JP2005329818A - 冷却システムおよびこれを搭載するハイブリッド車。 - Google Patents

Abstract

【課題】 乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とをより適切に配置すると共に効率よく機能させる。
【解決手段】 燃料電池用冷却系のＦＣ用ラジエータ４２と駆動機器用冷却系のＥＶ用ラジエータ５２と空調用冷却系のコンデンサ６２とを、燃料電池車１０の前部に燃料電池車１０の前進方向に対して略垂直な平面に同一面内となるように、且つ、熱交換における作動温度が順に並ぶように上から順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２となるよう配置し、フロントグリルに取り付けた水平方向に細長い矩形の板状の複数のフィン８２の角度を燃料電池の負荷や車速に応じて変更する。これにより、各熱交換器を効率的に機能させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、冷却システムおよびこれを搭載するハイブリッド車に関し、詳しくは、移動体に搭載された冷却システムおよびこれを搭載する移動体としてのハイブリッド車に関する。

従来、この種の冷却システムとしては、電子部品用冷却水が流通する電子部品用熱交換器と冷凍サイクル用冷媒が流通する冷媒用熱交換器とを同一平面内に配置する複式熱交換器を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、電子部品用熱交換器を上部に冷媒用熱交換器を下部に配置すると共に冷媒用熱交換器内における冷媒の流路を上部から下部に向けてつづら折り状に３段とし、その最下部を凝縮部とすることにより、電子部品用熱交換器から凝縮部への伝熱を小さくして、電子部品用熱交換器と冷媒用熱交換器とに介在させるべき断熱部を廃ししている。
特開２００１−１７４１６８号公報（図１）

しかしながら、上述の冷却システムでは、電子部品より発熱量が多い駆動源の冷却については考慮されていない。自動車などの移動体に搭載される冷却システムでは、乗員室の空気調節に用いられる空調用熱交換器の他に移動体を移動させる駆動源を冷却するために用いられる駆動源用熱交換器も備えるが、駆動源用熱交換器の搭載位置によっては冷却不足になってしまう。

本発明の冷却システムは、移動体の乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と移動体の駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とをより適切に配置することを目的の一つとする。本発明の冷却システムは、移動体の乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と移動体の駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とを効率よく機能させることを目的の一つとする。本発明のハイブリッド車は、乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とをより適切に配置すると共に効率よく機能させることを目的とする。

本発明の冷却システムおよびこれを搭載するハイブリッド車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の冷却システムは、
移動体に搭載された冷却システムであって、
前記移動体の乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と前記移動体の駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器を前記移動体の前部に該移動体の移動方向に対して略垂直な同一平面内となるよう配置したこと
を特徴とする。

この本発明の第１の冷却システムでは、移動体の乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と移動体の駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器を移動体の前部に移動体の移動方向に対して略垂直な同一平面内となるよう配置するから、移動体の移動に伴って導入される冷却風を空調用熱交換器にも駆動源用熱交換器にも直接供給することができる。このため、空調用熱交換器と駆動源用熱交換器とをより効
率よく機能させることができる。即ち、空調用熱交換器と駆動源用熱交換器とをより適切な配置とすることができるのである。

本発明の第２の冷却システムは、
移動体に搭載された冷却システムであって、
前記移動体の乗員室内の空気調節系に用いられ外気との熱交換を行なう空調用熱交換器と前記移動体の駆動源の冷却に用いられ外気との熱交換を行なう駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器のすべてを前記移動体の前部に該移動体の前後方向に対して交差する同一平面内に該複数の熱交換器の各々の冷却対象の熱負荷に応じて配置したこと
を特徴とする。

