JP7310622B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に関する。
特許文献１には、フロアパネルの下方に駆動用のバッテリが搭載された電気自動車が開示されている。
特開２０１９－０１８８２３号公報
上記特許文献１に開示された電気自動車などのように、モータへ電力を供給することで車両を走行させる構造では、車両の走行以外の用途で電力を消費すれば、航続距離の低下につながる。このため、バッテリなどの電気機器を備えた構造において、消費電力を抑えて車室内を暖房することができる車両が望まれている。
本発明は上記事実を考慮し、バッテリなどの電気機器を備えた構造において、消費電力を抑えて車室内を暖房することができる車両を得ることを目的とする。
請求項１に係る車両は、走行時に発熱する電気機器を備えた車両本体と、外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、前記電気機器と前記熱交換器との間で前記冷媒を循環させる流路を構成すると共に、前記流路の一部が前記車両本体を構成するフロアパネルの下面側に該フロアパネルに当接して配管された冷却管と、を有し、前記電気機器は、前記フロアパネルの下面側に設けられた駆動用バッテリを含んでおり、前記冷却管は、前記駆動用バッテリと前記フロアパネルとに挟まれた状態で配管された上側冷却部と、前記駆動用バッテリの下面に沿って配管された下側冷却部とを含んで構成されており、前記冷却管には、前記上側冷却部及び前記下側冷却部の両方に前記冷媒が流れる流路と、前記上側冷却部及び前記下側冷却部の一方のみに前記冷媒が流れる流路とに切替え可能な切替バルブが設けられている。
請求項１に係る車両では、車両本体は、走行時に発熱する電気機器を備えている。また、熱交換器は、この電気機器との間で冷媒を介して熱交換を行う。さらに、電気機器と熱交換器との間で冷媒を循環させる流路を構成する冷却管を有している。このように、冷却管を流れる冷媒が電気機器と熱交換器との間を循環することで電気機器が冷却される。
また、冷却管における流路の一部がフロアパネルの下面側にフロアパネルに当接して配管されている。これにより、冷却管を介して冷媒の熱を直接的にフロアパネルへ伝達することができ、車室内を暖房することができる。
さらに、電気機器が駆動用バッテリを含んでいる。また、冷却管を構成する上側冷却部は、駆動用バッテリとフロアパネルとに挟まれた状態で配管されている。これにより、冷媒を介して駆動用バッテリで発生した熱を直接フロアパネルに伝達することができる。すなわち、駆動用バッテリから冷媒が奪った熱が車室外部で放熱されるのを抑制することができる。
また、冷却管は、駆動用バッテリとフロアパネルとに挟まれた状態で配管された上側冷却部と、駆動用バッテリの下面に沿って配管された下側冷却部と、冷媒の流路を切替える切替バルブとを含んで構成されている。また、切替バルブは、冷媒を上側冷却部及び下側冷却部の両方に流す流路と、上側冷却部及び下側冷却部の一方のみに流す流路とに切替え可能に構成されている。これにより、例えば、車室内の暖房を優先する場合には、下側冷却部のみに冷媒を流す流路に切替えることで、効果的にフロアパネルへ熱を伝えることができる。また、車室内の暖房が不要である場合には、上側冷却部及び下側冷却部に冷媒を流す流路に切替えることで、駆動用バッテリの熱がフロアパネルへ伝わりにくくなる。
請求項２に係る車両は、請求項１において、前記切替バルブは、前記上側冷却部及び前記下側冷却部の両方に前記冷媒を流さないように流路を切替え可能に構成されている。
請求項２に係る車両では、上側冷却部及び前記下側冷却部の両方に前記冷媒を流さないように切替バルブによって流路を切替えることで、上側冷却部及び下側冷却部の内部の冷媒の温度が上昇するため、より多くの熱をフロアパネルに伝達することができる。
請求項３に係る車両は、走行時に発熱する電気機器を備えた車両本体と、外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、前記電気機器と前記熱交換器との間で前記冷媒を循環させる流路を構成すると共に、前記流路の一部が前記車両本体を構成するフロアパネルの下面側に該フロアパネルに当接して配管された冷却管と、車室内に設けられた車両用シートと、前記車両用シートに乗員が着座したことを検知する着座センサと、前記冷却管に設けられ制御部によって制御される開閉バルブと、を備え、前記冷却管は、少なくとも前記車両用シートの下方に配管されており、前記制御部は、前記開閉バルブを開閉させることで、前記着座センサによって乗員が着座していることが検知された前記車両用シートの下方に位置する前記冷却管を流れる冷媒の流れを止める。
