JP4958637B2 - ハイブリッドカー - Google Patents
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Description
本発明は、寒冷地でスタートするときに電池を加温できるハイブリッドカーに関する。
ハイブリッドカーは、エンジンとモータの両方で走行する。モータを駆動するために大容量の電池を搭載している。電池は、低温環境にあっては電気特性が低下して、実質的に充放電できる容量が小さくなる。とくに、寒冷地でハイブリッドカーをスタートさせるとき、電池の温度は最も低く、実質容量が相当に小さくなる。本出願人は、低温環境における電池特性の向上を目的として、電池をヒーターで加温する電源装置を開発した。（特許文献１参照）
特開２００３−２２３９３８号公報
この電源装置は、複数の素電池を接続している走行用の組電池と、組電池を加温するヒーターを実装する加温プレートとを備える。加温プレートは、組電池を効率よく加温できるように、組電池に接近して配置される。この電源装置は、加温プレートのヒーターに通電してジュール熱でヒーターを加温する。加温されたヒーターは、接近して配置している組電池を加温する。
ヒーターで走行用の組電池を暖気（加温）するハイブリッドカーは、エンジンで発電機を駆動し、発電機の発電電力をヒーターに供給して、電池を加温する。この構造のハイブリッドカーは、たとえば、外気温度が−２０℃以下に低下する極寒の地域で車をスタートさせるとき、電池の暖気（加温）に相当な時間がかかる。また、電池を加温するために相当に燃料を消費する。とくに、エンジンで発電機を駆動し、発電機でヒーターに電力を出力するので、ヒーターに供給される電力効率は、エンジンと発電機の効率の積となる。かりに、エンジンの効率を２５％、発電機の効率を８０％と仮定すると、全体の効率は２０％となり、燃料のわずか１／５しか電池の加温に使用されない。いいかえると、電池を加熱するために５倍の燃料を消費する。さらに、寒冷地でエンジンをスタートした直後は、エンジンが暖気されず、その効率はさらに低くなる。
ハイブリッドカーに搭載される電源装置の組電池は、大きな出力が要求されることから多数の素電池を直列に接続している。この組電池は熱容量が大きく、全体の暖気（加温）に多量の熱エネルギーを必要とする。このため、電池を加熱するために時間がかかると共に、多量の燃料を走行に利用しないで無駄に消費する。
本発明は、従来のこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極寒地域においても、無駄な電力を消費することなく、また電池を加熱するための燃料消費を皆無にして、大容量の電池を速やかに暖気（加温）できるハイブリッドカーを提供することにある。
本発明のハイブリッドカーは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
ハイブリッドカーは、車両を走行させる水冷エンジン２及びモータ３と、冷媒液を冷却するエンジンラジエータ４及びバッテリラジエータ１４と、前記モータ３に電力を供給する組電池１と、該組電池１と熱結合状態となる熱交換器６と、前記水冷エンジン２と前記エンジンラジエータ４とに冷媒液を循環する第一冷却水路と、前記熱交換器６と前記バッテリラジエータ１４とに冷媒液を循環する第二冷却水路とを備え、さらに、前記第一冷却水路を循環する冷媒液の少なくとも一部を前記第二冷却水路へ流入させ、前記熱交換器６へ循環させる流入側流路と、前記第二冷却水路を循環する冷媒液の少なくとも一部を前記第一冷却水路へ流出させ、前記水冷エンジン２へ循環させる流出側流路とで構成されるバイパス流路を備え、前記バイパス流路には、前記第一冷却水路内の冷媒液の前記熱交換器への循環をコントロールするバイパス弁が設けられ、前記第一冷却水路には、前記バイパス流路と前記第一冷却水路との連結部分よりも前記エンジンラジエータ４側に、前記エンジンラジエータ４への循環をコントロールする開閉弁９が設けられる。
ハイブリッドカーは、車両を走行させる水冷エンジン２及びモータ３と、冷媒液を冷却するエンジンラジエータ４及びバッテリラジエータ１４と、前記モータ３に電力を供給する組電池１と、該組電池１と熱結合状態となる熱交換器６と、前記水冷エンジン２と前記エンジンラジエータ４とに冷媒液を循環する第一冷却水路と、前記熱交換器６と前記バッテリラジエータ１４とに冷媒液を循環する第二冷却水路とを備え、さらに、前記第一冷却水路を循環する冷媒液の少なくとも一部を前記第二冷却水路へ流入させ、前記熱交換器６へ循環させる流入側流路と、前記第二冷却水路を循環する冷媒液の少なくとも一部を前記第一冷却水路へ流出させ、前記水冷エンジン２へ循環させる流出側流路とで構成されるバイパス流路を備え、前記バイパス流路には、前記第一冷却水路内の冷媒液の前記熱交換器への循環をコントロールするバイパス弁が設けられ、前記第一冷却水路には、前記バイパス流路と前記第一冷却水路との連結部分よりも前記エンジンラジエータ４側に、前記エンジンラジエータ４への循環をコントロールする開閉弁９が設けられる。
本発明の請求項２のハイブリッドカーは、熱交換器６に冷媒液を循環させる循環ポンプ１３を連結している。
本発明の請求項３のハイブリッドカーは、開閉弁９を、冷媒液の温度が設定温度になると開弁するサーモスタットとしている。
本発明の請求項４のハイブリッドカーは、組電池１の温度を検出する温度センサ１７と、この温度センサ１７が検出する組電池１の温度でバイパス弁５を制御する制御回路１６とを備え、組電池１の温度が設定温度なると、制御回路１６がバイパス弁５を閉弁する。
本発明のハイブリッドカーは、極寒地域においても、無駄な電力を消費することなく、また電池を加熱するための燃料消費を皆無にして、大容量の電池を速やかに暖気（加温）できる特徴がある。それは、本発明のハイブリッドカーが水冷エンジンの冷却水路に循環される冷媒液を熱交換器に循環し、この熱交換器で組電池を暖気するからである。エンジンは、運転状態において、燃料の発熱エネルギーの半分以上を放熱する必要がある。水冷エンジンは、冷却水路に冷媒液を循環し、この冷媒液でもってエンジンの発熱を外部に放熱している。本発明は無駄に放熱しているエンジンの廃熱を有効に利用して、組電池を加温する。このため、従来のように組電池を加温するためのヒーターを必要とせず、またこのヒーターに通電するための電力も消費しない。エンジンが外部に放熱する熱エネルギーは、エンジン出力よりも大きい。エンジンの効率が５０％よりも低いからである。したがって、エンジンを運転するときに発生する廃熱エネルギーは、エンジンの出力よりも大きい。本発明のハイブリッドカーは、従来は無駄に放熱していた廃熱エネルギーを有効に利用して組電池を加温する。エンジンの廃熱エンジンは極めて大きく、大容量の組電池を速やかに加温できる。