この本発明の第２の冷却システムでは、移動体の乗員室内の空気調節系に用いられ外気との熱交換を行なう空調用熱交換器と移動体の駆動源の冷却に用いられ外気との熱交換を行なう駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器のすべてを移動体の前部に移動体の前後方向に対して交差する同一平面内に複数の熱交換器の各々の冷却対象の熱負荷に応じて配置するから、移動体の移動に伴って導入される冷却風を各熱交換器に直接供給すると共に各熱交換器に供給する冷却風を各熱交換器の冷却対象の熱負荷に見合ったものとすることができる。このため、移動体の移動に伴う冷却風の上下流による冷却性能不足などを抑止することができ、空調用熱交換器と駆動源用熱交換器とをより効率よく機能させることができる。

こうした本発明の第１または第２の冷却システムにおいて、前記複数の熱交換器を水平方向に並べて配置してなるものとすることもできるし、前記複数の熱交換器を垂直方向に並べて配置してなるものとすることもできる。後者の場合、前記空調用熱交換器を最上部に配置してなるものとすることもできる。

また、本発明の第１または第２の冷却システムにおいて、前記複数の熱交換器を作動温度の順に並べて配置してなるものとすることもできる。こうすれば、高温で作動する熱交換器から低温で作動する熱交換器への伝熱を抑制することができる。

さらに、本発明の第１または第２の冷却システムにおいて、前記移動体の駆動源は発電を伴う電力源と該電力源から供給される電力を用いて駆動する駆動機器とを備え、前記駆動源用熱交換器は前記電力源の冷却に用いられる電力源用熱交換器と前記駆動機器の冷却に用いられる機器用熱交換器とを含むものとすることもできる。この場合、前記機器熱交換器は、前記駆動機器を駆動するための電子部品の冷却に用いられる熱交換器であるものとすることもできる。ここで、電力源としては燃料電池、例えば固体高分子型の燃料電池を用いることもできる。

こうした駆動源が電力源と駆動機器とを備える態様の本発明の第１または第２の冷却システムにおいて、前記空調用熱交換器，前記機器用熱交換器，前記電力源用熱交換器の順に並べて配置してなるものとすることもできる。こうすれば、冷却システムにおいて比較的高温となる電力源用熱交換器から比較的低温となる空調用熱交換器への伝熱を抑制することができる。この結果、空調用熱交換器や機器用熱交換器，電力源用熱交換器を効率よく機能させることができる。

本発明の第１または第２の冷却システムにおいて、前記移動体の移動に伴って外部から前記複数の熱交換器に向けて導入される冷却風の方向を変更する冷却風方向変更手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、必要に応じて冷却風の方向を変更することができる。この場合、前記移動体の移動状態，運転状態，環境状態のうちの少なくとも一つに基づいて前記冷却風の方向が変更されるよう前記冷却風方向変更手段を制御する冷却風
制御手段を備えるものとすることもできるし、前記空気調節系の運転状態，前記駆動系の駆動状態，前記移動体の移動状態のうちの少なくとも一つに基づいて前記冷却風の方向が変更されるよう前記冷却風方向変更手段を制御する冷却風制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、移動体の移動状態，運転状態，環境状態，空気調節系の運転状態，駆動系の駆動状態などに応じて冷却風の方向を変更することができる。この結果、複数の熱交換器を効率よく機能させることができる。

