(57)【要約】【課題】システム構成の簡素化を図ることができる熱サイクルシステムの提供を課題とする。【解決手段】上記課題は、冷媒が循環する冷凍サイクルシステム１０に冷却用中間熱交換器４０を介して熱的に接続された、発熱体２２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２０と、冷媒が循環する冷凍サイクルシステム１０に空調用中間熱交換器５０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３０とに対して、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タンク２４を共通に設けることにより解決できる。【選択図】  図１
2011112312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流通する冷凍サイクルシステムと、
発熱体の温度を調整する熱媒体が流通する第１熱移動システムと、
室内の空気状態を調整する熱媒体が流通する第２熱移動システムと、
前記冷凍サイクルシステムと前記第１熱移動媒体システムとの間に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換する第１中間熱交換器と、
前記冷凍サイクルシステムと前記第２熱移動媒体システムとの間に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換する第２中間熱交換器と、
前記第１熱移動システムに設けられ、室内に取り込まれる空気と前記熱媒体とを熱交換する第１室内熱交換器と、
前記第２熱移動システムに設けられ、室内に取り込まれる空気と前記熱媒体とを熱交換する第２室内熱交換器と、
前記第１熱移動システム及び前記第２移動システムの熱媒体が流れる流路内の圧力を調整するためのリザーバタンクと、有し、
前記リザーバタンクは、前記第１熱移動システム及び前記第２移動システムに対して共通に設けられている、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記リザーバタンクは、前記第１熱移動システムの熱媒体流路及び前記第２移動システムの熱媒体流路のそれぞれに接続されている、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記リザーバタンクは、前記第１熱移動システムの熱媒体流路或いは前記第２移動システムの熱媒体流路のいずれか一方に設けられており、
前記第１熱移動システムの熱媒体流路及び前記第２移動システムの熱媒体流路は連通路によって連通されている、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記第１熱移動システムの熱媒体流路及び前記第２移動システムの熱媒体流路から熱媒体を外部に排出するためのドレイン機構を有し、
前記ドレイン機構は、前記第１熱移動システム及び前記第２移動システムに対して共通に設けられている、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記熱媒体と外気とを熱交換するための室外熱交換器を前記第１熱移動システムに設けた、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項６】
冷媒が流通する冷凍サイクルシステムと、
発熱体の温度を調整する熱媒体が流通する第１熱移動システムと、
室内の空気状態を調整する熱媒体が流通する第２熱移動システムと、
前記冷凍サイクルシステムと前記第１熱移動媒体システムとの間に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換する第１中間熱交換器と、
前記冷凍サイクルシステムと前記第２熱移動媒体システムとの間に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換する第２中間熱交換器と、
前記第１熱移動システムに設けられ、室内に取り込まれる空気と前記熱媒体とを熱交換する第１室内熱交換器と、
前記第２熱移動システムに設けられ、室内に取り込まれる空気と前記熱媒体とを熱交換する第２室内熱交換器と、
前記発熱体に供給される熱媒体を前記第１及び前記第２中間熱交換器に直列に流通させるように、前記第１熱移動体システムの流路と前記第２熱移動体システムの流路との接続を制御するための流路接続制御部と、を有する、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の熱サイクルシステムにおいて、
前記発熱体に供給される熱媒体と前記冷媒との熱交換量を、前記第１中間熱交換において前記発熱体に供給される熱媒体と前記冷媒とを熱交換させるときよりも大きくしたいとき、前記流路接続制御部により、前記第１熱移動体システムの流路と前記第２熱移動体システムの流路との接続を制御する、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項８】
冷媒が流通する冷凍サイクルシステムと、
少なくとも二つの発熱体の温度を調整する熱媒体が流通する第１熱移動システムと、
室内の空気状態を調整する熱媒体が流通する第２熱移動システムと、
前記冷凍サイクルシステムと前記第１熱移動媒体システムとの間に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換する第１中間熱交換器と、
前記冷凍サイクルシステムと前記第２熱移動媒体システムとの間に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換する第２中間熱交換器と、
前記第１熱移動システムに設けられ、室内に取り込まれる空気と前記熱媒体とを熱交換する第１室内熱交換器と、
前記第２熱移動システムに設けられ、室内に取り込まれる空気と前記熱媒体とを熱交換する第２室内熱交換器と、
前記少なくとも二つの発熱体の一方に前記第１熱移動システムを流れる熱媒体を流通させ、前記少なくとも二つの発熱体の他方に前記第２熱移動システムを流れる熱媒体を流通させるように、前記少なくとも二つの発熱体と前記第１及び第２熱移動体システムの流路との接続を切り替えるための流路接続切替部と、を有する、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項９】
請求項８に記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記少なくとも二つの発熱体に供給される熱媒体と前記前記少なくとも二つの発熱体との間の熱交換量を、前記少なくとも二つの発熱体と前記第１熱移動システムの熱媒体との間の熱交換量よりも大きくしたいとき、前記流路接続切替部により、前記少なくとも二つの発熱体と前記第１及び第２熱移動体システムの流路との接続を切り替える、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれかに記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記第１熱移動システム及び前記第２移動システムの熱媒体が流れる流路内の圧力を調整するためのリザーバタンクと、有し、
前記リザーバタンクは、前記第１熱移動システム及び前記第２移動システムに対して共通に設けられている、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれかに記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記第１熱移動システムの熱媒体流路及び前記第２移動システムの熱媒体流路から熱媒体を外部に排出するためのドレイン機構を有し、
前記ドレイン機構は、前記第１熱移動システム及び前記第２移動システムに対して共通に設けられている、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【請求項１２】
請求項６乃至１１のいずれかに記載の移動体熱サイクルシステムにおいて、
前記熱媒体と外気とを熱交換するための室外熱交換器を前記第１熱移動システムに設けた、
