(57)【要約】自動車シャシー熱ループ、構成要素熱ループ、モータドライブ、およびパワーエレクトロニクスが結合され、直列および並列のいずれか一方の構成で使用されるハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）内のプラスチック製加熱ライン。自動車シャシー熱ループは、流体と、循環ポンプと、流体が流れる１本以上のラインと、を含む。構成要素熱ループは、前記流体と、前記流体が通るまたは周りを流れる構成要素と接触する１本以上のラインと、を備える。自動車シャシー熱ループおよび構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有する。前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体と、循環ポンプと、前記流体が流れる１本以上のラインと、を含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）のための熱管理システムであって、
前記流体と、前記流体が通るまたは周りを流れる構成要素の一部と接触する１本以上のラインと、を備える構成要素熱ループであって、前記自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループを備え、
前記自動車シャシー熱ループおよび前記構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有し、
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される、熱管理システム。
【請求項２】
前記ハイブリッド／電気自動車がロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行する動作であって外部から始動された動作により、前記流体の加熱が開始されるように、および、前記構成要素の充電中に前記流体の温度を制御するために、前記流体の加熱が利用されるように、の少なくとも一方になるように、前記プラスチック製加熱ラインは構成される、請求項１に記載の熱管理システム。
【請求項３】
前記プラスチック製加熱ラインは、熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層と、を備える多層ラインであり、
前記熱可塑性内層は、前記流体との接触に対して化学的に耐性がある、請求項１または２に記載の熱管理システム。
【請求項４】
前記熱可塑性内層は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、またはエチレン、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロエチレン（ＥＦＥＰ）の三元共重合体を備える、請求項３に記載の熱管理システム。
【請求項５】
前記加熱要素は、前記ライン内、前記ラインにより形成される孔の中、または前記ラインの外面上に位置する１本以上の加熱可能ワイヤー、平面構造、またはロッドを備える、請求項３または４に記載の熱管理システム。
【請求項６】
前記自動車シャシー熱ループを前記構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、前記フローコントロールバルブを閉めることにより前記自動車シャシー熱ループと前記構成要素熱ループを独立して動作させることができる、請求項１〜５のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項７】
前記熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備え、制御装置、流体節、または、流体を前記構成要素を通してもしくは周りにまたは別の熱システムもしくはループへと流すことができる分岐部のうちの１つ以上を任意に備える、請求項１〜６のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項８】
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱することができる、請求項１〜７のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項９】
前記プラスチック製加熱ラインは、約０．２ｍから約５ｍの範囲の長さに存在する、請求項１〜８のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項１０】
前記構成要素は、前記流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、請求項１〜９のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項１１】
構成要素と、熱管理システムと、自動車シャシー熱ループと、を有し、前記自動車シャシー熱ループは、流体と、循環ポンプと、前記流体が流れる１本以上のラインと、を含むハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）であって、
前記熱管理システムは、
前記流体と、前記構成要素と接触する１本以上のラインと、を備える構成要素熱ループであって、前記自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループを備え、
前記自動車シャシー熱ループおよび前記構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有し、
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される、ハイブリッド／電気自動車。
【請求項１２】
前記ハイブリッド／電気自動車がロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行するときの外部の動作により、前記流体の加熱が開始されるように、および、前記構成要素の充電中に前記流体の温度を制御するために、前記流体の加熱が利用されるように、の少なくとも一方になるように、前記プラスチック製加熱ラインは構成される、請求項１１に記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１３】
前記プラスチック製加熱ラインは、熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層と、を備える多層チューブであり、
前記熱可塑性内層は、前記流体との接触に対して化学的に耐性がある、請求項１１または１２に記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１４】
前記熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備える、請求項１１〜１３のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１５】
前記熱管理システムは、前記自動車シャシー熱ループを前記構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、前記フローコントロールバルブを閉めることにより前記自動車シャシー熱ループと前記構成要素熱ループを独立して動作させることができる、請求項１１〜１４のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１６】
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱することができる、請求項１１〜１５のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１７】
前記プラスチック製加熱ラインは、約０．２ｍから約５ｍの範囲の長さに存在する、請求項１１〜１６のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１８】
前記構成要素は、前記流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、請求項１１〜１７のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１９】
流体と、循環ポンプと、前記流体が流れる１本以上のラインと、を含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）における構成要素を加熱する方法であって、
前記ハイブリッド／電気自動車の熱管理システム内に存在するプラスチック製加熱ライン内に位置する流体を加熱する工程と、
前記加熱された流体を構成要素熱ループを通して循環させる工程と、
前記構成要素を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱する工程と、を備え、
前記熱管理システムは、前記流体と、前記流体が通るまたは周りを流れる前記構成要素と接触する１本以上のラインと、を備える前記構成要素熱ループであって、前記自動車シャシー熱ループに結合された前記構成要素熱ループを備え、
