JP2020100190A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータと熱交換器との間で双方向の送風を精度良く、かつ、安価に実現可能な送風装置を提供する。【解決手段】送風装置は、電子機器Ａを冷却する水回路２０のラジエータ２２と、キャビン又はバッテリ５０を温調する冷媒回路３０の熱交換器３２と、２つのファン２、３と、を備え、ラジエータ２２と、前記交換器３２とが車両前後方向に並設されており、２つのファン２、３のうち、一方のファン２は、正転させた際の送風の向きがラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向き（順方向）になるように配置され、他方のファン３は、正転させた際の送風の向きが熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き（逆方向）になるように配置され、正転させるファン２、３を切り替えることで、送風の向きを順方向と逆方向との間で切り替える制御手段６０、を更に備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車における送風装置に関する。

電気自動車では、モータやインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、充電器等の電子機器を冷却するための水回路のラジエータと、キャビン（室内）を温調するためにＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニットのヒータやエバポレータの温調を行うための冷媒回路の熱交換器とが、例えば車両前側に並設される場合がある（例えば特許文献１、２等参照）。
なお、本発明では、電気自動車とは、車輪をモータで駆動して走行することが可能な自動車をいい、バッテリを電源とする狭義の電気自動車や、燃料電池を電源とするいわゆる燃料電池車、モータの他にエンジン等の原動機を備えるいわゆるハイブリッド車（プラグインハイブリッド車を含む。）等が含まれる。

この場合、ラジエータが熱交換器よりも車両前側に配置される場合もあれば（例えば特許文献１参照）、車両後側に配置される場合もある（例えば特許文献２参照）。そして、通常、ラジエータや熱交換器の車両後側等にファンが並設されている。
そして、例えば特許文献３では、ファンを回転させる向きを変えることで（すなわちファンを正転させたり反転させたりすることで）、ラジエータから熱交換器に向かう向きに送風させたり熱交換器からラジエータに向かう向きに送風させること（すなわちラジエータと熱交換器との間で双方向の送風を行うこと）が記載されている。

特開２０１７−１６５１４１号公報 特開２０１３−１５４７５５号公報 特開２００８−２２１９９７号公報

しかしながら、ファンを反転させる場合に、ファンを正転させる場合と同様に精度良く反転させることができない場合が少なくない。
そして、ファンを反転させる場合に、正転させる場合と同様の高い精度で反転させることを構造的あるいは制御的に実現しようとすると、通常、コストがかかるため、電気自動車の価格の高騰を招く等の問題が生じる。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ラジエータと熱交換器との間で双方向の送風を精度良く、かつ、安価に実現可能な送風装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、送風装置において、
電子機器を冷却する水回路のラジエータと、
キャビン又はバッテリを温調する冷媒回路の熱交換器と、
２つのファンと、
を備え、
前記ラジエータと、前記熱交換器とが車両前後方向に並設されており、
前記２つのファンのうち、一方の前記ファンは、正転させた際の送風の向きが前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きになるように配置され、
他方の前記ファンは、正転させた際の送風の向きが前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きになるように配置され、
正転させる前記ファンを切り替えることで、送風の向きを、前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きと、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きとの間で切り替える制御手段、を更に備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
電子機器を冷却する水回路のラジエータと、キャビン又はバッテリを温調する冷媒回路の熱交換器とを備える送風装置において、
前記ラジエータと、前記熱交換器とが車両前後方向に並設されており、
前記ラジエータと前記熱交換器の車両前側、間又は車両後側に、回転軸が前記車両前後方向に直交する方向に向くように配置されたファンと、
前記ファンの前記車両前後方向における前記ファンに対して送風の向きの上流側及び下流側にそれぞれ複数設けられた複数の扉と、を更に備え、
前記ファンを正転させた状態で、前記複数の扉を開閉することで、送風の向きを、前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きと、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きとの間で切り替える制御手段、を更に備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の送風装置において、前記ラジエータと、前記熱交換器と、前記２つのファンとが前記車両前後方向に並設されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の送風装置において、
前記ファンを収容する筐体を備え、
前記複数の扉は、前記筐体の前記車両前後方向における側面に複数設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の送風装置において、前記ラジエータと前記熱交換器との間に、それらの間の送風を遮断するためのシャッタが開閉自在に配置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の送風装置において、前記制御手段は、前記水回路の冷却水の冷却が必要である場合、又は前記キャビン又は前記バッテリの昇温要求がある場合には、前記送風の向きを、前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きに切り替えるように制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の送風装置において、前記制御手段は、前記水回路の冷却水の冷却が必要ではなく、前記キャビン又は前記バッテリの昇温要求がなく、かつ、前記キャビン又は前記バッテリの冷却要求がある場合には、前記送風の向きを、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きに切り替えるように制御することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の送風装置において、
前記制御手段は、
前記水回路の冷却水の冷却が必要ではなく、前記キャビン又は前記バッテリの昇温要求がなく、かつ、前記キャビン又は前記バッテリの冷却要求がある場合には、前記送風の向きを、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きに切り替えるとともに、
前記シャッタを閉じるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、電気自動車において、ラジエータと熱交換器との間で双方向の送風を精度良く、かつ、安価に実現することが可能となる。

