WO2017043319A1 - 車両用熱管理装置 - Google Patents

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WO2017043319A1
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heat medium
circuit
cooling water
flow path
communication
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French (fr)
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慧伍 佐藤
加藤　吉毅
竹内　雅之
功嗣 三浦
憲彦 榎本
賢吾 杉村
アリエル マラシガン
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株式会社デンソー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • B60H1/08—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling

Definitions

  • the present disclosure relates to a heat management device used for a vehicle.
  • Patent Document 1 describes a vehicle thermal management system for appropriately adjusting the temperature of a temperature adjustment target device by switching the cooling water circulating to the temperature adjustment target device.
  • the temperature adjustment target device, the first pump, and the second pump are connected in parallel between the first switching valve and the second switching valve.
  • the cooling water sucked and discharged by the first pump is circulated to the temperature adjustment target device, and the cooling water sucked and discharged by the second pump is the temperature adjustment target device. Switch between cycling and switching.
  • the cooling water circuit is formed by the temperature adjustment target device and the first pump, and the temperature adjustment target device and the second pump. Switch between when it is formed.
  • the temperature adjustment target devices are an intake air cooler, an exhaust gas cooler, a battery cooler, an inverter, a motor cooler, a CVT warmer, a cooler core, and the like.
  • a device such as a throttle or a water-cooled alternator requires a small amount of heat. Therefore, for a device requiring a very small amount of heat, the device can be sufficiently heated and cooled even if the flow rate of circulating cooling water is small.
  • the present disclosure aims to reduce pressure loss caused by equipment.
  • the vehicle heat management apparatus includes a first heat medium circuit, a second heat medium circuit, a switching unit, a communication unit, and a device.
  • the first heat medium circuit has a first heat medium flow path through which the heat medium circulates.
  • the second heat medium circuit has a second heat medium flow path through which the heat medium circulates.
  • the switching unit includes an independent mode in which the heat medium circulates independently in the first heat medium circuit and the second heat medium circuit, and cooperation in which the heat medium circulates between the first heat medium circuit and the second heat medium circuit. Switch between modes.
  • the communication unit is arranged in parallel with the switching unit in the flow of the heat medium, and communicates the first heat medium circuit and the second heat medium circuit.
  • the device is arranged in the communication part.
  • the cross-sectional area of the communication portion is smaller than the cross-sectional area of the portion of the first heat medium flow path where the communication portion is connected, and the communication portion of the second heat medium flow path is connected. It is smaller than the channel cross-sectional area of the part.
  • the flow passage cross-sectional area of the communication portion is small, the flow rate of the heat medium flowing through the communication portion is reduced. Therefore, since the flow rate of the heat medium flowing through the device can be reduced, pressure loss due to the device can be reduced.
  • a vehicle thermal management device 10 shown in FIG. 1 includes an engine cooling circuit 11 and a capacitor circuit 12.
  • the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 are cooling water circuits having cooling water passages through which cooling water circulates.
  • Cooling water is a fluid as a heat medium.
  • the cooling water is a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid.
  • the engine cooling circuit 11 is a first heat medium circuit having a first heat medium flow path through which the heat medium circulates.
  • the capacitor circuit 12 is a second heat medium circuit having a second heat medium flow path through which the heat medium circulates.
  • the engine cooling circuit 11 is a cooling water circuit for cooling the engine 21 with cooling water.
  • the engine cooling circuit 11 has an engine pump 20 and an engine 21.
  • the engine pump 20 is an electric pump that sucks and discharges cooling water.
  • the engine pump 20 is the first pump of the vehicle thermal management device 10.
  • the engine pump 20 may be a belt-driven pump that is driven by transmitting the driving force of the engine 21 through a belt.
  • the engine cooling circuit 11 also has an engine radiator, a heater core, and the like.
  • the engine radiator is a cooling water outdoor air heat exchanger that exchanges heat between cooling water and outside air (hereinafter referred to as outside air).
  • the heater core is an air heating heat exchanger that heats the air blown into the passenger compartment by exchanging heat between the air blown into the passenger compartment and the cooling water.
  • the heater core is a heat exchanger used for heating the passenger compartment.
  • the capacitor circuit 12 includes a capacitor pump 31 and a capacitor 32.
  • the condenser pump 31 is an electric pump that sucks and discharges cooling water.
  • the condenser pump 31 is a second pump of the vehicle thermal management device 10.
  • the condenser 32 is a cooling water heating heat exchanger that heats the cooling water by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant of the refrigeration cycle 50 and the cooling water.
  • the capacitor circuit 12 also has a sub radiator, a hybrid device, and the like.
