JP2025527872A

JP2025527872A - 熱管理システム及び車両

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Publication number: JP2025527872A
Application number: JP2025513041A
Authority: JP
Inventors: リー，ハオ; ホゥ，ハオマーン
Original assignee: Shenzhen Yinwang Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Yinwang Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2025-08-22
Also published as: US20250187399A1; KR20250041146A; CN118103230A; WO2024065221A1; EP4549181A4; EP4549181A1; CN118103230B

Abstract

本願の実施形態は、熱管理システム及び車両を提供する。熱管理システムは、圧縮機、第１の熱交換器、第２の熱交換器、及び弁マニホールドを含む。第１の熱交換器は、互いに分離した第１の流路及び第２の流路を含み、第２の熱交換器は、互いに分離した第３の流路及び第４の流路を含む。圧縮機の入力端が、第３の流路の出力端に接続され、且つ車両に配置された蒸発器コアの出力端に接続されるように構成され、圧縮機の出力端が第２の流路の入力端に接続される。第１の流路の入力端が、車両のヒータ・コアの出力端に接続されるように構成される。第２の流路の出力端が第３の流路の入力端に接続され、第２の流路の出力端が蒸発器コアの入力端に接続されるようにさらに構成される。第３の流路の入力端は蒸発器コアの出力端に接続されるようにさらに構成される。熱管理システムは、乗員区画に入る空気に対して二次加熱を実行し、乗員区画に入る暖かい空気の温度を上昇させ、乗員区画の温度を上昇させるのに役立つことができる。

Description

本願の実施形態は、熱管理技術の分野、特に熱管理システム及び車両に関する。

バッテリをエネルギー源として使用する車両は、バッテリレベルの制限により、エネルギー利用に対する要求が高い。さらに、電気自動車の熱管理システムは、乗員区画の暖房要件及び冷房要件を満たす必要があるだけでなく、バッテリ又は車両の電動ドライバを加熱又は冷却して、バッテリ又は電動ドライバが適切な温度範囲内で動作できるようにする必要もある。

現在、乗員区画の暖房要件及び冷房要件を満たすために、ヒートポンプ又はヒータを用いる熱管理システムが通常使用される。しかしながら、乗員区画の暖房要件が満たされると、乗員区画の温度は上昇できるものの、乗員区画の温度は依然として低く、乗客の暖房要件を満たすことができない。

本願の実施形態は、熱管理システム及び車両を提供する。熱管理システムは、車両の乗員区画の温度を上昇させ、ユーザの暖房要件を満たすことができる。

本願の実施形態の第１の態様は、少なくとも第１の冷却液ループ及び第２の冷却液ループを含む熱管理システムを提供する。第１の冷却液ループには、圧縮機、第１の熱交換器、及び第２の熱交換器が含まれる。第１の熱交換器は、互いに分離した第１の流路及び第２の流路を含み、第２の熱交換器は、互いに分離した第３の流路及び第４の流路を含む。圧縮機の入力端が、第３の流路の出力端に接続され、且つ車両に配置された蒸発器コアの出力端に接続されるように構成され、圧縮機の出力端が、第２の流路の入力端に接続される。第１の流路の入力端が、車両のヒータ・コアの出力端に接続されるように構成される。第２の流路の出力端が第３の流路の入力端に接続され、第２の流路の出力端は蒸発器コアの入力端に接続されるようにさらに構成される。第３の流路の入力端は蒸発器コアの出力端に接続されるようにさらに構成される。第２の冷却液ループには、少なくとも４つのインターフェイスを有する弁マニホールドが含まれる。弁マニホールドの第１のインターフェイス及び第２のインターフェイスがそれぞれ、第４の流路の入力端及び出力端に接続され、弁マニホールドの第３のインターフェイスが第１の流路の出力端に接続され、弁マニホールドの第４のインターフェイスがヒータ・コアの入力端に接続されるように構成される。熱管理システムは、少なくともヒートポンプ・モードで構成され、熱管理システムがヒートポンプ・モードで動作する場合に、第１の流路の第１の冷却液が、蒸発器コアに流入し、且つ蒸発器コアの周囲の空気と熱交換し、熱交換した第１の冷却液は第３の流路を通って圧縮機に戻る。蒸発器コア内の第１の冷却液と熱交換した空気は、ヒータ・コア内の第２の冷却液とさらに熱交換する。

本願のこの実施形態の熱管理システムがヒートポンプ・モードで作動する場合に、第２の流路の出力端は蒸発器コアの入力端に接続され、蒸発器コアの出力端は第３の流路の入力端に接続されるため、第２の流路の第１の冷却液は、第１の流路の第２の冷却液と熱交換した後に蒸発器コアに入ることができ、第１の冷却液は蒸発器コアを使用して蒸発器コアの周囲の空気と熱交換し、蒸発器コアの周囲の空気の温度を上昇させ、空気の１回目の加熱を実施することができる。また、ヒータ・コアの第２の冷却液も、蒸発器コアの第１の冷却液が熱交換した空気と熱交換し、空気の２回目の加熱を実施する。蒸発器コア内の第１の冷却液の温度が、ヒータ・コア内の第２の冷却液の温度よりも低いため、車両の乗員区画に入る空気は、まず蒸発器コアによって加熱され、次に加熱した空気がヒータ・コアによって加熱され、それによって空気加熱過程において「二次加熱」の効果が達成される。従って、熱管理システムがヒートポンプ・モードにある場合に、蒸発器コアは予熱器（凝縮器）として再利用され得、それによって蒸発器コア及びヒータ・コアは、乗員区画に入る空気に対して二次加熱を行うことができる。これにより、熱管理システムの加熱能力及び成績係数（ＣＯＰ）が向上し得、それによって乗員区画の温度が上昇し得、ユーザの暖房要件が満たされ得る。

可能な実施態様では、第１の冷却液ループには、第１のスロットル弁及び第２のスロットル弁がさらに含まれる。第２の流路の出力端は、第１のスロットル弁を使用して蒸発器コアの入力端に接続される。第３の流路の入力端は、第２のスロットル弁を使用して第２の流路の出力端と蒸発器コアの出力端との両方に接続される。蒸発器コアに流入する第１の冷却液の流量が、第１のスロットル弁を使用して制御することができ、蒸発器コアの加熱効果によってユーザの要求を可能な限り満たすようにすることができる。第３の流路に流入する第１の冷却液の流量が、第２のスロットル弁を使用して制御することができる。これにより、第２の熱交換器の利用効果が向上する。

可能な実施態様では、第１の冷却液ループには、第１のストップ弁及び第２のストップ弁がさらに含まれる。第２の流路の出力端は、第１のストップ弁を使用して第３の流路の入力端に接続される。圧縮機の入力端は、第２のストップ弁を使用して蒸発器コアの出力端に接続される。第１の冷却液の流れ方向が、第１のストップ弁及び／又は第２のストップ弁の接続又は接続解除によって制御することができ、それによって熱管理システムは、冷却モードをさらに含むように構成することができる。熱管理システムが冷却モードにある場合に、少なくとも乗員区画内の温度を下げることができ、ユーザの冷房要件を満たすことができる。

可能な実施態様では、第１の冷却液ループには第１の１方向弁がさらに含まれ、蒸発器コアの出力端は、第１の１方向弁を使用して第３の流路の入力端に接続され、第１の１方向弁は、第１の冷却液が蒸発器コアの出力端から第３の流路の入力端に流れることができるように構成される。熱管理システムがヒートポンプ・モードで動作する場合に、第１の冷却液が常に蒸発器コアから第３の流路に流れるように保証することができる。また、バッテリ・パックを別個に冷却する場合に、第１の１方向弁は、第１の冷却液が第３の流路から蒸発器コアに流れるのを防止することができる。また、乗員区画及びバッテリ・パックを同時に冷却する場合に、蒸発器コアの出口の圧力が第３の流路の入口端の圧力よりも低いため、第１の冷却液は蒸発器コアから第３の流路に流れ込むことができず、第３の流路から蒸発器コアに流れ込むこともできない（第１の１方向弁を使用した一方向流れの機能）。また、乗員区画を別個に冷却する場合に、第１の冷却液は蒸発器コアから第２のスロットル弁に流れ得る。しかしながら、第２のスロットル弁は閉じているため、第１の冷却液は第３の流路に流れ込むことができず、システムの現在の機能には影響しない。

可能な実施態様では、第１の冷却液ループには液体貯蔵タンクがさらに含まれ、液体貯蔵タンクの入力端が第２の流路の出力端に接続され、液体貯蔵タンクの出力端が第３の流路の入力端と蒸発器コアの入力端との両方に接続される。このようにして、液体貯蔵タンクは、冷却効果又は加熱効果に基づいて、第１の冷却液ループ内の第１の冷却液の総量を調整することができる。例えば、第１の冷却液の総量が減少すると、液体貯蔵タンクは、第１の冷却液を自動的にさらに貯蔵することができる。

可能な実施態様では、第２の冷却液ループには、電気ヒータ及びヒータ水ポンプがさらに含まれる。電気ヒータの入力端が、ヒータ水ポンプの出力端に接続され、電気ヒータの出力端が、ヒータ・コアの入力端に接続される。ヒータ水ポンプの入力端が、弁マニホールドの第４のインターフェイスに接続される。ヒータ水ポンプは、第２の冷却液をヒータ・コアに輸送し、第２の冷却液がヒータ・コアを使用して熱交換した空気と熱交換し、乗員区画内に入る空気の２回目の加熱をできるようにしてもよい。電気ヒータは、第２の冷却液の温度を上昇させ、熱管理システムの加熱効果を向上させるのに役立ち得る。例えば、電気ヒータは、第２の冷却液と熱交換した空気との間の熱交換量を増加させ、乗員区画内に入る空気の温度をさらに上昇させることができる。

可能な実施態様では、弁マニホールドには少なくとも６つのインターフェイスがあり、第２の冷却液ループには、電気駆動パイプライン、電気駆動水ポンプ、及び電動ドライバがさらに含まれる。電気駆動パイプラインの入力端が、弁マニホールドの第５のインターフェイスに接続され、電気駆動パイプラインの出力端が、弁マニホールドの第６のインターフェイスに接続される。電気駆動水ポンプ及び電動ドライバは、電気駆動パイプライン上で個別に直列に接続される。このようにして、熱管理システムは、乗員区画を暖房又は冷房することに加えて、電動ドライバをさらに加熱又は冷却して、電動ドライバが適切な温度で動作できるようにする。

