JP6015184B2 - 車両用熱管理システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられる熱管理システムに関する。

従来、特許文献１には、電気自動車のモータジェネレータ、インバータ、バッテリおよび車室を冷却する熱制御装置が記載されている。

この従来技術の熱制御装置は、モータジェネレータおよびインバータの冷却に用いられる冷却水を循環させる冷却回路と、バッテリおよび車室の冷却に用いられる冷却水を循環させる第１循環回路と、室外熱交換器を通過して外気との間で熱交換が行われる冷却水を循環させる第２循環回路とを備えている。

さらに熱制御装置は、冷却回路と第１循環回路との断接を行う第１バルブ、冷却回路を第１循環回路及び第２循環回路のいずれかに接続する第２バルブ、及び冷却回路と第２循環回路との断接を行う第３バルブを備え、それら各バルブの制御を通じて冷却回路の接続先を第１循環回路と第２循環回路との間で切り換えるようにしている。

第２循環回路を循環する冷却水と第１循環回路を循環する冷却水との間では、熱移動装置による熱の移動を行うことが可能となっている。この熱移動装置は、第１循環回路の冷却水と第２循環回路の冷却水との間で、低温の冷却水から高温の冷却水への熱の移動を行う。

そして、第１循環回路の冷却水の熱を熱移動装置によって第２循環回路の冷却水へ移動させ、第２循環回路の冷却水の熱を室外熱交換器で外気に放熱することによって、バッテリおよび車室を冷却することができる。

また、冷却回路を第１〜第３バルブで第１循環回路または第２循環回路に接続して、冷却回路の冷却水の熱を第２循環回路の室外熱交換器で外気に放熱することによって、モータジェネレータおよびインバータを冷却することができる。

特開２０１１−１２１５５１号公報

上記従来技術によると、モータジェネレータ、インバータ、バッテリおよび車室といった複数個の冷却対象機器を冷却する冷却システムにおいて、室外熱交換器が１つだけで済むという利点があるものの、全体の回路構成が複雑になるという問題がある。この問題は、冷却対象機器の個数が多くなるほど顕著になる。

例えば、モータジェネレータ、インバータ、バッテリの他にも冷却を必要とする冷却対象機器としてＥＧＲクーラやインタークーラなどがあり、それらの冷却対象機器は、要求される冷却温度が互いに異なる。

そのため、各冷却対象機器を適切に冷却すべく各冷却対象機器に循環する冷却水（熱媒体）を切り替え可能にしようにすると、冷却対象機器の個数に応じて循環回路（流路）の個数が増え、それに伴って各循環回路と冷却回路との断接を行うバルブの個数も増えるので、各循環回路と冷却回路との接続構成が非常に複雑になってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、多数本の流路に循環する熱媒体を切り替えることのできる車両用熱管理システムの構成を簡素化することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１〜５、９〜１１に記載の発明では、
熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項１に記載の発明では、
多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１１、１３、１８）に配置され、熱媒体と熱交換を行う複数個の熱交換器（２６、２７、３５）と、
多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１２、１７、１９、２０）に配置され、冷却および加熱のうち少なくとも一方を行う必要のある複数個の熱交換対象機器（３１、３４、３７、４０）とを備え、
複数個の熱交換対象機器（３１、３４、３７、４０）のうち１つの熱交換対象機器と、複数個の熱交換器（２６、２７、３５）のうち１つの熱交換器とが連通している状態において、１つの熱交換器の熱媒体流れ下流側における熱媒体の温度が１つの熱交換対象機器の許容温度を上回る場合または上回ることが予測される場合、１つの熱交換対象機器と、複数個の熱交換器（２６、２７、３５）のうち熱媒体流れ下流側における熱媒体の温度が１つの熱交換対象機器の許容温度を下回る熱交換器とが連通するように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、
冷凍サイクル（４１）の低圧冷媒と熱媒体とを熱交換させることによって熱媒体を冷却するチラー（３５）と、
冷凍サイクル（４１）の高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させることによって熱媒体を加熱するコンデンサ（３７）と、
熱媒体と車室外空気とを熱交換するラジエータ（２７）とを備え、
チラー（３５）、コンデンサ（３７）およびラジエータ（２７）は、多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１３、１８、１９）に配置され、
チラー（３５）とラジエータ（２７）とが連通するように第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動する外気吸熱モードと、
コンデンサ（３７）とラジエータ（２７）とが連通するように第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動する放熱モードとを切り替えるように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、
冷凍サイクル（４１）の低圧冷媒と熱媒体とを熱交換させることによって熱媒体を冷却するチラー（３５）と、
冷凍サイクル（４１）の高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させることによって熱媒体を加熱するコンデンサ（３７）と、
熱媒体と車室外空気とを熱交換するラジエータ（２７）と、
熱媒体と車室内への送風空気とを熱交換するヒータコア（３８）と、
冷却を必要とする熱交換対象機器（３４）とを備え、
チラー（３５）、コンデンサ（３７）、ラジエータ（２７）、ヒータコア（３８）および熱交換対象機器（３４）は、多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１３、１７、１８、１９）に配置され、
複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２４）、ラジエータ（２７）、熱交換対象機器（３４）およびチラー（３５）を含み、熱媒体がラジエータ（２７）、熱交換対象機器（３４）、チラー（３５）の順番に循環する第１熱媒体回路と、複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも他の１つのポンプ（２５）およびコンデンサ（３７）を含む第２熱媒体回路とが形成されるように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、
熱媒体と車室外空気とを熱交換する第１ラジエータ（２６）および第２ラジエータ（２７）を備え、
多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（１２）には、エンジン（３１）と連通しているエンジン系流路（３１ａ）が配置され、
多数本の流路（１１〜２０）のうち他の１つの流路（１１）には、第１ラジエータ（２６）が配置され、
多数本の流路（１１〜２０）のうちさらに他の１つの流路（１３）には、第２ラジエータ（２７）が配置され、
エンジン系流路（３１ａ）における熱媒体の温度が所定温度以下であると推定または検知される場合、第１ラジエータ（２６）と第２ラジエータ（２７）とが連通するように第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項５に記載の発明では、
空気と熱媒体とを熱交換させる空気熱媒体熱交換器（２７）と、
冷却および加熱のうち少なくとも一方を行う必要のある熱交換対象機器（３２、３３、３７）とを備え、
多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（１２）には、エンジン（３１）と連通しているエンジン系流路（３１ａ）が配置され、
多数本の流路（１１〜２０）のうち他の１つの流路（１３）には、空気熱媒体熱交換器（２７）が配置され、
多数本の流路（１１〜２０）のうちさらに他の少なくとも１つの流路（１５、１６、１９）には、熱交換対象機器（３２、３３、３７）が配置され、
エンジン（３１）が所定温度以上になっていると推定または検知される場合、複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２４）によって、熱交換対象機器（３２、３３、３７）と空気熱媒体熱交換器（２７）との間で熱媒体が循環され、かつ熱交換対象機器（３２、３３、３７）が配置された流路（１５、１６、１９）とエンジン系流路（３１ａ）とが非連通状態となるように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項９に記載の発明では、
熱媒体を加熱する熱媒体加熱手段（３７）を備え、
多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（２０）には、電池（４０）を冷却するための電池冷却用流路（４０ａ）が配置され、
多数本の流路（１１〜２０）のうち他の少なくとも１つの流路（１７）には、熱媒体加熱手段（３７）が配置され、
電池（４０）が所定温度未満になっていると推定もしくは検知される場合、または電池（４０）を加熱する必要がある場合、複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２５）によって、電池冷却用流路（４０ａ）と熱媒体加熱手段（３７）との間で熱媒体が循環されるように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明では、
熱媒体を冷却する熱媒体冷却手段（３５）を備え、
多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（２０）には、電池（４０）を冷却するための電池冷却用流路（４０ａ）が配置され、
多数本の流路（１１〜２０）のうち他の少なくとも１つの流路（１７）には、熱媒体冷却手段（３５）が配置され、
電池（４０）が所定温度以上になっていると推定もしくは検知される場合、電池（４０）の所定熱量以上の発熱状態にあると推定もしくは検知される場合、または電池（４０）を冷却する必要がある場合、複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２５）によって、電池冷却用流路（４０ａ）と熱媒体冷却手段（３５）との間で熱媒体が循環されるように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。
請求項１１に記載の発明では、
電池（４０）における複数部位の温度を検出する電池温度検出手段（６６）を備え、
多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（２０）には、電池（４０）を冷却するための電池冷却用流路（４０ａ）が配置され、
電池温度検出手段（６６）が検出した複数部位の温度のうち一部の部位の温度が所定温度範囲から外れている場合、電池冷却用流路（４０ａ）が配置された流路（２０）と、ポンプ（２３、２４、２５）が配置された複数本の流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路（１３、１４）とが連通するように、第１切替手段（２１）および第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする。

これにより、第１切替手段（２１）と第２切替手段（２２）との間に多数本の流路（１１〜２０）を並列に接続するという簡素な構成によって、多数本の流路（１１〜２０）に循環する熱媒体を切り替えることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 図１のリザーブタンクを示す模式的な断面図である。 図１の第１切替弁を示す斜視図である。 図３の第１切替弁の模式的な断面図である。 図３の第１切替弁の模式的な断面図である。 図３の第１切替弁の模式的な断面図である。 図３の第１切替弁の模式的な断面図である。 図１の車両用熱管理システムにおける電気制御部を示すブロック図である。 図１の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 図１４の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１４の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１４の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図１４の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 第３実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 第４実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 図２０の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図２０の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 図２０の車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 第５実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。図１に示す車両用熱管理システム１０は、車両が備える各種熱交換対象機器（冷却または加熱を要する機器）を適切な温度に冷却するために用いられる。