  • the sub-radiator is a cooling water outdoor air heat exchanger that exchanges heat between cooling water and outside air.
  • the hybrid device is, for example, an inverter or a battery.
  • the inverter is a power conversion unit that converts DC power supplied from the battery into AC power and outputs the AC power to the traveling motor.
  • the refrigeration cycle 50 is a vapor compression refrigerator that includes a compressor 51, a condenser 32, an expansion valve 52, and an evaporator 53.
  • the refrigerant of the refrigeration cycle 50 is a fluorocarbon refrigerant.
  • the refrigeration cycle 50 is a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant.
  • the compressor 51 is an electric compressor that is driven by electric power supplied from a battery, and sucks, compresses and discharges the refrigerant of the refrigeration cycle 50.
  • the compressor 51 may be a variable capacity compressor driven by an engine belt by the driving force of the engine.
  • the condenser 32 is a high-pressure side heat exchanger that condenses the high-pressure side refrigerant by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant discharged from the compressor 51 and the cooling water.
  • the expansion valve 52 is a decompression unit that decompresses and expands the liquid-phase refrigerant that has flowed out of the condenser 32.
  • the expansion valve 52 is a temperature-type expansion valve having a temperature sensing unit that detects the degree of superheat of the evaporator 53 outlet-side refrigerant based on the temperature and pressure of the evaporator 53 outlet-side refrigerant. That is, the expansion valve 52 is a temperature type expansion valve that adjusts the throttle passage area by a mechanical mechanism so that the degree of superheat of the refrigerant on the outlet side of the evaporator 53 falls within a predetermined range.
  • the expansion valve 52 may be an electric expansion valve that adjusts the throttle passage area by an electric mechanism.
  • the evaporator 53 is a low-pressure side heat exchanger that evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve 52 and the air blown into the vehicle interior.
  • the evaporator 53 is an air cooling heat exchanger that cools the air blown into the vehicle interior.
  • the evaporator 53 may be a refrigerant cooling water heat exchanger that evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant decompressed and expanded by the expansion valve 52 and the cooling water.
  • the gas-phase refrigerant evaporated in the evaporator 53 is sucked into the compressor 51 and compressed.
  • the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 are connected to the switching valve 40.
  • the switching valve 40 is a switching unit that switches a fluid connection state between the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12.
  • the switching valve 40 switches between fluid connection and disconnection between the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12.
  • the switching valve 40 is a four-way valve having four ports 40a, 40b, 40c, and 40d.
  • the switching valve 40 switches the operation mode of the vehicle thermal management apparatus 10 between the independent mode shown in FIG. 1 and the cooperation mode shown in FIG. In the independent mode shown in FIG. 1, the switching valve 40 fluidly shuts off the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12. That is, in the independent mode, the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 circulate cooling water independently of each other.
  • the switching valve 40 fluidly connects the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12. That is, in the cooperation mode, the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 communicate with each other to circulate cooling water.
  • a communication path 43 is connected to the cooling water flow path (first heat medium flow path) of the engine cooling circuit 11 and the cooling water flow path (second heat medium flow path) of the capacitor circuit 12.
  • the communication path 43 is a communication portion that allows the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 to communicate with each other.
  • the communication path 43 reduces the pressure difference between the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12.
  • the flow path cross-sectional area of the communication path 43 is considerably smaller than the flow path cross-sectional areas of the cooling water flow path of the engine cooling circuit 11 and the cooling water flow path of the capacitor circuit 12. Therefore, the flow path resistance of the communication path 43 is considerably larger than the flow path resistance of the cooling water flow path of the engine cooling circuit 11 and the cooling water flow path of the capacitor circuit 12.
  • the flow passage cross-sectional area of the communication portion 43 is smaller than the flow passage cross-sectional area of the portion of the cooling water flow passage of the engine cooling circuit 11 to which the communication portion 43 is connected, and of the cooling water flow passage of the capacitor circuit 12 It is smaller than the cross-sectional area of the flow path where the communication part 43 is connected.
  • the cooling water flowing through the communication passage 43 is very small as compared with the cooling water flowing through the cooling water flow paths of the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12. In other words, the flow of cooling water through the communication path 43 between the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 is very small.
  • the communication path 43 is arranged in parallel with the switching valve 40 in the cooling water flow.
  • the communication path 43 is disposed close to the switching valve 40.
  • the end portion 43 a connected to the engine cooling circuit 11 in the communication path 43 is disposed close to one port 40 a on the engine cooling circuit 11 side among the four ports of the switching valve 40.
