JP2022180136A - 車両熱管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両熱管理システムにおいて、熱のロスを抑えながら、異なる温度帯の熱媒体による温調を可能にする。【解決手段】冷媒回路と、冷媒回路に設けられる冷媒熱媒体熱交換器にて冷媒と熱交換した熱媒体が循環する熱媒体回路とを有する車両熱管理システムであって、冷媒回路は、少なくとも３つの熱交換器のうち２つ以上を選択して、選択した熱交換器の一部を凝縮器、他部を蒸発器とし、冷媒熱媒体熱交換器は、選択した熱交換器の一つを第１冷媒熱媒体熱交換器、他の一つを第２冷媒熱媒体熱交換器とし、熱媒体回路は、第２冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が第１冷媒熱媒体熱交換器に流れる回路状態と、第１冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が流れる流路と第２冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が流れる流路が互いに独立した回路になる回路状態とを切り替え可能な切替手段を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ヒートポンプによる車両熱管理システムに関するものである。

ヒートポンプによる車両の熱管理システムは、ヒートポンプにおける凝縮器の放熱と蒸発器の吸熱を利用して、熱媒体回路（水回路）の温調を行っている。下記特許文献１に示した従来技術は、圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張手段などを備える冷媒回路と、凝縮器を介して冷媒と熱交換する熱媒体が流れる放熱器回路と、蒸発器を介して冷媒と熱交換する熱媒体が流れる要素回路とを備えている。そして、放熱器回路には、車両の移動によって外部空気によって冷却される放熱器（ラジエータ）が設けられ、要素回路には、車室内の空気と熱交換する空調用熱交換器が設けられている。

この従来技術によると、熱媒体が循環する放熱器回路と要素回路は、それぞれ独立した熱媒体回路を構成することで、車室内の熱を吸熱して車室外に放熱する空調を行い、放熱器回路と要素回路を直列に繋いで単一の回路を構成することで、放熱器回路の温水と要素回路の冷水を混合した熱媒体による温調を行っている。

特表２０１２－５０５７９６号公報

車両熱管理システムにおいて、例えば、室内の空調とバッテリーの暖機を同時に行うような場合には、室内空調では暖房吹き出し温度で６０℃程度が必要になり、バッテリーの暖機はバッテリー許容上限温度３５℃以下で暖機を行う必要があるので、同時に行う温調で異なる温度帯の熱媒体が必要になる。これを前述した従来技術で対応しようとすると、所定温度の熱媒体の熱を一部外部に放出しながら異なる温度帯を得ることになるので、熱のロスが大きくなる問題が生じる。

本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、車両熱管理システムにおいて、熱のロスを抑えながら、異なる温度帯の熱媒体による温調を可能にすること、異なる温度帯の熱媒体が流れる熱媒体回路に切替手段を設けて、車両熱管理システムの各種運転モードを実現すること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
冷媒を圧縮、凝縮、膨張、蒸発させる冷媒回路と、前記冷媒回路に設けられる冷媒熱媒体熱交換器にて冷媒と熱交換した熱媒体が循環する熱媒体回路とを有する車両熱管理システムであって、前記冷媒回路は、少なくとも３つの熱交換器のうち２つ以上を選択して、選択した前記熱交換器の一部を凝縮器、他部を蒸発器とし、前記冷媒熱媒体熱交換器は、選択した前記熱交換器の一つを第１冷媒熱媒体熱交換器、他の一つを第２冷媒熱媒体熱交換器とし、前記熱媒体回路は、前記第２冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が前記第１冷媒熱媒体熱交換器に流れる回路状態と、前記第１冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が流れる流路と前記第２冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が流れる流路が互いに独立した回路になる回路状態とを切り替え可能な切替手段を備えることを特徴とする車両熱管理システム。

このような特徴を備えた本発明の車両熱管理システムは、熱のロスを抑えながら、異なる温度帯の熱媒体による温調を可能にすることができる。異なる温度帯の熱媒体が流れる熱媒体回路に適宜選択的に切り替えて、車両熱管理システムの各種運転モードを実現することができる。

本発明の実施形態に係る車両熱管理システムにおける冷媒回路を示した説明図。 本発明の実施形態に係る車両熱管理システムの構成例を示した説明図。 第１，第２，第３，第４切替手段（切替弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）の切り替え状態を示した説明図（（ａ）が第１の回路状態であり、（ｂ）が第２の回路状態）。 車両熱管理システムのシステム構成例を示した説明図。 運転モード（１）の説明図。 運転モード（２）の説明図。 運転モード（３）の説明図。 運転モード（４）の説明図。 運転モード（５）の説明図。 運転モード（６）の説明図。 運転モード（７）の説明図。 運転モード（８）の説明図。 運転モード（９）の説明図。 運転モード（１０）の説明図。 運転モード（１１）の説明図。 運転モード（１２）の説明図。 運転モード（１３）の説明図。 本発明の他の実施形態に係る車両用熱管理システムの説明図。 補助加熱装置の配置例を示した説明図。 補助加熱装置の他の配置例を示した説明図。 補助加熱装置の他の配置例を示した説明図。 補助加熱装置の他の配置例を示した説明図。 補助加熱装置の他の配置例を示した説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。なお、本明細書で、冷媒とは、ヒートポンプ（圧縮・凝縮・膨張・蒸発）における状態変化を伴う冷媒回路の循環媒体であり、熱媒体とは、このような状態変化を伴わないで熱交換によって吸放熱を行う媒体（水などを含む）である。

［冷媒回路］
本発明の実施形態に係る車両熱管理システムは、図１に示すように、吸熱放熱源となる冷媒回路１を備えている。冷媒回路１は、循環する冷媒を圧縮、凝縮、膨張、蒸発させる回路であって、冷媒を圧縮する圧縮機１０と、圧縮機１０から出た冷媒を凝縮、膨張、蒸発させて圧縮機１０に戻す冷媒循環流路２を備えている。

冷媒回路１の冷媒循環流路２は、少なくとも３つの熱交換器を有している。図示の例では、圧縮機１０の下流に設けられる第１冷媒熱媒体熱交換部１１と、その下流に設けられる第２冷媒熱媒体熱交換器１２と、圧縮機１０の上流側に設けられる第３冷媒熱媒体熱交換器１３が、３つの熱交換器になるが、冷媒回路１は、必要に応じて、さらに４つ以上の熱交換器を備えることができる。

そして、冷媒回路１は、少なくとも３つの熱交換器のうち２つ以上を選択して、選択した熱交換器の一部を凝縮器、他部を蒸発器として機能させる。この際、選択されない熱交換器は、冷媒が流れない熱交換器になる。

図１に示した例では、開閉弁３１Ｖ，３２Ｖを開閉してバイパス冷媒流路３（３１，３２）を選択的に開閉することで、熱交換器の選択を行い、圧縮機１０下流側における圧縮機１０に近い熱交換器を凝縮器として機能させ、圧縮機１０下流側における圧縮機１０から遠い熱交換器を蒸発器として機能させることができる。

