JP2024073319A - Vehicle Air Conditioning Systems - Google Patents

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JP2024073319A
JP2024073319A JP2022184455A JP2022184455A JP2024073319A JP 2024073319 A JP2024073319 A JP 2024073319A JP 2022184455 A JP2022184455 A JP 2022184455A JP 2022184455 A JP2022184455 A JP 2022184455A JP 2024073319 A JP2024073319 A JP 2024073319A
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Inventor
将史 越島
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】電費の悪化を抑制しつつ、空調の廃熱を効率良く行える車両用空調システムを提供する。
【解決手段】凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムが提供される。この車両用空調システムは、電動パワートレイン及び電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備える。また、凝縮器は、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路上に配置される。
【選択図】図2

An object of the present invention is to provide a vehicle air conditioning system that efficiently uses waste heat for air conditioning while suppressing deterioration of power consumption.
[Solution] There is provided an air conditioning system for a vehicle having an air conditioning circuit including a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a compressor, and through which a refrigerant circulates. The air conditioning system for a vehicle has an electric powertrain and a battery electrically connected to the electric powertrain, and is provided with a coolant circuit through which coolant for cooling the electric powertrain and the battery circulates. In addition, a condenser is disposed on the coolant circuit so as to exchange heat between the refrigerant circulating through the air conditioning circuit and the coolant circulating through the coolant circuit.
[Selected figure] Figure 2

Description

本発明は、車両用空調システムに関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioning system.

電動車両においては、空調(冷房)使用時に凝縮器(コンデンサ)から冷媒の熱を外気に廃熱する必要がある。しかしながら、ファンを作動させたり、グリルシャッターを開け走行風を凝縮器に当てることで、冷媒の熱を廃熱する場合、ファンの作動消費電力の発生や、空力の悪化により、車両の電費が悪化する虞がある。 In electric vehicles, when air conditioning (cooling) is in use, it is necessary to dissipate heat from the refrigerant through the condenser to the outside air. However, when dissipating heat from the refrigerant by operating a fan or opening a grill shutter to allow the airflow from the vehicle's travel to hit the condenser, there is a risk that the vehicle's electric fuel economy will worsen due to the power consumption required to operate the fan and the deterioration of aerodynamics.

特許文献1には、凝縮器を水冷式にした車両用熱管理システムが開示されている。この車両用熱管理システムでは、凝縮器をバッテリ用の冷却水路に設置し、凝縮器からの熱を、冷却水路を介してバッテリに蓄熱することで冷媒の熱を廃熱している。これにより、ファンの作動消費電力を抑制している。 Patent Document 1 discloses a vehicle thermal management system in which the condenser is water-cooled. In this vehicle thermal management system, the condenser is installed in the cooling water passage for the battery, and heat from the condenser is stored in the battery via the cooling water passage, thereby dissipating heat from the refrigerant. This reduces the power consumption required to operate the fan.

US2019/0070924 A1US2019/0070924 A1

ところで、車両内の温度が高く、空調(冷房)の負荷が高い場合、凝縮器からの放熱量は大きくなる。凝縮器からの放熱量が大きい場合、特許文献1に記載の車両用熱管理システムでは、バッテリ用冷却水路の冷却水の温度が高くなる。このため、バッテリ温度が上昇し、蓄熱時間が減少するため、十分な廃熱を行えない虞や、温度上昇によりバッテリ自体の信頼性に影響を及ぼす虞がある。 However, when the temperature inside the vehicle is high and the load of the air conditioning (cooling) is high, the amount of heat dissipated from the condenser increases. When the amount of heat dissipated from the condenser is large, in the vehicle thermal management system described in Patent Document 1, the temperature of the cooling water in the battery cooling water passage increases. As a result, the battery temperature rises and the heat storage time decreases, which may result in insufficient heat dissipation or may affect the reliability of the battery itself due to the temperature rise.

本発明は上記課題に鑑みたものであり、電費の悪化を抑制しつつ、空調の廃熱を効率良く行える車両用空調システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a vehicle air conditioning system that can efficiently waste heat from air conditioning while suppressing deterioration of electricity consumption.

本発明の一態様によれば、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムが提供される。この車両用空調システムは、電動パワートレイン及び電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備える。また、凝縮器は、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路上に配置される。 According to one aspect of the present invention, there is provided an air conditioning system for a vehicle having a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a compressor, and an air conditioning circuit through which a refrigerant circulates. The air conditioning system for a vehicle has an electric powertrain and a battery electrically connected to the electric powertrain, and is provided with a coolant circuit through which coolant for cooling the electric powertrain and the battery circulates. The condenser is disposed on the coolant circuit so as to exchange heat between the refrigerant circulating in the air conditioning circuit and the coolant circulating in the coolant circuit.

本発明によれば、凝縮器が電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路上に配置され、凝縮器において、空調用回路を循環する冷媒の熱と、冷却水回路を循環する冷却水の熱とが熱交換される。従って、凝縮器から放熱される冷媒の熱を、冷却水回路を介して電動パワートレイン及びバッテリに蓄熱することができる。これにより、廃熱のためにファンを作動させたり、グリルシャッターを開けることを抑制でき、車両の電費の悪化を抑制することができる。 According to the present invention, the condenser is disposed on the cooling water circuit through which the cooling water for cooling the electric powertrain and the battery circulates, and in the condenser, heat is exchanged between the refrigerant circulating in the air conditioning circuit and the cooling water circulating in the cooling water circuit. Therefore, the heat of the refrigerant dissipated from the condenser can be stored in the electric powertrain and the battery via the cooling water circuit. This makes it possible to suppress the need to operate the fan or open the grille shutter to waste heat, and suppresses deterioration of the vehicle's electric fuel efficiency.

図1は、本実施形態の車両用空調システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle air conditioning system according to the present embodiment. 図2は、ラジエータ用回路を切り離した状態における車両用空調システムの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the vehicle air conditioning system in a state where the radiator circuit is separated. 図3は、ラジエータ用回路を接続した状態における車両用空調システムの回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the vehicle air conditioning system with the radiator circuit connected. 図4は、本実施形態の冷媒の廃熱制御を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the waste heat control of the refrigerant according to this embodiment.

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

[実施形態]
図1は、本発明の実施形態による車両用空調システム(以下、空調システムともいう)100の概略構成図である。空調システム100は、主に、電気自動車等に搭載される。図1に示すように、空調システム100は、冷媒が循環する空調用回路10と、電動パワートレイン(ePT)21及びバッテリ22を冷却する冷却水が循環する冷却水回路20と、ラジエータ用回路30と、コントローラ40とを含む。
[Embodiment]
Fig. 1 is a schematic diagram of a vehicle air conditioning system (hereinafter, also referred to as an air conditioning system) 100 according to an embodiment of the present invention. The air conditioning system 100 is mainly installed in an electric vehicle or the like. As shown in Fig. 1, the air conditioning system 100 includes an air conditioning circuit 10 through which a refrigerant circulates, a coolant circuit 20 through which coolant for cooling an electric powertrain (ePT) 21 and a battery 22 circulates, a radiator circuit 30, and a controller 40.

空調用回路10は、空調(冷房)に用いられる冷媒が循環する回路であり、空調用ヒートポンプとして機能する。空調用回路10上には、冷媒の流れ方向において、圧縮機11、凝縮器12、第1膨張弁13、蒸発器14がこの順で設けられている。また、第1膨張弁13及び蒸発器14と並列に、第2膨張弁15及び熱交換器(チラー)16が直列にこの順に設けられている。 The air conditioning circuit 10 is a circuit through which the refrigerant used for air conditioning (cooling) circulates, and functions as an air conditioning heat pump. A compressor 11, a condenser 12, a first expansion valve 13, and an evaporator 14 are provided in this order on the air conditioning circuit 10 in the direction of refrigerant flow. In addition, a second expansion valve 15 and a heat exchanger (chiller) 16 are provided in series in this order in parallel with the first expansion valve 13 and the evaporator 14.

圧縮機11は、例えば電動のコンプレッサであり、空調用回路10を流れる冷媒(ガス)を圧縮し、高温高圧にして出力する。 The compressor 11 is, for example, an electric compressor that compresses the refrigerant (gas) flowing through the air conditioning circuit 10 and outputs it at high temperature and high pressure.

凝縮器(コンデンサ)12は、圧縮機11により高温高圧に圧縮された冷媒(ガス)を凝縮液化する。また、凝縮器12は、空調用回路10上、且つ後述する冷却水回路20上に設けられ、凝縮器12において、空調用回路10を循環する冷媒の熱と、冷却水回路20を循環する冷却水の熱とが熱交換される。即ち、凝縮器12は、冷媒の熱を冷却水回路20に廃熱する。 The condenser 12 condenses and liquefies the refrigerant (gas) compressed to high temperature and pressure by the compressor 11. The condenser 12 is provided on the air conditioning circuit 10 and on the cooling water circuit 20 described below, and in the condenser 12, heat is exchanged between the refrigerant circulating in the air conditioning circuit 10 and the cooling water circulating in the cooling water circuit 20. In other words, the condenser 12 dissipates the heat of the refrigerant to the cooling water circuit 20.

第1膨張弁13は、空調用回路10を流れる冷媒を、微小な孔を通すことで急激に膨張させ、低温低圧にする。なお、第1膨張弁13の開度は、後述のコントローラ40により制御される。 The first expansion valve 13 rapidly expands the refrigerant flowing through the air conditioning circuit 10 by passing it through tiny holes, resulting in low temperature and pressure. The opening of the first expansion valve 13 is controlled by the controller 40, which will be described later.

蒸発器14は、空調用回路10を流れる冷媒を蒸発させる。蒸発した冷媒は、再び圧縮機11に吸入される。 The evaporator 14 evaporates the refrigerant flowing through the air conditioning circuit 10. The evaporated refrigerant is sucked back into the compressor 11.

第2膨張弁15は、第1膨張弁13及び蒸発器14と並列に配置され、空調用回路10を流れる冷媒を、微小な孔を通すことで急激に膨張させ、低温低圧にして、熱交換器16に送る。なお、第2膨張弁15の開度は、後述のコントローラ40により制御される。 The second expansion valve 15 is arranged in parallel with the first expansion valve 13 and the evaporator 14, and expands the refrigerant flowing through the air conditioning circuit 10 rapidly by passing it through a small hole, making it low-temperature and low-pressure, and sending it to the heat exchanger 16. The opening degree of the second expansion valve 15 is controlled by the controller 40 described below.

熱交換器(チラー)16は、第1膨張弁13及び蒸発器14と並列に、且つ、第2膨張弁15の下流に、第2膨張弁15と直列に配置される。また、熱交換器16は、空調用回路10上、且つ後述する冷却水回路20上に設けられ、熱交換器16において、冷却水回路20を循環する冷却水の熱と、空調用回路10内の低温低圧の冷媒の熱が熱交換される。即ち、熱交換器16は、冷却水回路20内の冷却水を冷却する。なお、蒸発器14側に流れる冷媒の量と、熱交換器16側に流れる冷媒の量は、第1膨張弁13及び第2膨張弁15の開度を調整することで制御され、第2膨張弁15が完全に閉じられると、冷媒は、熱交換器16側には流れず、蒸発器14側にのみ流れる。 The heat exchanger (chiller) 16 is arranged in parallel with the first expansion valve 13 and the evaporator 14, and in series with the second expansion valve 15 downstream of the second expansion valve 15. The heat exchanger 16 is also provided on the air conditioning circuit 10 and on the cooling water circuit 20 described later, and in the heat exchanger 16, the heat of the cooling water circulating in the cooling water circuit 20 is exchanged with the heat of the low-temperature, low-pressure refrigerant in the air conditioning circuit 10. That is, the heat exchanger 16 cools the cooling water in the cooling water circuit 20. The amount of refrigerant flowing to the evaporator 14 side and the amount of refrigerant flowing to the heat exchanger 16 side are controlled by adjusting the opening degree of the first expansion valve 13 and the second expansion valve 15. When the second expansion valve 15 is completely closed, the refrigerant does not flow to the heat exchanger 16 side, but only to the evaporator 14 side.

冷却水回路20は、電動パワートレイン21及びバッテリ22を冷却する冷却水が循環する回路である。冷却水回路20上には、電動パワートレイン21及びバッテリ22が配置され、電動パワートレイン21とバッテリ22との間、且つ冷却水の流れ方向におけるバッテリ22の下流側の冷却水回路20上には、凝縮器12が配置されている。また、冷却水回路20は、電動パワートレイン21とバッテリ22との間におけるバッテリ22の上流側から分岐する分流路201と、バッテリ22と凝縮器12との間におけるバッテリ22の下流側から分岐する分流路202とを有している。分流路201は、バッテリ22の上流側から下流側に接続し、分流路202は、バッテリ22の下流側から上流側に接続する。また、分流路202上には、熱交換器16が配置されている。 The cooling water circuit 20 is a circuit through which the cooling water that cools the electric powertrain 21 and the battery 22 circulates. The electric powertrain 21 and the battery 22 are arranged on the cooling water circuit 20, and the condenser 12 is arranged on the cooling water circuit 20 between the electric powertrain 21 and the battery 22 and downstream of the battery 22 in the flow direction of the cooling water. The cooling water circuit 20 also has a branch path 201 that branches from the upstream side of the battery 22 between the electric powertrain 21 and the battery 22, and a branch path 202 that branches from the downstream side of the battery 22 between the battery 22 and the condenser 12. The branch path 201 connects from the upstream side to the downstream side of the battery 22, and the branch path 202 connects from the downstream side to the upstream side of the battery 22. A heat exchanger 16 is also arranged on the branch path 202.

