WO2019044260A1 - 車両用温度管理装置 - Google Patents

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refrigerant
vehicle
heat exchange
target device
circulation circuit
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スーウイン インヅユーラ アマラシンフ
小川　徹
健一郎 茨木
サシャ ゴラン
亀田　誠
Original Assignee
ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト
三菱ふそうトラック・バス株式会社
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • 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
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle temperature management device that manages the temperature of devices mounted on a vehicle.
  • refrigerant cooling water
  • a vehicle temperature control device that performs temperature control.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a temperature management device for a vehicle capable of efficiently performing temperature management of a plurality of target devices in an electric vehicle. It is in.
  • the present invention can be realized as the following application example.
  • the vehicle temperature management device supplies power to a first refrigerant circulation circuit in which a first refrigerant that performs heat exchange with a first temperature adjustment target device group including a motor that drives a vehicle circulates, and the motor
  • a second refrigerant circulation circuit in which a second refrigerant that exchanges heat with a second temperature adjustment target device group including an inverter circulates, and a third temperature adjustment target device group including a battery that supplies power to the inverter And 3) a third refrigerant circulation circuit in which the refrigerant circulates.
  • the first refrigerant circulation circuit, the second refrigerant circulation circuit, and the third refrigerant circulation circuit are provided in accordance with the optimum operating temperature range of each target device. It is arranged to pass near the target device according to each operating temperature zone.
  • the vehicle temperature management device according to the application example can perform temperature management of the target device according to the optimal operating temperature range of each target device.
  • the vehicle temperature management device can efficiently adjust the temperature of a plurality of target devices in an electric vehicle.
  • the operating temperature range of the first temperature adjustment target device group may be the highest, and the operating temperature range of the third temperature adjustment target device group may be the lowest.
  • the first refrigerant may be oil
  • the second refrigerant may be antifreeze
  • the third refrigerant may be water
  • FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle temperature management device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle temperature management device 1 shown in FIG. 1 is a device for managing the temperatures of a plurality of target devices mounted on a vehicle such as an electric vehicle.
  • the vehicle temperature management device 1 includes a first refrigerant circulation circuit 10, a second refrigerant circulation circuit 30, and a third refrigerant circulation circuit 50.
  • the vehicle temperature management device 1 adjusts the temperatures of the plurality of target devices by circulating the refrigerant along each of the first refrigerant circulation circuit 10, the second refrigerant circulation circuit 30, and the third refrigerant circulation circuit 50. .
  • the first refrigerant circulation circuit 10, the second refrigerant circulation circuit 30, and the third refrigerant circulation circuit 50 in the present embodiment are provided in accordance with the optimum operating temperature zone of each target device, and each operating temperature zone Are arranged to pass in the vicinity of the target device according to.
  • the first refrigerant circuit 10 is arranged to pass in the vicinity of the target device that operates efficiently in the highest operating temperature zone among the three operating temperature zones.
  • the second refrigerant circulation circuit 30 is arranged to pass in the vicinity of a target device that operates efficiently in an intermediate operating temperature zone among the three operating temperature zones.
  • the third refrigerant circulation circuit 50 is arranged to pass in the vicinity of a target device that operates efficiently in the lowest operating temperature zone of the three operating temperature zones.
  • first refrigerant circulation circuit 10 the second refrigerant circulation circuit 30, and the third refrigerant circulation circuit 50 will be described in detail.
  • the first refrigerant circulation circuit 10 is a refrigerant circulation circuit for circulating a first refrigerant that performs heat exchange with a first temperature adjustment target device group including the motor 100 that drives a vehicle.
  • the first temperature adjustment target device group is, for example, a target device that operates efficiently in the highest operating temperature zone among the three operating temperature zones.
  • the first refrigerant is oil.
  • the first refrigerant circulation circuit 10 in the present embodiment includes a pump 11 and a motor heat exchange flow passage 12.
  • the pump 11 is a device that circulates the first refrigerant filled in the flow path in the arrow direction.
  • the discharge amount (delivery amount) of the first refrigerant is controlled by a control device (not shown).
  • the motor heat exchange flow passage 12 is a flow passage for flowing the first refrigerant sent from the pump 11 to the motor 100.
  • the motor heat exchange flow passage 12 is disposed to pass in the vicinity of the motor 100.
  • the motor heat exchange flow path 12 is provided with an oil cooler 13 for releasing the heat of the first refrigerant.
  • the oil cooler 13 is provided downstream of the pump 11 and upstream of the motor 100.
  • the first refrigerant sent from the pump 11 passes through the inside of the oil cooler 13 along the motor heat exchange flow path 12.
  • the heat of the first refrigerant passing through the inside of the oil cooler 13 is released by the oil cooler 13.
  • the first refrigerant whose heat is released by the oil cooler 13 passes near the motor 100.