また、本発明の請求項２のハイブリッドカーは、請求項１の構成に加えて、熱交換器に循環される冷媒液を冷却するバッテリラジエータを、熱交換器に連結している。このバッテリラジエータは、熱交換器に循環される冷媒液を冷却して組電池を冷却する。このハイブリッドカーは、熱交換器でもって組電池を暖気し、また充放電されて温度が上昇した状態では組電池を冷却する。したがって、熱交換器を組電池の暖気と冷却の両方に併用して、組電池を最適な温度に保持できる。
さらに、本発明の請求項３のハイブリッドカーは、請求項１の構成に加えて、熱交換器に冷媒液を循環させる循環ポンプを連結している。この構造は、熱交換器に水冷エンジンに循環される冷媒液を効率よく循環できる。このため、エンジンの廃熱を効率よく熱交換器に伝えて、組電池を速やかに暖気できる。
さらにまた、本発明の請求項４のハイブリッドカーは、請求項１の構成に加えて、水冷エンジンの冷却水路とエンジンラジエータとの間に開閉弁を接続しており、この開閉弁とエンジンラジエータを直列に接続している冷却水路と、熱交換器とバイパス弁とを直列に接続している暖気水路とを並列に連結している。このハイブリッドカーは、開閉弁を閉弁して、水冷エンジンの冷却水路の冷媒液を、エンジンラジエータに循環することなく、暖気水路の熱交換器にのみ循環する。したがって、このハイブリッドカーは、エンジンの廃熱をエンジンラジエータで放熱することなく、熱交換器にのみ供給できるので、組電池の速やかに暖気できる。また、本発明の請求項５のハイブリッドカーは、開閉弁をサーモスタットとする。この構造は、エンジンを始動して冷媒液の温度が上昇しない状態において、冷媒液を熱交換器にのみ循環して、組電池を速やかに暖気する。
また、本発明の請求項６のハイブリッドカーは、請求項４の構成に加えて、水冷エンジンの冷却水路にサーモスタットを設けて、このサーモスタットの排出側に、開閉弁とエンジンラジエータを直列に連結している冷却水路と、バイパス弁と熱交換器を直列に連結している暖気水路を連結している。この構造によると、サーモスタットが開弁する状態で、開閉弁を閉弁して、冷却水路の冷媒液を熱交換器にのみ循環できる。したがって、この構造は、水冷エンジンの冷媒液を速やかに加温しながら、加温された冷媒液で組電池を速やかに加温して暖気できる。
また、本発明の請求項７のハイブリッドカーは、請求項１の構成に加えて、組電池の温度を検出する温度センサと、この温度センサが検出する組電池の温度でバイパス弁を制御する制御回路とを備え、組電池の温度が設定温度なると、制御回路がバイパス弁を閉弁するようにしている。この構造のハイブリッドカーは、組電池が暖気されると、熱交換器に水冷エンジンの冷媒液を循環させない。このため、水冷エンジンの冷媒液で組電池が加熱されることがなく、組電池を快適な温度まで暖気できる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのハイブリッドカーを例示するものであって、本発明はハイブリッドカーを以下のものに特定しない。
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
図１ないし図４に示すハイブリッドカーは、車両を走行させる水冷エンジン２及びモータ３と、このモータ３に電力を供給する組電池１と、水冷エンジン２を冷却するエンジンラジエータ４と、水冷エンジン２の冷却水路２ａにバイパス弁５を介して連結されて水冷エンジン２に循環される冷媒液で組電池１を暖気する熱交換器６とを備える。
水冷エンジン２は、冷却のためのエンジンラジエータ４を備えている。エンジンラジエータ４は、水冷エンジン２の冷却水路２ａにホース１０を介して連結される。エンジンラジエータ４と水冷エンジン２の冷却水路２ａには、冷媒液が循環され、この冷媒液を介してエンジンラジエータ４でエンジンを冷却する。水冷エンジン２は、冷媒液を強制的に循環するためのウォーターポンプ１１を備える。このウォーターポンプ１１は、エンジンのクランク軸にベルト駆動され、あるいはモータで駆動される。
さらに、水冷エンジン２は、冷却水路２ａの排出側に、冷媒液をエンジンラジエータ４に循環するのを制御するサーモスタットからなる開閉弁９を連結している。図３のハイブリッドカーは、サーモスタットからなる開閉弁９と直列にさらに第２の開閉弁１９を連結している。このサーモスタットである開閉弁９は、水冷エンジン２の冷却水路２ａの排出側にあって、冷媒液の温度が低いときに閉弁して、水冷エンジン２からエンジンラジエータ４に冷媒液が循環されるのを停止する。サーモスタットの開閉弁９は、冷媒液の温度が設定値よりも高くなると開弁する。この状態で、冷媒液は、水冷エンジン２の冷却水路２ａとエンジンラジエータ４とに循環されて、エンジンの熱をエンジンラジエータ４から放熱して、水冷エンジン２を所定の温度に保持する。したがって、水冷エンジン２が運転される状態で、冷媒液は所定の温度、たとえば８０℃ないし９０℃に保持される。
エンジンラジエータ４は、エンジンのクランク軸でベルト駆動され、あるいはモータで駆動される冷却ファン１２で強制的に冷却される。冷却ファン１２は、冷媒液の温度で回転状態がコントロールされて、冷媒液の温度を所定の温度範囲に保持する。水冷エンジンでベルト駆動される冷却ファンは、温度で連結状態がコントロールされる油圧クラッチ（図示せず）を介してクランク軸に連結される。この油圧クラッチは、温度が高くなると強く連結され、水冷エンジンのクランク軸とのスリップが少なくなって冷却ファンを高速で回転させる。温度が低くなると、連結が弱くなってスリップを多くして、冷却ファンの回転速度を低下させる。また、モータで駆動される冷却ファンは、冷媒液の温度を検出し、検出温度で冷却ファンの運転が制御される。この冷却ファンは、冷媒液の温度が高くなると運転され、あるいは回転速度が速くなり、冷媒液の温度が低くなると運転が停止され、あるいは回転速度が遅くなって、冷媒液を所定の温度に冷却する。
以上のように、水冷エンジン２は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環して冷却し、さらにエンジンラジエータ４を強制送風して、さらに冷却する必要がある。それは、内燃機関であるエンジンの熱効率が５０％を超えることはなく、半分以上の熱エネルギーの放熱が運転に必須であるからである。熱エネルギーの放熱が十分でないと、オーバーヒートして好ましい状態で運転できなくなる。水冷エンジン２を運転して発生する大きな熱エネルギーは、冷媒液を介して外部に放熱される。水冷エンジン２が発生する大きな熱エネルギーを効率よく外部に放熱するために、相当量の冷媒液が使用される。この冷媒液は、水冷エンジン２をスタートして所定の温度、たとえば８０℃〜９０℃に保持される。このため、水冷エンジン２は、多量の冷媒液が８０℃〜９０℃と高い温度に保持される。したがって、水冷エンジン２を停止した後、冷媒液には極めて大きい熱エネルギーが蓄えられる。冷媒液に蓄えられる大きな熱エネルギーは、組電池１の加温に利用して、組電池１の速やかな暖気に利用できる。