また、冷却水回路20は、第1~第3切替弁23,24,25を備える。第1切替弁23は、凝縮器12と電動パワートレイン21との間に配置されている。第2切替弁24は、バッテリ22と凝縮器12との間、且つ分流路201とバッテリ22の下流側の冷却水回路20とが接続する箇所に配置されている。第3切替弁25は、電動パワートレイン21とバッテリ22との間、且つ分流路202とバッテリ22の上流側の冷却水回路20とが接続する箇所に配置されている。切替弁23,24,25の動作は、後述のコントローラ40により制御される。 The cooling water circuit 20 also includes first to third switching valves 23, 24, and 25. The first switching valve 23 is disposed between the condenser 12 and the electric power train 21. The second switching valve 24 is disposed between the battery 22 and the condenser 12, and at a location where the branch passage 201 connects to the cooling water circuit 20 downstream of the battery 22. The third switching valve 25 is disposed between the electric power train 21 and the battery 22, and at a location where the branch passage 202 connects to the cooling water circuit 20 upstream of the battery 22. The operation of the switching valves 23, 24, and 25 is controlled by a controller 40, which will be described later.

電動パワートレイン21は、凝縮器12とバッテリ22との間の冷却水回路20上に配置され、不図示の駆動モータ及びインバータを含む。駆動モータは、例えば3相モータであり、車両の駆動輪を駆動する電動機である。インバータは、駆動モータに電気的に接続され、後述するバッテリ22が出力する直流電力を交流電力に変換して駆動モータに供給することにより、駆動モータを駆動する。また、駆動モータが駆動輪に連れ回されて回転するときには、インバータは、駆動モータで生じる交流の回生電力を直流電力に変換してバッテリ22に入力することにより、バッテリ22を充電する。なお、電動パワートレイン21には、電動パワートレイン21の温度を検出する電動パワートレイン温度センサ(ePT温度センサ)が備えられている。ePT温度センサにより検出された電動パワートレイン21の温度(ePT温度)は、後述のコントローラ40に送信される。 The electric powertrain 21 is disposed on the cooling water circuit 20 between the condenser 12 and the battery 22, and includes a drive motor and an inverter (not shown). The drive motor is, for example, a three-phase motor, and is an electric motor that drives the drive wheels of the vehicle. The inverter is electrically connected to the drive motor, and drives the drive motor by converting DC power output by the battery 22 (described later) into AC power and supplying it to the drive motor. When the drive motor rotates in response to the drive wheels, the inverter converts the regenerative AC power generated by the drive motor into DC power and inputs it to the battery 22, thereby charging the battery 22. The electric powertrain 21 is provided with an electric powertrain temperature sensor (ePT temperature sensor) that detects the temperature of the electric powertrain 21. The temperature of the electric powertrain 21 (ePT temperature) detected by the ePT temperature sensor is transmitted to the controller 40 (described later).

また、電動パワートレイン21は、冷却水回路20を流れる冷却水により冷却される、または、凝縮器12により冷却水に廃熱された冷媒の熱を蓄熱する。なお、冷媒の廃熱制御の詳細は後述する。 The electric powertrain 21 is cooled by the coolant flowing through the coolant circuit 20, or stores the heat of the refrigerant that is wasted into the coolant by the condenser 12. Details of the refrigerant waste heat control will be described later.

バッテリ22は、電動パワートレイン21と凝縮器12との間の冷却水回路20上に配置される。バッテリ22は、電動パワートレイン21と電気的に接続され、電動パワートレイン21のインバータを介して駆動モータに駆動用の電力を供給する強電バッテリである。駆動モータは、バッテリ22から供給される電力により回転駆動し、駆動モータの動力により車両が走行する。なお、バッテリ22には、バッテリ22の温度を検出するバッテリ温度センサ(BT温度センサ)が備えられている。また、電動パワートレイン21とバッテリ22とを電気的に接続する配線上には、バッテリ22の電流値を検出する不図示のバッテリ電流センサ(BT電流センサ)が設けられている。BT温度センサにより検出されたバッテリ22の温度(BT温度)、及びBT電流センサにより検出されたバッテリ22の電流値(BT電流値)は、後述のコントローラ40に送信される。 The battery 22 is disposed on the cooling water circuit 20 between the electric powertrain 21 and the condenser 12. The battery 22 is a high-power battery that is electrically connected to the electric powertrain 21 and supplies driving power to the drive motor via the inverter of the electric powertrain 21. The drive motor is driven to rotate by the power supplied from the battery 22, and the vehicle runs by the power of the drive motor. The battery 22 is provided with a battery temperature sensor (BT temperature sensor) that detects the temperature of the battery 22. In addition, a battery current sensor (BT current sensor) (not shown) that detects the current value of the battery 22 is provided on the wiring that electrically connects the electric powertrain 21 and the battery 22. The temperature (BT temperature) of the battery 22 detected by the BT temperature sensor and the current value (BT current value) of the battery 22 detected by the BT current sensor are transmitted to the controller 40 described later.

また、バッテリ22は、BT温度が高い場合には冷却水回路20を流れる冷却水により冷却され、BT温度が低い場合には凝縮器12により冷却水に廃熱された冷媒の熱を蓄熱する。なお、冷媒の廃熱制御の詳細は後述する。 When the BT temperature is high, the battery 22 is cooled by the coolant flowing through the coolant circuit 20, and when the BT temperature is low, the battery 22 stores the heat of the refrigerant that is wasted into the coolant by the condenser 12. Details of the refrigerant waste heat control will be described later.

凝縮器12は、前述のとおり、空調用回路10上、且つ冷却水回路20上に設けられ、冷却水回路20上において、電動パワートレイン21とバッテリ22との間、且つ冷却水の流れ方向におけるバッテリ22の下流側に配置されている。前述のとおり、凝縮器12において、空調用回路10を循環する冷媒の熱と、冷却水回路20を循環する冷却水の熱とが熱交換される。 As described above, the condenser 12 is provided on the air conditioning circuit 10 and on the coolant circuit 20, and is disposed on the coolant circuit 20 between the electric powertrain 21 and the battery 22 and downstream of the battery 22 in the direction of coolant flow. As described above, in the condenser 12, heat is exchanged between the heat of the refrigerant circulating in the air conditioning circuit 10 and the heat of the coolant circulating in the coolant circuit 20.

熱交換器(チラー)16は、前述のとおり、空調用回路10上、且つ冷却水回路20上に設けられ、冷却水回路20上において、バッテリ22と凝縮器12との間におけるバッテリ22の下流側から分岐する分流路202上に配置されている。分流路202を流れる冷却水の熱は、熱交換器16において、空調用回路10内の低温低圧の冷媒の熱と熱交換される。これにより、冷却水回路20内の冷却水が冷却される。 As described above, the heat exchanger (chiller) 16 is provided on the air conditioning circuit 10 and on the coolant circuit 20, and is disposed on the branch path 202 that branches off from the downstream side of the battery 22 between the battery 22 and the condenser 12 on the coolant circuit 20. The heat of the coolant flowing through the branch path 202 is exchanged in the heat exchanger 16 with the heat of the low-temperature, low-pressure refrigerant in the air conditioning circuit 10. This cools the coolant in the coolant circuit 20.

第1切替弁23は、冷却水回路20と、後述のラジエータ用回路30とを接続及び切り離し可能に構成された三方弁である。第1切替弁23は、凝縮器12と電動パワートレイン21の間の冷却水回路20上に設けられている。第1切替弁23は、ラジエータ用回路30が接続された状態において、凝縮器12側及び電動パワートレイン21側の冷却水回路20から流入する冷却水を混合してラジエータ用回路30に流す。また、ラジエータ用回路30が切り離された状態においては、凝縮器12側の冷却水回路20から流入する冷却水は、第1切替弁23を介して電動パワートレイン21側の冷却水回路20に流れる(図3を参照)。なお、凝縮器12と第1切替弁23との間には、冷却水回路20を流れる冷却水の温度を検出する不図示の冷却水温度センサが設けられている。冷却水温度センサにより検出された冷却水温度は、後述のコントローラ40に送信される。 The first switching valve 23 is a three-way valve that can connect and disconnect the cooling water circuit 20 and the radiator circuit 30 described later. The first switching valve 23 is provided on the cooling water circuit 20 between the condenser 12 and the electric powertrain 21. When the radiator circuit 30 is connected, the first switching valve 23 mixes the cooling water flowing from the cooling water circuit 20 on the condenser 12 side and the electric powertrain 21 side and flows it to the radiator circuit 30. When the radiator circuit 30 is disconnected, the cooling water flowing from the cooling water circuit 20 on the condenser 12 side flows through the first switching valve 23 to the cooling water circuit 20 on the electric powertrain 21 side (see FIG. 3). Note that a cooling water temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the cooling water flowing through the cooling water circuit 20 is provided between the condenser 12 and the first switching valve 23. The cooling water temperature detected by the cooling water temperature sensor is transmitted to the controller 40 described later.

第2切替弁24は、バッテリ22と凝縮器12との間、且つ分流路201とバッテリ22の下流側の冷却水回路20とが接続する箇所に配置された三方弁である。第2切替弁24は、分流路201を接続または切り離し可能に構成され、また、分流路201を流れる冷却水の流量を調整可能に構成されている。第2切替弁は、分流路201が接続された状態において、分流路201から流入する冷却水と、バッテリ22側の冷却水回路20から流入する冷却水を混合し、凝縮器12側の冷却水回路20に流す。 The second switching valve 24 is a three-way valve disposed between the battery 22 and the condenser 12, and at a location where the branch path 201 and the cooling water circuit 20 downstream of the battery 22 are connected. The second switching valve 24 is configured to be able to connect or disconnect the branch path 201, and is also configured to be able to adjust the flow rate of the cooling water flowing through the branch path 201. When the branch path 201 is connected, the second switching valve mixes the cooling water flowing in from the branch path 201 and the cooling water flowing in from the cooling water circuit 20 on the battery 22 side, and flows the mixture into the cooling water circuit 20 on the condenser 12 side.

第3切替弁25は、電動パワートレイン21とバッテリ22との間、且つ熱交換器16が設けられた分流路202とバッテリ22の上流側の冷却水回路20とが接続する箇所に配置された三方弁である。第3切替弁25は、分流路202を接続または切り離し可能に構成されている。第3切替弁25は、分流路202が接続された状態において、電動パワートレイン21側の冷却水回路20から流入する冷却水と、分流路202から流入する冷却水とを混合し、バッテリ22側の冷却水回路20に流す。また、分流路202が切り離された状態においては、電動パワートレイン21側の冷却水回路20を流れる冷却水が第3切替弁25を介してバッテリ22側の冷却水回路20に流れる(図2、図3を参照)。また、第3切替弁25は、電動パワートレイン21側の冷却水回路20から、バッテリ22側の冷却水回路20に流す冷却水の流量を調整可能に構成されている。即ち、第2切替弁24と、第3切替弁25の動作により、分流路201を流れる冷却水の流量と、バッテリ22側の冷却水回路20に流れる冷却水の流量とが制御される。 The third switching valve 25 is a three-way valve disposed between the electric powertrain 21 and the battery 22, and at a location where the branch passage 202 in which the heat exchanger 16 is provided is connected to the cooling water circuit 20 upstream of the battery 22. The third switching valve 25 is configured to be able to connect or disconnect the branch passage 202. When the branch passage 202 is connected, the third switching valve 25 mixes the cooling water flowing from the cooling water circuit 20 on the electric powertrain 21 side with the cooling water flowing from the branch passage 202, and flows it to the cooling water circuit 20 on the battery 22 side. When the branch passage 202 is disconnected, the cooling water flowing through the cooling water circuit 20 on the electric powertrain 21 side flows through the third switching valve 25 to the cooling water circuit 20 on the battery 22 side (see Figures 2 and 3). The third switching valve 25 is configured to be able to adjust the flow rate of the cooling water flowing from the cooling water circuit 20 on the electric powertrain 21 side to the cooling water circuit 20 on the battery 22 side. That is, the flow rate of the cooling water flowing through the branch path 201 and the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water circuit 20 on the battery 22 side are controlled by the operation of the second switching valve 24 and the third switching valve 25.

なお、第3切替弁25とバッテリ22との間の冷却水回路20上には、電気ヒータ26が配置され、バッテリ22の暖機時には、電気ヒータ26が作動し、バッテリ22が暖機される。また、電気ヒータ26とバッテリ22との間の冷却水回路20上には、冷却水回路20内の冷却水をバッテリ22に送る電動のウォーターポンプ27が配置されている。 An electric heater 26 is disposed on the cooling water circuit 20 between the third switching valve 25 and the battery 22. When the battery 22 is warmed up, the electric heater 26 operates to warm up the battery 22. An electric water pump 27 is disposed on the cooling water circuit 20 between the electric heater 26 and the battery 22 to send the cooling water in the cooling water circuit 20 to the battery 22.

