(57)【要約】  車両（１００）は、バッテリ（２）と、空調装置（ＡＣ）と、バッテリ（２）に熱媒体を供給する第１ポンプ（ＥＷＰ１）及びチラー（１１）を備える第１温度調節回路（４）と、電力変換装置（５）に熱媒体を供給する第２ポンプ（ＥＷＰ２）及びラジエータ（１２）を備える第２温度調節回路（６）と、第１温度調節回路（４）と第２温度調節回路（６）とを結合して結合回路（７）を形成する結合通路（８，９）と、熱媒体が結合回路（７）を循環可能な循環状態と、熱媒体が結合回路（７）を循環不可能な非循環状態とを切替可能な電磁切替弁ＥＷＶと、バッテリ（２）の温度を取得する第１温度センサ（Ｓ１）と、少なくともバッテリ（２）の温度に基づいてモードを選択する制御装置（１０）と、を備える。制御装置（１０）は、特別制御マップ（ＭａｐＩＩ）のシリーズモードを選択した後には基本制御マップ（ＭａｐＩ）に基づいて制御する。
2020129260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
空調装置と、
前記バッテリに熱媒体を供給する第１ポンプ、及び、前記熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な第１熱交換部、を備える第１温度調節回路と、
電力変換装置に前記熱媒体を供給する第２ポンプ、及び、前記熱媒体と外気とで熱交換を行う第２熱交換部、を備える第２温度調節回路と、
前記第１温度調節回路と前記第２温度調節回路とを結合して結合回路を形成する結合通路と、
前記熱媒体が前記結合回路を循環可能な循環状態と、前記熱媒体が前記結合回路を循環不可能な非循環状態とを切替可能な切替部と、
前記バッテリの温度である第１温度を取得する第１温度取得部と、
少なくとも前記第１温度に基づいて複数のモードからいずれか一つのモードを選択する制御装置と、を備える車両であって、
前記複数のモードは、
前記循環状態において、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態として前記結合回路に前記熱媒体を循環させるシリーズモードと、
前記非循環状態において、少なくとも前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるセパレートモードと、を含み、
前記制御装置は、複数の制御マップを有し、
前記複数の制御マップは、
前記シリーズモード及び前記セパレートモードを含む基本制御マップと、
前記シリーズモード及び前記セパレートモードを含み、前記基本制御マップより前記シリーズモードの領域が狭い特別制御マップと、を含み、
前記制御装置は、
前記第１温度が所定温度領域内のとき前記基本制御マップに基づいて制御し、
前記第１温度が前記所定温度領域外のとき前記特別制御マップに基づいて制御し、前記特別制御マップの前記シリーズモードを選択した後には前記基本制御マップに基づいて制御する、車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両であって、
前記車両は、
前記バッテリの入口における前記熱媒体の温度である第２温度を取得する第２温度取得部と、
前記電力変換装置の温度である第３温度を取得する第３温度取得部と、
前記電力変換装置の入口における前記熱媒体の温度である第４温度を取得する第４温度取得部と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１温度、前記第２温度、前記第３温度、及び前記第４温度に応じていずれか一つのモードを選択する、車両。
【請求項３】
請求項２に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記第３温度が第１閾値より高いとき、前記複数の制御マップに依らず、前記シリーズモードを禁止する、車両。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の車両であって、
前記基本制御マップでは、前記第４温度が第２閾値以上、且つ、第３閾値以下の場合、前記第１温度によらず前記シリーズモードが選択される条件領域である、車両。
【請求項５】
請求項４に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記第１温度が第４閾値より高いとき、前記特別制御マップを用いて制御し、
前記制御装置は、前記特別制御マップの前記セパレートモードにおいて、
前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるとともに、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換可能な状態として前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の車両であって、
前記第１温度調節回路は、前記熱媒体を加温可能な加温装置を備え、
前記制御装置は、前記第１温度が第５閾値より低いとき、前記特別制御マップを用いて制御し、
前記制御装置は、前記セパレートモードにおいて、
前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるとともに、前記加温装置を前記熱媒体を加温可能な状態として前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【請求項７】
請求項５に記載の車両であって、
前記制御装置は、
前記セパレートモードにおいて、前記第１温度が第６閾値以下、且つ、前記第２温度が第７閾値以下になったとき、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態とし、
前記第４温度と前記第２温度との差が、所定値以下のとき、前記シリーズモードに移行し、
前記第４温度と前記第２温度との差が、前記所定値より大きいとき、前記セパレートモードにおいて前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態のまま前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【請求項８】