請求項３に係る車両では、車室内に車両用シートが設けられており、少なくとも車両用シートの下方には冷却管が配管されている。また、車両は、車両用シートに乗員が着座したことを検知する着座センサと、開閉バルブとを備えている。そして、制御部は、着座センサによって乗員が着座していることが検知された車両用シートに対して、この車両用シートの下方に配管された冷却管を流れる冷媒の流れを止める。これにより、駆動用バッテリから冷媒が奪った熱を効果的に車両用シートに伝達させることができる。
以上説明したように、請求項１に係る車両によれば、バッテリなどの電気機器を備えた構造において、消費電力を抑えて車室内を暖房することができる。
また、駆動用バッテリから発生した熱を有効利用することができる。
さらに、不必要に車室内が暖房されるのを抑制することができる。
請求項２に係る車両によれば、より効率良く車室内を暖房することができる。
請求項３に係る車両によれば、車両用シートに着座した乗員の快適性を向上させることができる。
実施形態に係る車両の要部を示す概略側面図である。 実施形態における駆動用バッテリの一部を拡大して概略的に示す、拡大斜視図である。 実施形態における駆動用バッテリの一部を車両幅方向から見た断面図である。 実施形態に係る車両のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態に係る車両の機能構成を示すブロック図である。 実施形態におけるシート加熱処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態における通水条件を示す図表である。
実施形態に係る車両１０について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＲＨは、車両の前方向、上方向及び右方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。また、説明の便宜上、一部の図面の大きさを誇張して描いている。
（全体構成）
図１に示されるように、本実施形態の車両１０は、車両本体１２を備えている。車両本体１２の前端部には左右一対の前輪１４が設けられており、車両本体１２の後端部には左右一対の後輪１５が設けられている。また、車両本体１２の後端部には、駆動ユニット１６が設けられている。駆動ユニット１６は、走行用モータを備えており、後述する駆動用バッテリ２０から供給される電力で走行用モータを回転させ、駆動輪である後輪１５を駆動させる。
車両本体１２の下部には、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ１９が設けられている。図１では、車両左側のサイドメンバ１９のみが図示されている。サイドメンバ１９は、前輪１４から後輪１５にかけて延在するセンタサイドメンバ１９Ａを有している。また、センタサイドメンバ１９Ａの前端部にはフロントサイドメンバ１９Ｂが設けられており、このフロントサイドメンバ１９Ｂは、車幅方向内側かつ車両上方側に屈曲した後、車両前方側へ延在されている。一方、センタサイドメンバ１９Ａの後端部にはリアサイドメンバ１９Ｃが設けられており、このリアサイドメンバ１４Ｃは、車幅方向内側かつ車両上方側に屈曲した後、車両後方側へ延在されている。
ここで、左右一対のセンタサイドメンバ１９Ａの間には、車両１０の走行時に発熱する電気機器としての駆動用バッテリ２０が設けられている。駆動用バッテリ２０は、フロアパネル１８の下面側に設けられており、センタサイドメンバ１９Ａに締結されている。駆動用バッテリ２０は、車両本体１２における車両前後方向の中央部分に設けられており、車両１０を駆動させるための図示しない駆動ユニット１６と電気的に接続されている。そして、この駆動用バッテリ２０から駆動ユニット１６へ電力が供給されることで、走行用モータが駆動して車両１０を走行させる。なお、車両前後方向の一方側に１つの走行用モータが設けられた構成としてもよい。また、各車輪１４にインホイールモータを備えた構成としてもよい。
駆動用バッテリ２０は、図示しないパワーコントロールユニット（以下、適宜「ＰＣＵ」と称する。）に接続されており、ＰＣＵには図示しない走行用モータが接続されている。ＰＣＵは、交流電力の直流電力への変換及び直流電力の交流電力への変換が可能なインバータを含んでおり、駆動用バッテリ２０からＰＣＵを経由して走行用モータへ電力が供給されるように構成されている。なお、駆動用バッテリ２０の詳細については後述する。