ことを特徴とする移動体熱サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載された熱サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体に搭載された熱サイクルシステムとしては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された熱サイクルシステムは、電池及びＤＣ／ＤＣコンバータなどの発熱体を冷却する冷却システムと、室内の空気状態を調整する空調システムとを統合したものであり、空調用熱交換器及び発熱体に供給される熱媒体が循環する熱媒体循環サイクルと冷凍サイクルとを熱交換器によって熱的に接続し、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体循環サイクルの熱媒体とを熱交換することにより、車室内の空調及び発熱体の冷却が行われるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術のように、冷却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移動体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移動体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。
【０００５】
また、熱サイクルシステムを搭載した移動体において、発熱体の更なる小型及び高出力化が要求された場合、その要求に応えるためには、発熱体の冷却性能を更に向上させる必要がある。この場合、熱交換器の増設或いは大容量化によって発熱体の冷却性能を更に向上させることが考えられるが、熱サイクルシステムの小型化及び低コスト化の必要性などを考慮すると、熱交換器の増設或いは大容量化を伴うことなく対応できることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
代表的な本発明の一つは、システム構成の簡素化を図ることができる熱サイクルシステムを提供する。
【０００７】
ここに、代表的な本発明の一つは、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第１中間熱交換器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第２中間熱交換器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熱移動システムとに対して、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タンクを共通に設けることを特徴とする。
【０００８】
また、代表的な本発明の一つは、第１熱移動システム及び第２熱移動システムの循環路を流通する熱媒体を外部に排出するためのドレイン排出機構を第１及び第２熱移動システムに対して共通に設けることを特徴とする。
【０００９】
また、代表的な本発明の他の一つは、発熱体の温調性能を向上させることができる熱サイクルシステムを提供する。
【００１０】
ここに、代表的な本発明の他の一つは、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第１中間熱交換器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熱移動システムの循環路と、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第２中間熱交換器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熱移動システムの循環路とを直列に接続できるように循環路接続制御部を設け、発熱体に供給される熱媒体の冷媒との熱交換量を、一つの中間熱交換器において冷媒と熱交換させるときよりも大きくしたいとき、発熱体に供給される熱媒体が第１中間熱交換器及び第２中間熱交換器を直列に流通するように、第１及び第２熱移動システムの循環路の接続を循環路接続制御部によって制御することを特徴とする。
【００１１】
また、代表的な本発明の他の一つは、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第１中間熱交換器を介して熱的に接続され、少なくとも二つの発熱体の温度を調整するための熱媒体が循環する第１熱移動システムの循環路を発熱体の一つに、冷凍サイクルシステムに第２中間熱交換器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熱移動システムの循環路を発熱体のもう一つに、それぞれ接続できるように循環路接続切替部を設け、少なくとも二つの発熱体と熱媒体との間の熱交換量を、少なくとも二つの発熱体と第１熱移動システムの熱媒体との間の熱交換量よりも大きくしたいとき、第１熱移動システムの熱媒体が発熱体の一つに、第２熱移動システムの熱媒体が発熱体のもう一つに、それぞれ供給されるように、第１及び第２熱移動システムの循環路の接続を循環路接続切替部によって切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
代表的な本発明の一つによれば、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。従って、代表的な本発明の一つによれば、移動体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。
【００１３】
また、代表的な本発明の他の一つによれば、発熱体と熱媒体との熱交換量を大きくできるので、発熱体の温調性能を向上させることができる。従って、代表的な本発明の他の一つによれば、発熱体の更なる小型及び高出力化が要求された場合、その要求に応えることができる。しかも、熱サイクルシステムの大型化を伴うことなく、対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例である電気自動車の熱サイクルシステムの構成を示す配管系統図であり、室内空調が冷房時、かつ発熱体温調が冷却時の冷媒循環状態を示す。
【図２】図１の熱サイクルシステムの配管系統図であり、室内空調が暖房時、発熱体温調が冷却時の冷媒循環状態を示す。
【図３】図１の熱サイクルシステムを搭載した電気自動車の電動駆動システムの構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第２実施例である電気自動車の熱サイクルシステムの構成を示す配管系統図である。
【図５】図４の熱サイクルシステムの配管系統図であり、二つの熱媒体循環路を直列に接続した時の熱媒体の循環経路を示す。
【図６】本発明の第３実施例である電気自動車の熱サイクルシステムの構成を示す配管系統図である。
【図７】図６の熱サイクルシステムの配管系統図であり、発熱体の一つを熱媒体循環路の一つを流れる熱媒体により冷却し、発熱体のもう一つを熱媒体循環路のもう一つを流れる熱媒体により冷却する時の熱媒体の循環経路を示す。
【図８】本発明の第４実施例である電気自動車の熱サイクルシステムの構成を示す配管系統図である。
【図９】本発明の第５実施例である電気自動車の熱サイクルシステムの構成を示す配管系統図である。
【図１０】本発明の第６実施例である電気自動車の熱サイクルシステムの構成を示す配管系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
まず、図３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。
【００１９】
図３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。
【００２０】
尚、図３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。
【００２１】