ラジエータ用回路30は、ラジエータ31が配置される回路であって、凝縮器12と電動パワートレイン21との間と、電動パワートレイン21と分流路201との分岐点との間とに接続可能に構成されている。前述のとおり、ラジエータ用回路30が冷却水回路20と接続または切り離されるかは、第1切替弁23により制御される。 The radiator circuit 30 is a circuit in which the radiator 31 is arranged, and is configured to be connectable between the condenser 12 and the electric powertrain 21, and between the electric powertrain 21 and the branch point of the branch path 201. As described above, whether the radiator circuit 30 is connected to or disconnected from the coolant circuit 20 is controlled by the first switching valve 23.

ラジエータ31は、ラジエータ用回路30上に設けられ、ラジエータ用回路30が冷却水回路20に接続された状態において、ラジエータ用回路30を流れる冷却水を冷却する。ラジエータ31の近傍には、ラジエータ31用のファン32が備えられ、ファン32を作動させることで、ラジエータ用回路30を流れる冷却水を冷却することができる。また、ラジエータ31は、車両内に走行風を導入するグリルシャッター33の近傍に設けられ、グリルシャッター33が開くと、ラジエータ31に走行風が当たる。これにより、ラジエータ用回路30内の冷却水が冷却される。即ち、ラジエータ用回路30を流れる冷却水は、グリルシャッター33を開にすることによっても冷却することができる。ファン32の動作及びグリルシャッター33の開閉は、後述のコントローラ40により制御される。なお、ラジエータ31の下流のラジエータ用回路30上には、ラジエータ用回路30内の冷却水を電動パワートレイン21及びバッテリ22に送る電動のウォーターポンプ34が配置されている。 The radiator 31 is provided on the radiator circuit 30, and cools the coolant flowing through the radiator circuit 30 when the radiator circuit 30 is connected to the coolant circuit 20. A fan 32 for the radiator 31 is provided near the radiator 31, and the coolant flowing through the radiator circuit 30 can be cooled by operating the fan 32. The radiator 31 is also provided near a grill shutter 33 that introduces wind into the vehicle, and when the grill shutter 33 is opened, the wind hits the radiator 31. This cools the coolant in the radiator circuit 30. That is, the coolant flowing through the radiator circuit 30 can also be cooled by opening the grill shutter 33. The operation of the fan 32 and the opening and closing of the grill shutter 33 are controlled by a controller 40 described later. In addition, an electric water pump 34 is disposed on the radiator circuit 30 downstream of the radiator 31, which sends the cooling water in the radiator circuit 30 to the electric powertrain 21 and the battery 22.

コントローラ40は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RΑM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えた1または複数のコンピュータで構成される。本実施形態では、コントローラ40は、第1~第3切替弁23,24,25、ファン32及びグリルシャッター33の動作を適宜制御することにより、空調の冷媒の廃熱制御(以下、冷媒の廃熱制御という)を実行するようにプログラムされている。 The controller 40 is composed of one or more computers equipped with a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input/output interface (I/O interface). In this embodiment, the controller 40 is programmed to execute waste heat control of the air conditioning refrigerant (hereinafter referred to as refrigerant waste heat control) by appropriately controlling the operation of the first to third switching valves 23, 24, 25, the fan 32, and the grill shutter 33.

また、コントローラ40は、温度取得部41を含み、温度取得部41は、ePT温度センサにより検出された電動パワートレイン21の温度、BT温度センサにより検出されたバッテリ22の温度、及び冷却水温度センサにより検出された冷却水温度を取得する。また、空調システム100が搭載される車両は、不図示の車内温度センサを備え、温度取得部41は、車内温度センサから車内温度を取得する。 The controller 40 also includes a temperature acquisition unit 41, which acquires the temperature of the electric powertrain 21 detected by the ePT temperature sensor, the temperature of the battery 22 detected by the BT temperature sensor, and the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor. The vehicle in which the air conditioning system 100 is mounted also includes an interior temperature sensor (not shown), and the temperature acquisition unit 41 acquires the interior temperature from the interior temperature sensor.

また、コントローラ40は、BT電流センサにより検出されたバッテリ22の電流値を取得し、当該電流値に基づきバッテリ22の充電容量(SOC)を算出し、取得する。また、空調システム100が搭載される車両は、不図示の速度センサを備え、コントローラ40は、速度センサから車速を取得する。さらに、コントローラ40は、空調(冷房)がオンまたはオフであるかの情報(以下、空調のオン・オフ情報という)、及び空調の設定温度を取得する。 The controller 40 also acquires the current value of the battery 22 detected by the BT current sensor, and calculates and acquires the charge capacity (SOC) of the battery 22 based on the current value. The vehicle in which the air conditioning system 100 is mounted is equipped with a speed sensor (not shown), and the controller 40 acquires the vehicle speed from the speed sensor. Furthermore, the controller 40 acquires information on whether the air conditioning (cooling) is on or off (hereinafter referred to as air conditioning on/off information), and the set temperature of the air conditioning.

上記の通り空調システム100は、冷却水回路20にラジエータ用回路30が接続された状態においては、冷媒の熱を、ラジエータ31用のファン32を作動したり、グリルシャッター33を開にすることで、廃熱可能に構成されている。 As described above, when the radiator circuit 30 is connected to the coolant circuit 20, the air conditioning system 100 is configured to be able to dissipate heat from the refrigerant by operating the fan 32 for the radiator 31 or by opening the grill shutter 33.

ところで、電動車両において、空調(冷房)使用時に、ファンを作動させたり、グリルシャッターを開け走行風を凝縮器(コンデンサ)に当てることで、凝縮器から冷媒の熱を廃熱すると、ファンの作動消費電力の発生や、グリルシャッターを開にすることによる空力の悪化により、車両の電費が悪化する虞がある。 However, in an electric vehicle, when using air conditioning (cooling), if the heat of the refrigerant is removed from the condenser by operating the fan or opening the grill shutter to allow the airflow from the vehicle to hit the condenser, this may result in a decrease in the vehicle's electricity consumption due to the power consumed by operating the fan and the deterioration of aerodynamics caused by opening the grill shutter.

これに対し、本実施形態においては、凝縮器12を電動パワートレイン21及びバッテリ22を冷却する冷却水が循環する冷却水回路20上に配置し、凝縮器12において空調用回路10を循環する冷媒の熱と、冷却水回路20を循環する冷却水の熱とが熱交換されるように空調システム100を構成している。これにより、凝縮器12において冷却水回路20内の冷却水の熱と熱交換された冷媒の熱を、電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱することができる。即ち、電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱可能な範囲で、ラジエータ31を用いずに、冷媒の熱を廃熱することができる。従って、廃熱のためにファン32を作動させたり、グリルシャッター33を開くことを抑制でき、車両の電費の悪化を抑制することができる。また、バッテリ22だけでなく、電動パワートレイン21にも蓄熱することができるため、空調(冷房)の負荷が高く、凝縮器12からの放熱量がある程度大きい場合でも、ファン32やグリルシャッター33を用いずに、十分な廃熱を行うことができる。 In contrast, in this embodiment, the condenser 12 is disposed on the cooling water circuit 20 through which the cooling water for cooling the electric power train 21 and the battery 22 circulates, and the air conditioning system 100 is configured so that the heat of the refrigerant circulating in the air conditioning circuit 10 and the heat of the cooling water circulating in the cooling water circuit 20 are exchanged in the condenser 12. As a result, the heat of the refrigerant exchanged with the heat of the cooling water in the cooling water circuit 20 in the condenser 12 can be stored in the electric power train 21 and the battery 22. That is, the heat of the refrigerant can be discarded without using the radiator 31 to the extent that it can be stored in the electric power train 21 and the battery 22. Therefore, it is possible to suppress the operation of the fan 32 or the opening of the grille shutter 33 for discarding heat, and to suppress the deterioration of the electric power consumption of the vehicle. In addition, since heat can be stored not only in the battery 22 but also in the electric power train 21, even when the load of the air conditioning (cooling) is high and the amount of heat released from the condenser 12 is relatively large, sufficient heat can be discarded without using the fan 32 or the grille shutter 33.

以下、冷媒の廃熱制御の詳細を説明する。 Details of refrigerant waste heat control are explained below.

図2及び図3は、空調(冷房)使用時における空調システム100の回路図である。図2は、ラジエータ用回路30を冷却水回路20から切り離した状態における回路図であり、図3は、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続した状態における回路図である。 Figures 2 and 3 are circuit diagrams of the air conditioning system 100 when air conditioning (cooling) is in use. Figure 2 is a circuit diagram in a state where the radiator circuit 30 is disconnected from the coolant circuit 20, and Figure 3 is a circuit diagram in a state where the radiator circuit 30 is connected to the coolant circuit 20.

空調(冷房)使用時において、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続するか否かは、バッテリ22の温度及び電動パワートレイン21の温度に基づき決定される。例えば、バッテリ22の温度が第1の所定値(以下、第1閾値Tth1ともいう)以下であり、電動パワートレイン21の温度が第2の所定値(以下、第2閾値Tth2ともいう)以下である場合に、第1切替弁23により、ラジエータ用回路30が冷却水回路20から切り離される。ここでの第1閾値Tth1は、例えば、バッテリ22がある程度の熱を蓄熱可能な状態であり、バッテリ22を冷却する必要性が低いと推定し得る温度の値に設定される。また、第2閾値Tth2は、例えば、電動パワートレイン21がある程度の熱を蓄熱可能な状態であると推定し得る温度の値に設定される。また、ラジエータ用回路30が冷却水回路20と切り離される場合、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下であるため、バッテリ22を冷却する必要性は低い。従って、第3切替弁25により、冷却水回路20から分流路202が切り離され、熱交換器16が切り離される。また、第1膨張弁13が閉じられ、冷媒は熱交換器16側の空調用回路10を流れない。 When air conditioning (cooling) is used, whether or not to connect the radiator circuit 30 to the coolant circuit 20 is determined based on the temperature of the battery 22 and the temperature of the electric powertrain 21. For example, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than a first predetermined value (hereinafter also referred to as a first threshold value T th1 ) and the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than a second predetermined value (hereinafter also referred to as a second threshold value T th2 ), the first switching valve 23 separates the radiator circuit 30 from the coolant circuit 20. The first threshold value T th1 here is set to, for example, a temperature value at which it can be estimated that the battery 22 is in a state capable of storing a certain amount of heat and that there is little need to cool the battery 22. The second threshold value T th2 is set to, for example, a temperature value at which it can be estimated that the electric powertrain 21 is in a state capable of storing a certain amount of heat. When the radiator circuit 30 is separated from the coolant circuit 20, the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value T th1 , and therefore there is little need to cool the battery 22. Therefore, the third switching valve 25 separates the branch passage 202 from the coolant circuit 20, and separates the heat exchanger 16. In addition, the first expansion valve 13 is closed, and the refrigerant does not flow through the air conditioning circuit 10 on the heat exchanger 16 side.

ラジエータ用回路30と冷却水回路20、及び分流路202と冷却水回路20とが切り離されると、図2に示すように、冷却水回路20を流れる冷却水は、凝縮器12から電動パワートレイン21、バッテリ22の順に循環する。従って、凝縮器12において冷却水回路20内の冷却水と熱交換された冷媒の熱は、まず、電動パワートレイン21に蓄熱され、次に、電動パワートレイン21の下流に配置されたバッテリ22に蓄熱される。このように、バッテリ22と電動パワートレイン21によって冷媒の廃熱を十分に蓄熱できる場合、ラジエータ31を切り離して、ファン32やグリルシャッター33を作動させないため、電力消費や空力悪化を抑制でき、電費が向上する。また、凝縮器12を電動パワートレイン21とバッテリ22の間、且つバッテリ22の下流側に配置し、冷媒の熱を、まず、電動パワートレイン21に蓄熱することで、バッテリ22の温度上昇を抑制でき、バッテリ22の信頼性に影響を与えることを抑制できる。なお、電動パワートレイン21の下流において、冷却水を分流路201側とバッテリ22側のどちらにどれだけ流すかは、電動パワートレイン21の温度と、バッテリ22の温度に基づき決定される。例えば、電動パワートレイン21により、冷媒の熱のほとんどを蓄熱可能な場合や、バッテリ22の温度が比較的高く、バッテリ22の蓄熱可能量が少ない場合などにおいては、第2切替弁24により、分流路201側に多くの冷却水が流される。 When the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20, and the branch passage 202 and the coolant circuit 20 are separated, as shown in FIG. 2, the coolant flowing through the coolant circuit 20 circulates from the condenser 12 to the electric powertrain 21 and the battery 22 in that order. Therefore, the heat of the refrigerant exchanged with the coolant in the coolant circuit 20 in the condenser 12 is first stored in the electric powertrain 21, and then stored in the battery 22 arranged downstream of the electric powertrain 21. In this way, when the waste heat of the refrigerant can be sufficiently stored by the battery 22 and the electric powertrain 21, the radiator 31 is separated and the fan 32 and the grille shutter 33 are not operated, so that power consumption and aerodynamic deterioration can be suppressed and electricity consumption can be improved. In addition, by disposing the condenser 12 between the electric powertrain 21 and the battery 22 and downstream of the battery 22, and first storing the heat of the refrigerant in the electric powertrain 21, it is possible to suppress the temperature rise of the battery 22 and suppress the influence on the reliability of the battery 22. In addition, downstream of the electric powertrain 21, the amount of cooling water to be flowed to the shunt 201 side or the battery 22 side is determined based on the temperature of the electric powertrain 21 and the temperature of the battery 22. For example, when the electric powertrain 21 can store most of the heat of the refrigerant, or when the temperature of the battery 22 is relatively high and the amount of heat that can be stored in the battery 22 is small, the second switching valve 24 causes a large amount of cooling water to flow to the shunt 201 side.