可能な実施態様では、第２の冷却液ループにはラジエータがさらに含まれる。電気駆動パイプラインの入力端は、ラジエータを使用して弁マニホールドの第５のインターフェイスに接続される。このようにして、第２の冷却液は、ラジエータを使用してラジエータの周囲の空気と熱を交換し、第２の冷却液の温度を制御し、例えば、第２の冷却液の温度を上昇させる、又は第２の冷却液の温度を低下させることができる。

可能な実施態様では、第２の冷却液ループにはタンクがさらに含まれ、タンクは電気駆動パイプラインに接続される。タンクは上端に開口部を含む容器であるため、タンクを使用してガスを濾過することができ、液体状態の第２の冷却液のみが第２の冷却液ループ内を循環して、冷却効果又は加熱効果を向上させることができる。

可能な実施態様では、第２の冷却ループには、バッテリ・パイプライン、バッテリ水ポンプ、及びバッテリ・パックがさらに含まれ、弁マニホールドには少なくとも８つのインターフェイスがある。バッテリ・パイプラインの入力端及び出力端がそれぞれ、弁マニホールドの第７のインターフェイス及び第８のインターフェイスに接続される。バッテリ水ポンプ及びバッテリ・パックは、バッテリ・パイプライン上で別々に直列に接続される。このようにして、熱管理システムは、乗員区画及び電動ドライバを加熱又は冷却することに加えて、バッテリ・パックをさらに加熱又は冷却して、バッテリ・パックの温度を上昇又は低下させ、それによって熱管理システムは、バッテリ・パック、乗員区画、及び電動ドライバの少なくとも１つをさらに加熱又は冷却することができる。

可能な実施態様では、弁マニホールドの第７のインターフェイスは、第２の１方向弁を使用して第１の流路の入力端にさらに接続され、第２の１方向弁は、第２の冷却液が弁マニホールドの第７のインターフェイスから第１の流路の入力端に流れることができるように構成され、それによって熱管理システムの動作条件を向上させることができる。

可能な実施態様では、第２の冷却液ループには３方向弁がさらに含まれ、３方向弁の入力端がヒータ・コアの出力端に接続され、３方向弁の第１の出力端が第１の流路の入力端に接続され、３方向弁の第２の出力端がバッテリ水ポンプの入力端に接続される。このようにして、ヒータ・コア内の第２の冷却液は、第１の流路を通って弁マニホールドに戻ることに加えて、３方向弁を使用することによってバッテリ水ポンプにさらに流れることができ、それによって熱管理システムの動作状態を向上させることができる。

可能な実施態様では、弁マニホールドは９方向弁であり、弁マニホールドの調整構造は、９方向弁を使用することによって実現される。これにより、パイプラインの設計の難しさが低減し、弁マニホールドが占める体積が低減し、熱管理システムの統合性を向上させるのに役立ち得る。

可能な実施態様では、熱管理システムは統合ユニットをさらに含む。弁マニホールド、第１の熱交換器、及び第２の熱交換器のうちの１つ又は複数が、統合ユニットに統合される。熱管理システムのいくつかの構成要素が統合ユニットに統合されるため、熱管理システムのサイズ及びシステム圧力降下を低減することができる。これにより、熱管理システムのシステムエネルギー効率を向上させるのに役立つ。さらに、熱管理システムは、モジュール方式で取り付けてもよい。

本願の実施形態の第２の態様は、第１の態様のいずれかの実施形態による熱管理システム及び車体を含む車両を提供し、熱管理システムは車体に取り付けられる。車体は、乗員区画、空調ボックス、ヒータ・コア、及び蒸発器コアを含み、空調ボックスの空気出口が乗員区画と連通し、ヒータ・コアは、空調ボックス内に配置され、且つ空調ボックスの空気出口に近接し、蒸発器コアは、空調ボックス内に配置され、且つ空調ボックスの空気入口に近接している。熱管理システムがヒートポンプ・モードで動作する場合に、熱管理システムの第２の流路の出力端が蒸発器コアの入力端に接続され、蒸発器コアの出力端が熱管理システムの第３の流路の入力端に接続され、第３の流路の出力端が熱管理システムの圧縮機の入力端に接続され、圧縮機の出力端が第２の流路の入力端に接続される。

従来技術における熱管理システムの構造を示す図である。従来技術における別の熱管理システムの構造を示す図である。本願の一実施形態によるヒートポンプ・モードの熱管理システムの構造を示す図である。本願の一実施形態によるヒートポンプ・モードの別の熱管理システムの構造を示す図である。図３に示される実施形態による熱管理システムの構造を示す図であり、第１の冷却液が第２の流れ方向ループ内にある場合である。図３に示される実施形態による熱管理システムの構造を示す図であり、第１の冷却液が第３の流れ方向ループ内にある場合である。図３に示される実施形態による熱管理システムの構造を示す図であり、第１の冷却液が第４の流れ方向ループ内にある場合である。図３に示される実施形態による熱管理システムにおける第１のループ及び第２のループの構造を示す図である。ヒートポンプ・モードにおいてオールパス・スロットル弁を第１のスロットル弁として使用する熱管理システムの圧力－エンタルピー図である。ヒートポンプ・モードにおいて非オールパス・スロットル弁を第１のスロットル弁として使用する熱管理システムの圧力－エンタルピー図である。本願の一実施形態によるさらに別の熱管理システムの構造を示す図である。本願の一実施形態による統合ユニットの構造を示す図である。本願の一実施形態による別の統合ユニットの構造を示す図である。本願の一実施形態によるさらに別の統合ユニットの構造を示す図である。本願の一実施形態によるさらに別の統合ユニットの構造を示す図である。本願の一実施形態による乗員区画の暖房及びバッテリ・パックの加熱の動作状態における熱管理システムの図である。本願の一実施形態による乗員区画の暖房及びバッテリ・パックの冷却の動作状態における熱管理システムの図である。本願の一実施形態による乗員区画の冷房及びバッテリ・パックの冷却の動作状態における熱管理システムの図である。本願の一実施形態によるバッテリ・パックを自然冷却する動作状態における熱管理システムの図である。

参照符号の説明：
１０：熱管理システム、
２０：第１の冷却液ループ、
２１：圧縮機、２２：第１の熱交換器、２３：第２の熱交換器、２４：第１のスロットル弁、２５：第２のスロットル弁、２６：第１のストップ弁、２７：第２のストップ弁、２８１：第１の１方向弁、２８２：第２の１方向弁、２９：液体貯蔵タンク、
３０：第２の冷却液ループ、
３１：弁マニホールド、
ａ１：第１のインターフェイス、ａ２：第２のインターフェイス、ａ３：第３のインターフェイス、ａ４：第４のインターフェイス、ａ５：第５のインターフェイス、ａ６：第６のインターフェイス、ａ７：第７のインターフェイス、ａ８：第８のインターフェイス、ａ９：第９のインターフェイス、
３２：電気ヒータ、３３：ヒータ水ポンプ、
３４：電気駆動パイプライン、３５：電気駆動水ポンプ、３６：電動ドライバ、３７：ラジエータ、３８：タンク、
３９：バッテリ・パイプライン、４０：バッテリ水ポンプ、４１：バッテリ・パック、４２：３方向弁、
４３：ヒータ・コア、
５０：蒸発器コア、
６０：空調ボックス、
７０：空調ボックスファン、
８０：冷却ファン、
９０：統合ユニット、
Ｓ１：ヒータ・ループ、Ｓ２：電気駆動ループ、Ｓ３：バッテリ・ループ、Ｓ４：第１のループ。

バッテリをエネルギー源として使用する電気自動車は、バッテリレベルの制限により、エネルギー利用に対する要求が高い。熱管理システムは、電気自動車の重要な構成要素であり、乗員区画の快適性と、電気駆動システム及びバッテリシステムの熱的安全性とを確保する役割を担っている。熱管理システムのエネルギー利用効率は、車両のエネルギー消費及びバッテリ寿命に直接影響する。熱管理システムにおいて、エネルギー消費割合が最も大きい乗員区画熱管理モジュールは、夏季の冷房機能及び冬季の暖房機能を有している。

例えば、図１は、従来技術の熱管理システムの構造を示す図である。図１を参照すると、従来技術の熱管理システムは、ハウジング１２と、ハウジング１２内に少なくとも部分的に配置される第１のループ１４及び第２のループ１６とを含む。第１のループは、全て直列に配置される圧縮機２２、凝縮器２４、受液器２６、電子膨張弁２８、及びチラー３０を含む。第２のループ１６には、水入口３４、第１の多方弁３６、低温ラジエータ３８、チラー３０、水タンク４０、水ポンプ４２、ＰＴＣ（正温度効率、正温度係数ヒータ）４４、第２の多方弁４６、及び複数の水出口４８が含まれる。第１の多方弁３６の開度を制御して、水路系がパイプライン５６を介して低温ラジエータ３８を通過して低冷却モードを実施し、パイプライン５４を介してチラー３０を通過して高冷却モードを実施し、ＰＴＣ４４及びパイプライン５８を介して水タンク４０に直接戻り、加熱モードを実施するように決定する。従って、熱管理システムは、高冷却モード、低冷却モード、及び加熱モードの３つのモードで構成される。しかしながら、熱管理システムには、次のような問題がある：１．熱管理システムは、バッテリ及び電動ドライバ等の構成要素の加熱及び冷却しか行えず、乗員区画の暖房及び冷房は行えない。２．加熱機能は完全にヒータに依存しており、成績係数が低い。

図２は、従来技術における別の熱管理システムの構造を示す図である。図２を参照すると、従来技術における熱管理システムは、電動圧縮機１、プレート熱交換器２、第１の電子膨張弁３０、第２の電子膨張弁２５、バッテリチラー７、気液分離器８、第１の電子弁２７、第２の電子弁２９、第３の電子弁２８、第４の電子弁２６、チェック弁２４、第１の膨張水タンク１４、ラジエータ、第１の水ポンプ１２、及び水路４方向弁２１を含むことができる。プレート熱交換器２は、冷却モードでは凝縮器として機能し、電気駆動水ループを介して熱を奪う。プレート熱交換器２が加熱モードで蒸発器として機能する場合に、電気駆動によって発生した熱に対して廃熱回収を行うことができる。しかしながら、熱管理システムが乗員区画を暖めることができるが、ヒータ（例えば、ＰＴＣ）を使用して乗員区画とバッテリとの両方を暖めるため、加熱エネルギー効率が低い。さらに、熱管理システム全体は、集積度が低いため、比較的分散した取付け部品及びパイプラインを有する。

