JP5912689B2 - ハイブリッド電気自動車の冷却装置 - Google Patents
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Description
特に各種構成要素はそれぞれ適切な使用温度領域が異なるのが一般的であるため、特許文献1のように、同一の冷却回路で全ての構成要素の冷却を賄うには制御精度に限界がある。
前記制御手段は、前記外気温度検出手段の検出値が第1の所定温度未満のとき、前記切換バルブを接続状態に設定すると共に、前記第1の冷媒ポンプ及び前記第2の冷媒ポンプを共に停止させ、前記外気温度検出手段の検出値が前記第1の所定温度以上であり、かつ前記第1の所定温度より高く設定された第2の所定温度未満のとき、前記切換バルブを接続状態に設定すると共に前記第1の冷媒ポンプを第1の容量に設定し、前記第1の冷媒ポンプを作動させ、前記外気温度検出手段の検出値が前記第2の所定温度以上のとき、前記切換バルブを隔離状態に設定すると共に前記第1の冷媒ポンプを前記第1の容量より少ない第2の容量に設定し、前記第1の冷媒ポンプ及び前記第2の冷媒ポンプを共に作動させることを特徴とする。
一方、切換バルブが隔離状態にあるときは、バイパスバルブを閉状態に制御することによって、バイパス経路への冷媒の流れ込みを禁止する。これにより、第2の冷媒ポンプの作動時に、不用意にバイパス経路に冷媒が流れ込んで冷媒の圧送ロスが生じることを防止することができる。
外気温度が所定温度以上になることにより比較的高温になると、外気との熱交換によって冷媒を冷却する第2の冷却器の冷却性能が低下する。そこで、第1の冷却器を作動させることによって第2の冷却器による冷却性能を補填し、高温時においてもバッテリ及びインバータの温度管理を良好に維持することができる。特に、第1の冷却器を空調冷媒と第1の冷却回路を流れる冷媒とを熱交換するチラーとして構成することによって、高温時においてもバッテリを良好に冷却することができる。
第1の冷媒ポンプは切換バルブが接続状態である場合に、第1の冷却回路及び第2の冷却回路が接続されてなる大きな冷却回路において冷媒を循環させる必要がある。そのため、切換バルブが隔離状態である場合に作動する第1の冷媒ポンプの容量を第2の冷却回路に比べて大きく設定することが好ましい。
尚、より好ましくは2つの冷媒ポンプのうち少なくとも第1の冷媒ポンプは容量が可変型であるとよく、切換バルブの状態切換動作に伴って容量を調整するとよい。
第1の冷却器7は、ハイブリッド電気自動車に搭載された空調装置(不図示)内を循環する空調冷媒と第1の冷却回路4を流れる冷媒とを熱交換するチラーとして構成されている。具体的には、ハイブリッド電気自動車に搭載されたカーエアコンに使用されているフロンなどの空調冷媒を、空調用の冷媒回路から分岐して、チラーである第1の冷却器7に供給するようにするとよい。
このように第1の冷却器7では、第1の冷却回路4を流れる冷媒と空調冷媒との間で熱交換を行うことによって、後述する第2の冷却器に比べて良好な冷却性能を有している。特に、夏場のように外気温が高い環境下においても、その性能を維持できる。
第2の冷却器9は外気との熱交換によって第2の冷却回路5を流れる冷媒を冷却する。具体的には、第2の冷却器9はラジエータであるとよい。この場合、エンジン等の冷却水はバッテリ2やインバータ3の冷却水として使用するには温度が高すぎる傾向があるため、エンジン等の冷却水を冷却するラジエータとは独立して構成するとよい。
コントロールユニット15は制御に必要な情報を予め記憶したメモリ等の記憶手段(不図示)を内蔵している。コントロールユニット15は必要に応じて内蔵された記憶手段にアクセスすることにより、必要な情報を読み出し、温度センサ11等から取得した情報と併せて制御を実行する。
尚、コントロールユニット15は、エンジンを制御するECUなどと兼用して構成されていてもよい。
尚、図4及び図5では、それぞれ冷媒の流路を太線で示している。
尚、冷却停止状態においては、チラーである第1の冷却器7も「OFF」にしておくことによって、無駄な電力消費を防止している。
2 バッテリ
3 インバータ
4 第1の冷却回路
5 第2の冷却回路
6 第1の冷媒ポンプ
7 第1の冷却器
8 第2の冷媒ポンプ
9 第2の冷却器
10 切換バルブ
11 温度センサ
12 バイパス経路
13 バイパスバルブ
14 逆止弁
15 コントロールユニット
Claims (4)
- ハイブリッド電気自動車に搭載された駆動源であるモータの電力を蓄電するバッテリと、該バッテリの電力を変換するインバータとを冷却するハイブリッド電気自動車の冷却装置であって、
前記バッテリに冷媒を供給する第1の冷媒ポンプ、及び、前記バッテリと前記第1の冷媒ポンプとの間に設けられる第1の冷却器を備えてなる第1の冷却回路と、
前記インバータに冷媒を供給する第2の冷媒ポンプ、及び、前記インバータと前記第2の冷媒ポンプとの間に設けられ、外気との熱交換によって冷媒を冷却する第2の冷却器を備えてなる第2の冷却回路と、
前記第1の冷却回路及び前記第2の冷却回路間に設けられ、前記第1の冷却回路及び前記第2の冷却回路が同一回路となるように接続する接続状態と、前記第1の冷却回路及び前記第2の冷却回路が独立回路となるように隔離する隔離状態とを切り換える切換バルブと、
外気温を検出する外気温度検出手段と、
前記第1の冷媒ポンプ及び前記第2の冷媒ポンプの動作、並びに、前記切換バルブの切換動作を制御する制御手段と
を備え、
前記第1の冷媒ポンプは、前記制御手段によって容量が可変に構成されており、
前記制御手段は、前記外気温度検出手段の検出値が第1の所定温度未満のとき、前記切換バルブを接続状態に設定すると共に、前記第1の冷媒ポンプ及び前記第2の冷媒ポンプを共に停止させ、前記外気温度検出手段の検出値が前記第1の所定温度以上であり、かつ前記第1の所定温度より高く設定された第2の所定温度未満のとき、前記切換バルブを接続状態に設定すると共に前記第1の冷媒ポンプを第1の容量に設定し、前記第1の冷媒ポンプを作動させ、前記外気温度検出手段の検出値が前記第2の所定温度以上のとき、前記切換バルブを隔離状態に設定すると共に前記第1の冷媒ポンプを前記第1の容量より少ない第2の容量に設定し、前記第1の冷媒ポンプ及び前記第2の冷媒ポンプを共に作動させることを特徴とするハイブリッド電気自動車の冷却装置。 - 前記第2の冷却回路は前記第2の冷媒ポンプを迂回するバイパス経路と、
該バイパス経路への冷媒の流入を制御するバイパスバルブと
を備えており、
前記制御手段は前記切換バルブが接続状態にあるとき、前記バイパス経路に冷媒を導くように開制御し、前記切換バルブが隔離状態にあるとき、前記バイパス経路への冷媒の流入を禁止するように閉制御することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の冷却装置。 - 前記第1の冷却器は前記ハイブリッド電気自動車に搭載された空調装置内を循環する空調冷媒と前記第1の冷却回路を流れる冷媒とを熱交換するチラーとして構成されており、
前記制御手段は前記外気温度検出手段の検出値が前記第2の所定温度以上のとき、前記チラーを作動させることを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド電気自動車の冷却装置。 - 前記第1の冷媒ポンプは前記第2の冷媒ポンプに比べて圧送容量が大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド電気自動車の冷却装置。
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