前記自動車シャシー熱ループおよび前記構成要素熱ループの少なくとも一方が、前記プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有する方法。
【請求項２０】
前記流体を加熱する工程は、外部の動作により前記ハイブリッド／電気自動車のドアがロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行するときに開始される、および、前記構成要素の充電中に前記流体の温度を制御するために利用される、の少なくとも一方である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記流体は、約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱される、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記自動車シャシー熱ループと前記構成要素熱ループが独立して動作するように、前記自動車シャシー熱ループを前記構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブを閉める工程をさらに備える、請求項１９〜１２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記熱管理システム内の１か所以上で、温度および圧力の少なくとも一方を測定する工程をさらに備える、請求項１９〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記構成要素は、前記流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、請求項１９〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）における請求項１〜１０のいずれかに記載の前記熱管理システムの使用。
【請求項２６】
ハイブリッド／電気自動車を始動するためにバッテリパックを加熱するための請求項１９〜２４のいずれかに記載の前記方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ：ｈｙｂｒｉｄ／ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）および完全な電気自動車（ＥＶ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）に関し、そのような自動車のパワーエレクトロニクス、バッテリ、およびモータドライブと一体化された熱管理システムのためのものである。
【背景技術】
【０００２】
本項の記載は本開示に関する背景情報を提供するのみであり、先行技術を構成しない場合がある。電気自動車は、内燃機関を使用する従来の自動車に対する最も有望な代替物の１つである。しかし、電気自動車は、充電式バッテリの使用に頼っているため、各パワートレイン構成要素、特にバッテリパックが最適動作温度範囲内にあることを確実にする効率的な熱管理システムも含んでいなければならない。
【０００３】
ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）は、バッテリの効率と寿命を最適化するために特定の温度制御域を有している。自動車メーカーは、７０℃±１０℃の動作温度条件内でバッテリを加熱および冷却する熱システムを使用する一方で、３℃から５℃の範囲のセル間の温度域変動を維持している。これまでのバッテリシステムは、熱的最適化のために、グリコールをベースとする流体またはＡＣ冷媒流体を使用している。Ｈ／ＥＶバッテリは、初始動時に流体の加熱を必要とするコールドスタートまたは低動作温度の問題を呈している。初始動における目的は、できる限り迅速にバッテリ内の熱を制御された状態にまで増大させることである。従来の方法では、バッテリパック内に加熱要素を置く。しかし、バッテリメーカーは、ヒーターに電力を供給するために電圧を使用することを好まないだろう。なぜなら、そうすると駆動容量から電力を引き出すことになるためである。さらに、所与のサイズの出力密度は重要な設計パラメータであるが、内部に加熱要素を置くと大切な実装空間を取ることになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、一般的に、流体と、循環ポンプと、流体が流れる１本以上のラインとを含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）内において使用されるパワートレイン構成要素のための熱管理システムを提供する。熱管理システムは、低温動作（すなわち、環境）条件下での、効率的な始動および性能の最適化を可能にする。
【０００５】
本開示の一態様によると、熱管理システムは、自動車シャシー熱ループと結合された構成要素熱ループを備える。さらに、構成要素熱ループは、流体が流れる１本以上のラインを含み、バッテリパック、パワーエレクトロニクス、およびモータドライブのうちの少なくとも１つと接触している。自動車シャシー熱ループおよび構成要素熱ループの少なくとも一方は、プラスチック製加熱ラインである１本以上のラインの少なくとも一部分を含む。プラスチック製加熱ラインは、流体をパワートレイン構成要素、あるいはバッテリパックのためにあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される。プラスチック製加熱ライン内の流体の加熱は、外部の動作により開始される、および、バッテリパックが充電中であるときに発生する、の少なくとも一方であってよい。外部の動作とは、運転者により始動された動作を含むがこれに限定されず、ハイブリッド／電気自動車のドアがロック状態からロック解除状態に、または遠隔起動状態に移行することである。
【０００６】
本開示の別の態様によると、プラスチック製ヒーターラインは、流体に接触し流体に対して化学的に耐性がある熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層とを備える、それら構成要素からなる、または主にそれら構成要素からなる多層ラインまたはチューブである。加熱要素は、ラインの１枚以上の層内、ラインにより形成される孔の中、またはラインの外面上に位置する１本以上の加熱可能ワイヤーまたは平面構造を含んでもよい。望ましい場合、加熱要素は、ライン内に位置する能動的に加熱されるロッドを含んでもよい。
【０００７】
本開示の別の態様によると、ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）は、バッテリパック、パワーエレクトロニクス、またはモータドライブのうちの１つ以上、ならびに上記したおよび本明細書中にさらに記載される熱管理システムを備える。熱管理システムは、自動車シャシー熱ループを構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、バルブを閉めることにより自動車シャシー熱ループと構成要素熱ループを独立して動作させることができるようにしてもよい。望ましい場合、熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備え、任意に、制御装置、流体節、または流体を、自身を通って各パワートレイン構成要素（例えば、バッテリ）の周りに、または別の熱システムもしくはループへと流すことができる分岐部、のうちの１つ以上を備える。
【０００８】
本開示の別の態様によると、ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）内のバッテリパック等のパワートレイン構成要素を加熱するための方法が提供される。この方法は、熱管理システムの部分としてのプラスチック製加熱ライン内に存在する流体を加熱することを含む。加熱された流体は、構成要素（例えば、バッテリパック）をあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するために、構成要素熱ループを通って循環する。動作中、流体は、約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱されてもよい。
【０００９】
さらなる適用範囲は、本明細書中の記載から明らかになるだろう。本明細書中の記載および特定の例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を制限することを意図していないことを理解されたい。
【００１０】
本開示がよりよく理解されるために、添付の図面を参照しながら本開示の様々な態様が例示として以下に記載される。本明細書中の図面は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲をいかなる方法でも制限することを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バッテリパック、エレクトロニクス、およびモータドライブのための自動車シャシー熱ループおよび構成要素熱ループの存在を強調したハイブリッド電気自動車（Ｈ／ＥＶ）の切断透視図である。
