JP2022052967A - 温調装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ限界温度を超えないようにしつつラジエータの利用頻度を大きくできる温調装置及び車両を提供する。【解決手段】温調装置は、バッテリと、前記バッテリの第１温度を取得する第１温度取得部と、電力変換装置と、前記電力変換装置の第２温度を取得する第２温度取得部と、複数の冷却モードからいずれか一つの冷却モードを選択する制御部と、を備え、前記複数の冷却モードは、シリーズ冷却モードと、セパレート冷却モードと、パラレル冷却モードと、を含み、前記制御部は、前記第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度Ｔｒ以上、且つ、前記第１温度Ｔｂａｔｔが前記第２温度ＴｗＰＣＵ以上の場合、前記シリーズ冷却モードを選択する。【選択図】図８

Description

本発明は、温調装置及び車両に関するものである。

下記特許文献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。

特開２０１３－１８８０９８号公報

ところで、上記のような温調装置では、冷却効率を高めるため、電気エネルギーを使用せず外気と熱交換を行うラジエータの利用頻度を大きくすることが求められている。一方、近年のバッテリは、大容量化に伴い熱容量も大きくなっており、バッテリの限界温度近くまでラジエータを使用していると、チラー冷却等に切り替えて急速冷却してもバッテリの温度が下がりきらず、バッテリ限界温度をオーバーシュートしてしまう虞があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、バッテリ限界温度を超えないようにしつつラジエータの利用頻度を大きくできる温調装置及び車両を提供することを目的の一つとする。

この発明に係る温調装置及び車両は、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る温調装置は、バッテリと、前記バッテリの第１温度を取得する第１温度取得部と、電力変換装置と、前記電力変換装置の第２温度を取得する第２温度取得部と、空調用熱媒体を循環させる空調回路を備える空調装置と、前記バッテリに熱媒体を供給する第１ポンプ、及び、前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換させる第１熱交換部と、を備える第１温度調節回路と、前記電力変換装置に前記熱媒体を供給する第２ポンプと、前記熱媒体と外気とで熱交換させる第２熱交換部と、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結合循環状態と、前記熱媒体が前記第１温度調節回路及び前記第２温度調節回路の少なくとも一方を循環可能な非結合循環状態とに、前記熱媒体の循環経路を切替可能な切替部と、複数の冷却モードからいずれか一つの冷却モードを選択する制御部と、を備え、前記複数の冷却モードは、前記結合循環状態において、前記第２熱交換部を熱交換可能な状態とすると共に、前記第１熱交換部を熱交換不能な状態として、前記結合回路に前記熱媒体を循環させるシリーズ冷却モードと、前記非結合循環状態において、前記第２熱交換部を熱交換可能な状態とすると共に、前記第１熱交換部を熱交換不能な状態として、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冷却モードと、前記非結合循環状態において、前記第２熱交換部を熱交換可能な状態とすると共に、前記第１熱交換部を熱交換可能な状態として、前記第２温度調節回路と前記第１温度調節回路のそれぞれで前記熱媒体を循環させるパラレル冷却モードと、を含み、前記制御部は、前記第１温度が所定の温度以上、且つ、前記第１温度が前記第２温度以上の場合、前記シリーズ冷却モードを選択する。

（２）：上記（１）の態様では、前記制御部は、前記第１温度が前記所定の温度未満の場合、前記セパレート冷却モードを選択してもよい。

（３）：上記（１）または（２）の態様では、前記制御部は、前記第１温度が前記所定の温度以上、且つ、前記第１温度が前記第２温度未満の場合、前記パラレル冷却モードを選択してもよい。

（４）：上記（３）の態様では、前記制御部は、前記パラレル冷却モードを選択した場合、前記バッテリ、前記空調装置、及び前記電力変換装置の少なくともいずれか１つの負荷状況に応じて、前記第１熱交換部における熱交換を開始する下限作動温度を可変させてもよい。

（５）：上記（４）の態様では、前記制御部は、前記下限作動温度であるＴｃを、前記バッテリの充電率が所定値以上の場合にＴ１とし、また、前記バッテリの充電率が前記所定値未満であって、前記空調装置が作動している場合にＴ２とし、また、前記バッテリの充電率が所定値未満であって、前記空調装置が作動していない場合にＴ３とし、
Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３
の関係を満たすようにＴｃを設定してもよい。