しかしながら、ヒータは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱原理を採用しており、高い加熱率及び低コスト等の利点があるが、ヒータの成績係数ＣＯＰが１未満であるため、エネルギー利用率が低いという欠点がある。従って、ＰＴＣ加熱方式の熱管理ソリューションを使用する電気自動車の場合に、冬季の耐久走行距離が大幅に減少し、例えば少なくとも３０％減少する。さらに、電気自動車市場の発展に伴い、消費者は電気自動車の耐久走行距離に益々敏感になっている。これにより、電気自動車は冬季により効率的な加熱方式を実施することが求められる。これを考慮して、従来技術のいくつかの熱管理システムは、乗員区画の暖房要件を満たすために、ヒートポンプ加熱技術を代わりに使用している。

ヒートポンプ暖房技術とは、蒸気の形態の冷媒が圧縮機によって圧縮されて作動し、高温高圧の冷媒の熱が乗員区画内に放出され、その後、膨張弁によって絞り膨張された後に、冷媒が屋外の低温環境から熱を吸収し、その後、圧縮機に戻って圧縮される。省エネルギーの観点から、ヒートポンプシステムは、圧縮機の圧縮によって屋外の低温外気の熱エネルギーレベルを向上させ、その後、乗員区画又はバッテリ・パック等の熱を必要とする場所に熱を放出する。「無料」の熱を環境から吸収するため、ヒートポンプ加熱技術の成績係数ＣＯＰは、ヒータの成績係数ＣＯＰよりもはるかに高く、少なくとも２．０以上に達する可能性があり、それによって省エネルギー効果と電気自動車の耐久燃費の向上とが実現される。

しかしながら、低温環境下では、ヒートポンプシステムにより乗員区画内の温度を上昇させることができるものの、従来技術のヒートポンプを用いた熱管理システムにより乗員区画内を暖房すると、暖房能力が不足して乗員区画内に入る暖かい空気の温度が低くなる。この場合に、乗員区画内の温度上昇が小さいため乗員区画内の温度は依然として低く、ユーザの暖房要求を十分に満たすことができない。

これを考慮して、本願の一実施形態は、車両を提供する。車両は、車体と、熱管理システム１０とを含むことができる。車体は、空調ボックス６０、ヒータ・コア４３、及び蒸発器コア５０を含むことができる。空調ボックス６０の空気出口が、乗員区画と連通し、ヒータ・コア４３は、空調ボックス６０内に配置され、且つ空調ボックス６０の空気出口に近接し、蒸発器コア５０は、空調ボックス６０内に配置され、且つ空調ボックス６０の空気入口に近接している。図３を参照すると、熱管理システム１０は、第１の冷却液ループ２０及び第２の冷却液ループ３０を含むことができる。ヒータ・コア４３は、第２の冷却液ループ３０内に配置され、蒸発器コア５０は、第１の冷却液ループ２０内に配置される。熱管理システム１０は、少なくともヒートポンプ・モードで構成される。熱管理システム１０がヒートポンプ・モードで動作する場合に、第１の冷却液は、まず、蒸発器コア５０を使用して、乗員区画に入る空気と１回目の熱交換をし、乗員区画に入る空気の１回目の加熱をすることができ、第２の冷却液は、ヒータ・コア４３を使用して、第１の熱交換を行った空気と２回目の熱交換をし、乗員区画に入る空気の２回目の加熱をすることができる。ヒートポンプ・モードでは、蒸発器コア５０内の第１の冷却液の温度が、ヒータ・コア４３内の第２の冷却液の温度よりも低く、且つ空気入口から空調ボックス６０内に入る空気の温度よりも高いため、乗員区画内に入る空気の加熱過程において「二次加熱」の効果が得られ、乗員区画内に入る空気の温度が上昇し得、次に乗員区画内の温度が上昇し得る。これにより、ユーザの快適性が向上する。

ヒートポンプ・モードでは、蒸発器コア５０が予熱器（凝縮器）として再利用され、蒸発器コア５０を利用して第１の冷却液が放熱し、乗員区画内に入る空気が１回目の加熱をされる。従って、ヒータ・コア４３及び蒸発器コア５０は、互いに協働して、熱管理システム１０のシステム加熱能力を高めることができる。さらに、熱管理システム１０は、乗員区画の暖房要件を満たすためにヒートポンプシステムを使用するので、管理システムの成績係数ＣＯＰを向上させることができる。

本願のこの実施形態における熱管理システム１０が動作することができるモードは、ヒートポンプ・モードに限定されないことが理解されよう。例えば、熱管理システム１０は、冷却モードでさらに構成してもよい。冷却モードでは、少なくとも乗員区画が冷却され得る。詳細な説明については、以下の内容を参照されたい。

いくつかの実施形態では、ヒータ・コア４３及び蒸発器コア５０は、熱管理システム１０に代替的に含めてもよい。この場合に、熱管理システム１０は、少なくとも第１の冷却ループ２０、第２の冷却ループ３０、蒸発器コア５０、及びヒータ・コア４３を含むことができる。確かに、蒸発器コア５０は、第１の冷却ループ２０の一部として代替的に機能することができる。つまり、第１の冷却ループ２０は、蒸発器コア５０を含むことができる。同様に、ヒータ・コア４３は、第２の冷却ループ３０の一部として代替的に機能することができる。つまり、第２の冷却ループ３０は、ヒータ・コア４３を含むことができる。

さらに、いくつかの実施形態では、空調ボックス６０は、熱管理システム１０に代替的に含めてもよい。この場合に、熱管理システム１０は、空調ボックスシステム、第１の冷却ループ２０、及び第２の冷却ループ３０を含むことができる。空調ボックス６０システムは、空調ボックス６０、ヒータ・コア４３、及び蒸発器コア５０を含むことができる。

さらに図３を参照すると、いくつかの実施形態では、空調ボックスファン７０を空調ボックス６０内にさらに配置することができる。空調ボックスファン７０は、周囲の空気（冷却も加熱もしていない）を乗員区画に直接吹き込むことができ、蒸発器コア５０によって冷却された周囲の空気を乗員区画に吹き込むことができ、又は蒸発器コア５０及びヒータ・コア４３によって加熱した周囲の空気を乗員区画に吹き込むことができる。

以下では、ヒータ・コア４３、蒸発器コア５０、及び空調ボックス６０を含まず、本願のこの実施形態で提供する熱管理システム１０の実施態様について説明する。

図３は、本願の一実施形態によるヒートポンプ・モードにある熱管理システムの構造を示す図である。図３に示されるように、本願のこの実施形態で提供する熱管理システム１０は、第１の冷却液ループ２０及び第２の冷却液ループ３０を含むことができる。第１の冷却液ループ２０内の循環媒体は第１の冷却液である。第２の冷却液ループ３０内の循環媒体は第２の冷却液である。本願のこの実施形態では、第１の冷却液は、冷媒Ｒ１３４ａ、Ｒ７４４（二酸化炭素）、Ｒ７１８（水）、Ｒ２９０（プロパン）、Ｒ７１７（アンモニア）、Ｒ４１０ａ、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ５０２、Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ４０７ｃ、及びＲ６００ａ等の冷媒、又はこれらの冷媒の任意の２つ以上の組合せを含むことができるが、これらに限定されないことに留意されたい。第２の冷却液には、水、不凍液、又はエチレングリコール等が含まれるが、これらに限定されない。例えば、第１の冷却液は冷媒Ｒ１３４ａであってもよく、第２の冷却液は冷却液であってもよい。

さらに図３を参照すると、第１の冷却液ループ２０は、圧縮機２１、第１の熱交換器２２、及び第２の熱交換器２３を含むことができる。第１の熱交換器２２は、互いに分離した第１の流路及び第２の流路を含む。第２の熱交換器２３は、互いに分離した第３の流路及び第４の流路を含む。圧縮機２１の入力端が、第３の流路の出力端Ｌ３２に接続され、且つ蒸発器コア５０の出力端に接続されるように構成され、圧縮機２１の出力端が、第２の流路の入力端Ｌ２１に接続される。第１の流路の入力端Ｌ１１が、ヒータ・コア４３の出力端に接続されるように構成される。第２の流路の出力端Ｌ２２が、第３の流路の入力端Ｌ３１に接続され、第２の流路の出力端Ｌ２２が、蒸発器コア５０の入力端に接続されるようにさらに構成される。第３の流路の入力端Ｌ３１は、蒸発器コア５０の出力端に接続されるようにさらに構成される。

さらに図３を参照すると、第２の冷却液ループ３０は、少なくとも４つのインターフェイスを有する弁マニホールド３１を含むことができる。弁マニホールド３１の第１のインターフェイスａ１及び第２のインターフェイスａ２が、第４の流路の入力端Ｌ４１及び出力端Ｌ４２にそれぞれ接続され、弁マニホールド３１の第３のインターフェイスａ３が、第１の流路の出力端Ｌ１２に接続され、弁マニホールド３１の第４のインターフェイスａ４が、ヒータ・コア４３の入力端に接続されるように構成される。

弁マニホールド３１のインターフェイスの数は、４、５、６、７、８、又は９等の値であってもよい。これは本明細書では限定されない。インターフェイスの数は、熱管理システム１０の使用要件に基づいて決定してもよい。また、弁マニホールド３１は、複数のインターフェイスを有する少なくとも１つの弁を含んでもよく、又は例えば、４方向弁、５方向弁、又は９方向弁等の複数の弁の組合せとして設定してもよい。あるいはまた、弁マニホールド３１は、２つの３方向弁を含んでもよい。

複数のインターフェイスは、弁マニホールド３１の内部構造を使用して互いに接続される。例えば、図３に示されるように、第１のインターフェイスａ１は第６のインターフェイスａ６に接続され、第２のインターフェイスａ２は第５のインターフェイスａ５に接続され、第３のインターフェイスａ３は第４のインターフェイスａ４に接続され、第７のインターフェイスａ７は第８のインターフェイスａ８に接続される。確かに、インターフェイスの接続関係は、図３に示される接続関係に限定されない。また、各インターフェイスの位置も、図３に示される位置に限定されない。図３の各インターフェイスの位置は、単なる一例である。例えば、図４は、本願の一実施形態によるヒートポンプ・モードにある別の熱管理システムの構造を示す図である。図４に示されるように、弁マニホールド３１の各インターフェイスの位置が、図３の各インターフェイスの位置とは異なる。