請求項６に記載の車両であって、
前記制御装置は、
前記セパレートモードにおいて、前記第１温度が第８閾値以上、且つ、前記第２温度が第９閾値以上になったとき、前記加温装置を前記熱媒体を加温不可能な状態とし、
前記第４温度と前記第２温度との差が、所定値以下のとき、前記シリーズモードに移行し、
前記第４温度と前記第２温度との差が、前記所定値より大きいとき、前記セパレートモードにおいて前記加温装置を前記熱媒体を加温不可能な状態のまま前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記車両の起動時に、前記セパレートモードを選択し、
前記セパレートモードにおいて、前記第２温度調節回路にのみ前記熱媒体を循環させる、車両。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両であって、
前記車両は、前記バッテリを充電する充電器を備え、
前記充電器は、前記第１温度調節回路に配置され、
前記制御装置は、前記バッテリの充電中、前記シリーズモード、又は、前記セパレートモードにおいて前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態のまま前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ及び電力変換装置の温度調整を行う車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１温度調節回路と、第２温度調節回路と、第１温度調節回路及び第２温度調節回路の少なくとも一方に熱媒体を循環させるポンプと、第１温度調節回路と第２温度調節回路とを結合して結合回路を形成する結合通路と、熱媒体が結合回路を循環する循環状態と、熱媒体が結合回路を循環しない非循環状態とを切替可能な切替部と、を備える電動車両が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、バッテリを冷却する冷却回路と、インバータを冷却する冷却回路と、バッテリを冷却する冷却回路に設けられる第１冷媒ポンプと、インバータを冷却する冷却回路に設けられる第２冷媒ポンプと、バッテリ及びインバータを同一回路で温度調整する状態（以下、循環状態とも呼ぶ。）とバッテリ及びインバータを別々の回路で温度調整する状態（以下、非循環状態とも呼ぶ。）とを切り換える切換バルブと、を備える電動車両において、外気温度が所定温度未満である場合、循環状態とする一方、外気温度が所定温度以上である場合、非循環状態とすることにより、温度調整の精度を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０１３−１８８０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示される電動車両は、外気温度に応じて循環状態と非循環状態との切替を行うので、外気温度の変化によってバッテリ及び電力変換装置の温度を適切に調整できない虞があった。また、外気温度の変化によって循環状態と非循環状態との切替が頻発し、切替部の負荷で製品寿命が減少したり、余計な作動音が発生する虞があった。一方で、バッテリ及び電力変換装置の温度調整における電力消費量は少ないことが好ましい。【０００６】
本発明は、外気温度の影響を抑制しながらバッテリ及び電力変換装置の温度を適切に調整することができ、さらに電力消費量を抑制可能で、且つ、モードの切替が頻発することを抑制可能な車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
バッテリと、
空調装置と、
前記バッテリに熱媒体を供給する第１ポンプ、及び、前記熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な第１熱交換部、を備える第１温度調節回路と、
電力変換装置に前記熱媒体を供給する第２ポンプ、及び、前記熱媒体と外気とで熱交換を行う第２熱交換部、を備える第２温度調節回路と、
前記第１温度調節回路と前記第２温度調節回路とを結合して結合回路を形成する結合通路と、
前記熱媒体が前記結合回路を循環可能な循環状態と、前記熱媒体が前記結合回路を循環不可能な非循環状態とを切替可能な切替部と、
前記バッテリの温度である第１温度を取得する第１温度取得部と、
少なくとも前記第１温度に基づいて複数のモードからいずれか一つのモードを選択する制御装置と、を備える車両であって、
前記複数のモードは、
前記循環状態において、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態として前記結合回路に前記熱媒体を循環させるシリーズモードと、
前記非循環状態において、少なくとも前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるセパレートモードと、を含み、
前記制御装置は、複数の制御マップを有し、
前記複数の制御マップは、
前記シリーズモード及び前記セパレートモードを含む基本制御マップと、
前記シリーズモード及び前記セパレートモードを含み、前記基本制御マップより前記シリーズモードの領域が狭い特別制御マップと、を含み、
前記制御装置は、
前記第１温度が所定温度領域内のとき前記基本制御マップに基づいて制御し、
前記第１温度が前記所定温度領域外のとき前記特別制御マップに基づいて制御し、前記特別制御マップの前記シリーズモードを選択した後には前記基本制御マップに基づいて制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外気温度の影響を抑制しながらバッテリ及び電力変換装置の温度を適切に調整することができる。また、バッテリ及び電力変換装置の温度を適切に調整するにあたり、電力消費量を抑制可能で、且つ、モードの切替が頻発することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の車両が備える温度調整回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１の温度調整回路においてセパレート基本モード時の熱媒体の流れを示す説明図である。