（６）この発明の一態様に係る車両は、上記（１）～（５）の態様の温調装置を備える。

上記（１）～（６）の態様によれば、バッテリ限界温度を超えないようにしつつラジエータの利用頻度を大きくすることができる。

一実施形態に係る温調装置の構成を示す回路図である。 一実施形態に係る温調装置の制御系を示すブロック図である。 一実施形態に係る温調装置のシリーズ冷却モードを示す説明図である。 一実施形態に係る温調装置のセパレート冷却モードを示す説明図である。 一実施形態に係る温調装置のパラレル冷却モードを示す説明図である。 一実施形態に係る冷却モードの制御マップを示す図である。 一実施形態に係る冷却モードの切り替えに伴うバッテリと熱媒体の温度の変化を示すグラフである。 一実施形態に係る冷却モード選択の制御フローである。 一実施形態に係る車両の概略構成を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る温調装置１の構成を示す回路図である。
温調装置１は、図示しない車両に搭載されている。当該車両は、例えば、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。
温調装置１は、図１に示すように、バッテリ１１や電力変換装置１３等の電装系の温度調節回路１０と、空調系の温度調節回路（空調回路２０）と、駆動系の温度調節回路３０と、を備えている。

温度調節回路１０は、第１発熱機器（バッテリ１１、充電器１２）を冷却する第１温度調節回路１０Ａと、第２発熱機器（電力変換装置１３、車載インバータ１４）を冷却する第２温度調節回路１０Ｂと、第１温度調節回路１０Ａと第２温度調節回路１０Ｂとを結合して結合回路１０Ｃを形成する結合通路１１Ｃと、を備えている。

バッテリ１１は、車両の電装系、空調系、駆動系の少なくとも一つに電力を供給する。充電器１２は、図示しない外部電源と電気的に接続されたときに、バッテリ１１を充電する。電力変換装置１３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。車載インバータ１４は、車両バッテリのＤＣを家庭用のＡＣに変換する。

第１温度調節回路１０Ａは、第１ポンプ１１Ａと、第１熱交換部１２Ａと、を備えている。第１ポンプ１１Ａは、熱媒体を循環させ、バッテリ１１及び充電器１２に熱媒体を供給する。第１熱交換部１２Ａは、例えば、チラーであって、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換させる。熱媒体は、例えば、水、ラジエータ液、クーラン卜液等である。また、空調用熱媒体は、例えば、フロン、代替フロン等である。

第１温度調節回路１０Ａにおいて、第１ポンプ１１Ａより下流側且つ第１熱交換部１２Ａより上流側には、電磁開閉弁１３Ａ及び逆止弁１４Ａが設けられている。第１ポンプ１１Ａ、電磁開閉弁１３Ａ及び逆止弁１４Ａは、結合回路１０Ｃを本流としたときに支流となる第１温度調節回路１０Ａのバイパス流路１０ａに設けられている。

第１温度調節回路１０Ａにおいて、第１熱交換部１２Ａより下流側且つバッテリ１１より上流側には、電磁切換弁１５Ａが設けられている。電磁切換弁１５Ａには、バイパス流路１０Ｄの一端が接続されている。バイパス流路１０Ｄの他端は、第１温度調節回路１０Ａにおいて、電磁切換弁１５Ａより下流側且つバッテリ１１より上流側に接続されている。バイパス流路１０Ｄには、駆動系の温度調節回路３０との間で熱交換する第３熱交換部１１Ｄ（ヒータ）が設けられている。

第２温度調節回路１０Ｂは、第２ポンプ１１Ｂと、第２熱交換部１２Ｂと、リザーブタンク１３Ｂと、を備えている。第２ポンプ１１Ｂは、熱媒体を循環させ、電力変換装置１３及び車載インバータ１４に熱媒体を供給する。第２熱交換部１２Ｂは、例えば、ラジエータであって、熱媒体と外気とで熱交換させる。リザーブタンク１３Ｂは、図示しない熱媒体の注水口とエア抜きの排気口が設けられ、温度調節回路１０に熱媒体を注水する。

第２温度調節回路１０Ｂにおいて、第２ポンプ１１Ｂより下流側には、電磁切換弁１４Ｂが設けられている。電磁切換弁１４Ｂは、結合通路１１Ｃと、結合回路１０Ｃを本流としたときに支流となる第２温度調節回路１０Ｂのバイパス流路１０ｂとに、熱媒体の循環経路を切り替える。バイパス流路１０ｂは、第２温度調節回路１０Ｂにおいて、電力変換装置１３より上流側に接続されている。