図１において、冷媒回路１の冷媒循環流路２は、圧縮機１０の出口に一端が接続され第１冷媒熱媒体熱交換部１１の入口に他端が接続される冷媒流路２０と、第１冷媒熱媒体熱交換部１１の出口に一端が接続され第２冷媒熱媒体熱交換部１２の入口に他端が接続される冷媒流路２１と、第２冷媒熱媒体熱交換部１２の出口に一端が接続され第３冷媒熱媒体熱交換部１３の入口に他端が接続される冷媒流路２２と、第３冷媒熱媒体熱交換部の出口に一端が接続され圧縮機１０の入口に他端が接続される冷媒流路２３とを備えている。

また、冷媒回路１は減圧部１４を備えている。減圧部１４は、圧縮機１０で圧縮された高圧の冷媒を所定の圧力まで減圧させるものであり、図１の例では、第１冷媒熱媒体熱交換部１１と第２冷媒熱媒体熱交換部１２の間の冷媒流路２１に第１の減圧部１４Ａが設けられ、第２冷媒熱媒体熱交換部１２と第３冷媒熱媒体熱交換部１３との間の冷媒流路２２に第２の減圧部１４Ｂが設けられている。第１の減圧部１４Ａと第２の減圧部１４Ｂは個別に調整可能であり、全開状態から全閉状態までを任意に調整することで所定圧までの減圧状態に調整することができる。

図１の冷媒回路１において、冷媒循環流路２に設けたバイパス冷媒流路３は、第２冷媒熱媒体熱交換部１２と第３冷媒熱媒体熱交換部１３のいずれかを選択的に迂回可能に設けられている。図示の例では、バイパス冷媒流路３は、第２冷媒熱媒体熱交換部１２を迂回可能なバイパス冷媒流路３１と、第３冷媒熱媒体熱交換部１３を迂回可能なバイパス冷媒流路３２を備えている。

バイパス冷媒流路３１は、分岐部３１Ａが冷媒流路２１に設けられ、合流部３１Ｂが冷媒流路２２に設けられており、分岐部３１Ａは、第１の減圧部１４Ａの上流側に設けられ、合流部３１Ｂは第２の減圧部１４Ｂの上流側に設けられている。

バイパス冷媒流路３２は、分岐部３２Ａが冷媒流路２２に設けられ、合流部３２Ｂが冷媒流路２３に設けられており、分岐部３２Ａは、バイパス冷媒流路３１の合流部３１Ｂの上流側に設けられている。これにより、バイパス冷媒流路３１の合流部３１Ｂは、バイパス冷媒流路３２の分岐部３２Ａと第３冷媒熱媒体熱交換部１３との間に設けられている。

また、バイパス冷媒流路３２の分岐部３２Ａは、第２の減圧部１４Ｂとバイパス冷媒流路３１の合流部３１Ｂより上流側に設けられ、バイパス冷媒流路３２の分岐部３２Ａとバイパス冷媒流路３１の合流部３１Ｂとの間には、逆流防止手段（例えば逆止弁）１５が設けられている。

このような冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３の選択や減圧部１４の制御により、第１冷媒熱媒体熱交換部１１、第２冷媒熱媒体熱交換部１２、第３冷媒熱媒体熱交換部１３のうち選択された熱媒交換器から、それぞれから所定温度帯の熱媒体を生成することができる。そして、後述する熱媒体回路の切り替えと組み合わせることで、各種の熱管理運転モードを実行することができる。

また、冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３を含めた冷媒循環流路２を図示一点破線で示したユニットＵ内に収めることができ、コンパクトにユニット化した冷媒回路１により、冷媒流路２０～２３やバイパス冷媒流路３のメンテナンスが容易になる。

［熱媒体回路］
本実施形態の車両熱管理システムは、前述した冷媒回路１に設けられる冷媒熱媒体熱交換器（図示の例では、第１冷媒熱媒体熱交換器１１、第２冷媒熱媒体熱交換器１２、第３冷媒熱媒体熱交換器１３）にて冷媒と熱交換した熱媒体が循環する熱媒体回路（例えば、水回路）を備える。

そして、本実施形態に係る車両熱管理システムは、冷媒回路１が備える少なくとも３つの熱交換器のうち２つ以上選択された熱交換器において、冷媒と熱媒体が熱交換することにより、各種温度帯の熱媒体が生成され、この熱媒体が熱媒体回路を循環することで、各種温調対象に対する熱管理を行うことができる。

図２によって、具体的な熱媒体回路の構成例を説明する。図２に示した熱媒体回路１００は、第１冷媒熱媒体熱交換器１１を経由する熱媒体流路１０１と、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由する熱媒体流路１０２と、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を経由する熱媒体流路１０３を備えている。

熱媒体流路１０１には、第１冷媒熱媒体熱交換器１１に熱媒体を送り込む循環ポンプＰ１が設けられ、熱媒体流路１０２には、第２冷媒熱媒体熱交換器１２に熱媒体を送り込む循環ポンプＰ２が設けられ、熱媒体流路１０３には、第３冷媒熱媒体熱交換器１３に熱媒体を送り込む循環ポンプＰ３が設けられている。

熱媒体流路１０１，１０２，１０３は、冷媒熱媒体熱交換器（第１冷媒熱媒体熱交換器１１，第２冷媒熱媒体熱交換器１２，第３冷媒熱媒体熱交換器１３）の入口側又は出口側に、必要に応じて、補助加熱装置４を設けることができる。図２においては、熱媒体流路１０２において第２冷媒熱媒体熱交換器１２の出口側に補助加熱装置４を設ける例を示している。

そして、熱媒体回路１００を構成する熱媒体流路１０１，１０２，１０３は、それぞれ異なる温調対象の熱交換器に熱媒体を流すことができるように回路構成がなされている。

図２に示す例では、熱媒体流路１０１は、室内空調装置５０のヒーターコア（車室内空調用熱交換器）５１に熱媒体を流すことができ、熱媒体流路１０２は、バッテリーなどの温調対象物用熱交換器６０（６１，６２，６３）に熱媒体を流すことができ、熱媒体流路１０３は、室内空調装置５０のクーラーコア（車室内空調用熱交換器）５２に熱媒体を流すことができる。図示の温調対象物用熱交換器６０，６１，６２，６３は、例えば、バッテリー、インバーター、モーター、パワーコントロールユニットなどに設けられる。

また、熱媒体回路１００を構成する熱媒体流路１０１，１０２，１０３は、いずれも外気と熱交換する外部熱交換器（ラジエーター）５を経由できるようになっていて、必要に応じて、熱媒体の熱を外部に放出するか、或いは外気の熱を熱媒体に吸熱できるようになっている。

また、熱媒体回路１００は、熱媒体を所定の流量で流すため、或いは蓄熱のために、熱媒体を貯留する貯留部（タンク）６を備えている。図示の例では、熱媒体流路１０２の下流側の位置、或いは、ヒーターコア５１の下流側の位置に、貯留部６が配置されている。貯留部６は、後述する切替手段を設ける際には、各種運転モードで最も頻繁に使用される切替手段の出口側に設けることが好ましい。

［熱媒体回路の切替手段］
熱媒体回路１００は、前述した熱媒体流路１０１，１０２，１０３を流れる熱媒体を所望の用途或いは所望の温度帯で利用するために、熱媒体が流れる流路を切り替える切替手段を備えている。図２に示した例では、切替手段は、切替弁（三方弁）Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ５，Ｖ６によって構成され、接続される流路の２つの出口を選択的に開閉して流路の切り替えを行う。