【図３】図１の温度調整回路においてセパレート冷却モード時の熱媒体の流れを示す説明図である。
【図４】図１の温度調整回路においてセパレート加温モード時の熱媒体の流れを示す説明図である。
【図５】図１の温度調整回路においてシリーズモード時の熱媒体の流れを示す説明図である。
【図６】基本制御マップ（ＭａｐＩ）を示す説明図である。
【図７】特別制御マップ（ＭａｐＩＩ）を示す説明図である。
【図８】図１の温度調整回路のモード切替処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図１の温度調整回路のセパレート冷却モードにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１の温度調整回路のセパレート加温モードにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態の車両の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
【００１１】
［温度調整回路］
先ず、本発明の一実施形態の車両に搭載される温度調整回路１について説明する。温度調整回路１は、図１に示すように、バッテリ２及び充電器３に熱媒体を供給する第１ポンプＥＷＰ１、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能なチラー１１、及び、熱媒体を加温可能なヒーター１７、を備える第１温度調節回路４と、電力変換装置５に熱媒体を供給する第２ポンプＥＷＰ２、及び、熱媒体と外気とで熱交換を行うラジエータ１２、を備える第２温度調節回路６と、第１温度調節回路４と第２温度調節回路６とを結合して結合回路７を形成する第１結合通路８及び第２結合通路９と、熱媒体が結合回路７を循環可能な循環状態と、熱媒体が結合回路７を循環不可能な非循環状態とを切替可能な第１電磁切替弁ＥＷＶ１と、複数のモードからいずれか一つのモードを選択する制御装置１０と、を備える。なお、熱媒体は、水、ラジエータ液、クーラント液等の液状媒体である。
【００１２】
［複数のモード］
複数のモードには、循環状態において、チラー１１を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換不能な状態として結合回路７に熱媒体を循環させるシリーズモード（図５参照）と、非循環状態において、少なくとも第２温度調節回路６に熱媒体を循環させるセパレートモード（図２〜図４参照）と、が含まれる。また、セパレートモードには、非循環状態において、第２温度調節回路６だけに熱媒体を循環させるセパレート基本モード（図２参照）と、非循環状態において、第２温度調節回路６に熱媒体を循環させるとともに、チラー１１を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な状態として第１温度調節回路４に熱媒体を循環させるセパレート冷却モード（図３参照）と、非循環状態において、第２温度調節回路６に熱媒体を循環させるとともに、ヒーター１７を熱媒体を加温可能な状態として第１温度調節回路４に熱媒体を循環させるセパレート加温モード（図４参照）と、が含まれる。
【００１３】
［第１温度調節回路］
第１温度調節回路４は、該回路に熱媒体を循環させる第１ポンプＥＷＰ１と、第１ポンプＥＷＰ１の下流側に配置され、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能なチラー１１と、チラー１１の下流側に配置されるバッテリ２及び充電器３と、充電器３の下流側に配置され、熱媒体を加温可能なヒーター１７と、ヒーター１７をバイパスするバイパス路１８と、バイパス路１８の上流端に配置され、ヒーター１７に熱媒体を流す状態と、バイパス路１８に熱媒体を流す状態とを切替える第２電磁切替弁ＥＷＶ２と、ヒーター１７及び第２電磁切替弁ＥＷＶ２の下流側で、且つ第１ポンプＥＷＰ１の上流側に配置される電磁開閉弁ＦＳＶと、を備える。
【００１４】
図３に示すように、セパレート冷却モードでは、電磁開閉弁ＦＳＶを開弁し、第２電磁切替弁ＥＷＶ２をバイパス路１８側に切替えた状態で第１ポンプＥＷＰ１を駆動することにより、該第１ポンプＥＷＰ１が吐出する熱媒体をチラー１１（作動状態）、バッテリ２、充電器３の順番で循環させることができる。これにより、チラー１１の作動によって冷却された熱媒体がバッテリ２及び充電器３と熱交換し、バッテリ２及び充電器３が冷却される。
【００１５】
図４に示すように、セパレート加温モードでは、電磁開閉弁ＦＳＶを開弁し、第２電磁切替弁ＥＷＶ２をヒーター１７側に切替えた状態で第１ポンプＥＷＰ１を駆動することにより、該第１ポンプＥＷＰ１が吐出する熱媒体をチラー１１（非作動状態）、バッテリ２、充電器３、ヒーター１７（作動状態）の順番で循環させることができる。これにより、ヒーター１７の作動によって加温された熱媒体がバッテリ２及び充電器３と熱交換し、バッテリ２及び充電器３が加温される。
【００１６】
図１に戻って、空調用熱媒体が流れる空調装置ＡＣは、コンプレッサ２０、コンデンサ２１、エバポレータ２２、及び遮断弁２３、２４を備え、コンプレッサ２０と、コンデンサ２１と、エバポレータ２２とが直列に接続され、エバポレータ２２とチラー１１とが並列に接続されている。空調装置ＡＣでは、エバポレータ２２への流路とチラー１１への流路が、遮断弁２３、２４によって切り替え可能に構成されている。
【００１７】
［第２温度調節回路］
第２温度調節回路６は、該回路に熱媒体を循環させる第２ポンプＥＷＰ２と、第２ポンプＥＷＰ２の下流側に配置され、モードを切替える第１電磁切替弁ＥＷＶ１と、第１電磁切替弁ＥＷＶ１の下流側に配置される電力変換装置５と、電力変換装置５の下流側に配置され、熱媒体と外気とで熱交換を行うラジエータ１２と、を備える。なお、電力変換装置５は、直流電力を交流電力に変換するとともに交流電力を直流電力に変換するインバータ、及び直流電圧を昇圧又は降圧するＤＣ−ＤＣコンバータの少なくとも一方を含む。
