WO2020129257A1 - 温度調整回路 - Google Patents

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WO2020129257A1
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temperature
heat medium
control circuit
temperature control
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哲 宮本
敏勝 片桐
謙悟 青木
藤原　直樹
歩 鵜野
健太 杉立
豪士 大谷
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a temperature adjustment circuit that adjusts the temperature of a battery or the like.
  • An electric vehicle including a coupling path that is coupled to form a coupling circuit, a switching unit that can switch between a circulation state in which the heat medium circulates in the coupling circuit, and a non-circulation state in which the heat medium does not circulate in the coupling circuit.
  • Temperature regulation circuits are known.
  • a cooling circuit that cools a battery a cooling circuit that cools an inverter, a first refrigerant pump that is provided in the cooling circuit that cools the battery, and a second refrigerant pump that is provided in a cooling circuit that cools the inverter.
  • a switching valve and a temperature regulation circuit are described.
  • Patent Document 1 in this temperature adjustment circuit, when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature, a circulating state is set, while when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, a non-circulating state is set to improve temperature adjustment accuracy. It is described to increase.
  • Patent Document 1 describes that a three-way valve may be used to construct an equivalent circuit, but it lacks specificity.
  • the present invention provides a temperature adjusting circuit that can easily switch between a circulating state and a non-circulating state and can reduce the required number of buffer tanks.
  • the temperature adjustment circuit of the present invention is A first pump that supplies a heat medium to a first cooling target; and a first heat exchange circuit that includes a first heat exchange unit that exchanges heat between the heat medium and the air-conditioning refrigerant, A second temperature adjustment circuit including a second pump that supplies the heat medium to a second object to be cooled, and a second heat exchange unit that exchanges heat between the heat medium and the outside air; A first coupling passage that connects the first connecting portion of the first temperature adjusting circuit and the first connecting portion of the second temperature adjusting circuit; A second coupling passage that connects the second connecting portion of the first temperature adjusting circuit and the second connecting portion of the second temperature adjusting circuit; Supplying the heat medium to the second connecting portion of the second temperature adjusting circuit, which is provided at the first connecting portion of the second temperature adjusting circuit, and supplying the heat medium to the first coupling passage.
  • a three-way valve to switch A shutoff valve provided between the first connecting portion of the first temperature adjusting circuit and the second connecting portion of the first temperature adjusting circuit;
  • a control device for controlling the three-way valve and the shutoff valve The control device is A coupling circuit in which the shutoff valve is closed and the three-way valve is controlled to supply the heat medium to the first coupling passage to couple the first temperature regulation circuit and the second temperature regulation circuit.
  • the temperature control circuit can be easily switched by controlling the three-way valve and the shutoff valve to switch between the circulating state and the non-circulating state. Further, since the first temperature adjusting circuit and the second temperature adjusting circuit are connected by the second connecting passage regardless of the circulating state and the non-circulating state, even if the heat medium expands, the temperature adjusting circuit is Only one buffer tank is needed, and the number of parts can be reduced.
  • a temperature adjusting circuit 1 for an electric vehicle includes a first temperature adjusting circuit 4 that exchanges heat with a battery 2 and a charger 3, and a power converter that supplies electric power to a motor 105 (see FIG. 5).
  • the heat medium is a liquid medium such as water, a radiator liquid, and a coolant liquid.
  • the first temperature control circuit 4 includes a first pump EWP1 for circulating a heat medium in the circuit, and a chiller 11 arranged downstream of the first pump EWP1 for performing heat exchange using an air conditioning circuit of an electric vehicle.
  • the battery 2 and the charger 3 are provided on the downstream side of the chiller 11, and the electromagnetic opening/closing valve FSV is provided on the downstream side of the charger 3 and on the upstream side of the first pump EWP1.
  • the heat medium discharged by the first pump EWP1 is transferred to the chiller 11, the battery 2, and the charger 3.
  • the heat medium cooled by the chiller 11 exchanges heat with the battery 2 and the charger 3 without being affected by the heat of the first pump EWP1, and the battery 2 and the charger 3 are appropriately cooled.
  • the battery 2 and the charger 3 can be cooled at the same time, the battery 2 and the charger 3 which generate heat during charging can be efficiently cooled. Further, the battery 2 and the charger 3 can be arranged close to each other, and the cooling pipe can be shortened.
  • the second temperature control circuit 6 is provided with a second pump EWP2 for circulating a heat medium in the circuit, a solenoid three-way valve EWV arranged downstream of the second pump EWP2 for switching between a separate mode and a series mode, and a solenoid three-way valve.
  • the power conversion device 5 arranged on the downstream side of the EWV, the buffer tank 15 arranged on the downstream side of the power conversion device 5, and the radiator 12 arranged on the downstream side of the buffer tank 15 for cooling the heat medium.
  • Prepare The power conversion device 5 includes at least one of an inverter that converts DC power into AC power and AC power into DC power, and a DC-DC converter that steps up or steps down DC voltage.
  • the electromagnetic three-way valve EWV of this embodiment is an electromagnetic three-way valve, and is provided in the first connection portion 14 a of the second temperature control circuit 6.
  • the electromagnetic three-way valve EWV is connected to a first port 17 connected to the downstream side of the second pump EWP2, a second port 18 connected to the upstream side of the power conversion device 5, and a first coupling passage 8 side described later.
  • the third port 19 the valve body 20 that is a movable body that switches the flow path, the spring 23 that urges the valve body 20 to the first position (the position of FIG. 4), and the urging force of the spring 23.
  • an electromagnet 21 for switching the position of the valve body 20 to the second position.
  • the electromagnet 21 of the electromagnetic three-way valve EWV is not energized and the valve body 20 is in the first position.
  • the electromagnetic three-way valve EWV allows connection between the downstream side flow passage (first port 17) of the second pump EWP2 and the upstream side flow passage (second port 18) of the power conversion device 5, and at the same time, the second pump
  • the connection between the downstream side flow path (first port 17) of the EWP 2 and the later-described first coupling passage 8 (third port 19) is cut off.