切替弁Ｖ１１は、第１冷媒熱媒体熱交換器１１を経由する熱媒体流路１０１を独立した回路にするか、他の流路に合流させるかを切り替え可能にしている。図２の例では、熱媒体流路１０１を独立した回路にすると、第１冷媒熱媒体熱交換器１１にて熱交換された熱媒体は、常にヒーターコア５１に流れ、流路１１０を流れて切替弁Ｖ１１に入り、切替弁Ｖ１１から出て流路１１１を流れて第１冷媒熱媒体熱交換器１１に戻る。一方、熱媒体流路１０１を他の流路に合流させる場合には、切替弁Ｖ１１を出た熱媒体は、流路１１２を流れて一旦貯留部６に貯められる。

切替弁Ｖ１２は、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由する熱媒体流路１０２を独立した回路にするか、熱媒体流路１０２を熱媒体流路１０１に連結して、第１冷媒熱媒体熱交換器１１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２を直列にするかが切り替え可能になっている。図２の例では、熱媒体流路１０２を独立した回路にすると、熱媒体流路１０２から切替弁Ｖ１２に入った熱媒体は、流路１１２を流れて貯留部６に貯められる。一方、熱媒体流路１０２を熱媒体流路１０１に連結する場合には、切替弁Ｖ１２を出た熱媒体は流路１１１を流れて第１冷媒熱媒体熱交換器１１に入る。

切替弁Ｖ１１と切替弁Ｖ１２は、図３に示すように、連動して切り替えられる一体の切替弁Ｖ１（第１切替手段）で構成することができる。この切替弁Ｖ１によると、図３（ａ）に示すように、流路１１０を流路１１１に繋げ且つ熱媒体流路１０２を流路１１２に繋げる第１の回路状態と、図３（ｂ）に示すように、流路１１０を流路１１２に繋げ且つ熱媒体流路１０２を流路１１１に繋げる第２の回路状態とを切り替えることができる。

この切替弁Ｖ１は、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由した熱媒体が第１冷媒熱媒体熱交換器１１に流れる回路状態（すなわち、熱媒体流路１０２と熱媒体流路１０１が連結する回路状態）と、第１冷媒熱媒体熱交換器１１を経由した熱媒体が流れる熱媒体流路１０１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由した熱媒体が流れる熱媒体流路１０２が互いに独立した回路になる回路状態とを切り替え可能にしている。

切替弁Ｖ１を設けることで、熱媒体流路１０１，１０２を連結させて、放熱先を各所に分散させる運転モードと、熱媒体流路１０１，１０２をそれぞれ独立させて、異なる温度帯の熱媒体を各所に送る運転モードを切り替えることができる。

切替弁Ｖ２１は、貯留部６を出て流路１２０を流れる熱媒体を、流路１２１を介して温調対象物用熱交換器６０に流すか、流路１２２を介して外部熱交換器５に流すかを切り替え可能にしている。また、切替弁Ｖ２２は、流路１２３から切替弁Ｖ２２に入る熱媒体を、温調対象物用熱交換器６０に流すか、流路１２２を介して外部熱交換器５に流すかを切り替え可能にしている。

切替弁Ｖ２１と切替弁Ｖ２２は、図３に示すように、連動して切り替えられる一体の切替弁Ｖ２（第２切替手段）で構成することができる。この切替弁Ｖ２によると、図３（ａ）に示すように、流路１２３を流路１２１に繋げ且つ流路１２０を流路１２２に繋げる第１の回路状態と、図３（ｂ）に示すように、流路１２３を流路１２２に繋げ且つ流路１２０を流路１２１に繋げる第２の回路状態とが切り替え可能になる。

この切替弁Ｖ２は、切替弁Ｖ１（第１切替手段）から出た熱媒体を温調対象物用熱交換器６０に流すか外部熱交換器５に流すかを切り替える。また、切替弁Ｖ２は、後述する切替弁Ｖ４から出た熱媒体を温調対象物用熱交換器６０に流すか外部熱交換器５に流すかを切り替える。

このような切替弁Ｖ２を設けることで、切替弁Ｖ１から出た熱媒体の熱を直接温調対象物用熱交換器６０に流して温調対象物を温調するか、外部熱交換器５に流して放熱するかの切り替えが可能になる。

切替弁Ｖ３１は、温調対象物用熱交換器６０を出て流路１３０を流れる熱媒体を、流路１３１に流すか、流路１３２に流すかを切り替え可能にしている。また、切替弁Ｖ３２は、外部熱交換器５を出て流路１３３から切替弁Ｖ３２に入る熱媒体を、流路１３１に流すか、流路１３２に流すかを切り替え可能にしている。

この切替弁Ｖ３１と切替弁Ｖ３２は、図３に示すように、連動して切り替えられる一体の切替弁Ｖ３（第３切替手段）で構成することができる。この切替弁Ｖ３によると、図３（ａ）に示すように、流路１３０を流路１３１に繋げ且つ流路１３３を流路１３２に繋げる第１の回路状態と、図３（ｂ）に示すように、流路１３０を流路１３２に繋げ且つ流路１３３を流路１３１に繋げる第２の回路状態とが切り替え可能になる。

ここで、切替弁Ｖ３は、切替弁Ｖ２（第２切替手段）と連動して切り替えられる。すなわち、切替弁Ｖ２が前述した第１の回路状態（図３（ａ）参照）のときには、切替弁Ｖ３は前述した第２の回路状態（図３（ｂ）参照）になり、切替弁Ｖ２が前述した第２の回路状態（図３（ｂ）参照）のときには、切替弁Ｖ３は前述した第１の回路状態（図３（ａ）参照）になる。

そして、切替弁Ｖ２が温調対象物熱交換器６０に向けて流した熱媒体は、切替弁Ｖ３により、流路１３１及び切替弁Ｖ５（第５切替手段）を介して第２冷媒熱媒体熱交換器１２に流れるか、流路１３２及び後述する切替弁Ｖ４を介して第３冷媒熱媒体熱交換器１３に流れるか切り替えれる。また、切替弁Ｖ２が外部熱交換器５に向けて流した熱媒体は、切替弁Ｖ３により、流路１３２及び後述する切替弁Ｖ４を介して第３冷媒熱媒体熱交換器１３に流れるか、流路１３１及び切替弁Ｖ５（第５切替手段）を介して第２冷媒熱媒体熱交換器１２に流れるか切り替えられる。

切替弁Ｖ４１は、流路１３２を流れる熱媒体を、流路１４１に流すか、流路１４２に流すかを切り替え可能にしている。また、切替弁Ｖ４２は、クーラーコア５２を出て流路１４０から切替弁Ｖ４２に入る熱媒体を、流路１４１に流すか、流路１４２に流すかを切り替え可能にしている。

この切替弁Ｖ４１と切替弁Ｖ４２は、図３に示すように、連動して切り替えられる一体の切替弁Ｖ４（第４切替手段）で構成することができる。この切替弁Ｖ４によると、図３（ａ）に示すように、流路１４０を流路１４１に繋げ且つ流路１３２を流路１４２に繋げる第１の回路状態と、図３（ｂ）に示すように、流路１４０を流路１４２に繋げ且つ流路１３２を流路１４１に繋げる第２の回路状態とが切り替え可能になる。