第２の流路の出力端Ｌ２２は、第３の流路の入力端Ｌ３１と蒸発器コア５０の入力端との両方に接続される。従って、第２の流路の出力端Ｌ２２は、第３の流路の入力端Ｌ３１に接続してもよく、第２の流路の出力端Ｌ２２は、蒸発器コア５０の入力端に接続してもよく、又は、第２の流路の出力端Ｌ２２は、第３の流路の入力端Ｌ３１と蒸発器コア５０の入力端との両方に接続してもよい。従って、第２の流路から流出する第１の冷却液の流れ方向は２つある。一方は、第１の冷却液が、第３の流路に流入し、第４の流路で第２の冷却液と熱交換し、次に圧縮機２１に戻る方向である。他方は、第１の冷却液が、蒸発器コア５０に流入し、蒸発器コア５０の周囲の空気と熱交換する方向である。熱交換した第１の冷却液の流れ方向も２つある。一方は、第１の冷却液が圧縮機２１に戻る方向であり、他方は、第１の冷却液が、第３の流路に流入し、第４の流路で第２の冷却液と熱交換し、次に圧縮機２１に戻る方向である。異なる使用要件を満たすために、第１の冷却液ループ２０に複数の流れ方向ループを形成できることが分かり得る。例えば、
さらに図３又は図４を参照すると、第１の冷却液の流れ方向が第１の流れ方向ループである場合に、第２の流路の出力端Ｌ２２は第３の流路の入力端Ｌ３１に接続されておらず、蒸発器コア５０の出力端は圧縮機２１の入力端に接続されておらず、蒸発器コア５０の出力端は第３の流路の入力端Ｌ３１に接続されており、第３の流路の出力端Ｌ３２は圧縮機２１の入力端に接続される。第１の流れ方向ループの第１の冷却液は、圧縮機２１によって圧縮された後に、第２の流路に入り、第１の流路で第２の冷却液と熱交換する。熱交換した第１の冷却液は、蒸発器コア５０に流入し、蒸発器コア５０の周囲の空気と熱交換する。また、熱交換した第１の冷却液は、蒸発器コア５０の出力端から第３の流路に流入し、第３の流路内の第１の冷却液は、第４の流路内の第２の冷却液と熱交換し、次に圧縮機２１に戻る。

車両が位置する外部環境の温度が低く、乗員区画内の暖房が必要な場合に、熱管理システム１０はヒートポンプ・モードで動作し、第１の冷却液の流れ方向は第１の流れ方向ループとなる。空調ボックス６０に流入する空気が低温空気であり、その空気の温度が蒸発器コア５０内の第１の冷却液の温度よりも低いため、蒸発器コア５０を通過する低温空気は加熱され得る。第２の流路内の第１の冷却液が第１の流路内の第２の冷却液と１回目の熱交換を行った後に、第１の冷却液の熱が第２の冷却液に伝達され、第１の冷却液の温度が低下し、第２の冷却液の温度が上昇する。第１の冷却液が蒸発器コア５０を使用して乗員区画内に入る空気と２回目の熱交換を行った後に、第１の冷却液の熱が蒸発器コア５０の周囲の空気に伝達され、第１の冷却液の温度が引き続き低下し、蒸発器コア５０の周囲の空気の温度が上昇する。第３の流路内の第１の冷却液が第４の流路内の第２の冷却液と３回目の熱交換を行うと、第１の冷却液は第２の冷却液が輸送する熱を吸収し、第１の冷却液の温度が上昇し、第２の冷却液の温度が低下する。

図５は、図３に示される実施形態による熱管理システムの構造を示す図であり、第１の冷却液が第２の流れ方向ループ内にある場合である。図５を参照すると、第１の冷却液の流れ方向が第２の流れ方向ループであり得る場合に、第２の流路の出力端Ｌ２２は第３の流路の入力端Ｌ３１に接続されておらず、蒸発器コア５０の出力端は圧縮機２１の入力端に接続されており、蒸発器コア５０の出力端は第３の流路の入力端Ｌ３１に接続されておらず、第３の流路の出力端Ｌ３２は圧縮機２１の入力端に接続される。この場合に、第２の流れ方向ループ内の第１の冷却液は、圧縮機２１によって圧縮された後に、第２の流路に入り、第１の流路内の第２の冷却液と熱交換する。熱交換した第１の冷却液は、蒸発器コア５０に流入し、蒸発器コア５０の周囲の空気と熱交換し、次に圧縮機２１に戻る。第２の流れ方向ループは、乗員区画の個別冷却を実現することができる。

図６は、図３に示される実施形態による熱管理システムの構造を示す図であり、第１の冷却液が第３の流れ方向ループ内にある場合である。図６を参照すると、第１の冷却液の流れ方向が第３の流れ方向ループであり得る場合に、第２の流路の出力端Ｌ２２は第３の流路の入力端Ｌ３１に接続され、第３の流路の出力端Ｌ３２は圧縮機２１の入力端に接続され、圧縮機２１の出力端は第２の流路の入力端Ｌ２１に接続される。この場合に、第２の流れ方向ループ内の第１の冷却液は、圧縮機２１によって圧縮された後に、第２の流路に入り、第１の流路内の第２の冷却液と熱交換する。熱交換した第１の冷却液は、第３の流路に流入し、第４の流路内の第２の冷却液と熱交換し、次に圧縮機２１に戻る。

図７は、図３に示される実施形態による熱管理システムの構造を示す図であり、第１の冷却液が第４の流れ方向ループ内にある場合である。図７を参照すると、第１の冷却液の流れ方向は、代替的に第４の流れ方向ループであってもよく、第４の流れ方向ループは、第２の流れ方向ループ及び第３の流れ方向ループを含み、第２の流れ方向ループ及び第３の流れ方向ループは、第４の流れ方向ループ内にある。第２の流路から流出する第１の冷却液の流れ方向は２つある。一方は、第１の冷却液が第３の流路に流入する方向であり、他方は、第１の冷却液が蒸発器コア５０に流入する方向である。第３の流路に流入する第１の冷却液の流量と蒸発器コア５０に流入する第１の冷却液の流量とは、実際の要件に基づいて決定することができる。これは本明細書では限定されない。

第１の冷却液の流れ方向は、前述のいくつかの流れ方向ループに限定されないことが理解されよう。

図８は、図３に示される実施形態による熱管理システムの第１のループ及び第２のループの構造を示す図である。図８を参照すると、第２の冷却液の流れ方向は、第１のループＳ４及び第２のループのループを含むが、これらに限定されない。第１のループＳ４において、ループ内の第２の冷却液は、第４の流路の出力端Ｌ４２から弁マニホールド３１の第２のインターフェイスａ２に流れ、次に第２の冷却液は、弁マニホールド３１の第１のインターフェイスａ１から弁マニホールド３１の内部経路を通って第４の流路に流れる。そして、第２のループ（図のＳ１で示される）において、ループ内の第２の冷却液は、まずヒータ・コア４３に流入し、次に第２の冷却液はヒータ・コア４３から第１の流路に流入し、第１の流路内の第２の冷却液は、弁マニホールド３１の第３のインターフェイスａ３に流入し、次に第２の冷却液は、弁マニホールド３１の第４のインターフェイスａ４から弁マニホールド３１の内部経路を通って再びヒータ・コア４３に流入する。

第２の冷却液が流れるループは、第１のループ及び第２のループに限定されないことは理解されよう。例えば、図８を参照すると、第２の冷却液が流れるループは、代替的に電気駆動ループＳ２及びバッテリ・ループＳ３等のループであってもよい。

第２の冷却液が流れるループが複数ある場合に、弁マニホールド３１を使用して、複数のループを直列及び並列に接続することができる。つまり、弁マニホールド３１の内部構造を使用して、複数のインターフェイスが複数の接続モードを有しており、複数のループの直列並列接続を実現し、それによって異なる構成要素又は同じ構成要素に対して加熱又は冷却を行うことができる。例えば、熱管理システム１０は、バッテリ・パック４１をさらに加熱又は冷却することができる。

本願の実施形態では、熱管理システム１０は、ヒートポンプ・モード又は冷却モード等の実行モードで構成され得る。熱管理システム１０は、ヒートポンプ・モードで動作する場合に、少なくとも乗員区画を暖房して、乗員区画の温度を上昇させることができる。熱管理システム１０は、冷却モードで動作する場合に、少なくとも乗員区画を冷却して、乗員区画の温度を低下させることができる。

熱管理システム１０がヒートポンプ・モードで作動する場合に、第１の冷却液の流れ方向は第１の流れ方向ループであり、第２の冷却液の流れ方向は第１のループＳ４及び第２のループを含むことができる。場合によっては、例えば、第１の冷却液は圧縮機２１を通過して第２の流路に入り、熱を放出して第１の流路内の第２の冷却液の温度を上昇させる。熱を放出した第１の冷却液は蒸発器コア５０に入り、再び熱を放出して蒸発器コア５０の周囲の空気（空調ボックス６０に入る低温空気）の温度を上昇させる。熱を放出した第１の冷却液は再び第３の流路に入り、熱を吸収して第４の流路内の第２の冷却液の温度を下げ、熱を吸収した第１の冷却液は圧縮機２１の入力端に戻る。第２の冷却液が第１の熱交換器２２によって加熱された後に、第２の冷却液の温度が上昇し、温度が上昇した第２の冷却液は弁マニホールド３１を使用してヒータ・コア４３に入り、熱を放出して蒸発器コア５０によって加熱された空気の温度を上昇させる。蒸発器コア５０内の第１の冷却液の温度が、ヒータ・コア４３内の第２の冷却液の温度よりも低く、低温空気の温度よりも高いため、空気の加熱過程で「二次加熱」の効果が実現される。従って、熱管理システム１０がヒートポンプ・モードで動作する場合に、蒸発器コア５０は予熱器（凝縮器）として再利用される。乗員区画内に流入する低温の空気は、まず蒸発器コア５０によって加熱され、次にヒータ・コア４３によって加熱されて空気の二次加熱が行われ、それによって乗員区画内に流入する空気の温度が上昇し得、乗員区画内の温度が上昇し得る。

