によって得られる熱エネルギーを直接、室内空調に利用するので、室内空調の省エネ効果を高めることができる。従って、このように温調システムを構成することで、空調システムが発熱体のエネルギー源から持ち出すエネルギーを抑えることができる。
【００９７】
以上のような熱サイクルシステムは、バッテリ１００の一充電あたりのＥＶ１０００の走行距離を延ばす場合に好適である。また、以上のような熱サイクルシステムは、バッテリ１００の一充電あたりの走行距離がこれまでと同様であるときには、バッテリ１００の容量を小さくする場合に好適である。バッテリ１００の容量を小さくできると、ＥＶ１０００の低コスト化、ＥＶ１０００の普及促進、ＥＶ１０００の軽量化に繋げることができる。
【００９８】
また、上記のように温調システムを構成することで、室内空調に用いられる熱エネルギーを発熱体の温度調整に利用して、発熱体の温度を調整するための熱媒体の温度を幅広く調整できるので、周囲の環境状態に影響されずに、発熱体の温度を可変できる。従って、このように温調システムを構成することで、発熱体の温度を、発熱体が高効率に作動できる適温に調整でき、発熱体を高効率に作動させることができる。
【００９９】
以上のような熱サイクルシステムはＥＶ１０００の低コスト化を図る上で好適である。ＥＶ１０００を低コスト化できればＥＶ１０００の普及の拡大を図ることができる。
【０１００】
（４）  また、上述した変形例のように、温調システムと空調システムとの統合を図った熱サイクルシステムをＥＶ１０００に搭載するにあたっては、流路を構成する配管や構成部品が狭い設置スペース内において複雑に入り組むことが考えられる。熱サイクルシステムのメインテナンス性や小型化及び低コスト化の必要性などを考慮すると、熱サイクルシステムをＥＶ１０００に搭載するにあたっては、構成部品の小型化や削減、共用化などによるシステム構成の簡素化が好ましい。
【０１０１】
そこで、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに中間熱交換器８ａを介して熱的に接続された、発熱体の温度を調整するための熱媒体が循環する第１熱移動システムと、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに中間熱交換器８ｂを介して熱的に接続された、室内の空気状態を調整するための熱媒体が循環する第２熱移動システムとの循環路を連通させていると共に、第１及び第２熱移動システムの循環路内の圧力を調整するためのリザーバータンクを第１及び第２熱移動システムに対して共通に設けてもよい。
【０１０２】
このように温調システムを構成することで、第１及び第２熱移動システムにおいて構成部品の共用化を図ることができるので、熱サイクルシステムの簡素化を図ることができる。熱サイクルシステムの構成の簡素化は、ＥＶ１０００に搭載された熱サイクルシステムのメインテナンス性を向上させることができると共に、熱サイクルシステムの小型化及び低コスト化に貢献することができる。
【０１０３】
（５）  上述の説明では、電動車両用冷却システムを車室よりも前方に配設するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、電動車両用冷却システムを車室よりも後方に配設するように構成してもよい。なお、図示はしないが、電動車両用冷却システムを車室よりも後方に配設した場合、たとえば、車両の床下に設けられて車両の前後方向に延在する導風路を経由して車室よりも後方に配設されたラジエータ３に外気を導入できる。
【０１０４】
（６）  上述の説明では、第二冷却媒体でモータ１やインバータ電源２の冷却を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、モータ１やインバータ電源２の冷却を空冷で行い、車室内の空調を冷凍サイクルで行うように構成してもよい。すなわち上述した図9において冷却対象冷却用循環路６ｃが存在しなくてもよい。このような場合であっても、圧縮機７や中間熱交換器８ｂを、ラジエータ３を通過した空気が車外へ流出する際の主たる流出経路から外れるように、ラジエータ３の後方で、ラジエータ３の配設位置よりも左右方向にずれた位置に配設することで、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
（７）  上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【０１０５】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段とを備え、電動圧縮機は、熱交換手段で熱交換を行った後の外気が熱交換手段から車外へ流出する際の主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする各種構造の電動車両の冷却システムを含むものである。
【０１０６】
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路とを備え、熱交換対象物には、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段が含まれ、中間熱交換手段は、熱交換手段で熱交換を行った後の外気が熱交換手段から車外へ流出する際の主たる流出経路から外れた位置に配設されていることを特徴とする各種構造の電動車両の冷却システムを含むものである。
【０１０７】
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、電動駆動される車両に搭載された熱交換対象物に冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段とを備え、冷媒循環路は、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換対象物の一部を含んだ第２のアッセンブリーとの間が継手で接続されていて、継手の前後で第１のアッセンブリーと第２のアッセンブリーとが接続および分離可能であることを特徴とする各種構造の電動車両の冷却システムを含むものである。
【０１０８】
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路と、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段とを有し、電動駆動装置によって電動駆動される車両に搭載されて、電動駆動装置を冷却する電動車両の冷却システムにおいて、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段を含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも電動圧縮機および中間熱交換手段を含んだ第２のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも電動駆動装置を含んだ第３のアッセンブリーとを備え、第１のアッセンブリーの冷媒循環路と、第２のアッセンブリーの冷媒循環路との間が継手で接続されていて、第１のアッセンブリーの冷媒循環路と第２のアッセンブリーの冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であり、第２のアッセンブリーの別冷媒循環路と、第３のアッセンブリーの別冷媒循環路との間が継手で接続されていて、第２のアッセンブリーの別冷媒循環路と第３のアッセンブリーの別冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であることを特徴とする各種構造の電動車両の冷却システムを含むものである。
【０１０９】
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、冷却媒体と外気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷却媒体を循環させる冷媒循環路と、冷媒循環路に設けられて冷却媒体を圧縮する電動圧縮機と、冷媒循環路とは異なる冷媒の循環路であって、モータおよびインバータ電源を含む電動駆動装置に冷却媒体とは異なる別冷却媒体を循環させる別冷媒循環路と、冷却媒体と別冷却媒体との間で熱交換を行う中間熱交換手段とを有し、電動駆動装置によって電動駆動される車両に搭載されて、電動駆動装置を冷却する電動車両の冷却システムにおいて、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも熱交換手段と電動圧縮機と中間熱交換手段とを含んだ第１のアッセンブリーと、電動車両に搭載される前に組み立てられていて少なくとも電動駆動装置を含んだ第２のアッセンブリーとを備え、第１のアッセンブリーの別冷媒循環路と、第２のアッセンブリーの別冷媒循環路との間が継手で接続されていて、第１のアッセンブリーの別冷媒循環路と第２のアッセンブリーの別冷媒循環路とが当該継手の前後で接続および分離可能であることを特徴とする各種構造の電動車両の冷却システムを含むものである。
【符号の説明】
【０１１０】
１  走行駆動用モータ（モータ）        ２  インバータ電源（インバータ）
３  ラジエータ                        ４  ファン
５，５ａ，５ｂ  ポンプ                ６ａ，６ｂ  冷媒循環路
６ｃ  冷却対象冷却用循環路            ６ｄ  車室内空調用経路
７  電動圧縮機（圧縮機）              ８，８ａ，８ｂ  中間熱交換器
【図１】
2011111139.tif 000003
【図２】
2011111139.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011111139.tif 000007
【図６】
2011111139.tif 000008
【図７】
2011111139.tif 000009
【図８】
2011111139.tif 000010
【図９】
2011111139.tif 000011
【図１０】
2011111139.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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