結合通路１１Ｃは、第１温度調節回路１０Ａと第２温度調節回路１０Ｂとを二カ所で結合している。結合通路１１Ｃの一つは、電磁切換弁１４Ｂと、第１温度調節回路１０Ａにおける逆止弁１４Ａより下流側且つ第１熱交換部１２Ａより上流側との間を結合している。結合通路１１Ｃのもう一つは、第１温度調節回路１０Ａにおける充電器１２より下流側且つ第１ポンプ１１Ａより上流側と、第２温度調節回路１０Ｂにおける電磁切換弁１４Ｂより下流側且つ電力変換装置１３より上流側との間を結合している。

空調回路２０は、空調装置２の一部を形成している。空調装置２は、内外気切替ドア２１と、内外気切替ドア２１を通過したエアを吸引し吹き出すブロアファン２２と、ブロアファン２２から吹き出されたエアを冷却するエバポレータ２３と、エバポレータ２３を通過したエアのヒーターコア２５に向かう配風割合を調整するミックスドア２４と、ミックスドア２４より下流側に配置されエアを加熱するヒーターコア２５と、ヒーターコア２５より下流側に配置され、図示しない車両の複数のエア吹出口に対する配風割合を調整するロータリードア２６と、を備えている。

空調回路２０は、第１温度調節回路１０Ａの第１熱交換部１２Ａに接続された循環流路２０Ａと、空調装置２のエバポレータ２３に接続されたバイパス流路２０Ｂと、を備えている。循環流路２０Ａには、コンプレッサ２１Ａ、コンデンサ２２Ａ、及び電気式膨張弁２３Ａが設けられている。循環流路２０Ａは、電気式膨張弁２３Ａより下流側且つコンプレッサ２１Ａより上流側で、第１熱交換部１２Ａと接続されている。

バイパス流路２０Ｂは、循環流路２０Ａにおいて、コンデンサ２２Ａより下流側且つ電気式膨張弁２３Ａより上流側と、第１熱交換部１２Ａより下流側且つコンプレッサ２１Ａより上流側との間を接続する。バイパス流路２０Ｂにおけるエバポレータ２３より上流側には、膨張弁２２Ｂと電磁開閉弁２１Ｂとが設けられている。

駆動系の温度調節回路３０は、エンジン３及び第３熱交換部１１Ｄに接続された循環流路３０Ａと、ヒーターコア２５に接続されたバイパス流路３０Ｂと、を備えている。循環流路３０Ａには、ポンプ３１Ａ、水加熱電気ヒーター３２Ａ、電磁開閉弁３３Ａ、及び電磁切換弁３４Ａが設けられている。循環流路３０Ａは、水加熱電気ヒーター３２Ａより下流側且つ電磁開閉弁３３Ａより上流側で、第３熱交換部１１Ｄと接続されている。

バイパス流路３０Ｂは、循環流路３０Ａにおいて、水加熱電気ヒーター３２Ａより下流側且つ第３熱交換部１１Ｄより上流側と、電磁開閉弁３３Ａより下流側且つエンジン３より上流側との間を接続する。また、電磁切換弁３４Ａには、バイパス流路３０Ｃの一端が接続されている。バイパス流路３０Ｃの他端は、循環流路３０Ａにおいて、循環流路３０Ａにおけるバイパス流路３０Ｂの接続位置より下流側且つエンジン３より上流側に接続されている。

次に、図２を参照して、上記構成の温調装置１の制御系について説明する。

図２は、一実施形態に係る温調装置１の制御系を示すブロック図である。
図２に示すように、温調装置１は、第１ポンプ１１Ａと、第２ポンプ１１Ｂと、電磁開閉弁１３Ａ、電磁切換弁１４Ｂ，１５Ａを含む切替部４０と、これら第１ポンプ１１Ａ、第２ポンプ１１Ｂ、及び切替部４０を制御する制御部５０と、バッテリ１１の第１温度Ｔｂａｔｔを取得する第１温度取得部１５と、電力変換装置１３の第２温度ＴｗＰＣＵを取得する第２温度取得部１６と、第２熱交換部１２Ｂの第３温度ＴｗＲＡＤを取得する第３温度取得部１７と、を備えている。