一方、フロアパネル１８の上面側には車両用シート２４及び車両用シート２６が設けられている。本実施形態の車両用シート２４及び車両用シート２６は、一例として、車室内に互いに対向して配置されており、乗員が向き合った状態で着座できるように構成されている。
また、車両用シート２４には、車両用シート２４に乗員が着座したことを検知する前席着座センサ５２が設けられており、車両用シート２６には、車両用シート２６に乗員が着座したことを検知する後席着座センサ５３が設けられている（図４参照）。前席着座センサ５２及び後席着座センサ５３はそれぞれ、シートクッションに内蔵された圧力センサなどによって構成されている。
ここで、車両本体１２の車両前方側の端部には、外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器としてのラジエータ２８が設けられており、このラジエータ２８の後方側にはファン３０が設けられている。また、車両本体１２には、ファン３０を制御する制御部としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３４が設けられている。
ラジエータ２８は、車両本体１２の前端部に形成された図示しない開口の後方に設けられており、車両本体１２が走行する際に、この開口を通じてラジエータ２８へ走行風が導入されるように構成されている。また、ファン３０を作動させた場合も同様に、車両本体１２の外部から開口を通じてラジエータ２８へ外気が導入される。
ラジエータ２８と駆動用バッテリ２０とは、冷媒を循環させる冷却管３２によって連結されている。具体的には、冷却管３２は、駆動用バッテリ２０の内部を通過した冷媒がラジエータ２８へ流入する放熱用冷却管３２Ａと、ラジエータ２８を通過した冷媒が駆動用バッテリ２０へ流入する冷却用冷却管３２Ｂとを含んで構成されている。そして、この冷却管３２によって駆動用バッテリ２０とラジエータ２８との間で冷媒を循環させる流路が構成されている。なお、本実施形態では冷媒として冷却水を用いている。
冷却管３２には、図示しないポンプが設けられている。そして、駆動用バッテリ２０の冷却が必要な場合に冷却管３２に冷媒を循環させるようにＥＣＵ３４が制御する。このようにして、駆動用バッテリ２０とラジエータ２８との間で冷媒を循環させることで、ラジエータ２８で外気と熱交換されて低温になった冷媒が駆動用バッテリ２０に沿って流れる。これにより、電気機器である駆動用バッテリ２０が冷却される。
（冷却管３２の構成）
図２に示されるように、冷却管３２は、上側冷却部６２と下側冷却部６４とを含んで構成されており、この上側冷却部６２及び下側冷却部６４によって駆動用バッテリ２０が上下から挟み込まれている。
駆動用バッテリ２０は、車両前後方向に配列された複数の電池モジュール２１を備えている。また、電池モジュール２１はそれぞれ、図示しない複数の電池セルが積層されて構成されている。
上側冷却部６２は、左右一対の上側前後流路６２Ａと、複数の上側連結流路６２Ｂとを含んで構成されている。左右一対の上側前後流路６２Ａはそれぞれ、駆動用バッテリ２０の上部における車両幅方向外側に配設されており、電池モジュール２１の配列方向に沿って車両前後方向に延在されている。また、上側前後流路６２Ａは、車両前後方向から見た断面が上部を短辺側とする略台形状に形成されており、内部に冷媒が流れる流路が形成されている。
上側連結流路６２Ｂは、車両幅方向に延在されており、上側前後流路６２Ａを車両幅方向に連結している。また、上側連結流路６２Ｂは、車両幅方向から見た断面が上部を短辺側とする略台形状に形成されており、内部に冷媒が流れる流路が形成されている。さらに、上側前後流路６２Ａは、車両前後方向に電池モジュール２１と略同一の間隔で配設されており、電池モジュール２１の上端面に当接されている。そして、それぞれの上側連結流路６２Ｂは、上側前後流路６２Ａと内部空間が連通されている。このため、上側前後流路６２Ａと上側連結流路６２Ｂとの間で相互に冷媒が流れるように構成されている。
ここで、図３に示されるように、上側冷却部６２を構成する上側前後流路６２Ａ及び上側連結流路６２Ｂは、フロアパネル１８の下面に当接されている。このため、上側連結流路６２Ｂは、フロアパネル１８と電池モジュール２１（駆動用バッテリ２０）とに挟まれた状態で配管されている。
図２に示されるように、下側冷却部６４は、左右一対の下側前後流路６４Ａと、複数の下側連結流路６４Ｂとを含んで構成されている。左右一対の下側前後流路６４Ａはそれぞれ、駆動用バッテリ２０の下部における車両幅方向外側に配設されており、電池モジュール２１の配列方向に沿って車両前後方向に延在されている。また、下側前後流路６４Ａは、車両前後方向から見た断面が上部を短辺側とする略台形状に形成されており、内部に冷媒が流れる流路が形成されている。