  • the first refrigerant passing near the motor 100 exchanges heat with the motor 100.
  • the heat exchange between the first refrigerant and the motor 100 can cool the motor 100.
  • the first refrigerant heat-exchanged with the motor 100 flows to the pump 11 and circulates in the first refrigerant circulation circuit 10 again.
  • the second refrigerant circulation circuit 30 is a refrigerant circulation circuit for circulating a second refrigerant that exchanges heat with a second temperature adjustment target device group including an inverter 200 that supplies electric power to the motor 100.
  • the second temperature control target device group is, for example, a target device that operates efficiently in an intermediate operating temperature zone among the three operating temperature zones.
  • the second temperature adjustment target device group in the present embodiment includes, for example, a heater core 300 provided in the HVAC in addition to the inverter 200.
  • the second refrigerant is an antifreeze liquid.
  • the second refrigerant circulation circuit 30 in the present embodiment includes the pump 31, the inverter heat exchange flow passage 32, the valve 33, the refrigerant flow passage 34, and the first radiator heat exchange flow passage 35. including.
  • the pump 31 is a device that circulates the second refrigerant filled in the flow path in the arrow direction.
  • the discharge amount (delivery amount) of the second refrigerant is controlled by a control device (not shown).
  • the inverter heat exchange flow path 32 is a refrigerant flow path for connecting the pump 31 and the valve 33 and for flowing the second refrigerant sent from the pump 31 to the valve 33.
  • the inverter heat exchange flow path 32 is disposed to pass in the vicinity of the inverter 200, the oil cooler 13, and the heater core 300.
  • the inverter heat exchange flow path 32 is made of metal such as a steel pipe.
  • the second refrigerant sent from the pump 31 passes near the inverter 200 along the inverter heat exchange flow path 32.
  • the second refrigerant passing near the inverter 200 exchanges heat with the inverter 200.
  • the heat exchange between the second refrigerant and the inverter 200 can heat the inverter 200.
  • the second refrigerant heat-exchanged with the inverter 200 passes through the inside of the oil cooler 13.
  • the second refrigerant passing through the inside of the oil cooler 13 exchanges heat with the oil cooler 13.
  • the heat exchange between the second refrigerant and the oil cooler 13 makes it possible to heat the second refrigerant using the heat of the first refrigerant released in the oil cooler 13.
  • the second refrigerant heated by the oil cooler 13 passes near the heater core 300.
  • the second refrigerant passing through the vicinity of the heater core 300 exchanges heat with the heater core 300.
  • the heat exchange between the second refrigerant and the heater core 300 can heat the heater core 300.
  • the second refrigerant heat-exchanged with the heater core 300 flows to the valve 33.
  • the valve 33 has a first port 331 connected to the inverter heat exchange flow path 32, a second port 332 connected to the first radiator heat exchange flow path 35, and a third port 333 connected to the refrigerant flow path 34. And a three-way solenoid valve.
  • the valve 33 is made of metal such as iron or resin such as rubber.
  • the valve 33 in the present embodiment performs opening and closing of each port by a control device (not shown).
  • the refrigerant flow path 34 is a refrigerant flow path for connecting the third port 333 of the valve 33 and the pump 31 and for flowing the second refrigerant discharged from the third port 333 of the valve 33 to the pump 31.
  • the refrigerant channel 34 is made of metal such as a steel pipe.
  • the second refrigerant that has passed through the refrigerant flow path 34 flows to the pump 31 and circulates in the second refrigerant circulation circuit 30 again.
  • the refrigerant passage 34 shares a partial section with the first radiator heat exchange passage 35 and in front of the pump 31.
  • the first radiator heat exchange flow path 35 connects the second port 332 of the valve 33 and the pump 31, and a refrigerant flow path for flowing the second refrigerant discharged from the second port 332 of the valve 33 to the pump 31. It is.
  • the first radiator heat exchange channel 35 is made of metal such as a steel pipe.
  • the first radiator heat exchange flow channel 35 is provided with a first radiator 36 that releases the heat of the second refrigerant.
  • the heat of the second refrigerant passing through the inside of the first radiator 36 is released by the first radiator 36.
  • the second refrigerant whose heat is released by the first radiator 36 flows to the pump 31 and circulates in the second refrigerant circulation circuit 30 again.
  • the third refrigerant circulation circuit 50 is a refrigerant circulation circuit for circulating a third refrigerant that performs heat exchange with a third temperature adjustment target device group including the battery 400 that supplies power to the inverter 200.
  • the third temperature adjustment target device group is, for example, a target device that operates efficiently in the lowest operating temperature zone among the three operating temperature zones.
  • an on-board charger (on-board charger) 600 used for The third refrigerant is water.
  • the third refrigerant circulation circuit 50 in the present embodiment includes the pump 51, the battery heat exchange passage 52, the valve 53, the inter-valve passage 54, the valve 55, the heater heat exchange passage 56, and the second radiator A heat exchange channel 58 and a chiller heat exchange channel 60 are included.