一方、空調(冷房)使用時において、例えば、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下であり、電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2より大きい場合には、図3に示すように、第1切替弁23により、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続される。これにより、ラジエータ31において、ラジエータ31の近傍に設置されたラジエータ31用のファン32及びグリルシャッター33の作動により、ラジエータ用回路30内の冷却水が冷却される。即ち、電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2より大きい場合にラジエータ用回路30と冷却水回路20を切り離すと、電動パワートレイン21及びバッテリ22によって冷媒の熱を十分に蓄熱できない、または、バッテリ22に集中的に蓄熱され、バッテリ22の温度上昇が大きくなり、バッテリ22の信頼性に影響を与えることになる虞がある。従って、ラジエータ31を用いて冷媒の熱を廃熱する。なお、この場合においても、バッテリ22の温度は第1閾値Tth1以下であるため、バッテリ22を冷却する必要性は低く、第3切替弁25により、分流路202は冷却水回路20から切り離され、熱交換器16が切り離される。また、膨張弁13が閉じられ、冷媒は熱交換器16側の空調用回路10を流れない。 On the other hand, when air conditioning (cooling) is in use, for example, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 and the temperature of the electric powertrain 21 is higher than the second threshold value Tth2 , the first switching valve 23 connects the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 as shown in Fig. 3. As a result, the coolant in the radiator circuit 30 is cooled by the operation of the radiator 31 fan 32 and the grill shutter 33 installed near the radiator 31. That is, if the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are separated when the temperature of the electric powertrain 21 is higher than the second threshold value Tth2 , the heat of the refrigerant cannot be sufficiently stored by the electric powertrain 21 and the battery 22, or the heat is stored intensively in the battery 22, causing a large temperature rise in the battery 22, which may affect the reliability of the battery 22. Therefore, the heat of the refrigerant is dissipated by using the radiator 31. In this case, since the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 , there is little need to cool the battery 22, and the third switching valve 25 separates the branch passage 202 from the coolant circuit 20 and separates the heat exchanger 16. In addition, the expansion valve 13 is closed, and the refrigerant does not flow through the air conditioning circuit 10 on the heat exchanger 16 side.

ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続された状態においては、図3に示すように、冷却水回路20を流れる冷却水は、凝縮器12から第1切替弁23を介してラジエータ用回路30に供給され、ラジエータ用回路30を流れる冷却水は、ラジエータ31において冷却される。 When the radiator circuit 30 and the cooling water circuit 20 are connected, as shown in FIG. 3, the cooling water flowing through the cooling water circuit 20 is supplied from the condenser 12 to the radiator circuit 30 via the first switching valve 23, and the cooling water flowing through the radiator circuit 30 is cooled in the radiator 31.

ラジエータ31を通過したラジエータ用回路30内の冷却水は、再び冷却水回路20に供給され、冷却水回路20において、電動パワートレイン21側に向かう流路と、バッテリ22側に向かう流路とに分流される。電動パワートレイン21側を流れる冷却水は、電動パワートレイン21を冷却し、第1切替弁23において、凝縮器12の下流の冷却水と混合され、再びラジエータ用回路30に供給される。バッテリ22側に向かう冷却水回路20内の冷却水は、さらに、分流路201と、バッテリ22を通過する流路とに分流され、分流された冷却水は、第2切替弁24において再び混合される。ラジエータ31を通過した冷却水を、電動パワートレイン21を通過する流路、分流路201、及びバッテリ22を通過する流路のいずれにどれだけの量流すかは、電動パワートレイン21の温度と、バッテリ22の温度に基づき決定され、第1~第3切替弁23,24,25の動作により制御される。例えば、電動パワートレイン21の温度が高く、冷却が必要な場合、冷却水は電動パワートレイン21を通過する流路に多く供給される。 The cooling water in the radiator circuit 30 that has passed through the radiator 31 is again supplied to the cooling water circuit 20, where it is divided into a flow path toward the electric powertrain 21 and a flow path toward the battery 22. The cooling water flowing on the electric powertrain 21 side cools the electric powertrain 21, and is mixed with the cooling water downstream of the condenser 12 in the first changeover valve 23 and is again supplied to the radiator circuit 30. The cooling water in the cooling water circuit 20 that is directed toward the battery 22 is further divided into a branch flow path 201 and a flow path that passes through the battery 22, and the divided cooling water is again mixed in the second changeover valve 24. How much of the cooling water that has passed through the radiator 31 should flow through the flow path that passes through the electric powertrain 21, the branch flow path 201, or the flow path that passes through the battery 22 is determined based on the temperature of the electric powertrain 21 and the temperature of the battery 22, and is controlled by the operation of the first to third switching valves 23, 24, and 25. For example, when the temperature of the electric powertrain 21 is high and cooling is required, more cooling water is supplied to the flow path that passes through the electric powertrain 21.

なお、空調(冷房)を使用していない場合、及びバッテリ22の温度が第1閾値Tth1より大きい場合は、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続され、ラジエータ31において冷却水回路20内の冷却水が冷却され、冷媒の熱が廃熱される。また、冷却された当該冷却水により、電動パワートレイン21及びバッテリ22が冷却される。ラジエータ31において冷却された冷却水ではバッテリ22を十分に冷却できない場合、冷却水回路20に分流路202が接続され、分流路202上に設けられた熱交換器(チラー)16により、冷却水がより冷却される。以下、空調(冷房)を使用していない場合、及びバッテリ22の温度が第1閾値Tth1より大きい場合における上記の制御を、通常制御という。通常制御においては、ラジエータ31により冷媒の熱が廃熱され、電動パワートレイン21及びバッテリ22が冷却され、さらに必要に応じて熱交換器(チラー)16によりバッテリ22が冷却される。 When air conditioning (cooling) is not used and the temperature of the battery 22 is higher than the first threshold T th1 , the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected, and the coolant in the coolant circuit 20 is cooled in the radiator 31, and the heat of the refrigerant is discarded. The cooled coolant cools the electric powertrain 21 and the battery 22. When the coolant cooled in the radiator 31 cannot sufficiently cool the battery 22, a branch passage 202 is connected to the coolant circuit 20, and the coolant is further cooled by a heat exchanger (chiller) 16 provided on the branch passage 202. Hereinafter, the above control when air conditioning (cooling) is not used and the temperature of the battery 22 is higher than the first threshold T th1 is referred to as normal control. In normal control, the heat of the refrigerant is discarded by the radiator 31, the electric powertrain 21 and the battery 22 are cooled, and the battery 22 is further cooled by the heat exchanger (chiller) 16 as necessary.

また、暖房使用時においては、回路の接続は通常制御と同様であるが、バッテリ22を暖機する場合、電気ヒータ26が作動し、バッテリ22が暖機される。なお、図1は通常制御または暖房使用時における空調システム100の回路図である。 When using heating, the circuit connections are the same as in normal control, but when warming up the battery 22, the electric heater 26 operates to warm up the battery 22. Note that FIG. 1 is a circuit diagram of the air conditioning system 100 when using normal control or heating.

以上のとおり、空調(冷房)使用時において、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続するか否かは、バッテリ22の温度及び電動パワートレイン21の温度に基づき決定される。 As described above, when air conditioning (cooling) is in use, whether or not to connect the radiator circuit 30 to the coolant circuit 20 is determined based on the temperature of the battery 22 and the temperature of the electric powertrain 21.

なお、本実施形態においては、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値(以下、第3閾値ΔTth3ともいう)より大きい場合には、電動パワートレイン21及びバッテリ22の温度に関係なく、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続される。車内温度と空調設定温度との差が大きい場合、空調用回路10上の圧縮機(コンプレッサ)11の負荷を大きくする必要があるが、その場合、凝縮器12から放熱される冷媒の熱が増加する。このため、車内温度と空調設定温度との差が大きい場合、冷媒の廃熱量が電動パワートレイン21とバッテリ22により蓄熱可能な熱量を超える虞がある。従って、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3より大きい場合、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続され、ラジエータ31(ファン32、グリルシャッター33)を用いて冷媒の熱が廃熱される。なお、ここでの第3閾値ΔTth3は、例えば、電動パワートレイン21及びバッテリ22が停止状態において蓄熱可能な熱量によって下げることのできる車内温度の最大値に設定される。このように、本実施形態においては、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3より大きい場合、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続される。但し、必ずしもこれに限られず、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続するか否かは、バッテリ22の温度及び電動パワートレイン21の温度のみに基づき決定されてもよい。 In this embodiment, when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is greater than a third predetermined value (hereinafter, also referred to as a third threshold value ΔT th3 ), the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected regardless of the temperatures of the electric powertrain 21 and the battery 22. When the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is large, the load of the compressor 11 on the air conditioning circuit 10 needs to be increased. In this case, the heat of the refrigerant radiated from the condenser 12 increases. Therefore, when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is large, the amount of waste heat of the refrigerant may exceed the amount of heat that can be stored by the electric powertrain 21 and the battery 22. Therefore, when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is greater than the third threshold value ΔT th3 , the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected, and the heat of the refrigerant is discharged using the radiator 31 (fan 32, grill shutter 33). The third threshold value ΔT th3 here is set, for example, to a maximum value of the in-vehicle temperature that can be lowered by the amount of heat that can be stored when the electric powertrain 21 and the battery 22 are stopped. In this manner, in this embodiment, when the difference between the in-vehicle temperature and the air conditioning set temperature is larger than the third threshold value ΔT th3 , the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected. However, this is not necessarily limited to this, and whether or not to connect the radiator circuit 30 to the coolant circuit 20 may be determined based only on the temperature of the battery 22 and the temperature of the electric powertrain 21.

空調(冷房)使用時において、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続されている場合、グリルシャッター33を開にするか否かは、空調システム100が搭載された車両の車速、車内温度及び冷却水回路20内の冷却水の温度に基づき決定される。例えば、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3以上の場合、車速が所定の値(以下、閾値Vthともいう)よりも小さい場合、または、車速が閾値Vth以上であり且つ冷却水回路20を流れる冷却水の温度が所定の閾値Tthより大きい場合に、グリルシャッター33が開かれる。 When air conditioning (cooling) is in use and the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected, whether or not to open the grill shutter 33 is determined based on the vehicle speed of the vehicle in which the air conditioning system 100 is mounted, the vehicle interior temperature, and the temperature of the coolant in the coolant circuit 20. For example, the grill shutter 33 is opened when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is equal to or greater than a third threshold value ΔT th3 , when the vehicle speed is smaller than a predetermined value (hereinafter also referred to as threshold value V th ), or when the vehicle speed is equal to or greater than threshold value V th and the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20 is greater than predetermined threshold value T th .

車内温度と空調設定温度との差が大きい場合、前述のとおり、空調用回路10上の圧縮機(コンプレッサ)11の負荷は大きくなることが予測される。このため、凝縮器12から放熱される冷媒の熱が増加する。従って、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3以上の場合、グリルシャッター33を開にして、冷媒の熱を廃熱する。 When the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is large, as described above, it is predicted that the load on the compressor 11 in the air conditioning circuit 10 will be large. This will increase the heat of the refrigerant radiated from the condenser 12. Therefore, when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is equal to or greater than the third threshold value ΔT th3 , the grill shutter 33 is opened to dissipate the heat of the refrigerant.

車速が小さい場合、グリルシャッター33を開にしても空力の悪化は少ない。従って、車速が閾値Vthよりも小さい場合、グリルシャッター33を開にして、冷媒の熱を廃熱する。ここでの閾値Vthは、例えば、グリルシャッター33を開いた際の空力悪化による電費の悪化がほとんど生じない程度の値に設定される。 When the vehicle speed is low, opening the grille shutter 33 does not cause much aerodynamic deterioration. Therefore, when the vehicle speed is lower than the threshold value Vth , the grille shutter 33 is opened to dissipate heat from the refrigerant. The threshold value Vth here is set, for example, to a value that causes almost no deterioration in power consumption due to the deterioration in aerodynamics caused when the grille shutter 33 is opened.