下側連結流路６４Ｂは、車両幅方向に延在されており、下側前後流路６４Ａを車両幅方向に連結している。また、下側連結流路６４Ｂは、車両幅方向から見た断面が下部を短辺側とする略台形状に形成されており、内部に冷媒が流れる流路が形成されている。ここで、下側前後流路６４Ａは、車両前後方向に電池モジュール２１と略同一の間隔で配設されており、電池モジュール２１の下端面に当接されている。そして、それぞれの下側連結流路６４Ｂは、下側前後流路６４Ａと内部空間が連通されている。このため、下側前後流路６４Ａと下側連結流路６４Ｂとの間で相互に冷媒が流れるように構成されている。
上側冷却部６２及び下側冷却部６４は以上のように構成されているため、複数の電池モジュール２１はそれぞれ、上側連結流路６２Ｂと下側連結流路６４Ｂとで上下に挟み込まれた状態となっている。また、上側冷却部６２と下側冷却部６４との分岐部分には、切替バルブ４８（図４参照）が設けられており、この切替バルブ４８を切替えることで、冷媒を上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方に流す流路と、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の一方のみに流す流路とに切替えることができるように構成されている。さらに、切替バルブ４８は、冷媒を上側冷却部６２及び下側冷却部６４の何れにも流さない流路に切替えることができる。
上側冷却部６２には、複数の開閉バルブ４９（図４参照）が設けられている。図示はしないが、本実施形態では一例として、車両前後方向に所定の間隔をあけて上側前後流路６２Ａと上側連結流路６２Ｂとの分岐部分に設けられている。そして、開閉バルブ４９を開閉することで、上側冷却部６２における任意の部分のみに冷媒を流すことができるように構成されている。なお、切替バルブ４８及び開閉バルブ４９はＥＣＵ３４と電気的に接続されており、ＥＣＵ３４からの信号を受けて開閉される。
（ハードウェア構成）
図４に示されるように、車両１０を構成するＥＣＵ３４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）３６、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３８、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０、ストレージ４２、通信インタフェース４４及び入出力インタフェース４６を含んで構成されている。各構成は、バス３５を介して相互に通信可能に接続されている。
ＣＰＵ３６は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ３６は、ＲＯＭ３８又はストレージ４２からプログラムを読み出し、ＲＡＭ４０を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ３６は、ＲＯＭ３８又はストレージ４２に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。
ＲＯＭ３８は、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ４０は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ４２は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。
通信インタフェース４４は、車両本体１２が外部の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。
入出力インタフェース４６は、ファン３０、切替バルブ４８、開閉バルブ４９、温度センサ５０、前席着座センサ５２及び後席着座センサ５３と電気的に接続されている。ファン３０は、作動することで回転してラジエータ２８へ外気を導入する。切替バルブ４８は、例えば三方弁により構成されている。また、開閉バルブ４９は、冷却管３２に複数設けられており、それぞれ独立して開閉できるように構成されている。なお、図４では説明の便宜上、１つの開閉バルブ４９のみを図示している。温度センサ５０は、駆動用バッテリ２０の近傍に設けられており、駆動用バッテリ２０の温度を検出してＥＣＵ３４へ送信する。
（機能構成）
車両１０は、図４に示されるハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。車両１０が実現する機能構成について図５を参照して説明する。