【００１８】
本実施形態の第１電磁切替弁ＥＷＶ１は、電磁三方弁であり、セパレートモード（セパレート基本モード、セパレート冷却モード、及びセパレート加温モードを含む）では、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路と電力変換装置５の上流側流路との接続を許容するとともに、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路と後述する第１結合通路８との接続を遮断する。そして、セパレートモードでは、図２〜図４に示すように、第２ポンプＥＷＰ２を駆動することにより、該第２ポンプＥＷＰ２が吐出する熱媒体を電力変換装置５、ラジエータ１２の順番で循環させることができる。これにより、ラジエータ１２によって冷却された熱媒体が電力変換装置５と熱交換し、電力変換装置５が冷却される。
【００１９】
一方、シリーズモードでは、図５に示すように、第１電磁切替弁ＥＷＶ１が、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路と電力変換装置５の上流側流路との接続を遮断するとともに、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路と後述する第１結合通路８との接続を許容する。なお、シリーズモードにおける熱冷媒の流れは後述する。
【００２０】
［結合回路］
結合通路８、９は、第１結合通路８と第２結合通路９とを含む。第１結合通路８は、第２温度調節回路６の第１接続部（第１電磁切替弁ＥＷＶ１）と第１温度調節回路４の第１接続部１３とを結合し、第２結合通路９は、第２温度調節回路６の第２接続部１４と第１温度調節回路４の第２接続部１５とを結合している。第２温度調節回路６の第２接続部１４は、第２温度調節回路６における第１電磁切替弁ＥＷＶ１の下流側で、且つ電力変換装置５の上流側に位置し、第１温度調節回路４の第１接続部１３は、第１温度調節回路４における第１ポンプＥＷＰ１の下流側で、且つチラー１１の上流側に位置し、第１温度調節回路４の第２接続部１５は、第１温度調節回路４におけるヒーター１７及び第２電磁切替弁ＥＷＶ２の下流側で、且つ電磁開閉弁ＦＳＶの上流側に位置する。
【００２１】
第１温度調節回路４における第１接続部１３と第２接続部１５との間の通路、即ち第１温度調節回路４において第１ポンプＥＷＰ１及び電磁開閉弁ＦＳＶが配置される通路は、結合回路７において、その一部をバイパスする分岐通路１６として機能する。
【００２２】
図５に示すように、熱媒体が結合回路７を循環するシリーズモードでは、第１ポンプＥＷＰ１、チラー１１及びヒーター１７の動作を停止させ、第２ポンプＥＷＰ２の駆動によって熱媒体を循環させる。これにより、第２ポンプＥＷＰ２から吐出される熱媒体が、バッテリ２、充電器３、電力変換装置５、ラジエータ１２の順番で循環し、バッテリ２、充電器３及び電力変換装置５が冷却される。また、シリーズモードでは、電磁開閉弁ＦＳＶを閉弁して分岐通路１６を経由した熱媒体の循環を停止する。
【００２３】
［制御装置］
制御装置１０は、図１に示すように、バッテリ２の温度である第１温度Ｔｂａｔを取得する第１温度センサＳ１と、バッテリ２の入口における熱媒体の温度である第２温度Ｔｗ  ｂａｔを取得する第２温度センサＳ２と、電力変換装置５の温度（例えば、半導体チップの温度）である第３温度Ｔｐｃｕを取得する第３温度センサＳ３と、電力変換装置５の入口における熱媒体の温度である第４温度Ｔｗ  ｐｃｕを取得する第４温度センサＳ４と、から温度情報が入力され、第１温度Ｔｂａｔ、第２温度Ｔｗ  ｂａｔ、第３温度Ｔｐｃｕ、及び第４温度Ｔｗ  ｐｃｕに応じていずれか一つのモードを選択する。
【００２４】
［制御マップ］
また、制御装置１０は、モードの選択に際し、基本制御マップＭａｐＩと特別制御マップＭａｐＩＩを使用する。図６及び図７に示すように、基本制御マップＭａｐＩ及び特別制御マップＭａｐＩＩは、セパレートモードとシリーズモードとのモード切替え条件を定義しており、基本制御マップＭａｐＩでは、第２温度Ｔｗ  ｂａｔに拘わらず、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕに応じてモードの切替えを許可するため、シリーズモードが選択される条件領域が広くなっている。一方、特別制御マップＭａｐＩＩでは、第２温度Ｔｗ  ｂａｔ及び第４温度Ｔｗ  ｐｃｕに応じてモードの切替えを許可するため、シリーズモードが選択される条件領域が基本制御マップＭａｐＩよりも狭くなっている。
【００２５】
制御装置１０は、詳しくは後述するが、特別制御マップＭａｐＩＩに基づいてシリーズモードを選択した後、基本制御マップＭａｐＩに基づいて制御する。これにより、シリーズモードからセパレートモードへの切替が頻発するのを抑制できるので、第１電磁切替弁ＥＷＶ１などの負荷による製品寿命の減少を抑制できるとともに、第１電磁切替弁ＥＷＶ１などの作動音の発生を抑制することが可能になる。
【００２６】
（モード切替処理）
つぎに、基本制御マップＭａｐＩ及び特別制御マップＭａｐＩＩを用いたモード切替処理手順について、図８〜図１０を参照して説明する。
【００２７】
図８に示すように、制御装置１０は、車両Ｖが起動（イグニッションオン）すると、セパレート基本モードを選択する（Ｓ１０１）。車両Ｖが起動時にセパレート基本モードが選択されることで、車両起動時の急激な負荷を伴う冷却にも、迅速に対応することができる。また、車両起動時の第２ポンプＥＷＰ２の負荷を低減することができる。つぎに、制御装置１０は、第１温度Ｔｂａｔ、第２温度Ｔｗ  ｂａｔ、第３温度Ｔｐｃｕ、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕを取得し（Ｓ１０２）、第３温度Ｔｐｃｕが第１閾値ＴＨ１以下であるか否かを判断し（Ｓ１０３）、この判断結果がＮＯの場合は、基本制御マップＭａｐＩに依らず、シリーズモードを禁止し、セパレート基本モードを継続する。即ち、第３温度Ｔｐｃｕの高温時、シリーズモードを禁止することで、電力変換装置５を冷却するために必要な要求流量を確保することができる。