  • the heat medium discharged by the second pump EWP2 is circulated in the order of the power conversion device 5, the buffer tank 15, and the radiator 12. be able to.
  • the heat medium cooled by the radiator 12 exchanges heat with the power conversion device 5, and the power conversion device 5 is appropriately cooled.
  • the second pump EWP2 is arranged on the downstream side of the radiator 12, heat generation due to the operation of the second pump EWP2 can be efficiently suppressed.
  • the second pump EWP2 can be used in a limited temperature range, a highly versatile pump can be used. Further, by providing the buffer tank 15 on the downstream side of the power conversion device 5 that generates a large amount of heat, the air bleeding efficiency can be improved.
  • the electromagnet 21 of the electromagnetic three-way valve EWV is energized, and the position of the valve body 20 is switched from the first position to the second position.
  • the electromagnetic three-way valve EWV shuts off the connection between the downstream side flow passage (first port 17) of the second pump EWP2 and the upstream side flow passage (second port 18) of the power conversion device 5, and at the same time, the second pump
  • the downstream side flow path (first port 17) of the EWP 2 and a first coupling passage 8 (third port 19) described later are allowed to be connected. The flow of the heat medium in the series mode will be described later.
  • the coupling passages 8 and 9 include a first coupling passage 8 and a second coupling passage 9.
  • the first coupling passage 8 couples the first connecting portion 14a of the second temperature adjusting circuit 6 and the first connecting portion 13a of the first temperature adjusting circuit 4.
  • the second connecting passage 9 connects the second connecting portion 14b of the second temperature adjusting circuit 6 and the second connecting portion 13b of the first temperature adjusting circuit 4.
  • the first connecting portion 14a and the second connecting portion 14b of the second temperature adjusting circuit 6 are located on the downstream side of the electromagnetic three-way valve EWV in the second temperature adjusting circuit 6 and on the upstream side of the power conversion device 5.
  • the first connecting portion 13 a of the first temperature adjusting circuit 4 is located on the downstream side of the first pump EWP1 in the first temperature adjusting circuit 4 and on the upstream side of the chiller 11.
  • the second connecting portion 13b of the first temperature adjusting circuit 4 is located on the downstream side of the charger 3 in the first temperature adjusting circuit 4 and on the upstream side of the electromagnetic opening/closing valve FSV.
  • the passage between the first connecting portion 13a and the second connecting portion 13b in the first temperature adjusting circuit 4, that is, the passage in which the first pump EWP1 and the electromagnetic on-off valve FSV are arranged in the first temperature adjusting circuit 4 is a coupling circuit. 7 functions as a branch passage 16 that bypasses a part thereof.
  • the first pump EWP1 is stopped and the heat medium is circulated by driving the second pump EWP2. Further, in the series mode, the electromagnetic opening/closing valve FSV is closed to stop the circulation of the heat medium via the branch passage 16.
  • the heat medium discharged from the second pump EWP2 circulates in the order of the chiller 11, the battery 2, the charger 3, the power conversion device 5, the buffer tank 15, and the radiator 12, and the battery 2, the charger 3, and the power conversion.
  • the device 5 is cooled.
  • the battery 2 having a low management temperature can be preferentially cooled.
  • the cooling demand of the battery 2 is large, the cooling capacity can be increased by using the chiller 11 and the radiator 12.
  • energy consumption can be reduced by using only the radiator 12.
  • the heat medium when the heat medium is circulated only by the second pump EWP2 in the series mode, the heat medium is circulated without passing through the first pump EWP1, so that the pressure loss can be reduced. Further, in the series mode, since the first temperature adjusting circuit 4 and the second temperature adjusting circuit 6 are connected via the connecting passages 8 and 9, the thermal expansion of the heat medium in the two temperature adjusting circuits 4 and 6 is caused.
  • One buffer tank 15 can absorb the change in pressure and the change in flow rate due to.
  • the electromagnetic opening/closing valve FSV is opened.
  • the first pump EWP1 and the second pump EWP2 are driven.
  • the heat medium circulates through the temperature control circuits 4 and 6 separately, and the objects to be cooled in the temperature control circuits 4 and 6 are cooled.
  • the buffer tank 15 in the second temperature control circuit 6 coupled through the second coupling passage 9 can absorb the pressure change and the flow rate change due to the thermal expansion.
  • the control device 10 inputs the temperature information of the battery 2, the power conversion device 5, etc., and the rotation speed information of the second pump EWP2 and the first pump EWP1, and based on the judgment according to these input information, By controlling the first pump EWP1, the second pump EWP2, the electromagnetic three-way valve EWV, and the electromagnetic opening/closing valve FSV, the temperature adjusting circuit 1 is properly operated.
  • the control device 10 closes the electromagnetic opening/closing valve FSV and supplies the heat medium to the first coupling passage 8 by the electromagnetic three-way valve EWV when the temperature adjusting circuit 1 is switched from the separate mode to the series mode. It controls and drives only the second pump EWP2.
  • the electromagnetic opening/closing valve FSV is opened and the electromagnetic three-way valve EWV supplies the heat medium to the second connecting portion 14b of the second temperature adjusting circuit 6.
  • the first pump EWP1 and the second pump EWP2 are driven.
  • the temperature adjustment circuit 1 can be easily switched by controlling the electromagnetic three-way valve EWV and the electromagnetic opening/closing valve FSV to switch between the series mode and the separate mode.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of an electric vehicle 100 in which the temperature adjusting circuit 1 of the present embodiment can be used.
  • the electric vehicle 100 may be an electric vehicle having only an electric motor as a drive source, a fuel cell vehicle, or a hybrid vehicle having an electric motor and an internal combustion engine.
  • an electric vehicle will be described as an example.