さらに図３を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第１の冷却液ループ２０は、第１のスロットル弁２４及び第２のスロットル弁２５をさらに含むことができる。第２の流路の出力端Ｌ２２は、第１のスロットル弁２４を使用して、蒸発器コア５０の入力端に接続される。第３の流路の入力端Ｌ３１は、第２のスロットル弁２５を使用して、第２の流路の出力端Ｌ２２と蒸発器コア５０の出力端との両方に接続される。第１のスロットル弁２４の開度を制御して、蒸発器コア５０に流入する第１の冷却液の流量を制御する。第２のスロットル弁２５の開度を制御して、第３の流路に流入する第１の冷却液の流量を制御する。従って、第１のスロットル弁２４及び第２のスロットル弁２５を制御することによって、異なる使用要件を満たすことができる。

場合によっては、第１のスロットル弁２４はオールパス（all-pass）・スロットル弁であってもよい。すなわち、第１のスロットル弁２４が完全に開かれると、第１のスロットル弁２４の内径はパイプラインの内径と同じであり、第１の冷却液は第１のスロットル弁２４を通過した後、圧力損失がなく、絞り効果は発生しない。図９は、ヒートポンプ・モードにおいてオールパス・スロットル弁を第１のスロットル弁として使用する熱管理システムの圧力－エンタルピー図である。図９において、ＥＸＶ＿Ｂは第２のスロットル弁２５を表し、ＥＶＡＰは蒸発器コア５０を表し、ＷＣＯＮＤは第１の熱交換器２２を表し、Ｃｏｍｐは圧縮機２１を表し、チラーは第２の熱交換器２３を表す。飽和曲線は第１の冷却液の固有の属性であり、台形の各辺は対応する要素におけるプロセスを表す。また、飽和曲線及び台形は３つのリングを形成する。左側のリングは第１の冷却液が完全に液体状態であることを示し、中央のリングは第１の冷却液が気液二相状態であることを示し、右側のリングは第１の冷却液が完全にガス状態であることを示す。第１の冷却液はオールパス・スロットル弁で絞り効果を有さないため、図９では圧力降下は発生しない。

確かに、場合によっては、第１のスロットル弁２４は、代替的に非オールパス・スロットル弁であってもよい。つまり、第１のスロットル弁２４が完全に開いている場合に、第１の冷却液は、第１のスロットル弁２４を通過した後も依然として圧力降下損失を有しており、絞り効果が依然として生じる。図１０は、ヒートポンプ・モードにおいて非オールパス・スロットル弁を第１のスロットル弁として使用する熱管理システムの圧力－エンタルピー図である。図１０において、ＥＸＶ＿Ｈは、第１のスロットル弁２４を表す。図１０から、第１の冷却液は、第１のスロットル弁２４で絞り効果を受け、圧力－エンタルピー図において圧力降下を生じることが分かり得る。第１の冷却液は、圧力低下後に蒸発器コア５０内にある。空気が空調ボックス６０に流入する際に、第１の冷却液の温度が空気吸入温度よりも高いため、第１の冷却液は空気に熱を放散し、第１の冷却液の温度はさらに低下し、空調ボックス６０に流入する空気は予熱される。

さらに図３を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第１の冷却液ループ２０は、第１のストップ弁２６及び第２のストップ弁２７をさらに含んでもよい。第２の流路の出力端Ｌ２２は、第１のストップ弁２６を使用して第３の流路の入力端Ｌ３１に接続される。圧縮機２１の入力端は、第２のストップ弁２７を使用して蒸発器コア５０の出力端に接続される。第１のストップ弁２６及び／又は第２のストップ弁２７の接続又は接続解除を制御することによって、第１の冷却液の流れ方向を制御することができる。例えば、第１のストップ弁２６及び第２のストップ弁２７の両方が接続解除される場合に、第１の冷却液の流れ方向は、第１の流れ方向ループであってもよい。

引き続きこの図を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第１の冷却液ループ２０は、第１の１方向弁２８１をさらに含んでもよい。蒸発器コア５０の出力端は、第１の１方向弁２８１を使用して第３の流路の入力端Ｌ３１に接続される。第１の１方向弁２８１は、第１の冷却液が蒸発器コア５０の出力端から第３の流路の入力端Ｌ３１に流れることができるように構成される。熱管理システム１０がヒートポンプ・モードで動作する場合に、第１の冷却液が常に蒸発器コア５０から第３の流路に流れるように保証することができる。また、蒸発器コア５０が蒸発器として機能し、蒸発器コア５０の出力端が圧縮機２１の入力端に接続される場合に、第１の１方向弁２８１は、蒸発器コア５０から第３の流路への第１の冷却液の流れを接続解除する役割を果たすことができる。つまり、第１の１方向弁２８１は接続解除機能を有する。接続解除機能の原理は、蒸発器コア５０から流出する第１の冷却液の圧力が小さく、第１の１方向弁２８１内部の機械構造によって生じる抵抗を通過するには不十分である。従って、第１の冷却液は第３の流路に流入することができない。

さらに図３を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第１の冷却液ループ２０は、液体貯蔵タンク２９をさらに含むことができ、液体貯蔵タンク２９の入力端が第２の流路の出力端Ｌ２２に接続され、液体貯蔵タンク２９の出力端が第３の流路の入力端Ｌ３１と蒸発器コア５０の入力端との両方に接続される。このようにして、液体貯蔵タンク２９は、冷却効果又は加熱効果に基づいて、第１の冷却液ループ２０内の第１の冷却液の総量を調整することができる。例えば、第１の冷却液の総量が減少すると、液体貯蔵タンク２９は、第１の冷却液の正常な供給を確保するために、より多くの第１の冷却液を自動的に貯蔵することができる。

さらに図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第２の冷却液ループ３０は、電気ヒータ３２及びヒータ水ポンプ３３をさらに含むことができる。電気ヒータ３２の入力端がヒータ水ポンプ３３の出力端に接続され、電気ヒータ３２の出力端がヒータ・コア４３の入力端に接続される。ヒータ水ポンプ３３の入力端が、弁マニホールド３１の第４のインターフェイスａ４に接続される。ヒータ水ポンプ３３は、第２の冷却液をヒータ・コア４３に輸送し、第２の冷却液がヒータ・コア４３の周囲の空気を使用して熱交換できるようにし、乗員区画に入る空気の２回目の加熱をすることができる。第２の冷却液の温度が高くない場合に、電気ヒータ３２を使用して第２の冷却液の温度を上昇させことができ、それによって第２の冷却液と熱交換した空気との間の熱交換量を増加させ、乗員区画に入る空気の温度を上昇させることができる。これにより、熱管理システム１０の加熱効果がさらに向上する。

乗員区画を暖房する過程で、ヒータ・コア４３によって加熱した温風の温度が適切であれば、電気ヒータ３２をオフにして、電気ヒータ３２を作動させる必要がない。確かに、場合によっては、電気ヒータ３２を代替的に取り外すこともできる。

本願のこの実施形態では、電気ヒータ３２は、ＰＴＣ（正温度効率、正温度係数ヒータ）であってもよい。具体的には、電気ヒータ３２は、水冷正温度係数ヒータＷＰＴＣ又は空冷正温度係数ヒータＡＰＴＣであってもよい。これは、本明細書では限定されない。

第２の冷却液が流れるループであって、ヒータ・コア４３、弁マニホールド３１、及び第１の流路を有するループは、ヒータ・ループＳ１（上記内容の第２のループ）とも呼ばれ得ることが理解されよう。ヒータ・ループＳ１は、その名前が示すように、乗員区画を暖房するように構成することができる。さらに、電気ヒータ３２及びヒータ水ポンプ３３もヒータ・ループＳ１に含まれる。

さらに図３又は図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、弁マニホールド３１には少なくとも６つのインターフェイスがあり、第２の冷却ループ３０には、電気駆動パイプライン３４、電気駆動水ポンプ３５、及び電動ドライバ３６がさらに含まれ得る。電気駆動パイプライン３４の入力端が、弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５に接続され、電気駆動パイプライン３４の出力端が、弁マニホールド３１の第６のインターフェイスａ６に接続される。電気駆動水ポンプ３５及び電動ドライバ３６は、電気駆動パイプライン３４上で個別に直列に接続される。このようにして、熱管理システム１０は、乗員区画を暖房又は冷房することに加えて、電動ドライバ３６をさらに冷却して、電動ドライバ３６が適切な温度で動作できるようにする。

図４を参照すると、電動ドライバ３６の出力端は、電気駆動パイプライン３４の一部を介して電気駆動水ポンプ３５の入力端に接続してもよく、又は電動ドライバ３６の入力端は、電気駆動パイプライン３４の一部を介して電気駆動水ポンプ３５の出力端に接続してもよい。これは、本明細書では限定されない。

本願のこの実施形態では、電動ドライバ３６には、電力分配ユニット（power distribution unit, PDU）、マイクロコントローラユニット（microcontroller unit, MCU）、マップされた診断コンテキスト（Mapped
Diagnostic Context, MDC）、モータ等が含まれるが、これらに限定されない。

第２の冷却液は、弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５から電気駆動パイプライン３４に流入し、次に電気駆動水ポンプ３５及び電動ドライバ３６を通過し、最終的に弁マニホールド３１の第６のインターフェイスａ６から弁マニホールド３１に戻ることができる。電気駆動パイプライン３４に流入する第２の冷却液は、第４の流路で弁マニホールド３１に流入する第２の冷却液である。

電気駆動パイプライン４に流入する第２の冷却液は、第４の流路の第２の冷却液であってもよい。これを考慮して、いくつかの例では、図４を参照すると、弁マニホールド３１の第２のインターフェイスａ２は、弁マニホールド３１の内部経路を介して弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５に接続され得、弁マニホールド３１の第６のインターフェイスａ６は、弁マニホールド３１の内部経路を介して弁マニホールド３１の第１のインターフェイスａ１に接続される。

確かに、第２の冷却液が流れるループであって、電気駆動パイプライン３４、電気駆動水ポンプ３５、及び電動ドライバ３６を有するループは、電気駆動ループＳ２と呼ばれ得る。電気駆動ループＳ２内の第２の冷却液は、電動ドライバ３６を冷却して、電動ドライバ３６が適切な温度範囲にあるのを可能にすることができる。

さらに図３又は図４を参照すると、場合によっては、電気駆動パイプライン３４の出力端を代替的にヒータ・コア４３の入力端に接続することができ、それによってヒータ・コア４３内の第２の冷却液は、弁マニホールド３１から流出し、次に電気駆動パイプライン３４に入ることができる。このようにして、第２の冷却液が流れるループの数を増やすことができる。これにより、熱管理システム１０が動作できるモードを増やすことができる。