本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の冷却システム、即ち、基本的には、ハイブリッド車の乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器とハイブリッド車の駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器をハイブリッド車の前部にハイブリッド車の移動方向に対して略垂直な同一平面内となるよう配置したことを特徴とする冷却システムや、ハイブリッド車の乗員室内の空気調節系に用いられ外気との熱交換を行なう空調用熱交換器とハイブリッド車の駆動源の冷却に用いられ外気との熱交換を行なう駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器のすべてをハイブリッド車の前部にハイブリッド車の前後方向に対して交差する同一平面内にこの複数の熱交換器の各々の冷却対象の熱負荷に応じて配置したことを特徴とする冷却システムを搭載することを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車は、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の冷却システムを搭載するから、本発明の第１または第２の冷却システムが奏する効果、例えば、空調用熱交換器と駆動源用熱交換器とをより効率よく機能させることができる効果や空調用熱交換器と駆動源用熱交換器とをより適切な配置とすることができる効果などと同様な効果を奏することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としての冷却システム３０を搭載する燃料電池車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は実施例の冷却システム３０の熱交換器の配置を例示する説明図である。実施例の燃料電池車１０は、電力源としての固体高分子型の燃料電池スタックを有する燃料電池装置１２やこの燃料電池装置１２からの直流電力を三相交流電力に変換するインバータ１４，このインバータ１４からの三相交流電力により駆動輪２１を駆動する走行用モータ１６，走行用モータ１６に対して燃料電池装置１２と並列に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１８，ＤＣ／ＤＣコンバータ１８により充放電されるバッテリ２０などの駆動システム１１と、燃料電池装置１２の図示しない燃料電池スタックを冷却する燃料電池用冷却系４０とインバータ１４や走行用モータ１６を冷却する駆動機器用冷却系５０と乗員室の空調機器の一部としての空調用冷却系６０とラジエータの後方に配置されたファン７０と車両の走行に伴って導入される冷却風の方向を変更する冷却風方向変更装置８０とからなる冷却システム３０と、を搭載する。

燃料電池用冷却系４０は、車両の走行に伴って導入される冷却風との熱交換により冷却媒体としての冷却水を冷却する燃料電池用ラジエータ（以下、ＦＣ用ラジエータという）４２と、このＦＣ用ラジエータ４２の冷却水流路と燃料電池スタックに形成された冷却水流路とを連絡して循環流路を形成する連絡管４４と、循環流路に冷却水を循環させるために連絡管４４に設けられたポンプ４６と、連絡管４４の燃料電池スタックの出口近傍に取り付けられて冷却水温度Ｔｗｆｃを検出する温度センサ４８と、温度センサ４８により検出された冷却水温度Ｔｗｆｃに基づいてポンプ４６を駆動制御すると共に同じく冷却水温度Ｔｗｆｃに基づいてファン７０の駆動要求Ｆｒｑ１を設定する燃料電池用電子制御ユニット（以下、ＦＣＥＣＵという）４９と、を備える。実施例では、ファン７０の駆動要求
Ｆｒｑ１としては、高（Ｈｉ），中（Ｍ），低（Ｌｏ），停止（Ｓ）を選択して設定するものとした。ＦＣＥＣＵ４９は、こうした燃料電池用冷却系４０のポンプ４６の駆動制御やファン７０の駆動要求Ｆｒｑ１の設定を行なうだけでなく、燃料電池装置１２の運転制御も行なう。したがって、ＦＣＥＣＵ４９は、燃料電池用冷却系４０の制御装置と駆動システム１１における燃料電池装置１２の制御装置とを兼ねている。

駆動機器用冷却系５０は、車両の走行に伴って導入される冷却風との熱交換により冷却媒体としての冷却水を冷却するＥＶ用ラジエータ５２と、このＥＶ用ラジエータ５２の冷却水流路とインバータ１４や走行用モータ１６に形成された冷却水流路とを連絡して循環流路を形成する連絡管５４と、循環流路に冷却水を循環させるために連絡管５４に設けられたポンプ５６と、連絡管５４の走行用モータ１６の出口近傍に取り付けられて冷却水温度Ｔｗｍｇを検出する温度センサ５８と、温度センサ５８により検出された冷却水温度Ｔｗｍｇに基づいてポンプ５６を駆動制御すると共に同じく冷却水温度Ｔｗｍｇに基づいてファン７０の駆動要求Ｆｒｑ２を設定するＥＶ用電子制御ユニット（以下、ＥＶＥＣＵという）５９と、を備える。ファン７０の駆動要求Ｆｒｑ２としては、前述の駆動要求Ｆｒｑ１と同様に、高（Ｈｉ），中（Ｍ），低（Ｌｏ），停止（Ｓ）を選択して設定する。ＥＶＥＣＵ５９は、駆動機器用冷却系５０のポンプ５６の駆動制御やファン７０の駆動要求Ｆｒｑ１の設定を行なうだけでなく、シフトポジションセンサ２３により検出されるシフトレバー２２のポジションやアクセルペダルポジションセンサ２５により検出されるアクセルペダル２４の踏み込み量に応じたアクセル開度，ブレーキペダルポジションセンサ２７により検出されるブレーキペダル２６の踏み込み量としてのブレーキペダルポジション，車速センサ２８により検出される車速Ｖ，走行用モータ１６の回転子の位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置，インバータ１４内に取り付けられた図示しない電流センサからの走行用モータ１６に印加される相電流などに基づいて駆動輪２１に出力すべき駆動トルクを演算すると共にこの演算した駆動トルクが走行用モータ１６から出力されるようインバータ１４を制御する。したがって、ＥＶＥＣＵ５９は、駆動機器用冷却系５０の制御装置と駆動システム１１における走行用モータ１６の制御装置とを兼ねている。