  • the pump 51 is a device that circulates the third refrigerant filled in the flow path in the arrow direction.
  • the control device (not shown) controls the discharge amount (delivery amount) of the third refrigerant.
  • the battery heat exchange flow path 52 is a refrigerant flow path for connecting the pump 51 and the valve 53 and for flowing the third refrigerant sent from the pump 51 to the valve 53.
  • the battery heat exchange flow path 52 is disposed to pass in the vicinity of the battery 400, the DC-DC converter 500, and the on-vehicle charger 600.
  • the battery heat exchange flow path 52 is made of metal such as a steel pipe.
  • the battery heat exchange flow path 52 is branched for each of the plurality of battery cells 401 to 406 included in the battery 400, and is arranged to pass in the vicinity of each of the plurality of battery cells 401 to 406.
  • the flow includes the DC-DC converter 500 and the on-vehicle charger 600. It is branched again to a path and a bypass flow path which does not have a configuration for heat exchange, and is further integrated into one flow path.
  • the third refrigerant delivered from the pump 51 passes near the plurality of battery cells 401 to 406 along the battery heat exchange flow path 52.
  • the third refrigerant passing near each of the plurality of battery cells 401 to 406 exchanges heat with each of the plurality of battery cells 401 to 406.
  • the heat exchange between the third refrigerant and each of the plurality of battery cells 401 to 406 can heat each of the plurality of battery cells 401 to 406.
  • the third refrigerant heat-exchanged with each of the plurality of battery cells 401 to 406 is collected in one flow path.
  • the third refrigerant collected in one flow path is branched into a flow path including the DC-DC converter 500 and the on-vehicle charger 600, and a bypass flow path not having a configuration to exchange heat.
  • One third refrigerant exchanges heat with the DC-DC converter 500 and the in-vehicle charger 600, and flows to the valve 53.
  • the other third refrigerant flows to the valve 53 as it is.
  • the valve 53 has a first port 531 connected to the battery heat exchange channel 52, a second port 532 connected to the inter-valve channel 54, and a third port 533 connected to the chiller heat exchange channel 60.
  • the valve 53 is made of metal such as iron or resin such as rubber.
  • the valve 53 in the present embodiment performs opening and closing of each port by a control device (not shown).
  • the inter-valve flow path 54 is a refrigerant flow path for connecting the valve 53 and the valve 55 and causing the third refrigerant discharged from the second port 532 of the valve 53 to flow to the valve 55.
  • the inter-valve passage 54 is made of metal such as a steel pipe.
  • the valve 55 has a first port 551 connected to the inter-valve flow path 54, a second port 552 connected to the heater heat exchange flow path 56, and a third port connected to the second radiator heat exchange flow path 58. It is a three-way solenoid valve consisting of 553.
  • the valve 55 is made of metal such as iron or resin such as rubber.
  • the valve 55 in the present embodiment performs opening and closing of each port by a control device (not shown).
  • the heater heat exchange flow path 56 is a refrigerant flow path for connecting the second port 552 of the valve 55 and the pump 51 and flowing the third refrigerant discharged from the second port 552 of the valve 55 to the pump 51.
  • the heater heat exchange channel 56 is made of metal such as a steel pipe.
  • the heater heat exchange channel 56 is provided with a heater 57 for heating the third refrigerant.
  • the third refrigerant passing through the inside of the heater 57 is heated by the heater 57.
  • the third refrigerant heated by the heater 57 flows to the pump 51 and circulates the third refrigerant circulation circuit 50 again.
  • the heater heat exchange passage 56 shares a partial section in front of the pump 51 with the second radiator heat exchange passage 58 and the chiller heat exchange passage 60.
  • the second radiator heat exchange flow path 58 connects the third port 553 of the valve 55 and the pump 51, and a refrigerant flow path for causing the third refrigerant discharged from the third port 553 of the valve 55 to flow to the pump 51 It is.
  • the second radiator heat exchange channel 58 is made of metal such as a steel pipe.
  • the second radiator 59 is provided in the second radiator heat exchange channel 58 for releasing the heat of the third refrigerant.
  • the heat of the third refrigerant passing through the inside of the second radiator 59 is released by the second radiator 59.
  • the third refrigerant whose heat is released by the second radiator heat exchange channel 58 flows to the pump 51 and circulates again in the third refrigerant circulation circuit 50.
  • the chiller heat exchange flow path 60 is a refrigerant flow path for connecting the third port 533 of the valve 53 and the pump 51 and for flowing the third refrigerant discharged from the third port 533 of the valve 53 to the pump 51 .
  • the chiller heat exchange channel 60 is made of metal such as a steel pipe.
  • the chiller heat exchange channel 60 is provided with a chiller 61 that cools the third refrigerant.