図５に示されるように、車両１０は、機能構成として、暖房要求取得部５４、バッテリ冷却要否判断部５６、着座位置取得部５８及びバルブ制御部６０を含んで構成されている。なお、各機能構成は、ＣＰＵ３６がストレージ４２に記憶されたプログラムを読み出し、これを実行することによって実現される。
暖房要求取得部５４は、車室内の暖房の必要性についての情報を取得する。例えば、暖房要求取得部５４は、乗員の操作によって車室内の温度を上げるように指示したことを取得する。また、暖房要求取得部５４は、車室内の温度を取得することで暖房が要求されることを推測してもよい。
バッテリ冷却要否判断部５６は、駆動用バッテリ２０の冷却が必要であるか否かについて判断する。具体的には、バッテリ冷却要否判断部５６は、温度センサ５０（図４参照）からの情報に基づいて駆動用バッテリ２０の温度が所定の最適温度の上限よりも高い場合に、駆動用バッテリ２０の冷却が必要であると判断する。また、バッテリ冷却要否判断部５６は、駆動用バッテリ２０の温度が最適温度の下限よりも低い場合に、駆動用バッテリ２０の冷却が不要であると判断してもよい。
着座位置取得部５８は、車室内に配設された車両用シート２４、２６のうち、乗員が着座委している車両用シートの位置を取得する。具体的には、着座位置取得部５８は、前席着座センサ５２及び後席着座センサ５３からの信号に基づいて、車両用シート２４に乗員が着座していることを検知した場合、この車両用シート２４が配設されている位置を乗員が着座している位置として取得する。また、車両用シート２６に乗員が着座していることを検知した場合、この車両用シート２６が配設されている位置を乗員が着座している位置として取得する。
バルブ制御部６０は、切替バルブ４８及び複数の開閉バルブ４９を制御する。具体的には、バルブ制御部６０は、初期状態で切替バルブ４８及び複数の開閉バルブ４９の全てを開状態とする。これにより、ラジエータ２８から駆動用バッテリ２０へ向かう冷媒は、駆動用バッテリ２０に沿って上側冷却部６２及び下側冷却部６４の全域に流れる。
また、バルブ制御部６０は、図７に示される通水条件に基づいて切替バルブ４８を制御する。以下、通水条件として設定された各シーンについて説明する。
図７に示されるように、シーン１では、暖房要求取得部５４によって車室内の暖房が要求されており、かつ、バッテリ冷却要否判断部５６によって駆動用バッテリ２０の冷却が不要と判断されている。このようなシーンは、例えば市街地を走行中で外気温が低い場合である。この場合には、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方に対して冷媒の流れを止める。すなわち、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方を止水する。すなわち、バルブ制御部６０は、切替バルブ４８を制御して、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方に冷媒が流れないように流路を切替える。これにより、上側冷却部６２において、駆動用バッテリ２０から熱を奪った冷媒からフロアパネル１８に熱が伝達される。また、下側冷却部６４の冷媒も止水されているため、駆動用バッテリ２０が不必要に冷却されずにすむ。
また、シーン２では、暖房要求取得部５４によって車室内の暖房が要求されており、かつ、バッテリ冷却要否判断部５６によって駆動用バッテリ２０の冷却が必要と判断されている。このようなシーンは、例えば高速道路を走行中で外気温が低い場合である。この場合には、下側冷却部６４に冷媒を通水する。すなわち、バルブ制御部６０は、切替バルブ４８を制御して、下側冷却部６４に冷媒が流れるように流路を切替える。これにより、駆動用バッテリ２０を冷却することができる。一方、バルブ制御部６０は、所定の条件で上側冷却部６２にも冷媒が流れるように流路を切替える。例えば、バルブ制御部６０は、駆動用バッテリ２０の冷却が不十分な場合には、上側冷却部６２にも冷媒を流す。また、下側冷却部６４のみに冷媒を流すことで駆動用バッテリ２０を冷却できる場合には、上側冷却部６２を止水してフロアパネル１８へ熱を伝達させる。