また、車速が閾値Vth以上であっても、冷却水回路20を流れる冷却水の温度が高い場合、凝縮器12における冷媒からの放熱が比較的大きいことが推定され、冷媒の熱を廃熱する必要性が高い。従って、車速が閾値Vth以上であり、且つ冷却水回路20を流れる冷却水の温度が所定の閾値Tthより大きい場合、グリルシャッター33を開にして、冷媒の熱を廃熱する。ここで所定の閾値Tthは、例えば、電動パワートレイン21を十分に冷却可能な温度に設定される。 Furthermore, even if the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value Vth , if the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20 is high, it is estimated that the amount of heat dissipated from the refrigerant in the condenser 12 is relatively large, and there is a high need to dissipate the heat of the refrigerant. Therefore, if the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value Vth and the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20 is higher than a predetermined threshold value Tth , the grill shutter 33 is opened to dissipate the heat of the refrigerant. Here, the predetermined threshold value Tth is set to a temperature that can sufficiently cool the electric powertrain 21, for example.

なお、車速が大きい場合、グリルシャッター33を開にすることによる空力の悪化も大きくなる。従って、本実施形態においては、車速が閾値Vth以上であって、バッテリ22のSOCが所定の値(以下、閾値SOCthという)より大きいときは、グリルシャッター33を開にするか否かの冷却水の温度の閾値Tthを、バッテリ22のSOCが閾値SOCth以下のときに比して、大きい値である第5の所定値(以下、第5閾値Tth5という)に設定する。これにより、バッテリ22のSOCが比較的高い場合において、グリルシャッター33を閉にするシーンが増加し、空力悪化による電費の悪化を抑制することができる。一方、バッテリ22のSOCが低い場合(例えば30%以下等)、セルの電気抵抗値が大きくなり、バッテリ22の発熱が大きくなる。従って、車速が閾値Vth以上であって、バッテリ22のSOCが閾値SOCth以下のときは、バッテリ22のSOCが閾値SOCthより大きいときに比して、閾値Tthを第5閾値Tth5より小さい第6の所定値(以下、第6閾値Tth6という)に設定する。これにより、グリルシャッター33を開にするシーンが増加し、バッテリ22の冷却要求に対応することが可能となる。 In addition, when the vehicle speed is high, the aerodynamic deterioration caused by opening the grille shutter 33 also becomes large. Therefore, in this embodiment, when the vehicle speed is equal to or higher than the threshold Vth and the SOC of the battery 22 is higher than a predetermined value (hereinafter referred to as the threshold SOCth ), the coolant temperature threshold Tth for determining whether or not to open the grille shutter 33 is set to a fifth predetermined value (hereinafter referred to as the fifth threshold Tth5 ) which is larger than when the SOC of the battery 22 is equal to or lower than the threshold SOCth. As a result, when the SOC of the battery 22 is relatively high, the number of situations in which the grille shutter 33 is closed increases, and it is possible to suppress deterioration of the electric power consumption due to deterioration of the aerodynamics. On the other hand, when the SOC of the battery 22 is low (for example, 30% or less), the electric resistance value of the cell becomes large, and heat generation of the battery 22 becomes large. Therefore, when the vehicle speed is equal to or higher than the threshold Vth and the SOC of the battery 22 is equal to or lower than the threshold SOCth , the threshold Tth is set to a sixth predetermined value (hereinafter referred to as the sixth threshold Tth6) that is lower than the fifth threshold Tth5 , compared to when the SOC of the battery 22 is higher than the threshold SOCth . This increases the number of situations in which the grill shutter 33 is opened, making it possible to respond to the cooling demand for the battery 22.

空調(冷房)使用時において、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続されている場合、ラジエータ31用のファン32を作動させるか否かは、冷却水回路20内の冷却水の温度に基づき決定される。ラジエータ用回路30と冷却水回路20とが接続されている場合、車速、車内温度及び冷却水回路20内の冷却水の温度に基づき、まずグリルシャッター33が開かれるが、走行風を当てるだけでは冷媒の廃熱に不十分な場合、ラジエータ31用のファン32を作動させる。具体的には、冷却水回路20内の冷却水の温度が第4の所定値(以下、第4閾値Tth4ともいう)より大きい場合、ファン32が作動する。ここでの第4閾値Tth4は、グリルシャッター33の開閉閾値(温度閾値)Tthよりも大きい値であり、例えば、車両が法定制限速度程度の速さで走行している場合に、グリルシャッター33が開かれても、冷媒の廃熱を十分には行えない程度の温度の値に設定される。冷却水の温度が第4閾値Tth4より大きい場合、凝縮器12において放熱される冷媒の熱が大きいため、ファン32を作動することで、ラジエータ用回路30(及び冷却水回路20)内の冷却水がより冷却される。これにより、ラジエータ31において、冷媒の熱を十分に廃熱することができる。 When the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected during air conditioning (cooling), whether or not to operate the fan 32 for the radiator 31 is determined based on the temperature of the coolant in the coolant circuit 20. When the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are connected, the grille shutter 33 is first opened based on the vehicle speed, the vehicle interior temperature, and the temperature of the coolant in the coolant circuit 20, but when the driving wind alone is not sufficient to dissipate heat from the refrigerant, the fan 32 for the radiator 31 is operated. Specifically, when the temperature of the coolant in the coolant circuit 20 is greater than a fourth predetermined value (hereinafter also referred to as a fourth threshold value T th4 ), the fan 32 is operated. The fourth threshold value T th4 here is a value greater than the opening/closing threshold value (temperature threshold value) T th of the grille shutter 33, and is set to a temperature value at which the heat of the refrigerant cannot be sufficiently dissipated even if the grille shutter 33 is opened when the vehicle is traveling at a speed approximately equal to the legal speed limit, for example. When the temperature of the coolant is higher than the fourth threshold value Tth4 , the heat of the refrigerant dissipated in the condenser 12 is large, so that the coolant in the radiator circuit 30 (and the coolant circuit 20) is further cooled by operating the fan 32. This allows the radiator 31 to sufficiently dissipate the heat of the refrigerant.

図4は、本実施形態の冷媒の廃熱制御を説明するフローチャートである。以下の制御は、いずれもコントローラ40により、所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、コントローラ40は、電動パワートレイン21の温度(ePT温度)、バッテリ22の温度(BT温度)、冷却水温度、車内温度、バッテリ22のSOC、車速、空調のオン・オフ情報、及び空調の設定温度を適宜取得する。 Figure 4 is a flowchart explaining the waste heat control of the refrigerant in this embodiment. All of the following controls are repeatedly executed at predetermined time intervals by the controller 40. The controller 40 appropriately acquires the temperature of the electric powertrain 21 (ePT temperature), the temperature of the battery 22 (BT temperature), the coolant temperature, the vehicle interior temperature, the SOC of the battery 22, the vehicle speed, the on/off information of the air conditioning, and the set temperature of the air conditioning.

イグニッションスイッチがオンにされるなどして、自車両の車両システムがオンされた場合、冷媒の廃熱制御が開始される。 When the vehicle's vehicle system is turned on, such as by turning on the ignition switch, refrigerant waste heat control begins.

ステップS101において、コントローラ40は、空調(冷房)がオンであるか否かを判断する。空調がオンの場合、コントローラ40は、ステップS102の処理を実行する。一方、空調がオフの場合、コントローラ40は、通常制御を実行する。 In step S101, the controller 40 determines whether the air conditioning (cooling) is on. If the air conditioning is on, the controller 40 executes the process of step S102. On the other hand, if the air conditioning is off, the controller 40 executes normal control.

ステップS102において、コントローラ40は、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下であるか否かを判断する。バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下である場合、コントローラ40は、ステップS103の処理を実行する。一方、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1より大きい場合、バッテリ22の冷却が必要であり、コントローラ40は、通常制御を実行する。 In step S102, the controller 40 determines whether or not the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 . If the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 , the controller 40 executes the process of step S103. On the other hand, if the temperature of the battery 22 is higher than the first threshold value Tth1 , cooling of the battery 22 is necessary, and the controller 40 executes normal control.

ステップS103において、コントローラ40は、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3より大きいか否かを判断する。車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3より大きい場合(即ち、圧縮機11の負荷が大きい場合)、コントローラ40は、ステップS104の処理を実行する。一方、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3以下の場合(即ち、圧縮機11の負荷が小さい場合)、コントローラ40は、ステップS110の処理を実行する。 In step S103, the controller 40 determines whether the difference between the in-vehicle temperature and the air-conditioning set temperature is greater than a third threshold value ΔT th3 . If the difference between the in-vehicle temperature and the air-conditioning set temperature is greater than the third threshold value ΔT th3 (i.e., the load on the compressor 11 is large), the controller 40 executes the process of step S104. On the other hand, if the difference between the in-vehicle temperature and the air-conditioning set temperature is equal to or smaller than the third threshold value ΔT th3 (i.e., the load on the compressor 11 is small), the controller 40 executes the process of step S110.

ステップS104において、コントローラ40は、第1切替弁23を作動し、冷却水回路20とラジエータ用回路30を接続する。 In step S104, the controller 40 operates the first switching valve 23 to connect the cooling water circuit 20 and the radiator circuit 30.

ステップS105において、コントローラ40は、グリルシャッター(G/S)33を開に制御する。これにより、ラジエータ31に走行風が当たり、ラジエータ用回路30内の冷却水が冷却され、ラジエータ31において冷媒の熱が廃熱される。 In step S105, the controller 40 controls the grill shutter (G/S) 33 to open. This allows the radiator 31 to be exposed to the wind, cooling the coolant in the radiator circuit 30, and dissipating heat from the refrigerant in the radiator 31.

ステップS106において、コントローラ40は、冷却水回路20内の冷却水温度が第4閾値Tth4以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第4閾値Tth4以下の場合、コントローラ40は、ステップS107の処理を実行する。一方、冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合、コントローラ40は、ステップS108の処理を実行する。 In step S106, the controller 40 determines whether the coolant temperature in the coolant circuit 20 is equal to or lower than a fourth threshold value Tth4 . If the coolant temperature is equal to or lower than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 executes the process of step S107. On the other hand, if the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 executes the process of step S108.

ステップS107において、コントローラ40は、ラジエータ31用のファン32を停止状態にし、作動させない。即ち、冷却水温度が第4閾値Tth4以下の場合、凝縮器12から放熱される冷媒の熱もそれほど大きくないため、ファン32は作動させず、グリルシャッター33を開くことにより、冷媒の熱を廃熱する。これにより、ファン32を作動するための電力消費が抑制され、電費が向上する。 In step S107, the controller 40 stops and does not operate the fan 32 for the radiator 31. That is, when the coolant temperature is equal to or lower than the fourth threshold value Tth4 , the heat of the refrigerant radiated from the condenser 12 is not so large, so the fan 32 is not operated and the grill shutter 33 is opened to dissipate the heat of the refrigerant. This reduces the power consumption required to operate the fan 32, improving power efficiency.

冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合、コントローラ40は、ステップS108において、ラジエータ31用のファン32を作動させる。これにより、ラジエータ31において、ラジエータ用回路30(及び冷却水回路20)内を流れる冷却水がより冷却され、冷媒の熱が廃熱される。即ち、冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合は、凝縮器12から放熱される冷媒の熱が大きいため、グリルシャッター33を開くとともに、ファン32を作動することで、冷媒の熱を廃熱する。 When the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 operates the fan 32 for the radiator 31 in step S108. As a result, the coolant flowing through the radiator circuit 30 (and the coolant circuit 20) is further cooled in the radiator 31, and the heat of the refrigerant is dissipated. That is, when the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the heat of the refrigerant radiated from the condenser 12 is large, so the grill shutter 33 is opened and the fan 32 is operated to dissipate the heat of the refrigerant.

ステップS103において、車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3以下の場合(即ち、圧縮機11の負荷が小さい場合)、コントローラ40は、ステップS109において、電動パワートレイン21の温度(ePT温度)が第2閾値Tth2以下であるか否かを判断する。即ち、電動パワートレイン21への蓄熱が可能であるか否かを判断する。電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2以下である場合、コントローラ40は、ステップS110の処理を実行する。一方、電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2より大きい場合、コントローラ40は、ステップS111の処理を実行する。 In step S103, if the difference between the in-vehicle temperature and the air conditioning set temperature is equal to or less than the third threshold value ΔT th3 (i.e., if the load on the compressor 11 is small), the controller 40 determines in step S109 whether the temperature of the electric powertrain 21 (ePT temperature) is equal to or less than the second threshold value T th2 . That is, the controller 40 determines whether heat can be stored in the electric powertrain 21. If the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or less than the second threshold value T th2 , the controller 40 executes the process of step S110. On the other hand, if the temperature of the electric powertrain 21 is greater than the second threshold value T th2 , the controller 40 executes the process of step S111.

電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2以下である場合、電動パワートレイン21への蓄熱が可能である。従って、ステップS110において、コントローラ40は、第1切替弁23を制御し、冷却水回路20とラジエータ用回路30とを切り離す、または接続しない。また、ファン32を停止状態にして、作動せず、グリルシャッター33を閉状態にする。これにより、冷却水回路20からラジエータ31が切り離され、凝縮器12から放熱される冷媒の熱は、冷却水回路20の冷却水を介して電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱される。このように、電動パワートレイン21及びバッテリ22が蓄熱可能な場合、ラジエータ用回路30を切り離し、ファン32を作動せず、グリルシャッター33を閉にすることで、電力消費及び空力悪化が抑制される。 When the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than the second threshold value T th2 , heat can be stored in the electric powertrain 21. Therefore, in step S110, the controller 40 controls the first switching valve 23 to disconnect or not connect the coolant circuit 20 and the radiator circuit 30. In addition, the fan 32 is stopped and does not operate, and the grill shutter 33 is closed. As a result, the radiator 31 is disconnected from the coolant circuit 20, and the heat of the refrigerant radiated from the condenser 12 is stored in the electric powertrain 21 and the battery 22 via the coolant in the coolant circuit 20. In this way, when the electric powertrain 21 and the battery 22 are capable of storing heat, the radiator circuit 30 is disconnected, the fan 32 is not operated, and the grill shutter 33 is closed, thereby suppressing power consumption and aerodynamic deterioration.