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３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。
【００２２】
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。
【００２３】
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３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３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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ジャンクションボックス４１０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。
【００６１】
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５００）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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステムについて説明する。
【００６６】
ＥＶ１０００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及びインバータ装置３００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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
そこで、以下に説明する実施例では、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している。
【００７４】
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ている。
【００７５】
以下に説明する実施例によれば、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、以下に説明する実施例によれば、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、以下に説明する実施例によれば、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。
【００７６】
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。
【００７７】
また、以下に説明する実施例によれば、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、以下に説明する実施例によれば、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。
【００７８】
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。
【００７９】
また、上述のように、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。
【００８０】
そこで、以下に説明する実施例では、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第１中間熱交換器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第２中間熱交換器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いる。
【００８１】
以下に説明する実施例によれば、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。
【００８２】
また、以下に説明する実施例では、第１熱移動システム及び第２熱移動システムの循環路を流通する熱媒体を外部に排出するためのドレイン排出機構を第１及び第２熱移動システムに対して共通に設けている。
【００８３】
以下に説明する実施例によれば、第１及び第２熱移動システムにおいて構成部品の更なる共用化を図り、熱サイクルシステムの更なる簡素化を図ることができるので、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更に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更に貢献することができる。
【００８４】
また、熱サイクルシステムを搭載したＥＶ１０００において、発熱体の更なる小型及び高出力化が要求された場合、その要求に応えるためには、発熱体の冷却性能を更に向上させる必要がある。この場合、熱交換器の増設或いは大容量化によって発熱体の冷却性能を更に向上させることが考えられるが、熱サイクルシステムの小型化及び低コスト化の必要性などを考慮すると、熱交換器の増設或いは大容量化を伴うことなく対応できることが好ましい。
【００８５】
そこで、以下に説明する実施例では、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第１中間熱交換器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熱移動システムの循環路と、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第２中間熱交換器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熱移動システムの循環路とを直列に接続できるように循環路接続制御部を設け、発熱体に供給される熱媒体の冷媒との熱交換量を、一つの中間熱交換器において冷媒と熱交換させるときよりも大きくしたいとき、発熱体に供給される熱媒体が第１中間熱交換器及び第２中間熱交換器を直列に流通するように、第１及び第２熱移動システムの循環路の接続を循環路接続制御部によって制御している。
【００８６】
また、以下に説明する実施例では、冷媒が循環する冷凍サイクルシステムに第１中間熱交換器を介して熱的に接続され、少なくとも二つの発熱体の温度を調整するための熱媒体が循環する第１熱移動システムの循環路を発熱体の一つに、冷凍サイクルシステムに第２中間熱交換器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熱移動システムの循環路を発熱体のもう一つに、それぞれ接続できるように循環路接続切替部を設け、少なくとも二つの発熱体と熱媒体との間の熱交換量を、少なくとも二つの発熱体と第１熱移動システムの熱媒体との間の熱交換量よりも大きくしたいとき、第１熱移動システムの熱媒体が発熱体の一つに、第２熱移動システムの熱媒体が発熱体のもう一つに、それぞれ供給されるように、第１及び第２熱移動システムの循環路の接続を循環路接続切替部によって切り替えている。
【００８７】
以下に説明する実施例によれば、発熱体と熱媒体との熱交換量を大きくできるので、発熱体の温調性能を向上させることができる。このように、発熱体の温調性能を向上させることができると、発熱体の更なる小型及び高出力化が要求された場合、その要求に応えることができる。しかも、熱サイクルシステムの大型化を伴うことなく対応することができる。
【００８８】
尚、図３に示したＥＶ１０００では、モータジェネレータ２００とインバータ装置３００とを別体にした場合を例に挙げて説明したが、モータジェネレータ２００とインバータ装置３００とを一体、例えばモータジェネレータ２００の筐体上にインバータ装置３００の筐体を固定して一体にしても構わない。モータジェネレータ２００とインバータ装置３００とを一体にした場合、温度調整用の熱媒体を循環させるための配管の這い回しなどが容易になり、熱サイクルシステムをより簡単に構成することができる。
【００８９】
この他にも解決すべき課題及びそれを解決するための構成或いは方法があるが、それらについてはこれ以降の実施例の中で説明する。
【００９０】