電気駆動パイプライン３４の出力端をヒータ・コア４３の出力端に接続する機能の１つは、乗員区画が加熱されると、電気駆動パイプライン３４の出力端をさらにヒータ・コア４３の入力端にさらに接続し、第２の冷却液がヒータ・ループＳ１内で膨張し、ヒータ・ループＳ１内の第２の冷却液の一部が電気駆動ループＳ２に入り、最終的にタンク３８に入り、ヒータ・ループＳ１のパイプラインの損傷を回避することができることである。

電気駆動パイプライン３４の出力端がヒータ・コア４３の入力端にさらに接続されることは、弁マニホールド３１を使用することによって行われないことが理解されよう。例えば、図３又は図４において、電気駆動パイプライン３４の出力端は、パイプラインを使用してヒータ・コア４３の入力端に接続され得る。換言すると、弁マニホールド３１の第４のインターフェイスａ４は、パイプラインを使用して弁マニホールド３１の第６のインターフェイスａ６に接続される。

さらに図３又は図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第２の冷却液ループ３０は、ラジエータ３７をさらに含むことができる。電気駆動パイプライン３４の入力端は、ラジエータ３７を使用して、弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５に接続される。このようにして、第２の冷却液は、ラジエータ３７を使用して、ラジエータ３７の周囲の空気と熱交換し、第２の冷却液の温度を制御することができる。

第２の冷却液は、ラジエータ３７を使用して、フロントエンド冷却モジュールが配置される環境内の空気と熱交換し、第２の冷却液の温度を上昇又は低下させる。例えば、冬季の第２の冷却液の温度が環境温度（フロントエンド冷却モジュールが配置される環境の温度）よりも低い場合に、第２の冷却液は環境温度に基づいて加熱され得る。例えば、夏季の第２の冷却液の温度が環境温度よりも高い場合に、第２の冷却液は環境温度に基づいて冷却され得る。

ラジエータ３７も、前述の電気駆動ループＳ２に含まれ得ることが理解されよう。

ラジエータ３７は、第２の冷却液の温度を制御することに加えて、電動ドライバ３６の自然冷却をさらに実施し得る。例えば、いくつかの実施形態では、弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５及び第６のインターフェイスａ６は、弁マニホールド３１内の経路を介して接続され、動作中に電動ドライバ３６によって生成された熱は、第２の冷却液によって取り除かれ、次にラジエータ３７に入り、ラジエータ３７によってフロントエンド冷却モジュールの周囲の環境に放散され、電動ドライバ３６の自然冷却が実施される。

ラジエータ３７が電気駆動ループＳ２に存在する場合に、弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５は、ラジエータ３７を使用して電気駆動パイプライン３４に接続される。さらに図３又は図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、弁マニホールド３１には第９のインターフェイスａ９がさらにあり得、弁マニホールド３１の第９のインターフェイスａ９は電気駆動パイプライン３４に接続され、弁マニホールド３１の第９のインターフェイスａ９と電気駆動パイプライン３４との間の接合部は、ラジエータの出力端３７に近い。このようにして、熱管理システム１０によって実施できる動作条件の範囲が拡大され、ラジエータ３７が使用されるかどうかは、使用要件に基づいて決定され得る。例えば、第２のインターフェイスａ２は、第５のインターフェイスａ５に接続されることに加えて、第９のインターフェイスａ９にさらに接続され得、それによって第４の流路内の第２の冷却液が電動ドライバ３６の熱を放散するために使用され得る。

さらに図３又は図４を参照すると、冷却ファン８０がフロントエンド冷却モジュール内にさらに配置され得、冷却ファン８０は、フロントエンド冷却モジュールが配置される環境内の空気とラジエータ３７との間の熱交換を実施し得る。

さらに図３又は図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第２の冷却液ループ３０にはタンク３８がさらに含まれ、タンク３８は、電気駆動パイプライン３４に接続される。タンク３８は、上端に開口部を有する容器であるため、タンク３８を使用してガスを濾過し、液体状態の第２の冷却液のみが第２の冷却液ループ３０内を循環できるようにして、冷却効果又は加熱効果を向上させることができる。

タンク３８は、第２の冷却液が電気駆動水ポンプ３５の入力端に流入する前に接続され得る。例えば、図３を参照すると、電動ドライバ３６の出力端は、電気駆動パイプライン３４の一部を介して電気駆動水ポンプ３５の入力端に接続され、タンク３８は、電気駆動水ポンプ３５と電動ドライバ３６との間の電気駆動パイプライン３４に接続される（例えば、図３のタンク３８とラジエータ３７との間の実線）。また、ラジエータ３７が存在する場合に、タンク３８は、代替的にラジエータ３７に接続され得る（例えば、図３のタンク３８とラジエータ３７との間の破線）。

タンク３８も電気駆動ループＳ２に含めてもよいことは理解されよう。

さらに図３及び図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第２の冷却ループ３０は、バッテリ・パイプライン３９、バッテリ水ポンプ４０、及びバッテリ・パック４１をさらに含み得、弁マニホールド３１には少なくとも８つのインターフェイスがある。バッテリ・パイプライン３９の入力端及び出力端は、弁マニホールド３１の第７のインターフェイスａ７及び第８のインターフェイスａ８にそれぞれ接続される。バッテリ水ポンプ４０及びバッテリ・パック４１は、バッテリ・パイプライン３９上で別々に直列に接続される。このようにして、熱管理システム１０は、乗員区画及び電動ドライバ３６を加熱又は冷却することに加えて、バッテリ・パック４１をさらに加熱又は冷却して、バッテリ・パック４１の温度を上昇又は低下させることができる。

バッテリ水ポンプ４０の出力端が、バッテリ・パイプライン３９の一部を介してバッテリ・パック４１の入力端に接続され得、又は、バッテリ水ポンプ４０の入力端が、バッテリ・パイプライン３９の一部を介してバッテリ・パック４１の出力端に接続され得る。これは、本明細書では限定されない。

バッテリ水ポンプ４０の機能は、弁マニホールド３１内の第２の冷却液がバッテリ・パイプライン３９内を循環できるようにし、それによって第２の冷却液がバッテリ・パック４１を加熱又は冷却できる。バッテリ・パイプライン３９内を循環する第２の冷却液は、第１の流路又は第４の流路内の第２の冷却液であってもよい。これは、バッテリ・パック４１の加熱要件又は冷却要件に基づいて具体的に決定してもよい。例えば、バッテリ・パック４１を加熱する必要がある場合に、第２の冷却液は第１の流路内の第２の冷却液であってもよい。

確かに、第２の冷却液が流れるためにバッテリ・パイプライン３９、バッテリ水ポンプ４０、及びバッテリ・パック４１によって形成されるループは、バッテリ・ループＳ３とも呼ばれ得る。

さらに図３又は図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、第２の冷却液ループ３０には３方向弁４２がさらに含まれ得、３方向弁４２の入力端がヒータ・コア４３の出力端に接続され、３方向弁４２の第１の出力端が第１の流路の入力端Ｌ１１に接続され、３方向弁４２の第２の出力端はバッテリ水ポンプ４０の入力端に接続される。このようにして、ヒータ・コア４３内の第２の冷却液は、第１の流路を通って弁マニホールド３１に戻ることに加えて、３方向弁４２を使用することによってバッテリ水ポンプ４０にさらに流れることができ、それによって熱管理システム１０の動作状態を向上させることができる。

さらに図３又は図４を参照すると、いくつかの可能な実施態様では、バッテリ・パイプライン３９の入力端は、第１の流路の入力端Ｌ１１にさらに接続され得、第２の１方向弁２８２が、バッテリ・パイプライン３９と第１の流路の入力端Ｌ１１との間に配置される。第２の１方向弁２８２は、第２の冷却液が弁マニホールド３１の第７のインターフェイスａ７から第１の流路の入力端Ｌ１１に流れることができるように構成される。このようにして、ヒータ・ループＳ１内の第２の冷却液とバッテリ・ループＳ３内の第２の冷却液とが混合され、乗員区画及びバッテリ・パック４１が同時に加熱され、使用要件を満たすことができる。

いくつかの可能な実施態様では、バッテリ・パイプライン３９の入力端は、第１の流路の入力端Ｌ１１に接続されることに加えて、第１の流路の出力端Ｌ１２にさらに接続してもよい。図１１は、本願の一実施形態によるさらに別の熱管理システムの構造を示す図である。図１１を参照すると、バッテリ・パイプライン３９の入力端は第１の流路の出力端Ｌ１２に接続され、第２の１方向弁２８２がバッテリ・パイプライン３９と第１の流路の出力端Ｌ１２との間に配置される。第２の１方向弁２８２は、第２の冷却液が弁マニホールド３１の第７のインターフェイスａ７から第１の流路の出力端Ｌ１２に流れることができるように構成されており、それによってヒータ・ループＳ１内の第２の冷却液はバッテリ・ループＳ３内の第２の冷却液と混合され得、乗員区画及びバッテリ・パック４１が同時に加熱され得る。

結論として、第２の冷却液ループ３０にバッテリ・ループＳ３、電気駆動ループＳ２、及びヒータ・ループＳ１が含まれる場合に、いくつかの可能な実施態様では、弁マニホールド３１は９方向弁であり得、弁マニホールド３１の調節構造は９方向弁を使用して実装される。これにより、パイプライン設計の難しさが軽減され、弁マニホールド３１が占める体積が低減され、熱管理システム１０の統合性を向上させるのに役立ち得る。

電気駆動ループＳ２、バッテリ・ループＳ３、ヒータ・ループＳ１、及び第１の冷却液ループ２０は、９方向弁を使用して直並列接続方式で配置され得、第２の冷却液は、バッテリ・パック４１の加熱又は冷却、電動ドライバ３６の冷却、及び乗員区画の暖房等の要件を満たすことができる。

いくつかの可能な実施態様では、熱管理システム１０は、統合ユニット９０をさらに含むことができる。統合ユニット９０は、熱管理システム１０のいくつかの構成要素及び部品及びパイプラインが１つのモジュールに統合され、モジュール構成を実装し、熱管理システム１０のシステムサイズ及びシステム圧力降下を低減するのに役立つことを意味する。