  • the third refrigerant passing through the inside of the chiller 61 is cooled by the chiller 61.
  • the third refrigerant cooled by the chiller 61 flows to the pump 51 and circulates the third refrigerant circulation circuit 50 again.
  • the vehicle temperature management device 1 includes the first refrigerant circulation circuit 10 in which the first refrigerant that performs heat exchange with the first temperature adjustment target device group including the motor 100 that drives the vehicle circulates. And a second refrigerant circulation circuit 30 in which a second refrigerant that performs heat exchange with a second temperature adjustment target device group including an inverter 200 that supplies electric power to the motor is circulated, and a battery 400 that supplies electric power to the inverter 200 And 3) a third refrigerant circulation circuit 50 in which a third refrigerant that exchanges heat with the temperature adjustment target device group is circulated.
  • the first refrigerant circulation circuit 10, the second refrigerant circulation circuit 30, and the third refrigerant circulation circuit 50 are optimum for each target device. It is provided according to the operating temperature zone, and is arranged to pass near the target device according to each operating temperature zone. Specifically, the first refrigerant circuit 10 is arranged to pass in the vicinity of the target device that operates efficiently in the highest operating temperature zone among the three operating temperature zones. The second refrigerant circulation circuit 30 is arranged to pass in the vicinity of a target device that operates efficiently in an intermediate operating temperature zone among the three operating temperature zones.
  • the third refrigerant circulation circuit 50 is arranged to pass in the vicinity of a target device that operates efficiently in the lowest operating temperature zone of the three operating temperature zones.
  • the vehicle temperature management device 1 can perform temperature management of the target device in accordance with the optimal operating temperature range of each target device.
  • the vehicle temperature management device 1 can efficiently adjust the temperature of a plurality of target devices in an electric vehicle.
  • the inverter heat exchange flow passage 32 is disposed to pass through the inside of the oil cooler 13.
  • the vehicle temperature management device 1 can heat the second refrigerant with the heat of the first refrigerant released in the oil cooler 13.