以下、図面を用いて、ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステムの第１実施例乃至第５実施例を詳述する。
【実施例１】
【００９１】
ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステム１の第１実施例を図１及び図２に基づいて説明する。
【００９２】
熱サイクルシステム１は、冷媒、例えばＨＦＣ−１３４ａを循環して冷媒を圧縮，凝縮，膨張及び蒸発させるように冷媒循環路（一次循環路）１１が形成されたヒートポンプ方式の冷凍サイクルシステム１０と、冷凍サイクルシステム１０に冷却用中間熱交換器路４０を介して熱的に接続され、冷却用熱媒体、例えば水又は不凍液を循環してＥＶ１０００の発熱体２２と熱交換するように冷却用熱媒体循環路（二次循環路）２１が形成された冷却用熱移動システム２０と、冷凍サイクルシステム１０に空調用中間熱交換器路５０を介して熱的に接続され、空調用熱媒体、例えば水又は不凍液を循環して車室内に導入される空気と熱交換するように空調用熱媒体循環路（二次循環路）３１が形成された空調用熱移動システム３０とを備えている。
【００９３】
冷凍サイクルシステム１０は、圧縮機１２，四方弁１３，室外熱交換器１４，膨張弁１５，１６，１７，冷却用中間熱交換器４０及び空調用中間熱交換器５０が冷媒循環路１１によって機械的に接続されることにより構成されている。
【００９４】
四方弁１３の第１接続口には圧縮機１２の吸入側が接続されている。四方弁１３の第２接続口には圧縮機１２の突出側が接続されている。四方弁１３の第３接続口には室外熱交換器１４の圧縮機１２側が接続されている。室外熱交換器１４の四方弁１３側とは反対側には膨張弁１５が接続されている。膨張弁１５の室外熱交換器１４側とは反対側の冷媒循環路１１はその先において冷却用経路１１ａと空調用経路１１ｂとに分岐されている。このため、膨張弁１５の室外熱交換器１４側とは反対側には冷却用経路１１ａ用の膨張弁１６及び空調用経路１１ｂ用の膨張弁１７がそれぞれ接続されている。膨張弁１６の膨張弁１５側とは反対側には冷却用中間熱交換器４０の圧縮機１２側とは反対側が接続されている。膨張弁１７の膨張弁１５側とは反対側には空調用中間熱交換器５０の四方弁１３側とは反対側が接続されている。冷却用中間熱交換器４０の膨張弁１６側と反対側は圧縮機１２の吸入側に接続されている。空調用中間熱交換器５０の膨張弁１７側とは反対側は四方弁１３の第４接続口に接続されている。室外熱交換器１４には、室外熱交換器１４に外気を取り込むための電動式送風機である室外ファン１４ａが取り付けられている。
【００９５】
このような接続構成によれば、圧縮機１２，四方弁１３，室外熱交換器１４，膨張弁１５，膨張弁１６，冷却用中間熱交換器４０，圧縮機１２の順に環状に接続された第１の閉回路と、圧縮機１２，四方弁１３，室外熱交換器１４，膨張弁１５，膨張弁１７，空調用中間熱交換器５０，四方弁１３，圧縮機１２の順に環状に接続された第２の閉回路とが形成される。
【００９６】
圧縮機１２は、圧縮によって冷媒を高温及び高圧のガス状媒体とする電動式流体機器である。四方弁２は、圧縮機１２に吸入されて吐出される冷媒の流れ方向を切り替えるための切替器であり、冷媒の流れを、圧縮機１２に冷媒を冷却用中間熱交換器４０及び空調用中間熱交換器５０側から吸入して室外熱交換器１４側に吐出する方向と、圧縮機１２に冷媒を室外熱交換器４及び冷却用中間熱交換器４０側から吸入して空調用中間熱交換器５０側に吐出する方向とに切り替える。室外熱交換器１４は、室外ファン１４ａによって送風される空気（外気）と冷媒との間において高温側媒体から低温側媒体に熱移動させるための熱移動機器である。膨張弁１５，１６，１７は、弁体の開度調整によって冷媒を減圧させて膨張させることにより冷媒の圧力を調整すると共に、冷媒の流量を調整する調整弁である。冷却用中間熱交換器４０は、冷凍サイクルシステム１０の冷媒と冷却用熱移動システム２０の冷却用熱媒体との間において高温側媒体から低温側媒体に熱移動させるための熱移動機器である。空調用中間熱交換器５０は、冷凍サイクルシステム１０の冷媒と空調用熱移動システム３０の空調用熱媒体との間において高温側媒体から低温側媒体に熱移動させるための熱移動機器である。
【００９７】
冷却用熱移動システム２０は、冷却用室内熱交換器２３，発熱体２２，リザーバタンク２４，循環ポンプ２５，冷却用中間熱交換器４０及び三方弁２６が冷却用熱媒体循環路２１によって機械的に接続されることにより構成されている。
【００９８】
冷却用中間熱交換器４０の一方側（冷却用熱媒体の流出側）には三方弁２６の第１接続口が接続されている。三方弁２６の第２接続口には冷却用室内熱交換器２３の発熱体２２側とは反対側（冷却用熱媒体の流入側）が接続されている。冷却用室内熱交換器２３の三方弁２６側とは反対側（冷却用熱媒体の流出側）には発熱体２２が接続されている。発熱体２２の冷却用室内熱交換器２３側とは反対側には循環ポンプ２５の吸込側が接続されている。循環ポンプ２５の発熱体２２側とは反対側（吐出側）には冷却用中間熱交換器４０の他方側（冷却用熱媒体の流入側）が接続されている。冷却用室内熱交換器２３と発熱体２２との間と三方弁２６の第３接続口との間には、冷却用室内熱交換器２３をバイパスして冷却用熱媒体を流通させるためのバイパス路２１ａが接続されている。冷却用室内熱交換器２３には、車室内に導入される空気、すなわち室内の空気（内気）或いは外から取り込んだ空気（外気）を取り込むための電動式送風機である室内ファン２３ａが取り付けられている。発熱体２２と循環ポンプ２５との間にはリザーバタンク２４が接続されている。
【００９９】
このような接続構成によれば、循環ポンプ２５，冷却用中間熱交換器４０，三方弁２６，冷却用室内熱交換器２３，発熱体２２，循環ポンプ２５の順に環状に接続された第１の閉回路と、循環ポンプ２５，冷却用中間熱交換器４０，三方弁２６，バイパス路２１ａ，発熱体２２，循環ポンプ２５の順に環状に接続された第２の閉回路とが形成される。
【０１００】
冷却用室内熱交換器２３は、冷却用熱媒体循環路２１を循環する冷却用熱媒体と、室内ファン２３ａによって取り込んだ内気或いは外気との間において高温側媒体から低温側媒体に熱移動させるための熱移動機器である。循環ポンプ２５は冷却用熱媒体循環路２１の冷却用熱媒体を循環させるための電動式流体機器である。三方弁２６は、弁体の切り替えによって冷却用熱媒体の流通経路を切り替える切替器であり、冷却用中間熱交換器４０から流出した冷却用熱媒体の冷却用室内熱交換器２３側への流通と、バイパス路２１ａ側への流通とを切り替える。
【０１０１】
リザーバタンク２４は、冷却用熱媒体の温度変化に伴う冷却用熱媒体循環路２１内の圧力を調整するためのものであり、冷却用熱媒体の温度が高くなり冷却用熱媒体循環路２１内の圧力が上昇した場合には、余分な冷却用熱媒体を貯める。冷却用熱媒体の温度が低くなり冷却用熱媒体循環路２１内の圧力が降下した場合には、貯めてあった冷却用熱媒体は冷却用熱媒体循環路２１に引き戻される。このような作用により、冷却用熱媒体循環路２１内の圧力は常に規定値に保たれる。
【０１０２】
発熱体２２は、ＥＶ１０００の電動機駆動システムのコンポーネントを示し、例えばバッテリ１００，モータジェネレータ２００及びインバータ装置３００が冷却用熱媒体による温調対象になる。発熱体２２としては、インバータ装置３００以外の電力変換装置、例えば充電器５００などに搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータや、変速機構のギヤボックスなどを温調対象としても構わない。
【０１０３】
ここで、発熱体２２は、冷却用室内熱交換器２３と循環ポンプ２５との間に、冷却用熱媒体の上流（温度が低い状態）側から熱許容温度の低い順或いは熱時定数の小さい順に直列に配置することが好ましく、例えばバッテリ１００，インバータ装置３００及びモータジェネレータ２００の順番に配置する。発熱体２２の配置としては、冷却用室内熱交換器２３と循環ポンプ２５との間に、バッテリ１００，インバータ装置３００及びモータジェネレータ２００を並列に配置しても構わない。
【０１０４】