図１２は、本願の一実施形態による統合ユニットの構造を示す図である。図１２を参照すると、いくつかの実施形態では、統合ユニット９０ａは、第１の熱交換器２２、第２の熱交換器２３、液体貯蔵タンク２９、第１のストップ弁２６、第２のスロットル弁２５、第１の１方向弁２８１、ヒータ水ポンプ３３、バッテリ水ポンプ４０、弁マニホールド３１、及びパイプラインを含むことができる。

図１３は、本願の一実施形態による別の統合ユニットの構造を示す図である。図１３を参照すると、他のいくつかの実施形態では、統合ユニット９０Ｂは、第１の熱交換器２２、第２の熱交換器２３、液体貯蔵タンク２９、第１のストップ弁２６、第２のストップ弁２７、第２のスロットル弁２５、第１の１方向弁２８１、ヒータ水ポンプ３３、バッテリ水ポンプ４０、電気駆動水ポンプ３５、弁マニホールド３１、及びパイプラインを含むことができる。

図１４は、本願の一実施形態によるさらに別の統合ユニットの構造を示す図である。図１４を参照すると、さらに他のいくつかの実施形態では、統合ユニット９０Ｃは、第１の熱交換器２２、第２の熱交換器２３、液体貯蔵タンク２９、第１のストップ弁２６、第２のストップ弁２７、第１のスロットル弁２４、第２のスロットル弁２５、第１の１方向弁２８１、ヒータ水ポンプ３３、バッテリ水ポンプ４０、電気駆動水ポンプ３５、弁マニホールド３１、及びパイプラインを含むことができる。

図１５は、本願の一実施形態によるさらに別の統合ユニットの構造を示す図である。図１５を参照すると、さらに他のいくつかの実施形態では、統合ユニット９０Ｄは、第１の熱交換器２２、第２の熱交換器２３、液体貯蔵タンク２９、第２のスロットル弁２５、バッテリ水ポンプ４０、電気駆動水ポンプ３５、弁マニホールド３１、及びパイプラインを含むことができる。

確かに、統合ユニット９０によって統合される構成要素及び部品及びパイプラインは、前述の組合せに限定されない。従って、統合ユニット９０は、弁マニホールド３１、第１の熱交換器２２、第２の熱交換器２３、液体貯蔵タンク２９、第１のストップ弁２６、第２のスロットル弁２５、第１の１方向弁２８１、ヒータ水ポンプ３３、バッテリ水ポンプ４０、バッテリ水ポンプ４０、及びパイプラインのうちの少なくとも１つ又は複数を含むことができる。

以下では、本願の実施形態で提供する熱管理システム１０の構造について、複数の動作条件を例に挙げてさらに説明する。

図１６は、本願の一実施形態による、乗員区画を暖房し、及びバッテリ・パックを加熱する動作条件における熱管理システムの図である。図１６を参照すると、この動作条件では、熱管理システム１０はヒートポンプ・モードで動作する。第１の冷却液ループ２０では、第２の流路の出力端Ｌ２２が第３の流路の入力端Ｌ３１から接続解除され、蒸発器コア５０の出力端が圧縮機２１の入力端から接続解除され、第３の流路の入力端Ｌ３１は蒸発器コア５０の出力端に接続され、圧縮機２１の出力端及び入力端がそれぞれ第２の流路の入力端Ｌ２１及び蒸発器コア５０の出力端に接続される。第２の冷却液ループ３０では、第１の流路の出力端Ｌ１２が、弁マニホールド３１を使用してヒータ・コア４３の入力端に接続される。

この動作状態では、第１の冷却液が蒸発器コア５０で熱交換し、乗員区画内に入る空気の１回目の加熱を行う。第１の熱交換器２２で熱交換して得られた第２の冷却液の一部が、弁マニホールド３１を使用してヒータ・コア４３に入り、第１の熱交換後の空気と熱交換して、乗員区画内に入る空気の２回目の加熱を行い、それによって乗員区画内に入る空気の温度を上昇させて乗員区画内の暖房を実施する。第１の熱交換器２２で熱交換して得られた第２の冷却液の別の一部が、弁マニホールド３１を使用してバッテリ・ループＳ３に入り、バッテリ・パック４１の加熱を実施する。

さらに、この動作状態では、第４の流路内の第２の冷却液は、代替的に電動ドライバ３６の熱を放散するために使用してもよい。確かに、いくつかの実施形態では、電動ドライバ３６は、代替的にラジエータ３７を使用して自然に冷却してもよい。詳細については、ここでは再び説明しない。

図１７は、本願の一実施形態による、乗員区画を暖房し、及びバッテリ・パックを冷却する動作状態における熱管理システムの図である。図１７を参照すると、この動作状態では、第１の冷却液ループ２０において、第２の流路の出力端Ｌ２２が第３の流路の入力端Ｌ３１から接続解除され、蒸発器コア５０の出力端が圧縮機２１の入力端から接続解除され、第３の流路の入力端Ｌ３１が蒸発器コア５０の出力端に接続され、圧縮機２１の出力端及び入力端が、第２の流路の入力端Ｌ２１と蒸発器コア５０の出力端とにそれぞれ接続される。第２の冷却液ループ３０において、ヒータ・ループＳ１はバッテリ・ループＳ３に接続されておらず、第４の流路は、弁マニホールド３１を使用してバッテリ・パイプライン３９に接続される。

この動作状態では、第１の冷却液は蒸発器コア５０で熱交換して、乗員区画に入る空気の１回目の加熱を行い、ヒータ・コア４３内の第２の冷却液は、第１の熱交換後の空気と熱交換を行い、乗員区画内に入る空気の２回目の加熱を行い、それによって乗員区画内に入る空気の温度を上昇させて乗員区画の暖房を実施することができる。第４の流路の第２の冷却液は、弁マニホールド３１を使用してバッテリ・ループＳ３に流入し、バッテリ・パック４１を冷却する。

なお、乗員区画を暖房し、バッテリ・パック４１を冷却するときに、第４の流路の第２の冷却液を使用して電動ドライバ３６も冷却してもよく、又は電動ドライバ３６によって発生した熱をラジエータ３７を使用して環境に放散させて電動ドライバ３６の自然冷却を実施してもよい。

図１８は、本願の一実施形態による、乗員区画を冷房し、及びバッテリ・パックを冷却する動作状態における熱管理システムの図である。図１８を参照すると、この動作状態では、第１の冷却液ループ２０において、第２の流路の出力端Ｌ２２が第３の流路の入力端Ｌ３１に接続され、蒸発器コア５０の出力端が圧縮機２１の入力端に接続され、第３の流路の入力端Ｌ３１は蒸発器コア５０の出力端から接続解除され、圧縮機２１の出力端及び入力端が、第２の流路の入力端Ｌ２１と蒸発器コア５０の出力端とにそれぞれ接続される。

この動作状態では、第１の冷却液が第１の熱交換器２２で熱交換をし、第１の冷却液の温度が低下する。次に、第１の冷却液の一部が蒸発器コア５０に入り、乗員区画内に入る空気によって運ばれる熱を吸収して、乗員区画の冷房を実現する。第１の冷却液の一部が第３の流路に入り、第４の流路内の第２の冷却液と熱交換して第２の冷却液の温度を下げ、低温の第２の冷却液を得る。低温の第２の冷却液は、弁マニホールド３１を使用してバッテリ・パイプライン３９に入り、バッテリ・パック４１の放熱を実施する。

図１９は、本願の一実施形態によるバッテリ・パックを自然冷却する動作状態における熱管理システムの図である。この動作状態では、第３の流路の入力端Ｌ３１が第２の流路の出力端Ｌ２２から接続解除され、第２の流路の出力端Ｌ２２は蒸発器コア５０の入力端に接続され、蒸発器コア５０の出力端は、圧縮機２１の入力端から接続解除され、且つ第３の流路の入力端Ｌ３１に接続されて、乗員区画を暖房する。従って、これは図には示されていない。図１９には、弁マニホールド３１のいくつかのインターフェイスの接続関係が示されており、それによって第４の流路、バッテリ・ループＳ３、及びラジエータ３７を有する電気駆動ループＳ２が、弁マニホールド３１を使用して直列に接続され、自然冷却ループが形成される。自然冷却ループは、バッテリ水ポンプ４０及び電気駆動水ポンプ３５の少なくとも一方によって駆動される。バッテリ・パック４１及び電動ドライバ３６によって発生した熱は、第２の冷却液の温度を上昇させ、第２の冷却液の温度は、ラジエータ３７を通過した後に、低下する。すなわち、ラジエータ３７を使用することによって、電動ドライバ３６及びバッテリ・パック４１の放熱が実施される。

前述の複数の動作条件モードから要約すると、第２の冷却液ループ３０における第２の冷却液の流れ方向のループの組合せは、弁マニホールド３１のインターフェイス同士の間の接続関係に形式的に依存する。すなわち、弁マニホールド３１は、複数の動作条件に対応する複数の接続モードを有する。また、バッテリ・パック４１の加熱要件又は冷却要件に基づいて配置を行ってもよい。例えば、バッテリ・ループＳ３は、単独でループを形成してバッテリ・パック４１の温度均等化を実施してもよい。あるいはまた、ヒータ・ループＳ１がバッテリ・ループＳ３又は第４の流路に直列に接続され、第２の冷却液ループ３０が熱交換に関与しない場合に、バッテリ・パック４１の温度均等化を実施してもよい。

上記の内容において、第１の冷却液の流れ方向と第２の冷却液の流れ方向とを組み合わせて複数の動作条件を形成することができ、動作条件の数は多く、動作条件を一つずつ網羅的に列挙することはできない。上記の図で説明した動作条件は、典型的な動作条件の例に過ぎない。これらの例に加えて、他の組合せによってカバーされる機能も、本願の実施形態の保護範囲に含まれる。

なお、本願の実施形態において、熱管理システム１０の構成要素同士の間の位置関係は単なる一例であり、実際の位置を限定するものではない。図３に示されるように、第１の熱交換器２２を通過する第１の冷却液の流れ方向は順流れ方向であり、右から左である。このような配置の目的の１つは、描画を容易にすることであり、限定するものではない。従って、本願の添付図面に基づいて、第１の冷却液の流れ方向が変更される場合がある。例えば、第１の流路の入力端Ｌ１１は、圧縮機２１の出力端に近い（順流れ方向）が、第１の流路の入力端Ｌ１１は、代替的に圧縮機２１の出力端から離れる方向に配置してもよい（第１の熱交換器２２を通過する第１の冷却液の流れ方向は逆流れ方向である）。