本実施形態では、熱管理システム１０を、エンジン（内燃機関）および走行用モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。

本実施形態のハイブリッド自動車は、車両の走行負荷や電池の蓄電残量等に応じてエンジンを作動あるいは停止させて、エンジンおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態（ＨＶ走行）や、エンジン１０を停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態（ＥＶ走行）等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動源としてエンジンのみを有する車両と比較して燃費を向上させることができる。

本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（車載バッテリ）に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用モータのみならず、冷却システムを構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。

図１に示すように、熱管理システム１０は、多数本の流路１１〜２０、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第１〜第３ポンプ２３〜２５（複数個のポンプ）、および第１、第２ラジエータ２６、２７（複数個のラジエータ）を備えている。

多数本の流路１１〜２０は、冷却水が流れる冷却水流路である。冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンまたはナノ流体を含む液体が用いられている。

多数本の流路１１〜２０は、一端側が第１切替弁２１に互いに並列に接続され、他端側が第２切替弁２２に互いに並列に接続されている。

第１切替弁２１は、冷却水が流入出する１１個の流入出口２１ａ〜２１ｋを有している。第１切替弁２１は、各流入出口２１ａ〜２１ｋ同士の連通状態を切り替える第１切替手段である。

第１切替弁２１の流入出口２１ａ〜２１ｋには、多数本の流路１１〜２０および第１バイパス流路２８の一端側が接続されている。第１バイパス流路２８の他端側は流路１１の中間部に接続されている。

第２切替弁２２も、冷却水が流入出する１１個の流入出口２２ａ〜２２ｋを有している。第２切替弁２２は、各流入出口２２ａ〜２２ｋ同士の連通状態を切り替える第２切替手段である。

第２切替弁２２の流入出口２２ａ〜２２ｋには、多数本の流路１１〜２０および第２バイパス流路２９の一端側が接続されている。第２バイパス流路２９の他端側は流路１３の中間部に接続されている。

第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および第３ポンプ２５は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および第３ポンプ２５は、流路１２〜１４（ポンプ配置流路）に配置されている。より具体的には、第１ポンプ２３は流路１２に配置され、第２ポンプ２４は流路１３に配置され、第３ポンプ２５は流路１４に配置されている。

第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および第３ポンプ２５はいずれも、冷却水を第２切替弁２２側から吸入して第１切替弁２１側に吐出するように配置されている。

本例では、第１ポンプ２３の冷却水圧送能力（冷却水吐出流量）は、第２ポンプ２４および第３ポンプ２５の冷却水圧送能力（冷却水吐出流量）よりも大きくなっている。

第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７は、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱器（空気熱媒体熱交換器）である。

第１ラジエータ２６は、流路１１のうち第１バイパス流路２８との接続部よりも第１切替弁２１側の部位に配置されている。第２ラジエータ２６は、流路１３のうち第２ポンプ２４よりも第２切替弁２２側の部位に配置されている。

図示を省略しているが、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７は車両の最前部に配置されている。第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７は、外気の流れ方向に互いに直列に配置されており、第１ラジエータ２６が第２ラジエータ２７よりも外気流れ下流側に配置されている。

第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７への外気の送風は室外送風機(図示せず)によって行われる。車両の走行時には第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７に走行風が当たるようになっている。

流路１２には、エンジン３１の内部に形成されたエンジン系流路３１ａが配置されている。エンジン系流路３１ａに冷却水が流れることによってエンジン３１が冷却される。エンジン系流路３１ａは、エンジン３１を冷却するためのエンジン冷却用熱交換器に形成された流路であってもよい。

流路１５には、熱交換対象機器であるインタークーラ３２が配置されている。インタークーラ３２は、エンジン３１の吸入空気（以下、吸気と言う。）を過給するターボチャージャ（過給機）で圧縮されて高温になった過給吸気と冷却水とを熱交換して過給吸気を冷却する吸気冷却器（吸気熱媒体熱交換器）である。過給吸気は例えば３０℃程度まで冷却されるのが好ましい。

流路１６には、熱交換対象機器であるＥＧＲクーラ３３が配置されている。ＥＧＲクーラ３３は、エンジン３１の吸気側に戻されるエンジン排気ガス（以下、排気と言う。）と冷却水とを熱交換して排気を冷却する排気冷却水熱交換器（排気熱媒体熱交換器）である。

流路１７には、熱交換対象機器であるインバータ３４の内部に形成されたインバータ用流路３４ａが配置されている。インバータ３４は、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力する電力変換装置であり、パワーコントロールユニットを構成している。

パワーコントロールユニットは、走行用モータを駆動させるために電池の出力を制御する部品であり、インバータ３４の他にも、電池の電圧を上げる昇圧コンバータ等を有している。インバータ３４は、内部の半導体素子の熱害や劣化防止等の理由から６５℃以下の温度に維持されるのが好ましい。

インバータ用流路３４ａに冷却水が流れることによって、インバータ３４が冷却される。インバータ用流路３４ａは、インバータ３４を冷却するためのインバータ冷却用熱交換器に形成された流路であってもよい。

流路１８には、チラー３５およびクーラコア３６が互いに直列に配置されている。チラー３５は、冷凍サイクル４１の低圧冷媒（低温冷媒）と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を冷却する冷却水冷却用熱交換器（熱媒体冷却手段）である。クーラコア３６は、チラー３５で冷却された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器（空気熱媒体熱交換器）である。

流路１９には、熱交換対象機器であるコンデンサ３７およびヒータコア３８が互いに直列に配置されている。コンデンサ３７は、冷凍サイクル４１の高圧冷媒（高温冷媒）と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を加熱する冷却水加熱用熱交換器（熱媒体加熱手段）である。ヒータコア３８は、コンデンサ３７で冷却された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器（空気熱媒体熱交換器）である。

図示を省略しているが、クーラコア３６およびヒータコア３８は、室内空調ユニットの内部に形成された空気通路に配置されている。具体的には、室内空調ユニット内の空気通路において、ヒータコア３８がクーラコア３６よりも空気流れ下流側に配置されている。

流路２０には、熱交換対象機器であるスーパーサブクールコア３９と、熱交換対象機器である電池４０の内部に形成された電池用流路４０ａとが互いに直列に配置されている。スーパーサブクールコア３９は、コンデンサ３７で冷却された冷媒と冷却水とを熱交換することによって冷媒を更に冷却して冷媒の過冷却度を高める冷媒過冷却用熱交換器（冷媒熱媒体熱交換器）である。

電池４０は、出力低下、充電効率低下および劣化防止等の理由から１０〜４０℃程度の温度に維持されるのが好ましい。電池用流路４０ａに冷却水が流れることによって、電池４０が冷却される。電池用流路４０ａは、冷却水（熱媒体）と空気とが熱交換し、その空気が電池４０に導風されることによって電池４０を冷却または加熱するような電池冷却用熱交換器に形成された流路であってもよい。

冷凍サイクル４１は、蒸気圧縮式冷凍機である。本例では、冷凍サイクル４１の冷媒としてフロン系冷媒が用いられているので、冷凍サイクル４１は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。

冷凍サイクル４１は、低圧側熱交換器であるチラー３５、高圧側熱交換器であるコンデンサ３７および冷媒過冷却用熱交換器であるスーパーサブクールコア３９の他、圧縮機４２、第１膨張弁４３および第２膨張弁４４を有している。

圧縮機４２は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、気相冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機４２は、プーリー、ベルト等を介してエンジンにより回転駆動されるようになっていてもよい。圧縮機４２から吐出された高温高圧の気相冷媒は、コンデンサ３７で冷却水と熱交換することによって吸熱されて凝縮する。

第１膨張弁４３は、コンデンサ３７で凝縮された液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。第１膨張弁４３で減圧膨張された冷媒は、スーパーサブクールコア３９で冷却水と熱交換することによって冷却される。

第２膨張弁４４は、スーパーサブクールコア３９で冷却された液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。第２膨張弁４４で減圧膨張された冷媒は、チラー３５で冷却水と熱交換することによって冷却水から吸熱して蒸発する。チラー３５で蒸発した気相冷媒は圧縮機４２に吸入されて圧縮される。

チラー３５では冷凍サイクル４１の低圧冷媒によって冷却水を冷却するので、外気によって冷却水を冷却する第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７と比較して冷却水を低い温度まで冷却することが可能である。

具体的には、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却することができないのに対し、チラー３５では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却することが可能である。

流路１１、１２にはリザーブタンク４５が接続されている。流路１３、１４にはそれぞれリザーブタンク４６、４７が直列に接続されている。

リザーブタンク４５、４６、４７は、冷却水を貯留する密閉式の容器（熱媒体貯留手段）である。リザーブタンク４５〜４７に余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。

リザーブタンク４５〜４７を密閉式とすることによって、第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および第３ポンプ２５の揚程が大幅に異なるような作動状態においてもリザーブタンク４５〜４７内の液面変動を最小限に留める作用が得られる。

リザーブタンク４５〜４７は、冷却水中に混入した気泡を気液分離する機能を有している。リザーブタンク４５〜４７は、冷却水の温度変化に伴う膨張収縮による圧力の異常上昇・低下に対して適切な圧力を保持する機能を有している。