【図２Ａ】本開示の教示により形成された熱管理システムの概略図である。
【図２Ｂ】本開示の教示により形成された別の熱管理システムの概略図である。
【図３Ａ】温度の関数として表されたバッテリ寿命に関連するサイクル数を示すグラフである。
【図３Ｂ】バッテリパック全体における温度変化の関数として表されたバッテリの動作温度を示すグラフである。
【図４Ａ】本開示の教示により形成されたプラスチック製加熱ラインの切断透視図である。
【図４Ｂ】本開示の教示により形成された別のプラスチック製加熱ラインの断面図である。
【図５】本開示の教示による、ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）内のバッテリパック、パワーエレクトロニクス、またはモータドライブ等のパワートレイン構成要素を加熱する方法を表したフローチャートである。
【００１２】
本明細書中の図面は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲をいかなる方法でも制限することを意図していない。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の記載は、本質的に単なる例示であり、本開示または本開示の応用もしくは使用を制限することを全く意図していない。例えば、本明細書中に含まれる教示により作成および使用される熱管理システムは、その構成と使用を十分に説明するために、本開示の全体を通してハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）内で使用されるバッテリパックの温度制御に関連して記載される。この熱管理システムをパワーエレクトロニクスおよびモータドライブ等の他の構成要素内の温度を制御するために使用すること、ならびにこの熱管理システムをプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ：ｐｌｕｇ−ｉｎ  ｈｙｂｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、航続距離延長型電気自動車（ＥＲＥＶ：ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｒａｎｇｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、フルバッテリ式電気自動車（ＢＥＶ：ｂａｔｔｅｒｙ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）等の他の種類の電気自動車、トラック、二輪の荷車、および自転車、ならびに宇宙船、宇宙探査車、オンロードおよびオフロード、鉄道、航空、または船舶の電気式車両において使用することは、本開示の範囲内であると考えられる。
【００１４】
本開示は、流体と、循環ポンプと、流体が流れる１本以上のラインと、を含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）等の車両内において使用するための熱管理システムを提供する。熱管理システムは、自動車のバッテリモジュールまたはバッテリパック内のバッテリを含むがこれに限定されない１つ以上のパワートレイン構成要素を通ってまたはその周りを流れる流体を加熱または冷却するために、プラスチック製加熱ラインを使用する。コールドスタートアップ条件では、プラスチック製加熱ラインは、例えば運転者の動作等の外部の動作により、自動車の運転席のドアのロックが解除される、または遠隔で起動されることにより、ライン内に存在する静止状態の熱流体の加熱を始めること、および、バッテリパックの充電中に電力を引き出すことにより静止状態の流体をあらかじめ加熱された状態に保つこと、の少なくとも一方を成し得る。加熱ライン（単数または複数）は、自動車の、ラジエーターからポンプにより入力され、また、構成要素熱ループにポンプにより出力される場所にある、自動車シャシー熱ループの束に適用されてもよい。
【００１５】
本開示の熱管理システムは、バッテリ、エレクトロニクス、またはモータドライブがそれらの「快適帯」またはそれらの最適動作温度近くで動作していることを迅速に確実にすることにより、動作性能効率を高めることができる。言い換えれば、熱管理システムは、パワートレイン構成要素（例えば、バッテリセル）用に設定された温度限界内になるように動作温度を正確に制御することができる。さらに、従来のアルミニウム／ゴムから作られた流体ラインをプラスチック製加熱ラインに変更することにより、かなり軽量化される。その上、プラスチック製加熱ラインは、化学的適合性、または化学的劣化に対する耐性をさらに向上させることにより、耐用寿命の延長や、環境蒸発ガスの削減が促進される。
【００１６】
図面をさらに詳しく参照すると、図１は、本開示の教示により形成された、ハイブリッド電気自動車（Ｈ／ＥＶ）５と、ハイブリッド電気自動車（Ｈ／ＥＶ）５内に含まれる熱管理システム１０とを示している。さらに具体的には、Ｈ／ＥＶ５は、自動車シャシー熱ループ２０と、構成要素熱ループ１５を備える熱管理システム１０と、を含んでいる。さらに、望ましい場合、自動車シャシー熱ループ２０は、ドライブラインパワーエレクトロニクス２５用の熱ループを含むが限定はされない複数の付加的な熱ループを組み込んでいてもよい。熱ループ１５、２０、２５のそれぞれは、熱移動流体が流れてもよい１本以上のライン３０を含んでもよい。
【００１７】
次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、本開示の教示により形成された熱管理システム１０が、自動車シャシーループ２０を有するＨ／ＥＶ５内での使用のために提供されている。熱管理システム１０は、構成要素熱ループ１５を備えている。自動車シャシー熱ループ２０は、流体６０と、循環ポンプ８５Ａと、流体が流れる１本以上のライン３０Ａと、を含んでいる。構成要素熱ループ１５は、流体６０と、バッテリパック等のパワートレイン構成要素５０と接触し流体６０が流れる１本以上のライン３０Ｂと、を備えている。この点において、構成要素熱ループ１５は、自動車シャシー熱ループ２０に結合されている。自動車シャシー熱ループ２０および構成要素熱ループ１５の少なくとも一方が、プラスチック製加熱ライン５５である１本以上のライン３０Ａ、３０Ｂの少なくとも一部分を有している。プラスチック製加熱ライン５５は、流体６０を、構成要素５０（例えば、バッテリパック）用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成されている。望ましい場合、構成要素熱ループ１５は、１つ以上の制御装置７０Ａ、７０Ｂと、センサー６５と、フローコントロールバルブ７５とを備えてもよい。
【００１８】
熱管理システム１０は、１つ以上の制御装置７０Ａ、７０Ｂを含んでもよい。これらの制御装置７０Ａ、７０Ｂは、専用の熱管理システムでもよいし、自動車のメイン制御システムの一部として組み込まれ、それにより製造コストや全体的な自動車の複雑さを削減してもよい。制御装置７０Ａ、７０Ｂは、熱ループ１５、２０の１つ以上の領域内にあるライン３０Ａ、３０Ｂ内の温度および圧力の少なくとも一方を監視することができる複数のセンサー６５を使用してもよい。制御装置７０Ａ、７０Ｂは、測定された温度の値を、様々な熱管理サブシステムの動作を決定するために使用することができる。
【００１９】
図２Ｂを再び参照すると、熱管理システム１０内に含まれてもよいセンサー６５は、流体６０の温度およびライン３０内の圧力の一方、またはその両方を測定してもよい。望ましい場合、構成要素熱ループは、自動車シャシー熱ループ２０と構成要素熱ループ１５が直列に接続されている場合または独立して動作する場合に、流体がシステムを通って流れるのを補助する循環ポンプ８５Ｂを含んでもよい。構成要素熱ループ１５内に位置するフローコントロールバルブ７５を閉めることにより、構成要素熱ループ１５を自動車シャシー熱ループ２０から独立して動作させることができる。
【００２０】
複数のセンサー６５が、熱管理システムの制御下で、様々な構成要素の温度を監視するために使用されてもよい。例えば、構成要素熱ループ１５は、構成要素５０（例えば、バッテリパック）の温度を監視する１つ以上の温度センサー６５を含んでもよい。さらに、他の構成要素およびサブシステムが、自動車シャシー熱ループ２０内の温度または圧力を監視するセンサーを含んでもよい。温度センサー５７０および圧力センサー５７０の少なくとも一方は、通常、構成要素熱ループ１５内に位置する流体６０の状態を監視するために使用される。
【００２１】
図２Ｂに示されているように、構成要素熱ループ１５内に位置する流体ライン３０Ｂは、流体６０を、バッテリパック内に位置する複数のバッテリ等の構成要素５０間で循環させることを可能にする複数の分岐部８０を含んでもよい。例えば、バッテリパック内のバッテリの温度は、流体（例えば、熱移動媒体）を、ポンプで移動させて、バッテリパックに一体化した複数の分岐部８０または導管を通るようにすることにより制御される。これらの分岐部は、比較的高い熱伝導率を呈している１種類以上の材料から作られてもよく、バッテリパック内で、個々のバッテリ（図示せず）と導管との間の熱接触を最適化することで、ライン３０Ｂを通って流れる流体によりバッテリの温度を調整することができるように構成される。さらに、分岐部は、流体が自動車内で使用される１つ以上の他の熱システムまたはループを流れることを可能にしてもよい。