  • the vehicle temperature management device 1 according to the present embodiment is not limited to this.
  • the inverter heat exchange flow passage 32 may not be disposed to pass through the inside of the oil cooler 13. Instead, the vehicle temperature management device 1 according to the present embodiment may heat the second refrigerant by providing a heater in the inverter heat exchange channel 32 or the refrigerant channel 34.
  • the battery 400 includes a plurality of battery cells 401 to 406.
  • the vehicle temperature management device 1 according to the present embodiment is not limited to this.
  • the vehicle temperature management device 1 according to the present embodiment may apply the vehicle temperature management device 1 to a battery module having a large capacity that can be mounted on a vehicle alone.

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Abstract

【課題】電気自動車において、複数の対象機器を効率よく温度調整することができる車両用温度管理装置を提供する。 【解決手段】車両に搭載された温度調整対象機器と熱交換する冷媒が循環する複数の冷媒循環回路を備える車両用温度管理装置であって、車両を駆動するモータを含む第１温度調整対象機器群と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷媒循環回路と、モータに電力を供給するインバータを含む第２温度調整対象機器群と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷媒循環回路と、インバータに電力を供給するバッテリを含む第３温度調整対象機器群と熱交換を行う第３冷媒が循環する第３冷媒循環回路と、を含む。

Description

車両用温度管理装置
　本発明は、車両に搭載される機器の温度管理を行う車両用温度管理装置に関する。
　例えば、下記特許文献１に示すように、車両に搭載される複数の対象機器に冷媒（冷却水）を流し、当該冷媒を、ヒータ、チラー、又はラジエータと熱交換させることによって、上記対象機器の温度管理を行う車両用温度管理装置が知られている。
特開２０１４－０４３１８１号公報
　このような車両用温度管理装置を電気自動車に適用する場合、モータやコンデンサ、インバータ、バッテリ、ＤＣ－ＤＣコンバータ等の最適な作動温度域が異なる複数の対象機器の温度を調整する必要がある。ここで、電気自動車においては、車両用温度管理装置の消費エネルギーが車両の航続距離に影響することから、上記温度管理はエネルギー効率を考慮して実施することが要求される。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気自動車において、複数の対象機器を効率よく温度管理を行うことができる車両用温度管理装置を提供することにある。
　本発明は、以下の適用例として実現することができる。本適用例に係る車両用温度管理装置は、車両を駆動するモータを含む第１温度調整対象機器群と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷媒循環回路と、モータに電力を供給するインバータを含む第２温度調整対象機器群と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷媒循環回路と、インバータに電力を供給するバッテリを含む第３温度調整対象機器群と熱交換を行う第３冷媒が循環する第３冷媒循環回路と、を含む。
　本適用例に係る車両用温度管理装置によれば、第１冷媒循環回路と、第２冷媒循環回路と、第３冷媒循環回路とは、各対象機器の最適な作動温度帯に応じて設けられており、各作動温度帯に応じた対象機器の近傍を通過するように配置される。これにより、本適用例に係る車両用温度管理装置は、各対象機器の最適な作動温度帯に応じて、対象機器の温度管理を行うことができる。
　したがって、本適用例に係る車両用温度管理装置は、電気自動車において、複数の対象機器を効率よく温度調整することができる。
　また、本適用例に係る車両用温度管理装置において、第１温度調整対象機器群の作動温度帯が最も高く、第３温度調整対象機器群の作動温度帯が最も低くてもよい。
　また、本適用例に係る車両用温度管理装置において、第１冷媒はオイルであり、前記第２冷媒は不凍液であり、第３冷媒は水であってもよい。
本発明の一実施形態に係る車両用温度管理装置を示すブロック図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る車両用温度管理装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