また、水冷エンジン２が始動された直後には、サーモスタットの開閉弁９が閉弁され、また冷却ファン１２の運転が停止ないしは低速回転される。この状態で冷媒液はエンジンラジエータ４に循環されず、また冷却ファン１２で強制冷却されることもない。したがってエンジンの発熱は、水冷エンジン２内にある冷媒液の加温に使用されて、冷媒液を速やかに設定温度に温度上昇させる。水冷エンジン２の発生熱量が大きく、加温される冷媒液量が少なく、しかも、冷却ファン１２で強制冷却されないことから、冷媒液の温度は速やかに上昇する。本発明は、エンジンを始動して速やかに温度上昇する冷媒液で組電池１を加温して、組電池１を速やかに暖気する。
冷媒液で組電池１を加温するための熱交換器６を備えている。熱交換器６は、水冷エンジン２の冷却水路２ａにバイパス弁５を介して連結される。熱交換器６は、バイパス弁５を介してエンジンラジエータ４と並列に接続される。熱交換器６は、組電池１に熱結合されて、組電池１を加温する。
図５は、組電池１に熱結合される熱交換器２６の一例を示す。この熱交換器２６は、組電池１を収納している防水ケース２１と、この防水ケース２１内にあって、組電池１と冷媒液とを防水構造に区画する防水シート２２を備える。防水シート２２は、冷媒液を透過させないが、熱伝導できるシート、たとえばプラスチックシートである。図の熱交換器２６は、防水シート２２を組電池１の表面に沿う凹凸形状として、その防水シート２２内に冷媒液を充填している。冷媒液は、防水シート２２介して組電池１に熱伝導して、組電池１を加温、すなわち暖気する。この構造の熱交換器２６は、防水シート２２で組電池１を冷媒液から隔離して絶縁するので、冷媒液に導電性のある液体を使用できる。
図６と図７は、組電池３１、４１のケース３２、４２内に、空気を介して組電池３１、４１を加温する熱交換器３６、４６を配設している。これ等の図の熱交換器３６、４６は、空気を強制送風する循環ファン３３、４３を備えている。熱交換器３６、４６は冷媒液を循環させる熱交換パイプ３４、４４に多数の放熱フィン３５、４５を固定している。循環ファン３３、４３は、放熱フィン３５、４５に強制送風して空気を加温し、加温された空気を組電池１に循環して組電池１を加温する。
図６は、熱交換器３６で組電池３１を加温し、外気で組電池１を冷却する構造を示している。したがって、この組電池３１のケース３２は、循環ファン３３の吸入側と排出側に連結している空気ダクト３７に切換弁３８を設けている。切換弁３８は、熱交換器３６で組電池３１を加温する状態にあっては、図の実線で示すように、ケース３２内に空気を循環させる位置に切り換えられる。この状態で循環ファン３３が運転されると、ケース３２内に空気が循環されて、熱交換器３６で組電池３１を加温できる。また、組電池３１を外気で冷却する状態にあっては、図の鎖線で示すように、切換弁３８の位置を切り換え、循環ファン３３の吸入側と排出側の空気ダクト３７をケース３２の外部に連結する。この状態で循環ファン３３が運転されると、循環ファン３３は外気を吸入して組電池１を冷却し、組電池１を冷却して温度が上昇した空気をケース３２の外部に排気する。
図７は、熱交換器４６に加温された冷媒液を循環させて組電池４１を加温、すなわち暖気し、熱交換器４６に循環する冷媒液をバッテリラジエータで冷却して組電池１を冷却する。したがって、この構造は、ケース４２内で循環される空気の通路に熱交換器４６が配設される。
ただし、本発明は、熱交換器を、図５ないし図７の構造には特定しない。組電池を加温する熱交換器は、冷媒液と組電池を熱結合状態として、冷媒液で組電池を加温できる全ての構造にできる。
熱交換器６は、バイパス弁５を開弁して冷媒液を循環させる。熱交換器６は、水冷エンジン２の冷却水路２ａに循環される冷媒液を循環させて、水冷エンジン２の発熱で加温される。また、エンジンラジエータ４に蓄えられる冷媒液を循環させて、エンジンラジエータ４に蓄熱される熱エネルギーで加温される。図１ないし図４に示すハイブリッドカーは、熱交換器６に冷媒液を循環させる循環ポンプ１３を連結している。循環ポンプ１３は熱交換器６と直列に接続されて、エンジンラジエータ４の冷媒液を熱交換器６に循環させる。
さらに、ハイブリッドカーは、熱交換器６に循環ポンプ１３を介してバッテリラジエータ１４を連結している。すなわち、熱交換器６と循環ポンプ１３とバッテリラジエータ１４とで循環ループができるように連結している。バッテリラジエータ１４は、これに強制送風して冷却するための送風ファン１５を備える。送風ファン１５は、制御回路１６で運転が制御される。制御回路１６は、組電池１の温度と冷媒液の温度を検出して送風ファン１５の運転を制御する。制御回路１６は、組電池１の温度が冷却温度まで上昇し、かつ冷媒液の温度が組電池１を冷却できない温度に上昇すると、送風ファン１５を運転する。
このハイブリッドカーは、循環ポンプ１３で熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環して、バッテリラジエータ１４で組電池１を強制的に冷却できる。すなわち、組電池１を加温して暖気するための熱交換器６を、組電池１の冷却にも併用できる。このハイブリッドカーは、エンジンを始動した直後は、熱交換器６で組電池１を速やかに快適加温して暖気し、組電池１が発熱して快適温度よりも高くなると、熱交換器６で組電池１を冷却して、快適温度に保持できる。組電池１を加温する熱交換器６は、水冷エンジン２の冷却水路２ａやエンジンラジエータ４に冷媒液を循環し、組電池１を冷却する熱交換器６は、バッテリラジエータ１４に冷媒液を循環させる。
水冷エンジン２は、冷却水路２ａに冷媒液を循環させるウォーターポンプ１１を備えている。したがって、水冷エンジン２の冷却水路２ａの冷媒液は、循環ポンプ１３を使用することなく、熱交換器６に循環できる。ウォーターポンプ１１でもって、冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６に循環できるからである。したがって、水冷エンジン２の冷却水路２ａの冷媒液のみを熱交換器６に循環するハイブリッドカーにあっては、必ずしも循環ポンプを必要としない。ただ、循環ポンプ１３を設けて、ウォーターポンプ１１と循環ポンプ１３の両方で、エンジンラジエータ４よりも多量の冷媒液を効率よく熱交換器６に循環して、組電池１を速やかに加温することもできる。
ハイブリッドカーは、水冷エンジン２を冷却する冷却水路７、２７と、組電池１を暖気する暖気水路８とを並列に連結している。図１と図２のハイブリッドカーは、水冷エンジン２の冷却水路２ａとエンジンラジエータ４との間にサーモスタットの開閉弁９を接続して、この開閉弁９とエンジンラジエータ４を直列に連結して冷却水路７としている。また、熱交換器６とバイパス弁５とを直列に連結して暖気水路８としている。このハイブリッドカーは、エンジンを始動して組電池１を速やかに加温できる。エンジン始動時に、サーモスタットの開閉弁９が閉弁して、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環することなく、熱交換器６にのみ循環して組電池１を加温するからである。