空調用冷却系６０は、冷媒が循環する循環流路として構成されており、冷媒を圧縮し高温高圧のガス状にするコンプレッサ６１と、圧縮された冷媒を外気を用いて冷却し高圧の液状にするコンデンサ６２と、冷却された冷媒を急激に膨張させ低温低圧の霧状にする膨張弁６４と、低温低圧の冷媒と乗員室内の空気とを熱交換させることにより冷媒を蒸発させ低温低圧のガス状にするエバポレータ６６と、エバポレータ６６に取り付けられた冷媒温度センサ６８からの冷媒温度に基づいてコンプレッサ６１を駆動制御すると共に同じく冷媒温度に基づいてファン７０の駆動要求Ｆｒｑ３を設定する空調用電子制御ユニット（以下、エアコンＥＣＵ）６９と、を備える。ファン７０の駆動要求Ｆｒｑ３としては、前述の駆動要求Ｆｒｑ１，Ｆｒｑ２と同様に、高（Ｈｉ），中（Ｍ），低（Ｌｏ），停止（Ｓ）を選択して設定する。

燃料電池用冷却系４０のＦＣ用ラジエータ４２と駆動機器用冷却系５０のＥＶ用ラジエータ５２と空調用冷却系６０のコンデンサ６２は、図２に例示するように、燃料電池車１０の前部に燃料電池車１０の前進方向（前後方向）に対して略垂直（交差する方向）な平面に同一面内となるように、且つ、熱交換における作動温度が順に並ぶように上から順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２となるように、さらに、コンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２の冷却対象の熱負荷に応じた面積となるよう配置されている。ここで、コンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２の熱交換における作動温度は、実施例では、コンデンサ６２が４０℃〜６０℃，ＥＶ用ラジエータ５２が５０℃〜７０℃，ＦＣ用ラジエータ４２が６５℃〜８５℃である。このように、駆動源として固体高分子型の燃料電池スタックを搭載する場
合には、内燃機関を搭載する場合に比してその動作温度は低く、ラジエータにおける気水温度差が小さいため、ＦＣ用ラジエータ４２の搭載位置は重要なものとなる。実施例のように各冷却系４０，５０，６０の各熱交換器（ＦＣ用ラジエータ４２，ＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２）を同一平面内に配置することにより、内燃機関用のラジエータに比して気水温度差の小さいＦＣ用ラジエータ４２やＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２にも車両の走行に伴って導入される冷却風を直接作用させることができる。このため、冷却風が直接あたらないことによって生じ得る冷却不足を抑制することができる。また、熱交換における作動温度の順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２と並べることにより、作動温度の高いＦＣ用ラジエータ４２から作動温度の低いコンデンサ６２への伝熱を抑制することができる。さらに、上から順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２とすることにより、車速Ｖが小さいときでも必要放熱性能が大きなコンデンサ６２に冷却風の多くを供給することができる。加えて、各熱交換器（ＦＣ用ラジエータ４２，ＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２）の冷却対象の熱負荷に応じた面積となるよう配置することにより、各熱交換器に供給する冷却風を各熱交換器の冷却対象の熱負荷に見合ったものとすることができる。このため、車両の走行に伴って導入される冷却風の上下流による冷却性能不足などを抑止することができる。

