JP7427771B2 - 自動車用熱管理システムおよび自動車用熱管理システムに基づく熱管理方法 - Google Patents

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本出願は、２０１９年８月２３日に中国特許庁に出願された「ＴＨＥＲＭＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥ ＡＮＤ ＴＨＥＲＭＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＳＡＭＥ」という名称の中国特許出願第２０１９１０７８９０７０．２号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本出願は、自動車熱管理技術に関し、詳細には、自動車用熱管理システムおよび本システムに基づく熱管理方法に関する。

電気車両は、通常、電気機械によって駆動される。これは、車両の空調システムの加熱機能に対する課題を提起する。電気車両の空調機は、通常、電気加熱装置を用いて加熱を行う。しかしながら、電気加熱装置は、加熱効率が低く、消費電力が大きい。したがって、電気加熱装置は、電気車両にとって経済的ではない。ヒートポンプ技術は、比較的高い加熱効率を有するため、ますます多くの車両メーカが、ヒートポンプ技術を使用して電気車両の空調システムの電力経済性を向上させる傾向がある。

現在、車両のヒートポンプ空調システムに使用される凝縮器は、主に平行流熱交換器である。平行流熱交換器は、通常、熱伝達媒体として空気を利用する。空気を導入することによって、平行流熱交換器は、熱交換器内のモジュールを通って流れる空気を強制的に熱放散させる。平行流熱交換器は、通常、ファン、吸気／排気流路などを含む。平行流熱交換器は、サイズが比較的大きく、風量に対する要求が比較的高い。したがって、車両の熱管理システムにおいて、平行流熱交換器を、圧縮機、絞り装置、水ポンプ、弁などの他の構成要素と統合することは困難である。したがって、平行流熱交換器は、通常、空気とのより良好な接触のために車両のフロントコンパートメントの外側に設置されている。しかしながら、熱管理システムの他の構成要素は、通常、車両のフロントコンパートメントの様々な設置位置に分散されている。これは、熱管理システムにおける複雑なマニホールドにつながり、フロントコンパートメントのスペースを節約すること、および熱管理システムのコストを低減することの助けとならない。

本出願の実施形態は、車両用の熱管理システムおよび本システムに基づく熱管理方法を提供して、車両のフロントコンパートメントのスペースを節約し、熱管理システムのコストを低減するのに役立つ。

第１の態様によれば、本出願は、冷媒ループシステムと、モータ液冷ループシステムと、空調機液冷ループシステムと、を含む、車両用熱管理システムを提供する。冷媒ループシステムは、圧縮機（１）と、冷媒四方切換弁（２）と、プレート式熱交換器（３）と、絞り弁（４）と、プレート式熱交換器（５）と、気液分離器（６）と、を含む。冷媒ループを形成するために、圧縮機（１）の出口は、配管を用いることによって冷媒四方切換弁（２）の第１の端部に接続され、冷媒四方切換弁（２）の第２の端部は、プレート式熱交換器（３）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、プレート式熱交換器（３）内の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁（４）の第１の端部に接続され、絞り弁（４）の第２の端部は、プレート式熱交換器（５）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、プレート式熱交換器（５）内の冷媒流路の第２の端部は、冷媒四方切換弁（２）の第３の端部に接続され、冷媒四方切換弁（２）の第４の端部は、気液分離器（６）の第１の端部に接続され、気液分離器（６）の第２の端部は、圧縮機（１）の入口に接続される。

モータ液冷ループシステムは、モータを通して冷却剤を循環させるモータ液冷ループを含み、モータ液冷ループ内の配管は、プレート式熱交換器（３）内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続され、モータ液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（３）を使用することによって熱を交換する。

空調機液冷ループシステムは、ＨＶＡＣユニットを通して冷却剤を循環させる空調機液冷ループを含み、空調機液冷ループ内の配管は、プレート式熱交換器（５）内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続され、空調機液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（５）を使用することによって熱を交換する。

本出願の本実施形態における熱管理システムは、従来のエネルギー車両（内燃機関車両）に適用されてもよく、または新しいエネルギー車両（例えば、電気車両またはハイブリッド車両）に適用されてもよい。

本出願の本実施形態では、冷媒ループシステムのループを簡略化するために冷媒四方切換弁が使用されていることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器（３）を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、プレート式熱交換器（５）を使用することによって空調機液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、および／またはプレート式熱交換器（５）を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、熱管理システムは、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、統合された構造体として構成され得る。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、熱管理システムは、電池液冷ループシステムをさらに含む。電池液冷ループシステムは、電池パックを通して冷却剤を循環させる電池液冷ループを含む。電池液冷ループは、空調機液冷ループシステムと同じ配管を使用して、プレート式熱交換器（５）内の液冷流路の第１の端部および第２の端部に接続する。電池液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（５）を使用することよって熱を交換する。

本出願の本実施形態における熱管理システムは、新しいエネルギー車両（例えば、電気車両またはハイブリッド車両）に適用されてもよい。

本出願の本実施形態では、冷媒ループシステムのループを簡略化するために冷媒四方切換弁が使用されていることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器（３）を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、プレート式熱交換器（５）を使用することによって空調機液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、および／またはプレート式熱交換器（５）を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションおよび電子制御統合ソリューションが実施され得る。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、モータ液冷ループシステムは、多機能弁（８）と、パワーデバイス（９）と、モータコントローラ（１０）と、モータ（１１）と、ラジエータ熱交換器（１２）と、統合弁（１４）と、を含む。多機能弁（８）、パワーデバイス（９）、モータコントローラ（１０）、モータ（１１）、ラジエータ熱交換器（１２）、および統合弁（１４）は、直列に接続され、多機能弁（８）は、プレート式熱交換器（３）の液冷流路の第１の端部にさらに接続され、統合弁（１４）は、プレート式熱交換器（３）の液冷流路の第２の端部にさらに接続され、モータ（１１）は、統合弁（１４）にさらに直接接続されている。

多機能弁（８）は、水ポンプ機能、水流反転機能、および水貯蔵機能を実施するように構成され、統合弁（１４）は、水流反転機能を実施するように構成されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、空調機液冷ループシステムは、空調機熱交換器（２１）および統合弁ポンプ（１５）を含み、空調機熱交換器（２１）は、統合弁ポンプ（１５）に接続され、空調機熱交換器（２１）は、プレート式熱交換器（５）の液冷流路の第１の端部にさらに接続され、統合弁ポンプ（１５）は、プレート式熱交換器（５）の液冷流路の第２の端部にさらに接続されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、電池液冷ループシステムは、電池パック（１６）と、電気ヒータ（１７）と、統合弁ポンプ（１５）と、を含む。電池パック（１６）、電気ヒータ（１７）、および統合弁ポンプ（１５）は、直列に接続され、電池パック（１６）は、プレート式熱交換器（５）の液冷流路の第１の端部にさらに接続され、統合弁ポンプ（１５）は、プレート式熱交換器（５）の液冷流路の第２の端部にさらに接続され、統合弁ポンプ（１５）は、水ポンプ機能および水流反転機能を実施するように構成されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様では、熱管理システムは、温風液冷ループシステムをさらに含み、温風液冷ループシステムは、ヒータコア（２０）を通して冷却剤を循環させる温風液冷ループを含み、温風液冷ループは、統合ケトルポンプ（１８）と、電気ヒータ（１９）と、ヒータコア（２０）と、を含む。温風液冷ループに含まれる統合ケトルポンプ（１８）、電気ヒータ（１９）およびヒータコア（２０）は、直列に接続され、統合ケトルポンプ（１８）は、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、統合ケトルポンプ（１８）は、膨張ケトル（１８－１）および水ポンプ（１８－２）を含む。膨張ケトル（１８－１）は、水ポンプ（１８－２）に接続され、膨張ケトル（１８－１）は、ヒータコア（２０）にさらに接続され、水ポンプ（１８－２）は、電気ヒータ（１９）にさらに接続されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、多機能弁（８）は、水ポンプ（８－１）と、膨張ケトル（８－２）と、水路三方弁（８－３）と、を含む統合体である。水路三方弁（８－３）の第１の端部は、膨張ケトル（８－２）に接続され、水路三方弁（８－３）の第２の端部は、電池パック（１６）に接続され、水路三方弁（８－３）の第３の端部は、プレート式熱交換器（３）の液冷流路の第１の端部に接続され、膨張ケトル（８－２）は、水ポンプ（８－１）に接続され、水ポンプ（８－１）は、パワーデバイス（９）に接続されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、統合弁（１４）は、水路三方弁（１４－１）および三方水管を含む統合体である。水路三方弁（１４－１）の第１の端部は、モータ（１１）に接続され、水路三方弁（１４－１）の第２の端部は、ラジエータ熱交換器（１２）に接続され、水路三方弁（１４－１）の第３の端部は、三方水管の第１の端部に接続され、三方水管の第２の端部は、プレート式熱交換器（３）の液冷流路の第２の端部に接続され、三方水管の第３の端部は、統合弁ポンプ（１５）に接続されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、統合弁ポンプ（１５）は、水ポンプ（１５－１）および水路三方弁（１５－２）を含む統合体である。水ポンプ（１５－１）は、プレート式熱交換器（５）の液冷流路の第２の端部と水路三方弁（１５－２）の第１の端部とに別々に接続され、水路三方弁（１５－２）の第２の端部は、統合弁（１４）の三方水管と電気ヒータ（１７）とに別々に接続され、水路三方弁（１５－２）の第３の端部は、空調機熱交換器（２１）に接続されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、複数のプレート式熱交換器（プレート式熱交換器（３）およびプレート式熱交換器（５））、冷媒四方切換弁（２）および絞り弁（４）は、統合体（７）を形成することができる。冷媒温度および圧力センサは、統合された要素を接続する配管上に配備され得る。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、統合体（７）、統合ケトルポンプ（１８）、多機能弁（８）、統合弁（１４）、および統合弁ポンプ（１５）のうちの少なくとも１つは、統合された構造体として構造的に構成されている。

第１の態様によれば、可能な実施態様において、統合体（７）、統合ケトルポンプ（１８）、多機能弁（８）、統合弁（１４）、および統合弁ポンプ（１５）は、熱管理統合モジュールに一緒に統合されてもよい。

本出願では、熱管理構成要素の設置位置の構造体が統合され、その結果、電気車両の熱管理システムの設置体積が大きく低減され得て、占有スペースが節約され得ることが分かる。加えて、電池および乗員コンパートメントを様々な作動条件下で適切な温度範囲内で動作させることができ、冷却システム内の流動抵抗が低減され得て、システムのエネルギー効率が改善され得る。

第２の態様によれば、本出願の実施形態は、冷媒ループシステムと、モータ液冷ループシステムと、温風液冷ループシステムと、を含む、車両用熱管理システムを提供する。

冷媒ループシステムは、圧縮機（１０１）と、プレート式熱交換器（１０２）と、絞り弁（１０３）と、プレート式熱交換器（１０４）と、絞り弁（１０９）と、空調機蒸発器（１１０）と、気液分離器（１０７）と、を含み、第１の冷媒ループを形成するために、圧縮機（１０１）、プレート式熱交換器（１０２）、絞り弁（１０３）、プレート式熱交換器（１０４）、絞り弁（１０９）、空調機蒸発器（１１０）、および気液分離器（１０７）は、直列に接続される。

モータ液冷ループシステムは、モータを通して冷却剤を循環させるモータ液冷ループを含み、モータ液冷ループ内の配管は、プレート式熱交換器（１０４）内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続され、モータ液冷ループシステムおよび第１の冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（１０４）を使用することによって熱を交換する。

温風液冷ループシステムは、ヒータコアに冷却剤を循環させる温風液冷ループを含み、温風液冷ループ内の配管は、プレート式熱交換器（１０２）内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続され、温風液冷ループシステムと第１の冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（１０２）を使用することによって熱を交換する。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合、冷媒ループシステムのループが簡略化され、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、ヒートポンプ空調システムを使用することによって、冷却機能および／または加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施されることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用され、その結果、冷媒ループの冷媒は、プレート式熱交換器（１０４）を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、プレート式熱交換器（１０２）を使用することによって温風液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、熱管理システムは、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、統合された構造体として構成され得る。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、圧縮機（１０１）の出口は、配管によってプレート式熱交換器（１０２）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、プレート式熱交換器（１０２）内の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁（１０３）の第１の端部に接続され、絞り弁（１０３）の第２の端部は、プレート式熱交換器（１０４）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、プレート式熱交換器（１０４）内の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁（１０９）の第１の端部に接続され、絞り弁（１０９）の第２の端部は、空調機蒸発器（１１０）の第１の端部に接続され、空調機蒸発器（１１０）の第２の端部は、気液分離器（１０７）の第１の端部に接続され、気液分離器（１０７）の第２の端部は、圧縮機（１０１）の入口に接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、熱管理システムは、電池液冷ループシステムをさらに含み、冷媒ループシステムは、冷媒分岐をさらに含む。

冷媒分岐は、絞り弁（１０５）およびプレート式熱交換器（１０６）を含み、圧縮機（１０１）、プレート式熱交換器（１０２）、絞り弁（１０３）、プレート式熱交換器（１０４）、絞り弁（１０５）、プレート式熱交換器（１０６）、および気液分離器（１０７）は、直列に接続されて第２の冷媒ループを形成する。

電池液冷ループシステムは、電池パックを通して冷却剤を循環させる電池液冷ループを含み、電池液冷ループ内の２つの配管は、プレート式熱交換器（１０６）内の第１の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。

温風液冷ループシステム内の配管は、プレート式熱交換器（１０６）内の第２の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。

電池液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（１０６）を使用することによって熱を交換する。

あるいは、温風液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器（１０６）を使用することによって熱をさらに交換する。

あるいは、温風液冷ループシステムと電池液冷ループシステムは、プレート式熱交換器（１０６）を使用することによって熱を交換する。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、絞り弁（１０５）の第１の端部は、プレート式熱交換器（１０４）内の冷媒流路の第２の端部に接続され、絞り弁（１０５）の第２の端部は、プレート式熱交換器（１０６）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、プレート式熱交換器（１０６）の冷媒流路の第２の端部は、気液分離器（１０７）の第１の端部に接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、モータ液冷ループシステムは、パワーデバイス（１１７）と、モータコントローラ（１１８）と、モータ（１１９）と、ラジエータ熱交換器（１１５）と、多機能弁体（１２２）と、を含む。パワーデバイス（１１７）、モータコントローラ（１１８）、モータ（１１９）、ラジエータ熱交換器（１１５）、および多機能弁体（１２２）は、直列に接続され、多機能弁（１２２）は、プレート式熱交換器（１０２）の液冷流路の第２の端部とプレート式熱交換器（１０４）の液冷流路の第２の端部とに別々に接続され、パワーデバイス（１１７）は、プレート式熱交換器（１０４）の液冷流路の第１の端部にさらに接続され、モータは、多機能弁体（１２２）にさらに直接接続されている。