さらに、図１と図２のハイブリッドカーは、サーモスタットである開閉弁９の流入側に暖気水路８を連結しているので、サーモスタットが閉弁される状態で、バイパス弁５で冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６に循環させる状態をコントロールできる。バイパス弁５を開弁して、エンジンを始動した直後から、エンジンの廃熱で熱交換器６を加温して、組電池１を速やかに快適温度まで暖気できる。さらに、このハイブリッドカーは、バイパス弁５の開閉を冷媒液の温度でコントロールして、エンジンを速やかに暖気しながら、組電池１をエンジンの廃熱で加温して暖気することもできる。たとえば、エンジンを始動して冷媒液の温度が非常に低い状態では、バイパス弁５を閉弁して冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６に循環しない状態として、エンジンを速やかに暖気する。その後、エンジンの温度が、サーモスタットの開閉弁９を開弁する温度までは上昇しないが、排気ガスを設定値よりも清澄な状態にできるタイミングになると、バイパス弁５を開いて冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６に循環させる。この状態は、冷媒液がエンジンラジエータ４には循環されないが、熱交換器６には循環されて組電池１を加温して暖気する。冷媒液がさらに温度上昇すると、開閉弁９が開弁されて、冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６とエンジンラジエータ４の両方に循環させる。組電池１が設定温度まで加温されると、バイパス弁５を閉弁して組電池１の暖気を終了する。
図３と図４のハイブリッドカーは、水冷エンジン２の排出側に、サーモスタットからなる開閉弁９を介して第２の開閉弁１９を連結している。このハイブリッドカーは、サーモスタットの開閉弁９と第２の開閉弁１９を直列に連結している。この構造は、第２の開閉弁１９とエンジンラジエータ４とを直列に連結して冷却水路２７としている。この冷却水路２７には、暖気水路８が並列に連結される。この構造は、エンジンを始動して、冷却水路２ａに循環される冷媒液の温度を速やかに加温できる。すなわち、エンジンを速やかに暖気できる。冷却水路２ａの冷媒液の温度が低い状態で、サーモスタットである開閉弁９が閉弁して、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４と熱交換器６の両方に循環させないからである。
図３と図４のハイブリッドカーは、バイパス弁５と第２の開閉弁１９を開弁し、循環ポンプ１３を運転して、エンジンラジエータ４の冷媒液に蓄熱される冷媒液の熱エネルギーで熱交換器６を加温できる。エンジンラジエータ４に蓄えられる冷媒液は、大きな熱エネルギーを蓄熱している。したがって、エンジンを停止した後は、ゆっくりと温度が低下する。エンジンを停止して、次に始動するときに、エンジンラジエータ４の冷媒液の温度が設定温度よりも高く、相当な熱エネルギーが蓄熱されていると、エンジンラジエータ４の冷媒液を熱交換器６に循環して組電池１を加温できる。
さらに、図３と図４のハイブリッドカーは、第２の開閉弁１９を閉弁して、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環することなく熱交換器６にのみ循環できる。とくに、このハイブリッドカーは、サーモスタットの開閉弁９が開弁される状態において、第２の開閉弁１９で、冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６に循環させる状態をコントロールできる。すなわち、サーモスタットの開閉弁９が開弁する状態で、第２の開閉弁１９を閉弁すると、冷却水路２ａの冷媒液を熱交換器６にのみ循環できる。したがって、寒冷地においては、サーモスタットの開閉弁９が開弁した後も、第２の開閉弁１９を閉弁して、水冷エンジン２の廃熱を熱交換器６にのみ供給して、組電池１を効率よく加温して速やかに暖気できる。
図２と図４のハイブリッドカーは、バイパス弁５と第２の開閉弁９をコントロールする制御回路１６を備える。制御回路１６は、冷媒液の温度を検出する冷媒液温度センサ１８と、組電池１の温度を検出する組電池温度センサ１７とを備える。制御回路１６は、冷媒液の温度と組電池１の温度を検出して、バイパス弁５をコントロールする。さらに、図の制御回路１６は、送風ファン１５と循環ポンプ１３のモータを制御している。
図１と図２のハイブリッドカーは、図８ないし図１２に示すように以下の動作をして、寒冷地においてエンジンを始動した後に、組電池１を暖気する。
［始動した水冷エンジン２の冷却水路２ａにおける冷媒液の温度が極低温の状態］
この状態で水冷エンジン２が始動されると、サーモスタットの開閉弁９は閉弁している。サーモスタットの開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液の温度を検出して閉弁される。閉弁する開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環させない。図８に示すように、水冷エンジン２の冷却水路２ａは、サーモスタットの開閉弁９を閉弁する状態で、冷媒液の一部をバイパスさせる構造としている。したがって、冷媒液はウォーターポンプ１１でもって、水冷エンジン２の冷却水路２ａの内部で循環される。閉弁するサーモスタットの開閉弁９は、エンジンラジエータ４と熱交換器６の両方に冷媒液を循環せず、冷却水路２ａの内部でのみ循環させる。制御回路１６は、冷媒液の温度が低い状態を検出して、バイパス弁５を閉弁する。
その後、エンジンの廃熱で冷媒液の温度が上昇して、冷媒液が組電池１を加温できる温度まで上昇し、あるいはエンジンが暖気されて排気ガスが清澄な状態になると、制御回路１６がこのことを検出して、図９に示すように、バイパス弁５を開弁して、冷媒液を暖気水路８の熱交換器６に循環させる。この状態で熱交換器６を介して組電池１が加温される。
この状態で水冷エンジン２が始動されると、サーモスタットの開閉弁９は閉弁している。サーモスタットの開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液の温度を検出して閉弁される。閉弁する開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環させない。図８に示すように、水冷エンジン２の冷却水路２ａは、サーモスタットの開閉弁９を閉弁する状態で、冷媒液の一部をバイパスさせる構造としている。したがって、冷媒液はウォーターポンプ１１でもって、水冷エンジン２の冷却水路２ａの内部で循環される。閉弁するサーモスタットの開閉弁９は、エンジンラジエータ４と熱交換器６の両方に冷媒液を循環せず、冷却水路２ａの内部でのみ循環させる。制御回路１６は、冷媒液の温度が低い状態を検出して、バイパス弁５を閉弁する。
その後、エンジンの廃熱で冷媒液の温度が上昇して、冷媒液が組電池１を加温できる温度まで上昇し、あるいはエンジンが暖気されて排気ガスが清澄な状態になると、制御回路１６がこのことを検出して、図９に示すように、バイパス弁５を開弁して、冷媒液を暖気水路８の熱交換器６に循環させる。この状態で熱交換器６を介して組電池１が加温される。