ここで、切替弁Ｖ４は、クーラーコア５２（車室内空調用熱交換器）から出た熱媒体を第３冷媒熱媒体熱交換器１３に流すか切替弁Ｖ２（第２切替手段）に入れるかを切り替える。そして、前述したように、切替弁Ｖ２（第２切替手段）は、切替弁Ｖ４（第４切替手段）から出た熱媒体を温調対象物用熱交換器６０に流すか外部熱交換器５に流すかを切り替える手段を兼ねる。

また、切替弁Ｖ３（第３切替手段）は、外部熱交換器５から出た熱媒体を第２冷媒熱媒体熱交換器１２に流すか切替弁Ｖ４（第４切替手段）に入れるかを切り替える手段を兼ねる。切替弁Ｖ４（第４切替手段）は、切替弁Ｖ３（第３切替手段）から出た熱媒体を第３冷媒熱媒体熱交換器１３に流すか切替弁Ｖ２（第２切替手段）に入れるかを切り替える手段を兼ねる。

切替弁Ｖ５（第５切替手段）は、温調対象物用熱交換器６０又は外部熱交換器５から出て切替弁Ｖ３及び流路１３１を介した熱媒体を、他の温調対象物用熱交換器６１，６２，６３に流すか否か切り替えるものである。熱媒体を他の温調対象物用熱交換器６１，６２，６３に流す場合には、流路１３１を流れる熱媒体は、流路１５０を流れ、温調対象物用熱交換器６１，６２，６３を経由して、合流部１５０Ａにて熱媒体流路１０２に合流する。熱媒体を他の温調対象物用熱交換器６１，６２，６３に流さない場合には、流路１３１を流れる熱媒体は流路１５０を経由することなく直接熱媒体流路１０２に流れる。

ここで切替弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５は、流路１２０を流れる熱媒体（貯留部６から出た熱媒体）を、切替弁Ｖ２を介して切替弁Ｖ３に流し、切替弁Ｖ３を介して切替弁Ｖ５に流し、切替弁Ｖ５を介して第２冷媒熱媒体熱交換器１２に流しており、また、流路１２３を流れる熱媒体を、切替弁Ｖ２を介して切替弁Ｖ３に流し、切替弁Ｖ３を介して切替弁Ｖ４に流し、切替弁Ｖ４を介して切替弁Ｖ２に流している。

切替弁Ｖ６（第６切替手段）は、第３冷媒熱媒体熱交換器１３で熱交換した熱媒体を熱媒体流路１０３からクーラーコア（車室内空調用熱交換器）５２に流すか、流路１２３を介して切替弁Ｖ２（第２切替手段）に流すかを切り替えるものである。熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ６の一つの切り替えで、流路１６０を流れてクーアーコア５２に向かい、他の切り替えでは、流路１６１を流れて、合流部１６１Ａにて流路１２３に合流する。

［運転モード（制御部）］
本発明の実施形態に係る車両熱管理システムは、図４に示すように、前述した冷媒回路１と熱媒体回路１００を制御して、各種の運転モードを実行する制御部（熱管理ＥＣＵ）３００を備えている。制御部３００は、空調操作信号や車両が備える他のＥＣＵからの信号が入力され、その入力信号に応じて、冷媒回路１における圧縮機１０、減圧部１４（１４Ａ，１４Ｂ）、バイパス冷媒流路３（３１，３２）の開閉弁３１Ｖ，３２Ｖ等を制御すると共に、熱媒体回路１００の切替手段（切替弁Ｖ１～Ｖ６）、補助加熱装置６、室内空調装置５０等を制御することで、以下に示す各種運転モードを実行する。

以下の図で、冷媒回路１と熱媒体回路１００における不使用の流路等を破線で示し、切替弁と開閉弁の開方向を白塗りで示し、閉方向を黒塗りで示す。

図５に示した運転モード（１）は、室内空調装置５０を冷房運転しながらバッテリーの冷却を行う運転モードである。この運転モード（１）では、冷媒回路１は、開閉弁３１Ｖ，３２Ｖを共に閉にして、バイパス冷媒流路３１，３２を共に閉止する。また、冷媒回路１は、減圧部１４Ａ，１４Ｂの減圧量が適宜調整され、減圧部１４Ａは略全開にして、減圧部１４Ｂにて所望の減圧を行う。この冷媒回路１では、第１冷媒熱媒体熱交換器１１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２が凝縮器（放熱側）として機能し、第３冷媒熱媒体熱交換器１３が蒸発器（吸熱側）として機能する。

熱媒体回路１００は、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を経由する熱媒体流路１０３を流れる熱媒体が、第３冷媒熱媒体熱交換器１３の吸熱で冷水となり、切替弁Ｖ６を介して室内空調装置５０のクーラーコア５２に入ることで室内冷房を行う。クーラーコア５２を出た熱媒体は、切替弁Ｖ４を経由して切替弁Ｖ２に入り、流路１２１を流れて温調対象物用熱交換器６０にてバッテリーを冷却する。温調対象物用熱交換器６０を出た熱媒体は、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４を経由して、熱媒体流路１０３に戻る。

この際、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体（冷水）は、独立した循環回路を形成しており、クーラーコア５２と温調対象物用熱交換器６０にて熱交換した熱が効率的に第３冷媒熱媒体熱交換器１３にて吸熱される。

また、この運転モード（１）では、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、室内空調装置５０のヒーターコア５１、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、温調対象物用熱交換器６３，６１，６２を経由して、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由する熱媒体流路１０２に流れ、切替弁Ｖ１を介して熱媒体流路１０１に戻る。

このように運転モード（１）では、第１冷媒熱媒体熱交換器１１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２が放熱側になり、放熱側の熱媒体流路１０１，１０２が連結されることで、放熱先が、貯留部６での蓄熱、外部熱交換器５での外気放出、温調対象物用熱交換器６３，６１，６２での温調などに分散される。これによって、冷房とバッテリー冷却を積極的に行ったことによる吸熱を各所で分散して放熱することで効率的な熱利用を行うことができる。

図６に示した運転モード（２）は、運転モード（１）におけるバッテリーの冷却を止めて、室内空調装置５０を冷房運転させる運転モードである。この運転モード（２）では、冷媒回路１は、運転モード（１）と同じであり、熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０３を流れる熱媒体が、切替弁Ｖ６を経由してクーラーコア５２に入り、クーラーコア５２を出た熱媒体が切替弁Ｖ４を経由して直接熱媒体流路１０３に戻る。熱媒体回路１００における熱媒体流路１０１，１０２を流れる熱媒体は、運転モード（１）と同様である。

図７に示した運転モード（３）は、運転モード（１）における室内空調装置５０の冷房運転を止めて、バッテリーの冷却を積極的に行う運転モードである。この運転モード（３）では、冷媒回路１は、運転モード（１）と同じであり、熱媒体回路１００は、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体が、切替弁Ｖ６、切替弁Ｖ２を経由して、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０に流れ、温調対象物用熱交換器６０を出た熱媒体は、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。この際、切替弁Ｖ６の切り替えで、熱媒体が流路１６０を流れるのを止めることで、クーラーコア５２を通過する熱媒体の流れを止めている。熱媒体回路１００における放熱側の熱媒体流路１０１，１０２を流れる熱媒体は、運転モード（１）と同様である。

図８に示した運転モード（４）は、除湿冷房（放熱温調）を行う運転モードであり、運転モード（１）と同様に、室内空調装置５０を冷房運転させながらバッテリーの冷却を行い、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体を独立して室内空調装置５０のヒーターコア５１に流すことで除湿を行う。