また、発熱体２２は、冷却用室内熱交換器２３と循環ポンプ２５との間に配置したが、冷却用中間熱交換器５０と三方弁２６との間に配置しても構わない。
【０１０５】
空調用熱移動システム３０は、空調用室内熱交換器３２，循環ポンプ３３及び空調用中間熱交換器５０が空調用熱媒体循環路３１によって機械的に接続されることにより構成されている。
【０１０６】
空調用中間熱交換器５０の一方側（空調用熱媒体の流出側）には空調用室内熱交換器３２の循環ポンプ３３側とは反対側（空調用熱媒体の流入側）が接続されている。空調用室内熱交換器３２の空調用中間熱交換器５０側とは反対側（空調用熱媒体の流出側）には循環ポンプ３３の吸込側が接続されている。循環ポンプ３３の空調用室内熱交換器３２側とは反対側（吐出側）には空調用中間熱交換器５０の他方側（空調用熱媒体の流入側）が接続されている。
【０１０７】
このような接続構成によれば、循環ポンプ３３，空調用中間熱交換器５０，空調用室内熱交換器３２，循環ポンプ２５の順に環状に接続された一つの閉回路が形成される。
【０１０８】
空調用室内熱交換器３２は、空調用熱媒体循環路３１を循環する空調用熱媒体と、室内ファン２３ａによって取り込んだ内気或いは外気との間において高温側媒体から低温側媒体に熱移動させるための熱移動機器である。循環ポンプ３３は空調用熱媒体循環路３１の空調用熱媒体を循環させるための電動式流体機器である。
【０１０９】
冷却用室内熱交換器２３及び空調用室内熱交換器３２は内気或いは外気の流れ方向の上流側から下流側に向かって空調用室内熱交換器３２，冷却用室内熱交換器２３の順に配置されている。室内ファン２３ａは冷却用室内熱交換器２３及び空調用室内熱交換器３２に対して共通に設けられており、内気或いは外気の流れ方向に対して冷却用室内熱交換器２３及び空調用室内熱交換器３２の配列よりも下流側に配置されている。
【０１１０】
冷却用熱媒体循環路２１と空調用熱媒体循環路３１との間には連通路６０が設けられている。連通路６０は、空調用熱媒体の温度変化に伴う空調用熱媒体循環路３１内の圧力調整を、冷却用熱媒体循環路２１に接続されたリザーバタンク２４を用いて行うために設けられたものである。すなわち冷却用熱移動システム２０と空調用熱移動システム３０とにおいてリザーバタンク２４を共用化している。空調用熱媒体の温度が高くなり空調用熱媒体循環路３１内の圧力が上昇した場合には、空調用熱媒体循環路３１から連通路６０を介して余分な空調用熱媒体が冷却用熱媒体循環路２１に排出され、リザーバタンク２４に貯められる。ここで、空調用熱媒体と冷却用熱媒体は同じものであり、水又は不凍液が用いられている。空調用熱媒体の温度が低くなり空調用熱媒体循環路３１内の圧力が降下した場合には、貯めてあった空調用熱媒体がリザーバタンク２４から冷却用熱媒体循環路２１及び連通路６０を介して空調用熱媒体循環路３１に引き戻される。このような作用により、空調用熱媒体循環路３１内の圧力は常に規定値に保たれる。
【０１１１】
このように、本実施例では、冷却用熱移動システム２０と空調用熱移動システム３０とにおいてリザーバタンク２４を共用化しているので、熱サイクルシステム１の部品点数を削減することができ、熱サイクルシステム１の構成を簡素化することができる。熱サイクルシステム１の構成の簡素化は、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１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１の小型化及び低コスト化に寄与することができる。
【０１１２】
尚、リザーバタンク２４は空調用熱媒体循環路３１に設けられていてもよい。また、リザーバタンク２４は発熱体２２と循環ポンプ２５との間の循環路とは異なる循環路上に設けられていてもよい。
【０１１３】
また、本実施例では、冷却用熱媒体循環路２１を循環する冷却用熱媒体と空調用熱媒体循環路３１を循環する空調用熱媒体とを外部に排出するためのドレイン排出機構を、冷却用熱媒体循環路２１の高さが最も低い部位に設けている。本実施例では、ドレイン排出機構を、冷却用熱媒体循環路２１のリザーバタンク２４と循環ポンプ２５との間の循環路上に設けている。ドレイン排出機構は、冷却用熱媒体循環路２１のリザーバタンク２４と循環ポンプ２５との間の循環路に接続されたドレイン排出路７０、及びドレイン排出路７０上に設けられたドレイン排出開閉弁７１から構成されている。ドレイン排出開閉弁７１は、冷却用熱媒体循環路２１を循環する冷却用熱媒体と空調用熱媒体循環路３１を循環する空調用熱媒体を交換するときに開かれ、通常は閉じられている。空調用熱媒体循環路３１を循環する空調用熱媒体は連通路６０を介して冷却用熱媒体循環路２１に排出された後、ドレイン排出機構によって外部に排出される。このため、連通路６０は、冷却用熱媒体循環路２１及び空調用熱媒体循環路３１の高さが最も低い部位において冷却用熱媒体循環路２１及び空調用熱媒体循環路３１を連通している。
【０１１４】
以上のような構成によれば、熱サイクルシステム１の部品点数をさらに削減して、熱サイクルシステム１の構成をさらに簡素化することができ、熱サイクルシステム１のメインテナンス性をさらに向上させることができると共に、熱サイクルシステム１の小型化及び低コスト化にさらに寄与することができる。
【０１１５】
次に、熱サイクルシステム１の運転動作について、各運転モード毎に説明する。
【０１１６】
（冷房運転）
冷房運転とは、室外熱交換器１４を凝縮器、空調用中間熱交換器５０及び冷却用中間熱交換器４０を蒸発器として用いて、空調用熱移動システム３０により車室内の冷房を行うと共に、冷却用熱移動システム２０により発熱体２２の冷却を行う運転モードである。冷房運転の場合、図１に示すように、冷凍サイクルシステム１０に設けられた四方弁１３によって圧縮機１２の吐出側が室外熱交換器１４に接続され、圧縮機１２の吸込側が空調用中間熱交換器５０に接続される。また、圧縮機１２の吸込側には冷却用中間熱交換器５０が接続される。また、三方弁２６によって冷却用熱媒体はバイパス路２１ａを流通する。
【０１１７】
圧縮機１２で圧縮され、高温及び高圧のガス状になった冷媒は、室外熱交換器１４における外気との熱交換（放熱）によって液化された後、全開状態の膨張弁１５を通過し、空調用中間熱交換器５０へ流れる冷媒と冷却用中間熱交換器４０へ流れる冷媒とに分岐される。空調用中間熱交換器５０に流れる冷媒は、膨張弁１７によって減圧されることにより低温・低圧の冷媒となり、空調用中間熱交換器５０において空調用熱媒体循環路３１の空調用熱媒体から吸熱することによって蒸発し、四方弁１３を通って圧縮機１２へ戻る。一方、冷却用中間熱交換器４０へ流れる冷媒は、膨張弁１６によって減圧されることにより低温・低圧の冷媒となり、冷却用中間熱交換器４０において冷却用熱媒体循環路２１の冷却用熱媒体から吸熱することによって蒸発し、圧縮機１２へと戻る。
【０１１８】
空調用熱媒体循環路３１に設けられた循環ポンプ３３を駆動すると、空調用中間熱交換器５０において熱交換されて冷却された空調用熱媒体は空調用室内熱交換器３２に供給される。そして、空調用熱媒体は、室内ファン２３ａの駆動によって室内に導入される空気と空調用室内熱交換器３２において熱交換（空気の熱が空調用熱媒体に放熱）される。これにより、車室内には、冷却された空気が導入され、冷房される。
【０１１９】
また、冷却用熱媒体循環路２１に設けられた循環ポンプ２５を駆動すると、冷却用中間熱交換器４０において熱交換されて冷却された冷却用熱媒体は三方弁２６，バイパス路２１ａを介して発熱体２２に供給される。そして、冷却用熱媒体は、発熱体２２と熱交換（発熱体２２の熱が冷却用熱媒体に放熱）される。これにより、発熱体２２は冷却される。
【０１２０】
このように、本実施例では、空調用中間熱交換器５０及び冷却用中間熱交換器４０の両方を蒸発器として利用できるので、車室内の冷房と発熱体２２の冷却とを同時に実現することができる。さらに、空調用中間熱交換器５０と冷却用中間熱交換器４０とを圧縮機１２の吸込側に対して並列に接続し、冷却用経路１１ａ及び空調用経路１１ｂのそれぞれに膨張弁１６，１７を設けているので、空調用中間熱交換器５０及び冷却用中間熱交換器４０へ流れる冷媒流量を、それぞれ任意に変えることができる。その結果、冷却用熱媒体の温度と空調用熱媒体の温度とを、それぞれ任意の所望の温度に制御することができる。従って、冷房を行うために空調用熱媒体の温度を十分下げた場合であっても、冷却用中間熱交換器４０へ流れる冷媒流量を抑制することで、発熱体２２が接続された冷却用熱媒体の温度を高く保つことができる。