【００２８】
続いて、制御装置１０は、ステップＳ１０３の判断結果がＹＥＳの場合、第１温度Ｔｂａｔが第４閾値ＴＨ４以下であるか否かを判断し（Ｓ１０４）、この判断結果がＮＯである場合は、セパレート冷却モードを選択する（Ｓ１０５）。第４閾値ＴＨ４は、バッテリ２のセルの劣化抑制のためバッテリ２の冷却を開始する閾値である。即ち、第１温度Ｔｂａｔが高温の場合、セパレート基本モードやシリーズモードではバッテリ２を十分に冷却できないため、セパレート冷却モードが選択される。なお、セパレート冷却モードの処理手順は後述する。
【００２９】
制御装置１０は、ステップＳ１０４の判断結果がＹＥＳである場合、第１温度Ｔｂａｔが第５閾値ＴＨ５以上であるか否かを判断し（Ｓ１０６）、この判断結果がＮＯである場合は、セパレート加温モードを選択する（Ｓ１０７）。第５閾値ＴＨ５は、バッテリ２が車両からの出力要求を満足できなくなる低温側の閾値である。即ち、第１温度Ｔｂａｔが低温の場合、セパレート加温モードを選択してバッテリ２が優先的に加温される。なお、セパレート加温モードの処理手順は後述する。即ち、制御装置１０は、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６において、第１温度Ｔｂａｔに基づいて複数のモードからいずれかのモードを選択する。
【００３０】
制御装置１０は、ステップＳ１０６の判断結果がＹＥＳである場合、基本制御マップＭａｐＩを参照し、シリーズモード許可状態であるか否かを判断する（Ｓ１０８）。具体的には、制御装置１０は、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕが第２閾値ＴＨ２以上、且つ、第３閾値ＴＨ３以下のとき、制御装置１０は、シリーズモードを許可し、セパレート基本モードからシリーズモードに切り替える（Ｓ１０９）。即ち、基本制御マップＭａｐＩでは、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕが通常水温の場合、シリーズモードが選択される条件領域となっているので、チラー１１を作動させることによる電力消費を抑制しつつ、バッテリ２及び電力変換装置５を適切に冷却することができる。
【００３１】
制御装置１０は、ステップＳ１０８において、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕが、第３閾値ＴＨ３より高いとき、シリーズモードを許可せずセパレート基本モードを継続する。これにより、高温の熱媒体がバッテリ２に流れることを回避し、バッテリ２の劣化を抑制できる。さらに、制御装置１０は、ステップＳ１０８において、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕが、第２閾値ＴＨ２より低いとき、シリーズモードを許可せずセパレート基本モードを継続する。これにより、粘度が高い熱媒体が結合回路７を循環することを回避でき、これにより圧損を低減できる。
【００３２】
そして、制御装置１０は、ステップＳ１０９において、シリーズモードへの切替後、車両Ｖのシャットダウン（イグニッションオフ）を判断し（Ｓ１１０）、この判断結果がＮＯである場合は、ステップＳ１０２に戻り、上記の処理を繰り返す。
【００３３】
（セパレート冷却モード）
図９に示すように、制御装置１０は、セパレート冷却モードにおいて、チラー１１を作動状態にして第１温度調節回路４に熱媒体を循環させながら（Ｓ２０１）、第１温度Ｔｂａｔが第６閾値ＴＨ６以下であるか否かを判断するとともに（Ｓ２０２）、第２温度Ｔｗ  ｂａｔが第７閾値ＴＨ７以下であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。制御装置１０は、ステップＳ２０２、Ｓ２０３の判断結果がいずれもＹＥＳになるまでチラー１１を作動させた熱媒体の循環を継続する一方、ステップＳ２０２、Ｓ２０３の判断結果がいずれもＹＥＳになった場合は、チラー１１の作動を停止させた後（Ｓ２０４）、特別制御マップＭａｐＩＩを参照してシリーズモードへの切替を判断する（Ｓ２０５）。
【００３４】
具体的には、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が、所定値Δｔ以下のとき、制御装置１０は、シリーズモードを選択し（Ｓ２０６）、制御マップを特別制御マップＭａｐＩＩから基本制御マップＭａｐＩに持ち替えて（図８のＳ１１１）、図８のステップＳ１０９に移行する。一方、Ｓ２０５において、ＮＯの場合はチラー１１を停止させた状態で第１温度調節回路４の熱媒体循環状態を維持する（Ｓ２０７）。即ち、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が大きいときにシリーズモードが選択されると、冷却された第１温度調節回路４の熱媒体が第２温度調節回路６の熱媒体の影響を受けて加温される可能性があるため、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が所定値以下になるまでシリーズモードの選択を禁止している。また、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が所定値以下になってからシリーズモードの選択を許容するとともに、制御マップを特別制御マップＭａｐＩＩから基本制御マップＭａｐＩに持ち替えることで、シリーズモードからセパレートモードへの切替が早期に発生することを抑制できる。
【００３５】
（セパレート加温モード）
図１０に示すように、制御装置１０は、セパレート加温モードにおいて、ヒーター１７を作動状態にして第１温度調節回路４に熱媒体を循環させながら（Ｓ３０１）、第１温度Ｔｂａｔが第８閾値ＴＨ８以上であるか否かを判断するとともに（Ｓ３０２）、第２温度Ｔｗ  ｂａｔが第９閾値ＴＨ９以上であるか否かを判断する（Ｓ３０３）。制御装置１０は、ステップＳ３０２、Ｓ３０３の判断結果がいずれもＹＥＳになるまでヒーター１７を作動させた熱媒体の循環を継続する一方、ステップＳ３０２、Ｓ３０３の判断結果がいずれもＹＥＳになった場合は、ヒーター１７の作動を停止させた後（Ｓ３０４）、特別制御マップＭａｐＩＩを参照してシリーズモードへの切替を判断する（Ｓ３０５）。