［冷媒液が加温されてサーモスタットの開閉弁９が開弁する状態］
さらに冷媒液の温度が上昇すると、サーモスタットの開閉弁９が開弁される。制御回路１６は、冷媒液の温度を検出してバイパス弁５を開弁しているので、冷媒液は、図１０に示すように、冷却水路７と暖気水路８の両方に分流される。したがって、冷媒液は、暖気水路８の熱交換器６と、冷却水路７のエンジンラジエータ４の両方に循環される。エンジンラジエータ４は、循環させる冷媒液を冷却し、熱交換器６は冷媒液に加温された組電池１を暖気する。
さらに冷媒液の温度が上昇すると、サーモスタットの開閉弁９が開弁される。制御回路１６は、冷媒液の温度を検出してバイパス弁５を開弁しているので、冷媒液は、図１０に示すように、冷却水路７と暖気水路８の両方に分流される。したがって、冷媒液は、暖気水路８の熱交換器６と、冷却水路７のエンジンラジエータ４の両方に循環される。エンジンラジエータ４は、循環させる冷媒液を冷却し、熱交換器６は冷媒液に加温された組電池１を暖気する。
［組電池１が加温されて暖気が終了する状態］
組電池１の暖気が終了すると、バイパス弁５が閉弁される。バイパス弁５は、制御回路１６で開閉される。したがって、制御回路１６は、組電池１の温度を検出して、組電池１の温度が設定温度まで上昇して暖気が終了したことを検出すると、バイパス弁５を閉弁する。この状態では、冷媒液は、図１１に示すように、冷却水路７のエンジンラジエータ４にのみ循環される。
組電池１の暖気が終了すると、バイパス弁５が閉弁される。バイパス弁５は、制御回路１６で開閉される。したがって、制御回路１６は、組電池１の温度を検出して、組電池１の温度が設定温度まで上昇して暖気が終了したことを検出すると、バイパス弁５を閉弁する。この状態では、冷媒液は、図１１に示すように、冷却水路７のエンジンラジエータ４にのみ循環される。
［組電池１の温度が上昇する状態］
組電池１が充放電されて温度が高くなり、冷却温度まで上昇すると、制御回路１６は組電池１の温度を検出して循環ポンプ１３を運転して、図１２に示すように、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環させる。バッテリラジエータ１４は冷媒液を冷却し、この冷媒液は熱交換器６を介して組電池１を冷却する。組電池１の温度が冷却温度よりも低くなると、循環ポンプ１３の運転が停止される。循環ポンプ１３が運転される状態で、冷媒液の温度が組電池１を冷却できない高い温度にあると、制御回路１６は送風ファン１５を運転して、バッテリラジエータ１４に送風して強制冷却する。この状態は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環してエンジンを設定温度に冷却し、また、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環して、組電池１を設定温度に冷却する。
組電池１が充放電されて温度が高くなり、冷却温度まで上昇すると、制御回路１６は組電池１の温度を検出して循環ポンプ１３を運転して、図１２に示すように、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環させる。バッテリラジエータ１４は冷媒液を冷却し、この冷媒液は熱交換器６を介して組電池１を冷却する。組電池１の温度が冷却温度よりも低くなると、循環ポンプ１３の運転が停止される。循環ポンプ１３が運転される状態で、冷媒液の温度が組電池１を冷却できない高い温度にあると、制御回路１６は送風ファン１５を運転して、バッテリラジエータ１４に送風して強制冷却する。この状態は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環してエンジンを設定温度に冷却し、また、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環して、組電池１を設定温度に冷却する。
さらに、図３と図４のハイブリッドカーは、図１３ないし図１８に示すように以下の動作をして、寒冷地においてエンジンを始動した後に、組電池１を暖気する。
［始動した水冷エンジン２の冷却水路２ａにおける冷媒液の温度が極低温の状態］
この状態において、制御回路１６は、エンジンの温度を検出して第２の開閉弁１９とバイパス弁５を閉弁している。水冷エンジン２が始動されると、サーモスタットの開閉弁９は閉弁している。サーモスタットの開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液の温度を検出して閉弁している。閉弁する開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環させない。したがって、冷媒液は、図１３に示すように、ウォーターポンプ１１でもって、水冷エンジン２の冷却水路２ａの内部で循環される。閉弁するサーモスタットの開閉弁９は、エンジンラジエータ４と熱交換器６の両方に冷媒液を循環せず、冷却水路２ａの内部でのみ循環させる。制御回路１６は、冷媒液の温度が低い状態を検出して、バイパス弁５を閉弁している。
この状態において、制御回路１６は、エンジンの温度を検出して第２の開閉弁１９とバイパス弁５を閉弁している。水冷エンジン２が始動されると、サーモスタットの開閉弁９は閉弁している。サーモスタットの開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液の温度を検出して閉弁している。閉弁する開閉弁９は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環させない。したがって、冷媒液は、図１３に示すように、ウォーターポンプ１１でもって、水冷エンジン２の冷却水路２ａの内部で循環される。閉弁するサーモスタットの開閉弁９は、エンジンラジエータ４と熱交換器６の両方に冷媒液を循環せず、冷却水路２ａの内部でのみ循環させる。制御回路１６は、冷媒液の温度が低い状態を検出して、バイパス弁５を閉弁している。
さらに、冷却水路２ａの冷媒液の温度が、サーモスタットの開閉弁９を開弁する温度まで上昇されない状態において、エンジンラジエータ４に蓄えられる冷媒液の温度が設定温度よりも高い場合には、制御回路１６は、バイパス弁５と第２の開閉弁１９を開弁し、循環ポンプ１３を運転する。この状態で、エンジンラジエータ４に蓄えられる冷媒液は、図１４に示すように、冷却水路２ａには循環されず、暖気水路８に循環されて熱交換器６を加温し、熱交換器６が組電池１を加温する。エンジンラジエータ４に蓄えられる冷媒液は、大きな熱エネルギーを蓄熱している。したがって、エンジンラジエータ４の冷媒液の温度が組電池１を加温できる温度よりも高い状態では、エンジンラジエータ４の冷媒液を熱交換器６に循環して組電池１を効率よく加温できる。この制御は、水冷エンジン２の冷却水路２ａ内の冷媒液の温度が、組電池１を加温できる温度まで上昇していない状態であっても、極めて有効に組電池１を加温できる。なお、この制御は、エンジンが始動される前に行うことも可能である。