この運転モード（４）では、冷媒回路１は、運転モード（１）と同様にバイパス冷媒流路３１，３２を共に閉止しているが、減圧部１４Ａ，１４Ｂの減圧を減圧部１４Ａと減圧部１４Ｂとで段階的に行っている。熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路になっている。

運転モード（４）では、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、第１冷媒熱媒体熱交換器１１の放熱で温水となりヒーターコア５１に入り、単独でヒーターコア５１での空調温調を行う。また、放熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、第２冷媒熱媒体熱交換器１２の放熱で熱媒体流路１０１を流れる熱媒体より低い温度帯の温水となり、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、温調対象物用熱交換器６３，６１，６２を経由して、熱媒体流路１０２に戻る。また、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、運転モード（１）と同様に、クーラーコア５２とバッテリー用の温調対象物用熱交換器６０を経由する循環流路を形成している。

この運転モード（４）では、吸熱側で冷房除湿とバッテリー冷却を行いながら、放熱側では、独立した熱媒体流路１０１を流れる高温の熱媒体で目標吹出温度への空調を行い、独立した熱媒体流路１０２を流れる低温の熱媒体で各所の温調を行うことができる。

図９に示した運転モード（５）は、除湿暖房（吸熱温調）を行う運転モードである。この運転モード（５）では、冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３１，３２を共に開にして、圧縮機１０から第１冷媒熱媒体熱交換器１１、バイパス冷媒流路３１、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を経由して圧縮機１０に戻る（第２冷媒熱媒体熱交換器１２を迂回する）第１系統の冷媒回路と、圧縮機１０から第１冷媒熱媒体熱交換器１１、第２冷媒熱媒体熱交換器１２、バイパス冷媒流路３２を経由して圧縮機１０に戻る（第３冷媒熱媒体熱交換器１３を迂回する）第２系統の冷媒回路を構成している。

この冷媒回路１では、第１冷媒熱媒体熱交換器１１は、凝縮器（放熱側）として機能し、第２冷媒熱媒体熱交換器１２は、第２系統の冷媒回路での蒸発器（吸熱側）として機能し、第３冷媒熱媒体熱交換器１３は、第１系統の冷媒回路での蒸発器（吸熱側）として機能する。

運転モード（５）の熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路を構成している。すなわち、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、単独でヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。

また、一方の吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、温調対象物用熱交換器６３，６１，６２を経由して、熱媒体流路１０２に戻り、他方の吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ６、クーラーコア５２、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。

このような運転モード（５）は、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体を限定してヒーターコア５１に流すことで暖房運転を行い、吸熱側が第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由する熱媒体流路１０２と第３冷媒熱媒体熱交換器１３を経由する熱媒体流路１０３に分散されることで、暖房運転に必要な熱を各所から吸熱する。また、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体を独立してクーラーコア５１に流すことで、車室内の除湿を効果的に行っている。

図１０に示した運転モード（６）は、外気吸熱を行って、室内空調装置５０を暖房運転しながら、バッテリーの加熱（暖機）を行う運転モードである。この運転モード（６）の冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３１，３２を何れも閉にして、運転モード（４）と同様に、第１冷媒熱媒体熱交換器１１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２を凝縮器（放熱側）とし、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を蒸発器（吸熱側）とし、減圧部１４Ａ，１４Ｂの減圧量を調整して、第１冷媒熱媒体熱交換器１１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２とで段階的な放熱を行っている。

運転モード（６）における熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路を構成し、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる高温の熱媒体は、独立してヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。

また、放熱側の熱媒体流路１０２を流れる比較的低温の熱媒体は、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５を経由して、熱媒体流路１０２に戻る。また、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、外気吸熱を行うために、切替弁Ｖ６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。

この際、熱媒体回路１００は、切替弁Ｖ６によって流路１６０に熱媒体が流れるのを止めることで、クーラーコア５２を通る熱媒体の流れを止めている。また、切替弁Ｖ５によって流路１５０に熱媒体が流れるのを止めている。

このような運転モード（６）は、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる高温の温水をヒーターコア５１に流して、室内空調装置５０の暖房運転を行い、もう一つの放熱側の熱媒体流路１０２を流れる比較的低温の温水を温調対象物用熱交換器６０に流してバッテリーの加熱を行っている。これによると、冷媒回路１により異なる温度帯の熱媒体を生成することで、熱効率よく所望の温度で暖房とバッテリー加熱を行うことができる。

図１１に示した運転モード（７）は、外気吸熱を行って、室内空調装置５０を暖房運転しながら、バッテリー等の温調対象物の蓄廃熱を行う運転モードである。この運転モード（７）の冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３１を開、バイパス冷媒流路３２を閉にし、減圧部１４Ａを閉止することで、圧縮機１０から第１冷媒熱媒体熱交換器１１、バイパス冷媒流路３１、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を経由して圧縮機１０に戻る（第２冷媒熱媒体熱交換器１２を迂回した）回路が構成されている。

この冷媒回路１は、第１冷媒熱媒体熱交換器１１が凝縮器（放熱側）になり、第３冷媒熱媒体熱交換器１３が蒸発器（吸熱側）になり、第２冷媒熱媒体熱交換器１２は冷媒回路１から外れた状態になる。

運転モード（７）における熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路を構成しており、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、独立してヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。

また、熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、その他の温調対象用熱交換器６３，６１，６２を経由して、熱媒体流路１０２に戻る。この際、第２冷媒熱媒体熱交換器１２は冷媒回路１の構成から外れているので、そこでの熱交換は行われない。そして、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、外気吸熱を行うために、切替弁Ｖ６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。

このような運転モード（７）によると、外気吸熱によって室内空調装置５０の暖房運転を行いながら、温調対象物用熱交換器６０，６１，６２，６３を流れる熱媒体を冷媒回路１から切り離した回路にし、その回路に蓄熱用又は廃熱用の貯留部６を設けている。これによると、バッテリー等の温調対象物の熱を効率的に蓄廃熱することができる。

図１２に示した運転モード（８）は、外気吸熱を行って、室内空調装置５０を暖房運転しながら、バッテリー等の温調対象物の蓄熱を利用する運転モードである。この運転モード（８）の冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３１，３２を開にして、運転モード（５）と同様に、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を迂回する第１系統の冷媒回路と第３冷媒熱媒体熱交換器１３を迂回する第２系統の冷媒回路を構成している。

運転モード（７）における熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路を構成しており、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、独立してヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。また、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、外気吸熱を行うために、切替弁Ｖ６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。

そして、吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、その他の温調対象用熱交換器６３，６１，６２を経由して、熱媒体流路１０２に戻る。ここで、吸熱側の第２冷媒熱媒体熱交換器１２は、前述した運転モード（６）において貯留部６やバッテリー等の温調対象物に蓄熱された熱を吸熱することで、外気吸熱と合わせて、暖房に必要な熱を調達している。

図１３に示した運転モード（９）は、蓄熱利用によって室内空調装置５０を暖房運転させる運転モードである。この運転モード（９）の冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３１を閉、バイパス冷媒流路３２を開、減圧部１４Ｂ閉にすることで、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を迂回する冷媒回路を構成している。この際、第３冷媒熱媒体熱交換器１３は冷媒回路１から外れており、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を経由する熱媒体流路１０３とクーラーコア５２に熱媒体を流す流路は不使用状態になっている。