【０１２１】
ところで、発熱体２２の表面温度が外気温度よりも低くなると、外気から発熱体２２へ熱が入ってくることになる。従って、この入熱量分だけ冷凍サイクルシステム１０に要求される冷却能力が増加することになり、消費電力が増加すると考えられる。これは、バッテリ１００の使用量が増加することになるので、航続距離が低下に繋がると考えられる。また、外気の露点温度よりも低い場合には、結露を生じる恐れがあるので、結露に起因する不具合への対策が必要になる。このような課題は、配管経路においても同様であるため、冷却用熱媒体の温度を外気温度よりも高く保つことが望ましい。
【０１２２】
尚、冷却用熱媒体の温度を制御するためには、膨張弁１６の開度を制御すれば良く、簡易的には冷却用熱媒体の温度が高い場合に開度を開き、温度が低い場合には開度を絞るように制御すれば良い。
【０１２３】
また、冷凍サイクルシステム１０の能力を調整するためには、圧縮機１２の回転数を制御すればよく、空調用熱媒体の温度が所望の温度となるように制御する。冷房負荷が大きいと判断した場合には、空調用熱媒体の制御目標温度を低くし、冷房負荷が小さいと判断した場合には、空調用熱媒体の制御目標温度を高くすることによって、負荷に応じた空調能力の制御が可能となっている。
【０１２４】
尚、冷房負荷がなく、発熱体２２の冷却のみが必要な場合には、循環ポンプ３３及び室内ファン２３ａを停止するとともに、膨張弁１７を閉じ、膨張弁１６の開度を調整することによって、冷却用中間熱交換器４０のみを蒸発器として利用すれば良い。これにより、冷却用熱媒体の冷却が可能となるので、発熱体２２の冷却ができる。この場合、圧縮機１２の回転数を冷却用熱媒体の温度が目標温度となるように制御する。このときの目標温度は、外気温度よりも高い温度に設定される。また、循環ポンプ２５の回転数を制御することで、熱交換量を変化させても良い。
【０１２５】
（冷房除湿運転）
冷房除湿運転では、図１の状態から三方弁２６によって、温度の高い冷却用熱媒体を冷却用室内熱交換器２３側に流すようにする。このように、温度の高い冷却用熱媒体を冷却用室内熱交換器２３に導入すると、空調用室内熱交換器３２において冷却・除湿された空気が、冷却用室内熱交換器２３によって加熱されてから車室内へ吹き出される、いわゆる再熱除湿運転が可能となる。車室内へ供給される空気は相対湿度が低くなるため、室内空間の快適性を向上できる。
【０１２６】
尚、再熱器として利用される冷却用室内熱交換器２３の熱源は、発熱体２２から発生するいわゆる排熱である。そのため、再熱用にヒータなどを用いる場合とは異なり、新たにエネルギーを投入する必要がないので、消費電力を増大させることなく車室内の快適性を向上させることが可能になる。
【０１２７】
再熱量は、冷却用室内熱交換器２３側に流れる冷却用熱媒体の温度と流量によって変化するので、冷却用中間熱交換器４０の交換熱量や、冷却用室内熱交換器２３側に流れる冷却用熱媒体の流量を変えることによって、再熱量を制御することができる。冷却用中間熱交換器４０の交換熱量を可変とするためには、膨張弁１６の開度を制御して、冷却用中間熱交換器４０へ流れる冷媒流量を制御すれば良く、冷却が不要な場合には膨張弁１６の開度を全閉とすれば良い。
【０１２８】
また、冷却用室内熱交換器２３側への冷却用熱媒体の流量を可変とするためには、三方弁２６の開閉状態を制御すれば良い。
【０１２９】
（暖房運転）
次に、図２を用いて、暖房運転時の動作を説明する。
【０１３０】
暖房運転時には、暖房負荷に応じた２つの運転モードがある。
【０１３１】
暖房運転の一つ目の運転モードは、暖房負荷が小さい時の放熱運転モードであり、発熱体２２からの排熱を暖房に利用することで、冷凍サイクルシステム１０は暖房に利用しない。放熱運転モードでは、循環ポンプ２５と室内ファン２３ａを起動し、かつ三方弁２６によって冷却用室内熱交換器２３側に冷却用熱媒体を流す。冷却用熱媒体は発熱体２２によって加熱されているので、冷却用室内熱交換器２３において室内吹出し空気へ放熱することによって、冷却用熱媒体は冷却され、室内吹出し空気が加熱される。このように発熱体２２からの排熱を暖房に利用することで、エネルギー消費を抑えて空調を行うことができる。
【０１３２】
暖房運転の二つ目の運転モードは、発熱体２２の排熱だけでは暖房負荷に満たない場合の運転モードであって、発熱体２２の排熱に加えて冷凍サイクルシステム１０を併用する暖房放熱運転モードである。この場合、冷凍サイクルシステム１０に設けられた四方弁１３の切り替えによって、圧縮機１２の吐出側を空調用中間熱交換器５０に接続するとともに、吸込側を室外熱交換器１４に接続する。すなわち空調用熱交換器４１Ａを凝縮器、室外熱交換器１４を蒸発器とするサイクルが形成される。
【０１３３】
圧縮機１２で圧縮された冷媒は、空調用中間熱交換器５０において空調用熱媒体と熱交換して放熱することにより凝縮液化する。その後、膨張弁１５により減圧された後、室外熱交換器１４において室外空気との熱交換によって蒸発・ガス化して圧縮機１２へと戻る。この時、膨張弁１７は全開、膨張弁１６は全閉となっており、冷却用中間熱交換器４０は利用しない。
【０１３４】
循環ポンプ３３を起動することにより、空調用中間熱交換器５０において冷媒の凝縮熱をもらって昇温された空調用熱媒体は空調用室内熱交換器３２へ流入し、空調用室内熱交換器３２において室内吹出し空気へ放熱する。空調用室内熱交換器３２において加熱された空気は、空気の流れの下流側に配置された冷却用室内熱交換器２３において、発熱体２２によって加熱された冷却用熱媒体から熱をもらい、さらに昇温されてから室内空間へ吹き出される。
【０１３５】
このように、室内吹出し空気は、冷凍サイクルシステム１０によって加熱された後に、発熱体２２の排熱でさらに加熱される構成となっている。このため、空調用室内熱交換器３２からの吹出し空気温度を、冷却用室内熱交換器２３からの室内吹出し空気温度に対して低く保つことができる。すなわち発熱体２２からの排熱を暖房に利用することによって、エネルギー消費の少ない空調装置を構成することができる。
【０１３６】
また、冷凍サイクルシステム１０の暖房能力を制御することにより、発熱体２２の発熱に応じて冷却用熱媒体の温度を制御することができる。発熱体２２からの発熱量が増大した場合には、冷却用熱媒体の温度が上昇するので、冷凍サイクルシステム１０の暖房能力を抑制する。これにより空調用室内熱交換器３２からの放熱量が抑制され、冷却用室内熱交換器２３へ流入する空気の温度が低くなるので、冷却用熱媒体からの放熱量が増大し、冷却用熱媒体の温度上昇が抑制される。
【０１３７】
逆に、発熱体２２からの発熱量が減少した場合には、冷却用熱媒体の温度が低下するので、冷凍サイクルシステム１０の暖房能力を増大させ、冷却用室内熱交換器２３に流入する空気の温度を上げることで、冷却用熱媒体の温度低下を抑制する。
【０１３８】
尚、冷凍サイクルシステム１０の能力を制御するための具体例としては、圧縮機１２の回転数を制御すれば良い。
【０１３９】
また、冷却用熱媒体の温度を所定の温度域に保つ制御は、発熱体２２の温度が使用可能な温度域から外れるなどの不具合を回避するうえでも有効である。
【０１４０】
（暖房冷却運転）
暖房負荷が大きな場合には、上述したように冷却用熱媒体の目標温度を高く設定すれば良いが、発熱体２２の仕様等により温度を上げることが困難な場合には、暖房能力を増大させることができなくなる。このような場合には、以下に説明する暖房冷却運転を行い、冷却用熱媒体の冷却と空調用熱媒体の加熱を同時に実現する。
【０１４１】
暖房冷却運転では、暖房放熱併用運転と同様に、空調用中間熱交換器５０を凝縮器、室外熱交換器１４を蒸発器とするサイクルを構成し、さらに膨張弁１６を開けて、冷却用中間熱交換器４０を蒸発器として利用する。空調用中間熱交換器５０において凝縮・液化した冷媒は、膨張弁１７を通過した後、分岐し、一方が膨張弁２３で減圧された後、室外熱交換器１４で蒸発して圧縮機１へ戻る。他方は膨張弁１６で減圧され、冷却用中間熱交換器４０で冷却用熱媒体を冷却することによって蒸発・ガス化し、三方弁２１を介して圧縮機１へと戻る。