［冷媒液が加温されてサーモスタットの開閉弁９が開弁する状態］
その後、エンジンの廃熱で冷媒液の温度が上昇してサーモスタットの開閉弁９が開弁される。この状態で、制御回路１６は第２の開閉弁１９を閉弁して、バイパス弁５を開弁する。冷媒液は、図１５に示すように、冷却水路２７には循環されず、暖気水路８にのみ循環される。暖気水路８に循環される冷媒液は、熱交換器６を加温し、熱交換器６が組電池１を加温する。
この状態で、冷媒液の温度がさらに高くなって、エンジンがオーバーヒートする状態になると、図１６に示すように、第２の開閉弁１９を開弁して、冷媒液をエンジンラジエータ４で冷却しながら組電池１を加温する。第２の開閉弁１９は、たとえば冷媒液の温度を８０℃〜９０℃に保持するように制御される。組電池１の暖気が終了すると、図１７に示すように、バイパス弁５を閉弁し、第２の開閉弁１９を開弁状態に保持する。この状態で、冷媒液は熱交換器６を加温することなく、バッテリラジエータ４で冷却されて所定の温度に保持される。
その後、エンジンの廃熱で冷媒液の温度が上昇してサーモスタットの開閉弁９が開弁される。この状態で、制御回路１６は第２の開閉弁１９を閉弁して、バイパス弁５を開弁する。冷媒液は、図１５に示すように、冷却水路２７には循環されず、暖気水路８にのみ循環される。暖気水路８に循環される冷媒液は、熱交換器６を加温し、熱交換器６が組電池１を加温する。
この状態で、冷媒液の温度がさらに高くなって、エンジンがオーバーヒートする状態になると、図１６に示すように、第２の開閉弁１９を開弁して、冷媒液をエンジンラジエータ４で冷却しながら組電池１を加温する。第２の開閉弁１９は、たとえば冷媒液の温度を８０℃〜９０℃に保持するように制御される。組電池１の暖気が終了すると、図１７に示すように、バイパス弁５を閉弁し、第２の開閉弁１９を開弁状態に保持する。この状態で、冷媒液は熱交換器６を加温することなく、バッテリラジエータ４で冷却されて所定の温度に保持される。
［組電池１の温度が上昇する状態］
組電池１が充放電されて温度が高くなり、冷却温度まで上昇すると、制御回路１６は組電池１の温度を検出して循環ポンプ１３を運転して、図１８に示すように、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環させる。バッテリラジエータ１４は冷媒液を冷却し、この冷媒液は熱交換器６を介して組電池１を冷却する。組電池１の温度が冷却温度よりも低くなると、循環ポンプ１３の運転が停止される。循環ポンプ１３が運転される状態で、冷媒液の温度が組電池１を冷却できない高い温度にあると、制御回路１６は送風ファン１５を運転して、バッテリラジエータ１４に送風して強制冷却する。この状態は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環してエンジンを設定温度に冷却し、また、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環して、組電池１を設定温度に冷却する。
組電池１が充放電されて温度が高くなり、冷却温度まで上昇すると、制御回路１６は組電池１の温度を検出して循環ポンプ１３を運転して、図１８に示すように、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環させる。バッテリラジエータ１４は冷媒液を冷却し、この冷媒液は熱交換器６を介して組電池１を冷却する。組電池１の温度が冷却温度よりも低くなると、循環ポンプ１３の運転が停止される。循環ポンプ１３が運転される状態で、冷媒液の温度が組電池１を冷却できない高い温度にあると、制御回路１６は送風ファン１５を運転して、バッテリラジエータ１４に送風して強制冷却する。この状態は、冷却水路２ａの冷媒液をエンジンラジエータ４に循環してエンジンを設定温度に冷却し、また、熱交換器６の冷媒液をバッテリラジエータ１４に循環して、組電池１を設定温度に冷却する。
本発明のハイブリッドカーは、水冷エンジン２の冷却水路２ａに循環される冷媒液でもって、低温に冷却された組電池１を加温する。すなわち、水冷エンジン２の大きな廃熱を有効に利用して、寒冷地において、無駄なエネルギーを消費することなく組電池１を速やかに暖気する。
１…組電池
２…水冷エンジン ２ａ…冷却水路
３…モータ
４…エンジンラジエータ
５…バイパス弁
６…熱交換器
７…冷却水路
８…暖気水路
９…開閉弁
１０…ホース
１１…ウォーターポンプ
１２…冷却ファン
１３…循環ポンプ
１４…バッテリラジエータ
１５…送風ファン
１６…制御回路
１７…温度センサ
１８…温度センサ
１９…第２の開閉弁
２１…防水ケース
２２…防水シート
２６…熱交換器
２７…冷却水路
３１…組電池
３２…ケース
３３…循環ファン
３４…熱交換パイプ
３５…放熱フィン
３６…熱交換器
３７…空気ダクト
３８…切換弁
４１…組電池
４２…ケース
４３…循環ファン
４４…熱交換パイプ
４５…放熱フィン
４６…熱交換器
２…水冷エンジン ２ａ…冷却水路
３…モータ
４…エンジンラジエータ
５…バイパス弁
６…熱交換器
７…冷却水路
８…暖気水路
９…開閉弁
１０…ホース
１１…ウォーターポンプ
１２…冷却ファン
１３…循環ポンプ
１４…バッテリラジエータ
１５…送風ファン
１６…制御回路
１７…温度センサ
１８…温度センサ
１９…第２の開閉弁
２１…防水ケース
２２…防水シート
２６…熱交換器
２７…冷却水路
３１…組電池
３２…ケース
３３…循環ファン
３４…熱交換パイプ
３５…放熱フィン
３６…熱交換器
３７…空気ダクト
３８…切換弁
４１…組電池
４２…ケース
４３…循環ファン
４４…熱交換パイプ
４５…放熱フィン
４６…熱交換器
Claims (4)
- 車両を走行させる水冷エンジン及びモータと、冷媒液を冷却するエンジンラジエータ及びバッテリラジエータと、前記モータに電力を供給する組電池と、該組電池と熱結合状態となる熱交換器と、
前記水冷エンジンと前記エンジンラジエータとに冷媒液を循環する第一冷却水路と、前記熱交換器と前記バッテリラジエータとに冷媒液を循環する第二冷却水路とを備え、
さらに、前記第一冷却水路を循環する冷媒液の少なくとも一部を前記第二冷却水路へ流入させ、前記熱交換器へ循環させる流入側流路と、前記第二冷却水路を循環する冷媒液の少なくとも一部を前記第一冷却水路へ流出させ、前記水冷エンジンへ循環させる流出側流路とで構成されるバイパス流路を備え、
前記バイパス流路には、前記第一冷却水路内の冷媒液の前記熱交換器への循環をコントロールするバイパス弁が設けられ、
前記第一冷却水路には、前記バイパス流路と前記第一冷却水路との連結部分よりも前記エンジンラジエータ側に、前記エンジンラジエータへの循環をコントロールする開閉弁が設けられることを特徴とするハイブリッドカー。 - 請求項１記載のハイブリッドカーにおいて、
前記第二冷却水路に連結され、冷媒液を循環させる循環ポンプを備えるハイブリッドカー。 - 請求項１記載のハイブリッドカーにおいて、