ファン７０は、その回転軸にファン駆動用のファン用モータ７２が取り付けられており、このファン用モータ７２は、燃料電池用冷却系４０や駆動機器用冷却系５０，空調用冷却系６０の制御装置として機能するＦＣＥＣＵ４９やＥＶＥＣＵ５９，エアコンＥＣＵ６９と通信を行なうハイブリッド用電子制御ユニット７９（以下、ＨＶＥＣＵという）により各ＥＣＵ４９，５９，６９からの駆動要求Ｆｒｑ１，Ｆｒｑ２，Ｆｒｑ３に基づいて駆動制御されている。

冷却風方向変更装置８０は、車両のフロントグリルの一部をなし水平方向に細長い矩形の板状に形成された複数のフィン８２と、各フィン８２の長手方向（水平方向）の中心軸を中心として各フィン８２を連動して回転させる回転機構８４と、この回転機構８４の駆動源としての回転用モータ８６と、を備える。各フィン８２は、図２に示すように各フィン８２が略水平となる角度から、図３に示すように各フィン８２の車両内側（ＦＣ用ラジエータ４２やＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２側）が下方約４５度を向く角度まで回転することができるようになっている。したがって、フィン８２の角度θを変更することにより、走行に伴って導入される冷却風のＦＣ用ラジエータ４２やＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２への方向を変更することができる。即ち、各フィン８２を図２に示すように角度０度にすれば、冷却風を上部に配置されたコンデンサ６２やＥＶ用ラジエータ５２に向けることができ、各フィン８２を図３に示すように角度４５度にすれば、冷却風を下部に配置されたＦＣ用ラジエータ４２に向けることができる。なお、回転用モータ８６は、ＨＶＥＣＵ７９により駆動制御される。

次に、こうして構成された実施例の冷却システム３０の動作、特に冷却風の制御について説明する。図４は、ＨＶＥＣＵ７９により実行される冷却風制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば、１００ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

冷却風制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７９は、まず、燃料電池用冷却系４０や駆動機器用冷却系５０，空調用冷却系６０の制御装置として機能するＦＣＥＣＵ４９やＥＶＥＣＵ５９，エアコンＥＣＵ６９からファン７０の駆動要求Ｆｒｑ１，Ｆｒｑ２，Ｆｒｑ３や燃料電池装置１２の負荷（以下、ＦＣ負荷という）Ｐｆｃ，車速センサ２８からの車速Ｖを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。続いて、駆動要求Ｆｒｑ１，Ｆｒｑ２，Ｆｒｑ３のうち最大要求、即ち最も高い駆動要求でファン７０が駆動するようファン用モータ７２を駆動する（ステップＳ１１０）。そして、ＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖ
とに基づいてフィン８２の角度θを設定する（ステップＳ１２０）。ＦＣ負荷ＰｆｃとＦＣ用ラジエータ４２およびコンデンサ６２の必要放熱性能との関係の一例を図５に示し、車速とＦＣ用ラジエータ４２の通過風量とファン７０の駆動によって確保される風量との関係の一例を図６に示す。図５に示すように、ＦＣ負荷Ｐｆｃが大きくなるにしたがって、ＦＣ用ラジエータ４２の必要放熱性能は高くなるが、コンデンサ６２はＦＣ負荷Ｐｆｃに無関係に略一定の必要放熱性能となる。また、図６に示すように、車速Ｖが大きくなるにしたがって、ＦＣ用ラジエータ４２を通過する通過風量が大きくなり、ファン駆動による風量は小さくなる。これらのことを考慮すると、ＦＣ負荷Ｐｆｃが大きくなるにしたがって冷却風がＦＣ用ラジエータ４２の方に向くように、且つ、車速Ｖが大きくなるにしたがって冷却風がＦＣ用ラジエータ４２の方に向くようにフィン８２の角度θを設定すればよい。実施例では、ＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖとフィン８２の角度θとの関係を予め設定して冷却風方向設定用マップとしてＨＶＥＣＵ７９の図示しないＲＯＭに記憶しておき、ＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖとが与えられるとマップから対応するフィン８２の角度θを導出して設定するものとした。冷却風方向設定用マップを説明する説明図を図７に示す。こうしてフィン８２の角度θを設定すると、フィン８２が設定した角度θとなるよう冷却風方向変更装置８０の回転用モータ８６を駆動して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、ファン７０を適正に駆動することができると共にＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖに応じて冷却風をＦＣ用ラジエータ４２やＥＶ用ラジエータ５２、コンデンサ６２に供給することができる。