多機能弁体（１２２）は、水ポンプ機能、水流反転機能、および水貯蔵機能を実施するために使用される。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、電池液冷ループシステムは、電池パック（１２０）および統合ケトルポンプ（１２１）を含む。電池パック（１２０）は、統合ケトルポンプ（１２１）に接続され、統合ケトルポンプ（１２１）は、プレート式熱交換器（１０６）の第１の液冷流路の第１の端部にさらに接続され、電池パック（１２０）は、プレート式熱交換器（１０６）の第１の液冷流路の第２の端部にさらに接続され、統合ケトルポンプ（１２１）は、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、温風液冷ループシステムは、多機能弁体（１２２）と、電気ヒータ（１１４）と、ヒータコア（１１１）と、を含む。多機能弁体（１２２）、電気ヒータ（１１４）、およびヒータコア（１１１）は、直列に接続され、多機能弁体（１２２）は、プレート式熱交換器（１０２）の液冷流路の第２の端部と、プレート式熱交換器（１０６）の第２の液冷流路の第１の端部と第２の端部に別々にさらに接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、多機能弁体（１２２）は、水ポンプ（１２２－１）と、水ポンプ（１２２－６）と、三方水弁（１２２－２）と、三方水弁（１２２－４）と、水路四方弁（１２２－３）と、ケトル（１２２－５）と、を含む。水路四方弁（１２２－３）は、水ポンプ（１２２－１）と、三方水弁（１２２－２）、三方水弁（１２２－４）と、ケトル（１２２－５）とに別々に接続され、ケトル（１２２－５）は、水ポンプ（１２２－６）にさらに接続されている。

三方水弁（１２２－２）は、モータ（１１９）とラジエータ熱交換器（１１５）に別々にさらに接続されている。

水ポンプ（１２２－１）は、プレート式熱交換器（１０２）の液冷流路の第２の端部とプレート式熱交換器（１０６）の第２の液冷流路の第１の端部とに別々にさらに接続されている。

三方水弁（１２２－４）は、プレート式熱交換器（１０６）の第２の液冷流路の第２の端部とヒータコア（１１１）とに別々にさらに接続されている。

水ポンプ（１２２－６）は、プレート式熱交換器（１０４）の液冷流路の第２の端部にさらに接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合ケトルポンプ（１２１）は、膨張ケトル（１２１－２）および水ポンプ（１２１－１２）を含む。膨張ケトル（１２１－２）は、水ポンプ（１２１－１２）に接続され、膨張ケトル（１２１－２）は、電池パック（１２０）にさらに接続され、水ポンプ（１２１－１２）は、プレート式熱交換器（１０６）の第１の液冷流路の第１の端部にさらに接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、多機能弁体（１２２）および統合ケトルポンプ（１２１）のうちの少なくとも１つは、統合された構造体として構造的に構成されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、複数のプレート式熱交換器（プレート式熱交換器（１０２）、プレート式熱交換器（１０４）およびプレート式熱交換器（１０６））ならびに複数の絞り弁（絞り弁１０３および絞り弁１０５）は、統合体（１２３）に統合されてもよい。温度および圧力センサも、統合された構成要素を接続する配管上に配備されてもよい。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合ケトルポンプ（１２１）、多機能弁体（１２２）、統合体（１２３）、および統合体（１２４）は、一緒に統合されて熱管理統合モジュールを形成することができる。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合で、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、冷却機能および／もしくは加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施され、ならびに／または冷却機能および／もしくは加熱機能がヒートポンプ空調システムを使用することによって電池パックに対して実施されることが分かる。冷却ループが１つの流れ方向のみを有し、冷却システムの性能が最大化され得るように、水路四方切換弁が使用されて、異なる水配管の流れ方向を切り替える。

３つのプレート式熱交換器が設計されており、その結果、冷媒ループ内の冷媒が、プレート式熱交換器（１０４）を使用することによってモータ液冷ループの冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器（１０２）およびプレート式熱交換器（１０６）を使用することによって温風液冷ループの冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器（１０６）を使用することによって電池液冷ループの冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションが実施され得て、システム内の主要構成要素が、異なる統合体に統合され得る。熱管理システムの電子制御統合ソリューションはまた、冷媒配管および電気制御ワイヤを短くするために実施され得る。加えて、本出願の本実施形態はまた、様々な実際の適用シナリオ、例えば、乗員コンパートメントの冷却／加熱／除湿、電池冷却／加熱、およびモータ冷却／熱回収に適用可能であってもよい。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、冷媒ループの接続関係は具体的には以下の通りである：圧縮機（１０１）の出口は、プレート式熱交換器（２０２）の一端に接続され、プレート式熱交換器（２０２）の他端は、絞り弁（２０３）の一端に接続され、絞り弁（２０３）の他端は、プレート式熱交換器（２０４）の一端に接続され、プレート式熱交換器（２０４）の他端は、絞り弁（２０５）の一端と絞り弁（２０９）一端とに別々に接続され、絞り弁（２０５）の他端は、プレート式熱交換器（２０６）の一端に接続され、絞り弁（２０９）の他端は、空調機蒸発器（２１０）の一端に接続され、空調機蒸発器（２１０）の他端およびプレート式熱交換器（２０６）の他端は、気液分離器（２０７）の入口に接続されている。プレート式熱交換器（２０４）の他端は、電磁弁（２０８）の一端に接続されている。電磁弁（２０８）の他端は、気液分離器（２０７）の入口に接続されている。気液分離器（２０７）の出口は、圧縮機（１０１）の入口に接続されて、冷媒ループを形成する。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、温風液冷ループの接続関係は、具体的には以下の通りである：水路四方弁（２１３）の端部Ａは、プレート式熱交換器（２０２）の端部に接続され、端部Ｂは、電気ヒータ（２２３）の一端に接続され、電気ヒータ（２２３）の他端は、三方弁（２２４）の入口に接続され、三方弁（２２４）の端部Ｂは、ヒータコア（２１１）の一端に接続され、端部Ａは、プレート式熱交換器（２０６）の端部に接続され、プレート式熱交換器（２０６）の他端およびヒータコアの他端は、水ポンプ（２２２）の入口に接続され、水ポンプ（２２２）の出口は、プレート式熱交換器（２０２）の他端に接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、電池液冷ループの接続関係は、具体的には以下の通りである：水ポンプ（２２５）の出口Ｂは、プレート式熱交換器（２０６）の端部に接続され、プレート式熱交換器（２０６）の他端は、電池パック（２２７）の冷却装置の一端に接続され、電池パック（２２７）の冷却装置の他端は、ケトル（２２６）の入口に接続され、ケトル（２２６）の出口は、水ポンプ（２２５）の入口に接続されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合ケトルポンプ（２３１）は、ケトル（２２０）と、水ポンプ（２２１）と、水ポンプ（２２２）と、を含む統合体であり、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合ケトルポンプ（２３２）は、ケトル（２２６）および水ポンプ（２２５）を含む統合体であり、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合体（２２８）は、複数のプレート式熱交換器（プレート式熱交換器（２０２）、プレート式熱交換器（２０４）およびプレート式熱交換器（２０６））と、複数の絞り弁（絞り弁（２０３）および絞り弁（２０５））と、を含む。温度および圧力センサも、様々な統合された構成要素に接続された配管上に配置されてもよい。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合体（２３３）は、気液分離器（２０７）および電磁弁（２０８）を含む。

第２の態様によれば、可能な実施態様において、統合ケトルポンプ（２３１）、統合ケトルポンプ（２３２）、統合体（２２８）および統合体（２３３）は、一緒に統合されて、熱管理統合モジュールを形成することができる。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合で、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、ヒートポンプ空調システムを使用することによって、冷却機能および／もしくは加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施され、ならびに／または冷却機能および／もしくは加熱機能が電池パックに対して実施されることが分かる。水路四方切換弁の位置が変更された後、冷却剤は、冷媒ループの後方にあるプレート式熱交換器（２０４）を通過し、次いで前方にあるプレート式熱交換器（２０２）を通過する。これは、冷却中のシステムのエネルギー効率を改善し、冷却中のシステムのエネルギー消費を低減する。

３つのプレート式熱交換器が設計され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器を使用することによって温風液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションが実施され得て、システム内の主要構成要素が、異なる統合体に統合され得る。熱管理システムの電子制御統合ソリューションはまた、冷媒配管および電気制御ワイヤを短くするために実施され得る。加えて、本出願の本実施形態はまた、様々な実際の適用シナリオ、例えば、乗員コンパートメントの冷却／加熱／除湿、電池冷却／加熱、およびモータ冷却／熱回収に適用可能であってもよい。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

第３の態様によれば、本出願の実施形態は、熱管理システムのための熱管理方法を提供する。本方法は、コントローラがセンサ信号および熱管理要求を取得するステップと、コントローラがセンサ信号および熱管理要求に基づいて制御信号を生成するステップと、コントローラが制御信号を駆動ボードに送信するステップと、を含み、制御信号は、駆動ボードに指示して、熱管理システム内の複数の構成要素を駆動して動作させるために使用される。駆動ボードは、熱管理システム内の複数の構成要素のそれぞれの駆動ユニットを含み、熱管理システムは、第１の態様または第２の態様のいずれかの実施形態による熱管理システムである。

本出願の本実施形態では、電気制御統合が各熱管理構成要素の独立した駆動ボードを統合駆動ボードに統合しているため、熱管理コントローラは、制御信号（要求信号）を統合駆動ボードに送信するだけでよく、その後、統合駆動ボードは、制御信号（要求信号）に基づいて対応する信号変換を行い、複数の構成要素の実行機構を同時に駆動して対応する命令を実行することが分かる。したがって、本出願は、熱管理システムのワイヤ長を効果的に短縮し、配線スペースを節約し、配線コストを低減し、様々な具体的な適用シナリオにおける機能の正常な実施をさらに保証することができる。

第４の態様によれば、本出願の実施形態は、熱管理システムのためのコントローラを提供する。コントローラは、処理チップおよび通信インターフェースを含む。通信インターフェースは、センサ信号および熱管理要求を取得するように構成されている。処理チップは、センサ信号および熱管理要求に基づいて制御信号を生成するように構成されている。通信インターフェースは、制御信号を駆動ボードに送信するようにさらに構成されている。制御信号は、駆動ボードに指示して、熱管理システム内の複数の構成要素を駆動して動作させるために使用される。熱管理システムは、第１の態様または第２の態様のいずれかの実施形態による熱管理システムである。

第５の態様によれば、本出願の実施形態は、熱管理システムのための駆動ボードを提供する。駆動ボードは、熱管理システム内の複数の構成要素のそれぞれの通信インターフェースおよび駆動ユニットを含む。各構成要素の駆動ユニットは、各構成要素を駆動して動作させるように構成されている。通信インターフェースは、熱管理システムのコントローラから制御信号を受信するように構成されている。各構成要素の駆動ユニットは、制御信号に基づいて、各構成要素を駆動して動作させるように構成されている。熱管理システムは、第１の態様または第２の態様のいずれかの実施形態による熱管理システムである。

本出願の本実施形態では、電気制御統合が構成要素の駆動ユニット上で実行され、その結果、各構成要素の駆動単一ボードが、独立したワイヤを使用することによって熱管理コントローラに接続される必要がなく、総ワイヤ長を低減することが分かる。同時に、フロントコンパートメント内の熱管理構成要素の構造体が統合され、その結果、構成要素と統合駆動ボードとの間の接続ワイヤが大幅に短縮される。したがって、本出願は、熱管理システムのワイヤ長を効果的に低減し、配線スペースを節約し、配線コストを低減することができる。

第６の態様によれば、本発明の実施形態は、コンピュータ命令を記憶するための可読不揮発性記憶媒体を提供する。可読不揮発性記憶媒体は、コンピュータ命令を含み、コンピュータ命令は、第３の態様に記載された方法を実施するように実行される。

第７の態様によれば、本発明の実施形態は、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で動作すると、コンピュータプログラム製品は、第３の態様に記載された方法を実施するように実行される。

結論として、本出願では、熱管理構成要素の設置位置の構造体が統合され、その結果、電気車両の熱管理システムの設置体積が大きく低減され得て、占有されるスペースが節約され得る。加えて、電池および乗員コンパートメントを様々な作動条件下で適正な温度範囲内で動作させることができ、冷却システム内の流動抵抗が低減され得て、システムのエネルギー効率が改善され得る。電気制御統合は、構成要素の駆動ユニット上で実行され、その結果、各構成要素の駆動単一ボードは、独立したワイヤを使用することによって熱管理コントローラに接続される必要がなく、総ワイヤ長を低減する。同時に、フロントコンパートメント内の熱管理構成要素の構造体が統合され、その結果、構成要素と統合駆動ボードとの間の接続ワイヤが大幅に短縮される。したがって、本出願は、熱管理システムのワイヤ長を効果的に低減し、配線スペースを節約し、配線コストを低減することができる。

本出願の一実施形態による熱管理システムの構造的統合の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理統合モジュールの例示的な図である。 本出願の一実施形態による統合弁ポンプの例示的な図である。 本出願の一実施形態による統合弁ポンプの例示的な図である。 本出願の一実施形態による統合弁ポンプの例示的な図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの電気制御統合概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの詳細な概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの詳細な概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムの詳細な概略構造図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理システムにおける関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。 本出願の一実施形態による熱管理方法の概略フローチャートである。

以下では、添付の図面に基づいて本出願の様々な実施態様ソリューションを詳細に説明する。本明細書は、本出願をそれらの例示的な実施態様に限定することが意図されていないことを理解されたい。むしろ、本出願は、これらの例示的な実施態様、ならびに添付の特許請求の範囲によって定義される本出願の趣旨および範囲内に含まれ得る様々な代替形態、修正形態、均等物、および他の実施態様を包含することが意図されている。

本明細書では、本出願を明確に説明するために、本出願と関連しない内容の説明は省略され、明細書全体にわたって同一の添付図面の記号は同一の要素を表す。さらに、説明の便宜上、添付の図面に示される各構成要素のサイズ、厚さ、外観形状、接続線形状などは、限定ではなく例示のために使用されるにすぎない。さらに、本出願の具体的な実施態様は、添付の図面に示される内容に限定されない。

本出願の技術的ソリューションは、従来のエネルギー車両に適用されてもよく、または新しいエネルギー車両に適用されてもよい。従来のエネルギー車両は、例えば、ガソリン車またはディーゼル車などの内燃機関車両であってもよい。新しいエネルギー車両は、例えば、電気車両、航続距離延長電気車両、ハイブリッド電気車両、燃料電池電気車両、または他の新しいエネルギー車両であってもよい。

電気駆動および制御システムは、電気車両の核心であり、これも内燃機関車両との最大の相違点である。電気駆動および制御システムは、駆動モータ（略してモータ）と、電源（または電池パックと呼ばれる）と、モータの速度制御装置と、を含む。電気車両の他の装置は、内燃機関車両と略同様とすることができる。

電気車両内の熱管理システムは、圧縮機、水ポンプ、凝縮器、絞り装置、熱交換器、蒸発器、電池冷却器（Ｃｈｉｌｌｅｒ）、水ポンプ、および弁などの熱管理構成要素を含むことができる。熱管理システムは、コントローラを使用することによって構成要素を制御して、電池および乗員コンパートメントが様々な動作条件下で適切な温度範囲にあることを確実にする。一般に、これらの構成要素は、車両のフロントコンパートメントの様々な位置に分かれて設置されている。熱管理システム内の構成要素は、対応する配管によって接続される必要があるため、構成要素の別々の設置位置は、熱管理システム内の複雑な配管につながる可能性がある。加えて、各構成要素が設置されるとき、対応する設置位置および設置スペースが考慮される必要があり、これは、車両全体の設置配置に深刻な課題をもたらす。

本出願のいくつかの実施形態では、熱管理システムは、熱管理構成要素の統合を容易にするように再設計される。具体的には、統合の２つの態様、すなわち、熱管理構成要素の構造的統合と、熱管理構成要素の電気制御統合とが含まれ得る。