ラジエータが熱交換器よりも車両前側に配置されている、電気自動車における温調制御システムの構成例を表す概略図である。 熱交換器がラジエータよりも車両前側に配置されている、電気自動車における温調制御システムの構成例を表す概略図である。 送風機構の構成例１において送風の向きが（Ａ）ファン２を正転させるとラジエータから熱交換器に向かう向きになり、（Ｂ）ファン３を正転させると熱交換器からラジエータに向かう向きになることを説明する図である。 （Ａ）〜（Ｅ）構成例１における２つのファンのラジエータや熱交換器に対する配置例を表す図である。 送風機構の構成例２を表す図である。 構成例２において送風の向きが（Ａ）扉６Ａ、６Ｄを開くとラジエータから熱交換器に向かう向きになり、（Ｂ）扉６Ｂ、６Ｃを開くと熱交換器からラジエータに向かう向きになることを説明する図である。 制御部における制御の仕方を説明する図である。 キャビンやバッテリの昇温要求があるとされるための諸条件の関係を表す図である。 キャビンやバッテリの冷却要求があるとされるための諸条件の関係を表す図である。 （Ａ）ラジエータと熱交換器との間にシャッタを配置した構成を表す図であり、（Ｂ）ラジエータの排熱が熱交換器側に流れることが防止されることを説明する図である。 （Ａ）一方のファンをラジエータの前方に配置し、ラジエータと熱交換器との間にシャッタを配置した構成を表す図であり、（Ｂ）ラジエータが熱交換器の排熱を受熱しないように制御されることを説明する図である。

以下、本発明に係る送風装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［電気自動車の温調制御システム］
まず、本発明に係る送風装置について説明する前に、電気自動車における温調制御システムについて簡単に説明する。
図１及び図２は、電気自動車における温調制御システムの構成例を表す概略図であり、図１はラジエータが熱交換器よりも車両前側に配置されている構成例、図２は熱交換器がラジエータよりも車両前側に配置されている構成例を表す。なお、図１、図２や以下の各図では、図中左側が車両前方に対応し、図中右側が車両後方に対応している。

温調制御システム１０は、モータやインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、充電器等の電子機器Ａを冷却する水回路２０と、キャビンやバッテリ５０を温調する冷媒回路３０とを備えている。
水回路２０には、車両前方の部分にラジエータ２２が設けられており、ラジエータ２２で冷却水２１から外気に熱を放出させて（すなわち排熱して）冷却水２１を冷却する。また、水回路２０には、水回路２０内で冷却水２１を循環させるためのウォーターポンプ２３が設けられている。

冷媒回路３０は、ヒートポンプ構造とされている。冷媒回路３０には、熱交換器３２が設けられており、冷媒３１が熱交換器３２で、熱を外部に放出したり（排熱）、外部から熱を吸収（受熱）することができるようになっている。
また、冷媒回路３０には、コンプレッサ３３や水冷コンデンサ３４が設けられており、コンプレッサ３３で圧縮され昇温された冷媒３１の熱が水冷コンデンサ３４を介してＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニット４０のヒータ４１に送られて、ヒータ４１が昇温される（あるいはヒータ４１が高温に維持される。）。