【００２２】
図２Ｂの参照を続けると、本開示の熱管理システム１０は、流体６０から自動車シャシー熱ループ２０通じて熱の移動を調整することにより、バッテリパック内のバッテリ等の構成要素５０の温度を冷却するまたは低下させるために使用されてもよい。この場合、ライン３０Ａ内の流体６０は、循環ポンプ８５Ａを用いてラジエーター９０を通って移動させられる。車が停車中または低速で移動中のときに、送風ファン９５が、強制的に空気をラジエーター９０に通すために使用され、それにより流体から周囲環境への熱エネルギーの十分な移動を確実にしてもよい。さらに、自動車シャシー熱ループ２０は、ヒーター９７、例えばＰＴＣヒーターを含んでもよい。このようなヒーターは、ライン３０Ａ内の流体を加熱するために使用されてもよく、それにより自動車の動作中に構成要素５０（例えば、パック内のバッテリ）を加熱するために使用されてもよい。
【００２３】
本開示の目的のために、「バッテリ」および「バッテリシステム」という用語は、相互に交換可能に使用され、バッテリ、バッテリパック、キャパシタ、またはスーパーキャパシタ等の充放電が可能な蓄電システムのことを指してもよい。さらに、これらの用語は、リチウムイオン（例えば、リン酸鉄リチウム、コバルト酸リチウム、他のリチウム金属酸化物、リチウムイオンポリマー、ニッケル金属水素、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、ニッケル亜鉛、銀亜鉛の電池を含むが限定はされない様々な異なるセルタイプ、化学的性質、および構成を有する任意の種類のものを指してもよい。本明細書中で使用される「バッテリパック」という用語は、筐体内に収められ、特定の用途のための所望の電圧および容量を得るために電気的に相互接続された複数の個々のバッテリのことを指す。
【００２４】
本明細書中で使用される「電気自動車」という用語は、ＥＶとも記載される完全な電気自動車、ＰＨＥＶとも記載されるプラグインハイブリッド自動車、またはＨ／ＥＶとも記載されるハイブリッド自動車を指す場合がある。ハイブリッド自動車とは、複数の推進源を使用し、それらの推進源のうちの１つが電気駆動システムである自動車を指す。
【００２５】
プラスチック製加熱ラインは、熱管理システム内で、外部から始動された動作により、ハイブリッド／電気自動車のドアがロック状態からロック解除状態に移行するとき、または遠隔で起動された状態になるときに、流体の加熱が開始されうるように構成される。さらに、プラスチック製ラインは、構成要素、例えばバッテリパックが、外部の充電スタンドに接続され、充電されている間に、流体をあらかじめ加熱し、流体の温度を制御するために使用できるように構成されてもよい。ほとんどの電気自動車のバッテリパックは、内部充電システムおよび外部の充電スタンドの少なくとも一方を使用することにより充電することができる。電気自動車は、自動車に一体化され、回生ブレーキを介してバッテリパックを充電する充電システムを具備してもよい。言い換えると、電気自動車を運転すると、エネルギーがバッテリから電気モータを介して車輪に流れ、ブレーキをかけると、エネルギーが車輪からモータを介してバッテリに流れることにより、発電機として働く。さらに、電気自動車は、充電スタンドを介して外部の電力源に接続されることにより充電されてもよい。この場合、外部の電気は、プラスチック製加熱ライン内に存在する流体の温度をあらかじめ加熱するおよび制御するために使用されてもよい。
【００２６】
容量（アンペア時すなわちＡｈ）またはエネルギー容量（キロワット時すなわちｋＷｈ）のどちらかの形式で提供される充電式バッテリの性能は時間が経つにつれて低下する。次に、図３Ａを参照すると、バッテリ寿命におけるサイクル数が、バッテリまたはセルがさらされる動作温度に依存していることが分かる。動作温度が約０℃未満のときは動的挙動が遅くなるため、バッテリ寿命期間のサイクル数はゆっくり減少する。動作温度が約７０℃を超えると化学分解が起こるため、バッテリ寿命期間のサイクル数は比較的速く減少する。バッテリに関連する実際の寿命は、セルの化学的性質およびバッテリが約０℃の下限温度から約７０℃の上限温度の間で消費する時間の割合に依存する。あるいは、
【００２７】
次に、図３Ｂを参照すると、セルの均一性の関数として表された動作温度（℃）のグラフが示されている。バッテリを高すぎる温度（例えば、約７０℃超）で動作させると、老化が加速される。バッテリを約５０℃から約７０℃の範囲で動作させるときにも、老化が加速される可能性がある。バッテリを０℃以下で動作させると、例えばリチウムメッキ、デンドライト（ｄｅｎｔｒｉｔｅ）形成等のバッテリの劣化が起こる可能性がある。バッテリを０℃から約１０℃の範囲の温度で動作させると、バッテリはエネルギーまたは電力容量の低下を呈する。老化の加速、パックの充電不均衡、エネルギー／電力容量の低下、または化学的劣化は、望ましくないものである（ｘ）。バッテリの動作にとっての「快適帯」と考えてもよい選択温度範囲は、約１０℃から約５０℃（チェックマーク）の範囲である。さらに、バッテリパック内で起こる充電不均衡の発生を最小化するために、バッテリパック全体における温度の変化（ΔＴ）は最小であることが望ましい。この点では、バッテリパック全体における温度の変化は、５℃未満、あるいは約４℃未満、あるいは０℃から約３℃の間であることが望ましい。
【００２８】
自動車シャシー熱ループ２０は、ハイブリッド電気自動車の主要な電動機である内燃機関の冷却に使用される連続した冷却ループを備えている。図２Ｂを参照しながら前記したようなこの冷却ループ２０は、冷却ループ２０を通して流体６０を循環させるポンプ８５Ａと、熱を周囲雰囲気に放熱するラジエーター９０と、冷却液貯蔵槽（図示せず）とを含んでいる。さらに、自動車シャシー熱ループ２０は、ラジエーターを通る空気が十分でないときに、強制的に空気をラジエーター９０に通すファン９５を含んでいる。このことは、例えば自動車が動いていないときに、所望のレベルの冷却を達成するために必要である。この冷却ループ内で使用される流体６０または熱移動媒体は、水、不凍冷却液、またはそれらの混合液を含んでもよいが、これらに限定されない。不凍冷却液は、アルコール、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、有機酸技術（ＯＡＴ：ｏｒｇａｎｉｃ  ａｃｉｄ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、ハイブリッド有機酸技術（ＨＯＡＴ：ｈｙｂｒｉｄ  ｏｒｇａｎｉｃ  ａｃｉｄ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、またはそれらの組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。望ましい場合、流体は、様々な染料および他の添加剤を含んでもよい。これらの添加剤は、いくつか例を挙げると、ケイ酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、安息香酸デナトニウム、デキストリン（ヒドロキシエチル澱粉）を含んでもよいが、これらに限定されない。
【００２９】
自動車シャシー熱ループ２０は、他の自動車の電子構成要素、いくつか例を挙げると例えばパワーエレクトロニクスモジュールおよびモータ用のインバータに、熱的に結合されてもよい。システムが、外部の充電スタンドの電源を用いて充電式バッテリを充電することができる内部充電システムを含んでいる場合、充電システムは冷却ループ２０にも結合されてもよい。あるいは、そのような充電スタンドは、バッテリ熱ループ１５に結合されてもよい。
【００３０】
構成要素熱ループ１５は、パワーエレクトロニクス、モータドライブ、またはバッテリパック内に位置するバッテリ等の１つ以上の構成要素５０を備えている。それらの構成要素は、流体ライン３０Ｂおよび流体ラインから分岐する複数の分岐部８０の少なくとも一方と接触している。流体ライン３０Ｂは、自動車シャシー熱ループ２０内で使用されるものと同じ冷却液または熱移動媒体６０を含む。２本のループ１５、２０を直列で動作させる場合、自動車シャシー熱ループ内に位置するポンプ８５Ａを用いて、構成要素熱ループ１５を通して流体６０を循環させてもよい。また、望ましい場合、および自動車シャシー熱ループ２０と構成要素熱ループ１５を並列にまたは互いに独立して動作させる場合の少なくとも一方の場合において、１つ以上の循環ポンプ８５Ｂは、流体を循環させるために構成要素熱ループ１５に組み込まれてもよい。
【００３１】
外部環境および構成要素の当面の動作特性の少なくとも一方に応じて、構成要素熱ループと自動車シャシー熱ループを直列でまたは並列構成で動作させることができることにより、自動車の熱管理システムの熱的最適化および性能の最適化の両方が可能になる。当業者であれば、そのような熱的および性能の最適化は、更には関連する動作コストの削減と共に効率の向上をもたらすことを理解するであろう。性能動作条件に従って全体的な熱的応答を最適化するために、熱ループ１５、２０を直列または並列のどちらで動作させるかについて決定されることが可能である。