運転モード（９）の熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１と熱媒体流路１０２が独立の回路になっており、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、独立してヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。

吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、運転モード（８）と同様に、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、その他の温調対象用熱交換器６３，６１，６２を経由して、熱媒体流路１０２に戻る。ここでは、冷媒回路１は、吸熱側の熱媒体流路１０２において、運転モード（６）において貯留部６やバッテリー等の温調対象物に蓄熱された熱を吸熱して暖房運転を行っている。

図１４に示した運転モード（１０）は、蓄熱利用によって停車中の除霜暖房を行う運転モードである。この運転モード（１０）の冷媒回路１は、運転モード（４）などと同様に、バイパス冷媒流路３１，３２を共に閉にして、第１冷媒熱媒体熱交換器１１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２を凝縮器（放熱側）として機能させ、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を蒸発器（吸熱側）として機能させている。

運転モード（１０）における熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路を構成しており、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、ヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。放熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５を経由して熱媒体流路１０２に戻る。吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、切替弁５、切替弁Ｖ２、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。

このような運転モード（１０）によると、バッテリーに蓄熱された熱を第３冷媒熱媒体熱交換器１３にて吸熱して冷媒回路１を動作させており、第２冷媒熱媒体熱交換器１２にて放出された熱と貯留部６に蓄熱された熱によって加熱された熱媒体を外部熱交換器５に流すことで、外部熱交換器５の除霜を行っている。

図１５に示した運転モード（１１）は、蓄熱利用によって走行中の除霜暖房を行う運転モードである。この運転モード（１１）は、切替弁Ｖ５の切り替え状態以外は運転モード（１０）と同じである。この運転モード（１１）では、運転中に発生する温調対象物（インバーター、モーター、パワーコントロールユニットなど）の熱と第２冷媒熱媒体熱交換器１２の放熱と貯留部６の蓄熱を、外部熱交換器５の除霜に利用している。

図１６に示した運転モード（１２）は、補助加熱装置４の熱を吸熱して冷媒回路を動作することで、室内空調装置５０を暖房運転しながらバッテリーの加熱を行っている。この運転モード（１２）は、切替弁Ｖ５の切り替え以外は運転モード（９）と同様である。

運転モード（１２）における熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１と熱媒体流路１０２が独立の回路になっており、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、ヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。

また、吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、補助加熱装置４にて加熱され、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５を経由して熱媒体流路１０２に戻る。この際、補助加熱装置４にて付加された熱が第２冷媒熱媒体熱交換器１２にて冷媒に吸熱され、また、温調対象物用熱交換器６０では、補助加熱装置４にて付加された熱と貯留部６に蓄積された熱でバッテリーが加熱される。

この際、バッテリー加熱に利用される熱媒体の温度は、補助加熱装置４の発熱量で適宜調整することができるので、独立した放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体の温度とは異なる温度帯に調整することができ、適正な温度で暖房運転を行いながらバッテリー加熱が可能になる。

図１７に示した運転モード（１３）は、補助加熱装置４の熱を付加しながら、車室内の熱と温調対象物の廃熱・蓄熱を吸熱する冷媒回路の動作で室内空調装置５０の暖房運転を行っている。

この運転モード（１３）の冷媒回路１は、運転モード（８）と同様であり、バイパス冷媒流路３１，３２を共に開にして、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を迂回する第１系統の冷媒回路と、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を迂回する第２系統の冷媒回路を構成している。

運転モード（１３）における熱媒体回路１００は、熱媒体流路１０１，１０２，１０３がそれぞれ独立した回路になっており、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、ヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１を出た熱媒体は、切替弁Ｖ１を経由して熱媒体流路１０１に戻る。

吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、補助加熱装置４で加熱され、切替弁Ｖ１、貯留部６、切替弁Ｖ２、温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５、温調対象物用熱交換器６３，６１，６２を経由して熱媒体流路１０２に戻る。また、吸熱側の熱媒体流路１０３を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ５、クーラーコア５２、切替弁Ｖ４を経由して熱媒体流路１０３に戻る。

運転モード（１３）では、第１系統の蒸発器として機能する第３冷媒熱媒体熱交換器１３において、クーラーコア５２を介して回収された車室内の熱が冷媒に吸熱され、第２系統の冷媒回路で蒸発器として機能する第２冷媒熱媒体熱交換器１２において、補助加熱装置４で付加された熱や貯留部６の蓄熱、バッテリー等の温調対象物の蓄廃熱が冷媒に吸熱される。

［冷媒によるダイレクト空調］
図１８は、本発明の他の実施形態に係る車両用熱管理システムの構成例を示している。前述した実施形態との違いは、複数の熱交換器を備える冷媒回路１において、選択した熱交換器の一つを蒸発器として車室内空調用熱交換器としている。すなわち、図示の例では、冷媒流路２２Ａ，２２ＢをユニットＵから引き出すことで、第３冷媒熱媒体熱交換器１３をユニットＵの外に出して、室内空調装置５０のクーラーコアとしている。

図示の状態は、室内空調装置５０に冷房運転をしながらバッテリーの冷却を行う運転モードを示している。ここでは、冷媒回路１は、バイパス冷媒流路３１とバイパス冷媒流路３２を共に閉にして、ユニットＵ内の第１冷媒熱媒体熱交換器１１を凝縮器（放熱側）にし、ユニットＵ内の第２冷媒熱媒体熱交換器１２を蒸発器（吸熱側）にし、ユニット外の室内空調装置５０に設けた第３冷媒熱媒体熱交換器１３を蒸発器（吸熱側）にしている。

この実施形態では、熱媒体回路１００は、第１冷媒熱媒体熱交換器１１を経由する熱媒体流路１０１と第２冷媒熱媒体熱交換器１２を経由する熱媒体流路１０２がそれぞれ独立した回路になる回路状態と、第２冷媒熱媒体熱交換器を経由した熱媒体が第１冷媒熱媒体熱交換器１０１に流れる回路状態とを切り替える切替手段として、切替弁Ｖ０１と切替弁Ｖ０２が設けられている。また、第２冷媒熱媒体熱交換器１２を流れる熱媒体がバッテリー用の温調対象物用熱交換器６０を流れるか否かを切り替える切替弁Ｖ０３が設けられている。

図示の例では、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体は、ヒーターコア５１に入り、ヒーターコア５１から流路２００を流れて切替弁Ｖ０１に入り、流路２０１にて、外部熱交換器５、温調対象物用熱交換器６２、貯留部６を経由して、切替弁Ｖ０２に入り、流路２０３から切替弁Ｖ０１を介して、流路２０２を経て熱媒体流路１０１に戻る独立回路を循環している。

また、吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体は、切替弁Ｖ０２に入り、流路２０４を流れて切替弁Ｖ０３に入り、流路２０５にてバッテリー用の温調対象物用熱交換器６０を経由して熱媒体流路１０２に戻る独立回路を循環している。

