JP6886961B2 - 温度調整回路及びその制御方法 - Google Patents
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Description
バッテリと熱交換する第1温度調節回路と、
モータ、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路と、
前記第2温度調節回路に配置され、熱媒体を循環させる第1ポンプと、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第1結合通路と、前記第2結合通路と、前記第1温度調節回路の前記バッテリが配置される通路と、前記第2温度調節回路の前記第1ポンプが配置される通路と、を結合して形成される結合回路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える切替部と、
前記切替部及び前記第1ポンプを制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記切替部を前記第1結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記切替部を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記制御装置は、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記第1ポンプの回転数を、切替前の前記第1ポンプの回転数よりも低減させた状態で前記切替部の切替を行い、切替えた後に前記第1ポンプの回転数を上昇させる。
バッテリと熱交換する第1温度調節回路と、
モータ、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路と、
前記第2温度調節回路に配置され、熱媒体を循環させる第1ポンプと、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第1結合通路と、前記第2結合通路と、前記第1温度調節回路の前記バッテリが配置される通路と、前記第2温度調節回路の前記第1ポンプが配置される通路と、を結合して形成される結合回路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える切替部と、を備える、温度調整回路の制御方法であって、
前記切替部を前記第1結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、前記切替部を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替える工程と、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記第1ポンプの回転数を、切替前の前記第1ポンプの回転数よりも低減させた状態で前記切替部の切替を行う工程と、
切替えた後に前記第1ポンプの回転数を上昇させる工程と、を備える。
バッテリと熱交換する第1温度調節回路と、
モータ、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路と、
前記第2温度調節回路に配置され、熱媒体を循環させるポンプと、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第1結合通路と、前記第2結合通路と、前記第1温度調節回路の前記バッテリが配置される通路と、前記第2温度調節回路の前記ポンプが配置される通路と、を結合して形成される結合回路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える切替部と、
前記切替部及び前記ポンプを制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記切替部を前記第1結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記切替部を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記温度調整回路は、
前記切替部をバイパスして前記第1温度調節回路の前記第1接続部と前記第2温度調節回路の前記切替部の流入側流路とを接続する分岐通路と、
前記分岐通路に配置されて、前記分岐通路の開閉を切替える電磁弁と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記電磁弁を閉状態から開状態に制御する。
まず、本発明の第1実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。
図1に示すように、電動車両用の温度調整回路1は、バッテリ2及び充電器3と熱交換する第1温度調節回路4と、モータ105(図13参照)に電力を供給する電力変換装置(パワーコントロールユニット)5と熱交換する第2温度調節回路6と、第1温度調節回路4と第2温度調節回路6とを結合して結合回路7を形成する結合通路8、9と、熱媒体が結合回路7を循環するシリーズモード(循環状態)と、熱媒体が結合回路7を循環せず、別々の温度調節回路4、6を循環するセパレートモード(非循環状態)とを切替可能な電磁切替弁EWVと、電磁切替弁EWVなどを制御する制御装置10と、を備える。なお、熱媒体は、水、ラジエータ液、クーラント液等の液状媒体である。
第1温度調節回路4は、該回路に熱媒体を循環させる第2ポンプEWP2と、第2ポンプEWP2の下流側に配置され、電動車両の空調回路を利用して熱交換を行うチラー11と、チラー11の下流側に配置されるバッテリ2及び充電器3と、充電器3の下流側で、且つ第2ポンプEWP2の上流側に配置される電磁開閉弁FSVと、を備える。
第2温度調節回路6は、該回路に熱媒体を循環させる第1ポンプEWP1と、第1ポンプEWP1の下流側に配置され、セパレートモードとシリーズモードとを切替える電磁切替弁EWVと、電磁切替弁EWVの下流側に配置される電力変換装置5と、電力変換装置5の下流側に配置され、熱媒体を冷却するラジエータ12と、ラジエータ12に送風するファン12aと、を備える。なお、電力変換装置5は、直流電力を交流電力に変換するとともに交流電力を直流電力に変換するインバータ、及び直流電圧を昇圧又は降圧するDC−DCコンバータの少なくとも一方を含む。
結合通路8、9は、第1結合通路8と第2結合通路9とを含む。第1結合通路8は、第2温度調節回路6の電磁切替弁EWVの第3ポート19と第1温度調節回路4の第3接続部13とを結合し、第2結合通路9は、第2温度調節回路6の第1接続部14と第1温度調節回路4の第2接続部15とを結合している。第1接続部14は、第2温度調節回路6における電磁切替弁EWVの下流側で、且つ電力変換装置5の上流側に位置し、第3接続部13は、第1温度調節回路4における第2ポンプEWP2の下流側で、且つチラー11の上流側に位置し、第2接続部15は、第1温度調節回路4における充電器3の下流側で、且つ電磁開閉弁FSVの上流側に位置する。即ち、第3接続部13は、第1温度調節回路4において第2ポンプEWP2から見て第2接続部15よりも上流側に配置されている。
制御装置10は、バッテリ2、電力変換装置5及び外気の温度情報と、第1ポンプEWP1及び第2ポンプEWP2の回転数情報と、を入力し、これらの入力情報に応じた判断に基づいて、第1ポンプEWP1、第2ポンプEWP2、電磁切替弁EWV、電磁開閉弁FSV及びファン12aを制御することで、温度調整回路1を適切に動作させる。