　図１は、本発明の一実施形態に係る車両用温度管理装置１を示すブロック図である。図１に示す車両用温度管理装置１は、電気自動車等の車両に搭載される複数の対象機器の温度を管理するための装置である。車両用温度管理装置１は、第１冷媒循環回路１０と、第２冷媒循環回路３０と、第３冷媒循環回路５０とを含む。車両用温度管理装置１は、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路３０、及び第３冷媒循環回路５０各々に沿って冷媒を循環させることで、上記複数の対象機器の温度を調整する。
　本実施形態における第１冷媒循環回路１０と、第２冷媒循環回路３０と、第３冷媒循環回路５０とは、各対象機器の最適な作動温度帯に応じて設けられており、各作動温度帯に応じた対象機器の近傍を通過するように配置される。具体的には、第１冷媒循環回路１０は、３つの作動温度帯のうちの最も高い作動温度帯で効率よく作動する対象機器の近傍を通過するように配置される。第２冷媒循環回路３０は、３つの作動温度帯のうちの中間の作動温度帯で効率よく作動する対象機器の近傍を通過するように配置される。第３冷媒循環回路５０は、３つの作動温度帯のうちの最も低い作動温度帯で効率よく作動する対象機器の近傍を通過するように配置される。
　ここで、第１冷媒循環回路１０と、第２冷媒循環回路３０と、第３冷媒循環回路５０とについて、詳しく説明する。
　（第１冷媒循環回路）
　まず、第１冷媒循環回路１０について説明する。第１冷媒循環回路１０は、車両を駆動するモータ１００を含む第１温度調整対象機器群と熱交換を行う第１冷媒を循環させるための冷媒循環回路である。ここで、第１温度調整対象機器群とは、例えば、上記３つの作動温度帯のうちの最も高い作動温度帯で効率よく作動する対象機器のことである。また、第１冷媒は、オイルである。
　図１に示すように、本実施形態における第１冷媒循環回路１０は、ポンプ１１と、モータ熱交換流路１２とを含む。
　ポンプ１１は、流路内に充填された第１冷媒を矢印方向へ循環させる装置である。本実施形態におけるポンプ１１では、図示しない制御装置により、第１冷媒の吐出量（送出量）が制御される。
　モータ熱交換流路１２は、ポンプ１１から送出された第１冷媒をモータ１００へ流すための冷媒流路である。モータ熱交換流路１２は、モータ１００の近傍を通過するように配置される。モータ熱交換流路１２には、第１冷媒の熱を放出するオイルクーラー１３が設けられている。本実施形態において、オイルクーラー１３は、ポンプ１１の下流、かつモータ１００の上流に設けられる。
　ポンプ１１から送出された第１冷媒は、モータ熱交換流路１２に沿ってオイルクーラー１３の内部を通過する。オイルクーラー１３の内部を通過する第１冷媒は、オイルクーラー１３により熱が放出される。オイルクーラー１３により熱が放出された第１冷媒は、モータ１００の近傍を通過する。モータ１００の近傍を通過する第１冷媒は、モータ１００と熱交換する。第１冷媒がモータ１００と熱交換することで、モータ１００を冷却することができる。モータ１００と熱交換した第１冷媒は、ポンプ１１へ流れ、再び第１冷媒循環回路１０を循環する。
　（第２冷媒循環回路）
　次に、第２冷媒循環回路３０について説明する。第２冷媒循環回路３０は、モータ１００に電力を供給するインバータ２００を含む第２温度調整対象機器群と熱交換を行う第２冷媒を循環させるための冷媒循環回路である。ここで、第２温度調整対象機器群とは、例えば、上記３つの作動温度帯のうちの中間の作動温度帯で効率よく作動する対象機器のことである。本実施形態における第２温度調整対象機器群には、例えば、インバータ２００の他に、ＨＶＡＣに設けられるヒータコア３００が含まれる。また、第２冷媒は、不凍液である。
　図１に示すように、本実施形態における第２冷媒循環回路３０は、ポンプ３１と、インバータ熱交換流路３２と、バルブ３３と、冷媒流路３４と、第１ラジエータ熱交換流路３５とを含む。
　ポンプ３１は、流路内に充填された第２冷媒を矢印方向へ循環させる装置である。本実施形態におけるポンプ３１では、図示しない制御装置により、第２冷媒の吐出量（送出量）が制御される。
　インバータ熱交換流路３２は、ポンプ３１とバルブ３３とを接続し、ポンプ３１から送出された第２冷媒をバルブ３３へ流すための冷媒流路である。インバータ熱交換流路３２は、インバータ２００、オイルクーラー１３、及びヒータコア３００の近傍を通過するように配置される。インバータ熱交換流路３２は、スチールパイプ等の金属により構成される。
　ポンプ３１から送出された第２冷媒は、インバータ熱交換流路３２に沿ってインバータ２００の近傍を通過する。インバータ２００の近傍を通過する第２冷媒は、インバータ２００と熱交換する。第２冷媒がインバータ２００と熱交換することで、インバータ２００を加熱することができる。インバータ２００と熱交換した第２冷媒は、オイルクーラー１３の内部を通過する。オイルクーラー１３の内部を通過する第２冷媒は、オイルクーラー１３と熱交換する。第２冷媒がオイルクーラー１３と熱交換することで、オイルクーラー１３において放出された第１冷媒の熱を利用して第２冷媒を加熱することができる。オイルクーラー１３により加熱された第２冷媒は、ヒータコア３００の近傍を通過する。ヒータコア３００の近傍を通過する第２冷媒は、ヒータコア３００と熱交換する。第２冷媒がヒータコア３００と熱交換することで、ヒータコア３００を加熱することができる。ヒータコア３００と熱交換した第２冷媒は、バルブ３３へ流れる。
　バルブ３３は、インバータ熱交換流路３２に接続される第１ポート３３１と、第１ラジエータ熱交換流路３５に接続される第２ポート３３２と、冷媒流路３４に接続される第３ポート３３３とからなる三方向電磁弁である。バルブ３３は、鉄等の金属やゴム等の樹脂により構成される。本実施形態におけるバルブ３３は、図示しない制御装置により、各ポートの開閉を実行する。
　冷媒流路３４は、バルブ３３の第３ポート３３３とポンプ３１とを接続し、上記バルブ３３の第３ポート３３３から吐出された第２冷媒をポンプ３１へ流すための冷媒流路である。冷媒流路３４は、スチールパイプ等の金属により構成される。冷媒流路３４を通過した第２冷媒は、ポンプ３１へ流れ、再び第２冷媒循環回路３０を循環する。なお、冷媒流路３４は、第１ラジエータ熱交換流路３５と、ポンプ３１手前の一部区間を共有している。