  • An end portion 43 b of the communication path 43 connected to the capacitor circuit 12 is disposed close to one port 40 c on the capacitor circuit 12 side among the four ports of the switching valve 40.
  • a member that forms a cooling water flow path such as a cooling water pipe or a joint member is provided between the end 43a of the communication passage 43 and the port 40a of the switching valve 40.
  • no pressure loss body is disposed between the end 43a of the communication passage 43 and the port 40a of the switching valve 40 on the engine cooling circuit 11 side.
  • the pressure loss between the end 43a of the communication passage 43 and the port 40a of the switching valve 40 is very small.
  • the end 43a of the communication passage 43 may be directly connected to the port 40a of the switching valve 40 without any other member.
  • the pressure loss between the end 43b of the communication passage 43 and the port 40c of the switching valve 40 is very small.
  • the end portion 43b of the communication passage 43 may be directly connected to the port 40c of the switching valve 40 without any other member.
  • the equipment 43 is arranged in the communication path 43.
  • the device 43 is a temperature adjustment target device whose temperature is adjusted by cooling water.
  • the amount of heat required to adjust the temperature of the device 43 is very small compared to the amount of heat required to adjust the temperature of other temperature adjustment target devices.
  • the device 43 is, for example, a throttle or a water-cooled alternator.
  • Other temperature adjustment target devices are, for example, a heater core and a hybrid device.
  • the control device (ECU) 60 includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof.
  • the control device 60 performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM.
  • Various devices to be controlled are connected to the output side of the control device 60.
  • the control device 60 is a control unit that controls the operation of various devices to be controlled.
  • the control target devices controlled by the control device 60 are the engine pump 20, the condenser pump 31, the switching valve 40, the compressor 51, and the like.
  • the detection signal of the sensor group is input to the input side of the control device 60.
  • the sensor group includes an engine water temperature sensor 61, a condenser water temperature sensor 62, and the like.
  • the engine water temperature sensor 61 is a heat medium temperature detection unit that detects the coolant temperature of the engine cooling circuit 11.
  • the condenser water temperature sensor 62 is a heat medium temperature detection unit that detects the cooling water temperature of the capacitor circuit 12.
  • the control device 60 controls the operation of the switching valve 40 based on the coolant temperature detected by the engine coolant temperature sensor 61 and the coolant temperature detected by the condenser coolant temperature sensor 62.
  • the engine cooling circuit 11 and the condenser circuit 12 circulate cooling water independently of each other.
  • the engine cooling circuit 11 when the cooling water heated by the engine 21 flows through the heater core, the air blown into the vehicle interior can be heated by the heater core. That is, the passenger compartment can be heated. In the engine radiator of the engine cooling circuit 11, the excess heat of the engine cooling circuit 11 can be radiated to the outside air.
  • the hybrid device can be heated by the cooling water heated by the capacitor 32 flowing through the hybrid device.
  • the sub radiator of the capacitor circuit 12 can dissipate excess heat from the capacitor circuit 12 to the outside air.
  • heat is supplied from the condenser circuit 12 to the engine cooling circuit 11 by circulating the cooling water between the engine cooling circuit 11 and the condenser circuit 12. it can.
  • heat can be supplied from the engine cooling circuit 11 to the condenser circuit 12 by circulating the cooling water between the engine cooling circuit 11 and the condenser circuit 12.
  • the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 communicate with each other through a communication path 43. Therefore, the cooling water pressure of the engine cooling circuit 11 and the cooling water pressure of the capacitor circuit 12 are equalized.
  • the temperature of the device 43 can be sufficiently adjusted by heat conduction and a small flow of cooling water. In other words, since it is possible to suppress the cooling water from flowing to the device 43 more than necessary, it is possible to suppress the device 43 from being cooled and heated more than necessary.
  • the communication portion 43 has a channel cross-sectional area smaller than that of the cooling water passages of the first cooling water circuit 11 and the second cooling water circuit 12.
  • the device 44 is disposed in the communication unit 43.
  • the cross-sectional area of the communication portion 43 is small, the flow rate of the cooling water flowing through the communication portion 43 is reduced. Therefore, since the flow rate of the cooling water flowing through the device 44 can be reduced, the pressure loss due to the device 44 can be reduced.
  • the switching valve 40 when the switching valve 40 switches between the independent mode and the cooperation mode, the pressure difference between the end portion on the first cooling water circuit 11 side and the end portion on the second cooling water circuit 12 side in the communication portion 43.
  • the communication part 43 is disposed in the vicinity of the switching valve 40 so that this occurs.
  • the switching valve 40 can flow cooling water through the communication portion 43 by switching between the independent mode and the cooperation mode.