さらに、シーン３では、暖房要求取得部５４による車室内の暖房は要求されておらず、車室内の冷房が要求されており、かつ、バッテリ冷却要否判断部５６によって駆動用バッテリ２０の冷却が必要と判断されている。このようなシーンは、例えば、高速道路を走行中で外気温が高い場合、及び夏季に急速充電を行う場合などである。この場合には、上側冷却部６２及び下側冷却部６４に冷媒を通水する。すなわち、バルブ制御部６０は、切替バルブ４８を制御して、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方に冷媒が流れるように流路を切替える。これにより、フロアパネル１８が不必要に温められずにすむ。また、駆動用バッテリ２０を効率良く冷却することができる。
次に、シーン４では、暖房要求取得部５４によって車室内の暖房が要求されており、かつ、バッテリ冷却要否判断部５６によって駆動用バッテリ２０の冷却が必要と判断されている。このようなシーンは、例えば冬季に急速充電を行う場合である。この場合には、下側冷却部６４に冷媒を通水する。すなわち、バルブ制御部６０は、切替バルブ４８を制御して、下側冷却部６４に冷媒が流れるように流路を切替える。これにより、駆動用バッテリ２０を冷却することができる。一方、バルブ制御部６０は、所定の条件で上側冷却部６２にも冷媒が流れるように流路を切替える。例えば、バルブ制御部６０は、駆動用バッテリ２０の冷却が不十分な場合には、上側冷却部６２にも冷媒を流す。また、下側冷却部６４のみに冷媒を流すことで駆動用バッテリ２０を冷却できる場合には、上側冷却部６２を止水してフロアパネル１８へ熱を伝達させる。
また、本実施形態のバルブ制御部６０は、複数の開閉バルブ４９を開閉させることで、車両用シート２４、２６のうち、乗員が着座している車両用シートを温める。以下、図６のフローチャートを参照して、車両用シート２４を温めるためのシート加熱処理の流れの一例について説明する。この処理は、ＣＰＵ３６がＲＯＭ３８又はストレージ４２からプログラムを読み出して、ＲＡＭ４０に展開して実行することによって行われる。
（シート加熱処理）
図６に示されるように、ステップＳ１０２では、ＣＰＵ３６は、駆動用バッテリ２０の温度を取得する。具体的には、ＣＰＵ３６は、温度センサ５０が検知した駆動用バッテリ２０の温度を取得する。
次に、ＣＰＵ３６は、ステップＳ１０４で駆動用バッテリ２０の冷却が必要であるか否かについて判断する。具体的には、ＣＰＵ３６は、バッテリ冷却要否判断部５６の機能により、駆動用バッテリ２０の冷却が必要であるか否かについて判断する。そして、ＣＰＵ３６は、ステップＳ１０４で駆動用バッテリ２０の冷却が必要だと判断した場合、ステップＳ１０６の処理へ移行する。
ＣＰＵ３６は、ステップＳ１０６で下側冷却部６４に通水する。具体的には、ＣＰＵ３６は、バルブ制御部６０の機能により、切替バルブ４８を制御して、少なくとも下側冷却部６４に冷媒が流れる流路に切替える。そして、ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１０の処理へ移行する。
一方、ステップＳ１０４で駆動用バッテリ２０の冷却が必要ないと判断した場合、すなわち、駆動用バッテリ２０の冷却が不要と判断した場合、ステップＳ１０８の処理へ移行する。ＣＰＵ３６は、ステップＳ１０８で下側冷却部６４を止水する。具体的には、ＣＰＵ３６は、バルブ制御部６０の機能により、切替バルブ４８を制御して、少なくとも下側冷却部６４に冷媒が流れない流路に切替える。そして、ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１０の処理へ移行する。
ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１０で乗員Ｐが車両用シート２４及び車両用シート２６に着座しているか否かについて判断する。ここでは一例として、図３に示されるように、車両用シート２６に乗員Ｐが着座している状態について説明する。なお、車両用シート２４には乗員が着座していないものとする。ステップＳ１１０では、ＣＰＵ３６は、着座位置取得部５８の機能により、前席着座センサ５２からの信号に基づいて車両用シート２４に乗員が着座していないと判断する。同様に、ＣＰＵ３６は、着座位置取得部５８の機能により、後席着座センサ５３からの信号に基づいて車両用シート２６に乗員Ｐが着座していると判断する。
ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１０で車両用シート２４及び車両用シート２６の少なくとも一方に乗員Ｐが着座していると判断した場合には、ステップＳ１１２の処理へ移行する。また、ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１０で車両用シート２４及び車両用シート２６の何れにも乗員Ｐが着座していないと判断した場合には、ステップＳ１１４の処理へ移行する。
ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１２で乗員の着座位置に対応する上側冷却部６２を止水する。具体的には、ＣＰＵ３６は、バルブ制御部６０の機能によって開閉バルブ４９を制御することで、車両用シート２６の下方の領域における上側冷却部６２を止水する。このとき、上側冷却部６２における他の領域については、状況に応じて通水又は止水する。例えば、駆動用バッテリ２０の冷却が必要な場合には、車両用シート２６の下方の領域を除く領域における上側冷却部６２の冷媒を通水する。そして、ＣＰＵ３６は、シート加熱処理を終了する。
一方、ＣＰＵ３６は、ステップＳ１１４で上側冷却部６２の全域を通水又は止水する。具体的には、ＣＰＵ３６は、バルブ制御部６０の機能によって切替バルブ４８を制御することで、上側冷却部６２を通水又は止水する。例えば、駆動用バッテリ２０の冷却が必要な場合には、上側冷却部６２に冷媒を通水する。また、車室内の暖房を優先する場合には、上側冷却部６２を止水する。そして、ＣＰＵ３６は、シート加熱処理を終了する。以上のように、本実施形態のシート加熱処理では、開閉バルブ４９を開閉させることで、後席着座センサ５３によって乗員が着座していることが検知された車両用シート２６の下方に位置する冷却管３２を流れる冷媒の流れを止める。
（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の車両１０では、図１に示されるように、冷却管３２を流れる冷媒が電気機器である駆動用バッテリ２０と熱交換器であるラジエータ２８との間を循環することで駆動用バッテリ２０が冷却される。
また、図３に示されるように、冷却管３２の流路の一部がフロアパネル１８の下面側にフロアパネル１８に当接して配管されている。これにより、冷却管３２を介して冷媒の熱を直接的にフロアパネル１８へ伝達することができ、車室内を暖房することができる。この結果、駆動用バッテリ２０から発生する熱の一部を暖房に利用することができ、消費電力を抑えて車室内を暖房することができる。
また、本実施形態では、冷却管３２を構成する上側冷却部６２は、駆動用バッテリ２０とフロアパネル１８とに挟まれた状態で配管されている。これにより、冷媒を介して駆動用バッテリ２０で発生した熱を直接フロアパネル１８に伝達することができる。すなわち、駆動用バッテリ２０から冷媒が奪った熱が車室外部で放熱されるのを抑制することができる。この結果、上側冷却部６２が駆動用バッテリ２０から離れている構成と比較して、より効率良く車室内を暖房することができる。
さらに、本実施形態では、切替バルブ４８は、冷媒を上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方に流す流路と、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の一方のみに流す流路とに切替え可能に構成されている。これにより、例えば、車室内の暖房を優先する場合には、上側冷却部６２のみに冷媒を流す流路に切替えることで、効果的にフロアパネル１８へ熱を伝えることができる。また、車室内の暖房が不要である場合には、上側冷却部６２及び下側冷却部６４に冷媒を流す流路に切替えることで、フロアパネル１８へ熱を伝えずに済む。このようにして、不必要に車室内が暖房されるのを抑制することができる。
さらにまた、本実施形態では、切替バルブ４８は、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の両方に冷媒を流さないように流路を切替え可能に構成されている。これにより、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の内部の冷媒の温度が上昇するため、より多くの熱をフロアパネル１８に伝達することができる。この結果、上側冷却部６２及び下側冷却部６４の一方のみを止水する構成と比較して、より効率良く車室内を暖房することができる。
また、本実施形態では、前席着座センサ５２及び後席着座センサ５３によって乗員が着座していることが検知された車両用シート２４、２６に対して、この車両用シートの下方に配管された冷却管３２を流れる冷媒の流れを止める。これにより、駆動用バッテリ２０から冷媒が奪った熱を効果的に車両用シート２４、２６に伝達させることができる。この結果、車両用シート２４、２６に着座した乗員の快適性を向上させることができる。