この実施形態における図示の回路状態によると、室内空調装置５０による冷房運転は、第３冷媒熱媒体熱交換器１３による冷媒への直接吸熱と、放熱側の熱媒体流路１０１を流れる熱媒体による温調によって行っている。また、バッテリーの冷却は、吸熱側の熱媒体流路１０２を流れる熱媒体の独立回路で行っている。この際、熱媒体流路１０２の吸熱を行う第２冷媒熱媒体熱交換器１２は、減圧部１４Ａの段階的な減圧で吸熱量が抑えられており、冷房での吸熱を有効に確保しつつ、適度の吸熱でバッテリーの冷却を熱効率良く行っている。

図１８に示した実施形態においても、切替弁Ｖ０１，Ｖ０２，Ｖ０３を適宜切り替えることで、熱媒体を適宜の温度帯にして、暖房運転やバッテリーの加熱（暖機）など運転モードを熱効率よく実行することができる。

［補助加熱装置の配置］
前述したように、熱媒体回路１００に設けられる補助加熱装置４は、第１，第２，第３冷媒熱媒体熱交換器１１，１２，１３の入口側又は出口側に設けることが好ましく、補助加熱装置４の配置を適宜設定することで、前述した各運転モードにおいて所望の機能を発揮させることができる。

先ず、前述した実施形態に示すように、第２冷媒熱媒体熱交換器１２の出口側又は入口側に補助加熱装置４を設けた場合には、図１６に示した運転モード（１２）において、補助加熱装置４の熱を吸熱して冷媒回路１を動作させ、低温環境下での暖房を行うことができる。

ここで第２冷媒熱媒体熱交換器１２の出口側に補助加熱装置４を設けた場合には、図１６に示すように、補助加熱装置４で加熱された熱媒体は、切替弁Ｖ１を介して貯留部６に入り、貯留部６から切替弁Ｖ２、温調対象物用熱交換器６０、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５を経由して熱媒体流路１０２に戻る循環流路を流れる。この循環流路では、温調対象物熱交換器６０においてバッテリーやモーターなどの廃熱を吸熱することができるので、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance；成績係数）が１を超えるヒートポンプを実現でき、合わせて、温調対象物熱交換器６０を介してバッテリーの温調を補助加熱装置４にて調整した適温で行うことができる。

この際、第２冷媒熱媒体熱交換器１２の入口側に補助加熱装置４を設けた場合には、前述したように、補助加熱装置４にて加熱された熱媒体が循環流路を流れることは同様であるが、補助加熱装置４で加熱した熱媒体が直接第２冷媒熱媒体熱交換器１２に入ることになるので、冷媒回路１の低圧側の吸熱量を補助加熱装置４で直接調整することができ、暖房時の温調を熱効率良く行うことができる。

図１９は、第２冷媒熱媒体熱交換器１２の出口側又は入口側に補助加熱装置４を設けた場合の他の運転例を示している。図１９に示す例は、図１１に示した運転モード（７）における蓄熱回収暖房中に、外部熱交換器５の除霜を行う例である。

ここでは、切替弁Ｖ２の切り替えで、補助加熱装置４で加熱された熱媒体は、切替弁Ｖ１を介して貯留部６に入り、貯留部６から切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ５を経由して熱媒体流路１０２に戻る循環流路を流れる。この循環流路を流れる熱媒体で、蓄熱回収暖房中に外部熱交換器５の除霜を行うことができる。この際の補助加熱装置４の配置は、第２冷媒熱媒体熱交換器１２の出口側であっても入口側であっても同様の機能が得られる。

図２０は、補助加熱装置４を第３冷媒熱媒体熱交換器１３の出口側に設けた運転例である。ここでは、図１１に示した運転モード（７）において、切替弁Ｖ２と切替弁Ｖ３を切り替えることで、第３冷媒熱媒体熱交換器１３を出て補助加熱装置４にて加熱された熱媒体は、第６切替弁Ｖ６、第２切替弁Ｖ２、温調対象物用熱交換器６０、第３切替弁Ｖ３、第４切替弁Ｖ４を経由して、熱媒体流路１０３に戻る循環流路を流れる。

補助加熱装置４にて加熱され前述した循環流路を流れる熱媒体の熱は、第３冷媒熱媒体熱交換器１３にて低圧側の冷媒回路１に吸熱され、高圧側の第１冷媒熱媒体熱交換器１１にて熱媒体流路１０１を流れる熱媒体に放熱されて、ヒーターコア５１での暖房に供される。これにより、低温環境下であっても、補助加熱装置４により供給される熱を冷媒回路１が吸熱して暖房運転を行うことができる。この際、前述した循環流路には、温調対象物用熱交換器６０が設けられているので、バッテリーなどの温調を合わせて行うことができる。

この運転例では、補助加熱装置４を第３冷媒熱媒体熱交換器１３の出口側に設けた場合には、温調対象物用熱交換器６０を介したバッテリーなどの温調を補助加熱装置４の温度調整で直接行うことができる。また、補助加熱装置４を第３冷媒熱媒体熱交換器１３の入口側に設けた場合には、冷媒回路１の低圧側の吸熱を補助加熱装置４にて直接調節することができる。

図２１は、補助加熱装置４を第３冷媒熱媒体熱交換器１３の出口側に設けた他の運転例である。この例は、図１３に示した運転モード（９）において、蓄熱回収暖房中に、補助加熱装置４の熱を利用して外部熱交換器５の着霜時の除霜を行うものである。

この例では、冷媒回路１とは別に、補助加熱装置４にて加熱された熱媒体を、切替弁Ｖ６、切替弁Ｖ２、外部熱交換器５、切替弁Ｖ３、切替弁Ｖ４経由で循環させて、外部熱交換器５の除霜を行っている。この際の補助加熱装置４の配置は、第３冷媒熱媒体熱交換器１３の出口側であっても入口側であっても同様の機能が得られる。

図２２は、補助加熱装置４を第１冷媒熱媒体熱交換器１１の出口側に設けた運転例を示している。この場合、補助加熱装置４で加熱された熱媒体を短い流路で直接ヒーターコア５１に流して、少ない熱損失で暖房を行うことができ、また、補助加熱装置４によって暖房の温度調整を行うことができる。

この運転例では、圧縮機１０や膨張弁１４Ｂ（或いは膨張弁１４Ａ）、循環ポンプＰ３などが故障した場合に、図示のように、循環ポンプＰ１、補助加熱装置４、ヒーターコア５１、切替弁Ｖ１、循環ポンプＰ１の独立した循環流路を形成して、暖房運転を行うことができる。また、切替弁Ｖ１～Ｖ６を適宜切り替えて熱媒体回路１００の流路を直列に繋ぐことで、前述したように冷媒回路１の故障が生じた場合であっても、補助加熱装置４による暖房運転と温調対象物用熱交換器６０などを介したバッテリーなどの温調を両立させることができる。

図２２においては、冷媒回路１が故障の場合を示しているが、冷媒回路１が運転できる場合には、補助加熱装置４を第１冷媒熱媒体熱交換器１１の入口側に設けるより、補助加熱装置４を第１冷媒熱媒体熱交換器１１の出口側に設けた方が、冷媒回路１に補助加熱装置４を加える運転時のＣＯＰ（成績係数）を高めることができる。しかしながら、冷媒回路１に補助加熱装置４を加える運転時においては、補助加熱装置４を第１冷媒熱媒体熱交換器１１の入口側に設けることで、補助加熱装置４の作動で起動後に直ぐ熱媒体温度を上げて冷媒回路１の高圧側温度を上げることができるので、冷媒回路１の立ち上がり性能を高めることができる。