最初に、本出願における構造的統合のいくつかの実施態様が説明される。

図１は、本出願の一実施形態による熱管理システムの構造的統合の概略図である。図１に示されるように、本出願では、熱管理システムによって必要とされる冷却流、加熱流、および水流を能動的に提供することができる圧縮機、熱交換器（例えば、以下の実施形態で説明されるプレート式熱交換器）、水ポンプ、および水弁などの構成要素が、コンパクトな設計および設置によって熱管理統合モジュール内に構造的に統合されている。車両のモータ、ラジエータ、電池パック、および空気処理ユニットなどの熱管理要件を有する他の構成要素は、水管を使用することによって熱管理統合モジュールに接続されている。熱管理システムは、接続された水管内の冷水および温水の流れを通して構造的に統合されている。

例えば、図２は、熱管理統合モジュールの例示的な図である。図２に示されるように、熱管理統合モジュールは、圧縮機、プレート式熱交換器、統合弁、統合弁ポンプ、多機能弁などの構成要素を含んでもよく、各構成要素は、配管によって接続されてもよい。例えば、多機能弁は、水ポンプ、膨張ケトル、および水路三方弁によって形成された統合体であってもよい。統合弁は、水路三方弁および三方水管によって形成された統合体であってもよい。統合弁ポンプは、水ポンプおよび水路三方弁によって形成された統合体であってもよい。前述の構成要素は、全体として統合体構造を形成するために、固定フレームを使用することによって一緒に配置されてもよい。統合体構造は、モジュール化によって車両のフロントコンパートメントに容易に設置され得て、統合設計によって占有されるスペースを節約するのに役立つ。

図２は、本出願における統合ソリューションを説明するための例として使用されているにすぎず、本出願を限定することは意図されていないことに留意されたい。統合体構造における各構成要素の形状、設置位置、および接続関係は、限定ではなく例である。

代替として、熱管理統合モジュール内の構成要素は、固定フレームを使用する代わりに別のやり方で統合されてもよいことにさらに留意されたい。例えば、異なる構成要素は、統合を実施するために、配管を使用することによって接続されてもよく、距離がコンパクトに近接していてもよく、別の例では、異なる構成要素は、代替として、統合を実施するために、統合的に設計されてもよい。

実際の適用では、本出願における技術的思想に基づいて、他の統合ソリューションがさらに提示され得る。

例えば、熱管理システムによって必要とされる冷却流、加熱流および水流を能動的に提供することができる構成要素のうちの１つまたは複数、例えば、圧縮機、絞り装置、熱交換器、気液分離器、電磁弁、水ポンプおよび弁などの熱管理構成要素のうちの１つまたは複数が統合されてもよい。

いくつかの構成要素の統合は、固定フレームを用いて構成要素を固定することによって実施されてもよく、または別のやり方で実施されてもよい。例えば、統合は、構成要素を接続した固定配管によって実施されてもよく、または統合は、統合設計において実施されてもよい。

別の例として、図３Ａは、本出願のいくつかの実施形態による統合弁ポンプの例示的な図である。図３Ａに示されるように、水ポンプおよび水路三方弁は、固定フレームを使用することによって一緒に強固に設置されてもよく、水ポンプの出力端は、ホースまたは硬質管を介して三方弁の入力端に接続されている。

別の例として、図３Ｂは、本出願のいくつかの実施形態による統合弁ポンプの例示的な図である。図３Ｂに示されるように、水ポンプおよび水路三方弁は、統合設計を形成するように一緒に強固に設置されてもよく、言い換えれば、水ポンプの出力端は、三方弁の入力端に直接接続されてもよい。

別の例として、図３Ｃは、本出願のいくつかの実施形態によるさらに別の統合弁ポンプの例示的な図である。図３Ｃに示されるように、水ポンプと水路三方弁は、固定管によって一緒に配置されてもよく、言い換えれば、水ポンプの出力端は固定管の一端に接続され、固定管の他端は三方弁の入力端に接続されている。

いくつかの構成要素は、他のやり方で統合されてもよいことに留意されたい。図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃに示される前述の実施形態は、本出願におけるソリューションを説明するために使用されているにすぎず、これらに限定されない。

従来技術では、車両（例えば、電気車両）の熱管理システム内の構成要素は、フロントコンパートメントと乗員コンパートメントとに分かれて分散して設置されている。各構成要素が配置され、設置される際には、設置スペース、ブラケット設計などが考慮される必要がある。これは、車両の設置およびレイアウトに困難をもたらす。加えて、熱管理システム内の構成要素が分散されているため、冷媒システムに比較的長い配管が必要とされ、冷媒が配管に沿って流れる抵抗が増大し、冷媒流量が抵抗の増大により減少する。したがって、システムエネルギー効率が低下する。

しかしながら、本出願では、熱管理構成要素の設置位置の構造体が統合され、その結果、電気車両の熱管理システムの設置体積が大幅に低減され得て、占有されるスペースが節約され得る。加えて、電池および乗員コンパートメントを様々な作動条件下で適切な温度範囲内で動作させることができ、冷却システム内の流動抵抗が低減され得て、システムのエネルギー効率が改善され得る。

以下は、本出願における電気制御統合のいくつかの実施態様を説明する。

図４は、本出願の一実施形態による熱管理システムの電気制御統合の概略図である。熱管理システムは、熱管理制御を実行するように構成されたコントローラ（または熱管理コントローラと呼ばれる）を含む。コントローラは、熱管理システムが作動するために必要とされる冷却流、加熱流、および水流を能動的に提供することができる圧縮機、熱交換器、水ポンプ、または水弁などの構成要素（被制御構成要素とも称され得る）を制御するように構成されている。このようにして、車両内のモータ、ラジエータ熱交換器、電池パック、またはＨＶＡＣユニットなどの、熱管理要件を有する別の構成要素に対して、関連サービスが提供される。可能な実施態様において、コントローラは、乗員コンパートメントを節約するために、乗員コンパートメントのＨＶＡＣユニットの近くに配備されてもよい。

本出願の一実施形態では、水ポンプ、弁、圧縮機、または絞り装置などの被制御構成要素の駆動ユニット（または駆動回路と呼ばれ、または駆動素子と呼ばれ、または駆動モジュールと呼ばれ、または駆動単一ボードと呼ばれる）は、実行機構から分離されてもよい。次いで、被制御構成要素の駆動ユニットは、駆動ボード（統合駆動ボードまたは統合回路ボードとも呼ばれる）上に一緒に統合されて、被制御構成要素の電気制御統合を実施する。１つの可能な実施形態では、駆動ボードは、フロントコンパートメント内の圧縮機に設置されてもよく、または別の場所に分かれて設置されてもよい。このようにして、コントローラは、１つのバスを使用することによってフロントコンパートメント内の駆動ボードに接続するだけでよく、各被制御構成要素の実行機構は、駆動ボードに電気的に接続される。すなわち、コントローラは、駆動ボードに制御命令を統一的に送信して、駆動ボードを使用することによって、関連する構成要素をさらに駆動して動作させ、熱管理システムの機能を実施することができる。

従来技術では、車両（例えば、電気車両）の熱管理システムの構成要素の電気制御素子は、比較的独立しており、各構成要素の電気制御素子と熱管理コントローラとの間の電気接続にはワイヤを使用する必要がある。構成要素の一部は、フロントコンパートメント内に分散されており、主に、水ポンプ、圧縮機、弁、およびいくつかの温度センサを含む。他の構成要素は、乗員コンパートメント内に分散されており、主に、ＨＶＡＣユニット内の実行機構、乗員コンパートメント内のセンサなどを含む。熱管理コントローラは、乗員コンパートメント内に配置された従来の空調機コントローラである。全ての被制御構成要素は、熱管理コントローラに接続されている。したがって、電気制御システムのワイヤが長すぎる。

しかしながら、本出願では、電気制御統合が構成要素の駆動ユニット上で実行され、その結果、各構成要素の駆動単一ボードを専用ワイヤによって熱管理コントローラに接続する必要がなく、したがって、総ワイヤ長が低減される。さらに、フロントコンパートメント内の熱管理構成要素の構造体が統合され、その結果、構成要素と統合駆動ボードとの間の接続ワイヤが大幅に短縮される。したがって、本出願の前述の実施形態は、熱管理システムのワイヤ長を効果的に低減し、配線スペースを節約し、配線コストを低減することができる。

以下では、本出願のいくつかの実施態様において提供される熱管理システムのいくつかの構造的接続ソリューションおよび構造に基づく機能実装ソリューションを説明する。以下の実施形態における添付の図面では、説明の便宜上、一部の熱管理構成要素と熱要件構成要素との間の接続関係および機能実装における作動媒体の流れ方向（冷媒流れ方向および冷却剤流れ方向など）のみが示されており、一部の構成要素の具体的な構造体統合は示されていない。加えて、電気制御統合におけるコントローラ、駆動ボード、電気的に接続されたワイヤは示されていない。前述の説明に基づいて、当業者は、構造的統合および／または電気制御統合の場合の具体的な実装ソリューションに熟知している。これらの具体的な実装ソリューションの詳細は、本明細書では説明されない。

図５は、本出願のいくつかの実施形態による熱管理システムの概略構造図である。図４に示されるように、熱管理システムは、冷媒ループシステムと、モータ液冷ループシステムと、空調機液冷ループシステムと、を含む。

冷媒ループシステムは、圧縮機１と、冷媒四方切換弁２と、プレート式熱交換器３と、絞り弁４と、プレート式熱交換器５と、気液分離器６と、を備える。プレート式熱交換器３およびプレート式熱交換器５の両方は、２対の入口流路と出口流路を含む。１対の入口流路と出口流路は、冷媒を循環させるために使用される冷媒流路であり、他の１対の入口流路と出口流路は、冷却剤を循環させるために使用される液冷流路である。熱は、冷媒流路内の冷媒と液冷流路内の冷却剤との間で交換され得る。

圧縮機１の出口は、配管によって冷媒四方切換弁２の第１の端部（すなわち、端部Ａ）に接続されている。四方切換弁２の第２の端部（すなわち、端部Ｂ）は、プレート式熱交換器３の冷媒流路の第１の端部に接続されている。プレート式熱交換器３の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁４の第１の端部に接続されている。絞り弁４の第２の端部は、プレート式熱交換器５の冷媒流路の第１の端部に接続されている。プレート式熱交換器５内の冷媒流路の第２の端部は、冷媒四方切換弁２の第３の端部（すなわち、端部Ｃ）に接続されている。冷媒四方切換弁２の第４の端部（すなわち、端部Ｄ）は、気液分離器６の第１の端部に接続されている。気液分離器６の第２の端部は、圧縮機１の入口に接続され、冷媒ループを形成する。冷媒ループは、冷媒を循環させるために使用される。

モータ液冷ループシステムは、モータを通して冷却剤を循環させるモータ液冷ループを含み、モータ液冷ループにおける２つの配管は、プレート式熱交換器３における液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。モータ液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器３を使用することによって熱を交換し、言い換えれば、モータ液冷ループシステムの冷却剤と冷媒ループシステムの冷媒は、プレート式熱交換器３を使用することによって熱を交換する。

空調機液冷ループシステムは、ＨＶＡＣユニットを通して冷却剤を循環させる空調機液冷ループを含み、空調機液冷ループにおける配管は、プレート式熱交換器５内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。空調機液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器５を使用することによって熱を交換し、言い換えれば、空調機液冷ループシステムの冷却剤と冷媒ループシステムの冷媒は、プレート式熱交換器５を使用することによって熱を交換することができる。

一実施形態では、冷媒四方弁の端部Ａと端部Ｂとが接続され、冷媒四方弁の端部Ｃと端部Ｄとが接続されている。圧縮機１によって排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｂを通過して、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器３に入る。高温の冷媒が絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器５を介して気化されて、乗員コンパートメント内からの熱を吸収する（ＨＶＡＣユニットは乗員コンパートメント内に設置されている）。最後に、低温の気液二相冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ｃおよび端部Ｄから気液分離器６に入り、気液分離器６の出口から圧縮機１の吸気口に入る。このようにして、冷媒が循環される。モータ液冷ループシステム内の冷却剤は、プレート式熱交換器３を使用することによって熱を吸収し、モータ液冷ループを使用することによって熱放散を実施することができる。

別の実施形態では、冷媒四方弁の端部Ａと端部Ｄとが接続され、冷媒四方弁の端部Ｂと端部Ｃとが接続されている。圧縮機１によって排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｄを通過し、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器５に入る。乗員コンパートメントを加熱するのに必要な熱（ＨＶＡＣユニットは乗員コンパートメント内に設置されている）が供給される。高温の冷媒は絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器３を介して気化されて熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、四方弁２の端部Ｂおよび端部Ｃを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。モータ液冷ループシステム内の冷却剤は、モータ液冷ループ内の熱（例えば、モータの熱）を吸収し、プレート式熱交換器３によって熱を放出して、熱回収を実施し、冷媒ループシステムの作動効率を向上させることができる。

本出願の本実施形態における熱管理システムは、従来のエネルギー車両（内燃機関車両）に適用されてもよく、または新しいエネルギー車両（例えば、電気車両またはハイブリッド車両）に適用されてもよい。

本出願のいくつかの実施形態では、冷媒ループシステムのループを簡略化するために冷媒四方切換弁が使用されていることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器３を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、プレート式熱交換器５を使用することによって空調機液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションおよび電子制御統合ソリューションが実施され得る。したがって、本出願の実施形態は、熱管理システムにおけるフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

図６は、本出願のいくつかの実施形態による別の熱管理システムの概略構造図である。図６に示されるように、本熱管理システムと図５に示される熱管理システムとの違いは、図５の熱管理システムと比較して、図６に示される熱管理システムに電池液冷ループシステムが追加されている点にある。電池液冷ループシステムは、電池パックを通して冷却剤を循環させる電池液冷ループを含む。電池液冷ループは、前述の空調機液冷ループシステムと同じ配管を使用して、プレート式熱交換器５内の液冷流路の第１の端部および第２の端部に接続する。電池液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器５を使用することによって熱を交換し、言い換えれば、電池液冷ループシステム内の冷却剤と冷媒ループシステム内の冷媒もプレート式熱交換器５を使用することによって熱を交換することができる。

一実施形態では、冷媒四方弁の端部Ａと端部Ｂとが接続され、冷媒四方弁の端部Ｃと端部Ｄとが接続されている。圧縮機１から排出された高温の冷媒は、凝縮および熱放散のために、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｂを介してプレート式熱交換器３に入る。高温の冷媒が絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器５を介して気化されて、乗員コンパートメント（ＨＶＡＣユニットは乗員コンパートメントに設置されている）から熱を吸収し、および／または電池液冷ループの電池パックから熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ｃおよび端部Ｄを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。このようにして、冷媒が循環される。モータ液冷ループシステム内の冷却剤は、プレート式熱交換器３を使用することによって熱を吸収し、モータ液冷ループを使用することによって熱放散を実施することができる。

別の実施形態では、冷媒四方弁の端部Ａと端部Ｄとが接続され、冷媒四方弁の端部Ｂと端部Ｃとが接続されている。圧縮機１によって排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｄを通過し、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器５に入る。乗員コンパートメントを加熱するのに必要な熱（ＨＶＡＣユニットは乗員コンパートメントに設置されている）が供給され、および／または電池液冷ループの電池パックを加熱するのに必要な熱が供給される。高温の冷媒は絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器３を介して気化されて熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、四方弁２の端部Ｂおよび端部Ｃを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。モータ液冷ループシステム内の冷却剤は、モータ液冷ループ内の熱（例えば、モータの熱）を吸収し、プレート式熱交換器３を使用することによって熱を放出して、熱回収を実施し、冷媒ループシステムの作動効率を向上させることができる。

本出願の本実施形態における熱管理システムは、新しいエネルギー車両（例えば、電気車両またはハイブリッド車両）に適用されてもよい。

本出願の本実施形態では、冷媒ループシステムのループを簡略化するために冷媒四方切換弁が使用されていることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器３を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器５を使用することによって空調機液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、および／またはプレート式熱交換器５を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションおよび電子制御統合ソリューションが実施され得る。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