電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2より大きい場合、冷媒の熱を電動パワートレイン21にほとんど蓄熱できないため、ステップS111において、コントローラ40は、第1切替弁23を作動し、冷却水回路20とラジエータ用回路30とを接続する。 When the temperature of the electric powertrain 21 is higher than the second threshold value Tth2 , almost no heat of the refrigerant can be stored in the electric powertrain 21. Therefore, in step S111, the controller 40 activates the first switching valve 23 to connect the coolant circuit 20 and the radiator circuit 30.

ステップS112において、コントローラ40は、車速が閾値Vth以上であるか否かを判断する。車速が閾値Vth以上である場合(高速運転の場合)、コントローラ40は、ステップS113の処理を実行する。一方、車速が閾値Vthより小さい場合(低速運転または停車中の場合)、コントローラ40は、ステップS105の処理を実行する。 In step S112, the controller 40 judges whether the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value Vth . If the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value Vth (if the vehicle is driving at high speed), the controller 40 executes the process of step S113. On the other hand, if the vehicle speed is lower than the threshold value Vth (if the vehicle is driving at low speed or is stopped), the controller 40 executes the process of step S105.

ステップS113において、コントローラ40は、バッテリ22のSOCが閾値SOCth以下であるか否かを判断する。バッテリ22のSOCが閾値SOCth以下である場合、コントローラ40は、ステップS114及びステップS115の処理を実行する。バッテリ22のSOCが閾値SOCthより大きい場合、コントローラ40は、ステップS118及びステップS119の処理を実行する。 In step S113, the controller 40 determines whether the SOC of the battery 22 is equal to or lower than the threshold SOC th . If the SOC of the battery 22 is equal to or lower than the threshold SOC th , the controller 40 executes the processes of steps S114 and S115. If the SOC of the battery 22 is greater than the threshold SOC th , the controller 40 executes the processes of steps S118 and S119.

ステップS114において、コントローラ40は、グリルシャッター33を開にするか否かの冷却水の温度閾値Tthを、第6閾値Tth6に設定し、ステップS115において、冷却水回路20を流れる冷却水の温度が第6閾値Tth6以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第6閾値Tth6以下である場合、コントローラ40は、ステップS116の処理を実行する。一方、冷却水温度が第6閾値Tth6より大きい場合、コントローラ40は、ステップS117の処理を実行する。 In step S114, the controller 40 sets the coolant temperature threshold Tth for determining whether or not to open the grill shutter 33 to a sixth threshold Tth6 , and in step S115, determines whether or not the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20 is equal to or lower than the sixth threshold Tth6 . If the coolant temperature is equal to or lower than the sixth threshold Tth6 , the controller 40 executes the process of step S116. On the other hand, if the coolant temperature is higher than the sixth threshold Tth6 , the controller 40 executes the process of step S117.

冷却水温度が第6閾値Tth6以下の場合、凝縮器12における冷媒からの放熱が小さいため、ステップS116において、コントローラ40は、グリルシャッター33を閉に制御する。 When the coolant temperature is equal to or lower than the sixth threshold value Tth6 , the amount of heat dissipated from the refrigerant in the condenser 12 is small, so in step S116, the controller 40 controls the grill shutter 33 to close.

冷却水温度が第6閾値Tth6より大きい場合、凝縮器12における冷媒からの放熱が比較的大きいため、ステップS117において、コントローラ40は、グリルシャッター33を開に制御する。これにより、ラジエータ31に走行風が当たり、ラジエータ用回路30内の冷却水が冷却され、ラジエータ31において冷媒の熱が廃熱される。なお、この場合も、ファン32は作動させない。 When the coolant temperature is higher than the sixth threshold value Tth6 , the amount of heat dissipated from the refrigerant in the condenser 12 is relatively large, so in step S117, the controller 40 controls the grill shutter 33 to open. This allows the radiator 31 to be exposed to the wind generated by running, cooling the coolant in the radiator circuit 30, and dissipating heat from the refrigerant in the radiator 31. Note that in this case as well, the fan 32 is not operated.

このように、バッテリ22のSOCが閾値SOCth以下である場合、冷却水温度が第6閾値Tth6より大きくても、ファン32は作動させず、グリルシャッター33を開に制御することで、冷媒の熱を廃熱する。即ち、バッテリ22のSOCが少ない場合、ファン32は作動させず、グリルシャッター33を制御することで廃熱を行い、バッテリ22の電力消費を抑制する。 In this way, when the SOC of the battery 22 is equal to or lower than the threshold SOCth , even if the coolant temperature is higher than the sixth threshold Tth6 , the fan 32 is not operated and the grill shutter 33 is controlled to be open, thereby dissipating heat from the refrigerant. In other words, when the SOC of the battery 22 is low, the fan 32 is not operated and the grill shutter 33 is controlled to dissipate heat, thereby suppressing power consumption of the battery 22.

ステップS113において、バッテリ22のSOCが閾値SOCthより大きい場合、コントローラ40は、ステップS118において、グリルシャッター33を開にするか否かの冷却水の温度閾値Tthを、第6閾値Tth6より大きい第5閾値Tth5に設定する。また、ステップS119において、冷却水回路20を流れる冷却水の温度が第5閾値Tth5以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第5閾値Tth5以下である場合、コントローラ40は、ステップS120の処理を実行する。一方、冷却水温度が第5閾値Tth5より大きい場合、コントローラ40は、ステップS121の処理を実行する。 If the SOC of the battery 22 is greater than the threshold SOCth in step S113, the controller 40 sets the coolant temperature threshold Tth for determining whether or not to open the grill shutter 33 to a fifth threshold Tth5 greater than the sixth threshold Tth6 in step S118. Also, in step S119, it is determined whether or not the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20 is equal to or lower than the fifth threshold Tth5 . If the coolant temperature is equal to or lower than the fifth threshold Tth5 , the controller 40 executes the process of step S120. On the other hand, if the coolant temperature is greater than the fifth threshold Tth5 , the controller 40 executes the process of step S121.

冷却水温度が第5閾値Tth5以下の場合、凝縮器12における冷媒からの放熱が小さいため、ステップS120において、コントローラ40は、グリルシャッター33を閉に制御する。 When the coolant temperature is equal to or lower than the fifth threshold value Tth5 , the amount of heat dissipated from the refrigerant in the condenser 12 is small, so in step S120, the controller 40 controls the grill shutter 33 to close.

冷却水温度が第5閾値Tth5より大きい場合、凝縮器12における冷媒からの放熱が比較的大きいため、コントローラ40は、ステップS121において、グリルシャッター33を開に制御し、ラジエータ31において走行風により冷媒の熱を廃熱する。 When the coolant temperature is higher than the fifth threshold value Tth5 , the amount of heat dissipated from the refrigerant in the condenser 12 is relatively large. Therefore, in step S121, the controller 40 controls the grill shutter 33 to open, and the heat of the refrigerant is dissipated in the radiator 31 by the wind generated by running.

このように、車速が閾値Vth以上の場合、バッテリ22のSOCが閾値SOCthより大きいときは、グリルシャッター33の開閉閾値(温度閾値)Tthを、第6閾値Tth6より大きい第5閾値Tth5に設定することで、バッテリ22のSOCが比較的高い場合において、グリルシャッター33を閉にするシーンが増加する。これにより、車速が大きいシーンにおいてグリルシャッター33を開けることによる生じる空力悪化が防止される。一方、セルの電気抵抗値が大きくなるバッテリ22のSOCが閾値SOCth以下のときは、グリルシャッター33の開閉閾値(温度閾値)Tthを、第5閾値Tth5より小さい第6閾値Tth6に設定することで、グリルシャッター33を開にするシーンが増加する。これにより、バッテリ22の冷却要求に対応することが可能となる。 In this way, when the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value Vth , and the SOC of the battery 22 is higher than the threshold value SOCth , the opening/closing threshold (temperature threshold) Tth of the grill shutter 33 is set to the fifth threshold value Tth5 , which is higher than the sixth threshold value Tth6 , to increase the number of situations where the grill shutter 33 is closed when the SOC of the battery 22 is relatively high. This prevents aerodynamic deterioration caused by opening the grill shutter 33 in situations where the vehicle speed is high. On the other hand, when the SOC of the battery 22, in which the cell's electrical resistance value is high, is equal to or lower than the threshold value SOCth, the opening/closing threshold (temperature threshold) Tth of the grill shutter 33 is set to the sixth threshold value Tth6 , which is lower than the fifth threshold value Tth5 , to increase the number of situations where the grill shutter 33 is opened. This makes it possible to respond to the cooling request for the battery 22.

なお、ステップS121~S124の処理は、ステップS105~S108の処理と同様である。即ち、ステップS121において、グリルシャッター33を開に制御すると、コントローラ40は、ステップS122において、冷却水回路20内の冷却水温度が第4閾値Tth4以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第4閾値Tth4以下の場合、コントローラ40は、ステップS123においてファン32を停止状態にし、作動させない。一方、冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合、コントローラ40は、ステップS124において、ファン32を作動し、冷媒の熱を廃熱する。即ち、冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合、グリルシャッター33を開くとともに、ファン32を作動することで、冷媒の熱を廃熱する。 The processes of steps S121 to S124 are the same as those of steps S105 to S108. That is, when the grill shutter 33 is controlled to be open in step S121, the controller 40 judges in step S122 whether or not the coolant temperature in the coolant circuit 20 is equal to or lower than the fourth threshold value Tth4 . If the coolant temperature is equal to or lower than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 stops the fan 32 in step S123 and does not operate it. On the other hand, if the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 operates the fan 32 in step S124 to dissipate heat from the refrigerant. That is, if the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the grill shutter 33 is opened and the fan 32 is operated to dissipate heat from the refrigerant.

ステップS112において、車速が閾値Vthより小さい場合(低速運転または停車中の場合)、コントローラ40は、ステップS105において、車内温度と設定温度との差が第3閾値Tth3より大きい場合と同様に、グリルシャッター33を開に制御する。これにより、ラジエータ31に走行風が当たり、ラジエータ用回路30内の冷却水が冷却され、ラジエータ31において冷媒の熱が廃熱される。 In step S112, when the vehicle speed is lower than the threshold value Vth (when the vehicle is driving at a low speed or is stopped), the controller 40 controls the grill shutter 33 to open, similarly to the case in which the difference between the inside temperature and the set temperature is greater than the third threshold value Tth3 in step S105. As a result, the radiator 31 is exposed to the wind caused by the vehicle running, the coolant in the radiator circuit 30 is cooled, and the heat of the refrigerant is dissipated in the radiator 31.

このように、低速運転または停車中の場合、グリルシャッター33を開いても、空力悪化はほとんど生じないため、車速が閾値Vthより小さい場合には、バッテリ22のSOCや冷却水温度に関係なく、グリルシャッター33を開いて冷媒の熱を廃熱する。 In this way, when the vehicle is traveling at low speed or is stopped, opening the grille shutter 33 hardly causes any deterioration in aerodynamics. Therefore, when the vehicle speed is lower than the threshold value Vth , the grille shutter 33 is opened to dissipate heat from the refrigerant, regardless of the SOC of the battery 22 or the coolant temperature.

ステップS105において、グリルシャッター33を開に制御すると、コントローラ40は、ステップS106において、冷却水回路20内の冷却水温度が第4閾値Tth4以下であるか否かを判断する。冷却水温度が第4閾値Tth4以下の場合、コントローラ40は、ステップS107においてファン32を停止状態にし、作動させない。一方、冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合、コントローラ40は、ステップS108において、ファン32を作動し、冷媒の熱を廃熱する。即ち、冷却水温度が第4閾値Tth4より大きい場合、グリルシャッター33を開くとともに、ファン32を作動することで、冷媒の熱を廃熱する。 When the grill shutter 33 is controlled to be open in step S105, the controller 40 determines in step S106 whether or not the coolant temperature in the coolant circuit 20 is equal to or lower than a fourth threshold value Tth4 . If the coolant temperature is equal to or lower than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 stops the fan 32 in step S107 and does not operate it. On the other hand, if the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the controller 40 operates the fan 32 in step S108 to dissipate heat from the refrigerant. That is, if the coolant temperature is higher than the fourth threshold value Tth4 , the grill shutter 33 is opened and the fan 32 is operated to dissipate heat from the refrigerant.