リザーブタンク４５〜４７の構造は基本的に互いに同一である。したがって、図２にリザーブタンク４５の具体的構造を示し、図２の括弧内にリザーブタンク４６、４７に対応する符号を付してリザーブタンク４６、４７の具体的構造の図示を省略する。

リザーブタンク４５の本体部４５１の開口部を塞ぐ蓋部材４５２に、逆止弁４５３および加圧弁４５４が設けられている。

逆止弁４５３は、タンク内圧力が大気圧以下になると開弁する。加圧弁４５４は、タンク内圧力が大気圧以上の設定圧になると開弁する。これにより、タンク内圧力を大気圧以上、設定圧以下に維持することができる。

リザーブタンク４５の本体部４５１の内部には、タンク内空間を入口側空間４５１ａと出口側空間４５１ｂとに仕切る隔壁４５１ｃが形成されている。隔壁４５１ｃにより、リザーブタンク４５〜４７の気液分離機能を向上させることができる。図２の例では、本体部４５１の開口部は、出口側空間４５１ｂ側に形成されている。

隔壁４５１ｃの下部および上部には、入口側空間４５１ａと出口側空間４５１ｂとを連通させる連通孔４５１ｄ、４５１ｅが形成されている。隔壁４５１ｃの下部に形成された連通孔４５１ｄは、入口側空間４５１ａから出口側空間４５１ｂ側へ冷却水が流通する孔である。隔壁４５１ｃの上部に形成された連通孔４５１ｅは、入口側空間４５１ａと出口側空間４５１ｂとの間で空気が流通する孔である。

リザーブタンク４６、４７の本体部４６１、４７１の開口部を塞ぐ蓋部材４６２、４７２にも逆止弁４６３、４７３および加圧弁４６４、４７４が設けられている。リザーブタンク４６、４７の本体部４６１、４７１も、隔壁４６１ｃ、４７１ｃにより入口側空間４６１ａ、４７１ａと出口側空間４６１ｂ、４７１ｂとに仕切られており、隔壁４６１ｃ、４７１ｃの下部および上部に連通孔４６１ｄ、４６１ｅ、４７１ｄ、４７１ｅが形成されている。

次に、第１切替弁２１および第２切替弁２２の詳細を図３〜図６に基づいて説明する。第１切替弁２１および第２切替弁２２の構造は基本的に互いに同一である。したがって、図３〜図６に第１切替弁２１の具体的構造を示し、図３〜図６の括弧内に第２切替弁２２に対応する符号を付して第２切替弁２２の具体的構造の図示を省略する。

図３に示すように、第１切替弁２１は、多数個の構成体５１同士が複数個の連結部５２、５３、５４で連結されることによって構成された多方弁である。構成体５１の個数は、第１切替弁２１の流入出口２１ａ〜２１ｋと同数の１１個になっており、各構成体５１に流入出口２１ａ〜２１ｋが形成されている。連結部５２、５３、５４は配管部材で構成されている。

各構成体５１の構造は互いに同一であるので、図４に、流入出口２１ａに対応する構成体５１の具体的構造を示し、他の流入出口２１ｂ〜２１ｋに対応する構成体５１の具体的構造の図示および説明を省略する。

構成体５１は、ボデー５１１と弁体５１２とを有している。ボデー５１１は、冷却水が流入出する第１〜第４ポート５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ（多数個のポート）が形成されたポート形成部材である。

第２〜第４ポート５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄは連結部５２、５３、５４に接続されている。より具体的には、第２ポート５１１ｂは連結部５２に接続され、第３ポート５１１ｃは連結部５３に接続され、第４ポート５１１ｄは連結部５４に接続されている。

ボデー５１１には、弁体収容空間５１１ｅが形成されている。弁体収容空間５１１ｅは、弁体５１２が収容される空間であり、ボデー５１１の内部に円柱状に形成されている。

弁体収容空間５１１ｅは、第１ポート５１１ａを介して流入出口２１ａと連通している。弁体収容空間５１１ｅに対する第１ポート５１１ａの連通方向は、弁体収容空間５１１ｅの中心軸方向（図４の紙面垂直方向）と平行になっている。

弁体収容空間５１１ｅは、第２ポート５１１ｂを介して連結部５２内の連通流路５２ａと連通し、第３ポート５１１ｃを介して連結部５３内の連通流路５３ａと連通し、第４ポート５１１ｄを介して連結部５４内の連通流路５４ａと連通している。弁体収容空間５１１ｅに対する第２〜第４ポート５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄの連通方向は、弁体収容空間５１１ｅの径方向と略平行になっている。

弁体５１２は、第２ポート５１１ｂ、第３ポート５１１ｃおよび第４ポート５１１ｄを開閉する。本例では、弁体５１２は、円弧板状に形成されたロータリバルブであり、弁体５１２が弁体収容空間５１１ｅの中心軸周りに回転操作されることによって、第２ポート５１１ｂ、第３ポート５１１ｃおよび第４ポート５１１ｄが開閉される。

弁体５１２が図４に示す位置に回転操作された場合、第３ポート５１１ｃおよび第４ポート５１１ｄが閉塞され、第２ポート５１１ｂが開放される。したがって、流入出口２１ａと連結部５２内の連通流路５２ａとの間で冷却水が流通する。

弁体５１２が図５に示す位置に回転操作された場合、第２ポート５１１ｂおよび第４ポート５１１ｄが閉塞され、第３ポート５１１ｃが開放される。したがって、流入出口２１ａと連結部５３内の連通流路５３ａとの間で冷却水が流通する。

弁体５１２が図６に示す位置に回転操作された場合、第２ポート５１１ｂおよび第３ポート５１１ｃが閉塞され、第４ポート５１１ｄが開放される。したがって、流入出口２１ａと連結部５４内の連通流路５４ａとの間で冷却水が流通する。

弁体５１２が図７に示す位置に回転操作された場合、第２ポート５１１ｂ、第３ポート５１１ｃおよび第４ポート５１１ｄが閉塞される。したがって、流入出口２１ａと連結部５２、５３、５４内の連通流路５２ａ、５３ａ、５４ａとの間で冷却水が流通しない。

このような弁体５１２の回転操作を、各流入出口２１ａ〜２１ｋに対応する各構成体５１について行うことによって、各流入出口２１ａ〜２１ｋ同士を選択的に連通させることができる。

本例では、各構成体５１同士を連結する連結部５２、５３、５４の個数が３個であるので、各流入出口２１ａ〜２１ｋ同士を選択的に連通させることによって最大３系統の流路を形成することができる。

各構成体５１の弁体５１２は電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。電動アクチュエータの個数は、構成体５１の個数と同数であってもよいし、構成体５１の個数よりも少なくてもよい。電動アクチュエータの個数を構成体５１の個数よりも少なくする場合、電動アクチュエータと複数個の弁体５１２とをリンク機構で連結して複数個の弁体５１２を連動駆動すればよい。

本例では、図１に模式的に示すように、第１、第２切替弁２１、２２における連通流路５２ａ、５３ａ、５４ａのうち、流入出口２１ａに対応する部位から流入出口２１ｂに対応する部位までの径が、流入出口２１ｃ〜２１ｋに対応する部位の径よりも大きくなっている。これにより、流入出口２１ａと流入出口２１ｂとの間に大流量の冷却水を流すことができる。

次に、熱管理システム１０の電気制御部を図６に基づいて説明する。制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された第１ポンプ２３、第２ポンプ２４、第３ポンプ２５、圧縮機４２、第１切替弁２１の電動アクチュエータ５６、および第２切替弁２２の電動アクチュエータ５７等の作動を制御する制御手段である。

制御装置６０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

本実施形態では、特に第１切替弁２１の電動アクチュエータ５６および第２切替弁２２の電動アクチュエータ５７の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を切替弁制御手段５０ａとする。もちろん、切替弁制御手段５０ａを制御装置６０に対して別体で構成してもよい。

制御装置６０の入力側には、内気センサ６１、外気センサ６２、日射センサ６３、湿度センサ６４、エンジン水温センサ６５および電池監視ユニット６６等の検出信号が入力される。

内気センサ６１は、内気温（車室内温度）を検出する検出手段（内気温度検出手段）である。外気センサ６２は、外気温を検出する検出手段（外気温度検出手段）である。日射センサ６３は、車室内の日射量を検出する検出手段（日射量検出手段）である。湿度センサ６４は、車室内の湿度を検出する検出手段（湿度検出手段）である。

エンジン水温センサ６５は、エンジン系流路３１ａにおける冷却水の温度を検出する検出手段（エンジン温度検出手段）である。エンジン水温センサ６５は、エンジン系流路３１ａ通過後の冷却水の温度を検出するようになっていてもよい。

電池監視ユニット６６は、電池４０における複数部位の温度を検出する電池温度検出手段である。より具体的には、電池監視ユニット６６は、電池４０を構成する各セルの温度等を検出する。

制御装置６０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル６８に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル６８に設けられた各種空調操作スイッチとしては、エアコンスイッチ、オートスイッチ、風量設定スイッチ、車室内温度設定スイッチ等が設けられている。

エアコンスイッチは、空調（冷房または暖房）の作動・停止（オン・オフ）を切り替えるスイッチである。オートスイッチは、空調の自動制御を設定または解除するスイッチである。風量設定スイッチは、室内送風機の風量を設定するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、乗員の操作によって車室内目標温度を設定する目標温度設定手段である。

次に、上記構成における作動を説明する。制御装置６０が第１切替弁２１用の電動アクチュエータ５６および第２切替弁２２の電動アクチュエータ５７の作動を制御することによって、図９〜図１３に示す作動モードに切り替えられる。