【００３６】
具体的には、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が、所定値Δｔ以下のとき、制御装置１０は、シリーズモードを選択し（Ｓ３０６）、制御マップを特別制御マップＭａｐＩＩから基本制御マップＭａｐＩに持ち替えて（図８のＳ１１１）、図８のステップＳ１０９に移行する。一方、Ｓ３０５において、ＮＯの場合はヒーター１７を停止させた状態で第１温度調節回路４の熱媒体循環状態を維持する（Ｓ３０７）。即ち、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が大きいときにシリーズモードが選択されると、加温された第１温度調節回路４の熱媒体が第２温度調節回路６の熱媒体の影響を受ける可能性があるため、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が所定値以下になるまでシリーズモードの選択を禁止している。また、第４温度Ｔｗ  ｐｃｕと第２温度Ｔｗ  ｂａｔとの差が所定値以下になってからシリーズモードの選択を許容するとともに、制御マップを特別制御マップＭａｐＩＩから基本制御マップＭａｐＩに持ち替えることで、シリーズモードからセパレートモードへの切替が早期に発生することを抑制できる。
【００３７】
なお、上記実施形態において、第１閾値ＴＨ１は電力変換装置５の半導体チップの許容上限温度である。第２閾値ＴＨ２及び第３閾値ＴＨ３は、第２閾値ＴＨ２＜第３閾値ＴＨ３である。第４閾値ＴＨ４及び第５閾値ＴＨ５は、第４閾値ＴＨ４＞第５閾値ＴＨ５である。第６閾値ＴＨ６及び第７閾値ＴＨ７は、同じでもよく、違っていてもよい。第８閾値ＴＨ８及び第９閾値ＴＨ９は、同じでもよく、違っていてもよいが、第６閾値ＴＨ６、第７閾値ＴＨ７＞第８閾値ＴＨ８、第９閾値ＴＨ９である。また、電力変換装置５の半導体チップの許容上限温度は、バッテリ２の管理上限温度よりも高いため、第１閾値ＴＨ１＞第４閾値ＴＨ４を満たす。
【００３８】
図１１は、本発明の一実施形態の車両である車両１００の概略構成を示す斜視図である。車両１００は、駆動源として電動機のみを有する電気自動車、燃料電池車であってもよく、電動機及び内燃機関を有するハイブリッド自動車でもよいが、以下の説明では、電気自動車を例に説明する。なお、図１０では、温度調整回路１及び空調装置ＡＣが省略されている。
【００３９】
車両１００の車体１０１には、車室１０２の床下部分にバッテリ２を収容するバッテリケース１０３が搭載されている。車両１００の前部には、モータルーム１０４が設けられている。モータルーム１０４内には、モータ１０５、電力変換装置５、分岐ユニット１０６、充電器３等が設けられている。
【００４０】
モータ１０５の回転駆動力は、シャフト１０７に伝達される。シャフト１０７の両端部には、車両１００の前輪１０８が接続されている。電力変換装置５は、モータ１０５の上側に配置されてモータ１０５のケースに直接、締結固定されている。電力変換装置５は、電源ケーブル１１１でバッテリケース１０３のコネクタに電気的に接続されている。また、電力変換装置５は、例えば三相バスバーによりモータ１０５に電気的に接続されている。電力変換装置５は、バッテリ２から供給される電力によりモータ１０５を駆動制御する。
【００４１】
分岐ユニット１０６および充電器３は、左右に並列して配置されている。分岐ユニット１０６および充電器３は、電力変換装置５の上方に配置されている。分岐ユニット１０６および充電器３は、電力変換装置５と離間した状態で配置されている。分岐ユニット１０６とバッテリケース１０３とは、両端にコネクタを有するケーブル１１０により電気的に接続されている。
【００４２】
分岐ユニット１０６は、充電器３に電気的に接続されている。充電器３は、家庭用電源等の一般的な外部電源に接続して、バッテリ２に対して充電を行う。充電器３と分岐ユニット１０６とは、両端にコネクタを有する不図示のケーブルにより電気的に接続されている。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態では、走行中におけるモード選択処理について説明したが、制御装置１０は、バッテリ２の充電中においても適切なモード選択を行うことができる。例えば、バッテリ２の充電中は、シリーズモード、又は、セパレートモードにおいてチラー１１を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態のまま第１温度調節回路４に熱媒体を循環させるようにすれば、バッテリ２の充電中にチラー１１の作動に伴う消費電力を抑え、充電時間が長引くのを抑制しながら、セパレートモード又はシリーズモードによりバッテリ２、充電器３、及び電力変換装置５を適切に冷却することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、加温装置としてヒーター１７を例示したが、これに限らず、加温装置は、車両の他の熱源又はエンジンの排熱等を利用した熱交換器であってもよい。
【００４５】
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
【００４６】
（１）  バッテリ（バッテリ２）と、
空調装置（空調装置ＡＣ）と、
前記バッテリに熱媒体を供給する第１ポンプ（第１ポンプＥＷＰ１）、及び、前記熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な第１熱交換部（チラー１１）、を備える第１温度調節回路（第１温度調節回路４）と、
電力変換装置（電力変換装置５）に前記熱媒体を供給する第２ポンプ（第２ポンプＥＷＰ２）、及び、前記熱媒体と外気とで熱交換を行う第２熱交換部（ラジエータ１２）、を備える第２温度調節回路（第２温度調節回路６）と、