なお、本実施形態においては、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下、電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2以下、且つ車内温度と空調設定温度との差が第3閾値ΔTth3以下の場合に、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とを切り離すこととしたが、これに限られない。即ち、車内温度と空調設定温度との差に関係なく、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下且つ、電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2以下の場合に、ラジエータ用回路30と冷却水回路20とを切り離すように制御してもよい。 In this embodiment, the radiator circuit 30 and the coolant circuit 20 are separated when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 , the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than the second threshold value Tth2 , and the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is equal to or lower than the third threshold value ΔTth3 , but this is not limited to this. That is, regardless of the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature, the radiator circuit 30 may be controlled to be separated from the coolant circuit 20 when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 and the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than the second threshold value Tth2 .

また、図4のフローチャートは一例であり、各種温度、車速、車内温度と空調設定温度の差が各閾値より大きいか否かを判断する判断順序は、上記で説明したものに限られず、各判断の順序を適宜入れ替えてもよい。 The flowchart in FIG. 4 is an example, and the order of judgment for judging whether the difference between various temperatures, vehicle speed, and interior temperature and the air conditioning set temperature is greater than each threshold value is not limited to that described above, and the order of each judgment may be changed as appropriate.

上記した実施形態の車両用空調システム100によれば、以下の効果を得ることができる。 The vehicle air conditioning system 100 of the above embodiment can provide the following advantages:

空調システム100は、電動パワートレイン21及びバッテリ22を冷却する冷却水が循環する冷却水回路20を備え、凝縮器12が、空調用回路10を循環する冷媒の熱と、冷却水回路20を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路20上に配置される。これにより、凝縮器12において冷却水回路20内の冷却水の熱と熱交換された冷媒の熱を、電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱することができる。従って、廃熱のためにラジエータ31用のファン32を作動させたり、グリルシャッター33を開くことを抑制でき、電力消費及び空力の悪化を抑制することができる。即ち、車両の電費の悪化を抑制することができる。 The air conditioning system 100 includes a coolant circuit 20 through which coolant for cooling the electric power train 21 and the battery 22 circulates, and a condenser 12 is disposed on the coolant circuit 20 so as to exchange heat between the refrigerant circulating in the air conditioning circuit 10 and the coolant circulating in the coolant circuit 20. This allows the heat of the refrigerant exchanged with the heat of the coolant in the coolant circuit 20 in the condenser 12 to be stored in the electric power train 21 and the battery 22. This makes it possible to suppress the operation of the fan 32 for the radiator 31 and the opening of the grille shutter 33 for waste heat, thereby suppressing deterioration of power consumption and aerodynamics. In other words, deterioration of the vehicle's electric power consumption can be suppressed.

また、バッテリ22だけでなく、電動パワートレイン21にも蓄熱することができるため、空調(冷房)の負荷が高く、凝縮器12からの放熱量がある程度大きい場合でも、ファン32やグリルシャッター33を用いずに、冷媒の熱を十分に廃熱することができる。従って、電力消費及び空力の悪化を抑制することができる、車両の電費の悪化を抑制することができる。また、蓄熱がバッテリ22に集中しないため、バッテリ22の温度上昇を抑制でき、バッテリ22の信頼性に影響を与えることを抑制できる。 In addition, since heat can be stored not only in the battery 22 but also in the electric powertrain 21, even when the air conditioning (cooling) load is high and the amount of heat dissipated from the condenser 12 is relatively large, the heat of the refrigerant can be sufficiently removed without using the fan 32 or grill shutter 33. This makes it possible to suppress deterioration of power consumption and aerodynamics, and to suppress deterioration of the vehicle's electric power consumption. In addition, since the stored heat is not concentrated in the battery 22, the temperature rise of the battery 22 can be suppressed, and the impact on the reliability of the battery 22 can be suppressed.

空調システム100は、凝縮器12が、冷却水回路20上において、電動パワートレイン21とバッテリ22との間、且つ冷却水の流れ方向においてバッテリ22の下流側に配置される。これにより、凝縮器12において冷却水回路20内の冷却水に放熱された冷媒の熱を、まず、電動パワートレイン21に蓄熱してから、バッテリ22に蓄熱することができる。従って、バッテリ22の温度上昇を抑制でき、バッテリ22の信頼性に影響を与えることを抑制できる。 In the air conditioning system 100, the condenser 12 is disposed on the cooling water circuit 20 between the electric powertrain 21 and the battery 22, and downstream of the battery 22 in the direction of the flow of the cooling water. This allows the heat of the refrigerant dissipated to the cooling water in the cooling water circuit 20 in the condenser 12 to be stored first in the electric powertrain 21, and then in the battery 22. This makes it possible to suppress a rise in the temperature of the battery 22, and to suppress any effects on the reliability of the battery 22.

空調システム100は、ラジエータ31が配置されるラジエータ用回路30と、ラジエータ用回路30を冷却水回路20と接続及び切り離し可能に構成された第1切替弁(切替弁)23と、第1切替弁(切替弁)23の動作を制御するコントローラ40とを備える。これにより、冷媒の熱を電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱可能な場合にはラジエータ用回路30を切り離し、ラジエータ31を用いずに冷媒の熱を廃熱することができる。一方、冷媒の熱が電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱可能な熱量より大きい場合は、ラジエータ用回路30を接続することで、ラジエータ31でも冷媒の熱を廃熱することができる。従って、ラジエータ31を用いるシーンをできるだけ少なくし、電力消費及び空力悪化を抑制することができるとともに、冷媒の熱を確実に廃熱することができる。 The air conditioning system 100 includes a radiator circuit 30 in which a radiator 31 is disposed, a first switching valve (switching valve) 23 configured to be able to connect and disconnect the radiator circuit 30 to and from the coolant circuit 20, and a controller 40 that controls the operation of the first switching valve (switching valve) 23. As a result, when the heat of the refrigerant can be stored in the electric power train 21 and the battery 22, the radiator circuit 30 can be disconnected and the heat of the refrigerant can be dissipated without using the radiator 31. On the other hand, when the heat of the refrigerant is greater than the amount of heat that can be stored in the electric power train 21 and the battery 22, the radiator circuit 30 can be connected and the heat of the refrigerant can be dissipated by the radiator 31 as well. Therefore, the number of times the radiator 31 is used can be reduced as much as possible, power consumption and aerodynamic deterioration can be suppressed, and the heat of the refrigerant can be reliably dissipated.

空調システム100は、コントローラ40が、バッテリ22の温度が第1の所定値(第1閾値Tth1)以下であり、且つ電動パワートレイン21の温度が第2の所定値(第2閾値Tth2)以下の場合、ラジエータ用回路30を冷却水回路20から切り離すように第1切替弁(切替弁)23を制御し、冷媒の熱を電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱させる。これにより、電動パワートレイン21及びバッテリ22の温度が低く、蓄熱可能な熱量が大きい場合には、冷媒の熱が電動パワートレイン21及びバッテリ22に蓄熱され、ラジエータ31を用いずに冷媒の熱を廃熱することができる。即ち、廃熱のためにラジエータ31用のファン32を作動させたり、グリルシャッター33を開くことを抑制でき、電力消費及び空力の悪化を抑制することができる。 In the air conditioning system 100, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than a first predetermined value (first threshold value T th1 ) and the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than a second predetermined value (second threshold value T th2 ), the controller 40 controls the first changeover valve (changeover valve) 23 to separate the radiator circuit 30 from the coolant circuit 20, and stores the heat of the refrigerant in the electric powertrain 21 and the battery 22. As a result, when the temperatures of the electric powertrain 21 and the battery 22 are low and the amount of heat that can be stored is large, the heat of the refrigerant is stored in the electric powertrain 21 and the battery 22, and the heat of the refrigerant can be discarded without using the radiator 31. In other words, it is possible to suppress the operation of the fan 32 for the radiator 31 and the opening of the grille shutter 33 for discarding heat, and it is possible to suppress deterioration of power consumption and aerodynamics.

空調システム100は、コントローラ40が、バッテリ22の温度が第1の所定値(第1閾値Tth1)以下であり、且つ電動パワートレイン21の温度が第2の所定値(第2閾値Tth2)より大きい場合、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続するように第1切替弁(切替弁)23を制御し、冷媒の熱をラジエータ31により廃熱させる。これにより、電動パワートレイン21及びバッテリ22の温度が高く、蓄熱可能な熱量が小さい場合には、冷媒の熱がラジエータ31を用いて廃熱される。従って、冷媒の熱を確実に廃熱することができる。 In the air conditioning system 100, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than a first predetermined value (first threshold value T th1 ) and the temperature of the electric powertrain 21 is higher than a second predetermined value (second threshold value T th2 ), the controller 40 controls the first switching valve (switching valve) 23 to connect the radiator circuit 30 to the coolant circuit 20, and dissipates heat from the refrigerant using the radiator 31. As a result, when the temperatures of the electric powertrain 21 and the battery 22 are high and the amount of heat that can be stored is small, the heat from the refrigerant is dissipated using the radiator 31. Therefore, the heat from the refrigerant can be reliably dissipated.

空調システム100は、車両内に走行風を導入するグリルシャッター33を備え、コントローラ40は、車速、車内温度及び冷却水の温度に基づき、グリルシャッター33の開閉を制御する。このように、車速、車内温度及び冷却水の温度に基づき、グリルシャッター33を開閉するため、グリルシャッター33を開くシーンをできるだけ少なくすることができ、空力悪化を抑制することができる。 The air conditioning system 100 is equipped with a grill shutter 33 that introduces airflow into the vehicle, and the controller 40 controls the opening and closing of the grill shutter 33 based on the vehicle speed, the temperature inside the vehicle, and the temperature of the coolant. In this way, the grill shutter 33 is opened and closed based on the vehicle speed, the temperature inside the vehicle, and the temperature of the coolant, so that the number of times the grill shutter 33 is opened can be reduced as much as possible, and deterioration of aerodynamics can be suppressed.

空調システム100は、コントローラ40が、バッテリ22の温度が第1の所定値(第1閾値Tth1)以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値(第3閾値ΔTth3)以上であり、且つ車速が所定の値(閾値Vth)以上である場合、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続するよう第1切替弁(切替弁)23を制御するとともに、グリルシャッター33を開に制御し、冷媒の熱をラジエータ31により廃熱させる。このように、車内温度と空調設定温度との差が大きく、凝縮器12から冷却水に放熱される冷媒の熱量が大きくなることが予測される場合、車速が大きいときはグリルシャッター33を開に制御する。これにより、車両内に強い走行風が導入され、冷却水を冷却する冷却能力が増加するため、ラジエータ31用のファン32の作動頻度を少なくすることができる。従って、ファン32を駆動するための電力消費を抑制することができ、電費の悪化を抑制することができる。 In the air conditioning system 100, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than a first predetermined value (first threshold T th1 ), the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is equal to or higher than a third predetermined value (third threshold ΔT th3 ), and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (threshold V th ), the controller 40 controls the first switching valve (switching valve) 23 to connect the radiator circuit 30 to the coolant circuit 20, and controls the grille shutter 33 to open, so that the heat of the refrigerant is dissipated by the radiator 31. In this way, when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is large and it is predicted that the amount of heat of the refrigerant dissipated from the condenser 12 to the coolant will be large, the controller 40 controls the grille shutter 33 to open when the vehicle speed is high. As a result, a strong running wind is introduced into the vehicle, and the cooling capacity for cooling the coolant is increased, so that the frequency of operation of the fan 32 for the radiator 31 can be reduced. Therefore, the power consumption for driving the fan 32 can be reduced, and the deterioration of the power consumption can be suppressed.

空調システム100は、コントローラ40が、バッテリ22の温度が第1の所定値(第1閾値Tth1)以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値(第3閾値ΔTth3)より小さく、且つ車速が所定の値(閾値Vth)より小さい場合、電動パワートレイン21の温度が第2の所定値(第2閾値Tth2)以下のときは、ラジエータ用回路30を冷却水回路20から切り離すように第1切替弁(切替弁)23を制御する。また、電動パワートレイン21の温度が第2の所定値(第2閾値Tth2)より大きいときは、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続するように第1切替弁(切替弁)23を制御するとともに、グリルシャッター33を開に制御する。即ち、車内温度と空調設定温度との差が大きく、凝縮器12から冷却水に放熱される冷媒の熱量が小さくなることが予測される場合、車速及び電動パワートレイン21の温度が小さいときは、ラジエータ用回路30を冷却水回路20から切り離し、グリルシャッター33は開かない(グリルシャッター33を閉に制御する)。従って、グリルシャッター33の閉頻度が増加し、空力悪化を抑制することができる。 In the air conditioning system 100, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than a first predetermined value (first threshold T th1 ), the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is smaller than a third predetermined value (third threshold ΔT th3 ), and the vehicle speed is smaller than a predetermined value (threshold V th ), if the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than a second predetermined value (second threshold T th2 ), the controller 40 controls the first changeover valve (changeover valve) 23 to disconnect the radiator circuit 30 from the coolant circuit 20. Also, when the temperature of the electric powertrain 21 is greater than the second predetermined value (second threshold T th2 ), the controller 40 controls the first changeover valve (changeover valve) 23 to connect the radiator circuit 30 to the coolant circuit 20 and controls the grill shutter 33 to open. That is, when the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is large and it is predicted that the amount of heat of the refrigerant dissipated to the coolant from the condenser 12 will be small, if the vehicle speed and the temperature of the electric powertrain 21 are low, the radiator circuit 30 is separated from the coolant circuit 20 and the grill shutter 33 does not open (the grill shutter 33 is controlled to be closed). Therefore, the grill shutter 33 closes more frequently, and the deterioration of aerodynamics can be suppressed.