  • the temperature of the device 44 can be adjusted by flowing cooling water through the device 44.
  • control device 60 controls the operation of the switching valve 40 based on the temperature of the cooling water in at least one of the first cooling water circuit 11 and the second cooling water circuit 12.
  • the temperature of the device 44 can be adjusted based on the temperature of the cooling water in at least one of the first cooling water circuit 11 and the second cooling water circuit 12.
  • control device 60 sets the switching valve 40 to switch from the independent mode to the cooperation mode. Control the operation.
  • the temperature of the device 44 can be adjusted by flowing the cooling water through the communication portion 43.
  • the switching valve 40 is a four-way valve, but a plurality of two-way valves or three-way valves may be used instead of the four-way valve.
  • the two cooling water circuits of the engine cooling circuit 11 and the capacitor circuit 12 are provided, but three or more cooling water circuits may be provided. In that case, a plurality of communication paths 43 may be provided.
  • cooling water is used as the heat medium circulating in the cooling water circuit 11, but various media such as oil may be used as the heat medium.
  • Nanofluid may be used as the heat medium.
  • a nanofluid is a fluid in which nanoparticles having a particle size of the order of nanometers are mixed.
  • antifreeze liquid ethylene glycol
  • the effect of improving the thermal conductivity in a specific temperature range the effect of increasing the heat capacity of the heat medium, the effect of preventing the corrosion of metal pipes and the deterioration of rubber pipes, and the heat medium at an extremely low temperature
  • liquidity of can be acquired.
  • Such an effect varies depending on the particle configuration, particle shape, blending ratio, and additional substance of the nanoparticles.
  • the thermal conductivity can be improved, it is possible to obtain the same cooling efficiency even with a small amount of heat medium as compared with the cooling water using ethylene glycol.
  • the amount of cold storage heat of the heat medium itself (that is, cold storage heat by sensible heat) can be increased.
  • the aspect ratio of the nanoparticles is preferably 50 or more. This is because sufficient thermal conductivity can be obtained.
  • the aspect ratio is a shape index that represents the ratio between the vertical and horizontal dimensions of the nanoparticles.
  • Nanoparticles containing any of Au, Ag, Cu and C can be used. Specifically, Au nanoparticle, Ag nanowire, CNT, graphene, graphite core-shell nanoparticle, Au nanoparticle-containing CNT, and the like can be used as the constituent atoms of the nanoparticle.
  • CNT is a carbon nanotube.
  • the graphite core-shell nanoparticle is a particle body having a structure such as a carbon nanotube surrounding the atom.
  • a chlorofluorocarbon refrigerant is used as the refrigerant.