以上の説明は、本発明の具体的な実施態様に過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明に開示した技術的範囲内で当業者が容易に想到できるいかなる変形又は置換も本発明の保護範囲に含まれる。従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

例えば、図１は、従来技術の熱管理システムの構造を示す図である。図１を参照すると、従来技術の熱管理システムは、ハウジング１２と、ハウジング１２内に少なくとも部分的に配置される第１のループ１４及び第２のループ１６とを含む。第１のループは、全て直列に配置される圧縮機２１、凝縮器２４、受液器２６、電子膨張弁２８、及びチラー３０を含む。第２のループ１６には、水入口３４、第１の多方弁３６、低温ラジエータ３８、チラー３０、水タンク４０、水ポンプ４２、ＰＴＣ（正温度係数ヒータ）４４、第２の多方弁４６、及び複数の水出口４８が含まれる。第１の多方弁３６の開度を制御して、水路系がパイプライン５６を介して低温ラジエータ３８を通過して低冷却モードを実施し、パイプライン５４を介してチラー３０を通過して高冷却モードを実施し、ＰＴＣ４４及びパイプライン５８を介して水タンク４０に直接戻り、加熱モードを実施するように決定する。従って、熱管理システムは、高冷却モード、低冷却モード、及び加熱モードの３つのモードで構成される。しかしながら、熱管理システムには、次のような問題がある：１．熱管理システムは、バッテリ及び電動ドライバ等の構成要素の加熱及び冷却しか行えず、乗員区画の暖房及び冷房は行えない。２．加熱機能は完全にヒータに依存しており、成績係数が低い。

本願のこの実施形態では、電気ヒータ３２は、ＰＴＣ（正温度係数ヒータ）であってもよい。具体的には、電気ヒータ３２は、水冷正温度係数ヒータＷＰＴＣ又は空冷正温度係数ヒータＡＰＴＣであってもよい。これは、本明細書では限定されない。

本願のこの実施形態では、電動ドライバ３６には、電力分配ユニット（PDU）、マイクロコントローラユニット（MCU）、マップされた診断コンテキスト（MDC）、モータ等が含まれるが、これらに限定されない。

電気駆動パイプライン３４に流入する第２の冷却液は、第４の流路の第２の冷却液であってもよい。これを考慮して、いくつかの例では、図４を参照すると、弁マニホールド３１の第２のインターフェイスａ２は、弁マニホールド３１の内部経路を介して弁マニホールド３１の第５のインターフェイスａ５に接続され得、弁マニホールド３１の第６のインターフェイスａ６は、弁マニホールド３１の内部経路を介して弁マニホールド３１の第１のインターフェイスａ１に接続される。

確かに、統合ユニット９０によって統合される構成要素及び部品及びパイプラインは、前述の組合せに限定されない。従って、統合ユニット９０は、弁マニホールド３１、第１の熱交換器２２、第２の熱交換器２３、液体貯蔵タンク２９、第１のストップ弁２６、第２のスロットル弁２５、第１の１方向弁２８１、ヒータ水ポンプ３３、バッテリ水ポンプ４０、電気駆動水ポンプ３５、及びパイプラインのうちの少なくとも１つ又は複数を含むことができる。

Claims

熱管理システムであって、当該熱管理システムは、
第１の冷却液ループ及び第２の冷却液ループを含み、
前記第１の冷却液ループは、圧縮機、第１の熱交換器、及び第２の熱交換器を含み、
前記第１の熱交換器は、互いに分離した第１の流路及び第２の流路を含み、前記第２の熱交換器は、互いに分離した第３の流路及び第４の流路を含み、
前記圧縮機の入力端が、前記第３の流路の出力端に接続され、且つ車両に配置された蒸発器コアの出力端に接続されるように構成され、前記圧縮機の出力端が、前記第２の流路の入力端に接続され、
前記第１の流路の入力端が、前記車両のヒータ・コアの出力端に接続されるように構成され、
前記第２の流路の出力端が、前記第３の流路の入力端に接続され、前記第２の流路の前記出力端は、前記蒸発器コアの入力端に接続されるようにさらに構成され、
前記第３の流路の前記入力端は、前記蒸発器コアの前記出力端に接続されるようにさらに構成され、
前記第２の冷却液ループは、少なくとも４つのインターフェイスを有する弁マニホールドを含み、
該弁マニホールドの第１のインターフェイス及び第２のインターフェイスがそれぞれ、前記第４の流路の入力端及び出力端に接続され、前記弁マニホールドの第３のインターフェイスが、前記第１の流路の出力端に接続され、前記弁マニホールドの第４のインターフェイスが、前記ヒータ・コアの入力端に接続されるように構成され、
当該熱管理システムは、少なくともヒートポンプ・モードで構成され、当該熱管理システムが前記ヒートポンプ・モードで動作する場合に、前記第１の流路の第１の冷却液が、前記蒸発器コアに流入し、且つ前記蒸発器コアの周囲の空気と熱交換し、該熱交換した第１の冷却液は、前記第３の流路を通って前記圧縮機に戻り、前記蒸発器コアで前記第１の冷却液と熱交換した前記空気は、前記ヒータ・コアで第２の冷却液とさらに熱交換する、
熱管理システム。
前記第１の冷却液ループは、第１のスロットル弁及び第２のスロットル弁をさらに含み、
前記第２の流路の前記出力端は、前記第１のスロットル弁を使用して前記蒸発器コアの前記入力端に接続され、
前記第３の流路の前記入力端は、前記第２のスロットル弁を使用して前記第２の流路の前記出力端と前記蒸発器コアの出力端との両方に接続される、請求項１に記載の熱管理システム。
前記第１の冷却液ループは、第１のストップ弁及び第２のストップ弁をさらに含み、
前記第２の流路の前記出力端は、前記第１のストップ弁を使用して前記第３の流路の前記入力端に接続され、
前記圧縮機の前記入力端は、前記第２のストップ弁を使用して前記蒸発器コアの前記出力端に接続される、請求項１又は２に記載の熱管理システム。
前記第１の冷却液ループには第１の１方向弁がさらに含まれ、前記蒸発器コアの前記出力端は、前記第１の１方向弁を使用して前記第３の流路の前記入力端に接続され、前記第１の１方向弁は、前記第１の冷却液が前記蒸発器コアの前記出力端から前記第３の流路の前記入力端に流れることができるように構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱管理システム。
前記第１の冷却液ループには液体貯蔵タンクがさらに含まれ、該液体貯蔵タンクの入力端が前記第２の流路の前記出力端に接続され、前記液体貯蔵タンクの出力端が、前記第３の流路の前記入力端と前記蒸発器コアの前記入力端との両方に接続される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱管理システム。
前記第２の冷却液ループには電気ヒータ及びヒータ水ポンプがさらに含まれており、前記電気ヒータの入力端が前記ヒータ水ポンプの出力端に接続され、前記電気ヒータの出力端が前記ヒータ・コアの前記入力端に接続され、前記ヒータ水ポンプの入力端が前記弁マニホールドの前記第４のインターフェイスに接続される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱管理システム。
前記弁マニホールドには少なくとも６つのインターフェイスがあり、前記第２の冷却液ループには、電気駆動パイプライン、電気駆動水ポンプ、及び電動ドライバがさらに含まれ、
前記電気駆動パイプラインの入力端が、前記弁マニホールドの第５のインターフェイスに接続され、前記電気駆動パイプラインの出力端が、前記弁マニホールドの第６のインターフェイスに接続され、前記電気駆動水ポンプ及び前記電動ドライバは、前記電気駆動パイプライン上で個別に直列に接続される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の熱管理システム。
前記第２の冷却液ループにはラジエータがさらに含まれ、前記電気駆動パイプラインの前記入力端は、前記ラジエータを使用して前記弁マニホールドの前記第５のインターフェイスに接続される、請求項７に記載の熱管理システム。
前記第２の冷却液ループにはタンクがさらに含まれ、前記タンクは前記電気駆動パイプラインに接続される、請求項７又は８に記載の熱管理システム。
前記第２の冷却液ループには、バッテリ・パイプライン、バッテリ水ポンプ、及びバッテリ・パックがさらに含まれ、弁マニホールドには少なくとも８つのインターフェイスがあり、
前記バッテリ・パイプラインの入力端及び出力端がそれぞれ、前記弁マニホールドの第７のインターフェイス及び第８のインターフェイスに接続され、
前記バッテリ水ポンプ及び前記バッテリ・パックは、前記バッテリ・パイプライン上で個別に直列に接続される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の熱管理システム。
前記弁マニホールドの前記第７のインターフェイスは、第２の１方向弁を使用して前記第１の流路の前記入力端にさらに接続され、前記第２の１方向弁は、前記第２の冷却液が前記弁マニホールドの前記第７のインターフェイスから前記第１の流路の前記入力端に流れることができるように構成される、請求項１０に記載の熱管理システム。
前記第２の冷却液ループには３方向弁がさらに含まれ、該３方向弁の入力端が、前記ヒータ・コアの前記出力端に接続され、前記３方向弁の第１の出力端が、前記第１の流路の前記入力端に接続され、前記３方向弁の第２の出力端が、前記バッテリ水ポンプの入力端に接続される、請求項１０又は１１に記載の熱管理システム。
前記弁マニホールドは９方向弁である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の熱管理システム。
前記熱管理システムは統合ユニットをさらに含み、前記弁マニホールド、前記第１の熱交換器、及び前記第２の熱交換器のうちの１つ又は複数が前記統合ユニットに統合される、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の熱管理システム。
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の熱管理システムと車体とを含む車両であって、前記熱管理システムは前記車体に取り付けられ、
前記車体は、乗員区画、空調ボックス、ヒータ・コア、及び蒸発器コアを含み、前記空調ボックスの空気出口が前記乗員区画と連通し、前記ヒータ・コアは、前記空調ボックス内に配置され、且つ前記空調ボックスの前記空気出口に近接しており、前記蒸発器コアは、前記空調ボックス内に配置され、且つ前記空調ボックスの空気入口に近接しており、
前記熱管理システムがヒートポンプ・モードで動作する場合に、前記熱管理システムの第２の流路の出力端が、前記蒸発器コアの入力端に接続され、前記蒸発器コアの出力端が、前記熱管理システムの第３の流路の入力端に接続され、前記第３の流路の出力端が、前記熱管理システムの圧縮機の入力端に接続され、前記圧縮機の出力端が、前記第２の流路の入力端に接続される、
車両。