第１温度取得部１５は、図１に示すように、第１温度調節回路１０Ａにおけるバッテリ１１の入口に接続され、熱媒体の温度を取得する。なお、第１温度取得部１５は、バッテリ１１に直接接続してもよい。第２温度取得部１６は、第２温度調節回路１０Ｂにおける電力変換装置１３の入口に配置され、熱媒体の温度を取得する。なお、第２温度取得部１６は、電力変換装置１３に直接接続してもよい。第３温度取得部１７は、第２熱交換部１２Ｂの出口側に直接接続され、熱媒体の温度を取得する。なお、第３温度取得部１７は、第２温度調節回路１０Ｂにおける第２熱交換部１２Ｂの出口に接続されてもよい。

切替部４０は、温度調節回路１０において、熱媒体が結合回路１０Ｃを循環可能な結合循環状態と、熱媒体が第１温度調節回路１０Ａ及び第２温度調節回路１０Ｂの少なくとも一方を循環可能な非結合循環状態とに、熱媒体の循環経路を切り替える。
制御部５０は、複数の冷却モードからいずれか一つの冷却モードを選択することができる。複数の冷却モードには、シリーズ冷却モードと、セパレート冷却モードと、パラレル冷却モードと、が含まれる。

図３は、一実施形態に係る温調装置１のシリーズ冷却モードを示す説明図である。
シリーズ冷却モードは、結合循環状態において、第２熱交換部１２Ｂを熱交換可能な状態（ＯＮ状態）とすると共に、第１熱交換部１２Ａを熱交換不能な状態（ＯＦＦ状態）として、結合回路１０Ｃに熱媒体を循環させる。具体的に、シリーズ冷却モードは、図３に示すように、電磁開閉弁１３ＡをＯＦＦにし、バイパス流路１０ａを遮断すると共に、電磁切換弁１４ＢをＯＮにし、接続経路をバイパス流路１０ｂから結合通路１１Ｃに切り替える。

このシリーズ冷却モードは、第１ポンプ１１Ａ、第１熱交換部１２Ａの動作を停止させ、第２ポンプ１１Ｂの駆動によって、結合回路１０Ｃに熱媒体を循環させる。これにより、第２ポンプ１１Ｂから吐出される熱媒体が、結合回路１０Ｃにおいて、バッテリ１１、充電器１２、電力変換装置１３、車載インバータ１４、第２熱交換部１２Ｂの順番で循環する。これにより、バッテリ１１、充電器１２、電力変換装置１３、及び車載インバータ１４が冷却される。

図４は、一実施形態に係る温調装置１のセパレート冷却モードを示す説明図である。
セパレート冷却モードは、非結合循環状態において、第２熱交換部１２Ｂを熱交換可能な状態（ＯＮ状態）とすると共に、第１熱交換部１２Ａを熱交換不能な状態（ＯＦＦ状態）として、第２温度調節回路１０Ｂに熱媒体を循環させる。具体的に、セパレート冷却モードは、図４に示すように、電磁切換弁１４ＢをＯＦＦにし、接続経路を結合通路１１Ｃからバイパス流路１０ｂに切り替える。

このセパレート冷却モードは、第２ポンプ１１Ｂの駆動によって、第２温度調節回路１０Ｂに熱媒体を循環させる。これにより、第２ポンプ１１Ｂから吐出される熱媒体が、第２温度調節回路１０Ｂにおいて、電力変換装置１３、車載インバータ１４、第２熱交換部１２Ｂの順番で循環する。これにより、電力変換装置１３及び車載インバータ１４が冷却される。なお、セパレート冷却モードにおいて、電磁開閉弁１３ＡをＯＮにし、バイパス流路１０ａを開放すると共に、第１ポンプ１１Ａの駆動によって、第１温度調節回路１０Ａにおいても熱媒体を循環させても構わない。

図５は、一実施形態に係る温調装置１のパラレル冷却モードを示す説明図である。
パラレル冷却モードは、非結合循環状態において、第２熱交換部１２Ｂを熱交換可能な状態（ＯＮ状態）とすると共に、第１熱交換部１２Ａを熱交換可能な状態（ＯＮ状態）として、第２温度調節回路１０Ｂと第１温度調節回路１０Ａのそれぞれで熱媒体を循環させる。具体的に、パラレル冷却モードは、図５に示すように、電磁開閉弁１３ＡをＯＮにし、バイパス流路１０ａを開放すると共に、電磁切換弁１４ＢをＯＦＦにし、接続経路を結合通路１１Ｃからバイパス流路１０ｂに切り替える。