【００３２】
自動車シャシー熱ループ２０と構成要素熱ループ１５を直列で動作させることにより、複数の動作シナリオにおいてシステム効率を向上させてもよい。一例として、電気自動車が比較的冷たいとき、例えば長時間の駐車状態から初めて始動させた後では、直列での動作により、流体６０がバッテリパック等の構成要素５０をまたはその周りを通る前に、自動車シャシー熱ループ１５と接触している構成要素（例えば、ドライブトレイン、エンジン等）によって流体６０を加熱することができる。さらに、自動車シャシー熱ループ２０は、図２Ｂを参照しながら前記したような加熱要素９７を含んでもよい。充電式バッテリは最低限の好ましい動作温度しか有さないため、この構成により自動車シャシー熱ループ１５と接触している構成要素により発生した熱を用いて、バッテリパック５０を加熱することができる。第２の例として、自動車シャシー熱ループ２０に接触している構成要素は、通常、より低い温度においてより効率的に動作する。よって、構成要素（例えば、バッテリ）を最適なまたは望ましい動作温度近辺で維持するように、構成要素（例えば、バッテリパック）からまたはその周りから熱を引き出すために、自動車の動作中において、直列での動作は有益である可能性がある。第３の例として、自動車シャシー熱ループ２０または構成要素熱ループ１５が、プラスチック製加熱ライン５５を含む。この場合、プラスチック製加熱ラインは、最初に、流体６０を、構成要素５０、例えばバッテリパック内のバッテリの効率的な動作のための下限温度よりも高い温度にまで加熱するために使用されてもよい。
【００３３】
自動車シャシー熱ループ２０と構成要素熱ループ１５を独立してまたは並列式に動作させることにより、長時間の駐車後の自動車の初始動の効率を高めてもよい。プラスチック製加熱ライン５５が構成要素熱ループ１５内の流体ライン３０Ｂの一部分として配置される場合、プラスチック製加熱ライン５５は、流体６０を、構成要素５０（例えば、バッテリパック内のバッテリ）の効率的な動作のための下限温度よりも高い温度にまで最初に加熱するために使用されてもよい。このモードでは、流体６０が、熱管理システム１０全体ではなく、循環ポンプ８５Ｂを介して構成要素熱ループ１５を通って循環させられるだけなので、エネルギー効率が高められる。
【００３４】
次に、図４Ａと図４Ｂを参照すると、プラスチック製加熱ライン５５は、熱可塑性内層１１０と、耐摩耗性外層１１５と、加熱要素１２０と、１枚以上の絶縁層１２５ａ、１２５ｂを備え、各層の組成が個々に選択されている多層ラインまたはチューブである。言い換えると、多層ライン内の各層の組成は、実質的に同一、類似、異種、または実質的に異なるように選択されてもよい。
【００３５】
本開示の一態様によると、耐摩耗性外層１１５は、加熱要素１２０と他の層１１０、１２５ａ、１２５ｂを囲繞する、または取り囲む。しかし、当業者であれば、本開示の範囲を超えることなく、加熱要素１２０を、外層１１５の外面に用いてもよい、または流体が流れるラインにより形成される孔の中に組み込んでもよいことを理解するであろう。最後の２つのシナリオでは、加熱要素は、それ自身の絶縁層および耐摩耗性外層の少なくとも一方で覆われてもよい。加熱可能ライン５５の重要な設計ファクターは、加熱要素１２０が保護カバー（例えば、絶縁層１１０および耐摩耗性外層１１５の少なくとも一方）により保護されることである。これにより、加熱要素１２０が、加熱要素１２０の腐食および劣化を引き起こす湿気と接触しないことを確実にすることができる。いったんプラスチック製加熱ライン５５が熱管理システムに使用されるラインと共に組み立てられると、加熱要素１２０の２つの端はプラスチック製ライン５５から簡単に分離させて、電気接続装置に接続することができ、加熱要素１２０を電圧源に接続するために使用することができる。
【００３６】
加熱要素１２０は、多層ライン５５の層１１０を通って循環する流体６０を加熱するために提供される。加熱要素１２０は、プラスチック製加熱ライン５５の少なくとも一部分の上、あるいはプラスチック製加熱ライン５５の実質的に一部分の上に延びている。プラスチック製加熱ライン５５の長さは、約０．２ｍから約５ｍの範囲、あるいは約０．５ｍから約４．５ｍの間、あるいは約１ｍから約４ｍの間であってもよい。
【００３７】
本開示の一態様によると、加熱要素１２０は、その位置が多層ライン５５内に固定されるように内層１１０と外層１１５との間に配置されてもよい。１枚以上の絶縁層１２５ａ、１２５ｂを設けることにより、加熱要素１２０の位置をさらに固定してもよい。あるいは、望ましい場合、加熱要素は、ラインの外面上または流体が流れるラインにより形成される孔の中に位置するように配置されてもよい。加熱要素１２０は、内部チューブの長手方向の軸（ａ）に沿って内部チューブの周りにらせん状に巻きつくように配置されてもよい（図４Ａ参照）、または軸に平行に配置されてもよい（図４Ｂ参照）。加熱要素１２０は、プラスチック製加熱ライン５５内に位置する１本以上の加熱可能ワイヤーまたは平面構造を備えてもよいし、前記のようにライン５５の外面に用いてもよい。さらに、加熱要素は、ラインにより形成される孔の中に配置されてもよい。望ましい場合、加熱要素は、ライン内に位置する能動的に加熱されるロッドを含んでもよい。加熱要素１２０は、限定はされないが、伝導性ポリマー、別の伝導性有機材料、銅、ニッケルでめっきした銅、またはスズでめっきした銅等の金属または金属合金を含む任意の導電性材料を備える、そのような材料からなる、または主にそのような材料からなっていてもよい。望ましい場合、加熱要素１２０は、撚り合わせられたまたは編み合わせられた複数のワイヤー束を備えてもよい。
【００３８】
多層ライン５５の熱可塑性内層１１０は、流体６０との接触に対して化学的に耐性がある。プラスチック製加熱ライン５５が流体６０を運ぶため、熱可塑性内層１１０は、流体６０に対して化学的に耐性を有し、流体６０が存在していても最小限の膨張を呈するか全く膨張しない。さらに、熱可塑性内層１１０は、流体６０に対し不浸透性であってもよい。望ましい場合、プラスチック製加熱ライン５５は、柔軟性を呈し、必要な程度の圧力耐性を提供してもよい。内層に使用されうる熱可塑性材料の複数の例は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ：ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ポリエチレン（ＰＥ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリブチレン（ＰＢ：ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリアミド（ＰＡ：ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ：ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ：ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ：ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ：ｐｏｌｙｅｉｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ：ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ：ｓｔｙｒｅｎｅ  ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリスチレン（ＰＳ：ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリケトン（ＰＫ：ｐｏｌｙｋｅｔｏｎｅ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）、またはエチレンの三元共重合体、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロエチレン（ＥＦＥＰ：ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ならびにそれらの混合物または組み合わせを含むが、これらに限定されない。さらに、上記に列記された材料は、１枚以上の絶縁層１２５ａ、１２５ｂおよび外層１１５の少なくとも一方の組成物として使用されてもよいが、これらに限定されない。さらに、望ましい場合、外層１１５は、天然または合成ゴムを含むがこれらに限らないエラストマー系材料を備えてもよい。
【００３９】
望ましい場合、熱可塑性内層１１０、外層１１５、および１枚以上の絶縁層１２５ａ、１２５ｂは、硬化系、保護系、強化剤、安価剤、顔料、および／または他の加工助剤のような、プラスチックの組成物に一般的に組み込まれる１種類以上の添加剤を備えてもよい。これらの添加剤は、任意の種類の顔料または着色剤、フィラー、分散剤または界面活性剤、合体剤、ｐＨ中和剤、可塑剤、脱泡剤、増粘剤、腐食防止剤、難燃剤、キレート剤、または架橋剤、ならびにそれらの混合物または組み合わせを備えてもよいが、これらに限定されない。
【００４０】