前記開閉弁が冷媒液の温度が設定温度になると開弁するサーモスタットであるハイブリッドカー。 - 請求項１記載のハイブリッドカーにおいて、
前記組電池の温度を検出する温度センサと、該温度センサが検出する組電池の温度で前記バイパス弁を制御する制御回路とを備えるハイブリッドカー。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017114298A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 三菱自動車工業株式会社 | 冷却システム |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010133661A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 空調・発電装置 |
| JP4692643B2 (ja) | 2009-01-26 | 2011-06-01 | 株式会社豊田中央研究所 | 二次電池システム及び二次電池システムを備える車両 |
| JP5233795B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッドシステムの制御装置 |
| FR2944236B1 (fr) * | 2009-04-09 | 2012-10-19 | Renault Sas | Dispositif de refroidissement pour vehicule automobile |
| JP5437906B2 (ja) | 2010-05-14 | 2014-03-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 電池の加温装置 |
| KR101144078B1 (ko) | 2010-08-26 | 2012-05-23 | 기아자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 열 관리 시스템 및 방법 |
| KR101593240B1 (ko) * | 2010-12-01 | 2016-02-11 | 현대자동차주식회사 | 자동차 |
| DE102011001923A1 (de) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Hybrid-Kraftfahrzeug |
| JP5802505B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-10-28 | ナブテスコ株式会社 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
| JP5794091B2 (ja) * | 2011-10-11 | 2015-10-14 | 株式会社豊田中央研究所 | 電源システム |
| JP2013095409A (ja) * | 2011-11-07 | 2013-05-20 | Aisin Seiki Co Ltd | バッテリ暖機装置およびバッテリ暖機方法 |
| JP2013113182A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Calsonic Kansei Corp | エンジンの冷却装置及びその冷却方法 |
| FR2987315B1 (fr) * | 2012-02-24 | 2014-03-07 | Valeo Systemes Thermiques | Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle et d'une chaine de traction d'un vehicule. |
| KR101387757B1 (ko) | 2012-08-29 | 2014-04-21 | 삼성중공업 주식회사 | 선박용 스팀 생성 장치 |
| KR102030880B1 (ko) | 2013-04-23 | 2019-10-10 | 가부시키가이샤 티비케이 | 유체 공급장치 |
| JP6079417B2 (ja) * | 2013-05-07 | 2017-02-15 | 株式会社デンソー | 温度調整システム |
| JP5991266B2 (ja) * | 2013-05-24 | 2016-09-14 | 株式会社デンソー | 電池パック |
| JP5842867B2 (ja) * | 2013-06-03 | 2016-01-13 | 株式会社デンソー | 電池冷却装置 |
| JP5776735B2 (ja) * | 2013-07-04 | 2015-09-09 | 株式会社デンソー | 電池温調装置 |
| JP6206255B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2017-10-04 | 株式会社デンソー | 電池パック |
| JP6174555B2 (ja) * | 2014-12-19 | 2017-08-02 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ | 車両用溶融塩電池の暖機装置 |
| JP6496163B2 (ja) | 2015-03-03 | 2019-04-03 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式建設機械 |
| CN106696686B (zh) * | 2015-09-09 | 2019-05-10 | 北京宝沃汽车有限公司 | 电动汽车水循环系统及其控制方法、装置及汽车 |
| JP6587538B2 (ja) | 2015-12-25 | 2019-10-09 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式建設機械 |
| KR102023716B1 (ko) | 2016-03-03 | 2019-09-20 | 주식회사 엘지화학 | 차량용 배터리시스템 |
| CN105946604B (zh) * | 2016-04-28 | 2018-08-17 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 动力电池加热控制方法以及动力电池加热控制系统 |
| JP2017208298A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 株式会社エクセディ | 蓄電池ユニット |
| CN109314445B (zh) | 2016-06-07 | 2021-04-27 | 特斯拉公司 | 电动机转子放电保护 |
| JP6358288B2 (ja) * | 2016-06-14 | 2018-07-18 | マツダ株式会社 | ハイブリッド車の二次電池加温装置 |