  • the type of refrigerant is not limited to this, and natural refrigerant such as carbon dioxide, hydrocarbon refrigerant, or the like may be used. Good.
  • the refrigeration cycle 50 of each of the above embodiments constitutes a subcritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure does not exceed the critical pressure of the refrigerant, but constitutes a supercritical refrigeration cycle in which the high-pressure side refrigerant pressure exceeds the critical pressure of the refrigerant. You may do it.

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Abstract

車両用熱管理装置は、第１熱媒体回路（１１）と、第２熱媒体回路（１２）と、切替部（４０）と、連通部（４３）と、機器（４４）とを備える。第１熱媒体回路は、熱媒体が循環する第１熱媒体流路を有する。第２熱媒体回路は、熱媒体が循環する第２熱媒体流路を有する。切替部は、第１熱媒体回路および第２熱媒体回路で熱媒体が互いに独立して循環する独立モードと、第１熱媒体回路と第２熱媒体回路との間で熱媒体が循環する連携モードとを切り替える。連通部は熱媒体の流れにおいて切替部と並列に配置され、第１熱媒体回路および第２熱媒体回路とを連通させる。機器は、連通部に配置される。連通部の流路断面積は、第１熱媒体流路のうち連通部が接続されている部位の流路断面積よりも小さく、かつ第２熱媒体流路のうち連通部が接続されている部位の流路断面積よりも小さくなっている。この車両用熱管理装置によれば、機器による圧力損失を低減できる。

Description

車両用熱管理装置 関連出願の相互参照
　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１５年９月１０日に出願された日本特許出願２０１５－１７８３３３および、２０１６年７月２６日に出願された日本特許出願２０１６－１４６３６５を基にしている。
　本開示は、車両に用いられる熱管理装置に関する。
　従来、特許文献１には、温度調整対象機器に循環する冷却水を切り替えることによって、温度調整対象機器を適切に温度調整する車両用熱管理システムが記載されている。
　この従来技術では、温度調整対象機器、第１ポンプおよび第２ポンプが第１切替弁と第２切替弁との間に並列に接続されている。第１切替弁および第２切替弁は、第１ポンプが吸入して吐出した冷却水が温度調整対象機器に循環する場合と、第２ポンプが吸入して吐出した冷却水が温度調整対象機器に循環する場合とを切り替える。
　具体的には、第１切替弁および第２切替弁は、温度調整対象機器と第１ポンプとで冷却水回路が形成される場合と、温度調整対象機器と第２ポンプとで冷却水回路が形成される場合とを切り替える。
　温度調整対象機器は、吸気冷却器、排気ガス冷却器、電池冷却器、インバータ、モータ冷却器、ＣＶＴウォーマ、クーラコア等である。
特開２０１４－２１８２３７号公報
　例えば、スロットルや水冷オルタネータのような機器では、要求される熱量が微少である。そのため、要求される熱量が微少な機器に対しては、循環する冷却水の流量が少なくても当該機器を十分に加熱・冷却することができる。
　しかるに、上記従来技術において、要求される熱量が微少な機器を温度調整対象機器として第１切替弁と第２切替弁との間に配置した場合、当該機器に冷却水が必要以上に流れてしまうので圧力損失が無駄に増加してしまう場合がある。
　本開示は上記点に鑑みて、機器によって生じる圧力損失を低減することを目的とする。
　本願の一態様による車両用熱管理装置は、第１熱媒体回路と、第２熱媒体回路と、切替部と、連通部と、機器とを備える。第１熱媒体回路は、熱媒体が循環する第１熱媒体流路を有する。第２熱媒体回路は、熱媒体が循環する第２熱媒体流路を有する。切替部は、第１熱媒体回路および第２熱媒体回路で熱媒体が互いに独立して循環する独立モードと、第１熱媒体回路と第２熱媒体回路との間で熱媒体が循環する連携モードとを切り替える。連通部は熱媒体の流れにおいて切替部と並列に配置され、第１熱媒体回路および第２熱媒体回路とを連通させる。機器は、連通部に配置される。連通部の流路断面積は、第１熱媒体流路のうち連通部が接続されている部位の流路断面積よりも小さく、かつ第２熱媒体流路のうち連通部が接続されている部位の流路断面積よりも小さくなっている。
　これによると、連通部の流路断面積が小さいので、連通部を流れる熱媒体の流量が少なくなる。そのため、機器を流れる熱媒体の流量を少なくできるので、機器による圧力損失を低減できる。
本開示の一実施形態における車両用熱管理装置を示す図であり、独立モード時の作動状態を示している。 一実施形態における車両用熱管理装置を示す図であり、連携モード時の作動状態を示している。
　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
　以下、実施形態について図に基づいて説明する。図１に示す車両用熱管理装置１０は、エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２を備えている。エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２は、冷却水が循環する冷却水流路を有する冷却水回路である。
　冷却水は、熱媒体としての流体である。例えば、冷却水は、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もしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体である。
　エンジン冷却回路１１は、熱媒体が循環する第１熱媒体流路を有する第１熱媒体回路である。コンデンサ回路１２は、熱媒体が循環する第２熱媒体流路を有する第２熱媒体回路である。
　エンジン冷却回路１１は、エンジン２１を冷却水で冷却するための冷却水回路である。エンジン冷却回路１１は、エンジンポンプ２０およびエンジン２１を有している。
　エンジンポンプ２０は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。エンジンポンプ２０は、車両用熱管理装置１０の第１ポンプである。エンジンポンプ２０は、エンジン２１の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。