図５を参照すると、バッテリパック等の構成材料をハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）内で加熱する方法２００が提示されている。この方法２００は、通常、Ｈ／ＥＶの熱管理システム内に存在するプラスチック製加熱ライン内に位置する流体２１０を加熱すること２１０と、加熱された流体を構成要素熱ループを通して循環させること２１５と、構成要素（例えば、バッテリパック）を、構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱する工程２２０とを備える。流体は、約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱されてもよい。この方法で使用される熱管理システム１０は、前記したものおよび本明細書中でさらに記載されるものと同じものである。流体を加熱する工程２１０は、運転者による動作を含むがこれに限定されない外部から始動された動作により、ハイブリッド／電気自動車のドアがロック状態からロック解除状態に、または遠隔起動状態に移行する工程２２５による開始、および、構成要素（例えば、バッテリパック）の充電中に加熱された状態の流体の温度を制御する工程２３０のために使用、の少なくとも一方であってよい。望ましい場合、方法２００は、自動車シャシー熱ループと構成要素熱ループが独立して動作するように、自動車シャシー熱ループを構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブを閉じる工程２３５をさらに備えてもよい。さらに、方法は、熱管理システム内の１か所以上で温度および圧力の少なくとも一方を測定する工程２４０をさらに備えてもよい。
【００４１】
本開示の別の態様によると、前記された（図２Ａ〜図４Ｂ参照）および本明細書中でさらに記載される熱管理システムを含むハイブリッド／電気自動車が開示される（図１参照）。さらに、低い周囲温度下でハイブリッド／電気自動車をより容易に始動させるために、構成要素、例えばバッテリパックを加熱する方法の使用についてと共に、ハイブリッド／電気自動車内でのこの熱管理システムの使用について記載される。
【００４２】
本開示の目的のために、「約」および「実質的に」という用語は、当業者に知られている予測される値のばらつき（例えば、測定値における制限および変動性）に起因して、本明細書中で測定可能な値および範囲について使用される。
【００４３】
終点により示される数値の範囲は、その数値の範囲内の終点および全ての数値を含む。例えば、４０重量％から６０重量％の間の範囲の濃度は、４０重量％の濃度、６０重量％の濃度、およびその間の全ての濃度（例えば、４０．１％、４１％、４５％、５０％、５２．５％、５５％、５９％等）を含む。
【００４４】
「少なくとも１つの」および「１つ以上の」要素という用語は、相互交換可能に使用され、同じ意味を持つことがある。さらに、単一の要素または複数の要素が含まれることを指すこれらの用語は、要素の最後に複数を表す接尾辞「ｓ（単数または複数）」により表されることがある。例えば、「少なくとも１つのセンサー」、「１つ以上のセンサー」、および「センサー（単数または複数）」は、相互交換可能に使用されることがあり、同じ意味を持つことが意図されている。
【００４５】
使用法を明確にするためにおよび注意喚起のために、「＜Ａ＞、＜Ｂ＞、・・・および＜Ｎ＞のうちの少なくとも１つ」または「＜Ａ＞、＜Ｂ＞、・・・＜Ｎ＞のうちの少なくとも１つ、またはそれらの組み合わせ」または「＜Ａ＞、＜Ｂ＞、・・・および／または＜Ｎ＞」という表現は、本開示においては最も広い意味に定義され、本開示内で逆の定義が明確になされる場合を除き、上記または下記における他のいかなる暗示的な定義にも取って代わり、Ａ、Ｂ、・・・およびＮを備える群から選択された１つ以上の要素を意味する。言い換えると、これらの表現は、任意の一要素を単独で含む、または他の要素のうちの１つ以上の要素と組み合わさった当該一要素を含む、さらにこれらと列記されていない付加的要素との組み合わせを含みうる、要素Ａ、Ｂ、・・・またはＮのうちの１つ以上の任意の組み合わせを意味する。
【００４６】
本明細書内において、明確かつ簡潔な明細書の作成を可能にする方法により、実施形態が記載されたが、これらの実施形態は本発明から逸脱することなく様々に組み合わせるまたは分離させることが可能であることを意図しており、またそのように理解されるであろう。例えば、本明細書に記載の全ての好ましい特徴は、本明細書に記載の本発明の全ての態様に適用可能であることが理解されるであろう。
【００４７】
さらに、本開示の主題は、とりわけ下記の態様に関連する可能性がある。
【００４８】
態様１−流体と、循環ポンプと、流体が流れる１本以上のラインとを含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）のための熱管理システム。熱管理システムは、流体と、流体が通るまたは周りを流れる構成要素の一部と接触する１本以上のラインと、を備える構成要素熱ループであって、自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループを備え、自動車シャシー熱ループおよび構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである１本以上のラインの少なくとも一部分を有する。プラスチック製加熱ラインは、流体を、構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される。
【００４９】
態様２−自動車がロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行する動作であって外部から始動された動作により、流体の加熱が開始されるように、および、構成要素の充電中に流体の温度を制御するために、流体の加熱が利用されるように、の少なくとも一方になるようにプラスチック製加熱ラインは構成される、態様１に記載の熱管理システム。
【００５０】
態様３−プラスチック製加熱ラインは、熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層と、を備える多層ラインであり、
可塑性内層は、流体との接触に対して化学的に耐性がある、態様１または２に記載の熱管理システム。
【００５１】
態様４−熱可塑性内層は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ：ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ポリエチレン（ＰＥ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリブチレン（ＰＢ：ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリアミド（ＰＡ：ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ：ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ：ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ：ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ：ｐｏｌｙｅｉｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ：ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ：ｓｔｙｒｅｎｅ  ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリスチレン（ＰＳ：ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリケトン（ＰＫ：ｐｏｌｙｋｅｔｏｎｅ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）、またはエチレンの三元共重合体、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロエチレン（ＥＦＥＰ：ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）を備える、態様３に記載の熱管理システム。
【００５２】
態様５−加熱要素は、ライン内、ラインにより形成される孔の中、またはラインの外面上に位置する１本以上の加熱可能ワイヤー、平面構造、またはロッドを備える、態様３または４に記載の熱管理システム。
【００５３】
態様６−自動車シャシー熱ループを構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、バルブを閉めることにより自動車シャシー熱ループと構成要素熱ループを独立して動作させることができる、態様１〜５のいずれかに記載の熱管理システム。
【００５４】
態様７−熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備え、制御装置、流体節、または、 流体を構成要素を通してもしくは周りに、または別の熱システムもしくはループへと流すことができる分岐部のうちの１つ以上を任意に備える、態様１〜６のいずれかに記載の熱管理システム。