  • the vehicle body 101 of the electric vehicle 100 is equipped with a battery case 103 that accommodates the battery 2 in the underfloor portion of the passenger compartment 102.
  • a motor room 104 is provided in the front part of the electric vehicle 100. In the motor room 104, a motor 105, a power converter 5, a branch unit 106, a charger 3 and the like are provided.
  • the rotational driving force of the motor 105 is transmitted to the shaft 107.
  • the front wheels 108 of the electric vehicle 100 are connected to both ends of the shaft 107.
  • the power conversion device 5 is arranged on the upper side of the motor 105 and is fastened and fixed directly to the case of the motor 105.
  • the power conversion device 5 is electrically connected to the connector of the battery case 103 by the power cable 111. Further, the power conversion device 5 is electrically connected to the motor 105 by, for example, a three-phase bus bar.
  • the power conversion device 5 drives and controls the motor 105 with the power supplied from the battery 2.
  • the branch unit 106 and the charger 3 are arranged in parallel on the left and right.
  • the branching unit 106 and the charger 3 are arranged above the power conversion device 5.
  • the branching unit 106 and the charger 3 are arranged in a state of being separated from the power conversion device 5.
  • the branch unit 106 and the battery case 103 are electrically connected by a cable 110 having connectors at both ends.
  • the branch unit 106 is electrically connected to the charger 3.
  • the charger 3 is connected to a general external power source such as a household power source to charge the battery 2.
  • the charger 3 and the branch unit 106 are electrically connected by a cable (not shown) having connectors at both ends.
  • the charger 3 is cooled by the first temperature adjustment circuit 4, but the charger 3 may be cooled by the second temperature adjustment circuit 6. In this way, the battery 2 and the charger 3 can be separated and cooled, so that only the battery 2 can be preferentially cooled.
  • the buffer tank 15 is arranged on the downstream side of the power converter 5 and on the upstream side of the radiator 12, but the buffer tank 15 is arranged on the downstream side of the radiator 12 and in the second pump EWP2. It may be arranged on the upstream side.
  • the heat resistance of the buffer tank 15 can be reduced by disposing the buffer tank 15 on the downstream side of the radiator 12 in which the temperature of the heat medium is low. Further, when the heat medium is injected from the buffer tank 15, the second pump EWP2 is located downstream of the buffer tank 15, so that the time for injecting the heat medium can be shortened.
  • a first pump (first pump EWP1) that supplies a heat medium to a first cooling target (battery 2), and a first heat exchange section (chiller 11) that performs heat exchange between the heat medium and the air-conditioning refrigerant. ), a first temperature control circuit (first temperature control circuit 4), A second pump (second pump EWP2) that supplies the heat medium to a second cooling target (power conversion device 5); and a second heat exchange unit (radiator 12) that performs heat exchange between the heat medium and the outside air,
  • a second temperature control circuit (second temperature control circuit 6) including A first connecting passage (first connecting passage 8) connecting the first connecting portion (first connecting portion 13a) of the first temperature adjusting circuit and the first connecting portion (14a) of the second temperature adjusting circuit; A second coupling passage (second coupling passage) that connects the second connecting portion (second connecting portion 13b) of the first temperature adjusting circuit and the second connecting portion (second connecting portion 14b) of the second temperature adjusting circuit.
  • a temperature adjustment circuit (temperature adjustment circuit 1) for switching between the state and the state.
  • the temperature control circuit can be easily switched by controlling the three-way valve and the shutoff valve to switch between the circulating state and the non-circulating state. Further, since the first temperature adjusting circuit and the second temperature adjusting circuit are connected by the second connecting passage regardless of the circulating state and the non-circulating state, even if the heat medium expands, the temperature adjusting circuit is Only one buffer tank (reserve tank) is needed, and the number of parts can be reduced.
  • the temperature adjusting circuit according to (1) The first cooling target is a battery (battery 2),
  • the second cooling target is a power conversion device (power conversion device 5), In the circulation state, the temperature adjusting circuit in which the heat medium flows in the order of the second cooling target, the second heat exchange unit, the first heat exchange unit, and the first cooling target.
  • the battery having a low management temperature is preferentially cooled. can do. Further, when the cooling requirement of the battery is large, the cooling capacity can be increased by using the first heat exchange section and the second heat exchange section. On the other hand, when the battery cooling requirement is small, energy consumption can be reduced by using only the first heat exchange unit or the second heat exchange unit.
  • the temperature adjusting circuit according to (2), The first temperature adjustment circuit further includes a charger (charger 3).
  • the battery and the charger can be cooled at the same time, the battery and the charger which generate heat during charging can be efficiently cooled. Further, the battery and the charger can be arranged close to each other, and the cooling pipe can be shortened.
  • the temperature adjusting circuit according to (2), The second temperature adjustment circuit further includes a charger.
  • the battery and the charger can be separated and cooled, and only the battery can be preferentially cooled.
  • the temperature adjusting circuit includes a buffer on the downstream side of the second cooling target and on the upstream side of the second heat exchange unit in the flow direction of the heat medium of the second temperature control circuit in the non-circulation state.
  • a temperature adjustment circuit further including a tank (buffer tank 15).
  • the air bleeding efficiency can be improved by providing the buffer tank on the downstream side of the power converter that generates a large amount of heat.
  • the temperature adjusting circuit according to any one of (2) to (4),
  • the second temperature control circuit includes a buffer tank on the downstream side of the second heat exchange section and on the upstream side of the second pump in the flow direction of the heat medium of the second temperature control circuit in the non-circulation state.
  • a temperature adjusting circuit further including (buffer tank 15).
  • the heat resistance of the buffer tank can be reduced by providing the buffer tank on the downstream side of the second heat exchange section where the temperature of the heat medium is low. Further, when the heat medium is injected from the buffer tank, the second pump is provided downstream of the buffer tank, so that the time for injecting the heat medium can be shortened. ..
  • the second pump is disposed downstream of the second heat exchange unit in the flow direction of the heat medium of the second temperature control circuit in the non-circulation state, and in the three-way valve.