図２３には、前述したように冷媒回路１が故障した場合で、補助加熱装置４を第３冷媒熱媒体熱交換器１３の出口側に設けた運転例を示している。この運転例でも、補助加熱装置４で加熱された熱媒体をクーラーコア５２（ヒーターコアとして利用）に流して、暖房運転を行うことができ、図示のように、クーラーコア５２を出た熱媒体を温調対象物用熱交換器６０，６１，６２，６３に流して、バッテリー温調などを合わせて行うことができる。

この際、例えば、ヒーターコアとして利用するクーラーコア５２に入れる熱媒体の温度を５０℃に設定して暖房を行い、バッテリー用の温調対象物用熱交換器６０に入れる熱媒体の温度が上限温度の３５℃以下になるように外部熱交換器５での放熱を行う。これによって、暖房とバッテリー温調を適温で行うことが可能になる。このような運転例では、補助加熱装置４を第３冷媒熱媒体熱交換器１３の入口側に設けても同様の機能を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：冷媒回路，２：冷媒循環流路，３（３１，３２）：バイパス冷媒流路，
４：補助加熱装置，５：外部熱交換器，６：貯留部，１０：圧縮機，
１１：第１冷媒熱媒体熱交換器，１２：第２冷媒熱媒体熱交換器，
１３：第３冷媒熱媒体熱交換器，１４，１４Ａ，１４Ｂ：減圧部，
１５：逆流防止手段，２０，２１，２２，２３：冷媒流路，
３１Ａ，３２Ａ：分岐部，３１Ｂ，３２Ｂ：合流部，
３１Ｖ，３２Ｖ：開閉弁，５０：室内空調装置，
５１：ヒーターコア，５２：クーラーコア，
６０，６１，６２，６３：温調対象物用熱交換器，
１００：熱媒体回路，１０１，１０２，１０３：熱媒体流路，
１１０，１１１，１１２，１２０，１２１，１２２，１２３，
１３０，１３１，１３２，１３３，１４０，１４１，１４２，
１５０，１６０，１６１，２００，２０１，２０２，２０３，
２０４，２０５：流路，１５０Ａ，１６０Ａ，１６１Ａ：合流部，
３００：制御部，
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ０１，Ｖ０２，Ｖ０３：切替弁，
Ｕ：ユニット，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３：循環ポンプ

Claims (16)

1. 冷媒を圧縮、凝縮、膨張、蒸発させる冷媒回路と、
   前記冷媒回路に設けられる冷媒熱媒体熱交換器にて冷媒と熱交換した熱媒体が循環する熱媒体回路とを有する車両熱管理システムであって、
   前記冷媒回路は、少なくとも３つの熱交換器のうち２つ以上を選択して、選択した前記熱交換器の一部を凝縮器、他部を蒸発器とし、
   前記冷媒熱媒体熱交換器は、選択した前記熱交換器の一つを第１冷媒熱媒体熱交換器、他の一つを第２冷媒熱媒体熱交換器とし、
   前記熱媒体回路は、
   前記第２冷媒熱媒体熱交換器を経由した熱媒体が前記第１冷媒熱媒体熱交換器に流れる回路状態と、前記第１冷媒熱媒体熱交換器を経由した熱媒体の流路と前記第２冷媒熱媒体熱交換器を経由した熱媒体の流路が互いに独立した回路になる回路状態とを切り替え可能な切替手段を備えることを特徴とする車両熱管理システム。
2. 前記冷媒熱媒体熱交換器は、
   ３つの前記熱交換器を選択した場合の他の一つを第３冷媒熱媒体熱交換器とし、
   前記第３冷媒熱媒体熱交換器を経由する熱媒体の流路は、第１冷媒熱媒体熱交換器又は前記第２冷媒熱媒体熱交換器を経由する熱媒体の流路とは独立した回路になることを特徴とする請求項１記載の車両熱管理システム。
3. 前記第１冷媒熱媒体熱交換器を経由する熱媒体は、車室内空調用熱交換器を流れることを特徴とする請求項１又は２記載の車両熱管理システム。
4. 前記熱媒体回路は、
   前記冷媒熱媒体熱交換器の入口側又は出口側に、補助加熱装置が設けられることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の車両熱管理システム。
5. 前記熱媒体回路は、
   前記切替手段の出口側に熱媒体を貯留する貯留部を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の車両熱管理システム。
6. 前記冷媒回路における前記熱交換器の選択は、前記熱交換器のいずれかを迂回するバイパス冷媒流路の開閉によってなされることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の車両熱管理システム。
7. 前記第１冷媒熱媒体熱交換器は、凝縮器であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項記載の車両熱管理システム。
8. 前記第３冷媒熱媒体熱交換器は、蒸発器であることを特徴とする請求項２記載の車両熱管理システム。
9. 前記冷媒回路は、
   選択した前記熱交換器の一つを蒸発器として車室内空調用熱交換器とすることを特徴とする請求項１記載の車両熱管理システム。
10. 前記切替手段を第１切替手段として、
    前記第１切替手段から出た熱媒体を温調対象物用熱交換器に流すか外部熱交換器に流すかを切り替える第２切替手段を備えることを特徴とする請求項２記載の車両熱管理システム。
11. 前記第２切替手段に連動して切り替えられる第３切替手段を備え、
    前記第３切替手段は、
    前記第２切替手段が前記温調対象物用熱交換器に流した熱媒体を前記第２冷媒熱媒体熱交換器に流すか前記第３冷媒熱媒体熱交換器に流すかを切り替え、前記第２切替手段が前記外部熱交換器に流した熱媒体を前記第３冷媒熱媒体熱交換器に流すか前記第２冷媒熱媒体熱交換器に流すか切り替えることを特徴とする請求項１０記載の車両用熱管理システム。
12. 前記第３冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体が流れる車室内空調用熱交換器を備え、
    前記車室内空調用熱交換器から出た熱媒体を前記第３冷媒熱媒体熱交換器に流すか前記第２切替手段に入れるかを切り替える第４切替手段を備え、
    前記第２切替手段は、前記第４切替手段から出た熱媒体を前記温調対象物用熱交換器に流すか前記外部熱交換器に流すかを切り替える手段を兼ねることを特徴とする請求項１１記載の車両用熱管理システム。
13. 前記第３切替手段は、前記外部熱交換器から出た熱媒体を前記第２冷媒熱媒体熱交換器に流すか前記第４切替手段に入れるかを切り替える手段を兼ねることを特徴とする請求項１２記載の車両用熱管理システム。
14. 前記第４切替手段は、前記第３切替手段から出た熱媒体を前記第３冷媒熱媒体熱交換器に流すか前記第２切替手段に入れるかを切り替える手段を兼ねることを特徴とする請求項１３記載の車両用熱管理システム。
15. 前記温調対象物用熱交換器から出た熱媒体を他の温調対象物用熱交換器に流すか否か切り替える第５切替手段を備えることを特徴とする請求項１０～１４のいずれか１項記載の車両用熱管理システム。
16. 前記第３冷媒熱媒体熱交換器で熱交換した熱媒体を前記車室内空調用熱交換器に流すか前記第２切替手段に流すかを切り替える第６切替手段を備えることを特徴とする請求項１２～１４のいずれか１項記載の車両熱管理システム。

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