図９に示す作動モードは、例えばエンジン３１が所定温度以上になっていると推定または検知される場合に実施される。エンジン３１が所定温度以上になっているか否かの判定は、例えばエンジン水温センサ６５の検出温度に基づいて判定することができる。

この作動モードでは、流路１１、１２が互いに連通し、流路１３、１５、１６、１９が互いに連通し、流路１４、１７、１８、２０が互いに連通し、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路２９が遮断されるように第１切替弁２１および第２切替弁２２が切り替えられる。これにより、図９の太実線に示す第１冷却水循環回路（高温冷却水回路）と、図９の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路（中温冷却水回路）と、図９の太二点鎖線に示す第３冷却水循環回路（低温冷却水回路）とが形成される。

第１冷却水循環回路では、エンジン３１と第１ラジエータ２６との間で冷却水が循環するので、エンジン３１の廃熱を第１ラジエータ２６で放熱することによってエンジン３１を冷却できる。

第２冷却水循環回路では、第２ラジエータ２７、インタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３およびコンデンサ３７の間で冷却水が循環するので、インタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３およびコンデンサ３７の廃熱を第２ラジエータ２７およびヒータコア３８で放熱することによってインタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３およびコンデンサ３７を冷却できる。

このように、コンデンサ３７の廃熱を第２ラジエータ２７で放熱するので、図９に示す作動モードを放熱モードと表現することができる。

ＥＧＲクーラ３２が第２冷却水循環回路に接続されている状態は、例えばエンジン３１が高負荷状態にある場合であり、エンジン負荷が低い場合には第１冷却水循環回路側に接続することで、第２冷却水循環回路の水温をより低く保つようする。

第２冷却水循環回路はエンジン３１から切り離された回路であるので、インタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３およびコンデンサ３７をエンジン３１の水温よりも低く保つことが可能になる。

第３冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水がインバータ３４、クーラコア３６、スーパーサブクールコア３９および電池４０を流れるので、インバータ３４、クーラコア３６、スーパーサブクールコア３９および電池４０を外気温よりも低い温度まで冷却できる。

したがって、電池４０が所定温度以上になっていると推定もしくは検知される場合、電池４０の所定熱量以上の発熱状態にあると推定もしくは検知される場合、または電池４０を冷却する必要がある場合、図９に示す作動モードを実施すれば、電池４０を効果的に冷却できる。

エンジン３１が所定温度以下になっていると推定または検知される場合（例えばエンジン３１が停止している場合）、図９に示す作動モードに対して、流路１１の接続先を第２冷却水循環回路に切り替えて第１ラジエータ２６と第２ラジエータ２７とを連通させれば、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７の両方を利用して第２冷却水循環回路における放熱能力を向上させることができる。このため、圧縮機４２の駆動動力や室外送風機の駆動動力を低減できるので、車両の省燃費化が可能になる。

電池４０が所定温度未満になっていると推定もしくは検知される場合、または電池４０を加熱する必要がある場合、図９に示す作動モードに対して、冷凍サイクル４１の圧縮機４２を停止させれば、チラー３５で冷却水が冷却されないので、インバータ３４の廃熱によって電池４０を温めることができる。

電池４０が所定温度未満になっていると推定もしくは検知される場合、または電池４０を加熱する必要がある場合、図９に示す作動モードに対して、流路２０の接続先を第２冷却水循環回路に切り替えれば、コンデンサ３７の廃熱によって電池４０を温めることができる。

エンジン３１の負荷が所定負荷よりも低い場合、図９に示す作動モードに対して、流路１６の接続先を第１冷却水循環回路に切り替えれば、エンジン３１の吸気側に戻されるエンジン排気ガスが冷却されすぎることを回避してエンジン効率を向上できる。

外気温度が低い場合（車室内の冷房負荷が低い場合）、図９に示す作動モードに対して、流路１７、２０の接続先を第２冷却水循環回路に切り替えれば、冷凍サイクル４１による冷却水の冷却負荷が小さくなるので、圧縮機４２の駆動動力を低減できる。

このように、車両の負荷状況等に応じて冷却水循環回路の構成を適宜変化させることができるので、全体として効率的な熱管理を行うことができる。

図９に示す作動モードのようにエンジン３１と第１ラジエータ２６とが連通している状態において、第１ラジエータ２６の冷却水流れ下流側における冷却水の温度がエンジン３１の許容温度を上回る場合または上回ることが予測される場合、エンジン３１と、第２ラジエータ２７およびチラー３５のうち冷却水流れ下流側における冷却水の温度がエンジン３１の許容温度を下回る熱交換器とが連通するように作動モードを切り替えれば、例えば第１ラジエータ２６が破損して第１ラジエータ２６での放熱に支障が生じた場合であっても、エンジン３１を許容温度以下に維持することができる。

同様に、図９に示す作動モードのようにインバータ３４と第２ラジエータ２７とが連通している状態において、第２ラジエータ２７の冷却水流れ下流側における冷却水の温度がインバータ３４の許容温度を上回る場合または上回ることが予測される場合、インバータ３４と、第１ラジエータ２６およびチラー３５のうち冷却水流れ下流側における冷却水の温度がインバータ３４の許容温度を下回る熱交換器とが連通するように作動モードを切り替えれば、例えば第２ラジエータ２７が破損して第２ラジエータ２７での放熱に支障が生じた場合であっても、インバータ３４を許容温度以下に維持することができる。

同様に、図９に示す作動モードのようにコンデンサ３７と第２ラジエータ２７とが連通している状態において、第２ラジエータ２７の冷却水流れ下流側における冷却水の温度がコンデンサ３７の許容温度を上回る場合または上回ることが予測される場合、コンデンサ３７と、第１ラジエータ２６およびチラー３５のうち冷却水流れ下流側における冷却水の温度がコンデンサ３７の許容温度を下回る熱交換器とが連通するように作動モードを切り替えれば、例えば第２ラジエータ２７が破損して第２ラジエータ２７での放熱に支障が生じた場合であっても、コンデンサ３７を許容温度以下に維持することができる。

同様に、図９に示す作動モードのように電池４０とチラー３５とが連通している状態において、チラー３５の冷却水流れ下流側における冷却水の温度が電池４０の許容温度を上回る場合または上回ることが予測される場合、電池４０と、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７のうち冷却水流れ下流側における冷却水の温度が電池４０の許容温度を下回る熱交換器とが連通するように作動モードを切り替えれば、例えば冷凍サイクル４１の構成機器が故障してチラー３５による冷却水の冷却に支障が生じた場合であっても、電池４０を許容温度以下に維持することができる。

図１０に示すように、図９に示す作動モードに対して、流路１２、１９を互いに連通させて第１冷却水循環回路を形成するようにしてもよい。この作動モードによると、ヒータコア３８において、エンジン３１の廃熱によって車室内への送風空気が加熱されるので、エンジン３１の廃熱を利用して車室内を暖房することができる。

図１１に示す作動モードは、例えばエンジン３１が所定温度未満になっていると推定または検知される場合に実施される。エンジン３１が所定温度未満になっていると推定または検知される場合としては、例えばエンジン３１が停止しているＥＶモード時や、ＥＶモードが終了した後のＨＶ走行モードが始まった直後などが挙げられる。

この作動モードでは、流路１１、１２、１５、１６、２０が互いに連通し、流路１４、１７、１９が互いに連通し、流路１３、１８が互いに連通し、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路２９が遮断されるように第１切替弁２１および第２切替弁２２が切り替えられる。

これにより、図１１の太実線に示す第１冷却水循環回路（高温冷却水回路）と、図１１の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路（中温冷却水回路）と、図１１の太二点鎖線に示す第３冷却水循環回路（低温冷却水回路）とが形成される。

第１冷却水循環回路では、エンジン３１、インタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３、スーパーサブクールコア３９および電池４０の間で冷却水が循環するので、インタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３、スーパーサブクールコア３９および電池４０の廃熱でエンジン３１を徐々に暖機することができる。このため、インタークーラ３２、ＥＧＲクーラ３３、スーパーサブクールコア３９および電池４０の廃熱をエンジン暖機に有効利用することができる。

また、エンジン３１、ＥＧＲクーラ３３、スーパーサブクールコア３９および電池４０の廃熱を利用してインタークーラ３２で吸気を加熱することもできるので、エンジン３１が比較的低温になっている場合（例えばエンジン３１の始動直後）に燃費を改善することができる。なお、エンジン３１の負荷が所定負荷よりも低い場合に図１１に示す作動モードを実施して、インタークーラ３２で吸気を加熱するようにしてもよい。

第２冷却水循環回路では、インバータ３４、コンデンサ３７およびヒータコア３８の間で冷却水が循環するので、インバータ３４およびコンデンサ３７の廃熱を利用して車室内を暖房することができる。

第３冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が第２ラジエータ２７を流れるので、第２ラジエータ２７で外気から吸熱することができる。したがって、図１１に示す作動モードを外気吸熱モードと表現することができる。

第２ラジエータ２７で吸熱した外気の熱は、冷凍サイクル４１の冷媒を介してコンデンサ３７で第２冷却水循環回路の冷却水に放熱されるので、外気から吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。

このようなヒートポンプ運転を外気の温度が０℃以下で空気中に水分が含まれる場合で、第２ラジエータ２７に外気空気の露点温度以下の熱媒体が流れるような状態で実施すると、第２ラジエータ２７に霜が付着してしまう。そこで、第２ラジエータ２７に霜が付着していると推定または検知される場合、または霜が付着する外気温条件である場合においては定期的に図１２に示す作動モードを実施する。