以上、実施形態に係る車両１０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、電気機器として、駆動用バッテリ２０を冷却する構成としたが、これに限定されない。例えば、図示しないモータを電気機器としてもよい。また、駆動用バッテリ２０の出力を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）を電気機器としてもよい。さらに、自動運転時の制御用に用いられるＥＣＵなどを電気機器としてもよい。ＰＣＵ及びＥＣＵは、駆動用バッテリ２０と異なり、走行中は常に冷却する必要があるため、効率よく排熱を利用して車室内を暖めることができる。
また、上記実施形態では、図２に示されるように、上側前後流路６２を上側前後流路６２Ａと上側連結流路６２Ｂとで略梯子上に形成したが、これに限定されず、他の形状としてもよい。例えば、電池モジュール２１の上端面に当接するように蛇行して冷却管３２を配管することで上側連結流路を構成してもよい。
さらに、上記実施形態では、下側冷却部６４を駆動用バッテリ２０の下側に配設したが、これに限定されない。例えば、下側冷却部６４を駆動用バッテリ２０の側部に沿って配設してもよい。また、下側冷却部６４を隣り合う電池モジュール２１の間に配設してもよい。
さらにまた、上記実施形態では、熱交換器としてラジエータ２８を用いたが、これに限定されない。すなわち、冷媒との間で熱交換ができる装置であれば、他の熱交換器を用いてもよい。
また、上記実施形態では、車室内に車両用シート２４及び車両用シート２６が配設された構成について説明したが、これに限定されない。例えば、３つ以上の車両用シートを備えた構成に適用してもよい。この場合、それぞれの車両用シートに着座センサを設けてもよい。また、車室内を撮像するカメラを着座センサとして用いてもよい。この場合、１台のカメラで全ての車両用シートに対して乗員の着座の有無を検知することができる。
さらに、上記実施形態の車両１０は、モータを駆動源とする電気自動車としたが、これに限定されない。例えば、エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に適用してもよい。
１０ 車両
１２ 車両本体
１８ フロアパネル
２０ 駆動用バッテリ（電気機器）
２４ 車両用シート
２６ 車両用シート
２８ ラジエータ（熱交換器）
３２ 冷却管
３４ ＥＣＵ（制御部）
４８ 切替バルブ
４９ 開閉バルブ
５２ 前席着座センサ（着座センサ）
５３ 後席着座センサ（着座センサ）
６２ 上側冷却部
６４ 下側冷却部

Claims (3)

  1. 走行時に発熱する電気機器を備えた車両本体と、
    外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
    前記電気機器と前記熱交換器との間で前記冷媒を循環させる流路を構成すると共に、前記流路の一部が前記車両本体を構成するフロアパネルの下面側に該フロアパネルに当接して配管された冷却管と、
    を有し、
    前記電気機器は、前記フロアパネルの下面側に設けられた駆動用バッテリを含んでおり、
    前記冷却管は、前記駆動用バッテリと前記フロアパネルとに挟まれた状態で配管された上側冷却部と、前記駆動用バッテリの下面に沿って配管された下側冷却部とを含んで構成されており、
    前記冷却管には、前記上側冷却部及び前記下側冷却部の両方に前記冷媒が流れる流路と、前記上側冷却部及び前記下側冷却部の一方のみに前記冷媒が流れる流路とに切替え可能な切替バルブが設けられている、車両。
  2. 前記切替バルブは、前記上側冷却部及び前記下側冷却部の両方に前記冷媒を流さないように流路を切替え可能に構成されている請求項１に記載の車両。
  3. 走行時に発熱する電気機器を備えた車両本体と、
    外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、
    前記電気機器と前記熱交換器との間で前記冷媒を循環させる流路を構成すると共に、前記流路の一部が前記車両本体を構成するフロアパネルの下面側に該フロアパネルに当接して配管された冷却管と、
    車室内に設けられた車両用シートと、
    前記車両用シートに乗員が着座したことを検知する着座センサと、
    前記冷却管に設けられ制御部によって制御される開閉バルブと、
    を備え、
    前記冷却管は、少なくとも前記車両用シートの下方に配管されており、
    前記制御部は、前記開閉バルブを開閉させることで、前記着座センサによって乗員が着座していることが検知された前記車両用シートの下方に位置する前記冷却管を流れる冷媒の流れを止める、車両。
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