つぎに、制御装置10の具体的な制御手順と、それに伴う温度調整回路1の動作について、図5及び図6を参照して説明する。
つぎに、制御装置10による温度調整回路1の第2の制御例について、図7及び図8を参照して説明する。
つぎに、本発明の第2実施形態の温度調整回路1Bについて、図9〜図12を参照して説明する。ただし、第1実施形態と共通の構成については、第1実施形態と同じ符号を用いることで、第1実施形態の説明を援用する。
図13は、第1及び第2実施形態の温度調整回路1、1Bが使用可能な電動車両100の概略構成を示す斜視図である。電動車両100は、駆動源として電動機のみを有する電気自動車、燃料電池車であってもよく、電動機及び内燃機関を有するハイブリッド自動車でもよいが、以下の説明では、電気自動車を例に説明する。
モータ(モータ105)、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置(電力変換装置5)の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路(第2温度調節回路6)と、
前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に熱媒体を循環させる第1ポンプ(第1ポンプEWP1)と、
前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合して結合回路(結合回路7)を形成する結合通路(第1結合通路8、第2結合通路9)と、
前記熱媒体が前記結合回路を循環する循環状態と、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態とを切替可能な切替部(電磁切替弁EWV)と、
前記切替部及び前記第1ポンプを制御する制御装置(制御装置10)と、を備える、温度調整回路(温度調整回路1)であって、
前記制御装置は、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記第1ポンプの回転数を、切替前の前記第1ポンプの回転数よりも低減させた状態で前記切替部の切替を行い、切替えた後に前記第1ポンプの回転数を上昇させる、温度調整回路。
前記温度調整回路は、
前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に配置された熱交換器(ラジエータ12)と、
前記熱交換器に送風するファン(ファン12a)と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、前記ファンの風量を増加させる、温度調整回路。
前記温度調整回路は、
前記結合回路において、一部をバイパスする分岐通路(分岐通路16)と、
前記分岐通路の開閉を切替える開閉弁(電磁開閉弁FSV)と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記開閉弁を開状態から閉状態に制御した後に、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える、温度調整回路。
前記第1ポンプは、前記第2温度調節回路に配置されている、温度調整回路。
前記温度調整回路は、
前記結合回路において、一部をバイパスする分岐通路(分岐通路16)と、
前記分岐通路の開閉を切替える開閉弁(電磁開閉弁FSV)と、
前記第1温度調節回路に配置された第2ポンプ(第2ポンプEWP2)と、をさらに備え、
前記第2ポンプは、前記分岐通路に配置されている、温度調整回路。
モータ(モータ105)、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置(電力変換装置5)の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路(第2温度調節回路6)と、
前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に熱媒体を循環させる第1ポンプ(第1ポンプEWP1)と、
前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合して結合回路(結合回路7)を形成する結合通路(第1結合通路8、第2結合通路9)と、
前記熱媒体が前記結合回路を循環する循環状態と、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態とを切替可能な切替部(電磁切替弁EWV)と、を備える、温度調整回路(温度調整回路1)の制御方法であって、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記第1ポンプの回転数を、切替前の前記第1ポンプの回転数よりも低減させた状態で前記切替部の切替を行う工程と、
切替えた後に前記第1ポンプの回転数を上昇させる工程と、を備える、温度調整回路の制御方法。
前記温度調整回路は、
前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に配置された熱交換器(ラジエータ12)と、
前記熱交換器に送風するファン(ファン12a)と、をさらに備え、
前記制御方法は、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記ファンの風量を増加させる工程と、をさらに備える、温度調整回路の制御方法。
前記温度調整回路は、
前記結合回路において、一部をバイパスする分岐通路(分岐通路16)と、
前記分岐通路の開閉を切替える開閉弁(電磁開閉弁FSV)と、をさらに備え、
前記制御方法は、
前記開閉弁を開状態から閉状態に制御する工程と、をさらに備え、
前記開閉弁を開状態から閉状態に制御した後に、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える、温度調整回路。
モータ(モータ105)、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置(電力変換装置5)の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路(第2温度調節回路6)と、
前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に熱媒体を循環させるポンプ(第1ポンプEWP1)と、
前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合して結合回路(結合回路7)を形成する結合通路(第1結合通路8、第2結合通路9)と、
前記熱媒体が前記結合回路を循環する循環状態と、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態とを切替可能な切替部(電磁切替弁EWV)と、
前記切替部及び前記ポンプを制御する制御装置(制御装置10)と、を備える、温度調整回路(温度調整回路1B)であって、
前記温度調整回路は、
前記切替部をバイパスして前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを接続する分岐通路(第2分岐通路22)と、
前記分岐通路に配置されて、前記分岐通路の開閉を切替える電磁弁(電磁遮断弁ESV)と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記電磁弁を閉状態から開状態に制御する、温度調整回路。
2 バッテリ
4 第1温度調節回路
5 電力変換装置
6 第2温度調節回路