【０１４２】
暖房冷却運転では、発熱体２２からの排熱は、冷却用中間熱交換器４０において冷凍サイクルシステム１０の熱源として回収され、空調用中間熱交換器５０を介して空調用室内熱交換器３２から車室内へ放熱される。このように、発熱体２２の温度を抑制しながら発熱体２２の排熱を回収して暖房に利用することが可能となっている。さらに、室外熱交換器１４を用いて外気から吸熱することが可能となっているので、暖房能力を増大させることができる。
【０１４３】
また、膨張弁１６と膨張弁２３の開度をそれぞれ制御することによって、冷却用熱媒体からの吸熱量と外気からの吸熱量を個別に制御することが可能である。
【０１４４】
尚、冷却用熱媒体の温度が、空調用熱媒体の温度よりも低くなると、空調用室内熱交換器３２において加熱した空気を、冷却用室内熱交換器２３において冷却してしまうので、このような場合には、冷却用熱媒体循環路２１において三方弁２６を操作して、バイパス路２１ａを利用することで、冷却用中間熱交換器４０において冷却された冷却用熱媒体によって、室内吹出し空気が冷却されることを防止できる。
【０１４５】
暖房冷却運転から暖房負荷が下がり、暖房放熱併用運転に移行する場合に、冷却用熱媒体の温度が低いと吹出し温度が低いなどの不具合が生じる可能性があるので、移行する前に冷却用熱媒体の温度を上げておくことが望ましい。冷却用熱媒体の温度は冷却用中間熱交換器４０の熱交換量を可変とすることで制御することができるので、膨張弁１６の開度を制御すれば良い。
【０１４６】
尚、暖房冷却運転中も機器冷却媒体の温度を高く保ち、空調用熱媒体の温度が冷却用熱媒体の温度よりも下がったことを検知した場合には、暖房負荷が下がったと判断することができるので、暖房冷却運転から暖房放熱併用運転へ移行することができる。
【０１４７】
（加熱運転）
外気温度の低い冬季の始動時などでは、冷却用熱媒体の温度が低く運転開始直後は暖房に供することができず、発熱体２２からの排熱による温度上昇を待つ必要がある。このような場合には、膨張弁１６を閉とし、空調用室内熱交換器３２による暖房運転を行う。また、三方弁２６を操作し、冷却用室内熱交換器２３において温度の低い冷却用熱媒体と室内へ吹き出す風とが熱交換することのないようにサイクルを構成する。
【０１４８】
また、発熱体２２の温度が低温側の許容温度よりも低い場合には、冷却用中間熱交換機４０において冷却用熱媒体を暖め、この暖められた冷却用熱媒体を三方弁２６及びバイパス路２１ａを介して発熱体２２に供給し、発熱体２２をＥＶ１０００の始動開始直前に予め暖気しておく。この場合、始動時間設定システムに始動開始時間を予め設定しておき、その設定時間の所定時間前に、熱サイクルシステム１を作動させ、上記加熱運転を行う。このようにすれば、発熱体２２をＥＶ１０００の始動時から効率良く作動させることができ、要求トルクに対応したトルクをモータジェネレータ２００から供給して、ＥＶ１０００を走行させることができる。
【実施例２】
【０１４９】
ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステム１の第２実施例を図４及び図５に基づいて説明する。
【０１５０】
第２実施例は第１実施例の改良例であり、冷却用熱媒体循環路２１の一部に対して空調用熱媒体循環路３１の一部を直列に接続できるように循環路接続制御部を設け、冷却用熱媒体循環路２１を流通する熱媒体が、空調用中間熱交換器５０と冷却用中間熱交換器４０とを直列に流通できるようにしている。
【０１５１】
尚、第１実施例と同様の構成には第１実施例と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５２】
循環路接続制御部は、循環ポンプ２５と冷却用中間熱交換器４０との間の循環路上に設けられた三方弁８４，循環ポンプ３３と空調用中間熱交換器５０との間の循環路上に設けられた三方弁８３，空調用中間熱交換器５０と空調用室内熱交換器３２との間の循環路上に設けられた三方弁８１，三方弁８４と三方弁８３との間を接続する接続路８２、及び三方弁８４と冷却用中間熱交換器４０との間の循環路と三方弁８３との間を接続する接続路８０から構成されている。
【０１５３】
三方弁８１の第１接続口には空調用中間熱交換器５０の一方側（空調用熱媒体の流出側）が接続されている。三方弁８１の第２接続口には空調用室内熱交換器３２の空調用中間熱交換器５０側（空調用熱媒体の流入側）が接続されている。三方弁８１の第３接続口には接続路８０が接続されている。三方弁８３の第１接続口には循環ポンプ３３の吐出側が接続されている。三方弁８３の第２接続口には空調用中間熱交換器５０の他方側（空調用熱媒体の流入側）が接続されている。三方弁８３の第３接続口には接続路８２が接続されている。三方弁８４の第１接続口には循環ポンプ２５の吐出側が接続されている。三方弁８４の第２接続口には冷却用中間熱交換器４０の一方側（冷却用熱媒体の流入側）が接続されている。三方弁８４の第３接続口には接続路８２が接続されている。
【０１５４】
三方弁８１，８３，８４は、発熱体２２に供給される冷却用熱媒体の冷媒との熱交換量を、冷却用中間熱交換器４０のみにおいて冷媒と熱交換するときよりも大きくし、発熱体２２の温調（冷却）能力を大きくしたいときに、流体の流れ方向を切り替えるための機構が駆動され、冷却用熱媒体の流通方向を切り替える。
【０１５５】
ここで、第１実施例における各運転モードにある場合（図４の場合）には、三方弁８１，８３，８４は、接続路８０，８２に冷却用熱媒体が流通しないような状態、すなわちそれぞれ第１接続口から第２接続口の方向に冷却用熱媒体を流通させる状態になっている。
【０１５６】
発熱体２２に供給される冷却用熱媒体の冷媒との熱交換量が、冷却用中間熱交換器４０のみにおいて冷媒と熱交換するときよりも大きくなり、発熱体２２の温調（冷却）能力が大きくなるように、三方弁８１，８３，８４の切替機構が駆動されると、すなわち三方弁８１は第１接続口から第３接続口の方向に、三方弁８３は第３接続口から第２接続口の方向に、三方弁８４は第１接続口から第３接続口の方向に、それぞれ冷却用媒体が流れるように切り替わると（図５の場合）、循環ポンプ２５によって送圧された冷却用熱媒体は、三方弁８４，接続路８２，三方弁８３を介して空調用中間熱交換器５０に供給されて冷媒と熱交換され、この後、三方弁８１，接続路８０を介して冷却用中間熱交換器４０に供給されて冷媒と熱交換される。
【０１５７】
尚、図５では、冷却用熱媒体が流れる流路は実線にて、熱媒体が流れない流路は破線にてそれぞれ示している。
【０１５８】
第２実施例によれば、空調用中間熱交換器５０，冷却用中間熱交換器４０の順に直列に冷却用熱媒体を流通させることにより、冷却用熱媒体と冷媒との熱交換量（冷却用熱媒体の冷却量）を第１実施例よりも大きくでき、発熱体２２の冷却能力を第１実施例よりも大きくできる。
【０１５９】
この場合、車室内の冷房は不可能となるが、車室内の冷房と両立させたい場合には、三方弁２６に代えて流量調節弁を２個設置し、すなわちバイパス路２１ａ上と冷却用室内熱交換器２３側に至る循環路上にそれぞれ流量調整弁を設置し、冷却用室内熱交換器２３側に流れる冷却用熱媒体及びバイパス路２１ａを流れる冷却用熱媒体の流量を調節すればよい。
【実施例３】
【０１６０】
ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステム１の第３実施例を図６及び図７に基づいて説明する。
【０１６１】
第３実施例は第１実施例の改良例であり、冷却用熱媒体循環路２１を発熱体２２、例えばバッテリ１００及びインバータ装置３００に、空調用熱媒体循環路３１を、発熱体２２のグループから外した発熱体２７、例えばモータジェネレータ２００に、それぞれ接続できるように循環路接続切替部を設け、冷却用熱媒体循環路２１を循環する冷却用熱媒体を発熱体２２に、空調用熱媒体循環路３１を循環する空調用熱媒体を発熱体２７に、それぞれ流通できるようにしている。
【０１６２】
尚、第１実施例と同様の構成には第１実施例と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６３】