なお、昇温されたヒータ４１でＨＶＡＣユニット４０内に取り込んだ外気やキャビン内の空気等を温めてキャビンに送風することで、キャビンを温調することができるようになっている。
また、ＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１で後述するバッテリ５０を温めることができるように構成することが可能である。そして、このように構成すれば、ＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１でバッテリ５０を昇温させることが可能となる。

一方、冷媒３１は、冷媒回路３０の膨張弁３５を通過する際に急激に減圧され温度が低下する。そして、低温の冷媒３１がＨＶＡＣユニット４０のエバポレータ４２に送られてエバポレータ４２を冷却する。
このようにしてエバポレータ４２が冷温になると、低温になったエバポレータ４２でＨＶＡＣユニット４０内に取り込んだ外気やキャビン内の空気等が冷やされ、それをキャビンに送風することで、キャビンを温調することができるようになっている。

また、バッテリ５０は冷媒回路３０のチラー（chiller）３６と接続されている。
そして、チラー３６を介してバッテリ５０の熱を冷媒３１に伝達し、それを熱交換器３２で排熱することで、バッテリ５０を冷却することができるようになっている。
なお、前述したように、バッテリ５０をＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１で温めることで、バッテリ５０を昇温させることができる。
図１や図２に示した構成例では、このようにしてバッテリ５０の温調を行うことができるようになっている。

［送風機構］
次に、以上のように構成された電気自動車におけるラジエータ及び熱交換器間の送風機構１（以下、単に送風機構１という。）について説明する。
なお、以下では、主に図１に示したようにラジエータ２２が熱交換器３２よりも車両前側に配置されている場合について説明し、図２に示したように熱交換器３２がラジエータ２２よりも車両前側に配置されている場合については図示や説明が省略される場合がある。

本実施形態に係る送風機構１では、水回路２０のラジエータ２２と冷媒回路３０の熱交換器３２とが車両前後方向に並設されている。そして、ファン（ラジエータファン）による送風の向きを、ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きと、熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きとの間で切り替えることができるように構成されている。
その際、ファンは正転する状態でのみ用いられるようになっており、本実施形態ではファンを反転させる状態で用いられることはない。
以下、いくつかの構成例を挙げて説明する。

［構成例１］
構成例１に係る送風機構１では、図１や図２に示すように、ラジエータ２２と熱交換器３２とともに、２つのファン２、３が車両前後方向に並設されている（すなわち前後に並設されている。）。
そして、２つのファン２、３のうち、一方のファン２は、図３（Ａ）に示すように、正転させた際の送風の向きがラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きになるように配置され、他方のファン３は、図３（Ｂ）に示すように、正転させた際の送風の向きが熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きになるように配置されている。
なお、図３（Ａ）、（Ｂ）等では、正転しているファンがドットで示されている。また、図中に示されている制御部６０については後で説明する。

すなわち、構成例１では、２つのファン２、３は、正転させた際の送風の向きが逆になるようになっている。
これは、例えば、２つのファン２、３を互いに逆方向に正転するように配置したり、あるいはファン２、３は互いに同じ方向に正転するが、回転軸に対する羽根の傾きが逆になるように配置すること等で実現することができる。

そして、構成例１では、正転させるファンをファン２とファン３との間で切り替えることで、送風の向きを、ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向き（図３（Ａ）参照）と熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き（図３（Ｂ）参照）との間で切り替えることができるようになっている。

なお、図示を省略するが、図２に示した構成では、ファン２、３を正転させた際の送風の向きは図３（Ａ）、（Ｂ）に示した状態と同じ状態になるが、ラジエータ２２と熱交換器３２の前後の順番が逆であるため、ファン２を正転させると、送風の向きが熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きになり、ファン３を正転させると、送風の向きがラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きになる。
また、構成例１では、ファン２とファン３とを同時に正転させることはなく、正転させていないファンは停止させている。