このパラレル冷却モードは、第１ポンプ１１Ａ、第１熱交換部１２Ａの駆動によって、第１温度調節回路１０Ａに熱媒体を循環させる。これにより、第１ポンプ１１Ａから吐出される熱媒体が、第１温度調節回路１０Ａにおいて、第１熱交換部１２Ａ、バッテリ１１、充電器１２の順で循環する。また、このパラレル冷却モードは、第２ポンプ１１Ｂの駆動によって、第２温度調節回路１０Ｂに熱媒体を循環させる。これにより、第２ポンプ１１Ｂから吐出される熱媒体が、第２温度調節回路１０Ｂにおいて、電力変換装置１３、車載インバータ１４、第２熱交換部１２Ｂの順番で循環する。このため、バッテリ１１及び充電器１２と、電力変換装置１３及び車載インバータ１４とがパラレルに冷却される。

なお、電磁切換弁１５ＡをＯＮにし、バイパス流路１０Ｄに熱媒体を流せば、第３熱交換部１１Ｄによって、熱媒体の加熱も可能となる。これにより、バッテリ１１が車両からの出力要求を満足できなくなる低温状態となることを防止できる。

図６は、一実施形態に係る冷却モードの制御マップを示す図である。
制御部５０は、図６に示す制御マップに基づいて、複数の冷却モードをからいずれか一つの冷却モードを選択する。この制御マップは、横軸を第１温度Ｔｂａｔｔ（バッテリ１１の温度）とし、縦軸を第３温度ＴｗＲＡＤ（ラジエータの出口側温度）としている。なお、制御マップ中の符号「１０Ｂ」はセパレート冷却モードを示し、符号「１０Ｃ」はシリーズ冷却モードを示し、符号「１０Ａ，１０Ｂ」はパラレル冷却モードを示す。

制御部５０は、第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度Ｔｒ未満の場合、セパレート冷却モードを選択する。この場合、バッテリ１１の冷却は行われず、バッテリ１１は熱を溜める（熱マス状態）。

制御部５０は、第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度Ｔｒ以上且つ温度Ｔｃ未満の場合、シリーズ冷却モードを選択する。なお、第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度Ｔｒ以上且つ温度Ｔｃ未満の場合であっても、第３温度ＴｗＲＡＤ（ラジエータの出口側温度）が高い場合（基準線Ｌ以上の場合）、バッテリ１１の冷却が不利に働くため、制御部５０は、セパレート冷却モードを選択する。

制御部５０は、第１温度Ｔｂａｔｔが温度Ｔｃ以上の場合、パラレル冷却モードを選択する。温度Ｔｃは、第１熱交換部１２Ａにおける熱交換を開始（チラー作動）する下限作動温度である。

図７は、一実施形態に係る冷却モードの切り替えに伴うバッテリ１１と熱媒体の温度の変化を示すグラフである。図７において、横軸は時間であり、縦軸はバッテリ１１と熱媒体の温度である。また、図７において、Ｔｍａｘはバッテリ１１の限界温度、Ｐ１～Ｐ２はチラー作動範囲を示す。
図７に示すように、熱媒体の温度がＴｃに到達し、チラー作動が開始すると、熱媒体の温度は急速に低下する。しかし、バッテリ１１の限界温度を超えないようにしつつラジエータの利用頻度を大きくするには、以下の点を考慮する必要がある。

（１）バッテリ１１の温度は、バッテリ１１の熱容量が大きいため急には低下せず、限界温度をオーバーシュートする可能性を考慮する必要がある。
（２）チラー作動の直前に、高負荷ＥＶ走行を要求された場合、バッテリ１１の限界温度をオーバーシュートする可能性を考慮する必要がある。
（３）チラー作動により抜熱量が過大だと、空調装置２の冷房要求があった場合、室内冷却要求を満たせない可能性を考慮する必要がある。
制御部５０は、上記（１）～（３）を考慮し、以下説明するように冷却モードを選択することで、ラジエータの使用範囲を広げるようにしている。