7 結合回路
8 第1結合通路(結合通路)
9 第2結合通路(結合通路)
10 制御装置
12 ラジエータ(熱交換器)
12a ファン
16 分岐通路
22 第2分岐通路
105 モータ
EWP1 第1ポンプ
EWP2 第2ポンプ
EWV 電磁切替弁(切替部)
FSV 電磁開閉弁(開閉弁)
ESV 電磁遮断弁(電磁弁)
Claims (7)
- バッテリと熱交換する第1温度調節回路と、
モータ、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路と、
前記第2温度調節回路に配置され、熱媒体を循環させる第1ポンプと、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第1結合通路と、前記第2結合通路と、前記第1温度調節回路の前記バッテリが配置される通路と、前記第2温度調節回路の前記第1ポンプが配置される通路と、を結合して形成される結合回路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える切替部と、
前記切替部及び前記第1ポンプを制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記切替部を前記第1結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記切替部を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記制御装置は、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記第1ポンプの回転数を、切替前の前記第1ポンプの回転数よりも低減させた状態で前記切替部の切替を行い、切替えた後に前記第1ポンプの回転数を上昇させる、温度調整回路。 - 請求項1に記載の温度調整回路であって、
前記温度調整回路は、
前記結合回路とされる通路であって前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に配置された熱交換器と、
前記熱交換器に送風するファンと、をさらに備え、
前記制御装置は、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、前記ファンの風量を増加させる、温度調整回路。 - 請求項1又は2に記載の温度調整回路であって、
前記第1温度調節回路の前記第2接続部は、前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第1接続部の上流側に位置しており、
前記流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間の流路には、該流路の開閉を切替える開閉弁が設けられ、
前記第1温度調節回路の前記第1接続部と前記開閉弁との間の流路には、第2ポンプ設けられ、
前記制御装置は、前記開閉弁を開状態から閉状態に制御した後に、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える、温度調整回路。 - バッテリと熱交換する第1温度調節回路と、
モータ、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路と、
前記第2温度調節回路に配置され、熱媒体を循環させる第1ポンプと、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第1結合通路と、前記第2結合通路と、前記第1温度調節回路の前記バッテリが配置される通路と、前記第2温度調節回路の前記第1ポンプが配置される通路と、を結合して形成される結合回路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える切替部と、を備える、温度調整回路の制御方法であって、
前記切替部を前記第1結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、前記切替部を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替える工程と、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記第1ポンプの回転数を、切替前の前記第1ポンプの回転数よりも低減させた状態で前記切替部の切替を行う工程と、
切替えた後に前記第1ポンプの回転数を上昇させる工程と、を備える、温度調整回路の制御方法。 - 請求項4に記載の温度調整回路の制御方法であって、
前記温度調整回路は、
前記結合回路とされる通路であって前記第1温度調節回路及び前記第2温度調節回路の少なくとも一方に配置された熱交換器と、
前記熱交換器に送風するファンと、をさらに備え、
前記制御方法は、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記ファンの風量を増加させる工程と、をさらに備える、温度調整回路の制御方法。 - 請求項4又は5に記載の温度調整回路の制御方法であって、
前記温度調整回路は、
前記第1温度調節回路の前記第2接続部は、前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第1接続部の上流側に位置しており、
前記流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間の流路には、該流路の開閉を切替える開閉弁が設けられ、
前記制御方法は、
前記開閉弁を開状態から閉状態に制御する工程と、をさらに備え、
前記開閉弁を開状態から閉状態に制御した後に、前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える、温度調整回路の制御方法。 - バッテリと熱交換する第1温度調節回路と、
モータ、及び前記モータに電力を供給する電力変換装置の少なくとも一方と熱交換する第2温度調節回路と、
前記第2温度調節回路に配置され、熱媒体を循環させるポンプと、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第1結合通路と、前記第2結合通路と、前記第1温度調節回路の前記バッテリが配置される通路と、前記第2温度調節回路の前記ポンプが配置される通路と、を結合して形成される結合回路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える切替部と、
前記切替部及び前記ポンプを制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記切替部を前記第1結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記切替部を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記温度調整回路は、
前記切替部をバイパスして前記第1温度調節回路の前記第1接続部と前記第2温度調節回路の前記切替部の流入側流路とを接続する分岐通路と、
前記分岐通路に配置されて、前記分岐通路の開閉を切替える電磁弁と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記結合回路を前記非循環状態から前記循環状態に切替える際に、
前記電磁弁を閉状態から開状態に制御する、温度調整回路。
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