また、必ずしも２つのファン２、３をラジエータ２２や熱交換器３２の後方に配置しなくてもよい。すなわち、図４（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、ファン２、３をラジエータ２２と熱交換器３２の間や車両前側に配置するように構成することも可能である。
さらに、図３（Ａ）〜図４（Ｅ）のいずれの場合も、ファン２、３同士の相対的な前後の順番は逆であってもよい。

以上のように、構成例１では、２つのファン２、３がいずれも正転する状態で用いられるため（反転する状態では用いられないため）、ラジエータ２２と熱交換器３２との間で双方向の送風（送風の向きの切り替えを含む。）を精度良く行うことが可能となる。
また、ファン２、３が２つ必要になるが、安価なファンを用いれば大きなコストアップにつながることはなく、ラジエータ２２と熱交換器３２との間での精度の良い双方向の送風を安価に実現することが可能となる。そのため、電気自動車の価格が高騰することを抑制することが可能となる。

［構成例２］
上記の構成例１では、ファンを２つ用いたが、ファンを１つだけ用いて、ファンを正転させた状態で送風の向きを切り替えるように構成することも可能である。
図５に示すように、構成例２に係る送風機構１においても、ラジエータ２２と熱交換器３２は車両前後方向に並設されている。なお、図５に示されている制御部６０については後で説明する。

そして、構成例２では、ラジエータ２２や熱交換器３２の車両後側に、回転軸が、ラジエータ２２と熱交換器３２の車両前後方向に直交する方向に向くようにファン４が配置されている。なお、ファン４を正転させた場合の送風の向きが図中の上側から下向きになるようにファン４が配置されているものとする。
また、ファン４は筐体５に収容されており、筐体５のラジエータ２２と熱交換器３２側車両前側に２つの扉６Ａ、６Ｂが設けられており、筐体５のラジエータ２２と熱交換器３２の側とは反対側車両後側に２つの扉６Ｃ、６Ｄが設けられている。なお、ファン４に対して送風の向きの上流側に扉６Ａ、６Ｃが設けられ、送風の向きの下流側に扉６Ｂ、６Ｄが設けられているものとする。

そして、この構成例２では、ファン４を正転させた状態で、扉６Ａ〜６Ｄを開閉することで、送風の向きを、ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きと、熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きとの間で切り替えることができるようになっている。
以下、具体的に説明する。

ファン４を正転させると、筐体５内では図中上側から下向きに空気の流れが形成される。その状態で、図６（Ａ）に示すように、筐体５の扉６Ａと扉６Ｄを開くと（扉６Ｂ、６Ｃは閉鎖）、筐体５外の空気が扉６Ａから筐体５内に吸い込まれ、ファン４を通過して扉６Ｄから流出する空気の流れが形成される。
そのため、この場合は、ファン４の正転による送風の向きが、ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きになる。

一方、図６（Ｂ）に示すように、筐体５の扉６Ｂと扉６Ｃを開くと（扉６Ａ、６Ｄは閉鎖）、今度は、筐体５外の空気が扉６Ｃから筐体５内に吸い込まれ、ファン４を通過して扉６Ｂから流出する空気の流れが形成される。
そのため、この場合は、ファン４の正転による送風の向きが、熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きになる。

そのため、構成例２では、ファン４を正転させた状態で、複数の扉６Ａ〜６Ｄのうち開く扉を切り替えることで、送風の向きを、ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向き（図６（Ａ）参照）と、熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き（図６（Ｂ）参照）との間で切り替えることができるようになっている。

なお、図示を省略するが、図２に示したように熱交換器３２がラジエータ２２よりも車両前側に配置されている構成では、扉６Ａ〜６Ｄの開閉による送風の向きは図６（Ａ）、（Ｂ）に示した状態と同じ状態になるが、ラジエータ２２と熱交換器３２の前後の順番が逆であるため、扉６Ａ、６Ｄを開くと、送風の向きが熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きになり、扉６Ｂ、６Ｃを開くと、送風の向きがラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きになる。
また、構成例２においても、ファン４や筐体５等を必ずしもラジエータ２２や熱交換器３２の後方に配置しなくてもよく、ラジエータ２２と熱交換器３２との間に配置したり、あるいはラジエータ２２や熱交換器３２の前方に配置するように構成することも可能である。