前記第１温度調節回路と前記第２温度調節回路とを結合して結合回路（結合回路７）を形成する結合通路（第１結合通路８、第２結合通路９）と、
前記熱媒体が前記結合回路を循環可能な循環状態と、前記熱媒体が前記結合回路を循環不可能な非循環状態とを切替可能な切替部（第１電磁切替弁ＥＷＶ１）と、
前記バッテリの温度である第１温度（第１温度Ｔｂａｔ）を取得する第１温度取得部（第１温度センサＳ１）と、
少なくとも前記第１温度に基づいて複数のモードからいずれか一つのモードを選択する制御装置（制御装置１０）と、を備える車両であって、
前記複数のモードは、
前記循環状態において、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態として前記結合回路に前記熱媒体を循環させるシリーズモードと、
前記非循環状態において、少なくとも前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるセパレートモードと、を含み、
前記制御装置は、複数の制御マップを有し、
前記複数の制御マップは、
前記シリーズモード及び前記セパレートモードを含む基本制御マップ（基本制御マップＭａｐＩ）と、
前記シリーズモード及び前記セパレートモードを含み、前記基本制御マップより前記シリーズモードの領域が狭い特別制御マップ（特別制御マップＭａｐＩＩ）と、を含み、
前記制御装置は、
前記第１温度が所定温度領域（第５閾値ＴＨ５≦Ｔｂａｔ≦第４閾値ＴＨ４）内のとき前記基本制御マップに基づいて制御し、
前記第１温度が前記所定温度領域外（Ｔｂａｔ＜第５閾値ＴＨ５、且つ、第４閾値ＴＨ４＜Ｔｂａｔ）のとき前記特別制御マップに基づいて制御し、前記特別制御マップの前記シリーズモードを選択した後には前記基本制御マップに基づいて制御する、車両。
【００４７】
（１）によれば、制御装置は、少なくともバッテリの温度である第１温度に基づいて複数のモードからいずれか一つのモードを選択するので、外気温度に関わらずバッテリ及び電力変換装置の温度を適切に調整することができる。
また、第１温度が所定温度領域内（例えば、適温）のとき、シリーズモードの領域が広い基本制御マップに基づいて制御することで電力消費量を抑制できる。
さらに、シリーズモードの領域が狭い特別制御マップのシリーズモードを選択した後には基本制御マップに基づいて制御することで、シリーズモードからセパレートモードへの切替が頻発するのを抑制できる。これにより、切替部の負荷による製品寿命の減少を抑制できるとともに、切替部の作動音の発生を抑制できる。
【００４８】
（２）  （１）に記載の車両であって、
前記車両は、
前記バッテリの入口における前記熱媒体の温度である第２温度（第２温度Ｔｗ  ｂａｔ）を取得する第２温度取得部（第２温度センサＳ２）と、
前記電力変換装置の温度である第３温度（第３温度Ｔｐｃｕ）を取得する第３温度取得部（第３温度センサ）と、
前記電力変換装置の入口における前記熱媒体の温度である第４温度（第４温度Ｔｗ  ｐｃｕ）を取得する第４温度取得部（第４温度センサＳ４）と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１温度、前記第２温度、前記第３温度、及び前記第４温度に応じていずれか一つのモードを選択する、車両。
【００４９】
（２）によれば、バッテリの温度である第１温度に加えて、バッテリの入口水温である第２温度、電力変換装置の温度である第３温度、電力変換装置の入口水温である第４温度に応じてモードを選択することで、バッテリ及び電力変換装置を適切に冷却することができる。
【００５０】
（３）  （２）に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記第３温度が第１閾値（第１閾値ＴＨ１）より高いとき、前記複数の制御マップに依らず、前記シリーズモードを禁止する、車両。
【００５１】
（３）によれば、第３温度が第１閾値より高いとき、シリーズモードを禁止することで、電力変換装置を冷却するために必要な要求流量を確保することができる。
【００５２】
（４）  （２）又は（３）に記載の車両であって、
前記基本制御マップでは、前記第４温度が第２閾値（第２閾値ＴＨ２）以上、且つ、第３閾値（第３閾値ＴＨ３）以下の場合、前記第１温度によらず前記シリーズモードが選択される条件領域である、車両。
【００５３】
（４）によれば、基本制御マップでは、第４温度が第２閾値以上、且つ、第３閾値以下（例えば、通常水温）の場合、シリーズモードが選択される条件領域であるので、電力消費を抑制しつつ、バッテリ及び電力変換装置を適切に冷却することができる。
【００５４】
（５）  （４）に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記第１温度が第４閾値（第４閾値ＴＨ４）より高いとき、前記特別制御マップを用いて制御し、
前記制御装置は、前記特別制御マップの前記セパレートモードにおいて、
前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるとともに、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換可能な状態として前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる（セパレート冷却モード）、車両。
【００５５】
（５）によれば、第１温度が第４閾値より高いとき（例えば、高温）、第２熱交換部における熱交換ではバッテリを十分に冷却できないため、セパレートモードにおいて、第１熱交換部を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な状態として第１温度調節回路に熱媒体を循環させることで、第１熱交換部によりバッテリを適切に冷却することができる。
【００５６】
（６）  （４）又は（５）に記載の車両であって、
前記第１温度調節回路は、前記熱媒体を加温可能な加温装置（ヒーター１７）を備え、
前記制御装置は、前記第１温度が第５閾値（第５閾値ＴＨ５）より低いとき、前記特別制御マップを用いて制御し、
前記制御装置は、前記セパレートモードにおいて、