図６の実施形態に示される熱管理システムに基づいて、以下は、実施シナリオにおける熱管理システム内の関連する構成要素間の接続関係を、例を使用することによって説明する。詳細については、図７を参照されたい。図７は、本出願の一実施形態による熱管理システムの詳細な概略構造図である。図７に示されるように、熱管理システムは、冷媒四方切換弁構造を含む統合熱管理システムである。統合体７、多機能弁８、統合弁１４、統合弁ポンプ１５および統合ケトルポンプ１８が熱管理システムに統合されている。

統合体７は、具体的には、複数のプレート式熱交換器（プレート式熱交換器３およびプレート式熱交換器５）と、冷媒四方切換弁２と、絞り弁４と、を含む。冷媒温度および圧力センサは、様々な統合された要素に接続された配管上に配置されてもよい。

多機能弁８は、水ポンプ８－１と、膨張ケトル８－２および水路三方弁８－３とによって形成された統合体である。多機能弁８は、水ポンプ機能、水流反転機能（または冷却剤反転機能と呼ばれる）、および水貯蔵機能を実施するように構成されている。水路三方弁８－３の第１の端部は、膨張ケトル８－２の一端に接続されている。水路三方弁８－３の第２の端部は、外部インターフェースを提供する（図７において端部Ｂとしてマークされ、例えば、電池パック１６に接続するように構成されてもよい）。水管三方弁８－３の第３の端部は、外部インターフェースを提供する（例えば、図７において端部Ｃとしてマークされ、プレート式熱交換器３に接続するように構成されてもよい）。膨張ケトル８－２の他端は、水ポンプ８－１の一端に接続されている。水ポンプ８－１の他端は、外部インターフェースを提供する（例えば、図７において端部Ａとしてマークされ、パワーデバイス９に接続するように構成されてもよい）。

統合弁１４は、水路三方弁１４－１と三方水管との統合体であり、水流反転機能を実施するように構成されている。水路三方弁１４－１の第１の端部は、外部インターフェース（図７において端部Ａとしてマークされ、例えば、モータ１１に接続するように構成されている）を提供する。水路三方弁１４－１の第２の端部は、外部インターフェース（図７において端部Ｂとしてマークされ、例えば、ラジエータ熱交換器１２に接続するように構成されている）を提供する。水路三方弁１４－１の第３の端部は、三方水管の第１の端部に接続されている。三方水管の第２の端部は、外部インターフェース（図７において端部Ｃとしてマークされ、例えば、プレート式熱交換器３に接続するように構成されている）を提供する。三方水管の第３の端部は、外部インターフェース（図７において端部Ｃとしてマークされ、例えば、統合弁ポンプ１５に接続するように構成されている）を提供する。

統合弁ポンプ１５は、水ポンプ１５－１および水路三方弁１５－２によって形成された統合体であり、水ポンプ機能および水流反転機能を実施するように構成されている。水ポンプ１５－１の一端は、外部インターフェース（図７において端部Ａとしてマークされ、例えば、プレート式熱交換器５に接続するように構成されている）を提供する。水ポンプ１５－１の他端は、水路三方弁１５－２の第１の端部に接続されている。水路三方弁１５－２の第２の端部は、２つの外部インターフェースを提供し、例えば、図７では、三方水管を使用することによって外部インターフェース、端部Ｂ、および端部Ｄを提供することができる。端部Ｂは、統合弁１４に接続するように構成され、端部Ｄは、電気ヒータ１７に接続するように構成されている。水路三方弁１５－２の第３の端部は、外部インターフェース（、図７において端部Ｃとしてマークされ、例えば、空調機熱交換器２１に接続するように構成されている）を提供する。

統合ケトルポンプ１８は、水ポンプ１８－２および膨張ケトル１８－１によって形成された統合体であり、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。膨張ケトル１８－１の一端は、水ポンプ１８－２の一端に接続されている。膨張ケトル１８－１の他端は、外部インターフェース（例えば、ヒータコア２０に接続するように構成されている）を提供する。水ポンプ１８－２の他端は、外部インターフェースを提供する（例えば、電気ヒータ１９に接続するように構成されている）。

図７に示される熱管理システムにおいて、冷媒ループの接続関係は、以下の通りである：圧縮機１の出口が冷媒四方切換弁２の端部Ａに接続されている。冷媒四方切換弁２の端部Ｂは、プレート式熱交換器３の一端（すなわち、プレート式熱交換器３の冷媒流路の一端）に接続されている。プレート式熱交換器３の他端（すなわち、プレート式熱交換器３の冷媒流路の他端）は、絞り弁４の一端に接続されている。絞り弁４の他端は、プレート式熱交換器５の一端（すなわち、プレート式熱交換器５の冷媒流路の一端）に接続されている。プレート式熱交換器５の他端（すなわち、プレート式熱交換器５の冷媒流路の他端）は、冷媒四方切換弁２の端部Ｄに接続されている。冷媒四方切換弁の端部Ｃは、気液分離器６の一端に接続されている。気液分離器６の他端は、圧縮機１の入口に接続されている。本明細書では、絞り弁４は、双方向絞り弁であってもよく、絞り弁４は、キャピラリチューブまたは膨張弁などの絞り機能を有する構成要素を使用することによって実施されてもよい。

図７に示される熱管理システムにおいて、電池液冷ループの接続関係は以下の通りである：統合弁ポンプ１５の端部Ａは、プレート式熱交換器５の一端（すなわち、プレート式熱交換器５の液冷流路の一端）に接続されている。端部Ｄは、電気ヒータ１７の一端に接続されている。電気ヒータ１７の他端は、電池パック１５の冷却装置の入口に接続されている。電池パック１６の冷却装置の出口は、三方水管を使用することによって、プレート式熱交換器５の他端（すなわち、プレート式熱交換器５の液冷流路の他端）および多機能弁８の端部Ｂに接続されてもよい。

電池パック１５の冷却装置は、冷却剤を循環させることによって電池パックの加熱または冷却を実施する装置である。例えば、電池パック１５の冷却装置は、電池パックと接触する水冷コイルパイプ、冷却プレートなどであってもよい。これは、本明細書では限定されない。

加えて、本明細書では、説明の便宜上、「電池パック１５に接続された冷却装置」は、「接続された電池パック１５」と簡潔に記載される場合があり、「電池パック１５の冷却装置の入口」は、「電池パック１５の入口」と簡潔に記載され、「電池パック１５の冷却装置の出口」は、「電池パック１５の出口」と記載される。

図７に示される熱管理システムでは、空調機液冷ループ（本明細書では乗員コンパートメント液冷ループとも呼ばれることがある）の接続関係は以下の通りである：統合弁ポンプ１５の端部Ｃは、加熱、換気および空調（Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＨＶＡＣ）システム内の空調機熱交換器２１の端部に接続され、空調機熱交換器２１の他端は、三方水管を使用することによって電池パック１６の出口と合流した後にプレート式熱交換器５の他端に接続されてもよい。ＨＶＡＣシステムは、具体的には、空調機熱交換器２１と、ヒータコア２０と、ファン２２と、を含むことができる。空調機熱交換器２１は、乗員コンパートメントの冷却機能を実施するように構成されてもよく、ヒータコア２０は、乗員コンパートメントの加熱機能を実施するように構成されてもよく、ファン２２は、乗員コンパートメントの送風機能を実施するように構成されてもよい。前述の装置の組合せは、別の機能をさらに実施することができる。例えば、空調機熱交換器２１とヒータコア２０とが共同で乗員コンパートメントの除湿機能を実施するように構成されている。

加えて、可能な実施形態では、図７に示される熱管理システムは、温風液冷ループ（乗員コンパートメント温風ループとも呼ばれることがある）をさらに含むことができる。温風液冷ループの接続関係は以下の通りである：統合ケトルポンプ１８の出口（すなわち、水ポンプ１８－２の出口）が電気ヒータ１９に接続され、電気ヒータ１９の他端がＨＶＡＣ内のヒータコア２０に接続され、ヒータコア２０の他端が統合ケトルポンプ１８の入口（すなわち、膨張ケトル１８－１の入口）に接続されている。

図７に示される熱管理システムにおいて、モータ液冷ループ（動力システム液冷ループとも呼ばれる）の接続関係は以下の通りである：多機能弁８の端部Ｃ（すなわち、水路三方弁８－３の端部Ｃ、または多機能弁８の第３の端部）は、プレート式熱交換器３の一端に接続されている。多機能弁８の端部Ａ（すなわち、水ポンプ８－１の端部Ａ）は、パワーデバイス８の冷却装置の一端に接続されている。パワーデバイス９の冷却装置の他端は、モータコントローラ１０の冷却装置の一端に接続されている。モータコントローラ１０の冷却装置の他端は、モータ１１の冷却装置の一端に接続されている。モータ１１の冷却装置の他端は、ラジエータ熱交換器１２と統合弁１４の端部Ａ（すなわち、水路三方弁１４－１の端部Ａ）とに別々に接続されている。ラジエータ熱交換器１２の他端は、統合弁１４の端部Ｂ（すなわち、水路三方弁１４－１の端部Ｂ）に接続されている。統合弁１４の端部Ｃ（すなわち、水路三方弁１４－１の端部Ｃ）は、プレート式熱交換器３の他端に接続されている。統合弁１４の端部Ｄ（すなわち、三方水管の一端）は、統合弁ポンプ１５の端部Ｂに接続されてもよい。

パワーデバイス９の冷却装置は、冷却剤を循環させてパワーデバイスの加熱または冷却を実施する装置であり、モータコントローラ１０の冷却装置は、冷却剤を循環させてモータコントローラの加熱または冷却を実施する装置であり、モータ１１の冷却装置は、冷却剤を循環させてモータの加熱または冷却を実施する装置であることに留意されたい。

本明細書では、説明の便宜上、「パワーデバイス９に接続された冷却装置」は、「接続されたパワーデバイス９」と簡潔に記載され、「モータコントローラ１０に接続された冷却装置」は、「接続されたモータコントローラ１０」と記載され、「モータ１１に接続された冷却装置」は、「接続されたモータ１１」と記載される場合があることに留意されたい。

なお、統合体７、多機能弁８、統合弁１４、統合弁ポンプ１５および統合ケトルポンプ１８の具体的な統合のやり方については、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃの実施形態における関連説明を参照されたい。本明細書を簡潔にするために、詳細は、本明細書では再び説明されない。

加えて、統合体７、多機能弁８、統合弁１４、統合弁ポンプ１５、および統合ケトルポンプ１８は、上述の熱管理統合モジュールを形成するために一緒に統合されてもよい。

図７の実施形態における構造的接続関係に基づいて、以下は、主な適用シナリオの例を説明する。

図８は、乗員コンパートメント、電池、およびモータが冷却されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向、モータ液冷ループの流れ方向、空調機液冷ループの流れ方向、および電池液冷ループの流れ方向を含む。ここで、熱管理システムにおける灰色の領域は、作動媒体が通過することを必要としないループを示す。

図８に示されるように、冷媒ループの流れ方向は以下のように説明される：冷媒四方弁２の端部Ａと端部Ｂとが接続され、冷媒四方弁２の端部Ｄと端部Ｃとが接続されている。圧縮機１から排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｂを通過して、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器３に入る。高温の冷媒は絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器５を介して気化されて、電池および乗員コンパートメントから熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ｃおよび端部Ｄを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：モータ液冷ループの多機能弁８の端部Ｂは、閉じられている。端部Ｃは、プレート式熱交換器３から出力された高温液体を受け取る。高温液体が端部Ａを介して出力された後、高温液体は、パワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を順次通過する。統合弁１４の端部Ａを閉じることによって、高温液体は、ラジエータ１２によって冷却される。任意選択で、ファン１３が熱放散のためにさらに使用されてもよく、その後、高温液体は、再びプレート式熱交換器３に入る。

空調機液冷ループの流れ方向および電池液冷ループの流れ方向は、それぞれ以下のように説明される：電池液冷ループおよび空調機液冷ループに属する統合弁ポンプ１５の端部Ｃおよび端部Ｄが開けられる。端部Ａは、プレート式熱交換器５から出力された低温液体を受け取る。低温液体の一部は、端部Ｃから出力され、空調機熱交換器２１を通過して乗員コンパートメントを冷却する。低温液体の他の一部は端部Ｄから出力され、電気ヒータ１７を通過し、電池パック１６内の電池の熱を吸収して電池パック１６を冷却する。このとき、電気ヒータ１７はオンされず、循環機能としてのみ使用されている。電池および乗員コンパートメントの熱を吸収した後、液体は、三方水管を通過し、プレート式熱交換器５に再び入る。任意選択で、統合弁ポンプ１５内の水路三方弁の開度が調整され、電池パックおよび乗員コンパートメントの冷却流配分を調整することが実施されてもよい。

図９は、乗員コンパートメントおよび電池が加熱されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、空調機液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図９に示されるように、冷媒ループの流れ方向は以下のように説明される：冷媒四方弁２の端部Ａと端部Ｄとが接続され、冷媒四方弁２の端部Ｂと端部Ｃとが接続されている。圧縮機１によって排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｄを通過し、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器５に入る。電池および乗員コンパートメントを加熱するに必要な熱が供給される。高温の冷媒は、絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器３を介して気化されて熱を吸収し、プレート式熱交換器３においてモータの余熱または環境の熱を得る。最後に、低温の気液二相冷媒は、四方弁２の端部Ｂおよび端部Ｃを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：モータ液冷ループの多機能弁８の端部Ｂは、閉じられている。端部Ｃは、プレート式熱交換器３から出力された低温液体を受け取る。低温液体は端部Ａを介して出力された後、低温液体は、パワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を順次通過する。モータが始動されると、統合弁１４の端部Ｂが閉じられ、モータ１１によって排出された高温液体が統合弁１４の端部Ａに直接入り、統合弁１４の端部Ｃからプレート式熱交換器３に出力されて、蒸発に必要な熱を提供する。モータがオフにされると、統合弁１４の端部Ａがオフにされ、端部Ｂがオンにされ、その結果、低温液体はモータ１１によって排出された後、低温液体は、環境から熱を吸収し、次いで、統合弁の端部Ｃからプレート式熱交換器３に入る。

空調機液冷ループの流れ方向および電池液冷ループの流れ方向は、それぞれ以下のように説明される：電池液冷ループおよび空調機液冷ループに属する統合弁ポンプ１５の端部Ｃおよび端部Ｄが開けられる。端部Ａは、プレート式熱交換器５から出力された高温液体を受け取る。高温液体の一部は、端部Ｃから出力され、空調機熱交換器２１を通過して乗員コンパートメントを加熱する。高温液体の他の一部は、端部Ｄから出力され、電気ヒータ１７を通過して電池パック１６を加熱する。電池および乗員コンパートメントを加熱した後の低温液体は、三方水管を通過して、再びプレート式熱交換器５に入る。任意選択で、統合弁ポンプ１５内の水路三方弁の開度を調整して、電池と乗員コンパートメントとの熱配分を調整する。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：統合弁ポンプ１５の端部Ｃおよび端部Ｄの水温が比較的低い場合、電気ヒータ１７が開かれて、電池を加熱するのを助けることができ、統合ケトルポンプ１８および電気ヒータ１９が開かれて、乗員コンパートメントを加熱するのを助けることができる。

図１０は、電池が自然に冷却されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。図１０に示されるように、周囲温度が比較的低く、電池およびモータのみが自然冷却される場合には、冷媒ループが閉じられる。電池およびモータによって生成された熱は、ラジエータ１２によって自然に冷却され得る。