以上のように、構成例２では、ファン４が正転する状態で用いられるため（反転する状態では用いられないため）、ラジエータ２２と熱交換器３２との間で双方向の送風（送風の向きの切り替えを含む。）を精度良く行うことが可能となる。
また、筐体５や扉６Ａ〜６Ｄが必要になるが、それらは安価に製造することが可能であるため大きなコストアップにつながることはなく、ラジエータ２２と熱交換器３２との間での精度の良い双方向の送風を安価に実現することが可能となる。そのため、電気自動車の価格が高騰することを抑制することが可能となる。

［送風装置］
次に、上記の本実施形態に係る送風機構１を用いたラジエータ及び熱交換器間の送風装置について説明する。

なお、以下でも、主に図３（Ａ）、（Ｂ）や図５等に示したようにラジエータ２２が熱交換器３２よりも車両前側に配置されている場合について説明し、図２に示したように熱交換器３２がラジエータ２２よりも車両前側に配置されている場合については図示や説明が省略される場合がある。
また、以下では、便宜的に、ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きを順方向、熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きを逆方向と略す。

本実施形態では、ラジエータ及び熱交換器間の送風装置は、図３（Ａ）、（Ｂ）や図５に示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）等で構成された制御部６０を備えている。
そして、制御部６０は、種々の条件に基づいて、正転させるファンをファン２とファン３との間で切り替えたり（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）開く扉６Ａ〜６Ｄを切り替えることで（図５や図６（Ａ）、（Ｂ）参照）、ラジエータ２２と熱交換器３２との間の送風の向きを、順方向（ラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向き）に切り替え、あるいは逆方向（熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き）に切り替えるように制御するようになっている。

以下、制御部６０で行われる制御について、その前提となる事項を踏まえた上で、図７等に従って具体的に説明する。

［前提１］
本実施形態では、図３（Ａ）、（Ｂ）や図５等に示したように、ラジエータ２２と熱交換器３２とが並設されている。

［前提２］
そして、順方向に送風すると、ラジエータ２２側が熱交換器３２側に空気が流れるため、熱交換器３２の排熱はラジエータ２２側には流れない。そのため、ラジエータ２２が熱交換器３２の排熱を受熱しないように制御することができる。
また、順方向に送風すると、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れるため、熱交換器３２でその排熱を受熱する状況を形成することもできる。

［前提３］
反対に、逆方向に送風すると、熱交換器３２側からラジエータ２２側に空気が流れるに空気が流れるため、ラジエータ２２の排熱は熱交換器３２側には流れない。
そのため、少なくとも熱交換器３２がラジエータ２２の排熱を受熱しないように制御することができる。

［制御方法１］
ラジエータ２２では、通常、水回路２０の冷却水２１から外気への排熱が行われ、冷却水２１は排熱することで冷却される。
たとえば電気自動車の場合、特に電子機器Ａ（図１等参照）の温度管理が重要であり、通常、電子機器Ａを冷却する冷却水２１の温度Ｔ２１も高くなり過ぎないように厳しく管理される。

そのため、本実施形態では、制御部６０は、水回路２０の冷却水２１の温度Ｔ２１を監視し、冷却水２１の冷却が必要である場合、すなわち図７に示すように冷却水２１の温度Ｔ２１が閾値Ｔ２１−ｔｈ以上になった場合には、順方向に送風するように切り替える（すなわち送風の向きをラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きに切り替える）ように制御するようになっている。
このように制御すると、ラジエータ２２が熱交換器３２の排熱を受熱しないように制御することが可能となる。そのため、ラジエータ２２が熱交換器３２の排熱を受熱してしまい冷却水２１の冷却効率が低下することを防止して、ラジエータ２２で冷却水２１を的確に冷却することが可能となる。