以上説明した実施例の冷却システム３０によれば、燃料電池用冷却系４０のＦＣ用ラジエータ４２と駆動機器用冷却系５０のＥＶ用ラジエータ５２と空調用冷却系６０のコンデンサ６２とを、燃料電池車１０の前部に燃料電池車１０の前進方向に対して略垂直な平面に同一面内となるように、且つ、熱交換における作動温度が順に並ぶように上から順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２となるように配置することにより、車両の走行に伴って導入される冷却風をコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２に直接供給することができると共に作動温度の高いＦＣ用ラジエータ４２から作動温度の低いコンデンサ６２への伝熱を抑制することができる。また、コンデンサ６２を最上部に配置することにより、車速Ｖが小さいときでも必要放熱性能が大きなコンデンサ６２に冷却風の多くを供給することができる。即ち、ＦＣ用ラジエータ４２とＥＶ用ラジエータ５２とコンデンサ６２とをより適正な配置とすることができ、ＦＣ用ラジエータ４２とＥＶ用ラジエータ５２とコンデンサ６２とをより効率的に機能させることができる。これにより、熱交換による冷却不足を抑制することができる。さらに、各熱交換器（ＦＣ用ラジエータ４２，ＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２）の冷却対象の熱負荷に応じた面積となるよう配置することにより、各熱交換器に供給する冷却風を各熱交換器の冷却対象の熱負荷に見合ったものとすることができる。このため、車両の走行に伴って導入される冷却風の上下流による冷却性能不足などを抑止することができる。

また、実施例の冷却システム３０によれば、ＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖとに基づいてフィン８２の角度θを変更することにより、ＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖに応じて冷却風をＦＣ用ラジエータ４２やＥＶ用ラジエータ５２、コンデンサ６２に供給することができる。この結果、ＦＣ用ラジエータ４２とＥＶ用ラジエータ５２とコンデンサ６２とをより効率的に機能させることができ、冷却不足を抑制することができる。もとより、燃料電池用冷却系４０や駆動機器用冷却系５０，空調用冷却系６０が要求するファン７０の駆動要求Ｆｒｑ１，Ｆｒｑ２，Ｆｒｑ３に基づいてファン７０を駆動するから、ファン７０をより適正に駆動することができると共に冷却不足を抑制することができる。

実施例の冷却システム３０では、ＦＣ負荷Ｐｆｃと車速Ｖとに基づいてフィン８２の角度θを変更するものとしたが、ＦＣ負荷Ｐｆｃだけに基づいてフィン８２の角度θを変更するものとしたり、車速Ｖだけに基づいてフィン８２の角度θを変更するものとしてもよ
い。また、フィン８２の角度θを変更する際のパラメータとしては、ＦＣ負荷Ｐｆｃや車速Ｖに限られず、路面勾配や加速度などを含む燃料電池車１０の走行状態や運転状態，外気温度などの環境状態，空調用冷却系６０の運転状態，走行用モータ１６の駆動状態などの種々のものを用いるものとしてもよい。