空調システム100は、コントローラ40が、車速、車内温度、バッテリ22のSOC及び冷却水回路20を流れる冷却水の温度に基づき、グリルシャッター33の開閉を制御する。これにより、バッテリ22のSOCが高い場合にグリルシャッター33の開頻度を減少(閉頻度増加)させて空力悪化を抑制し、セルの電気抵抗が大きくなりバッテリ22の発熱が大きくなるSOCが低い場合には、グリルシャッター33の開頻度を増加して、バッテリ22の冷却要求に対応することができる。 In the air conditioning system 100, the controller 40 controls the opening and closing of the grill shutter 33 based on the vehicle speed, the vehicle interior temperature, the SOC of the battery 22, and the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20. This reduces the opening frequency of the grill shutter 33 (increases the closing frequency) when the SOC of the battery 22 is high, thereby suppressing aerodynamic deterioration, and increases the opening frequency of the grill shutter 33 when the SOC is low, which increases the electrical resistance of the cells and the heat generation of the battery 22, to meet the cooling demands of the battery 22.

空調システム100は、コントローラ40が、バッテリ22の温度が第1の所定値(第1閾値Tth1)以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値(第3閾値ΔTth3)より小さく、且つ車速が所定の値(閾値Vth)以上である場合、冷却水回路20を流れる冷却水の温度が所定の閾値Tthより大きい場合に、グリルシャッター33を開に制御する。そして、バッテリ22のSOCが所定の値(閾値SOCth)より大きいときは、SOCが所定の値(閾値SOCth)以下のときに比して、所定の閾値Tthを大きい値に設定する。即ち、車速が大きく、グリルシャッター33を開いた場合の空力悪化による電費への影響が大きい場合、バッテリ22のSOCが高いときには、グリルシャッター33の開頻度が減少(閉頻度が増加)し、空力悪化が抑制される。一方、セルの電気抵抗が大きくなりバッテリ22の発熱が大きくなるバッテリ22のSOCが低い場合には、グリルシャッター33の開頻度が増加し、バッテリ22の冷却要求が満たされる。 In the air conditioning system 100, the controller 40 controls the grill shutter 33 to open when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than a first predetermined value (first threshold T th1 ), the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is smaller than a third predetermined value (third threshold ΔT th3 ), and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (threshold V th ), and the temperature of the coolant flowing through the coolant circuit 20 is greater than the predetermined threshold T th . When the SOC of the battery 22 is greater than the predetermined value (threshold SOC th ), the predetermined threshold T th is set to a larger value than when the SOC is equal to or lower than the predetermined value (threshold SOC th ). In other words, when the vehicle speed is high and the impact on power consumption due to aerodynamic deterioration when the grill shutter 33 is open is large, the opening frequency of the grill shutter 33 is reduced (the closing frequency is increased) when the SOC of the battery 22 is high, and the aerodynamic deterioration is suppressed. On the other hand, when the SOC of the battery 22 is low, causing the electrical resistance of the cells to increase and the heat generated by the battery 22 to increase, the opening frequency of the grille shutter 33 increases, and the cooling requirement for the battery 22 is satisfied.

なお、本実施形態において説明した冷媒の廃熱制御は一例であり、必ずしもこれに限られない。即ち、少なくとも、凝縮器12が、空調用回路10を循環する冷媒の熱と、冷却水回路20を循環する冷却水の熱とを熱交換するように冷却水回路20上に配置された構成を有していれば、冷媒の廃熱制御は任意の方法を用いることができる。 The waste heat control of the refrigerant described in this embodiment is an example, and is not necessarily limited to this. In other words, any method can be used for waste heat control of the refrigerant, as long as the condenser 12 is configured to be arranged on the coolant circuit 20 so as to exchange heat between the heat of the refrigerant circulating in the air conditioning circuit 10 and the heat of the coolant circulating in the coolant circuit 20.

また、本実施形態においては、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下、且つ電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2以下の場合、ラジエータ用回路30を冷却水回路20から切り離すこととしたが、必ずしもこれに限られない。例えば、バッテリ22の温度が第1閾値Tth1以下、且つ電動パワートレイン21の温度が第2閾値Tth2以下の場合に、ラジエータ用回路30を冷却水回路20に接続し、且つ、ファン32を停止することとしてもよい。この場合にも、ファン32を作動する電力消費を抑制することができる。 In addition, in the present embodiment, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 and the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than the second threshold value Tth2 , the radiator circuit 30 is disconnected from the coolant circuit 20, but this is not necessarily limited to this. For example, when the temperature of the battery 22 is equal to or lower than the first threshold value Tth1 and the temperature of the electric powertrain 21 is equal to or lower than the second threshold value Tth2 , the radiator circuit 30 may be connected to the coolant circuit 20 and the fan 32 may be stopped. In this case as well, the power consumption for operating the fan 32 can be reduced.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show some of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments.

10、空調用回路,12、凝縮器,20、冷却水回路,21、電動パワートレイン,22、バッテリ,30、ラジエータ用回路,31、ラジエータ,32、ファン,33、グリルシャッター,40、コントローラ,100、車両用空調システム 10, air conditioning circuit, 12, condenser, 20, cooling water circuit, 21, electric power train, 22, battery, 30, radiator circuit, 31, radiator, 32, fan, 33, grill shutter, 40, controller, 100, vehicle air conditioning system

Claims (10)

凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機を有し、冷媒が循環する空調用回路を備える車両用空調システムであって、
電動パワートレイン及び前記電動パワートレインと電気的に接続されるバッテリを有し、これら電動パワートレイン及びバッテリを冷却する冷却水が循環する冷却水回路を備え、
前記凝縮器は、前記空調用回路を循環する冷媒の熱と、前記冷却水回路を循環する冷却水の熱とを熱交換するように当該冷却水回路上に配置される、
車両用空調システム。
A vehicle air conditioning system including an air conditioning circuit having a condenser, an expansion valve, an evaporator, and a compressor, and through which a refrigerant circulates,
The vehicle has an electric powertrain and a battery electrically connected to the electric powertrain, and includes a cooling water circuit through which cooling water for cooling the electric powertrain and the battery circulates;
the condenser is disposed on the cooling water circuit so as to exchange heat between the refrigerant circulating through the air conditioning circuit and the cooling water circulating through the cooling water circuit;
Vehicle air conditioning systems.
請求項1に記載の車両用空調システムであって、
前記凝縮器は、前記冷却水回路上において、前記電動パワートレインと前記バッテリとの間、且つ前記冷却水の流れ方向において前記バッテリの下流側に配置される、
車両用空調システム。
2. The vehicle air conditioning system according to claim 1,
the condenser is disposed on the cooling water circuit between the electric powertrain and the battery and downstream of the battery in a flow direction of the cooling water.
Vehicle air conditioning systems.
請求項1に記載の車両用空調システムであって、
ラジエータが配置されるラジエータ用回路と、
前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路と接続及び切り離し可能に構成された切替弁と、
前記切替弁の動作を制御するコントローラと、をさらに備える、
車両用空調システム。
2. The vehicle air conditioning system according to claim 1,
a radiator circuit in which the radiator is disposed;
a switching valve configured to be able to connect and disconnect the radiator circuit to and from the coolant circuit;
A controller for controlling the operation of the switching valve is further provided.
Vehicle air conditioning systems.
請求項3に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリ及び前記電動パワートレインの温度を取得する温度取得部を有し、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第1の所定値以下であり、且つ前記電動パワートレインの温度が第2の所定値以下の場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路から切り離すように前記切替弁を制御し、または、前記ラジエータ用のファンを停止させ、前記冷媒の熱を前記電動パワートレイン及び前記バッテリに蓄熱させる、
車両用空調システム。
4. The vehicle air conditioning system according to claim 3,
the controller has a temperature acquisition unit that acquires temperatures of the battery and the electric powertrain,
when the temperature of the battery is equal to or lower than a first predetermined value and the temperature of the electric powertrain is equal to or lower than a second predetermined value, the controller controls the switching valve to separate the radiator circuit from the coolant circuit, or stops the radiator fan, and stores heat of the refrigerant in the electric powertrain and the battery.
Vehicle air conditioning systems.
請求項3に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリ及び前記電動パワートレインの温度を取得する温度取得部を有し、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第1の所定値以下であり、且つ前記電動パワートレインの温度が第2の所定値より大きい場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御し、前記冷媒の熱を前記ラジエータにより廃熱させる、
車両用空調システム。
4. The vehicle air conditioning system according to claim 3,
the controller has a temperature acquisition unit that acquires temperatures of the battery and the electric powertrain,
When a temperature of the battery is equal to or lower than a first predetermined value and a temperature of the electric powertrain is greater than a second predetermined value, the controller controls the switching valve to connect the radiator circuit to the coolant circuit, and dissipates heat of the refrigerant through the radiator.
Vehicle air conditioning systems.
請求項4または5に記載の車両用空調システムであって、
前記車両内に走行風を導入するグリルシャッター、をさらに備え、
前記温度取得部は、さらに前記車両内の温度及び前記冷却水の温度を取得し、
前記コントローラは、車速、車内温度及び前記冷却水の温度に基づき、前記グリルシャッターの開閉を制御する、
車両用空調システム。
6. The vehicle air conditioning system according to claim 4,
A grill shutter is further provided to introduce a traveling wind into the vehicle.
The temperature acquisition unit further acquires a temperature inside the vehicle and a temperature of the cooling water,
The controller controls opening and closing of the grill shutter based on a vehicle speed, an interior temperature, and a temperature of the cooling water.
Vehicle air conditioning systems.
請求項6に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第1の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値以上であり、且つ車速が所定の値以上である場合、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御するとともに、前記グリルシャッターを開に制御し、前記冷媒の熱を前記ラジエータにより廃熱させる、
車両用空調システム。
7. The vehicle air conditioning system according to claim 6,
the controller controls the switching valve to connect the radiator circuit to the cooling water circuit and controls the grille shutter to open when the temperature of the battery is equal to or lower than a first predetermined value, the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning set temperature is equal to or higher than a third predetermined value, and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, thereby dissipating heat of the refrigerant through the radiator.
Vehicle air conditioning systems.
請求項6に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリの温度が第1の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値より小さく、且つ車速が所定の値より小さい場合、前記電動パワートレインの温度が第2の所定値以下のときは、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路から切り離すように前記切替弁を制御し、または、前記ラジエータ用のファンを停止させ、前記電動パワートレインの温度が前記第2の所定値より大きいときは、前記ラジエータ用回路を前記冷却水回路に接続するように前記切替弁を制御するとともに、前記グリルシャッターを開に制御する、
車両用空調システム。
7. The vehicle air conditioning system according to claim 6,
the controller controls the switching valve to disconnect the radiator circuit from the coolant circuit or stops the radiator fan when the temperature of the electric powertrain is equal to or lower than a second predetermined value in the following cases: the temperature of the battery is equal to or lower than a first predetermined value, a difference between an interior temperature and an air conditioning set temperature is smaller than a third predetermined value, and the vehicle speed is smaller than a predetermined value; and controls the switching valve to connect the radiator circuit to the coolant circuit and opens the grill shutter when the temperature of the electric powertrain is greater than the second predetermined value.
Vehicle air conditioning systems.
請求項6に記載の車両用空調システムであって、
前記バッテリのSOCを取得する、SOC取得部をさらに備え、
前記コントローラは、車速、車内温度、前記バッテリのSOC及び前記冷却水回路を流れる冷却水の温度に基づき、前記グリルシャッターの開閉を制御する、
車両用空調システム。
7. The vehicle air conditioning system according to claim 6,
An SOC acquisition unit that acquires an SOC of the battery,
The controller controls opening and closing of the grill shutter based on a vehicle speed, an in-vehicle temperature, an SOC of the battery, and a temperature of the coolant flowing through the coolant circuit.
Vehicle air conditioning systems.
請求項9に記載の車両用空調システムであって、
前記コントローラは、
前記バッテリの温度が第1の所定値以下であり、車内温度と空調設定温度との差が第3の所定値より小さく、且つ車速が所定の値以上である場合、前記冷却水回路を流れる冷却水の温度が所定の閾値より大きいときに前記グリルシャッターを開に制御し、
前記バッテリのSOCが所定の値より大きいときは、SOCが前記所定の値以下のときに比して、前記所定の閾値を大きい値に設定する、
車両用空調システム。
10. The vehicle air conditioning system according to claim 9,
The controller:
when the temperature of the battery is equal to or lower than a first predetermined value, the difference between the vehicle interior temperature and the air conditioning temperature setting is smaller than a third predetermined value, and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, the grill shutter is controlled to open when the temperature of the cooling water flowing through the cooling water circuit is higher than a predetermined threshold value;
When the SOC of the battery is greater than a predetermined value, the predetermined threshold is set to a larger value than when the SOC is equal to or less than the predetermined value.
Vehicle air conditioning systems.
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