［制御方法２］
また、本実施形態では、冷媒回路３０は、図１や図２に示したようにヒートポンプ構造とされており、ＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１が使用される際には、冷媒回路３０の冷媒３１は熱交換器３２で外気から熱を吸収し、その熱をヒータ４１に運んでヒータ４１を加熱するように構成されている。
その際、順方向に送風すると、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れ、熱交換器３２でその排熱を受熱することができる。そのため、冷媒回路３０の冷媒３１が、熱交換器３２で単に外気から熱を吸収する場合に比べて、ラジエータ２２の排熱を受熱する分だけ冷媒３１が吸収する熱を多くすることができる。

そのため、本実施形態では、制御部６０は、ＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１の使用時に、ヒータ４１をより急速に加熱する必要がある場合、すなわちキャビンやバッテリ５０の昇温要求（図７参照）がある場合に、順方向に送風するように切り替える（すなわち送風の向きをラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向きに切り替える）ように制御するようになっている。
本実施形態では、例えば以下の条件１−１又は条件１−２と条件２と条件３とが全て満たされた場合にキャビンやバッテリ５０の昇温要求があるとされるようになっている（図８参照）。なお、以下で説明する条件はあくまで一例であり、昇温要求があるとするための条件は、実際には電気自動車の構成や制御機構等に基づいて決められる。

（条件１−１）キャビンの目標温度（設定温度）Ｔｃａ−ｔと実際のキャビンの温度Ｔｃａ−ｒとの差ΔＴｃａがキャビン温度差閾値ΔＴｃａ−ｔｈ１以上であること。又は（条件１−２）バッテリ５０の目標温度Ｔ５０−ｔと実際のバッテリの温度Ｔ５０−ｒとの差ΔＴ５０がバッテリ温度差閾値ΔＴ５０−ｔｈ１以上であること。
すなわち、キャビンやバッテリ５０の実際の温度がそれらの目標温度よりも温度差閾値以上に低いこと。

（条件２）水冷コンデンサ３４とＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１とを結ぶ熱媒回路（図１や図２参照）のウォーターポンプ（図示省略）の回転数Ｎｐ１が最高回転数Ｎｐ１maxになっていること。
（条件３）冷媒回路３０のコンプレッサ３３（図１や図２参照）の回転数Ｎ３３が最高回転数Ｎ３３maxになっていること。
すなわち、ウォーターポンプやコンプレッサ３３が既にいわばフル回転していること。

このように、本実施形態では、ＨＶＡＣユニット４０のヒータ４１を昇温させるために既にウォーターポンプやコンプレッサ３３がフル回転しているにもかかわらず、キャビンやバッテリ５０の実際の温度がそれらの目標温度よりも温度差閾値以上に低い場合に、キャビンやバッテリ５０の昇温要求があるとされるようになっている。

そして、キャビンやバッテリ５０の昇温要求がある場合に、上記のように送風の向きをラジエータ２２から熱交換器３２に向かう向き（順方向）に切り替えるように制御することで、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れるため、冷媒回路３０の冷媒３１は、熱交換器３２で、単に外気から熱を吸収するだけでなく、ラジエータ２２の排熱を受熱することも可能となる。
そのため、冷媒回路３０の冷媒３１は、通常の場合のように単に外気から熱を吸収する場合に比べて、吸収する熱が多くなるため、冷媒３１がＨＶＡＣユニット４０にヒータ４１に供給する熱量が多くなり、ヒータ４１をより急速に加熱することが可能となる。

［制御方法３］
一方、本実施形態では、ＨＶＡＣユニット４０のエバポレータ４２（図１や図２参照）が使用される際には、冷媒回路３０の冷媒３１はエバポレータ４２で吸収された熱を熱交換器３２に運んで、熱交換器３２から外気に排熱するように構成されている。
その際、順方向に送風すると、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れ、熱交換器３２での排熱効率が低下する可能性がある。そのため、この場合は、逆方向すなわち送風の向きが熱交換器３２側からラジエータ２２側に向かう方向になるように制御するように構成することが望ましい。