  • a temperature adjustment circuit located on the upstream side.
  • the second pump is arranged on the downstream side of the second heat exchange section, it is possible to efficiently suppress heat generation due to the operation of the second pump. Moreover, since the second pump can be used in a limited temperature range, the second pump having high versatility can be used.
  • the temperature adjusting circuit according to any one of (1) to (7), In the first temperature control circuit, the first pump, the first heat exchange unit, and the first cooling target are arranged in this order in the flow direction of the heat medium of the first temperature control circuit in the non-circulation state. Temperature control circuit.
  • the heat medium can be supplied from the first heat exchange unit to the first cooling target without being affected by the heat of the first pump.
  • the temperature adjustment circuit according to any one of (1) to (8), In the first temperature control circuit, in the non-circulation state, in the flow direction of the heat medium of the first temperature control circuit, the first pump is connected to the second connection portion of the first temperature control circuit and the first temperature control circuit.
  • a temperature adjusting circuit which is arranged between the temperature adjusting circuit and the first connecting portion.
  • Temperature adjustment circuit Battery (first cooling target) 3 Charger 4 First Temperature Control Circuit 5 Power Converter (Second Cooling Target) 6 2nd temperature control circuit 7 Coupling circuit 8 1st coupling passage 9 2nd coupling passage 10 Control device 11 Chiller (1st heat exchange part) 12 radiator (second heat exchange part) 13a 1st connection part of 1st temperature control circuit 13b 2nd connection part of 1st temperature control circuit 14a 1st connection part of 2nd temperature control circuit 14b 2nd connection part of 2nd temperature control circuit 15 Buffer tank EWP1 1st Pump EWP2 Second pump EWV Electromagnetic three-way valve (three-way valve) FSV solenoid on-off valve (shut-off valve)

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Abstract

温度調整回路（１）は、第１温度調節回路（４）と、第２温度調節回路（６）と、第１温度調節回路（４）と第２温度調節回路（６）とを接続する第１結合通路（８）及び第２結合通路（９）と、電磁三方弁（ＥＷＶ）と、電磁開閉弁（ＦＳＶ）と、電磁三方弁（ＥＷＶ）及び電磁開閉弁（ＦＳＶ）を制御する制御装置（１０）と、を備える。制御装置（１０）は、電磁開閉弁（ＦＳＶ）を閉弁状態とし、電磁三方弁（ＥＷＶ）を第１結合通路（８）へ熱媒体を供給するように制御して、結合回路（７）を熱媒体が循環する循環状態と、電磁三方弁（ＥＷＶ）を開弁状態とし、電磁三方弁（ＥＷＶ）を第２温度調節回路（６）の第２接続部（１４ｂ）へ熱媒体を供給するように制御して、熱媒体が結合回路（７）を循環しない非循環状態と、を切り替える。

Description

温度調整回路
　本発明は、バッテリなどの温度調整を行う温度調整回路に関する。
　第１温度調節回路と、第２温度調節回路と、第１温度調節回路及び第２温度調節回路の少なくとも一方に熱媒体を循環させるポンプと、第１温度調節回路と第２温度調節回路とを結合して結合回路を形成する結合通路と、熱媒体が結合回路を循環する循環状態と、熱媒体が結合回路を循環しない非循環状態とを切替可能な切替部と、を備える電動車両用の温度調整回路が知られている。
　例えば、特許文献１には、バッテリを冷却する冷却回路と、インバータを冷却する冷却回路と、バッテリを冷却する冷却回路に設けられる第１冷媒ポンプと、インバータを冷却する冷却回路に設けられる第２冷媒ポンプと、バッテリ及びインバータを同一回路で温度調整する状態（以下、循環状態とも呼ぶ。）とバッテリ及びインバータを別々の回路で温度調整する状態（以下、非循環状態とも呼ぶ。）とを切り換える切換バルブと、を備える温度調整回路が記載されている。特許文献１では、この温度調整回路において、外気温度が所定温度未満である場合、循環状態とする一方、外気温度が所定温度以上である場合、非循環状態とすることにより、温度調整の精度を高めることが記載されている。