図８は、一実施形態に係る冷却モード選択の制御フローである。
図８に示すように、先ず、制御部５０は、第１温度取得部１５によって、バッテリ１１の第１温度Ｔｂａｔｔを取得する（ステップＳ１）。次に、第１温度Ｔｂａｔｔが、温度Ｔｒ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。第１温度Ｔｂａｔｔが温度Ｔｒ未満の場合（ステップＳ２がＮＯの場合）、セパレート冷却モードを選択する（ステップＳ１２）。

一方、第１温度Ｔｂａｔｔが温度Ｔｒ以上の場合（ステップＳ２がＹＥＳの場合）、第１温度Ｔｂａｔｔが、第２温度ＴｗＰＣＵ以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。第１温度Ｔｂａｔｔが、第２温度ＴｗＰＣＵ以上である場合（ステップＳ３がＹＥＳの場合）、シリーズ冷却モードを選択する（ステップＳ１３）。

一方、第１温度Ｔｂａｔｔが第２温度ＴｗＰＣＵ未満の場合（ステップＳ３がＮＯの場合）、バッテリ１１の充電率（ＳＯＣ）が所定の数値（例えば３０％）以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。バッテリ１１の充電率（ＳＯＣ）が所定の数値以上である場合（ステップＳ４がＹＥＳの場合）、チラー作動温度であるＴｃをＴ１に設定する（ステップＳ６）。

一方、バッテリ１１の充電率（ＳＯＣ）が所定の数値未満である場合（ステップＳ４がＮＯの場合）、空調装置２の冷房がＯＮ状態であるか否かを判断する（ステップＳ５）。空調装置２の冷房がＯＮ状態の場合（ステップＳ５がＹＥＳの場合）、チラー作動温度であるＴｃをＴ２に設定する（ステップＳ９）。なお、Ｔ２は、Ｔ１より大きい。

一方、空調装置２の冷房がＯＮ状態でない場合（ステップＳ５がＮＯの場合）、チラー作動温度であるＴｃをＴ３に設定する（ステップＳ９）。なお、Ｔ３は、Ｔ２より大きい。

Ｔｃが設定されたら、次に、第１温度Ｔｂａｔｔが、温度Ｔｃ以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。第１温度Ｔｂａｔｔが、温度Ｔｃ以上である場合（ステップＳ９がＹＥＳの場合）、パラレル冷却モードを選択する（ステップＳ１０）。一方、第１温度Ｔｂａｔｔが、温度Ｔｃ未満である場合（ステップＳ９がＮＯの場合）、シリーズ冷却モードを選択する（ステップＳ１３）。
制御部５０は、以上の制御フローを繰り返す。

このように、上述した本実施形態に係る温調装置１によれば、バッテリ１１と、バッテリ１１の第１温度Ｔｂａｔｔを取得する第１温度取得部１５と、電力変換装置１３と、電力変換装置１３の第２温度ＴｗＰＣＵを取得する第２温度取得部１６と、空調用熱媒体を循環させる空調回路２０を備える空調装置２と、バッテリ１１に熱媒体を供給する第１ポンプ１１Ａ、及び、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換させる第１熱交換部１２Ａと、を備える第１温度調節回路１０Ａと、電力変換装置１３に熱媒体を供給する第２ポンプ１１Ｂと、熱媒体と外気とで熱交換させる第２熱交換部１２Ｂと、を備える第２温度調節回路１０Ｂと、第１温度調節回路１０Ａと第２温度調節回路１０Ｂとを結合して結合回路１０Ｃを形成する結合通路１１Ｃと、熱媒体が結合回路１０Ｃを循環可能な結合循環状態と、熱媒体が第１温度調節回路１０Ａ及び第２温度調節回路１０Ｂの少なくとも一方を循環可能な非結合循環状態とに、熱媒体の循環経路を切替可能な切替部４０と、複数の冷却モードの冷却モードからいずれか一つの冷却モードを選択する制御部５０と、を備え、複数の冷却モードは、結合循環状態において、第２熱交換部１２Ｂを熱交換可能な状態とすると共に、第１熱交換部１２Ａを熱交換不能な状態として、結合回路１０Ｃに熱媒体を循環させるシリーズ冷却モードと、非結合循環状態において、第２熱交換部１２Ｂを熱交換可能な状態とすると共に、第１熱交換部１２Ａを熱交換不能な状態として、第２温度調節回路１０Ｂに熱媒体を循環させるセパレート冷却モードと、非結合循環状態において、第２熱交換部１２Ｂを熱交換可能な状態とすると共に、第１熱交換部１２Ａを熱交換可能な状態として、第２温度調節回路１０Ｂと第１温度調節回路１０Ａのそれぞれで熱媒体を循環させるパラレル冷却モードと、を含み、制御部５０は、第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度Ｔｒ以上、且つ、第１温度Ｔｂａｔｔが第２温度ＴｗＰＣＵ以上の場合、シリーズ冷却モードを選択する。この構成によれば、バッテリ１１の冷却要求があり、かつ第１温度調節回路１０Ａ（バッテリ１１側）と第２温度調節回路（電力変換装置１３側）とを接続した方が優位と判定できる場合は、シリーズ冷却モードを選択することで、第２熱交換部１２Ｂ（ラジエータ）を活用し、バッテリ１１を冷却することができる。つまり、第１熱交換部１２Ａ（チラー）の利用頻度を下げることができる。