| CN106532191B (zh) * | 2016-12-13 | 2019-03-05 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 混合动力汽车的电池温度控制系统、控制方法及控制装置 |
| JP6483654B2 (ja) * | 2016-12-14 | 2019-03-13 | 本田技研工業株式会社 | 車両の冷却装置 |
| JP6743844B2 (ja) * | 2017-07-24 | 2020-08-19 | 株式会社デンソー | 冷却水回路 |
| US10967702B2 (en) | 2017-09-07 | 2021-04-06 | Tesla, Inc. | Optimal source electric vehicle heat pump with extreme temperature heating capability and efficient thermal preconditioning |
| JP6637005B2 (ja) * | 2017-09-25 | 2020-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用冷却システム |
| CN107839432B (zh) * | 2017-11-28 | 2024-02-20 | 中国第一汽车股份有限公司 | 插电式混合动力汽车的整车热管理系统 |
| JP6992615B2 (ja) * | 2018-03-12 | 2022-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の温度制御装置 |
| CN108550952A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-18 | 东风小康汽车有限公司重庆分公司 | 一种混合动力车电池组温度调节系统及混合动力车 |
| WO2020129259A1 (ja) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | 本田技研工業株式会社 | 温度調整回路 |
| CN110444832A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-12 | 太原科技大学 | 一种锂电池恒温装置 |
| CN110861485A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-03-06 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 混合动力车散热器总成、散热系统和方法及混合动力车 |
| JP7377136B2 (ja) * | 2020-03-03 | 2023-11-09 | 本田技研工業株式会社 | バッテリの温度管理システム |
| JP7287315B2 (ja) * | 2020-03-10 | 2023-06-06 | いすゞ自動車株式会社 | バッテリーモジュール、及びバッテリー |
| DE102020204555A1 (de) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | Denso Corporation | Kühlkreislauf mit mehreren Kühltemperaturen für Kraftfahrzeuge und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kühlkreislaufs |
| CN114435115B (zh) * | 2020-11-06 | 2024-03-08 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种混合动力汽车及其热管理系统 |
| CN112389274B (zh) * | 2020-11-24 | 2022-03-25 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种用于车辆的冷却模块及车辆 |
| CN112455214B (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-21 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 散热装置及汽车散热系统 |
| CN113097629B (zh) * | 2021-03-04 | 2023-05-09 | 浙江省天台山天华仪表有限公司 | 一种基于水冷原理的新能源汽车电池散热装置 |
| US11932078B2 (en) | 2021-03-31 | 2024-03-19 | Tesla, Inc. | Electric vehicle heat pump using enhanced valve unit |
| CN113471572B (zh) * | 2021-07-26 | 2023-02-24 | 沈阳理工大学 | 一种电动汽车电池温度维持与自燃应急处理装置 |
| CN115465089B (zh) * | 2022-09-26 | 2024-06-18 | 潍柴动力股份有限公司 | 混合动力车辆的热管理系统控制方法及混合动力车辆 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3817844B2 (ja) * | 1997-07-04 | 2006-09-06 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド型電気自動車の冷却装置 |
| JPH11350956A (ja) * | 1998-06-08 | 1999-12-21 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の冷却装置 |
| JP2006051852A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Fuji Heavy Ind Ltd | ハイブリッド車両の暖房装置 |
| JP2006151091A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用動力源およびこれを搭載した車両 |
-
2007
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017114298A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 三菱自動車工業株式会社 | 冷却システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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