日本国特開２０１３－１８８０９８号公報
　しかしながら、特許文献１に示される温度調整回路では、四方弁を用いて循環状態と非循環状態との切替えを行っているが、四方弁を適切に制御するのは容易ではない。また、非循環状態では四方弁によって２つ回路が独立しているので、それぞれの回路にバッファタンク（リザーブタンク）を設ける必要があった。なお、特許文献１には、三方弁を使用して同等の回路を構築してもよいと記載されているが、具体性を欠くものであった。
　本発明は、循環状態と非循環状態とを容易に切り替えることが可能であって、バッファタンクの必要数を削減できる温度調整回路を提供する。
　本発明の温度調整回路は、
　第１冷却対象に熱媒体を供給する第１ポンプ、及び、前記熱媒体と空調用冷媒とで熱交換を行う第１熱交換部、を備える第１温度調節回路と、
　第２冷却対象に前記熱媒体を供給する第２ポンプ、及び、前記熱媒体と外気とで熱交換を行う第２熱交換部、を備える第２温度調節回路と、
　前記第１温度調節回路の第１接続部と前記第２温度調節回路の第１接続部とを接続する第１結合通路と、
　前記第１温度調節回路の第２接続部と前記第２温度調節回路の第２接続部とを接続する第２結合通路と、
　前記第２温度調節回路の前記第１接続部に設けられ、前記第２温度調節回路の前記第２接続部への前記熱媒体の供給と、前記第１結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁と、
　前記第１温度調節回路の前記第１接続部と前記第１温度調節回路の前記第２接続部との間に設けられる遮断弁と、
　前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置と、を備え、
　前記制御装置は、
　前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第１結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記第１温度調節回路と前記第２温度調節回路とを結合した結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
　前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第２温度調節回路の前記第２接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替える。
　本発明によれば、三方弁及び遮断弁を制御して循環状態と非循環状態とを切り替えることにより、温度調整回路の切り替えを容易に行うことができる。また、第１温度調節回路及び第２温度調節回路が、循環状態と非循環状態とに関わらず第２結合通路で結合されているため、仮に熱媒体が膨張しても、温度調整回路に１つのバッファタンクがあればよく、部品点数を削減することができる。
本発明の一実施形態の温度調整回路の構成を示す回路図である。 図１の温度調整回路においてセパレートモード時の熱媒体の流れを示す説明図である。 図１の温度調整回路においてシリーズモード時の熱媒体の流れを示す説明図である。 図１の温度調整回路が備える電磁三方弁の概略構成を示す説明図である。 本実施形態の温度調整回路が使用可能な電動車両の概略構成を示す斜視図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
［温度調整回路］
　図１に示すように、電動車両用の温度調整回路１は、バッテリ２及び充電器３と熱交換する第１温度調節回路４と、モータ１０５（図５参照）に電力を供給する電力変換装置５と熱交換する第２温度調節回路６と、第１温度調節回路４と第２温度調節回路６とを結合して結合回路７を形成する結合通路８、９と、熱媒体が結合回路７を循環するシリーズモード（循環状態）と、熱媒体が結合回路７を循環せず、別々の温度調節回路４、６を循環するセパレートモード（非循環状態）とを切替可能な電磁三方弁ＥＷＶと、電磁三方弁ＥＷＶ及び後述する電磁開閉弁ＦＳＶなどを制御する制御装置１０と、を備える。なお、熱媒体は、水、ラジエータ液、クーラント液等の液状媒体である。
［第１温度調節回路］
　第１温度調節回路４は、該回路に熱媒体を循環させる第１ポンプＥＷＰ１と、第１ポンプＥＷＰ１の下流側に配置され、電動車両の空調回路を利用して熱交換を行うチラー１１と、チラー１１の下流側に配置されるバッテリ２及び充電器３と、充電器３の下流側で、且つ第１ポンプＥＷＰ１の上流側に配置される電磁開閉弁ＦＳＶと、を備える。
　図２に示すように、セパレートモードでは、電磁開閉弁ＦＳＶの開弁状態で第１ポンプＥＷＰ１を駆動することにより、該第１ポンプＥＷＰ１が吐出する熱媒体をチラー１１、バッテリ２、充電器３の順番で循環させることができる。これにより、チラー１１によって冷却された熱媒体が第１ポンプＥＷＰ１による熱の影響を受けずにバッテリ２及び充電器３と熱交換し、バッテリ２及び充電器３が適切に冷却される。また、バッテリ２と充電器３とを同時に冷却できるので、充電中に発熱するバッテリ２及び充電器３を効率的に冷却することができる。また、バッテリ２と充電器３とを近接配置することができ、冷却配管を短くできる。
［第２温度調節回路］
　第２温度調節回路６は、該回路に熱媒体を循環させる第２ポンプＥＷＰ２と、第２ポンプＥＷＰ２の下流側に配置され、セパレートモードとシリーズモードとを切替える電磁三方弁ＥＷＶと、電磁三方弁ＥＷＶの下流側に配置される電力変換装置５と、電力変換装置５の下流側に配置されるバッファタンク１５と、バッファタンク１５の下流側に配置され、熱媒体を冷却するラジエータ１２と、を備える。なお、電力変換装置５は、直流電力を交流電力に変換するとともに交流電力を直流電力に変換するインバータ、及び直流電圧を昇圧又は降圧するＤＣ－ＤＣコンバータの少なくとも一方を含む。
　図４に示すように、本実施形態の電磁三方弁ＥＷＶは、電磁式の三方弁であり、第２温度調節回路６の第１接続部１４ａに設けられる。電磁三方弁ＥＷＶは、第２ポンプＥＷＰ２の下流側に接続される第１ポート１７と、電力変換装置５の上流側に接続される第２ポート１８と、後述する第１結合通路８側に接続される第３ポート１９と、流路を切替える可動体である弁体２０と、弁体２０を第１位置（図４の位置）に付勢するスプリング２３と、スプリング２３の付勢力に抗して弁体２０の位置を第２位置に切替える電磁石２１と、を備える。
　セパレートモードでは、電磁三方弁ＥＷＶの電磁石２１に通電されず、弁体２０が第１位置にある。このとき電磁三方弁ＥＷＶは、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路（第１ポート１７）と電力変換装置５の上流側流路（第２ポート１８）との接続を許容するとともに、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路（第１ポート１７）と後述する第１結合通路８（第３ポート１９）との接続を遮断する。そして、セパレートモードでは、図２に示すように、第２ポンプＥＷＰ２を駆動することにより、該第２ポンプＥＷＰ２が吐出する熱媒体を電力変換装置５、バッファタンク１５、ラジエータ１２の順番で循環させることができる。