また、本実施形態では、制御部５０は、第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度Ｔｒ未満の場合、セパレート冷却モードを選択する。この構成によれば、バッテリ１１の冷却要求が無い場合は、第１温度調節回路１０Ａと第２温度調節回路とを接続しないセパレート冷却モードを選択することで、第２熱交換部１２Ｂ（ラジエータ）を活用し、第１熱交換部１２Ａ（チラー）の利用頻度を下げることができる。

また、本実施形態では、制御部５０は、第１温度Ｔｂａｔｔが所定の温度以上、且つ、第１温度Ｔｂａｔｔが第２温度ＴｗＰＣＵ未満の場合、パラレル冷却モードを選択する。この構成によれば、バッテリ１１の冷却要求があり、かつ第１温度調節回路１０Ａと第２温度調節回路１０Ｂとを接続しない方が優位と判定できる場合のみ、パラレル冷却モードを選択するので、第１熱交換部１２Ａ（チラー）の利用頻度を下げることができる。

また、本実施形態では、制御部５０は、パラレル冷却モードを選択した場合、バッテリ１１、空調装置２、及び電力変換装置１３の少なくともいずれか１つの負荷状況に応じて、第１熱交換部１２Ａにおける熱交換を開始する下限作動温度であるＴｃを可変させる。この構成によれば、バッテリ１１、空調装置２、電力変換装置１３の負荷状況に応じて、第１熱交換部１２Ａ（チラー）が作動する下限温度を可変にするので、第１熱交換部１２Ａ（チラー）の利用頻度を下げることができる。

また、本実施形態では、制御部５０は、下限作動温度であるＴｃを、バッテリ１１の充電率が所定値以上の場合にＴ１とし、また、バッテリ１１の充電率が所定値未満であって、空調装置２が作動している場合にＴ２とし、また、バッテリ１１の充電率が所定値未満であって、空調装置２が作動していない場合にＴ３とし、
Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３
の関係を満たすようにＴｃを設定する。
この構成によれば、バッテリ１１の充電率（ＳＯＣ）が所定値以上の場合、バッテリ１１の電力を積極的に使った走行（例えばＣＤ走行など）に伴い、バッテリ１１の発熱が予想されるため、バッテリ１１を冷却するために、チラー作動の下限温度（Ｔ１）を低く設定することで、バッテリ１１の限界温度を超えるオーバーシュートを防ぐことができる。
また、ユーザーによって車内冷房のため、空調装置２が作動している場合、チラーの冷却能力が、車内冷房に消費される分低下するため、Ｔ１の次に低いチラー作動の下限温度（Ｔ２）を設定することができる。
また、空調装置２が作動していない場合、空調装置２の冷却能力をほぼ全てをチラーの冷却能力に消費することができるため、最も高いチラー作動の下限温度（Ｔ３）を設定することができる。
このように、急な走行負荷や空調要求に応じてバッテリ１１を確実に冷却してオーバーシュートを抑制しつつ、チラーの作動頻度を下げることができる。

図９は、一実施形態に係る車両１００の概略構成を示す斜視図である。
車両１００の車体１０１には、車室１０２の床下部分にバッテリ１１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１３、分岐ユニット１０６、充電器１２等が設けられている。

モータ１０５の回転駆動力は、シャフ卜１０７に伝達される。シャフ卜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１３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１３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１３は、例えば三相パ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１３は、バッテリ１１から供給される電力によりモータ１０５を駆動制御する。