第２ラジエータ２７に霜が付着しているか否かの判定は、外気センサ６２が検出した外気温等に基づいて着霜する条件と照らし合わせによる推定的な方法で行うことができる。

また、第２ラジエータ２７に霜が付着しているか否かの判定は、圧縮機４２の回転数の上昇度合いや、低圧側冷媒の圧力を検出する手段を設けて冷媒圧力低下度合いに基づいて行うこともできる。

すなわち、第２ラジエータ２７が含まれる冷却水循環回路はチラー３５により吸熱されるが、第２ラジエータ２７の着霜により外気から吸熱が出来なくなった状態でチラー３５の吸熱により冷却水循環回路の水温が低下することで、チラー３５内を流れる低圧側冷媒の圧力が低下する現象が発生する。この場合、必要な暖房量（吸熱量）を確保するために圧縮機４２の回転数が上昇するからである。

図１２に示す作動モードでは、流路１２、１７、２０が互いに連通し、流路１３、１９が互いに連通し、流路１１、１４、１８が互いに連通し、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路２９が遮断されるように第１切替弁２１および第２切替弁２２が切り替えられる。これにより、図１２の太実線に示す第１冷却水循環回路（高温冷却水回路）と、図１２の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路（中温冷却水回路）と、図１２の太二点鎖線に示す第３冷却水循環回路（低温冷却水回路）とが形成される。

第１冷却水循環回路では、エンジン３１、インバータ３４、スーパーサブクールコア３９および電池４０の間で冷却水が循環するので、インバータ３４、スーパーサブクールコア３９および電池４０の廃熱をエンジン３１の暖機に有効利用することができる。

第２冷却水循環回路では、第２ラジエータ２７、コンデンサ３７およびヒータコア３８の間で冷却水が循環するので、コンデンサ３７の廃熱を利用して車室内を暖房することができるとともに第２ラジエータ２７の除霜を行うことができる。

第３冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が第１ラジエータ２６を流れるので、第１ラジエータ２６で外気から吸熱することができる。第１ラジエータ２６で吸熱した外気の熱は、冷凍サイクル４１の冷媒を介してコンデンサ３７で第２冷却水循環回路の冷却水に放熱されるので、外気から吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。

第２ラジエータ２７に霜が付着していない場合、第２切替弁２２において流路１３を遮断し、第２バイパス流路２９を第２冷却水循環回路に接続するようにすれば、コンデンサ３７の廃熱を車室内暖房に効率的に利用することができる。

図１２に示す作動モードによると、第１ラジエータ２６で外気から吸熱するので、この作動モードを長時間実施すると第１ラジエータ２６に霜が付着してしまう。そこで、第１ラジエータ２６に霜が付着していると推定または検知される場合、図１３に示す作動モードを実施する。

図１３に示す作動モードでは、流路１１、１２、１７、２０が互いに連通し、流路１４、１９が互いに連通し、流路１３、１８が互いに連通し、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路２９が遮断されるように第１切替弁２１および第２切替弁２２が切り替えられる。これにより、図１３の太実線に示す第１冷却水循環回路（高温冷却水回路）と、図１３の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路（中温冷却水回路）と、図１３の太二点鎖線に示す第３冷却水循環回路（低温冷却水回路）とが形成される。

第１冷却水循環回路では、第１ラジエータ２６、エンジン３１、スーパーサブクールコア３９および電池４０の間で冷却水が循環するので、エンジン３１、スーパーサブクールコア３９および電池４０の廃熱を利用して第１ラジエータ２６の除霜を行うことができる。

第２冷却水循環回路では、コンデンサ３７およびヒータコア３８の間で冷却水が循環するので、コンデンサ３７の廃熱を利用して車室内を暖房することができる。

第３冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が第２ラジエータ２７を流れるので、第２ラジエータ２７で外気から吸熱することができる。第２ラジエータ２７で吸熱した外気の熱は、冷凍サイクル４１の冷媒を介してコンデンサ３７で第２冷却水循環回路の冷却水に放熱されるので、外気から吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。

図１２に示す作動モードと図１３に示す作動モードとを交互に実施することによって、低外気温度時にヒートポンプ運転を継続実施することができる。

（第２実施形態）
本第２実施形態では、図１４に示すように、上記第１実施形態に対して、第２ポンプ２４の吸入側と吐出側の配置が逆になっている。

次に、上記構成における作動を説明する。エンジン３１が停止しているＥＶモード時かつ外気の温度が極低温になっている場合、図１５に示す作動モードまたは図１６に示す作動モードが実施される。

図１５に示す作動モードでは、第１切替弁２１は、流路１１、１７、１８が連通流路５２ａを介して互いに連通し、流路１２、１３が連通流路５４ａを介して互いに連通し、流路１４、１９、２０が連通流路５３ａを介して互いに連通し、第１バイパス流路２８が遮断されるように作動し、第２切替弁２２は、流路１２、１７、１８が連通流路５２ａを介して互いに連通し、流路１１、１３が連通流路５４ａを介して互いに連通し、流路１４、１９、２０が連通流路５３ａを介して互いに連通し、第２バイパス流路２９が遮断されるように作動する。

これにより、図１５の太実線に示す第１冷却水循環回路と、図１５の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路とが形成される。

第１冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が第１ラジエータ２６、第２ラジエータ２７およびインバータ３４を流れるので、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７で外気から吸熱することができるとともにインバータ３４を冷却できる。

第２冷却水循環回路では、コンデンサ３７、ヒータコア３８、スーパーサブクールコア３９および電池４０の間で冷却水が循環するので、コンデンサ３７およびスーパーサブクールコア３９の廃熱を利用して車室内を暖房することができるとともに電池４０を温めることができる。

第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７で吸熱した外気の熱は、冷凍サイクル４１の冷媒を介してコンデンサ３７で第２冷却水循環回路の冷却水に放熱されるので、外気から吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。

なお、第２切替弁２２において流路１３を遮断し、第２バイパス流路２９を第２冷却水循環回路に接続するようにしてもよい。

外気の温度が極低温になっている場合、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が循環する第１冷却水循環回路では冷却水の粘性が非常に高い状態になるが、図１５に示す作動モードによると、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の冷却水流れにおける配置が直列になっているので、粘性が非常に高い冷却水を支障なく循環させることができる。

特に、エンジン３１は他の熱交換対象機器に比べて冷却水流量を多くする必要があることから、エンジン３１に冷却水を循環させるための第１ポンプ２３の冷却水圧送能力（冷却水吐出流量）は、第２ポンプ２４および第３ポンプ２５の冷却水圧送能力（冷却水吐出流量）よりも大きくなっている。このため、粘性が非常に高い冷却水の循環に第１ポンプ２３を利用することによって、冷却水を確実に循環させることができる。

なお、第２冷却水循環回路ではコンデンサ３７で加熱された冷却水が循環するので、外気の温度が極低温になっている場合であっても第２冷却水循環回路の冷却水の粘性が非常に高い状態になることはない。

図１６に示す作動モードでは、第１切替弁２１は、流路１３、１７、１８が連通流路５２ａを介して互いに連通し、流路１１、１２が連通流路５４ａを介して互いに連通し、流路１４、１９、２０が連通流路５３ａを介して互いに連通し、第１バイパス流路２８が遮断されるように作動し、第２切替弁２２は、流路１１、１３、１７、１８が連通流路５２ａを介して互いに連通し、流路１２と第２バイパス流路２９とが連通流路５４ａを介して互いに連通し、流路１４、１９、２０が連通流路５３ａを介して互いに連通するように作動する。

これにより、図１６の太実線に示す第１冷却水循環回路と、図１６の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路とが形成される。

この作動モードによると、図１５の作動モードと同様に、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の冷却水流れにおける配置が直列になっているので、冷却水の粘性が非常に高い状態になっても冷却水を良好に循環させることができる。

さらに、この作動モードによると、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７の冷却水流れにおける配置が並列になっているので、図１５の作動モードのように第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７の冷却水流れにおける配置が直列になっている場合と比較して第１冷却水循環回路の通水抵抗を大幅に低減することができる。このため、冷却水の粘性が非常に高い状態になっても冷却水を一層良好に循環させることができる。

電池４０に顕著な温度分布が生じている場合、図１７に示す作動モードを実施する。電池４０に顕著な温度分布が生じているか否かの判定は、電池監視ユニット６６が検出した電池４０の各セルの温度に基づいて行うことができる。例えば、電池４０の各セルのうち少なくとも１つのセルの温度が所定の温度帯を外れており、かつ電池４０の各セル相互間の温度差が所定値以上の場合、電池４０に顕著な温度分布が生じていると判定する。

図１７に示す作動モードでは、流路１４、２０が互いに連通するように第１切替弁２１および第２切替弁２２が切り替えられる。これにより、図１７の太実線に示す第１冷却水循環回路が形成される。

この作動モードによると、電池用流路４０ａにおける冷却水の流量を増加させて電池用流路４０ａにおける冷却水の流量分布を低減できるので、電池４０の温度分布を低減できる。

図１７に示す作動モードを実施しても電池４０の温度分布を十分に低減できない場合、さらに図１８に示す作動モードを実施する。

図１８に示す作動モードでは、第１切替弁２１は、流路１３、２０が互いに連通し、第２切替弁２２は、流路２０と第２バイパス流路２９とが互いに連通するように作動する。これにより、図１８の太実線に示す第１冷却水循環回路が形成される。