　これにより、ラジエータ１２によって冷却された熱媒体が電力変換装置５と熱交換し、電力変換装置５が適切に冷却される。また、第２ポンプＥＷＰ２は、ラジエータ１２の下流側に配置されるため、第２ポンプＥＷＰ２の運転による発熱を効率的に抑えることができる。また、第２ポンプＥＷＰ２を限られた温度域で使用できるため、汎用性の高いポンプを使用することができる。また、発熱の大きい電力変換装置５の下流側にバッファタンク１５を設けることで、エア抜き効率を向上させることができる。
　一方、シリーズモードでは、電磁三方弁ＥＷＶの電磁石２１に通電され、弁体２０の位置が第１位置から第２位置に切替えられる。このとき電磁三方弁ＥＷＶは、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路（第１ポート１７）と電力変換装置５の上流側流路（第２ポート１８）との接続を遮断するとともに、第２ポンプＥＷＰ２の下流側流路（第１ポート１７）と後述する第１結合通路８（第３ポート１９）との接続を許容する。なお、シリーズモードにおける熱媒体の流れは後述する。
［結合回路］
　結合通路８、９は、第１結合通路８と第２結合通路９とを含む。第１結合通路８は、第２温度調節回路６の第１接続部１４ａと第１温度調節回路４の第１接続部１３ａとを結合する。第２結合通路９は、第２温度調節回路６の第２接続部１４ｂと第１温度調節回路４の第２接続部１３ｂとを結合する。第２温度調節回路６の第１接続部１４ａ及び第２接続部１４ｂは、第２温度調節回路６における電磁三方弁ＥＷＶの下流側で、且つ電力変換装置５の上流側に位置する。第１温度調節回路４の第１接続部１３ａは、第１温度調節回路４における第１ポンプＥＷＰ１の下流側で、且つチラー１１の上流側に位置する。第１温度調節回路４の第２接続部１３ｂは、第１温度調節回路４における充電器３の下流側で、且つ電磁開閉弁ＦＳＶの上流側に位置する。
　第１温度調節回路４における第１接続部１３ａと第２接続部１３ｂとの間の通路、即ち第１温度調節回路４において第１ポンプＥＷＰ１及び電磁開閉弁ＦＳＶが配置される通路は、結合回路７において、その一部をバイパスする分岐通路１６として機能する。
　図３に示すように、熱媒体が結合回路７を循環するシリーズモードでは、第１ポンプＥＷＰ１を停止させ、第２ポンプＥＷＰ２の駆動によって熱媒体を循環させる。また、シリーズモードでは、電磁開閉弁ＦＳＶを閉弁して分岐通路１６を経由した熱媒体の循環を停止する。これにより、第２ポンプＥＷＰ２から吐出される熱媒体がチラー１１、バッテリ２、充電器３、電力変換装置５、バッファタンク１５、ラジエータ１２の順番で循環し、バッテリ２、充電器３及び電力変換装置５が冷却される。
　このとき、ラジエータ１２及びチラー１１を通過した熱媒体を、電力変換装置５よりも先にバッテリ２に流すことができるので、管理温度の低いバッテリ２を優先的に冷却することができる。また、バッテリ２の冷却要求が大きい場合は、チラー１１及びラジエータ１２を利用して、冷却能力を増強させることができる。一方、バッテリ２の冷却要求が小さい場合は、ラジエータ１２のみを利用することで、エネルギー消費を低減できる。
　また、シリーズモードにおいて第２ポンプＥＷＰ２のみで熱媒体を循環させるとき、熱媒体が第１ポンプＥＷＰ１を経由せずに循環されるので、圧損を低減できる。また、シリーズモードでは、結合通路８、９を介して第１温度調節回路４及び第２温度調節回路６が結合されているので、２つの温度調節回路４、６内における熱媒体の熱膨張などに伴う圧力変化や流量変化を１つのバッファタンク１５で吸収することができる。
　一方、図２に示すように、熱媒体が結合回路７を循環せず、第１温度調節回路４及び第２温度調節回路６を別々に循環するセパレートモードでは、電磁開閉弁ＦＳＶを開弁するとともに、第１ポンプＥＷＰ１及び第２ポンプＥＷＰ２を駆動させる。これにより、熱媒体が各温度調節回路４、６を別々に循環して各温度調節回路４、６内の冷却対象が冷却される。
　セパレートモードであっても第１温度調節回路４と第２温度調節回路６は第２結合通路９を介して結合されているので、仮に第１温度調節回路４内の熱媒体が熱膨張したとしても、第２結合通路９を介して結合された第２温度調節回路６内のバッファタンク１５で熱膨張に伴う圧力変化や流量変化を吸収することができる。
［制御装置］
　制御装置１０は、バッテリ２、電力変換装置５等の温度情報と、第２ポンプＥＷＰ２及び第１ポンプＥＷＰ１の回転数情報と、を入力し、これらの入力情報に応じた判断に基づいて、第１ポンプＥＷＰ１、第２ポンプＥＷＰ２、電磁三方弁ＥＷＶ及び電磁開閉弁ＦＳＶを制御することで、温度調整回路１を適切に動作させる。
　そして、制御装置１０は、温度調整回路１をセパレートモードからシリーズモードに切替える際に、電磁開閉弁ＦＳＶを閉弁状態とし、電磁三方弁ＥＷＶを第１結合通路８へ熱媒体を供給するように制御するとともに、第２ポンプＥＷＰ２のみを駆動する。一方、温度調整回路１をシリーズモードからセパレートモードに切替える際に、電磁開閉弁ＦＳＶを開弁状態とし、電磁三方弁ＥＷＶを第２温度調節回路６の第２接続部１４ｂへ熱媒体を供給するように制御するとともに、第１ポンプＥＷＰ１及び第２ポンプＥＷＰ２を駆動する。このように、温度調整回路１によれば、電磁三方弁ＥＷＶ及び電磁開閉弁ＦＳＶを制御してシリーズモードとセパレートモードとを切り替えることにより、温度調整回路１の切り替えを容易に行うことができる。
　図５は、本実施形態の温度調整回路１が使用可能な電動車両１００の概略構成を示す斜視図である。電動車両１００は、駆動源として電動機のみを有する電気自動車、燃料電池車であってもよく、電動機及び内燃機関を有するハイブリッド自動車でもよいが、以下の説明では、電気自動車を例に説明する。
　電動車両１００の車体１０１には、車室１０２の床下部分にバッテリ２を収容するバッテリケース１０３が搭載されている。電動車両１００の前部には、モータルーム１０４が設けられている。モータルーム１０４内には、モータ１０５、電力変換装置５、分岐ユニット１０６、充電器３等が設けられている。
　モータ１０５の回転駆動力は、シャフト１０７に伝達される。シャフト１０７の両端部には、電動車両１００の前輪１０８が接続されている。電力変換装置５は、モータ１０５の上側に配置されてモータ１０５のケースに直接、締結固定されている。電力変換装置５は、電源ケーブル１１１でバッテリケース１０３のコネクタに電気的に接続されている。また、電力変換装置５は、例えば三相バスバーによりモータ１０５に電気的に接続されている。電力変換装置５は、バッテリ２から供給される電力によりモータ１０５を駆動制御する。