　第１ラジエータ熱交換流路３５は、バルブ３３の第２ポート３３２とポンプ３１とを接続し、上記バルブ３３の第２ポート３３２から吐出された第２冷媒をポンプ３１へ流すための冷媒流路である。第１ラジエータ熱交換流路３５は、スチールパイプ等の金属により構成される。例えば、第１ラジエータ熱交換流路３５には、第２冷媒の熱を放出する第１ラジエータ３６が設けられている。第１ラジエータ３６の内部を通過する第２冷媒は、第１ラジエータ３６により熱が放出される。第１ラジエータ３６により熱が放出された第２冷媒は、ポンプ３１へ流れ、再び第２冷媒循環回路３０を循環する。
　（第３冷媒循環回路）
　次に、第３冷媒循環回路５０について説明する。第３冷媒循環回路５０は、インバータ２００に電力を供給するバッテリ４００を含む第３温度調整対象機器群と熱交換を行う第３冷媒を循環させるための冷媒循環回路である。ここで、第３温度調整対象機器群とは、例えば、上記３つの作動温度帯のうちの最も低い作動温度帯で効率よく作動する対象機器のことである。本実施形態における第３温度調整対象機器群には、例えば、バッテリ４００の他に、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を転送するために使用されるＤＣ－ＤＣコンバータ５００と、バッテリ４００の充電に使用される車載充電器（オンボードチャージャー）６００とが含まれる。また、第３冷媒は、水である。
　本実施形態における第３冷媒循環回路５０は、ポンプ５１と、バッテリ熱交換流路５２と、バルブ５３と、バルブ間流路５４と、バルブ５５と、ヒータ熱交換流路５６と、第２ラジエータ熱交換流路５８と、チラー熱交換流路６０とを含む。
　ポンプ５１は、流路内に充填された第３冷媒を矢印方向へ循環させる装置である。本実施形態におけるポンプ５１では、図示しない制御装置により、第３冷媒の吐出量（送出量）が制御される。
　バッテリ熱交換流路５２は、ポンプ５１とバルブ５３とを接続し、ポンプ５１から送出された第３冷媒をバルブ５３へ流すための冷媒流路である。バッテリ熱交換流路５２は、バッテリ４００、ＤＣ－ＤＣコンバータ５００、及び車載充電器６００の近傍を通過するように配置される。バッテリ熱交換流路５２は、スチールパイプ等の金属により構成される。例えば、バッテリ熱交換流路５２は、バッテリ４００に含まれる複数のバッテリセル４０１～４０６ごとに分岐され、複数のバッテリセル４０１～４０６各々の近傍を通過するように配置される。また、バッテリ熱交換流路５２は、複数のバッテリセル４０１～４０６ごとに分岐された流路が再び一つの流路に集約された後、ＤＣ－ＤＣコンバータ５００、及び車載充電器６００を含む流路と、熱交換する構成を有しないバイパス流路とに再び分岐され、さらに一つの流路に集約される。
　ポンプ５１から送出された第３冷媒は、バッテリ熱交換流路５２に沿って複数のバッテリセル４０１～４０６各々の近傍を通過する。複数のバッテリセル４０１～４０６各々の近傍を通過する第３冷媒は、複数のバッテリセル４０１～４０６各々と熱交換する。第３冷媒が複数のバッテリセル４０１～４０６各々と熱交換することで、複数のバッテリセル４０１～４０６各々を加熱することができる。複数のバッテリセル４０１～４０６各々と熱交換した第３冷媒は、一つの流路に集約される。さらに、一つの流路に集約された第３冷媒は、ＤＣ－ＤＣコンバータ５００、及び車載充電器６００を含む流路と、熱交換する構成を有しないバイパス流路とに分岐される。一方の第３冷媒は、ＤＣ－ＤＣコンバータ５００、及び車載充電器６００と熱交換し、バルブ５３へ流れる。他方の第３冷媒は、そのままバルブ５３へ流れる。
　バルブ５３は、バッテリ熱交換流路５２に接続される第１ポート５３１と、バルブ間流路５４に接続される第２ポート５３２と、チラー熱交換流路６０に接続される第３ポート５３３とからなる三方向電磁弁である。バルブ５３は、鉄等の金属やゴム等の樹脂により構成される。本実施形態におけるバルブ５３は、図示しない制御装置により、各ポートの開閉を実行する。
　バルブ間流路５４は、バルブ５３とバルブ５５とを接続し、上記バルブ５３の第２ポート５３２から吐出された第３冷媒をバルブ５５へ流すための冷媒流路である。バルブ間流路５４は、スチールパイプ等の金属により構成される。
　バルブ５５は、バルブ間流路５４に接続される第１ポート５５１と、ヒータ熱交換流路５６に接続される第２ポート５５２と、第２ラジエータ熱交換流路５８に接続される第３ポート５５３とからなる三方向電磁弁である。バルブ５５は、鉄等の金属やゴム等の樹脂により構成される。本実施形態におけるバルブ５５は、図示しない制御装置により、各ポートの開閉を実行する。
　ヒータ熱交換流路５６は、バルブ５５の第２ポート５５２とポンプ５１とを接続し、上記バルブ５５の第２ポート５５２から吐出された第３冷媒をポンプ５１へ流すための冷媒流路である。ヒータ熱交換流路５６は、スチールパイプ等の金属により構成される。例えば、ヒータ熱交換流路５６には、第３冷媒を加熱するヒータ５７が設けられている。ヒータ５７の内部を通過する第３冷媒は、ヒータ５７により加熱される。ヒータ５７により加熱された第３冷媒は、ポンプ５１へ流れ、再び第３冷媒循環回路５０を循環する。なお、ヒータ熱交換流路５６は、第２ラジエータ熱交換流路５８、及びチラー熱交換流路６０と、ポンプ５１手前の一部区間を共有している。
　第２ラジエータ熱交換流路５８は、バルブ５５の第３ポート５５３とポンプ５１とを接続し、上記バルブ５５の第３ポート５５３から吐出された第３冷媒をポンプ５１へ流すための冷媒流路である。第２ラジエータ熱交換流路５８は、スチールパイプ等の金属により構成される。例えば、第２ラジエータ熱交換流路５８には、第３冷媒の熱を放出する第２ラジエータ５９が設けられている。第２ラジエータ５９の内部を通過する第３冷媒は、第２ラジエータ５９により熱が放出される。第２ラジエータ熱交換流路５８により熱が放出された第３冷媒は、ポンプ５１へ流れ、再び第３冷媒循環回路５０を循環する。