この作動モードによると、図１７に示す作動モードと比較して、電池用流路４０ａにおける冷却水の流れ方向が逆になるので、電池用流路４０ａにおける冷却水の流量分布を変化させることができ、ひいては電池４０の温度分布を低減できる。

（第３実施形態）
上記各実施形態では、第１バイパス流路２８の一端側が第１切替弁２１に接続されているが、本第３実施形態では、図１９に示すように、第１バイパス流路２８の一端側が、流路１１のうち第１ラジエータ２６と第１切替弁２１との間の部位に接続されている。

第１バイパス流路２８と流路１１との接続部にはサーモスタット弁７０が配置されている。サーモスタット弁７０は、温度によって体積変化するサーモワックス（感温部材）によって弁体を変位させて第１バイパス流路２８を開閉する流路開閉弁である。

サーモスタット弁７０は、冷却水温度が低い場合、第１バイパス流路２８を閉じ、冷却水温度が高い場合、第１バイパス流路２８を開ける。これにより、第１ラジエータ２６における冷却水の流量（換言すれば、第１ラジエータ２６における放熱量）を冷却水温度に応じて調整することができる。なお、サーモスタット弁７０を三方弁で構成してもよい。

（第４実施形態）
上記各実施形態では、第１切替弁２１および第２切替弁２２は、全ての流路１１〜２０同士を任意に連通させることが可能になっているが、本第４実施形態では、第１切替弁２１および第２切替弁２２は、ポンプが配置された流路と残余の流路とを任意に連通させることが可能になっている。

図２０に示すように、流路１１には、第１ポンプ２３と第１ラジエータ２６とが直列に配置されている。流路１２には、第２ポンプ２４とチラー３５が配置されている。

第１ポンプ２３および第２ポンプ２４はいずれも、冷却水を第２切替弁２２側から吸入して第１切替弁２１側に吐出するように配置されている。

流路１３には、クーラコア３６が配置されている。流路１４には、ＥＧＲクーラ３３が配置されている。流路１５には、電池４０が配置されている。流路１６には、インバータ３４が配置されている。

図２０の例では、コンデンサ３７は、冷凍サイクル４１の高圧冷媒（高温冷媒）と送風空気（冷却水以外の熱媒体）とを熱交換させることにようになっているが、上記各実施形態と同様に、コンデンサ３７は、冷凍サイクル４１の高圧冷媒（高温冷媒）と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を加熱するようになっていてもよい。

第１切替弁２１は、流入出口２１ａ〜２１ｆ同士の連通状態を３種類の状態に切り替え可能な構造になっている。第２切替弁２２も、流入出口２２ａ〜２２ｆ同士の連通状態を３種類の状態に切り替え可能な構造になっている。

図２１は、第１切替弁２１および第２切替弁２２が第１状態に切り替えられたときの冷却システム１０の作動（第１モード）を示している。

第１状態では、第１切替弁２１は、流入出口２１ａを流入出口２１ｄ、２１ｅ、２１ｆと連通させ、流入出口２１ｂを流入出口２１ｃと連通させる。これにより、第１切替弁２１は、図２１の一点鎖線矢印に示すように流入出口２１ａから流入した冷却水を流入出口２１ｄ、２１ｅ、２１ｆから流出させ、図２１の実線矢印に示すように流入出口２１ｂから流入した冷却水を流入出口２１ｃから流出させる。

第１状態では、第２切替弁２２は、流入出口２２ｄ、２２ｅ、２２ｆを流入出口２２ａと連通させ、流入出口２２ｃを流入出口２２ｂと連通させる。これにより、第２切替弁２２は、図２１の一点鎖線矢印に示すように流入出口２２ｄ、２２ｅ、２２ｆから流入した冷却水を流入出口２２ａから流出させ、図２１の実線矢印に示すように流入出口２２ｃから流入した冷却水を流入出口２２ｂから流出させる。

図２２は、第１切替弁２１および第２切替弁２２が第２状態に切り替えられたときの冷却システム１０の作動（第２モード）を示している。

第２状態では、第１切替弁２１は、流入出口２１ａを流入出口２１ｄ、２１ｆと連通させ、流入出口２１ｂを流入出口２１ｃ、２１ｅと連通させる。これにより、第１切替弁２１は、図２２の一点鎖線矢印に示すように流入出口２１ａから流入した冷却水を流入出口２１ｄ、２１ｆから流出させ、図２２の実線矢印に示すように流入出口２１ｂから流入した冷却水を流入出口２１ｃ、２１ｅから流出させる。

第２状態では、第２切替弁２２は、流入出口２２ｃ、２２ｅを流入出口２２ｂと連通させ、流入出口２２ｄ、２２ｆを流入出口２２ａと連通させる。これにより、第２切替弁２２は、図２２の一点鎖線矢印に示すように流入出口２２ｄ、２２ｆから流入した冷却水を流入出口２２ａから流出させ、図２２の実線矢印に示すように流入出口２２ｃ、２２ｅから流入した冷却水を流入出口２２ｂから流出させる。

図２３は、第１切替弁２１および第２切替弁２２が第３状態に切り替えられたときの冷却システム１０の作動（第３モード）を示している。

第３状態では、第１切替弁２１は、流入出口２１ａを流入出口２１ｄと連通させ、流入出口２１ｂを流入出口２１ｃ、２１ｅ、２１ｆと連通させる。これにより、第１切替弁２１は、図２３の一点鎖線矢印に示すように流入出口２１ａから流入した冷却水を流入出口２１ｄから流出させ、図２３の実線矢印に示すように流入出口２１ｂから流入した冷却水を流入出口２１ｃ、２１ｅ、２１ｆから流出させる。

第３状態では、第２切替弁２２は、流入出口２２ｄを流入出口２２ａと連通させ、流入出口２２ｃ、２２ｅ、２２ｆを流入出口２２ｂと連通させる。これにより、第２切替弁２２は、図２３の一点鎖線矢印に示すように流入出口２２ｄから流入した冷却水を流入出口２２ａから流出させ、図３の実線矢印に示すように流入出口２２ｃ、２２ｅ、２２ｆから流入した冷却水を流入出口２２ｂから流出させる。

次に、上記構成における作動を説明する。例えば、制御装置６０は、外気センサ６２で検出された外気温が１５℃以下である場合、図２１に示す第１モードを実施し、外気センサ６２で検出された外気温が１５℃超４０℃未満である場合、図２２に示す第２モードを実施し、外気センサ６２で検出された外気温が４０℃以上である場合、図２３に示す第３モードを実施する。

第１モードでは、制御装置６０は、第１切替弁２１および第２切替弁２２を図２１に示す第１状態に切り替えるとともに第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および圧縮機４２を作動させる。

これにより、第１ポンプ２３、電池４０、インバータ３４、ＥＧＲクーラ３３および第１ラジエータ２６によって第１冷却水回路（中温冷却水回路）が構成され、第２ポンプ２４、チラー３５およびクーラコア３６によって第２冷却水回路（低温冷却水回路）が構成される。

すなわち、図２１の一点鎖線矢印に示すように、第１ポンプ２３から吐出した冷却水は第１切替弁２１で電池４０、インバータ３４およびＥＧＲクーラ３３に分岐し、電池４０、インバータ３４およびＥＧＲクーラ３３を並列に流れた冷却水は第２切替弁２２で集合して第１ラジエータ２６を流れて第１ポンプ２３に吸入される。

一方、図２１の実線矢印に示すように、第２ポンプ２４から吐出した冷却水はチラー３５を流れ、第１切替弁２１を経てクーラコア３６を流れ、第２切替弁２２を経て第２ポンプ２４に吸入される。

このように、第１モードでは、第１ラジエータ２６で冷却された中温冷却水が電池４０、インバータ３４およびＥＧＲクーラ３３を流れ、チラー３５で冷却された低温冷却水がクーラコア３６を流れる。

このため、中温冷却水によって電池、インバータおよび排気ガスが冷却され、低温冷却水によって車室内への送風空気が冷却される。

例えば、外気温が１５℃程度の場合、第１ラジエータ２６で外気によって冷却された中温冷却水は２５℃程度になるので、中温冷却水によって電池４０、インバータ３４および排気ガスを十分に冷却することができる。チラー３５で冷凍サイクル４１の低圧冷媒によって冷却された低温冷却水は０℃程度になるので、低温冷却水によって車室内への送風空気を十分に冷却することができる。

第１モードでは、電池４０、インバータ３４および排気ガスを外気によって冷却するので、電池４０、インバータ３４および排気ガスを冷凍サイクル４１の低圧冷媒で冷却する場合に比べて省エネルギー化を図ることができる。

第２モードでは、制御装置６０は、第１切替弁２１および第２切替弁２２を図２２に示す第２状態に切り替えるとともに第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および圧縮機４２を作動させる。

これにより、第１ポンプ２３、インバータ３４、ＥＧＲクーラ３３および第１ラジエータ２６によって第１冷却水回路（中温冷却水回路）が構成され、第２ポンプ２４、チラー３５、クーラコア３６および電池４０によって第２冷却水回路（低温冷却水回路）が構成される。

すなわち、図２２の一点鎖線矢印に示すように、第１ポンプ２３から吐出した冷却水は第１切替弁２１でインバータ３４およびＥＧＲクーラ３３に分岐し、インバータ３４およびＥＧＲクーラ３３を並列に流れた冷却水は第２切替弁２２で集合して第１ラジエータ２６を流れて第１ポンプ２３に吸入される。

一方、図２２の実線矢印に示すように、第２ポンプ２４から吐出した冷却水はチラー３５を流れ、第１切替弁２１でクーラコア３６および電池４０に分岐し、クーラコア３６および電池４０を並列に流れた冷却水は第２切替弁２２で集合して第２ポンプ２４に吸入される。