分岐ユニット１０６および充電器１２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１２は、電力変換装置１３の上方に配置されている。分岐ユニット１０６および充電器１２は、電力変換装置１３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。

分岐ユニット１０６は、充電器１２に電気的に接続されている。充電器１２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１１に対して充電を行う。充電器１２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。

このような車両１００が、上述した温調装置１を備えることで、バッテリ１１の限界温度を超えないようにしつつラジエータの利用頻度を大きくできる。このように、外気との熱交換する頻度が上がることで、チラー作動時間抑制することができ、電動走行距離の増加、車両効率が向上する。

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

１ 温調装置
２ 空調装置
１０Ａ 第１温度調節回路
１０Ｂ 第２温度調節回路
１０Ｃ 結合回路
１０Ｄ バイパス流路
１１ バッテリ
１１Ａ 第１ポンプ
１１Ｂ 第２ポンプ
１１Ｃ 結合通路
１２ 充電器
１２Ａ 第１熱交換部
１２Ｂ 第２熱交換部
１３ 電力変換装置
１３Ｂ リザーブタンク
１４ 車載インバータ
１５ 第１温度取得部
１６ 第２温度取得部
２０ 空調回路
４０ 切替部
５０ 制御部
１００ 車両
Ｔｂａｔｔ 第１温度
ＴｗＰＣＵ 第２温度

Claims (6)

1. バッテリと、
   前記バッテリの第１温度を取得する第１温度取得部と、
   電力変換装置と、
   前記電力変換装置の第２温度を取得する第２温度取得部と、
   空調用熱媒体を循環させる空調回路を備える空調装置と、
   前記バッテリに熱媒体を供給する第１ポンプ、及び、前記熱媒体と前記空調用熱媒体とで熱交換させる第１熱交換部と、を備える第１温度調節回路と、
   前記電力変換装置に前記熱媒体を供給する第２ポンプと、前記熱媒体と外気とで熱交換させる第２熱交換部と、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結合循環状態と、前記熱媒体が前記第１温度調節回路及び前記第２温度調節回路の少なくとも一方を循環可能な非結合循環状態とに、前記熱媒体の循環経路を切替可能な切替部と、
   複数の冷却モードからいずれか一つの冷却モードを選択する制御部と、を備え、
   前記複数の冷却モードは、
   前記結合循環状態において、前記第２熱交換部を熱交換可能な状態とすると共に、前記第１熱交換部を熱交換不能な状態として、前記結合回路に前記熱媒体を循環させるシリーズ冷却モードと、
   前記非結合循環状態において、前記第２熱交換部を熱交換可能な状態とすると共に、前記第１熱交換部を熱交換不能な状態として、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冷却モードと、
   前記非結合循環状態において、前記第２熱交換部を熱交換可能な状態とすると共に、前記第１熱交換部を熱交換可能な状態として、前記第２温度調節回路と前記第１温度調節回路のそれぞれで前記熱媒体を循環させるパラレル冷却モードと、を含み、
   前記制御部は、前記第１温度が所定の温度以上、且つ、前記第１温度が前記第２温度以上の場合、前記シリーズ冷却モードを選択する、ことを特徴とする温調装置。
2. 前記制御部は、前記第１温度が前記所定の温度未満の場合、前記セパレート冷却モードを選択する、ことを特徴とする請求項１に記載の温調装置。
3. 前記制御部は、前記第１温度が前記所定の温度以上、且つ、前記第１温度が前記第２温度未満の場合、前記パラレル冷却モードを選択する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の温調装置。
4. 前記制御部は、前記パラレル冷却モードを選択した場合、前記バッテリ、前記空調装置、及び前記電力変換装置の少なくともいずれか１つの負荷状況に応じて、前記第１熱交換部における熱交換を開始する下限作動温度を可変させる、ことを特徴とする請求項３に記載の温調装置。
5. 前記制御部は、前記下限作動温度であるＴｃを、前記バッテリの充電率が所定値以上の場合にＴ１とし、また、前記バッテリの充電率が前記所定値未満であって、前記空調装置が作動している場合にＴ２とし、また、前記バッテリの充電率が所定値未満であって、前記空調装置が作動していない場合にＴ３とし、
   Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３
   の関係を満たすようにＴｃを設定する、ことを特徴とする、請求項４に記載の温調装置。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の温調装置を備える、ことを特徴とする車両。

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