　エンジン冷却回路１１は、エンジンラジエータ、およびヒータコア等も有している。
　エンジンラジエータは、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換させる冷却水外気熱交換器である。
　ヒータコアは、車室内へ送風される空気と冷却水とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。ヒータコアは、車室内を暖房するために用いられる熱交換器である。
　コンデンサ回路１２は、コンデンサポンプ３１およびコンデンサ３２を有している。コンデンサポンプ３１は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。コンデンサポンプ３１は、車両用熱管理装置１０の第２ポンプである。
　コンデンサ３２は、冷凍サイクル５０の高圧側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である。
　コンデンサ回路１２は、サブラジエータ、およびハイブリッド機器等も有している。
　サブラジエータは、冷却水と外気とを熱交換させる冷却水外気熱交換器である。ハイブリッド機器は、例えばインバータや電池等である。インバータは、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部である。
　冷凍サイクル５０は、圧縮機５１、コンデンサ３２、膨張弁５２および蒸発器５３を備える蒸気圧縮式冷凍機である。冷凍サイクル５０の冷媒はフロン系冷媒である。冷凍サイクル５０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である。
　圧縮機５１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、冷凍サイクル５０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機５１は、エンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動される可変容量圧縮機であってもよい。
　コンデンサ３２は、圧縮機５１から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる高圧側熱交換器である。
　膨張弁５２は、コンデンサ３２から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。膨張弁５２は、蒸発器５３出口側冷媒の温度および圧力に基づいて蒸発器５３出口側冷媒の過熱度を検出する感温部を有する温度式膨張弁である。すなわち、膨張弁５２は、蒸発器５３出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する温度式膨張弁である。膨張弁５２は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁であってもよい。
　蒸発器５３は、膨張弁５２で減圧膨張された低圧冷媒と車室内へ送風される空気とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる低圧側熱交換器である。蒸発器５３は、車室内へ送風される空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。蒸発器５３は、膨張弁５２で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる冷媒冷却水熱交換器であってもよい。蒸発器５３で蒸発した気相冷媒は圧縮機５１に吸入されて圧縮される。
　エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２は、切替弁４０に接続されている。切替弁４０は、エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２の流体的な接続状態を切り替える切替部である。切替弁４０は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との流体的な接続および遮断を切り替える。切替弁４０は、４つのポート４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを有する四方弁である。
　切替弁４０は、車両用熱管理装置１０の作動モードを、図１に示す独立モードと図２に示す連携モードとに切り替える。図１に示す独立モードでは、切替弁４０は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とを流体的に遮断する。すなわち、独立モードでは、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とが互いに独立して冷却水を循環させる。
　図２に示す連携モードでは、切替弁４０がエンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とを流体的に接続する。すなわち、連携モードでは、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とが互いに連通して冷却水を循環させる。
　エンジン冷却回路１１の冷却水流路（第１熱媒体流路）およびコンデンサ回路１２の冷却水流路（第２熱媒体流路）には連通路４３が接続されている。連通路４３は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とを連通させる連通部である。連通路４３は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との圧力差を低減する。
　連通路４３の流路断面積は、エンジン冷却回路１１の冷却水流路およびコンデンサ回路１２の冷却水流路の流路断面積よりもかなり小さくなっている。そのため、連通路４３の流路抵抗は、エンジン冷却回路１１の冷却水流路およびコンデンサ回路１２の冷却水流路の流路抵抗よりもかなり大きくなっている。例えば、連通部４３の流路断面積は、エンジン冷却回路１１の冷却水流路のうち連通部４３が接続されている部位の流路断面積よりも小さく、かつコンデンサ回路１２の冷却水流路のうち連通部４３が接続されている部位の流路断面積よりも小さくなっている。
　したがって、連通路４３を流れる冷却水は、エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２の冷却水流路を流れる冷却水と比較して非常に少なくなる。換言すれば、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間における連通路４３を介した冷却水の出入りは非常に少なくなる。