　分岐ユニット１０６および充電器３は、左右に並列して配置されている。分岐ユニット１０６および充電器３は、電力変換装置５の上方に配置されている。分岐ユニット１０６および充電器３は、電力変換装置５と離間した状態で配置されている。分岐ユニット１０６とバッテリケース１０３とは、両端にコネクタを有するケーブル１１０により電気的に接続されている。
　分岐ユニット１０６は、充電器３に電気的に接続されている。充電器３は、家庭用電源等の一般的な外部電源に接続して、バッテリ２に対して充電を行う。充電器３と分岐ユニット１０６とは、両端にコネクタを有する不図示のケーブルにより電気的に接続されている。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態では、充電器３を第１温度調節回路４で冷却しているが、充電器３を第２温度調節回路６で冷却するようにしてもよい。このようにすると、バッテリ２と充電器３とを切り離して冷却できるので、バッテリ２のみを優先して冷却することが可能になる。
　また、上記実施形態では、バッファタンク１５が電力変換装置５の下流側、且つ、ラジエータ１２の上流側に配置されていたが、バッファタンク１５がラジエータ１２の下流側、且つ、第２ポンプＥＷＰ２の上流側に配置されていてもよい。バッファタンク１５を、熱媒体の温度が低いラジエータ１２の下流側に配置することで、バッファタンク１５の耐熱性を下げることができる。また、バッファタンク１５から熱媒体を注入するに際し、バッファタンク１５の下流に第２ポンプＥＷＰ２があることで、熱媒体の注入時間を短縮できる。
　本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
　（１）　第１冷却対象（バッテリ２）に熱媒体を供給する第１ポンプ（第１ポンプＥＷＰ１）、及び、前記熱媒体と空調用冷媒とで熱交換を行う第１熱交換部（チラー１１）、を備える第１温度調節回路（第１温度調節回路４）と、
　第２冷却対象（電力変換装置５）に前記熱媒体を供給する第２ポンプ（第２ポンプＥＷＰ２）、及び、前記熱媒体と外気とで熱交換を行う第２熱交換部（ラジエータ１２）、を備える第２温度調節回路（第２温度調節回路６）と、
　前記第１温度調節回路の第１接続部（第１接続部１３ａ）と前記第２温度調節回路の第１接続部（１４ａ）とを接続する第１結合通路（第１結合通路８）と、
　前記第１温度調節回路の第２接続部（第２接続部１３ｂ）と前記第２温度調節回路の第２接続部（第２接続部１４ｂ）とを接続する第２結合通路（第２結合通路９）と、
　前記第２温度調節回路の前記第１接続部に設けられ、前記第２温度調節回路の前記第２接続部への前記熱媒体の供給と、前記第１結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁（電磁三方弁ＥＷＶ）と、
　前記第１温度調節回路の前記第１接続部と前記第１温度調節回路の前記第２接続部との間に設けられる遮断弁（電磁開閉弁ＦＳＶ）と、
　前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置（制御装置１０）と、を備え、
　前記制御装置は、
　前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第１結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記第１温度調節回路と前記第２温度調節回路とを結合した結合回路（結合回路７）を前記熱媒体が循環する循環状態と、
　前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第２温度調節回路の前記第２接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替える、温度調整回路（温度調整回路１）。
　（１）によれば、三方弁及び遮断弁を制御して循環状態と非循環状態とを切り替えることにより、温度調整回路の切り替えを容易に行うことができる。また、第１温度調節回路及び第２温度調節回路が、循環状態と非循環状態とに関わらず第２結合通路で結合されているため、仮に熱媒体が膨張しても、温度調整回路に１つのバッファタンク（リザーブタンク）があればよく、部品点数を削減することができる。
　（２）　（１）に記載の温度調整回路であって、
　前記第１冷却対象は、バッテリ（バッテリ２）であり、
　前記第２冷却対象は、電力変換装置（電力変換装置５）であり、
　前記循環状態では、前記第２冷却対象、前記第２熱交換部、前記第１熱交換部、及び前記第１冷却対象の順に前記熱媒体が流れる、温度調整回路。
　（２）によれば、第２熱交換部及び第１熱交換部を通過した熱媒体を、電力変換装置よりも先にバッテリに流すことができるので、管理温度の低いバッテリを優先的に冷却することができる。また、バッテリの冷却要求が大きい場合は、第１熱交換部及び第２熱交換部を利用して、冷却能力を増強させることができる。一方、バッテリの冷却要求が小さい場合は、第１熱交換部又は第２熱交換部のみを利用することで、エネルギー消費を低減できる。
　（３）　（２）に記載の温度調整回路であって、
　前記第１温度調節回路は、充電器（充電器３）をさらに備える、温度調整回路。
　（３）によれば、バッテリと充電器とを同時に冷却できるので、充電中に発熱するバッテリ及び充電器を効率的に冷却することができる。また、バッテリと充電器とを近接配置することができ、冷却配管を短くできる。
　（４）　（２）に記載の温度調整回路であって、
　前記第２温度調節回路は、充電器をさらに備える、温度調整回路。
　（４）によれば、バッテリと充電器と切り離して冷却でき、バッテリのみを優先して冷却することができる。
　（５）　（２）～（４）のいずれかに記載の温度調整回路であって、
　前記第２温度調節回路は、前記非循環状態における前記第２温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第２冷却対象の下流側、且つ、前記第２熱交換部の上流側にバッファタンク（バッファタンク１５）をさらに備える、温度調整回路。
　（５）によれば、発熱の大きい電力変換装置の下流側にバッファタンクを設けることで、エア抜き効率を向上させることができる。
　（６）　（２）～（４）のいずれかに記載の温度調整回路であって、
　前記第２温度調節回路は、前記非循環状態における前記第２温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第２熱交換部の下流側、且つ、前記第２ポンプの上流側にバッファタンク（バッファタンク１５）をさらに備える、温度調整回路。
　（６）によれば、熱媒体の温度が低い第２熱交換部の下流側にバッファタンクを設けることで、バッファタンクの耐熱性を下げることができる。また、バッファタンクから熱媒体を注入するに際し、バッファタンクの下流に第２ポンプがあることで、熱媒体の注入時間を短縮できる。　