すなわち、第２モードでは、第１ラジエータ２６で冷却された中温冷却水がインバータ３４およびＥＧＲクーラ３３を流れ、チラー３５で冷却された低温冷却水がクーラコア３６および電池４０を流れる。

このため、中温冷却水によってインバータ３４および排気ガスが冷却され、低温冷却水によって車室内への送風空気および電池４０が冷却される。

例えば、外気温が２５℃程度の場合、第１ラジエータ２６で外気によって冷却された中温冷却水は４０℃程度になるので、中温冷却水によってインバータ３４および排気ガスを十分に冷却することができる。

チラー３５で冷凍サイクル４１の低圧冷媒によって冷却された低温冷却水は０℃程度になるので、低温冷却水によって車室内への送風空気および電池４０を十分に冷却することができる。

このように、第２モードでは、電池４０を冷凍サイクル４１の低圧冷媒で冷却するので、外気温が高いために外気では電池を十分に冷却できない場合であっても電池を十分に冷却することができる。

第３モードでは、制御装置６０は、第１切替弁２１および第２切替弁２２を図２３に示す第３状態に切り替えるとともに第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および圧縮機４２を作動させる。

これにより、第１ポンプ２３、ＥＧＲクーラ３３および第１ラジエータ２６によって第１冷却水回路（中温冷却水回路）が構成され、第２ポンプ２４、チラー３５、クーラコア３６、電池４０およびインバータ３４によって第２冷却水回路（低温冷却水回路）が構成される。

すなわち、図２３の一点鎖線矢印に示すように、第１ポンプ２３から吐出した冷却水は第１切替弁２１を経てＥＧＲクーラ３３を流れ、第２切替弁２２を経て第１ラジエータ２６を流れて第１ポンプ２３に吸入される。

一方、図２３の実線矢印に示すように、第２ポンプ２４から吐出した冷却水はチラー３５を流れ、第１切替弁２１でクーラコア３６、電池４０およびインバータ３４に分岐し、クーラコア３６、電池４０およびインバータ３４を並列に流れた冷却水は第２切替弁２２で集合して第２ポンプ２４に吸入される。

したがって、第３モードでは、第１ラジエータ２６で冷却された中温冷却水がＥＧＲクーラ３３を流れ、チラー３５で冷却された低温冷却水がクーラコア３６、電池４０およびインバータ３４を流れる。

このため、第１ラジエータ２６で冷却された冷却水によって排気ガスが冷却され、チラー３５で冷却された冷却水によって車室内への送風空気、電池４０およびインバータ３４が冷却される。

例えば、外気温が４０℃程度の場合、第１ラジエータ２６で外気によって冷却された中温冷却水は５０℃程度になるので、中温冷却水によって排気ガスを十分に冷却することができる。

チラー３５で冷凍サイクル４１の低圧冷媒によって冷却された低温冷却水は０℃程度になるので、低温冷却水によって車室内への送風空気、電池４０およびインバータ３４を十分に冷却することができる。

このように、第３モードでは、電池４０およびインバータ３４を冷凍サイクル４１の低圧冷媒で冷却するので、外気温が非常に高いために外気では電池４０およびインバータ３４を十分に冷却できない場合であっても電池４０およびインバータ３４を十分に冷却することができる。

（第５実施形態）
上記第２実施形態では、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７にて外気から吸熱するヒートポンプ運転を実現するが、本第５実施形態では、図２４に示すように、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７にて外気から吸熱し、さらにインバータ３４からも吸熱するヒートポンプ運転を実現する。

本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。車室内の暖房が必要な場合、図２４に示す作動モードが実施される。

すなわち、第１切替弁２１は、流路１１、１８が連通流路５２ａを介して互いに連通し、流路１３、１７が連通流路５３ａを介して互いに連通し、流路１４、１９が連通流路５４ａを介して互いに連通し、第１バイパス流路２８が遮断されるように作動し、第２切替弁２２は、流路１４、１９が連通流路５２ａを介して互いに連通し、流路１７、１８が連通流路５３ａを介して互いに連通し、流路１１、１３が連通流路５４ａを介して互いに連通し、第２バイパス流路２９が遮断されるように作動する。

これにより、図２４の太実線に示す第１冷却水循環回路（第１熱媒体回路）と、図２４の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路（第２熱媒体回路）とが形成される。

第１冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７を流れた後、インバータ３４を流れるので、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７で外気から吸熱することができるとともにインバータ３４からも吸熱することができる。

第２冷却水循環回路では、コンデンサ３７およびヒータコア３８の間で冷却水が循環するので、コンデンサ３７の廃熱を利用して車室内を暖房することができる。

第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７で吸熱した外気の熱、インバータ３４から吸熱した廃熱は、冷凍サイクル４１の冷媒を介してコンデンサ３７で第２冷却水循環回路の冷却水に放熱されるので、外気およびインバータ３４から吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。

外気からの吸熱およびインバータ３４からの吸熱の両方を回収するので、チラー３５に流れる熱媒体の温度を高めて、圧縮機４２の仕事を低減させることが可能となる。

第１冷却水循環回路において、第１ラジエータ２６および第２ラジエータ２７が互いに直列に配置されているので、外気からより多くの熱を吸熱することが可能となる。

なお、図２４の太破線に示すように、第１切替弁２１は、流路２０が連通流路５２ａを介して流路１３、１７と連通し、第２切替弁２２は、流路２０が連通流路５３ａを介して流路１７、１８と連通するように作動すれば、第１冷却水循環回路では、チラー３５で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水が電池４０にも流れるので、電池４０からも吸熱するヒートポンプ運転を実現できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）熱交換対象機器として種々の機器を用いることができる。例えば、乗員が着座するシートに内蔵されて冷却水によりシートを冷却・加熱する熱交換器を被熱交換機器として用いてもよい。熱交換対象機器の個数は、複数個（２個以上）であるならば何個でもよい。

（２）上記各実施形態において、熱交換対象機器に冷却水を間欠的に循環させることによって熱交換対象機器に対する熱交換能力を制御するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、冷却水を冷却する冷却手段として、冷凍サイクル４１の低圧冷媒で冷却水を冷却するチラー３５を用いているが、ペルチェ素子を冷却手段として用いてもよい。

（４）上記各実施形態では、熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を
熱媒体として用いてもよい。

（５）冷却水（熱媒体）として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を冷却水に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、冷却水の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での冷却水の流動性を高める作用効果を得ることができる。

このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。

これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の冷却水であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。

また、冷却水の熱容量を増加させることができるので、冷却水自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。

ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率表す形状指標である。

ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

（６）上記各実施形態の冷凍サイクル４１では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

また、上記各実施形態の冷凍サイクル４１は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

（７）上記各実施形態では、本発明の車両用冷却システムをハイブリッド自動車に適用した例を示したが、エンジンを備えず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車や、燃料電池を走行用エネルギー発生手段とする燃料電池自動車等に本発明を適用してもよい。

（８）上記各実施形態では、第１切替弁２１および第２切替弁２２の弁体５１２としてロータリバルブが用いられている例を説明したが、第１切替弁２１および第２切替弁２２の弁体としてバタフライ式やドア式等の弁体が用いられていてもよい。

（９）上記第２実施形態では、上記第１実施形態に対して第２ポンプ２４の吸入側と吐出側とを逆に配置したが、上記第１実施形態に対して第２ポンプ２４を逆回転可能なポンプ（例えば軸流ポンプ）に変更しても上記第２実施形態と同様の作動を実現できる。

（１０）上記第１実施形態では、電池４０を構成する各セルの温度を電池監視ユニット６６によって検出するが、例えば電池監視ユニット６６等が検出した各セルの電圧等に基づいて、制御装置６０が各セルの温度を算出するようにしてもよい。

１１〜２０ 流路
２１、２２ 第１、第２切替弁（第１、第２切替手段）
２３〜２５ 第１〜第３ポンプ（複数個のポンプ）
２６、２７ 第１、第２ラジエータ（空気熱媒体熱交換器）
３１ エンジン
３１ａ エンジン系流路
３２ インタークーラ（熱交換対象機器、吸気冷却器）
３３ ＥＧＲクーラ（熱交換対象機器）
３５ チラー（熱交換対象機器、熱媒体冷却手段）
３７ コンデンサ（熱交換対象機器、熱媒体加熱手段）
３８ ヒータコア（空気加熱用熱交換器）
４０ 電池
４０ａ 電池冷却用流路

Claims (17)

1. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
   前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
   前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１１、１３、１８）に配置され、前記熱媒体と熱交換を行う複数個の熱交換器（２６、２７、３５）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１２、１７、１９、２０）に配置され、冷却および加熱のうち少なくとも一方を行う必要のある複数個の熱交換対象機器（３１、３４、３７、４０）とを備え、
   前記複数個の熱交換対象機器（３１、３４、３７、４０）のうち１つの熱交換対象機器と、前記複数個の熱交換器（２６、２７、３５）のうち１つの熱交換器とが連通している状態において、前記１つの熱交換器の熱媒体流れ下流側における前記熱媒体の温度が前記１つの熱交換対象機器の許容温度を上回る場合または上回ることが予測される場合、前記１つの熱交換対象機器と、前記複数個の熱交換器（２６、２７、３５）のうち熱媒体流れ下流側における前記熱媒体の温度が前記１つの熱交換対象機器の許容温度を下回る熱交換器とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
2. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
   前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
   前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   冷凍サイクル（４１）の低圧冷媒と前記熱媒体とを熱交換させることによって前記熱媒体を冷却するチラー（３５）と、
   前記冷凍サイクル（４１）の高圧冷媒と前記熱媒体とを熱交換させることによって前記熱媒体を加熱するコンデンサ（３７）と、
   前記熱媒体と車室外空気とを熱交換するラジエータ（２７）とを備え、
   前記チラー（３５）、前記コンデンサ（３７）および前記ラジエータ（２７）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１３、１８、１９）に配置され、
   前記チラー（３５）と前記ラジエータ（２７）とが連通するように前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動する外気吸熱モードと、
   前記コンデンサ（３７）と前記ラジエータ（２７）とが連通するように前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動する放熱モードとを切り替えるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
3. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
   前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
   前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   冷凍サイクル（４１）の低圧冷媒と前記熱媒体とを熱交換させることによって前記熱媒体を冷却するチラー（３５）と、
   前記冷凍サイクル（４１）の高圧冷媒と前記熱媒体とを熱交換させることによって前記熱媒体を加熱するコンデンサ（３７）と、
   前記熱媒体と車室外空気とを熱交換するラジエータ（２７）と、
   前記熱媒体と車室内への送風空気とを熱交換するヒータコア（３８）と、
   冷却を必要とする熱交換対象機器（３４）とを備え、
   前記チラー（３５）、前記コンデンサ（３７）、前記ラジエータ（２７）、前記ヒータコア（３８）および前記熱交換対象機器（３４）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうちいずれかの流路（１３、１７、１８、１９）に配置され、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２４）、前記ラジエータ（２７）、前記熱交換対象機器（３４）および前記チラー（３５）を含み、前記熱媒体が前記ラジエータ（２７）、前記熱交換対象機器（３４）、前記チラー（３５）の順番に循環する第１熱媒体回路と、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも他の１つのポンプ（２５）および前記コンデンサ（３７）を含む第２熱媒体回路とが形成されるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
4. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
   前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
   前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   前記熱媒体と車室外空気とを熱交換する第１ラジエータ（２６）および第２ラジエータ（２７）を備え、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（１２）には、エンジン（３１）と連通しているエンジン系流路（３１ａ）が配置され、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうち他の１つの流路（１１）には、前記第１ラジエータ（２６）が配置され、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうちさらに他の１つの流路（１３）には、前記第２ラジエータ（２７）が配置され、
   前記エンジン系流路（３１ａ）における前記熱媒体の温度が所定温度以下であると推定または検知される場合、前記第１ラジエータ（２６）と前記第２ラジエータ（２７）とが連通するように前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
5. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
   前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
   前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   空気と前記熱媒体とを熱交換させる空気熱媒体熱交換器（２７）と、
   冷却および加熱のうち少なくとも一方を行う必要のある熱交換対象機器（３２、３３、３７）とを備え、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（１２）には、エンジン（３１）と連通しているエンジン系流路（３１ａ）が配置され、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうち他の１つの流路（１３）には、前記空気熱媒体熱交換器（２７）が配置され、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうちさらに他の少なくとも１つの流路（１５、１６、１９）には、前記熱交換対象機器（３２、３３、３７）が配置され、
   前記エンジン（３１）が所定温度以上になっていると推定または検知される場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２４）によって、前記熱交換対象機器（３２、３３、３７）と前記空気熱媒体熱交換器（２７）との間で前記熱媒体が循環され、かつ前記熱交換対象機器（３２、３３、３７）が配置された流路（１５、１６、１９）と前記エンジン系流路（３１ａ）とが非連通状態となるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
6. 前記エンジン（３１）が所定温度未満になっていると推定または検知される場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２３）によって、前記エンジン系流路（３１ａ）と前記熱交換対象機器（３２、３３、４０）との間で前記熱媒体が循環されるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする請求項５に記載の車両用熱管理システム。
7. 前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱手段（３７）と、
   車室内への送風空気を前記熱媒体によって加熱する空気加熱用熱交換器（３８）とを備え、
   前記熱媒体加熱手段（３７）および前記空気加熱用熱交換器（３８）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち少なくとも１つの流路（１９）に配置され、
   暖房が実施されている場合において前記エンジン（３１）が所定温度未満になっていると推定または検知される場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２４）によって、前記熱媒体加熱手段（３７）と前記空気加熱用熱交換器（３８）との間で前記熱媒体が循環されるように前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   暖房が実施されている場合において前記エンジン（３１）が所定温度以上になっていると推定または検知される場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２３）によって、前記エンジン系流路（３１ａ）と前記空気加熱用熱交換器（３８）との間で前記熱媒体が循環されるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする請求項５または６に記載の車両用熱管理システム。
8. 前記エンジン（３１）の吸気を前記熱媒体によって冷却する吸気冷却器（３２）を備え、
   前記吸気冷却器（３２）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち少なくとも１つの流路（１５）に配置され、
   前記エンジン（３１）が所定温度未満になっていると推定または検知される場合、または前記エンジン（３１）の負荷が所定負荷よりも低い場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２３）によって、前記エンジン系流路（３１ａ）と前記吸気冷却器（３２）との間で前記熱媒体が循環されるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする請求項５に記載の車両用熱管理システム。
9. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
   前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
   前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
   前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
   前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
   前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱手段（３７）を備え、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（２０）には、電池（４０）を冷却するための電池冷却用流路（４０ａ）が配置され、
   前記多数本の流路（１１〜２０）のうち他の少なくとも１つの流路（１７）には、前記熱媒体加熱手段（３７）が配置され、
   前記電池（４０）が所定温度未満になっていると推定もしくは検知される場合、または前記電池（４０）を加熱する必要がある場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２５）によって、前記電池冷却用流路（４０ａ）と前記熱媒体加熱手段（３７）との間で前記熱媒体が循環されるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
10. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
    前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
    前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
    前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
    前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
    前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
    前記熱媒体を冷却する熱媒体冷却手段（３５）を備え、
    前記多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（２０）には、電池（４０）を冷却するための電池冷却用流路（４０ａ）が配置され、
    前記多数本の流路（１１〜２０）のうち他の少なくとも１つの流路（１７）には、前記熱媒体冷却手段（３５）が配置され、
    前記電池（４０）が所定温度以上になっていると推定もしくは検知される場合、前記電池（４０）の所定熱量以上の発熱状態にあると推定もしくは検知される場合、または前記電池（４０）を冷却する必要がある場合、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）のうち少なくとも１つのポンプ（２５）によって、前記電池冷却用流路（４０ａ）と前記熱媒体冷却手段（３５）との間で前記熱媒体が循環されるように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
11. 熱媒体を吸入して吐出する複数個のポンプ（２３、２４、２５）と、
    前記熱媒体が流通する多数本の流路（１１〜２０）と、
    前記多数本の流路（１１〜２０）の一端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第１切替手段（２１）と、
    前記多数本の流路（１１〜２０）の他端側が互いに並列に接続され、前記多数本の流路（１１〜２０）同士を選択的に連通させる第２切替手段（２２）とを備え、
    前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）は、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）に配置され、
    前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路と、前記多数本の流路（１１〜２０）のうち前記複数本のポンプ配置流路（１２、１３、１４）以外の少なくとも１本の流路とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動し、
    前記電池（４０）における複数部位の温度を検出する電池温度検出手段（６６）を備え、
    前記多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路（２０）には、電池（４０）を冷却するための電池冷却用流路（４０ａ）が配置され、
    前記電池温度検出手段（６６）が検出した前記複数部位の温度のうち一部の部位の温度が所定温度範囲から外れている場合、前記電池冷却用流路（４０ａ）が配置された流路（２０）と、前記ポンプ（２３、２４、２５）が配置された複数本の流路（１２、１３、１４）のうち少なくとも１本の流路（１３、１４）とが連通するように、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）が作動することを特徴とする車両用熱管理システム。
12. 前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）は、前記ポンプ（２３、２４、２５）が配置された複数本の流路（１２、１３、１４）同士を連通させることができるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の車両用熱管理システム。
13. 前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）は、熱媒体が流入出する多数個のポート（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）が形成されたポート形成部材（５１１）と、前記多数個のポート（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）同士を選択的に連通させる弁体（５１２）とを有する多数個の構成体（５１）と、前記多数個の構成体（５１）同士を連結させる連結部（５２、５３、５４）とを有し、
    前記多数個の構成体（５１）は、前記多数個のポート（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）のうち１つのポート（５１１ａ）が前記多数本の流路（１１〜２０）のうち１つの流路に接続され、
    前記連結部（５２、５３、５４）は、前記多数個のポート（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）のうち残余のポート（５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）を前記多数個の構成体（５１）同士で連通させることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の車両用熱管理システム。
14. 前記弁体（５１２）は、前記１つのポート（５１１ａ）と、前記残余のポート（５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）のうち任意の１つのポートとを連通させるようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の車両用熱管理システム。
15. 前記構成体（５１）の各々における前記残余のポート（５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）の個数は、前記複数個のポンプ（２３、２４、２５）と同数個であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の車両用熱管理システム。
16. 前記ポート形成部材（５１１）の内部には、前記弁体（５１２）が収容される弁体収容空間（５１１ａ）が形成され、
    前記弁体（５１２）は、回転軸まわりに回転することによって前記残余のポート（５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）を開閉するロータリバルブであることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１つに記載の車両用熱管理システム。
17. 前記連結部（５２、５３、５４）は、前記残余のポート（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ）に接続される配管部材で構成されていることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか１つに記載の車両用熱管理システム。

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