実施例の冷却システム３０では、熱交換における作動温度の順となるよう上から順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２となるように配置したが、熱交換における作動温度の順になればよいから、上から順にＦＣ用ラジエータ４２，ＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２となるよう配置してもよい。また、熱交換における作動温度を考慮する必要がないときには、上から順にＦＣ用ラジエータ４２，コンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２の配置としたり、ＥＶ用ラジエータ５２，コンデンサ６２，ＦＣ用ラジエータ４２の配置としたり、コンデンサ６２，ＦＣ用ラジエータ４２，ＥＶ用ラジエータ５２の配置としたり、ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２，コンデンサ６２の配置とするものとしても差し支えない。

実施例の冷却システム３０では、垂直方向に上から順にコンデンサ６２，ＥＶ用ラジエータ５２，ＦＣ用ラジエータ４２となるように配置したが、図８の変形例の燃料電池車１０Ｂに例示するように、水平方向に横にＦＣ用ラジエータ４２Ｂ，ＥＶ用ラジエータ５２Ｂ，コンデンサ６２Ｂとなるよう配置するものとしてもよい。この場合、フロントグリルには、垂直方向に細長い矩形の板状に形成された複数のフィン８２Ｂを取り付け、各フィン８２Ｂの長手方向（垂直方向）の中心軸を中心として各フィン８２Ｂを連動して回転させてフィン８２Ｂの角度を変更できるものとすればよい。そして、ＦＣ負荷Ｐｆｃが大きくなるにしたがって冷却風がＦＣ用ラジエータ４２の方に向くように、且つ、車速Ｖが大きくなるにしたがって冷却風がＦＣ用ラジエータ４２の方に向くようにフィン８２Ｂの角度θを変更すればよい。なお、水平方向にＦＣ用ラジエータ４２Ｂ，ＥＶ用ラジエータ５２Ｂ，コンデンサ６２Ｂを配置する場合、その順は、ＦＣ用ラジエータ４２Ｂからコンデンサ６２Ｂへの伝熱の抑制を考慮すれば、ＥＶ用ラジエータ５２が中央に位置する配置が好ましく、ＦＣ用ラジエータ４２Ｂからコンデンサ６２Ｂへの伝熱の抑制を考慮する必要がないときには如何なる順に配置してもよい。

実施例の冷却システム３０では、電力源として燃料電池装置１２を用いたが、内燃機関と発電機からなる発電装置を用いるものとしてもよい。

実施例では、冷却システム３０を燃料電池車１０に搭載するものとして説明したが、冷却システム３０を車両以外の船舶や航空機などの移動体に搭載するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の一実施例としての冷却システム３０を搭載する燃料電池車１０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の冷却システム３０の熱交換器の配置を例示する説明図である。 実施例の冷却システム３０の熱交換器の配置を例示する説明図である。 ＨＶＥＣＵ７９により実行される冷却風制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ＦＣ負荷ＰｆｃとＦＣ用ラジエータ４２およびコンデンサ６２の必要放熱性能との関係の一例を示す説明図である。 車速ＶとＦＣ用ラジエータ４２の通過風量とファン７０の駆動によって確保される風量との関係の一例を示す説明図である。 冷却風方向設定用マップを説明する説明図である。 変形例の燃料電池車１０Ｂの熱交換器の配置を例示する説明図である。