具体的には、液冷ループの方向は以下のように説明される：多機能弁８の端部Ｃが閉じられ、端部Ｂが電池パック１６の出口から高温液体を受け取り、端部Ａから排出された高温液体がパワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を通過する。この場合、統合弁１４の端部Ａは、閉じられているため、モータ１１の出口の高温液体は、ラジエータ１２を介して低温液体に冷却される。多機能弁８の端部Ｃは、閉じられているため、ラジエータ１２からの低温液体は、統合弁１４の端部Ｄのみを通って統合弁ポンプ１５の端部Ｂに入ることができる。この場合、端部Ｂと端部Ｄとを接続する、統合弁ポンプ１５内の三方水弁の端部は閉じられており、その結果、低温液体は、統合弁ポンプ１５の端部Ｄから排出され、オンにされていない電気ヒータ１７を流れ、電池パック１６に入り、電池を冷却する。

図１１は、電池が加熱され、乗員コンパートメントが除湿されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、空調機液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図１１に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：冷媒四方弁２の端部Ａと端部Ｂとが接続され、冷媒四方弁２の端部Ｄと端部Ｃとが接続されている。圧縮機１から排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｂを通過し、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器３に入る。高温の冷媒は絞り弁４を通過した後、高温の冷媒は、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器５を介して気化されて、乗員コンパートメントから熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ｃおよび端部Ｄを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：モータ液冷ループの多機能弁８の端部Ｂおよび端部Ｃが同時に開かれ、端部Ｃはプレート式熱交換器３から出力された高温液体を受け取り、端部Ｂは電池パック１６から出力された低温液体を受け取り、低温液体は端部Ａを介して出力された後、低温液体は、パワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を順次通過する。このシナリオでは、統合弁１４の端部Ｂは、閉じられており、その結果、モータ１１からの高温液体は、統合弁１４の端部Ａから入る。高温液体の一部は、統合弁１４の端部Ｃからプレート式熱交換器３に出力される。高温液体の他の部分は、統合弁１４の端部Ｄから出力され、統合弁ポンプ１５の端部Ｂおよび端部Ｄを通過し、電気ヒータ１７を通過し、電池パック１６に流入する。

空調機液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：空調機液冷ループの統合弁ポンプ１５の端部Ａは、プレート式熱交換器５によって出力された低温液体を受け取る。低温液体は、端部Ｃから出力され、次いでＨＶＡＣ内の空調機熱交換器２１に入る。空調機熱交換器２１の出口の高温液体は、プレート式熱交換器５に戻る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：温風液冷ループの統合ケトルポンプ１８および電気ヒータ１９が開かれ、その結果、空調機熱交換器２１の冷却機能、ヒータコア２０の加熱機能、および乗員コンパートメントの除湿機能が実施される。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁８の端部Ｂは、電池パック１６の出口から低温液体を受け取り、端部Ａから排出された低温液体は、パワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を通過する。この場合、統合弁１４の端部Ｂは閉じられているため、モータ１１の出口の高温液体は、統合弁１４の端部Ａから入り、統合弁１４の端部Ｄから統合弁１５の端部Ｂに入り、端部Ｄから電気ヒータ１７に流出し、電池パック１６に入り、電池を加熱する。

図１２は、電池が自然に冷却され、乗員コンパートメントが加熱されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、空調機液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図１２に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：冷媒四方弁２の端部Ａと端部Ｄとが接続され、冷媒四方弁２の端部Ｂと端部Ｃとが接続されている。圧縮機１によって排出された高温の冷媒は、冷媒四方弁２の端部Ａおよび端部Ｄを通過し、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器５に入る。乗員コンパートメントを加熱するのに必要な熱が供給される。高温の冷媒は、絞り弁４を通過した後、低温の気液二相冷媒に絞られ、その後、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器３を介して気化されて熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、四方弁２の端部Ｂおよび端部Ｃを介して気液分離器６に入り、気液分離器６の出口を介して圧縮機１の吸気口に入る。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：モータ液冷ループの多機能弁８の端部Ｂおよび端部Ｃが同時に開かれ、端部Ｃはプレート式熱交換器３から出力された低温液体を受け取り、端部Ｂは電池パック１６から出力された高温液体を受け取り、高温液体は端部Ａを介して出力された後、高温液体は、パワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を順次通過する。このシナリオでは、統合弁１４の端部Ａが閉じられており、その結果、モータ１１からの高温液体は、ラジエータ熱交換器１２を使用することによって低温液体に冷却され、低温液体が統合弁１４の端部Ｂから入る。低温液体の一部は、統合弁１４の端部Ｃからプレート式熱交換器３に出力される。低温液体の他の部分は、統合弁１４の端部Ｄから統合弁ポンプ１５の端部Ｂおよび端部Ｄに出力され、電気ヒータ１７を通過し、次いで電池パック１６に入る。

空調機液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：乗員コンパートメント液冷ループの統合弁ポンプ１５の端部Ａは、プレート式熱交換器５によって出力された高温液体を受け取る。高温液体は、端部Ｃから出力され、次いで、ＨＶＡＣ内の空調機熱交換器２１に入る。空調機熱交換器２１の出口の低温液体は、プレート式熱交換器５に戻る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：統合弁ポンプ１５の端部Ｃの加熱温度が比較的低い場合、乗員コンパートメント温風ループの統合ケトルポンプ１８および電気ヒータ１９が開かれて、乗員コンパートメントを加熱するのを助けることができる。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁８の端部Ｂは、電池パック１６の出口から高温液体を受け取り、端部Ａから排出された高温液体は、パワーデバイス９、モータコントローラ１０、およびモータ１１を通過する。この場合、統合弁１４の端部Ａは閉じられており、その結果モータ１１の出口の高温液体はラジエータ熱交換器１２を介して低温液体に冷却され、低温液体は、統合弁１４の端部Ｂから入り、次いで統合弁１４の端部Ｄから統合弁１５の端部Ｂに入り、端部Ｄから流出し、オンにされていない電気ヒータ１７を流れて、電池パック１６に入り、電池を自然に冷却する。

本出願の本実施形態では、冷媒ループシステムのループを簡略化するために冷媒四方切換弁が使用されていることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器３を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器５を使用することによって空調機液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、および／またはプレート式熱交換器５を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションが実施され得て、システム内の主要構成要素が、異なる統合体に統合され得る。熱管理システムの電子制御統合ソリューションはまた、冷媒配管および電気制御ワイヤを短くするために実施され得る。加えて、本出願の本実施形態はまた、様々な実際の適用シナリオ、例えば、乗員コンパートメントの冷却／加熱／除湿、電池冷却／加熱、およびモータ冷却／熱回収に適用可能であってもよい。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

図１３は、本出願の一実施形態によるさらに別の熱管理システムの概略構造図である。図１３に示されるように、熱管理システムは、冷媒ループシステムと、モータ液冷ループシステムと、温風液冷ループシステムと、を含む。

冷媒ループシステムは、圧縮機１０１と、プレート式熱交換器１０２と、絞り弁１０３と、プレート式熱交換器１０４と、絞り弁１０９と、蒸発器１１０（または空調機蒸発器１１０と呼ばれる）と、気液分離器１０７と、を含む。プレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０４の両方は、２対の入口流路と出口流路を含む。１対の入口流路と出口流路は、冷媒を循環させるために使用される冷媒流路であり、他の１対の入口流路と出口流路は、冷却剤を循環させるために使用される液冷流路である。熱は、冷媒流路内の冷媒と液冷流路内の冷却剤との間で交換され得る。

圧縮機１０１、プレート式熱交換器１０２、絞り弁１０３、プレート式熱交換器１０４、絞り弁１０９、空調機蒸発器１１０および気液分離器１０７は、順に直列に接続されてループを形成している。具体的には、圧縮機１０１の出口とプレート式熱交換器１０２の冷媒流路の第１の端部とが配管を使用することによって接続されている。プレート式熱交換器１０２の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁１０３の第１の端部に接続されている。絞り弁１０３の第２の端部は、プレート式熱交換器１０４の冷媒流路の第１の端部に接続されている。プレート式熱交換器１０４の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁１０９の第１の端部に接続されている。絞り弁１０９の第２の端部は、空調機蒸発器１１０の第１の端部に接続されている。空調機蒸発器１１０の第２の端部は、気液分離器１０７の第１の端部に接続されている。気液分離器１０７の第２の端部は、圧縮機１０１の入口に接続されている。したがって、冷媒ループ（第１の冷媒ループとも呼ばれる）が形成され、この冷媒ループが冷媒を循環させるために使用される。

モータ液冷ループシステムは、モータを介して冷却剤を循環させるモータ液冷ループを含み、モータ液冷ループ内の２つの配管は、プレート式熱交換器１０３内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。モータ液冷ループシステムと冷媒ループシステムシステムは、プレート式熱交換器１０３を使用することによって熱を交換し、言い換えれば、モータ液冷ループシステム内の冷却剤と冷媒ループシステム内の冷媒は、プレート式熱交換器１０３を使用することによって熱を交換する。

温風液冷ループシステムは、ヒータコアを介して冷却剤を循環させる温風液冷ループを含み、温風液冷ループ内の配管は、プレート式熱交換器１０２内の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。温風液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器１０２を使用することによって熱を交換し、言い換えれば、空調機液冷ループシステム内の冷却剤と冷媒ループシステム内の冷媒は、プレート式熱交換器１０２を使用することによって熱を交換することができる。

具体的な実装ソリューションでは、絞り弁１０３は、配管径まで完全に開かれてもよく、絞り弁１０９は、通常通り絞りを実行する。この場合、圧縮機１０１によって排出された高温の冷媒は、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０４に順次入る。高温の冷媒は、絞り弁１０９によって低温の気液二相冷媒に絞られる。低温の気液二相冷媒は、空調機蒸発器１１０を通過して乗員コンパートメントから熱を吸収する（空調機蒸発器は乗員コンパートメント内に設置されている）。最後に、低温の気液二相冷媒は、気液分離器１０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。このようにして、冷媒が循環される。モータ液冷ループシステム内の冷却剤は、プレート式熱交換器１０４を使用することによって熱を吸収し、モータ液冷ループを使用することによって熱放散を実施することができる。温風液冷ループシステム内の冷却剤は、プレート式熱交換器１０２を使用することによって熱を吸収し、温風液冷ループ内で熱を出力することができる。例えば、乗員コンパートメントは、ヒータコアを使用することによって加熱されて、空調機蒸発器１１０の冷却を介して除湿目的を達成する。

本出願の本実施形態における熱管理システムは、従来のエネルギー車両（内燃機関車両）に適用されてもよく、または新しいエネルギー車両（例えば、電気車両またはハイブリッド車両）に適用されてもよい。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合、冷媒ループシステムのループが簡略化され、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、ヒートポンプ空調システムを使用することによって、ヒートポンプ冷却機能および／またはヒートポンプ加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施されることが分かる。２つのプレート式熱交換器が使用されており、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器１０４を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができ、プレート式熱交換器１０２を使用することによって温風液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションおよび電子制御統合ソリューションが実施され得る。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

図１４は、本出願の一実施形態によるさらに別の熱管理システムの概略構造図である。図１４に示されるように、本熱管理システムと図１３に示される熱管理システムとの違いは、図１４に示される熱管理システムに電池液冷ループシステムが追加され、図１４ではプレート式熱交換器１０６を含む冷媒分岐が追加され、その結果、別の冷媒ループ（または第２の冷媒ループと呼ばれる）が形成されている点にある。温風液冷システムは、プレート式熱交換器１０２を使用することによって熱交換を実施することができ、またはプレート式熱交換器１０６を使用することによって熱交換を実施することができる。詳細は以下に説明される。

プレート式熱交換器１０６は、３対の入口流路と出口流路を含む。１対の入口流路と出口流路は、冷媒を流通させる冷媒流路であり、他の２対の入口流路と出口流路は、液冷流路である。液冷流路のうちの１つ（第１の液冷流路と呼ばれることがある）は、電池液冷ループシステム内で冷却剤を循環させるように構成され、他の液冷流路（第２の液冷流路と呼ばれることがある）は、温風液冷ループシステム内で冷却剤を循環させるように構成されている。熱は、冷媒流路の冷媒と２つの液冷流路の冷却剤との間で交換され得る。

図１４に基づいて、新たに追加された冷媒分岐は、絞り弁１０５およびプレート式熱交換器１０６を含む。絞り弁１０９の第１の端部に接続されることに加えて、プレート式熱交換器１０４内の冷媒流路の第２の端部は、絞り弁１０５の第１の端部にさらに接続されている。絞り弁１０５の第２の端部は、プレート式熱交換器１０６の冷媒流路の第１の端部に接続されている。プレート式熱交換器１０６の冷媒流路の第２の端部は、気液分離器１０７の第１の端部に接続されて、圧縮機１０１、プレート式熱交換器１０２、絞り弁１０３、プレート式熱交換器１０４、絞り弁１０５、プレート式熱交換器１０６および気液分離器１０７を含む第２の冷媒ループを形成している。

電池液冷ループシステムは、電池パックを通して冷却剤を循環させる電池液冷ループを含む。電池液冷ループ内の２つの配管は、プレート式熱交換器１０６内の第１の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続されている。電池液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器１０６を使用することによって熱を交換し、言い換えれば、電池液冷ループシステム内の冷却剤と冷媒ループシステム内の冷媒は、プレート式熱交換器１０６を使用することによって熱を交換する。

温風液冷ループ内の配管は、プレート式熱交換器１０６内の第２の液冷流路の第１の端部および第２の端部にさらに接続されている。温風液冷ループシステムと冷媒ループシステムは、プレート式熱交換器１０２および／またはプレート式熱交換器１０６を使用することによって熱を交換することができ、言い換えれば、空調機液冷ループシステムの冷却剤と冷媒ループシステムの冷媒がプレート式熱交換器１０２において熱を交換することができ、またはプレート式熱交換器１０６において熱を交換することができる。

具体的な実装ソリューションでは、絞り弁１０３は、配管径まで完全に開かれてもよく、絞り弁１０９は、通常通り絞りを実行する。この場合、圧縮機１０１によって排出された高温の冷媒は、凝縮および熱放散のためにプレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０４に順次入り、次いで、絞り弁１０９および絞り弁１０５をそれぞれ使用することによって、低温の気液二相冷媒に絞られる。低温の気液二相冷媒は、空調機蒸発器１１０およびプレート式熱交換器１０６をそれぞれ通過して、乗員コンパートメントの熱（空調機蒸発器は乗員コンパートメント内に設置されている）および電池パックの熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は、気液分離器１０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。このようにして、冷媒が循環される。モータ液冷ループシステム内の冷却剤は、プレート式熱交換器１０４を使用することによって熱を吸収し、モータ液冷ループを使用することによって熱放散を実施することができる。温風液冷ループシステム内の冷却剤は、プレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０６を使用することによって熱を吸収し、温風液冷ループ内で熱を出力することができる。例えば、乗員コンパートメントは、ヒータコアを使用することによって加熱されて、空調機蒸発器１１０の冷却を介して除湿目的を達成する。

本出願の本実施形態における熱管理システムは、新しいエネルギー車両（例えば、電気車両またはハイブリッド車両）に適用されてもよい。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合で、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、ヒートポンプ空調システムを使用することによって、冷却機能および／もしくは加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施され、ならびに／または冷却機能および／もしくは加熱機能が電池パックに対して実施されることが分かる。３つのプレート式熱交換器が設計され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器１０４を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０６を使用することによって温風液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器１０６を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションおよび電子制御統合ソリューションが実施され得る。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