循環路接続切替部は、空調用中間熱交換器５０と空調用室内熱交換器３２との間の循環路上に設けられた三方弁９４，空調用室内熱交換器３２と循環ポンプ３３との間の循環路上に設けられた三方弁９１，発熱体２７と循環ポンプ２５との間の循環路上に設けられた三方弁９２，リザーバタンク２４と発熱体２７との循環路上に設けられた四方弁９５，三方弁９１と三方弁９２との間を接続する接続路９０，三方弁９４と四方弁９５との間を接続する接続路９３、及び三方弁９２と循環ポンプ２５との間の循環路と四方弁９５との間を接続する接続路９６から構成されている。
【０１６４】
三方弁９４の第１接続口には空調用中間熱交換器５０の一方側（空調用熱媒体の流出側）が接続されている。三方弁９４の第２接続口には空調用室内熱交換器３２の空調用中間熱交換器５０側（空調用熱媒体の流入側）が接続されている。三方弁９４の第３接続口には接続路９３が接続されている。三方弁９１の第１接続口には空調用室内熱交換器３２の一方側（空調用熱媒体の流出側）が接続されている。三方弁９１の第２接続口には循環ポンプ３３の吸込側が接続されている。三方弁９１の第３接続口には接続路９０が接続されている。三方弁９２の第１接続口には発熱体２７の循環ポンプ２５側が接続されている。三方弁９２の第２接続口には循環ポンプ２５の吸込側が接続されている。三方弁９２の第３接続口には接続路９０が接続されている。四方弁９５の第１接続口はリザーバタンク２４の発熱体２２側とは反対側が接続されている。四方弁９５の第２接続口には発熱体２７の三方弁９２側とは反対側が接続されている。四方弁９５の第３接続口には接続路９３が接続されている。四方弁９５の第４接続口には接続路９６が接続されている。
【０１６５】
三方弁９１，９２，９４及び四方弁９５は、発熱体２２，２７と熱媒体との間の熱交換量を、発熱体２２，２７と冷却用熱媒体との間の熱交換量よりも大きくし、発熱体２２，２７の温調（冷却）能力を大きくしたいときに、流体の流れ方向を切り替えるための機構が駆動され、発熱体２２，２７のそれぞれに供給される熱媒体を変える。
【０１６６】
ここで、第１実施例における各運転モードにある場合（図６の場合）には、三方弁９１，９２，９４及び四方弁９５は、接続路９０，９３，９６に熱媒体が流通しないような状態、すなわちそれぞれ第１接続口から第２接続口の方向に冷却用熱媒体を流通させる状態になっている。
【０１６７】
発熱体２２，２７と熱媒体との熱交換量が、発熱体２２，２７と冷却用熱媒体との間の熱交換量よりも大きくなり、発熱体２２，２７の温調（冷却）能力が大きくなるように、三方弁９１，９２，９４及び四方弁９５の切替機構が駆動されると、すなわち三方弁９１は第１接続口から第３接続口の方向に、三方弁９２は第１接続口から第３接続口の方向に、三方弁９１は第３接続口から第２接続口の方向に、四方弁９５は第１接続口から第４接続口の方向と第３接続口から第２接続口の方法に、それぞれ熱媒体が流れるように切り替わると（図７の場合）、循環ポンプ２５によって送圧された冷却用熱媒体は、冷却用中間熱交換器４０に供給されて冷媒と熱交換され、この後、三方弁２６，バイパス路２１ａを介して発熱体２２に供給されて発熱体２２と熱交換され、この後、リザーバタンク２４，四方弁９５，接続路９６を介して循環ポンプ２５に循環される。一方、循環ポンプ３３によって送圧された空調用熱媒体は、空調用中間熱交換器５０に供給されて冷媒と熱交換され、この後、三方弁９４，接続路９３，四方弁９５を解して発熱体２７に供給されて発熱体２７と熱交換され、この後、三方弁９２，接続路９０，三方弁９１を介して循環ポンプ３３に循環される。
【０１６８】
尚、図７では、熱媒体が流れる流路は実線にて、熱媒体が流れない流路は破線にてそれぞれ示している。
【０１６９】
第３実施例によれば、冷却用熱媒体を発熱体２２に、空調用熱媒体を発熱体２７に、それぞれ流通させることにより、熱媒体と発熱体との熱交換量（熱媒体の冷却量）を第１実施例よりも大きくでき、発熱体２２，２７の冷却能力を第１実施例よりも大きくできる。
【０１７０】
この場合、車室内の冷房は不可能となるが、車室内の冷房と両立させたい場合には、三方弁９４に代えて流量調整弁を２個設置すると共に、三方弁９１に代えて流量調整弁を２個設置し、すなわち空調用室内熱交換器３２側に至る循環路上と、接続路９３と、接続路９０と、空調用室内熱交換３２から循環ポンプ３３に至る循環路上の接続路９０よりも上流側にそれぞれ流量調整弁を設置し、空調用室内熱交換器２３側に流れる空調用熱媒体及び接続路９３側に流れる空調用熱媒体の流量を調節すればよい。また、冷房能力が不足することを考慮して、三方弁２６に代えて流量調節弁を２個設置し、すなわちバイパス路２１ａ上と冷却用室内熱交換器２３側に至る循環路上にそれぞれ流量調整弁を設置し、冷却用室内熱交換器２３側に流れる冷却用熱媒体及びバイパス路２１ａを流れる冷却用熱媒体の流量を調節するようにしてもよい。
【０１７１】
尚、第３実施例ではリザーバタンク２４を発熱体２２と四方弁９５との間の循環路上に設けたが、それとは異なる循環路上に設けてもよい。
【実施例４】
【０１７２】
ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステム１の第４実施例を図８に基づいて説明する。
【０１７３】
第４実施例は第１実施例の変形例であり、冷房運転と冷房除湿運転のみ可能としたシステム構成になっている。すなわち第１実施例では、四方弁１３にて冷媒の流れ方向を冷房と暖房で切り換えていたが、本実施例では、圧縮機１２の吐出側が室外熱交換器１４側に接続され、吸入側が冷却用中間熱交換器４０及び空調用中間熱交換器５０側に接続されており、切り換え不可能な、固定された接続構成になっている。このような構成は、暖房を必要としない地域向けのＥＶ１０００として、熱サイクルシステム１の簡素化に適している。
【０１７４】
尚、第１実施例と同様の構成には第１実施例と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【実施例５】
【０１７５】
ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステム１の第５実施例を図９に基づいて説明する。
【０１７６】
第５実施例は第４実施例の改良例であり、冷却用熱媒体循環路２１のリザーバタンク２４と循環ポンプ２５との間に、室外熱交換器２８及び室外ファン２８ａを備えた熱交換ユニットを設置している。このようにすれば、冷凍サイクルシステム１０に不具合があった場合、その熱交換ユニットによって冷却用熱媒体を冷却し、その冷却用熱媒体による発熱体２２の冷却を継続できるので、発熱体２２の作動によるＥＶ１０００の運転を継続できる。
【０１７７】
尚、第４実施例と同様の構成には第４実施例と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１７８】
また、第５実施例の構成は、他の実施例にも適用できる。
【実施例６】
【０１７９】
ＥＶ１０００に搭載される熱サイクルシステム１の第６実施例を図１０に基づいて説明する。
【０１８０】
第６実施例は第１実施例の変形例であり、リザーバタンク２４を冷却用熱媒体循環路２１及び空調用熱媒体循環路３１の高さが最も高い部位よりも高い位置に設置すると共に、リザーバタンク２４と冷却用熱媒体循環路２１とを接続路６１により接続し、リザーバタンク２４と空調用熱媒体循環路３１とを接続路６２により接続している。このような構成によれば第１実施例と同様の機能を達成することができる。従って、第６実施例においても第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１８１】
尚、第１実施例と同様の構成には第１実施例と同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０１８２】
また、第６実施例の構成は、他の実施例にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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