符号の説明

１０，１０Ｂ 燃料電池車、１２ 燃料電池装置、１４ インバータ、１６ 走行用モータ、１８ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０ バッテリ、２１，２１Ｂ 駆動輪、２２ シフトレバー、２３ シフトポジションセンサ、２４ アクセルペダル、２５ アクセルペダルポジションセンサ、２６ ブレーキペダル、２７ ブレーキペダルポジションセンサ、２８ 車速センサ、３０ 冷却システム、４０ 燃料電池用冷却系、４２，４２Ｂ ＦＣ用ラジエータ、４４ 連絡管、４６ ポンプ、４８ 温度センサ、４９ 燃料電池用電子制御ユニット（ＦＣＥＣＵ）、５０ 駆動機器用冷却系、５２，５２Ｂ ＥＶ用ラジエータ、５４ 連絡管、５６ ポンプ、５８ 温度センサ、５９ ＥＶ用電子制御ユニット（ＥＶＥＣＵ）、６０ 空調用冷却系、６１ コンプレッサ、６２，６２Ｂ コンデンサ、６４ 膨張弁、６６ エバポレータ、６８ 冷媒温度センサ、６９ エアコン用電子制御ユニット（エアコンＥＣＵ）、７０，７０ａ，７０ｂ ファン、７２ ファン用モータ、７９ ハイブリッド用電子制御ユニット、８０ 冷却風方向変更装置、８２，８２Ｂ フィン、８４ 回転機構、８６ 回転用モータ。

Claims (14)

1. 移動体に搭載された冷却システムであって、
   前記移動体の乗員室内の空気調節系に用いられる空調用熱交換器と前記移動体の駆動源の冷却に用いられる駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器を前記移動体の前部に該移動体の移動方向に対して略垂直な同一平面内となるよう配置したこと
   を特徴とする冷却システム。
2. 移動体に搭載された冷却システムであって、
   前記移動体の乗員室内の空気調節系に用いられ外気との熱交換を行なう空調用熱交換器と前記移動体の駆動源の冷却に用いられ外気との熱交換を行なう駆動源用熱交換器とを含む複数の熱交換器のすべてを前記移動体の前部に該移動体の前後方向に対して交差する同一平面内に該複数の熱交換器の各々の冷却対象の熱負荷に応じて配置したこと
   を特徴とする冷却システム。
3. 前記複数の熱交換器を水平方向に並べて配置してなる請求項１または２記載の冷却システム。
4. 前記複数の熱交換器を垂直方向に並べて配置してなる請求項１または２記載の冷却システム。
5. 前記空調用熱交換器を最上部に配置してなる請求項４記載の冷却システム。
6. 前記複数の熱交換器を作動温度の順に並べて配置してなる請求項１ないし５いずれか記載の冷却システム。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の冷却システムであって、
   前記移動体の駆動源は、発電を伴う電力源と、該電力源から供給される電力を用いて駆動する駆動機器とを備え、
   前記駆動源用熱交換器は、前記電力源の冷却に用いられる電力源用熱交換器と前記駆動機器の冷却に用いられる機器用熱交換器とを含む
   冷却システム。
8. 前記機器用熱交換器は、前記駆動機器を駆動するための電子部品の冷却に用いられる熱交換器である請求項７記載の冷却システム。
9. 前記空調用熱交換器，前記機器用熱交換器，前記電力源用熱交換器の順に並べて配置してなる請求項７または８記載の冷却システム。
10. 前記電力源は、燃料電池である請求項７ないし９いずれか記載の冷却システム。
11. 前記移動体の移動に伴って外部から前記複数の熱交換器に向けて導入される冷却風の方向を変更する冷却風方向変更手段を備える請求項１ないし１０いずれか記載の冷却システム。
12. 前記移動体の移動状態，運転状態，環境状態のうちの少なくとも一つに基づいて前記冷却風の方向が変更されるよう前記冷却風方向変更手段を制御する冷却風制御手段を備える請求項１１記載の冷却システム。
13. 前記空気調節系の運転状態，前記駆動源の駆動状態，前記移動体の移動状態のうちの少
    なくとも一つに基づいて前記冷却風の方向が変更されるよう前記冷却風方向変更手段を制御する冷却風制御手段を備える請求項１１記載の冷却システム。
14. 請求項１ないし１３いずれか記載の冷却システムを搭載する前記移動体としてのハイブリッド車。
    

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