図１４の実施形態に示される熱管理システムに基づいて、以下は、実施シナリオにおける熱管理システム内の関連する構成要素間の接続関係を、例を使用することによって説明する。詳細については、図１５を参照されたい。図１５は、本出願の一実施形態による熱管理システムの詳細な概略構造図である。図１５に示されるように、熱管理システムは、冷媒四方切換弁構造を含まない統合熱管理システムである。統合ケトルポンプ１２１、多機能弁体１２２、統合体１２３、および統合体１２４が熱管理システムに統合されている。

統合ケトルポンプ１２１は、水ポンプ１２１－１および膨張ケトル１２１－２によって形成された統合体であり、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。膨張ケトル１２１－２の一端は、水ポンプ１２１－１２の一端に接続されている。膨張ケトル１２１－２の他端は、外部インターフェース（端部Ａとしてマークされ、例えば、電池パック１２０に接続するように構成されている）を提供する。水ポンプ１２１－１２の他端は、外部インターフェース（端部Ｂとしてマークされ、例えば、プレート式熱交換器１０６に接続するように構成されている）を提供する。

多機能弁体１２２は、水ポンプ機能、水流反転機能、および水貯蔵機能を有する。多機能弁体１２２は、水ポンプ１２２－１と、水ポンプ１２２－６と、三方水弁１２２－２と、三方水弁１２２－４と、四方水弁１２２－３と、ケトル１２２－５と、を含む。四方水弁１２２－３は、水ポンプ１２２－１、三方水弁１２２－２、三方水弁１２２－４、および水ケトル１２２－５に接続されている。水ケトル１２２－５は、水ポンプ１２２－６にさらに接続されている。水ポンプ１２２－６の他端はまた、外部インターフェース（例えば、端部Ｃとしてマークされ、プレート式熱交換器１０４に接続するように構成されている）を提供する。三方水弁１２２－２は、２つの外部インターフェースをさらに提供する。例えば、一方は端部Ａとしてマークされ、他方は端部Ｂとしてマークされている。端部Ａは、モータ１１９に接続するように構成され、端部Ｂは、ラジエータ熱交換器１１５に接続するように構成されている。水ポンプ１２２－１は、２つの外部インターフェースをさらに提供し、例えば、一方は端部Ｇとしてマークされ、他方は端部Ｅとしてマークされている。例えば、端部Ｇは、プレート式熱交換器１０２に接続するように構成され、端部Ｅは、プレート式熱交換器１０６に接続するように構成されている。三方水弁１２２－４は、２つの外部インターフェースをさらに提供し、例えば、一方は端部Ｆとしてマークされ、他方は端部Ｄとしてマークされている。例えば、端部Ｆは、プレート式熱交換器１０６に接続するように構成され、端部Ｄは、ヒータコア１１１に接続するように構成されている。

統合体１２３は、複数のプレート式熱交換器（プレート式熱交換器１０２、プレート式熱交換器１０４およびプレート式熱交換器１０６）と、複数の絞り弁（絞り弁１０３および絞り弁１０５）と、を含む。温度および圧力センサも、様々な統合された構成要素に接続された配管上に配置されてもよい。

統合体１２４は、気液分離器１０７と、電磁弁１０８と、を含む。

プレート式熱交換器１０６は、電池を冷却および加熱するための３対の入口と出口を提供する。

図１５に示される熱管理システムにおいて、冷媒ループの接続関係は以下の通りである：圧縮機１０１の出口は、プレート式熱交換器１０２の一端（すなわち、プレート式熱交換器１０２の冷媒流路の一端）に接続されている。プレート式熱交換器１０２の他端（すなわち、プレート式熱交換器１０２の冷媒流路の他端）は、絞り弁１０３の一端に接続されている。絞り弁１０３の他端は、プレート式熱交換器１０４の一端（すなわち、プレート式熱交換器１０４の冷媒流路の一端）に接続されている。プレート式熱交換器１０４の他端（すなわち、プレート式熱交換器１０４の冷媒流路の他端）は、絞り弁１０５の一端と絞り弁１０の一端とに別々に接続されている。絞り弁１０５の他端は、プレート式熱交換器１０６の一端（すなわち、プレート式熱交換器１０６の冷媒流路の一端）に接続されている。絞り弁１０９の他端は、空調機蒸発器１１０の一端に接続されている。空調機蒸発器１１０の他端およびプレート式熱交換器１０６の他端（すなわち、プレート式熱交換器１０６の冷媒流路の他端）は、両方とも気液分離器１０７の入口に接続されている。プレート式熱交換器１０４の他端（すなわち、プレート式熱交換器１０４の冷媒流路の他端）は、電磁弁１０８の一端に接続されている。電磁弁１０８の他端は、気液分離器１０７の入口に接続されている。気液分離器１０７の出口は、圧縮機１０１の入口に接続されている。絞り弁１０３は、フルパス絞り弁とすることができ、電磁弁と通常の絞り弁を含むアセンブリとすることができる。絞り弁１０５および絞り弁１０６は、完全に閉じられ得る。絞り弁は、絞り機能を有するキャピラリチューブ、膨張弁、バッフルプレートなどによって置き換えられてもよい。

図１５に示される熱管理システムにおいて、温風液冷ループの接続関係は以下の通りである：多機能弁体１２２の端部Ｇは、プレート式熱交換器１０２の一端に接続されている。プレート式熱交換器１０２の他端は、電気ヒータ１１４の一端に接続されている。電気ヒータ１１４の他端は、ヒータコア１１１の一端に接続されている。ヒータコア１１１の他端は、多機能弁体１２２の端部Ｄに接続されている。多機能弁体１２２の端部Ｆは、プレート式熱交換器１０６の一端に接続されている。プレート式熱交換器１０６の他端は、多機能弁体１２２の端部Ｄに接続されている。

図１５に示される熱管理システムにおいて、電池液冷ループの接続関係は以下の通りである：統合ケトルポンプ１２１の出口Ｂは、プレート式熱交換器１０６の一端に接続されている。プレート式熱交換器１０６の他端は、電池パック１２０の冷却装置の一端に接続されている。電池パック１２０の冷却装置の他端は、統合ケトルポンプ１２１の入口Ａに接続されている。

電池パック１２０の冷却装置は、冷却剤を循環させることによって電池パックの加熱または冷却を実施する装置である。例えば、電池パック１２０の冷却装置は、電池パックと接触する水冷コイルパイプ、冷却プレートなどであってもよい。これは、本明細書では限定されない。

本明細書では、説明の便宜上、「電池パック１２０に接続された冷却装置」は、「接続された電池パック１２０」と簡潔に記載される場合があり、言い換えれば、「電池パック１２０の冷却装置」は、「電池パック１２０」と簡潔に記載されることに留意されたい。

図１５に示される熱管理システムにおいて、モータ液冷ループの接続関係は以下の通りである：多機能弁体１２２の端部Ｃは、プレート式熱交換器１０４の一端に接続されている。プレート式熱交換器１０４の他端は、パワーデバイス１１７の冷却装置の一端に接続されている。パワーデバイス１１７の冷却装置の他端は、モータコントローラ１１８の冷却装置の一端に接続されている。モータコントローラ１１８の冷却装置の他端は、モータ１１９の冷却装置の一端に接続されている。モータ１１９の冷却装置の他端は、ラジエータ熱交換器１１５の一端と多機能弁体１２２の端部Ａとに別々に接続されている。ラジエータ熱交換器１１５の他端は、多機能弁体１２２の端部Ｂに接続されている。

同様に、本明細書では、説明の便宜上、「パワーデバイス１１７の冷却装置」は、「パワーデバイス１１７」と簡潔に記載される場合があり、「モータコントローラ１１８の冷却装置」は、「モータコントローラ１１８」と簡潔に記載され、「モータ１１９の冷却装置」は、「モータ１１９」と簡潔に記載される。

統合ケトルポンプ１２１、多機能弁体１２２、統合体１２３、および統合体１２４の具体的な統合のやり方については、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃの実施形態における関連説明を参照されたい。本明細書を簡潔にするために、詳細は、本明細書では再び説明されない。

加えて、統合ケトルポンプ１２１、多機能弁体１２２、統合体１２３、および統合体１２４は、一緒に統合されて、上述の熱管理統合モジュールとなることができる。

図１５の実施形態における構造的接続関係に基づいて、以下は、主な適用シナリオの例を説明する。

図１６は、乗員コンパートメント、電池、およびモータに対して冷却が実施されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向、モータ液冷ループの流れ方向、および電池液冷ループの流れ方向を含む。ここで、熱管理システムにおける灰色の領域は、作動媒体が通過することを必要としないループを示す。

図１６に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：絞り弁１０３が管径まで完全に開かれ、絞り弁１０５および絞り弁９が通常通り絞られ、電磁弁１０８が閉じられている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、凝縮のためにプレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０４に順次入り、絞り弁１０５および絞り弁１０９を使用することによって低温の気液二相冷媒に絞られる。低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器１０６および空調機蒸発器１１０を使用することによって、電池液冷ループの熱および乗員コンパートメントの熱を別々に吸収し、最終的に気液分離器１０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。ここで、低温の冷媒がプレート式熱交換器１０６および空調機蒸発器１１０に入り、単一の空調機を冷却するか、単一の電池を冷却するかを判断するために、絞り弁１０５および絞り弁１０９の開閉が制御されてもよい。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｇは、液冷媒体をプレート式熱交換器３に出力する。高温の冷媒は冷却され、電気ヒータ１１４およびヒータコア１１１を順次流れて多機能弁体１２２の端部Ｄに至る。電気ヒータ１１４は開けられず、循環機能としてのみ作用する。温度ダンパ１２５は、最冷状態に調整され、空気は、ヒータコア１１１をバイパスする。液冷媒体は、多機能弁体１２２の端部Ｄから入り、端部Ｃからプレート式熱交換器１０４に流出して高温の冷媒を再び冷却し、その後、パワーデバイス１１７、モータコントローラ１１８、およびモータ１１９に順次入り、冷却のためにラジエータ熱交換器に入り、多機能弁体１２２の端部Ｂに戻り、多機能弁体１２２の端部Ｇから圧送される。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：統合ケトルポンプ１２１は、高温液体をプレート式熱交換器１０６に圧送する。高温液体は、プレート式熱交換器１０６を使用することによって低温液体に冷却される。低温液体は、電池パック１２０を流れ、電池パック１２０内の電池の熱を吸収して電池パック１２０を冷却する。高温液体は、統合ケトルポンプ１２１に戻る。

図１７は、乗員コンパートメントおよび電池が加熱されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図１７に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：絞り弁１０３は通常通り絞り動作を行い、絞り弁１０５および絞り弁９は閉じられ、電磁弁１０８は開かれている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、順次、凝縮のためにプレート式熱交換器１０２に入り、絞り弁１０３を通過し、プレート式熱交換器１０４に入って液体冷媒側で熱を吸収し、電磁弁１０８を通過し、気液分離器１０７の入口に入り、その後圧縮機１０１の吸気口に入る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｇは、液冷媒体をプレート式熱交換器１０２に圧送する。液冷媒体は、電気ヒータ１１４に入る。電気ヒータ１１４は、水温に基づいて液冷媒体を出力する電力を制御する。次いで、液冷媒体は、ヒータコア１１１に入り、熱を乗員コンパートメントに放出し、多機能弁体１２２の端部Ｄに入り、次いで、端部Ｆからプレート式熱交換器１０６に流れ、多機能弁の端部Ｅに戻り、水ポンプ１２２－１の入口に入る。温度ダンパ１２５は、乗員コンパートメントが加熱されているか否かを判断するためにヒータコア１１１をバイパスするように構成されてもよい。三方弁１２２－４は、１つの入口および２つの出口を有し、出口Ｆにおける液冷媒体の流れを制御して、電池を加熱するか否かを判断する。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｃは、液冷媒体を圧送する。液冷媒体は、プレート式熱交換器１０４に入る。プレート式熱交換器１０４の低温の冷媒は加熱され、パワーデバイス１１７、モータコントローラ１１８、およびモータ１１９を順次通過し、多機能弁体１２２の端部Ａに入り、多機能弁体１２２の端部Ｃに戻る。このようにして、電気駆動装置の廃熱回収が実施される。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように別個に説明される：統合ケトルポンプ１２１は、低温液体をプレート式熱交換器１０６に圧送する。プレート式熱交換器１０６は、低温液体を高温液体に加熱する。高温液体は、電池パック１２０を流れ、電池パック１２０を加熱する。高温液体は、低温液体に冷却される。低温液体は、統合ケトルポンプ１２１に戻る。

図１８は、電池が加熱され、乗員コンパートメントが除湿されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図１８に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：絞り弁１０３が管径まで完全に開かれ、絞り弁１０５が閉じられ、絞り弁１０９が通常通り絞られ、電磁弁１０８が閉じられている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、凝縮のためにプレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器４に順次入る。高温の冷媒は、絞り弁１０９によって低温の気液二相冷媒に絞られる。低温の気液二相冷媒は、空調機蒸発器１１０を通過して乗員コンパートメントから熱を吸収する。最後に、低温の気液二相冷媒は気液分離器１０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｇは、液冷媒体をプレート式熱交換器１０２に圧送する。液冷媒体は、電気ヒータ１１４に入る。電気ヒータ１１４は、水温に基づいて液冷媒体を出力する電力を制御する。その後、液体冷媒は、ヒータコア１１１に入り、乗員コンパートメントに熱を放出する。このようにして、除湿機能が達成される。液冷媒体は、多機能弁体１２２の端部Ｄに入り、次いで、端部Ｆからプレート式熱交換器１０６に流れて電池を加熱し、多機能弁の端部Ｅに戻り、水ポンプ１２２－１の入口に入る。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｃは、低温液体をプレート式熱交換器１０４に圧送する。低温液体は、パワーデバイス１１７、モータコントローラ１１８、およびモータ１１９を順次通過し、多機能弁体１２２の端部Ｂに入り、多機能弁体１２２の端部Ｃに戻る。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように別個に説明される：統合ケトルポンプ１２１は、低温液体をプレート式熱交換器１０６に圧送する。プレート式熱交換器１０６は、低温液体を高温液体に加熱する。高温液体は、電池パック１２０を流れ、電池パック１２０を加熱する。高温液体は、低温液体に冷却される。低温液体は、統合ケトルポンプ１２１に戻る。

図１９は、電池が冷却され、乗員コンパートメントが加熱されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図１９に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：絞り弁１０３は管径まで完全に開かれ、絞り弁１０５は通常通り絞られ、絞り弁１０９は閉じられ、電磁弁１０８は閉じられている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、凝縮のためにプレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器４に順次入り、絞り弁１０５を使用することによって低温の気液二相冷媒に絞られる。次いで、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器１０６を通過して電池ループの熱を吸収し、気液分離器１０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｇは、液冷媒体をプレート式熱交換器１０２に圧送する。液冷媒体は、電気ヒータ１１４に入る。電気ヒータ１１４は、水温に基づいて液冷媒体を出力する電力を制御する。そして、液体冷媒はヒータコア１１１に入り、乗員コンパートメントに熱を放出して乗員コンパートメントを加熱する。液冷媒体は、多機能弁体１２２の端部Ｄに入り、その後、水ポンプ１２２－１の入口に直接戻る。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：多機能弁体１２２の端部Ｃは、低温液体をプレート式熱交換器１０４に圧送する。低温液体は、パワーデバイス１１７、モータコントローラ１１８、およびモータ１１９を順次通過し、多機能弁体１２２の端部Ｂに入り、多機能弁体１２２の端部Ｃに戻る。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：統合ケトルポンプ１２１は、高温液体をプレート式熱交換器１０６に圧送する。高温液体は、プレート式熱交換器１０６を使用することによって低温液体に冷却される。低温液体は、電池パック１２０を流れ、電池パック１２０内の電池の熱を吸収して電池パック１２０を冷却する。高温液体は、統合ケトルポンプ１２１に戻る。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合で、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、ヒートポンプ空調システムを使用することによって、冷却機能および／もしくは加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施され、ならびに／または冷却機能および／もしくは加熱機能が電池パックに対して実施されることが分かる。冷却ループが１つの流れ方向のみを有し、冷却システムの性能が最大化され得るように、水路四方切換弁が使用されて、異なる水配管の流れ方向を切り替える。