　（７）　（１）～（６）のいずれかに記載の温度調整回路であって、
　前記第２温度調節回路では、前記第２ポンプが、前記非循環状態における前記第２温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第２熱交換部の下流側、且つ、前記三方弁の上流側に配置されている、温度調整回路。
　（７）によれば、第２ポンプは、第２熱交換部の下流側に配置されるため、第２ポンプの運転による発熱を効率的に抑えることができる。また、第２ポンプを限られた温度域で使用できるため、汎用性の高い第２ポンプを使用することができる。
　（８）　（１）～（７）のいずれかに記載の温度調整回路であって、
　前記第１温度調節回路では、前記非循環状態における前記第１温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第１ポンプ、前記第１熱交換部、及び前記第１冷却対象がこの順に配置されている、温度調整回路。
　（８）によれば、第１ポンプによる熱の影響を受けずに第１熱交換部から熱媒体を第１冷却対象に供給することができる。
　（９）　（１）～（８）のいずれかに記載の温度調整回路であって、
　前記第１温度調節回路では、前記非循環状態における前記第１温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第１ポンプが、前記第１温度調節回路の前記第２接続部と前記第１温度調節回路の前記第１接続部との間に配置されている、温度調整回路。
　（９）によれば、循環状態において第２ポンプのみで熱媒体を循環させるとき、熱媒体が第１ポンプを経由せずに循環されるので、圧損を低減できる。
１　温度調整回路
２　バッテリ（第１冷却対象）
３　充電器
４　第１温度調節回路
５　電力変換装置（第２冷却対象）
６　第２温度調節回路
７　結合回路
８　第１結合通路
９　第２結合通路
１０　制御装置
１１　チラー（第１熱交換部）
１２　ラジエータ（第２熱交換部）
１３ａ　第１温度調節回路の第１接続部
１３ｂ　第１温度調節回路の第２接続部
１４ａ　第２温度調節回路の第１接続部
１４ｂ　第２温度調節回路の第２接続部
１５　バッファタンク
ＥＷＰ１　第１ポンプ
ＥＷＰ２　第２ポンプ
ＥＷＶ　電磁三方弁（三方弁）
ＦＳＶ　電磁開閉弁（遮断弁）

Claims (9)

  1. 　第１冷却対象に熱媒体を供給する第１ポンプ、及び、前記熱媒体と空調用冷媒とで熱交換を行う第１熱交換部、を備える第１温度調節回路と、
    　第２冷却対象に前記熱媒体を供給する第２ポンプ、及び、前記熱媒体と外気とで熱交換を行う第２熱交換部、を備える第２温度調節回路と、
    　前記第１温度調節回路の第１接続部と前記第２温度調節回路の第１接続部とを接続する第１結合通路と、
    　前記第１温度調節回路の第２接続部と前記第２温度調節回路の第２接続部とを接続する第２結合通路と、
    　前記第２温度調節回路の前記第１接続部に設けられ、前記第２温度調節回路の前記第２接続部への前記熱媒体の供給と、前記第１結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁と、
    　前記第１温度調節回路の前記第１接続部と前記第１温度調節回路の前記第２接続部との間に設けられる遮断弁と、
    　前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第１結合通路へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記第１温度調節回路と前記第２温度調節回路とを結合した結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
    　前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第２温度調節回路の前記第２接続部へ前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替える、温度調整回路。
  2. 　請求項１に記載の温度調整回路であって、
    　前記第１冷却対象は、バッテリであり、
    　前記第２冷却対象は、電力変換装置であり、
    　前記循環状態では、前記第２冷却対象、前記第２熱交換部、前記第１熱交換部、及び前記第１冷却対象の順に前記熱媒体が流れる、温度調整回路。
  3. 　請求項２に記載の温度調整回路であって、
    　前記第１温度調節回路は、充電器をさらに備える、温度調整回路。
  4. 　請求項２に記載の温度調整回路であって、
    　前記第２温度調節回路は、充電器をさらに備える、温度調整回路。
  5. 　請求項２～４のいずれか１項に記載の温度調整回路であって、
    　前記第２温度調節回路は、前記非循環状態における前記第２温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第２冷却対象の下流側、且つ、前記第２熱交換部の上流側にバッファタンクをさらに備える、温度調整回路。
  6. 　請求項２～４のいずれか１項に記載の温度調整回路であって、
    　前記第２温度調節回路は、前記非循環状態における前記第２温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第２熱交換部の下流側、且つ、前記第２ポンプの上流側にバッファタンクをさらに備える、温度調整回路。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の温度調整回路であって、
    　前記第２温度調節回路では、前記第２ポンプが、前記非循環状態における前記第２温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第２熱交換部の下流側、且つ、前記三方弁の上流側に配置されている、温度調整回路。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の温度調整回路であって、
    　前記第１温度調節回路では、前記非循環状態における前記第１温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第１ポンプ、前記第１熱交換部、及び前記第１冷却対象がこの順に配置されている、温度調整回路。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の温度調整回路であって、
    　前記第１温度調節回路では、前記非循環状態における前記第１温度調節回路の前記熱媒体の流れ方向において、前記第１ポンプが、前記第１温度調節回路の前記第２接続部と前記第１温度調節回路の前記第１接続部との間に配置されている、温度調整回路。
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