【００５５】
態様８−プラスチック製加熱ラインは、流体を約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱することができる、態様１〜７のいずれかに記載の熱管理システム。
【００５６】
態様９−プラスチック製加熱ラインは、約０．２ｍから約５ｍの範囲の長さに存在する、態様１〜８のいずれかに記載の熱管理システム。
【００５７】
態様１０−構成要素は、流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、態様１〜９のいずれかに記載の熱管理システム。
【００５８】
態様１１−構成要素と、熱管理システムと、自動車シャシー熱ループと、を有し、自動車シャシー熱ループは、流体と、循環ポンプと、流体が流れる１本以上のラインと、を含むハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）であって、熱管理システムは、
流体と、構成要素のと接触する１本以上のラインとを備える構成要素熱ループであって、自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループを備え、
自動車シャシー熱ループおよび構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである１本以上のラインの少なくとも一部分を有し、
プラスチック製加熱ラインは、流体を、構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される、ハイブリッド／電気自動車。
【００５９】
態様１２−自動車がロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行するときの外部の動作により、流体の加熱が開始されるように、および、構成要素の充電中に流体の温度を制御するために、流体の加熱が利用されるように、の少なくとも一方になるようにプラスチック製加熱ラインは構成される、態様１１に記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６０】
態様１３−プラスチック製加熱ラインは、熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層と、を備える多層チューブであり、
熱可塑性内層は、流体との接触に対して化学的に耐性がある、態様１１または１２に記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６１】
態様１４−熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備える、態様１１〜１３のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６２】
態様１５−熱管理システムは、自動車シャシー熱ループを構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、バルブを閉めることにより自動車シャシー熱ループと構成要素熱ループを独立して動作させることができる、態様１１〜１４のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６３】
態様１６−プラスチック製加熱ラインは、流体を約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱することができる、態様１１〜１５のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６４】
態様１７−プラスチック製加熱ラインは、約０．２ｍから約５ｍの範囲の長さに存在する、態様１１〜１６のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６５】
態様１８−構成要素は、流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、態様１１〜１７のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【００６６】
態様１９−流体と、循環ポンプと、流体が流れる１本以上のラインとを含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）における構成要素を加熱する方法。この方法は、ハイブリッド／電気自動車の熱管理システム内に存在するプラスチック製加熱ライン内に位置する流体を加熱する工程と、加熱された流体を構成要素熱ループを通して循環させる工程と、構成要素を、構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱する工程とを備える。熱管理システムは、流体と、流体が通るまたは周りを流れる構成要素と接触する１本以上のラインと、を備える構成要素熱ループであって、自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループを備え、自動車シャシー熱ループおよび構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである１本以上のラインの少なくとも一部分を有する。
【００６７】
態様２０−流体を加熱する工程は、外部の動作によりハイブリッド／電気自動車のドアがロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行するときに開始される、および、構成要素の充電中に流体の温度を制御するために利用される、の少なくとも一方である、態様１９に記載の方法。
【００６８】
態様２１−流体は、約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱される、態様１９または２０に記載の方法。
【００６９】
態様２２−自動車シャシー熱ループと構成要素熱ループが独立して動作するように、自動車シャシー熱ループを構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブを閉める工程をさらに備える、態様１９〜１２１ のいずれかに記載の方法。
【００７０】
態様２３−熱管理システム内の１か所以上で温度および圧力の少なくとも一方を測定することをさらに備える、態様１９〜２２のいずれかに記載の方法。
【００７１】
態様２４−構成要素は、流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、態様１９〜２３のいずれかに記載の方法。
【００７２】
態様２５−ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）における態様１〜１０のいずれかに記載の熱管理システムの使用。
【００７３】
態様２６−ハイブリッド／電気自動車を始動するためにバッテリパックを加熱するための態様１９〜２４のいずれかに記載の方法の使用。
【００７４】
本発明の様々な形態の上記記載は、例示および記載の目的で提供されたものである。それらは包括的であること、または本発明を開示された明確な形態に限定することを意図していない。上記の教示に鑑みて、多数の変更例または変形例が可能である。取り上げた形態は、本発明の原理を最も分かりやすく説明するために選択および記載されたものであり、それらを実際に適用することにより、当業者は本発明を様々な形態でおよび様々な変更を加えて、考えている特定の使用に合うように使用することができる。そのような変更例および変形例は、公正、合法的、および公平に権利が与えられている範囲に従って解釈された場合、添付の特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲内にある。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月25日(2019.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）のための熱管理システムであって、
流体と、循環ポンプと、前記流体が流れる１本以上のラインと、を含む自動車シャシー熱ループと、
前記流体と、前記流体が通るまたは周りを流れる構成要素の一部と接触する１本以上のラインと、を備える構成要素熱ループであって、前記自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループと、を備え、
前記自動車シャシー熱ループおよび前記構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有し、
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される、熱管理システム。
【請求項２】
前記ハイブリッド／電気自動車がロック状態からロック解除状態に移行する動作または前記ハイブリッド／電気自動車が遠隔起動状態に移行する動作を含む外部の動作による場合、および、前記構成要素を充電する場合、の少なくとも一方の場合に、前記流体の加熱が開始されるように、前記プラスチック製加熱ラインは構成される、請求項１に記載の熱管理システム。