　連通路４３は、冷却水流れにおいて切替弁４０に対して並列に配置されている。連通路４３は、切替弁４０に近接配置されている。具体的には、連通路４３のうちエンジン冷却回路１１に接続された端部４３ａは、切替弁４０の４つのポートのうちエンジン冷却回路１１側の１つのポート４０ａに近接配置されている。連通路４３のうちコンデンサ回路１２に接続された端部４３ｂは、切替弁４０の４つのポートのうちコンデンサ回路１２側の１つのポート４０ｃに近接配置されている。
　エンジン冷却回路１１側において、連通路４３の端部４３ａと切替弁４０のポート４０ａとの間には、冷却水配管や継手部材のような冷却水流路を形成する部材のみが設けられている。換言すれば、エンジン冷却回路１１側において、連通路４３の端部４３ａと切替弁４０のポート４０ａとの間には、圧力損失体が配置されていない。
　したがって、エンジン冷却回路１１側において、連通路４３の端部４３ａと切替弁４０のポート４０ａとの間の圧力損失は非常に小さくなっている。エンジン冷却回路１１側において、連通路４３の端部４３ａは、切替弁４０のポート４０ａと、他の部材を介さずに直接接続されていてもよい。
　コンデンサ回路１２側においても同様に、連通路４３の端部４３ｂと切替弁４０のポート４０ｃとの間には、冷却水配管や継手部材のような冷却水流路を形成する部材のみが設けられている。換言すれば、コンデンサ回路１２側において、連通路４３の端部４３ｂと切替弁４０のポート４０ｃとの間には、圧力損失体が配置されていない。
　したがって、コンデンサ回路１２側において、連通路４３の端部４３ｂと切替弁４０のポート４０ｃとの間の圧力損失は非常に小さくなっている。コンデンサ回路１２側において、連通路４３の端部４３ｂは、切替弁４０のポート４０ｃと、他の部材を介さずに直接接続されていてもよい。
　連通路４３と切替弁４０との間の圧力損失が非常に小さくなっているので、切替弁４０が図１に示す状態と図２に示す状態とを切り替えた際に微少な圧力差が過渡的に生じると、連通路４３の両端４３ａ、４３ｂ間にも微少な圧力差が生じて連通路４３に微少な冷却水流れが生じる。
　連通路４３には機器４３が配置されている。機器４３は、冷却水によって温度調整される温度調整対象機器である。機器４３を温度調整するために必要とされる熱量は、他の温度調整対象機器を温度調整するために必要とされる熱量と比較して微少である。機器４３は、例えばスロットルや水冷オルタネータ等である。他の温度調整対象機器は、例えばヒータコアやハイブリッド機器等である。
　次に、車両用熱管理装置１０の電気制御部を説明する。制御装置（ＥＣＵ）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ている。制御装置６０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置６０の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置６０は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。
　制御装置６０によって制御される制御対象機器は、エンジンポンプ２０、コンデンサポンプ３１、切替弁４０および圧縮機５１等である。
　制御装置６０の入力側にはセンサ群の検出信号が入力される。センサ群は、エンジン水温センサ６１およびコンデンサ水温センサ６２等である。
　エンジン水温センサ６１は、エンジン冷却回路１１の冷却水温度を検出する熱媒体温度検出部である。コンデンサ水温センサ６２は、コンデンサ回路１２の冷却水温度を検出する熱媒体温度検出部である。
　制御装置６０は、エンジン水温センサ６１が検出した冷却水温度、およびコンデンサ水温センサ６２が検出した冷却水温度に基づいて切替弁４０の作動を制御する。
　次に、上記構成における作動を説明する。エンジンポンプ２０およびコンデンサポンプ３１を作動させることによって、エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２に冷却水が循環する。
　図１に示す独立モードでは、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とが互いに独立して冷却水を循環させる。
　例えば、エンジン冷却回路１１では、エンジン２１で加熱された冷却水がヒータコアを流れることによって、ヒータコアで車室内への送風空気を加熱できる。すなわち、車室内を暖房できる。エンジン冷却回路１１のエンジンラジエータでは、エンジン冷却回路１１の余剰熱を外気に放熱できる。
　例えば、コンデンサ回路１２では、コンデンサ３２で加熱された冷却水がハイブリッド機器を流れることによって、ハイブリッド機器を加熱できる。コンデンサ回路１２のサブラジエータでは、コンデンサ回路１２の余剰熱を外気に放熱できる。
　切替弁４０が図２に示す連携モードに切り替えると、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で冷却水が流通するので、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で熱がやり取りされる。
　例えば、エンジン２１が停止していてエンジン２１で冷却水を加熱できない場合、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で冷却水を流通させることによってコンデンサ回路１２からエンジン冷却回路１１に熱を供給できる。
　例えば、コンデンサ３２で冷却水を十分に加熱できない場合、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で冷却水を流通させることによってエンジン冷却回路１１からコンデンサ回路１２に熱を供給できる。
　エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２は、連通路４３によって互いに連通している。そのため、エンジン冷却回路１１の冷却水圧力とコンデンサ回路１２の冷却水圧力とが均圧化される。
　エンジン冷却回路１１の冷却水圧力とコンデンサ回路１２の冷却水圧力とが均圧化された定常状態では、連通路４３に冷却水流れが生じない。このとき、連通路４３に配置された機器４３にも冷却水流れが生じないので、機器４３は、静止した冷却水との熱伝導によって温度調整される。
　これに対し、エンジン冷却回路１１の冷却水圧力とコンデンサ回路１２の冷却水圧力とが均圧化される前の過渡状態では、連通路４３に微少な冷却水流れが生じる。この微少な冷却水流れによって、連通路４３に配置された機器４３を温度調整できる。
　例えば、切替弁４０が図１に示す状態と図２に示す状態とを切り替えて微少な圧力差が過渡的に生じると、連通路４３の両端４３ａ、４３ｂ間にも微少な圧力差が生じて連通路４３に微少な冷却水流れが生じる。
　機器４３の温度調整のために必要とされる熱量は微少であるので、熱伝導や微少な冷却水流れによって機器４３を十分に温度調整できる。換言すれば、機器４３に冷却水が必要以上に流れることを抑制できるので、機器４３が必要以上に冷却・加熱されることを抑制できる。