そのため、本実施形態では、制御部６０は、ＨＶＡＣユニット４０のエバポレータ４２の使用時に、エバポレータ４２による冷却効率を高める要がある場合、すなわちキャビンやバッテリ５０の冷却要求（図７参照）がある場合に、逆方向に送風するように切り替える（すなわち送風の向きを熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向きに切り替える）ように制御するようになっている。
なお、本実施形態では、上記のように水回路２０の冷却水２１の冷却が必要である場合にはそちらが優先される。また、キャビンやバッテリ５０の昇温要求がある場合もそちらが優先される。

そのため、本実施形態では、制御部６０は、図７に示すように、水回路２０の冷却水２１の冷却が必要ではなく（すなわち冷却水２１の温度Ｔ２１が前述した閾値Ｔ２１−ｔｈ未満であり）、キャビンやバッテリ５０の昇温要求がなく、かつ、キャビンやバッテリ５０の冷却要求がある場合に、送風の向きを、熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き（逆方向）に切り替えるように制御するようになっている。
本実施形態では、例えば以下の条件４−１又は条件４−２と条件５と条件６とが全て満たされた場合にキャビンやバッテリ５０の冷却要求があるとされるようになっている（図９参照）。なお、以下で説明する条件はあくまで一例であり、冷却要求があるとするための条件は、実際には電気自動車の構成や制御機構等に基づいて決められる。

（条件４−１）キャビンの目標温度（設定温度）Ｔｃａ−ｔと実際のキャビンの温度Ｔｃａ−ｒとの差ΔＴｃａがキャビン温度差閾値ΔＴｃａ−ｔｈ２以下であること。又は（条件４−２）バッテリ５０の目標温度Ｔ５０−ｔと実際のバッテリの温度Ｔ５０−ｒとの差ΔＴ５０がバッテリ温度差閾値ΔＴ５０−ｔｈ２以下であること。
すなわち、キャビンやバッテリ５０の実際の温度がそれらの目標温度よりも温度差閾値以上に高いこと。

（条件５）膨張弁３５やチラー３６（図１等参照）を通過するように冷媒３１を流通させるためのウォーターポンプ（図示省略）の回転数Ｎｐ２が最高回転数Ｎｐ２maxになっていること。
（条件６）冷媒回路３０のコンプレッサ３３（図１や図２参照）の回転数Ｎ３３が最高回転数Ｎ３３maxになっていること。
すなわち、ウォーターポンプやコンプレッサ３３が既にフル回転していること。

このように、本実施形態では、エバポレータ４２やバッテリ５０を冷却するために既にウォーターポンプやコンプレッサ３３がフル回転しているにもかかわらず、キャビンやバッテリ５０の実際の温度がそれらの目標温度よりも温度差閾値以上に高い場合に、キャビンやバッテリ５０の冷却要求があるとされるようになっている。

そして、キャビンやバッテリ５０の冷却要求がある場合に、上記のように送風の向きを熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き（逆方向）に切り替えるように制御することで、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れてくることが防止される。
そのため、ラジエータ２２の排熱により熱交換器３２の冷却効率が損なわれることなく熱交換器３２で的確に排熱して冷媒回路３０の冷媒３１が冷却されるため、キャビンやバッテリ５０の冷却要求があった場合にエバポレータ４２やバッテリ５０をより急速に冷却することが可能となる。

［シャッタについて］
なお、上記の制御方法３で、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れてくることを確実に防止するために、前述したラジエータ及び熱交換器間の送風機構１において、例えば図１０（Ａ）に示すように、ラジエータ２２と熱交換器３２との間に、それらの間の送風を遮断するためのシャッタ７を開閉自在に配置するように構成することが可能である。
シャッタ７は、通常、開いた状態になっている。そして、制御部６０は、上記の制御方法３で送風の向きを熱交換器３２からラジエータ２２に向かう向き（逆方向）に切り替える際に、それとともにシャッタ７を閉じるように制御するように構成することが可能である。

なお、図１０（Ａ）等では、上記の構成例１においてシャッタ７を配置する場合が示されているが、図示を省略するが、上記の構成例２（図５等参照）において同様にシャッタ７を設けるように構成することも可能である。
このように構成すれば、図１０（Ｂ）に示すように、熱交換器３２からラジエータ２２側に送風させることだけでなく、閉じられたシャッタ７によってもラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れてくることが防止される。そのため、ラジエータ２２の排熱が熱交換器３２側に流れてくることを確実に防止することが可能となる。

なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
例えば、上記の制御方法１において、ラジエータ２２が熱交換器３２の排熱を受熱しないように制御するために、例えば図１１（Ａ）に示すように、ファン２をラジエータ２２の前方に配置し、さらにラジエータ２２と熱交換器３２との間にシャッタ７を開閉自在に配置する。

そして、冷却水２１の温度Ｔ２１が閾値Ｔ２１−ｔｈ以上になった場合に、図１１（Ｂ）に示すように、ファン２を正転させてラジエータ２２から熱交換器３２に向かう方向（順方向）に送風するとともに、シャッタ７を閉じるように構成することも可能である。
このように構成すれば、ラジエータ２２が熱交換器３２の排熱を受熱しないようにより確実に制御することが可能となり、ラジエータ２２で冷却水２１を的確に冷却することが可能となる。

２、３ ファン
４ ファン
６Ａ〜６Ｄ 扉
７ シャッタ
２０ 水回路
２１ 冷却水
２２ ラジエータ
３０ 冷媒回路
３２ 熱交換器
５０ バッテリ
６０ 制御部（制御手段）
Ａ 電子機器

Claims (8)

1. 電子機器を冷却する水回路のラジエータと、
   キャビン又はバッテリを温調する冷媒回路の熱交換器と、
   ２つのファンと、
   を備え、
   前記ラジエータと、前記熱交換器とが車両前後方向に並設されており、
   前記２つのファンのうち、一方の前記ファンは、正転させた際の送風の向きが前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きになるように配置され、
   他方の前記ファンは、正転させた際の送風の向きが前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きになるように配置され、
   正転させる前記ファンを切り替えることで、送風の向きを、前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きと、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きとの間で切り替える制御手段、を更に備えることを特徴とする送風装置。
2. 電子機器を冷却する水回路のラジエータと、キャビン又はバッテリを温調する冷媒回路の熱交換器とを備える送風装置において、
   前記ラジエータと、前記熱交換器とが車両前後方向に並設されており、
   前記ラジエータと前記熱交換器の車両前側、間又は車両後側に、回転軸が前記車両前後方向に直交する方向に向くように配置されたファンと、
   前記ファンの前記車両前後方向における前記ファンに対して送風の向きの上流側及び下流側にそれぞれ複数設けられた複数の扉と、を更に備え、
   前記ファンを正転させた状態で、前記複数の扉を開閉することで、送風の向きを、前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きと、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きとの間で切り替える制御手段、を更に備えることを特徴とする送風装置。
3. 前記ラジエータと、前記熱交換器と、前記２つのファンとが前記車両前後方向に並設されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
4. 前記ファンを収容する筐体を備え、
   前記複数の扉は、前記筐体の前記車両前後方向における側面に複数設けられていることを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
5. 前記ラジエータと前記熱交換器との間に、それらの間の送風を遮断するためのシャッタが開閉自在に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の送風装置。
6. 前記制御手段は、前記水回路の冷却水の冷却が必要である場合、又は前記キャビン又は前記バッテリの昇温要求がある場合には、前記送風の向きを、前記ラジエータから前記熱交換器に向かう向きに切り替えるように制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の送風装置。
7. 前記制御手段は、前記水回路の冷却水の冷却が必要ではなく、前記キャビン又は前記バッテリの昇温要求がなく、かつ、前記キャビン又は前記バッテリの冷却要求がある場合には、前記送風の向きを、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きに切り替えるように制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の送風装置。
8. 前記制御手段は、
   前記水回路の冷却水の冷却が必要ではなく、前記キャビン又は前記バッテリの昇温要求がなく、かつ、前記キャビン又は前記バッテリの冷却要求がある場合には、前記送風の向きを、前記熱交換器から前記ラジエータに向かう向きに切り替えるとともに、
   前記シャッタを閉じるように制御することを特徴とする請求項５に記載の送風装置。

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