　チラー熱交換流路６０は、バルブ５３の第３ポート５３３とポンプ５１とを接続し、上記バルブ５３の第３ポート５３３から吐出された第３冷媒をポンプ５１へ流すための冷媒流路である。チラー熱交換流路６０は、スチールパイプ等の金属により構成される。例えば、チラー熱交換流路６０には、第３冷媒を冷却するチラー６１が設けられている。チラー６１の内部を通過する第３冷媒は、チラー６１により冷却される。チラー６１により冷却された第３冷媒は、ポンプ５１へ流れ、再び第３冷媒循環回路５０を循環する。
　上記説明の通り、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、車両を駆動するモータ１００を含む第１温度調整対象機器群と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷媒循環回路１０と、モータに電力を供給するインバータ２００を含む第２温度調整対象機器群と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷媒循環回路３０と、インバータ２００に電力を供給するバッテリ４００を含む第３温度調整対象機器群と熱交換を行う第３冷媒が循環する第３冷媒循環回路５０と、を含む。
　上記構成によれば、本実施形態に係る車両用温度管理装置１において、第１冷媒循環回路１０と、第２冷媒循環回路３０と、第３冷媒循環回路５０とは、各対象機器の最適な作動温度帯に応じて設けられており、各作動温度帯に応じた対象機器の近傍を通過するように配置される。具体的には、第１冷媒循環回路１０は、３つの作動温度帯のうちの最も高い作動温度帯で効率よく作動する対象機器の近傍を通過するように配置される。第２冷媒循環回路３０は、３つの作動温度帯のうちの中間の作動温度帯で効率よく作動する対象機器の近傍を通過するように配置される。第３冷媒循環回路５０は、３つの作動温度帯のうちの最も低い作動温度帯で効率よく作動する対象機器の近傍を通過するように配置される。これにより、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、各対象機器の最適な作動温度帯に応じて、対象機器の温度管理を行うことができる。
　かくして、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、電気自動車において、複数の対象機器を効率よく温度調整することができる。
　なお、上記実施形態に係る車両用温度管理装置１において、インバータ熱交換流路３２は、上記オイルクーラー１３の内部を通過するように配置されている。これにより、車両用温度管理装置１は、オイルクーラー１３において放出された第１冷媒の熱により第２冷媒を加熱することができる。しかしながら、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、これに限定されない。
　例えば、本実施形態に係る車両用温度管理装置１において、インバータ熱交換流路３２は、上記オイルクーラー１３の内部を通過するように配置しなくてもよい。代わりに、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、インバータ熱交換流路３２、又は冷媒流路３４にヒータを設けて、第２冷媒を加熱すればよい。
　また、上記実施形態に係る車両用温度管理装置１において、バッテリ４００は、複数のバッテリセル４０１～４０６を含んでいる。しかしながら、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、これに限定されない。例えば、本実施形態に係る車両用温度管理装置１は、単体で車両に実装可能な大容量を有するバッテリモジュールに対して、車両用温度管理装置１を適用してもよい。
　　１　車両用温度管理装置
　　１０　第１冷媒循環回路
　　１１　ポンプ
　　１２　モータ熱交換流路
　　１３　オイルクーラー
　　３０　第２冷媒循環回路
　　３１　ポンプ
　　３２　インバータ熱交換流路
　　３３　バルブ
　　３４　冷媒流路
　　３５　第１ラジエータ熱交換流路
　　３６　第１ラジエータ
　　５０　第３冷媒循環回路
　　５１　ポンプ
　　５２　バッテリ熱交換流路
　　５３　バルブ
　　５４　バルブ間流路
　　５５　バルブ
　　５６　ヒータ熱交換流路
　　５７　ヒータ
　　５８　第２ラジエータ熱交換流路
　　５９　第２ラジエータ
　　６０　チラー熱交換流路
　　６１　チラー
　　１００　モータ
　　２００　インバータ
　　３００　ヒータコア
　　４００　バッテリ
　　４０１～４０６　バッテリセル
　　５００　ＤＣ－ＤＣコンバータ
　　６００　車載充電器（オンボードチャージャー）

Claims (3)

  1. 　車両に搭載された温度調整対象機器と熱交換する冷媒が循環する複数の冷媒循環回路を備える車両用温度管理装置であって、
    　前記車両を駆動するモータを含む第１温度調整対象機器群と熱交換を行う第１冷媒が循環する第１冷媒循環回路と、
    　前記モータに電力を供給するインバータを含む第２温度調整対象機器群と熱交換を行う第２冷媒が循環する第２冷媒循環回路と、
    　前記インバータに電力を供給するバッテリを含む第３温度調整対象機器群と熱交換を行う第３冷媒が循環する第３冷媒循環回路と、
    　を含む、車両用温度管理装置。
  2. 　前記第１温度調整対象機器群の作動温度帯が最も高く、前記第３温度調整対象機器群の作動温度帯が最も低いことを特徴とする、請求項１に記載の車両用温度管理装置。
  3. 　前記第１冷媒はオイルであり、前記第２冷媒は不凍液であり、前記第３冷媒は水である、請求項１または２に記載の車両用温度管理装置。
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