３つのプレート式熱交換器が設計され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器１０４を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器１０２およびプレート式熱交換器１０６を使用することによって温風液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器１０６を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションが実施され得て、システム内の主要構成要素が、異なる統合体に統合され得る。熱管理システムの電子制御統合ソリューションはまた、冷媒配管および電気制御ワイヤを短くするために実施され得る。加えて、本出願の本実施形態はまた、様々な実際の適用シナリオ、例えば、乗員コンパートメントの冷却／加熱／除湿、電池冷却／加熱、およびモータ冷却／熱回収に適用可能であってもよい。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

図１４の実施形態に示される熱管理システムに基づいて、以下では、例を使用することによって、別の実装シナリオにおける熱管理システム内の関連する構成要素間の接続関係を説明する。詳細については、図２０を参照されたい。図２０は、本出願の一実施形態による熱管理システムの詳細な概略構造図である。図２０に示されるように、熱管理システムは、冷媒四方切換弁構造を含まない統合熱管理システムである。統合ケトルポンプ２３１、統合ケトルポンプ２３２、統合体２２８、および統合体２３３は、熱管理システムに統合されている。

統合ケトルポンプ２３１は、ケトル２２０、水ポンプ２２１、および水ポンプ２２２によって掲載された統合体であり、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。

統合ケトルポンプ２３２は、ケトル２２６および水ポンプ２２５によって形成された統合体であり、水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている。

統合体２２８は、複数のプレート式熱交換器（プレート式熱交換器２０２と、プレート式熱交換器２０４と、プレート式熱交換器２０６）と、複数の絞り弁（絞り弁２０３および絞り弁２０５）と、を含む。温度および圧力センサも、様々な統合された構成要素に接続されたパイプ上に配置されてもよい。

統合体２３３は、気液分離器２０７と、電磁弁２０８と、を含む。

図２０に示される熱管理システムにおいて、冷媒ループの接続関係は以下の通りである：圧縮機１０１の出口は、プレート式熱交換器２０２の一端に接続されている。プレート式熱交換器２０２の他端は、絞り弁２０３の一端に接続されている。絞り弁２０３の他端は、プレート式熱交換器２０４の一端に接続されている。プレート式熱交換器２０４の他端は、絞り弁２０５の一端と絞り弁２０９の一端とに別々に接続されている。絞り弁２０５の他端は、プレート式熱交換器２０６に接続されている。絞り弁２０９の他端は、空調機蒸発器２１０の一端に接続されている。空調機蒸発器２１０の他端およびプレート式熱交換器２０６の他端は、気液分離器２０７の入口に接続されている。プレート式熱交換器２０４の他端は、電磁弁２０８の一端に接続されている。電磁弁２０８の他端は、気液分離器２０７の入口に接続されている。気液分離器２０７の出口は、圧縮機１０１の入口に接続されている。絞り弁２０３は、フルパス絞り弁であってもよいし、電磁弁と通常の絞り弁と、を組み合わせたものであってもよい。絞り弁２０５および絞り弁２０９は、完全に閉じられ得る。絞り弁は、絞り機能を有するキャピラリチューブ、膨張弁、バッフルプレートなどによって置き換えられてもよい。

温風液冷ループの接続関係は、以下の通りである：水路四方弁２１３の端部Ａがプレート式熱交換器２０２の端部に接続され、端部Ｂが電気ヒータ２２３の一端に接続され、電気ヒータ２２３の他端が三方弁２２４の入口に接続され、三方弁２２４の端部Ｂがヒータコア２１１の一端に接続され、端部Ａがプレート式熱交換器２０６の端部に接続され、プレート式熱交換器２０６の他端およびヒータコアの他端が水ポンプ２２２の入口に接続され、水ポンプ２２２の出口がプレート式熱交換器２０２の他端に接続されている。

電池液冷ループの接続関係は以下の通りである：水ポンプ２２５の出口Ｂはプレート式熱交換器２０６の端部に接続され、プレート式熱交換器２０６の他端は電池パック２２７の冷却装置の一端に接続され、電池パック２２７の冷却装置の他端はケトル２２６の入口に接続され、ケトル２２６の出口は水ポンプ２２５の入口に接続される。

電池パック２２７の冷却装置は、冷却剤を循環させて電池パックの加熱または冷却を実現する装置である。例えば、電池パック２２７の冷却装置は、電池パックと接触する水冷コイルパイプ、冷却プレートなどであってもよい。これは、本明細書では限定されない。

本明細書では、説明の便宜上、「電池パック２２７の冷却装置」を「電池パック２２７」と略記する場合があることに留意されたい。

モータ液冷ループの接続関係は以下の通りである：水ポンプ２２１の出口は、プレート式熱交換器２０４の一端に接続されている。プレート式熱交換器２０４の他端は、水路四方弁２１３の端部Ｃに接続されている。水路四方弁２１３の端部Ｄは、パワーデバイス２１４の冷却装置の一端に接続されている。パワーデバイス２１４の冷却装置の他端は、モータコントローラ２１５の冷却装置の一端に接続されている。モータコントローラ２１５の冷却装置の他端は、モータ２１６の冷却装置の一端に接続されている。モータ２１６の冷却装置の他端は、三方弁２１７の入口に接続されている。三方弁２１７の端部Ａは、ケトル２２０の入口に直接接続される。三方弁の端部Ｂは、ラジエータ熱交換器２１８の一端に接続されている。ラジエータ熱交換器２１８の他端は、ケトル２２０の入口に接続される。ケトル２２０の出口は、水ポンプ２２１の入口に接続される。

同様に、本明細書では、説明の便宜上、「パワーデバイス２１４の冷却装置」を「パワーデバイス２１４」と略記し、「モータコントローラ２１５の冷却装置」を「モータコントローラ２１５」と略記し、「モータ２１６の冷却装置」を「モータ２１６」と略記する場合がある。

統合ケトルポンプ２３１、統合ケトルポンプ２３２、統合体２２８、および統合体２３３の具体的な統合のやり方については、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃの実施形態における関連説明を参照されたい。本明細書を簡潔にするために、詳細は、本明細書では再び説明されない。

加えて、統合ケトルポンプ２３１、統合ケトルポンプ２３２、統合体２２８および統合体２３３は、上述の熱管理統合モジュールとなるように一緒に統合されてもよい。

図２０の実施形態における構造的接続関係に基づいて、以下では、主な適用シナリオの例を説明する。

図２１は、乗員コンパートメント、電池、およびモータが冷却されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向、モータ液冷ループの流れ方向、および電池液冷ループの流れ方向を含む。ここで、熱管理システムにおける灰色の領域は、作動媒体が通過することを必要としないループを示す。

図２１に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下の通りである：絞り弁２０３が管径のサイズまで完全に開かれ、絞り弁２０５および絞り弁２０９が通常通り絞られ、電磁弁２０８が閉じられている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、凝縮のためにプレート式熱交換器２０２およびプレート式熱交換器４に順次入り、絞り弁２０５および絞り弁２０９を使用することによって低温の気液二相冷媒に絞られる。低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器２０６および空調機蒸発器２１０を通過して、それぞれ電池液冷ループの熱および乗員コンパートメントの熱を吸収し、気液分離器２０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。ここで、低温の冷媒がプレート式熱交換器２０６および空調機蒸発器２１０に流入するか否かを決定し、単一の空調機または単一の電池を冷却するために、絞り弁２０５および絞り弁２０９の開閉が制御されてもよい。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２１の出口は、プレート式熱交換器２０４に液冷媒体を出力して、高温の冷媒を冷却する。液体冷媒は、同時に水路四方弁２１３の端部Ｃに流入し、水路四方弁２１３の端部Ｂから流出し、電気ヒータ２２３および三方弁２２４を順次流れ、三方弁２２４の端部Ｂからヒータコア２１１に入り、ヒータコア２１１の出口から水ポンプ２２の入口に入る。ヒータコア２１１の温度ダンパは最冷状態に調整され、空気はヒータコア２１１をバイパスする。水ポンプ２２の出口は、液冷媒体をプレート式熱交換器２０２に出力し、次いで、プレート式熱交換器２０２内の高温媒体を再び冷却する。液体冷媒は、プレート式熱交換器２０２の出口から水路四方弁２１３の端部Ａに入り、端部Ｂから流出し、パワーデバイス２１４、モータコントローラ２１５、モータ２１６に順次入り、三方弁２１７の入口に入り、三方弁２１７の端部Ｂからラジエータ熱交換器２１８に入る。ラジエータ熱交換器２１８は、高温液体を冷却する。液冷媒体は、ケトル２２０を通って水ポンプ２２１の入口に入る。

図２２は、乗員コンパートメントおよび電池が加熱されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図２２に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下の通りである：絞り弁２０３が通常通り絞りを行い、絞り弁２０５および絞り弁２０９が閉じられ、電磁弁２０８が開かれている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、順次、凝縮のためにプレート式熱交換器２０２に入り、絞り弁２０３を通り、プレート式熱交換器２０４に入って液体冷媒側で熱を吸収し、電磁弁２０８を通り、気液分離器２０７の入口に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２の出口は、液体をプレート式熱交換器２０２に圧送する。液体は、水路四方弁２１３の端部Ａに入り、次いで、端部Ｂから電気ヒータ２２３に入る。電気ヒータ２２３は、水温に基づいて、液体を出力するための電力を制御する。液冷媒体は、三方弁２２４の入口から入る。三方弁２２４は、１つの入口および２つの出口を有し、出口Ａおよび出口Ｂの液冷媒体の流れを制御して、電池および乗員コンパートメントを加熱するか否かを決定することができる。加熱された液体は、水ポンプ２２の入口に戻される。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２１の出口は、液体を圧送する。液体は、プレート式熱交換器２０４に入る。プレート式熱交換器２０４の低温の冷媒は加熱され、水路四方弁２１３の端部Ｃおよび端部Ｄ、パワーコンポーネント２１４、モータコントローラ２１５、およびモータ２１６を順次通過し、三方弁２１７の端部Ａからケトル２２０に入り、次いで水ポンプ２２１の入口に戻る。このようにして、電気駆動装置の廃熱回収が実施される。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように別々に説明される：統合ケトルポンプ２３２は、低温液体をプレート式熱交換器２０６に圧送する。プレート式熱交換器２０６は、低温液体を高温液体に加熱する。高温液体は、電池パック２２７を流れ、電池パック２２７を加熱する。高温液体は、低温液体に冷却される。低温液体は、統合ケトルポンプ２３２に戻る。

図２３は、電池が加熱され、乗員コンパートメントが除湿されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図２３に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：絞り弁２０３は管径まで完全に開かれ、絞り弁２０５は閉じられ、絞り弁２０９は通常通り絞られ、電磁弁２０８は閉じられている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、凝縮のためにプレート式熱交換器２０２およびプレート式熱交換器４に順次入り、絞り弁２０９を使用することによって低温の気液二相冷媒に絞られる。次いで、低温の気液二相冷媒は、空調機蒸発器２１０を通過して乗員コンパートメントの熱を吸収し、気液分離器２０７に入り、圧縮機１０１の吸気口に入る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２の出口は、液体をプレート式熱交換器２０２に圧送する。液体は、水路四方弁２１３の端部Ａに入り、次いで、端部Ｂから電気ヒータ２２３に入る。電気ヒータ２２３は、水温に基づいて、液体を出力するための電力を制御する。液冷媒体は、三方弁２２４の入口から入る。三方弁の端部Ａおよび端部Ｂは、液冷媒体を同時に排出し、電池および乗員コンパートメントをそれぞれ加熱する。加熱された液体は、水ポンプ２２２の入口に戻される。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２１の出口は、液体をプレート式熱交換器２０４に圧送する。プレート式熱交換器２０４の低温の冷媒は加熱され、その後、水路四方弁２１３の端部Ｃおよび端部Ｄ、パワーコンポーネント２１４、モータコントローラ２１５、およびモータ２１６を順次通過し、三方弁２１７の端部Ｂからラジエータ熱交換器２１８に入り、その後、ケトル２２０を介して水ポンプ２２１の入口に戻る。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように別々に説明される：統合ケトルポンプ２３２は、低温液体をプレート式熱交換器２０６に圧送する。プレート式熱交換器２０６は、低温液体を高温液体に加熱する。高温液体は、電池パック２２７を流れ、電池パック２２７を加熱する。高温液体は、低温液体に冷却される。低温液体は、統合ケトルポンプ２３２に戻る。

図２４は、電池が冷却され、乗員コンパートメントが加熱されるシナリオにおける熱管理システム内の関連する作動媒体の流れ方向の概略図である。具体的には、概略図は、冷媒ループの流れ方向と、モータ液冷ループの流れ方向と、電池液冷ループの流れ方向と、温風液冷ループの流れ方向と、を含む。

図２４に示されるように、冷媒ループの流れ方向は、以下のように説明される：絞り弁２０３が管径まで完全に開かれ、絞り弁２０５が通常通り絞られ、絞り弁２０９が閉じられ、電磁弁２０８が閉じられている。この場合、圧縮機１０１から排出された高温の冷媒は、凝縮のためにプレート式熱交換器２０２およびプレート式熱交換器２０４に順次入り、絞り弁２０５を使用することによって低温の気液二相冷媒に絞られる。次いで、低温の気液二相冷媒は、プレート式熱交換器２０６を通過して電池ループの熱を吸収し、気液分離器２０７に入り、最後に圧縮機１０１の吸気口に入る。

温風液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２の出口は、液体をプレート式熱交換器２０２に圧送する。液体は、水路四方弁２１３の端部Ａに入り、次いで、端部Ｂから電気ヒータ２２３に入る。電気ヒータ２２３は、水温に基づいて、液体を出力するための電力を制御する。液冷媒体は、三方弁２２４の入口から入る。三方弁の端部Ｂは、液冷媒体を排出して、乗員コンパートメントを加熱する。加熱された液体は、水ポンプ２２の入口に戻される。

モータ液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：水ポンプ２２１の出口は、液体をプレート式熱交換器２０４に圧送する。プレート式熱交換器２０４の低温の冷媒は加熱され、その後、水路四方弁２１３の端部Ｃおよび端部Ｄ、パワーコンポーネント２１４、モータコントローラ２１５、およびモータ２１６を順次通過し、三方弁２１７の端部Ｂからラジエータ熱交換器２１８に入り、その後、ケトル２２０を介して水ポンプ２２１の入口に戻る。

電池液冷ループの流れ方向は、以下のように説明される：統合ケトルポンプ２３２は、高温液体をプレート式熱交換器２０６に圧送する。高温液体は、プレート式熱交換器２０６を使用することによって低温液体に冷却される。低温液体は、電池パック２２７を流れて電池パック２２７内の電池の熱を吸収し、電池パック２２７を冷却する。高温液体は、統合ケトルポンプ２３２に戻る。