　機器４３を流れる冷却水の流量が微少であるので、機器４３によって生じる圧力損失を小さく抑えることができる。
　本実施形態では、連通部４３は、第１冷却水回路１１および第２冷却水回路１２の冷却水流路よりも流路断面積が小さくなっている。機器４４は、連通部４３に配置されている。
　これによると、連通部４３の流路断面積が小さいので、連通部４３を流れる冷却水の流量が少なくなる。そのため、機器４４を流れる冷却水の流量を少なくできるので、機器４４による圧力損失を低減できる。
　本実施形態では、切替弁４０が独立モードと連携モードとを切り替えると連通部４３のうち第１冷却水回路１１側の端部と第２冷却水回路１２側の端部との間に圧力差が生じるように、連通部４３が切替弁４０に近接配置されている。
　これによると、切替弁４０が独立モードと連携モードとを切り替えることによって連通部４３に冷却水を流すことができる。その結果、機器４４に冷却水を流して機器４４の温度を調整できる。
　本実施形態では、制御装置６０は、第１冷却水回路１１および第２冷却水回路１２のうち少なくとも一方における冷却水の温度に基づいて切替弁４０の作動を制御する。
　これによると、第１冷却水回路１１および第２冷却水回路１２のうち少なくとも一方における冷却水の温度に基づいて機器４４の温度を調整できる。
　例えば、制御装置６０は、第１冷却水回路１１および第２冷却水回路１２のうち少なくとも一方における冷却水の温度が所定温度以下である場合、独立モードから連携モードに切り替わるように切替弁４０の作動を制御する。
　これによると、第１冷却水回路１１および第２冷却水回路１２のうち少なくとも一方における冷却水の温度が低い場合、連通部４３に冷却水を流して機器４４の温度を調整できる。
　上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。
　上記実施形態では、切替弁４０は四方弁であるが、四方弁の代わりに複数の二方弁や三方弁が用いられていてもよい。
　上記実施形態では、エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２の２つの冷却水回路を備えているが、３つ以上の冷却水回路を備えていてもよい。その場合、連通路４３を複数有していてもよい。
　上記各実施形態では、冷却水回路１１を循環する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。
　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。ナノ粒子を熱媒体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、熱媒体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、および極低温での熱媒体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熱媒体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、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量（すなわち顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。
　蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機５１を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用熱管理装置１０の省動力化が可能になる。
　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、ナノ粒子の縦と横の比率を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、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。ＣＮＴはカーボンナノチューブである。グラファイトコアシェル型ナノ粒子は、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である。
　上記各実施形態の冷凍サイクル５０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。
　上記各実施形態の冷凍サイクル５０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。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (4)

  1. 　熱媒体が循環する第１熱媒体流路を有する第１熱媒体回路（１１）と、
    　前記熱媒体が循環する第２熱媒体流路を有する第２熱媒体回路（１２）と、
    　前記第１熱媒体回路（１１）および前記第２熱媒体回路（１２）で前記熱媒体が互いに独立して循環する独立モードと、前記第１熱媒体回路（１１）と前記第２熱媒体回路（１２）との間で前記熱媒体が循環する連携モードとを切り替える切替部（４０）と、
    　前記熱媒体の流れにおいて前記切替部（４０）と並列に配置され、前記第１熱媒体回路（１１）および前記第２熱媒体回路（１２）とを連通させる連通部（４３）と、
    　前記連通部（４３）に配置された機器（４４）とを備え、
    　前記連通部（４３）の流路断面積は、前記第１熱媒体流路のうち前記連通部（４３）が接続されている部位の流路断面積よりも小さく、かつ前記第２熱媒体流路のうち前記連通部（４３）が接続されている部位の流路断面積よりも小さくなっている車両用熱管理装置。
  2. 　前記切替部（４０）が前記独立モードと前記連携モードとを切り替えると前記連通部（４３）のうち前記第１熱媒体回路（１１）に接続された端部と前記第２熱媒体回路（１２）に接続された端部との間に圧力差が生じるように、前記連通部（４３）が前記切替部（４０）に近接配置されている請求項１に記載の車両用熱管理装置。
  3. 　前記第１熱媒体回路（１１）および前記第２熱媒体回路（１２）のうち少なくとも一方における前記熱媒体の温度に基づいて前記切替部（４０）の作動を制御する制御部（６０）を備える請求項２に記載の車両用熱管理装置。
  4. 　前記制御部（６０）は、前記第１熱媒体回路（１１）および前記第２熱媒体回路（１２）のうち少なくとも一方における前記熱媒体の温度が所定温度以下である場合、前記独立モードから前記連携モードに切り替わるように前記切替部（４０）の作動を制御する請求項３に記載の車両用熱管理装置。
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