前記第２温度調節回路に前記熱媒体を循環させるとともに、前記加温装置を前記熱媒体を加温可能な状態として前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる（セパレート加温モード）、車両。
【００５７】
（６）によれば、第１温度が第５閾値より低いとき（例えば、低温）、セパレートモードにおいて、第２温度調節回路に熱媒体を循環させるとともに、加温装置を熱媒体を加温可能な状態として第１温度調節回路に熱媒体を循環させることで、優先して早期にバッテリを加温することができる。
【００５８】
（７）  （５）に記載の車両であって、
前記制御装置は、
前記セパレートモードにおいて、前記第１温度が第６閾値（第６閾値ＴＨ６）以下、且つ、前記第２温度が第７閾値（第７閾値ＴＨ７）以下になったとき、前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態とし、
前記第４温度と前記第２温度との差が、所定値（所定値Δｔ）以下のとき、前記シリーズモードに移行し、
前記第４温度と前記第２温度との差が、前記所定値より大きいとき、前記セパレートモードにおいて前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態のまま前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【００５９】
（７）によれば、第４温度と第２温度との差が大きいときにシリーズモードに移行すると、冷却された第１温度調節回路の熱媒体の温度が第２温度調節回路の熱媒体の影響を受けて加温されてしまうが、第４温度と第２温度との差が所定値以下になったときにシリーズモードへの移行を許容することで、第１温度調節回路の熱媒体の温度が第２温度調節回路の熱媒体の影響を受けて加温されることを抑制できる。
【００６０】
（８）  （６）に記載の車両であって、
前記制御装置は、
前記セパレートモードにおいて、前記第１温度が第８閾値（第８閾値ＴＨ８）以上、且つ、前記第２温度が第９閾値（第９閾値ＴＨ９）以上になったとき、前記加温装置を前記熱媒体を加温不可能な状態とし、
前記第４温度と前記第２温度との差が、所定値（所定値Δｔ）以下のとき、前記シリーズモードに移行し、
前記第４温度と前記第２温度との差が、前記所定値より大きいとき、前記セパレートモードにおいて前記加温装置を前記熱媒体を加温不可能な状態のまま前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【００６１】
（８）によれば、第４温度と第２温度との差が大きいときにシリーズモードに移行すると、加温された第１温度調節回路の熱媒体の温度が第２温度調節回路の熱媒体の影響を受けて冷却されてしまうが、第４温度と第２温度との差が所定値以下になったときにシリーズモードへの移行を許容することで、１温度調整回路の熱媒体の温度が第２温度調節回路の熱媒体の影響を受けて冷却されることを抑制できる。
【００６２】
（９）  （１）〜（８）のいずれかに記載の車両であって、
前記制御装置は、前記車両の起動時に、前記セパレートモードを選択し、
前記セパレートモードにおいて、前記第２温度調節回路にのみ前記熱媒体を循環させる（セパレート基本モード）、車両。
【００６３】
（９）によれば、制御装置は、車両の起動時にセパレートモードを選択し、第２温度調節回路にのみ熱媒体を循環させるので、車両起動時の急激な負荷を伴う冷却にも、迅速に対応することができる。また、車両起動時の第２ポンプの負荷を低減することができる。
【００６４】
（１０）  （１）〜（９）のいずれかに記載の車両であって、
前記車両は、前記バッテリを充電する充電器（充電器３）を備え、
前記充電器は、前記第１温度調節回路に配置され、
前記制御装置は、前記バッテリの充電中、前記シリーズモード、又は、前記セパレートモードにおいて前記第１熱交換部を前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換不可能な状態のまま前記第１温度調節回路に前記熱媒体を循環させる、車両。
【００６５】
（１０）によれば、バッテリの充電中に第１熱交換部の作動に伴う消費電力を抑え、充電時間が長引くのを抑制しながら、セパレートモード又はシリーズモードによりバッテリ、充電器、及び電力変換装置を適切に冷却することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  温度調整回路
２  バッテリ
３  充電器
４  第１温度調節回路
５  電力変換装置
６  第２温度調節回路
７  結合回路
８  第１結合通路（結合通路）
９  第２結合通路（結合通路）
１０  制御装置
１１  チラー（第１熱交換部）
１２  ラジエータ（第２熱交換部）
１７  ヒーター（加温装置）
１００  車両
ＥＷＰ１  第１ポンプ
ＥＷＰ２  第２ポンプ
ＥＷＶ１  第１電磁切替弁（切替部）
Ｓ１  第１温度センサ（第１温度取得部）
Ｓ２  第２温度センサ（第２温度取得部）
Ｓ３  第３温度センサ（第３温度取得部）
Ｓ４  第４温度センサ（第４温度取得部）
ＭａｐＩ  基本制御マップ
ＭａｐＩＩ  特別制御マップ
【図１】
2020129260.tif 000003
【図２】
2020129260.tif 000004
【図３】
2020129260.tif 000005
【図４】
2020129260.tif 000006
【図５】
2020129260.tif 000007
【図６】
2020129260.tif 000008
【図７】
2020129260.tif 000009
【図８】
2020129260.tif 000010
【図９】
2020129260.tif 000011
【図１０】
2020129260.tif 000012
【図１１】
2020129260.tif 000013
【国際調査報告】
2020129260.tif 000014
2020129260.tif 000015
2020129260.tif 000016
2020129260.tif 000017