本出願の本実施形態では、冷媒四方弁が使用されない場合で、冷媒ループが１つの流れ方向のみを有する場合、ヒートポンプ空調システムを使用することによって、冷却機能および／もしくは加熱機能が乗員コンパートメントに対して実施され、ならびに／または冷却機能および／もしくは加熱機能が電池パックに対して実施されることが分かる。水路四方切換弁の位置が変更された後、冷却剤は、冷媒ループの後方にあるプレート式熱交換器２０４を通過し、次いで、前方にあるプレート式熱交換器２０２を通過する。これは、冷却中のシステムのエネルギー効率を改善し、冷却中のシステムのエネルギー消費を低減する。

３つのプレート式熱交換器が設計され、その結果、冷媒ループ内の冷媒は、プレート式熱交換器を使用することによってモータ液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器を使用することによって温風液冷ループ内の冷却剤と熱を交換し、プレート式熱交換器を使用することによって電池液冷ループ内の冷却剤と熱を交換することができる。したがって、平行流熱交換器の使用が回避される。プレート式熱交換器は、体積が比較的小さいため、プレート式熱交換器を使用することによって、および冷却剤熱交換方法に従って、熱管理システムの構造的統合ソリューションが実施され得て、システム内の主要構成要素が、異なる統合体に統合され得る。熱管理システムの電子制御統合ソリューションはまた、冷媒配管および電気制御ワイヤを短くするために実施され得る。加えて、本出願の本実施形態はまた、様々な実際の適用シナリオ、例えば、乗員コンパートメントの冷却／加熱／除湿、電池冷却／加熱、およびモータ冷却／熱回収に適用可能であってもよい。したがって、本出願の本実施形態は、熱管理システムのフロントコンパートメントによって占有されるスペースを低減するのに役立ち、熱管理システムのコストを低減するのにも役立つ。

上記は、本出願の実施形態における様々な熱管理システムおよび熱管理システムの様々な特定の適用シナリオを説明している。以下は、様々な熱管理システムのための熱管理コントローラの熱管理方法を説明する。図２５を参照すると、本方法は、以下のステップを含むが、これらに限定されない。

Ｓ１：データを取得する。本ステップでは、熱管理コントローラは、動作する前に、熱管理システムの配管に設置されたセンサの信号、ならびに別のコントローラ（例えば、空調ボードコントローラ）の熱管理要求、例えば温度信号、圧力信号、湿度信号、および電池加熱／冷却要求を取得する。

Ｓ２：モードを決定する。本ステップでは、熱管理コントローラは、設定された熱管理ポリシーに従って、取得されたデータに対してデータ処理および判定を行い、異なる熱管理要求に基づいて統合による最適な車両熱管理システムモードを決定する。熱管理コントローラは、設定された熱管理ポリシーおよび決定されたシステムモードに従って、各構成要素の動作状態を計算する。例えば、冷却モードでは、熱管理コントローラは、圧縮機および水ポンプの回転速度要件、ならびに各弁のスイッチ要件を計算し、次いで、熱管理システムの関連する被制御構成要素のための制御信号（または制御命令と呼ばれ、または制御情報と呼ばれ、または要求信号と呼ばれる）を生成する。関連する被制御構成要素は、熱管理システムによって必要とされる冷却流、加熱流、および水流を能動的に提供することができるいくつかの構成要素である。例えば、熱管理構成要素は、圧縮機、水ポンプ、絞り装置、熱交換器、気液分離器、電磁弁、および弁である。

Ｓ３：信号を出力する。本ステップでは、熱管理コントローラは、これらの制御信号を駆動ボードに送信する。駆動ボードは、水ポンプ、弁、圧縮機、絞り装置などの被制御構成要素の駆動ユニット（または駆動回路と呼ばれ、または駆動素子と呼ばれ、または駆動モジュールと呼ばれ、または駆動単一ボードと呼ばれる）を実行機構から分離する。次いで、被制御構成要素の駆動ユニットは、駆動ボード（または統合駆動ボードと呼ばれ、または統合回路ボードと呼ばれる）上で一緒に統合される。関連する内容については、電気制御統合の前述の説明を参照されたい。

Ｓ４：実行を駆動する。本ステップでは、統合駆動ボードは、熱管理コントローラによって送信された制御信号に基づいて信号変換を行い、異なる熱管理構成要素（被制御構成要素）をさらに駆動して、対応する命令を実行し、熱管理システムにおける様々な具体的な適用シナリオの機能、例えば、乗員コンパートメントにおける冷却／加熱／除湿、電池冷却／加熱、およびモータ冷却／熱回収を実施する。

本出願の本実施形態では、電気制御統合が各熱管理構成要素の独立した駆動ボードを統合駆動ボードに統合しているため、熱管理コントローラは、制御信号（要求信号）を統合駆動ボードに送信するだけでよく、その後、統合駆動ボードは、制御信号（要求信号）に基づいて対応する信号変換を行い、複数の構成要素の実行機構を同時に駆動して対応する命令を実行することが分かる。したがって、本出願は、熱管理システムのワイヤ長を効果的に短縮し、配線スペースを節約し、配線コストを低減し、様々な具体的な適用シナリオにおける機能の正常な実施をさらに保証することができる。

本出願の実施形態において提供される熱管理システムおよび制御方法は、上記で詳細に説明されている。本出願の原理および実施態様は、具体的な例を通して本明細書で説明されている。実施形態に関する説明は、単に、本出願の方法および核となるアイデアを理解するのを助けるために提供されている。加えて、当業者は、本出願のアイデアに従って、具体的な実施態様および適用範囲に関して、本出願に変形および修正を行うことができる。したがって、明細書の内容は、本出願に対する限定として解釈されるべきではない。

１ 圧縮機
２ 四方弁、四方切替弁
３ プレート式熱交換器
４ 絞り弁
５ プレート式熱交換器
６ 気液分離器
７ 統合体
８ 多機能弁
８－１ 水ポンプ
８－２ 膨張ケトル
８－３ 水路三方弁
９ パワーデバイス
１０ モータコントローラ
１１ モータ
１２ ラジエータ熱交換器
１３ ファン
１４ 統合弁
１４－１ 水路三方弁
１５ 統合弁ポンプ
１５－１ 水ポンプ
１５－２ 水路三方弁
１６ 電池パック
１７ 電気ヒータ
１８ 統合ケトルポンプ
１８－１ 膨張ケトル
１８－２ 水ポンプ
１９ 電気ヒータ
２０ ヒータコア
２１ 空調機熱交換器
２２ ファン
１０１ 圧縮機
１０２ プレート式熱交換器
１０３ 絞り弁
１０４ プレート式熱交換器
１０５ 絞り弁
１０６ プレート式熱交換器
１０７ 気液分離器
１０８ 電磁弁
１０９ 絞り弁
１１０ 空調機蒸発器
１１１ ヒータコア
１１４ 電気ヒータ
１１５ ラジエータ熱交換器
１１７ パワーデバイス
１１８ モータコントローラ
１１９ モータ
１２０ 電池パック
１２１ 統合ケトルポンプ
１２１－１ 水ポンプ
１２１－２ 膨張ケトル
１２１－１２ 水ポンプ
１２２ 多機能弁体
１２２－１ 水ポンプ
１２２－２ 膨張ケトル
１２２－３ 水路四方弁
１２２－４ 三方水弁
１２２－５ 水ケトル
１２２－６ 水ポンプ
１２３ 統合体
１２４ 統合体
１２５ 温度ダンパ
２０２ プレート式熱交換器
２０３ 絞り弁
２０４ プレート式熱交換器
２０５ 絞り弁
２０６ プレート式熱交換器
２０７ 気液分離器
２０８ 電磁弁
２０９ 絞り弁
２１０ 空調機蒸発器
２１１ ヒータコア
２１３ 水路四方弁
２１４ パワーデバイス
２１５ モータコントローラ
２１６ モータ
２１７ 三方弁
２１８ ラジエータ熱交換器
２２０ ケトル
２２１ 水ポンプ
２２２ 水ポンプ
２２３ 電気ヒータ
２２４ 三方弁
２２５ 水ポンプ
２２６ ケトル
２２７ 電池パック
２２８ 統合体
２３１ 統合ケトルポンプ
２３２ 統合ケトルポンプ
２３３ 統合体

Claims (10)

1. 冷媒ループシステムと、モータ液冷ループシステムと、空調機液冷ループシステムと、を備える、自動車用の熱管理システムであって、
   前記冷媒ループシステムが、圧縮機（１）と、冷媒四方切換弁（２）と、プレート式熱交換器（３）と、絞り弁（４）と、プレート式熱交換器（５）と、気液分離器（６）と、を備え、冷媒ループを形成するために、前記圧縮機（１）の出口が配管を使用することによって前記冷媒四方切換弁（２）の第１の端部に接続され、前記冷媒四方切換弁（２）の第２の端部が前記プレート式熱交換器（３）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、前記プレート式熱交換器（３）内の前記冷媒流路の第２の端部が前記絞り弁（４）の第１の端部に接続され、前記絞り弁（４）の第２の端部が前記プレート式熱交換器（５）内の冷媒流路の第１の端部に接続され、前記プレート式熱交換器（５）内の前記冷媒流路の第２の端部が前記冷媒四方切換弁（２）の第３の端部に接続され、前記冷媒四方切換弁（２）の第４の端部が前記気液分離器（６）の第１の端部に接続され、前記気液分離器（６）の第２の端部が前記圧縮機（１）の入口に接続され、
   前記モータ液冷ループシステムが、モータを通して冷却剤を循環させるモータ液冷ループを備え、前記モータ液冷ループシステムが、少なくともモータ（１１）と、ラジエータ熱交換器（１２）と、を備え、前記モータ液冷ループ内の配管が、前記プレート式熱交換器（３）の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続され、前記モータ液冷ループシステムと前記冷媒ループシステムが前記プレート式熱交換器（３）を使用することによって熱を交換し、前記プレート式熱交換器（３）と、前記モータ（１１）と、前記ラジエータ熱交換器（１２）とが直列に接続され、
   前記空調機液冷ループシステムが、ＨＶＡＣユニットを通して冷却剤を循環させる空調機液冷ループを備え、前記空調機液冷ループ内の配管が、前記プレート式熱交換器（５）の液冷流路の第１の端部および第２の端部にそれぞれ接続され、前記空調機液冷ループシステムと前記冷媒ループシステムが前記プレート式熱交換器（５）を使用することによって熱を交換する、
   熱管理システム。
2. 前記熱管理システムが電池液冷ループシステムをさらに備え、前記電池液冷ループシステムが電池パックを通して冷却剤を循環させる電池液冷ループを備え、前記プレート式熱交換器（５）内の前記液冷流路の前記第１の端部と前記第２の端部とを接続するために、前記電池液冷ループが前記空調機液冷ループシステムと同じ配管を使用し、前記電池液冷ループシステムと前記冷媒ループシステムが前記プレート式熱交換器（５）を使用することによって熱を交換する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記モータ液冷ループシステムがさらに、多機能弁（８）と、パワーデバイス（９）と、モータコントローラ（１０）と、統合弁（１４）と、を備え、前記多機能弁（８）、前記パワーデバイス（９）、前記モータコントローラ（１０）、前記モータ（１１）、前記ラジエータ熱交換器（１２）、および前記統合弁（１４）が直列に接続され、前記多機能弁（８）が前記プレート式熱交換器（３）の前記液冷流路の前記第１の端部にさらに接続され、前記統合弁（１４）が前記プレート式熱交換器（３）の前記液冷流路の前記第２の端部にさらに接続され、前記モータ（１１）が前記統合弁（１４）にさらに直接接続され、
   前記多機能弁（８）が、水ポンプ機能と、水流反転機能と、水貯蔵機能と、を実施するように構成され、前記統合弁（１４）が前記水流反転機能を実施するように構成されている、
   請求項２に記載のシステム。
4. 前記空調機液冷ループシステムが、空調機熱交換器（２１）および統合弁ポンプ（１５）を備え、前記空調機熱交換器（２１）が前記統合弁ポンプ（１５）に接続され、前記空調機熱交換器（２１）が前記プレート式熱交換器（５）の前記液冷流路の前記第１の端部にさらに接続され、前記統合弁ポンプ（１５）が前記プレート式熱交換器（５）の前記液冷流路の前記第２の端部にさらに接続されている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記電池液冷ループシステムが、電池パック（１６）と、電気ヒータ（１７）と、前記統合弁ポンプ（１５）と、を備え、前記電池パック（１６）、前記電気ヒータ（１７）、および前記統合弁ポンプ（１５）が直列に接続され、前記電池パック（１６）が前記プレート式熱交換器（５）の前記液冷流路の前記第１の端部にさらに接続され、前記統合弁ポンプ（１５）が前記プレート式熱交換器（５）の前記液冷流路の前記第２の端部にさらに接続され、前記統合弁ポンプ（１５）が前記水ポンプ機能および前記水流反転機能を実施するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記熱管理システムが温風液冷ループシステムをさらに備え、前記温風液冷ループシステムがヒータコア（２０）を通して冷却剤を循環させる温風液冷ループを備え、前記温風液冷ループが統合ケトルポンプ（１８）と、電気ヒータ（１９）と、前記ヒータコア（２０）と、を備え、前記温風液冷ループに含まれる前記統合ケトルポンプ（１８）、前記電気ヒータ（１９）、および前記ヒータコア（２０）が直列に接続され、前記統合ケトルポンプ（１８）が水ポンプ機能および水貯蔵機能を実施するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記統合ケトルポンプ（１８）が膨張ケトル（１８－１）および水ポンプ（１８－２）を備え、前記膨張ケトル（１８－１）が前記水ポンプ（１８－２）に接続され、前記膨張ケトル（１８－１）が前記ヒータコア（２０）にさらに接続され、前記水ポンプ（１８－２）が前記電気ヒータ（１９）にさらに接続されている、請求項６に記載のシステム。
8. 熱管理システムのための熱管理方法であって、前記方法が、
   コントローラによって、センサ信号および熱管理要求を取得するステップと、
   前記コントローラによって、前記センサ信号および前記熱管理要求に基づいて制御信号を生成するステップと、
   前記コントローラによって、前記制御信号を駆動ボードに送信するステップであって、前記制御信号が前記熱管理システム内の複数の構成要素を駆動して動作させるように前記駆動ボードに指示するために使用される、ステップと、を含み、
   前記駆動ボードが前記熱管理システム内の前記複数の構成要素のそれぞれの駆動ユニットを備え、前記熱管理システムが請求項１から７のいずれか一項に記載の熱管理システムである、
   熱管理方法。
9. 熱管理システムのためのコントローラであって、前記コントローラが処理チップおよび通信インターフェースを備え、
   前記通信インターフェースがセンサ信号および熱管理要求を取得するように構成され、
   前記処理チップが前記センサ信号および前記熱管理要求に基づいて制御信号を生成するように構成され、
   前記通信インターフェースが前記制御信号を駆動ボードに送信するようにさらに構成され、前記制御信号が前記駆動ボードに指示して、前記熱管理システム内の複数の構成要素を駆動して動作させるために使用され、
   前記熱管理システムが請求項１から７のいずれか一項に記載の熱管理システムである、
   コントローラ。
10. 熱管理システムのための駆動ボードであって、前記駆動ボードが前記熱管理システム内の複数の構成要素のそれぞれの通信インターフェースおよび駆動ユニットを備え、各構成要素の前記駆動ユニットが各構成要素を駆動して動作させるように構成され、
    前記通信インターフェースが前記熱管理システムのコントローラから制御信号を受信するように構成され、
    各構成要素の前記駆動ユニットが、前記制御信号に基づいて、各構成要素を駆動して動作させるように構成され、
    前記熱管理システムが請求項１から７のいずれか一項に記載の熱管理システムである、
    駆動ボード。

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