【請求項３】
前記プラスチック製加熱ラインは、熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層と、を備える多層ラインであり、
前記熱可塑性内層は、前記流体との接触に対して化学的に耐性がある、請求項１または２に記載の熱管理システム。
【請求項４】
前記熱可塑性内層は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブチレン（ＰＢ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリケトン（ＰＫ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、またはエチレン、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロエチレン（ＥＦＥＰ）の三元共重合体を備える、請求項３に記載の熱管理システム。
【請求項５】
前記加熱要素は、前記ライン内、前記ラインにより形成される孔の中、または前記ラインの外面上に位置する１本以上の加熱可能ワイヤー、平面構造、またはロッドを備える、請求項３または４に記載の熱管理システム。
【請求項６】
前記自動車シャシー熱ループを前記構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、前記フローコントロールバルブを閉めることにより前記自動車シャシー熱ループと前記構成要素熱ループを独立して動作させることができる、請求項１〜５のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項７】
前記熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備え、制御装置、流体節、または、流体を前記構成要素を通してもしくは周りにまたは別の熱システムもしくはループへと流すことができる分岐部のうちの１つ以上を任意に備える、請求項１〜６のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項８】
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱することができる、請求項１〜７のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項９】
前記プラスチック製加熱ラインは、約０．２ｍから約５ｍの範囲の長さに存在する、請求項１〜８のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項１０】
前記構成要素は、前記流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、請求項１〜９のいずれかに記載の熱管理システム。
【請求項１１】
構成要素と、熱管理システムと、自動車シャシー熱ループと、を有し、前記自動車シャシー熱ループは、流体と、循環ポンプと、前記流体が流れる１本以上のラインと、を含むハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）であって、
前記熱管理システムは、
前記流体と、前記構成要素と接触する１本以上のラインと、を備える構成要素熱ループであって、前記自動車シャシー熱ループに結合された構成要素熱ループを備え、
前記自動車シャシー熱ループおよび前記構成要素熱ループの少なくとも一方が、プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有し、
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱するように構成される、ハイブリッド／電気自動車。
【請求項１２】
前記ハイブリッド／電気自動車がロック状態からロック解除状態に移行するときまたは前記ハイブリッド／電気自動車が遠隔起動状態に移行するときを含む外部の動作による場合、および、前記構成要素を充電する場合、の少なくとも一方の場合に、前記流体の加熱が開始されるように、前記プラスチック製加熱ラインは構成される、請求項１１に記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１３】
前記プラスチック製加熱ラインは、熱可塑性内層と、加熱要素と、絶縁層と、耐摩耗性外層と、を備える多層チューブであり、
前記熱可塑性内層は、前記流体との接触に対して化学的に耐性がある、請求項１１または１２に記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１４】
前記熱管理システムは、温度、圧力、またはその両方を測定する１つ以上のセンサーをさらに備える、請求項１１〜１３のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１５】
前記熱管理システムは、前記自動車シャシー熱ループを前記構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブをさらに備え、前記フローコントロールバルブを閉めることにより前記自動車シャシー熱ループと前記構成要素熱ループを独立して動作させることができる、請求項１１〜１４のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１６】
前記プラスチック製加熱ラインは、前記流体を約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱することができる、請求項１１〜１５のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１７】
前記プラスチック製加熱ラインは、約０．２ｍから約５ｍの範囲の長さに存在する、請求項１１〜１６のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１８】
前記構成要素は、前記流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、請求項１１〜１７のいずれかに記載のハイブリッド／電気自動車。
【請求項１９】
流体と、循環ポンプと、前記流体が流れる１本以上のラインと、を含む自動車シャシー熱ループを有するハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）における構成要素を加熱する方法であって、
前記ハイブリッド／電気自動車の熱管理システム内に存在するプラスチック製加熱ライン内に位置する流体を加熱する工程と、
前記加熱された流体を構成要素熱ループを通して循環させる工程と、
前記構成要素を、前記構成要素用にあらかじめ設定された低動作温度以上の温度にまで加熱する工程と、を備え、
前記熱管理システムは、前記流体と、前記流体が通るまたは周りを流れる前記構成要素と接触する１本以上のラインと、を備える前記構成要素熱ループであって、前記自動車シャシー熱ループに結合された前記構成要素熱ループを備え、
前記自動車シャシー熱ループおよび前記構成要素熱ループの少なくとも一方が、前記プラスチック製加熱ラインである前記１本以上のラインの少なくとも一部分を有する方法。
【請求項２０】
前記流体を加熱する工程は、外部の動作により前記ハイブリッド／電気自動車のドアがロック状態からロック解除状態にまたは遠隔起動状態に移行するときに開始される、および、前記構成要素の充電中に前記流体の温度を制御するために利用される、の少なくとも一方である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記流体は、約０℃から約７０℃の範囲の温度にまで加熱される、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記自動車シャシー熱ループと前記構成要素熱ループが独立して動作するように、前記自動車シャシー熱ループを前記構成要素熱ループに結合するフローコントロールバルブを閉める工程をさらに備える、請求項１９〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記熱管理システム内の１か所以上で、温度および圧力の少なくとも一方を測定する工程をさらに備える、請求項１９〜２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記構成要素は、前記流体が流れるバッテリパック内に位置するバッテリである、請求項１９〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
ハイブリッド／電気自動車（Ｈ／ＥＶ）における請求項１〜１０のいずれかに記載の前記熱管理システムの使用。
【請求項２６】
ハイブリッド／電気自動車を始動するためにバッテリパックを加熱するための請求項１９〜２４のいずれかに記載の前記方法の使用。
【国際調査報告】
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