WO2022158153A1 - 熱管理システム - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a thermal management system that performs temperature adjustment of multiple temperature adjustment objects.
- Patent Document 1 discloses a heat management system for vehicles.
- the heat management system of Patent Literature 1 air-conditions the interior of the vehicle and adjusts the temperatures of a plurality of temperature-adjusted objects.
- objects to be temperature-adjusted in the thermal management system of Patent Document 1 are a battery that supplies electric power to on-vehicle devices and on-board devices that generate heat during operation (specifically, inverters, motor generators, etc.).
- the heat management system of Patent Document 1 includes a vapor compression refrigeration cycle device and a heat medium circuit.
- the refrigeration cycle device adjusts the temperature of the air blown into the passenger compartment and the temperature of the heat medium.
- the heat medium circuit circulates the heat medium temperature-controlled by the refrigeration cycle device. Furthermore, the cooling water passage of the battery and the cooling water passage of the in-vehicle equipment are connected to the heat medium circuit.
- the chiller compresses the low-pressure refrigerant that has absorbed the waste heat of the battery and onboard equipment.
- the high-pressure refrigerant compressed by the compressor is used as a heat source to heat the blown air.
- the waste heat of the battery and the onboard equipment is recovered and used as a heat source for heating. .
- the proper temperature range in which the battery can work properly and the proper temperature range in which the in-vehicle equipment can work properly do not match. Therefore, there may be an operating condition or the like in which other on-vehicle devices must be cooled while warming up the battery.
- the thermal management system of Patent Document 1 cannot cool other on-vehicle devices while warming up the battery.
- the heat generated by the other on-vehicle devices cannot be recovered and used effectively as a heat source for heating.
- the present disclosure aims to provide a heat management system that can sufficiently and effectively utilize heat generated by a temperature adjustment target.
- a heat management system includes a refrigeration cycle device and a heat medium circuit.
- the refrigeration cycle device has a high-temperature side water-refrigerant heat exchange section and a low-temperature side water-refrigerant heat exchange section.
- the high-temperature-side water-refrigerant heat exchange unit heat-exchanges the high-pressure refrigerant and the heat medium.
- the low-temperature-side water-refrigerant heat exchange unit heat-exchanges the low-pressure refrigerant and the heat medium.
- the heat medium circuit circulates the heat medium. Further, the heat medium circuit has a hot side circuit, a cold side circuit, and a heat transfer section.
- the high temperature side circuit is connected to the heat medium passage of the high temperature side water-refrigerant heat exchange section.
- the low temperature side circuit is connected to the heat medium passage of the low temperature side water-refrigerant heat exchange section.
- the heat transfer section transfers heat between the heat medium flowing through the high temperature side circuit and the heat medium flowing through the low temperature side circuit.
- the low temperature side circuit has a first heat exchange section, a second heat exchange section, a heat medium bypass passage, and a low temperature side circuit switching section.
- the first heat exchange part exchanges heat between the first temperature adjustment object and the heat medium.
- the second heat exchange part exchanges heat between the second temperature adjustment object and the heat medium.
- the heat medium bypass passage causes the heat medium that has flowed out of one of the first heat exchange section and the second heat exchange section to bypass the low-temperature-side water-refrigerant heat exchange section to pass through one of the first heat exchange section and the second heat exchange section. to the heat medium inlet side.
- the low temperature side circuit switching unit switches the circuit configuration of the low temperature side circuit.
- the heat transfer section transfers the heat possessed by the heat medium flowing out of the high temperature side water-refrigerant heat exchange section to the heat medium flowing into the first heat exchange section.
- the low temperature side circuit switching section switches the circuit configuration of the low temperature side circuit to a circuit for circulating the heat medium between the first heat exchange section and the heat medium bypass passage. Switch to configuration.
- the heat transfer section since the heat transfer section is provided, the heat of the heat medium heated in the high temperature side water-refrigerant heat exchange section of the high temperature side circuit flows into the first heat exchange section of the low temperature side circuit. Can be moved to media. Therefore, the first temperature adjustment object can be heated.
- the temperature of the heat medium flowing into the low-temperature side water-refrigerant heat exchange section is the same as that of the heat medium circulating between the first heat exchange section and the heat medium bypass passage. is not affected by the temperature of
- the heat of the second temperature adjustment object is transferred to the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the heat medium flowing out of the second heat exchange unit and the low-pressure refrigerant in the low-temperature side water-refrigerant heat exchange unit. It can absorb heat. Then, the heat medium flowing into the second heat exchange section can be cooled to cool the second temperature adjustment object.
- the heat medium flowing through the high-temperature side circuit can be heated in the high-temperature side water-refrigerant heat exchange section by using the waste heat recovered by the low-pressure refrigerant in the low-temperature side water-refrigerant heat exchange section as a heat source.
- the heat of the second temperature adjustment target is recovered as necessary and circulated through the high temperature side circuit. It can be used as a heat source for a heat medium. That is, the heat generated by the object to be temperature-controlled can be fully and effectively utilized.
- FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a heat management system according to a first embodiment
- FIG. It is an explanatory view for explaining the operation mode of the five-way valve of the first embodiment.
- FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining another operating mode of the five-way valve of the first embodiment;
- FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining still another operation mode of the five-way valve of the first embodiment;
- FIG. 2 is a block diagram showing an electrical control section of the thermal management system of the first embodiment;
- FIG. FIG. 4 is a control characteristic diagram showing switching of an operation mode for temperature adjustment of the thermal management system of the first embodiment;
- FIG. 3 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in B1C1 mode and the like of the first embodiment;
- FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in B1C3 mode of the first embodiment
- FIG. 3 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in a B2C1 mode or the like of the first embodiment
- FIG. 3 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in B2C3 mode of the first embodiment
- FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in B3C3 mode of the first embodiment
- FIG. 4 is a schematic overall configuration diagram showing the heat medium flow in the rapid charge cooling mode of the first embodiment
- FIG. 10 is a schematic overall configuration diagram of a heat management system of a second embodiment
- FIG. 11 is a control characteristic diagram showing switching of an operation mode for temperature adjustment of the thermal management system of the second embodiment
- FIG. 10 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in a B4C1 mode or the like of the second embodiment
- FIG. 11 is a schematic overall configuration diagram showing a heat medium flow in a B4C3 mode or the like of the second embodiment
- FIG. 11 is a schematic overall configuration diagram of a thermal management system of a third embodiment
- FIG. 1 A first embodiment of a thermal management system 1 according to the present disclosure will be described using FIGS. 1 to 12.
- FIG. The thermal management system 1 of this embodiment is applied to an electric vehicle.
- An electric vehicle is a vehicle that obtains driving force for running from an electric motor.
- the heat management system 1 air-conditions the interior of the vehicle, which is the space to be air-conditioned, and adjusts the temperature of the vehicle-mounted equipment, which is the object of temperature adjustment.
- the in-vehicle devices that serve as temperature adjustment bodies in the heat management system 1 are specifically a battery 51, an inverter 52, a motor generator 53, and a control device 54 for an advanced driving assistance system (so-called ADAS).
- ADAS advanced driving assistance system
- the battery 51 is a secondary battery that stores power to be supplied to electric onboard equipment such as the inverter 52 .
- the battery 51 is an assembled battery formed by electrically connecting a plurality of stacked battery cells in series or in parallel.
- the battery cell of this embodiment is a lithium ion battery.
- the battery 51 generates heat during operation (that is, during charging and discharging).
- the battery 51 has a characteristic that the output tends to decrease when the temperature becomes low, and the deterioration tends to progress when the temperature becomes high. Therefore, the temperature of the battery 51 must be maintained within an appropriate temperature range (15° C. or higher and 55° C. or lower in this embodiment). Therefore, in the heat management system 1, the battery 51 is used as the first temperature adjustment object.
- the inverter 52 is a power conversion device that converts the frequency of power supplied from the battery 51 to the motor generator 53, converts AC power generated by the motor generator 53 into DC power, and outputs the DC power to the battery 51 side.
- the motor generator 53 functions as an electric motor that outputs driving force for running when supplied with electric power, and functions as a power generating device that generates regenerative power during deceleration of the vehicle or during running downhill.
- An advanced driving assistance system is a system that assists a driver's driving operation.
- the inverter 52, the motor generator 53, and the control device 54 for ADAS all generate heat during operation.
- the inverter 52, the motor generator 53, and the control device 54 for ADAS may deteriorate their electrical circuits at high temperatures. Therefore, it is necessary to keep the temperature lower than the reference heat resistant temperature (130° C. in this embodiment) that can protect the respective electric circuits.
- the inverter 52, the motor generator 53, and the control device 54 for ADAS are used as the second temperature adjustment objects.
- the term "high electric system device 50" may be used as a general term for the inverter 52, the motor generator 53, and the control device 54 for ADAS, which are the second temperature control objects.
- the heat management system 1 of the present embodiment it is possible to appropriately operate the first temperature adjustment object and the appropriate temperature zone of the first temperature adjustment object that can appropriately operate the second temperature adjustment object.
- Appropriate temperature zones of the second temperature-adjusted object that can be obtained do not completely match. That is, the appropriate temperature zone for the first temperature adjustment object and the appropriate temperature zone for the second temperature adjustment object are different.
- the heat management system 1 includes a refrigeration cycle device 10, an indoor air conditioning unit 30, a heat medium circuit 40, etc., as shown in the overall configuration diagram of FIG.
- the refrigerating cycle device 10 cools or heats the air blown into the vehicle interior and the heat medium circulating in the heat medium circuit 40 for air conditioning of the vehicle interior and temperature adjustment of onboard equipment. Furthermore, the refrigerating cycle device 10 is configured to be able to switch the refrigerant circuit according to various operation modes described later, for air conditioning in the passenger compartment and adjusting the temperature of on-vehicle equipment.
- the refrigeration cycle device 10 employs an HFO-based refrigerant (specifically, R1234yf) as a refrigerant.
- the refrigeration cycle device 10 constitutes a vapor compression subcritical refrigeration cycle in which the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 11 does not exceed the critical pressure of the refrigerant.
- Refrigerant oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant.
- Refrigerating machine oil is PAG oil having compatibility with the liquid phase refrigerant. Some of the refrigerating machine oil circulates through the cycle together with the refrigerant.
- the compressor 11 sucks, compresses, and discharges the refrigerant in the refrigeration cycle device 10 .
- the compressor 11 is arranged in the drive unit room on the front side of the passenger compartment.
- the drive device room forms a space in which at least a portion of equipment (for example, the motor generator 53) used to generate driving force for running the vehicle is arranged.
- the compressor 11 is an electric compressor in which an electric motor drives a fixed displacement type compression mechanism with a fixed displacement.
- the compressor 11 has its rotational speed (that is, refrigerant discharge capacity) controlled by a control signal output from a control device 60 for system control, which will be described later.
- the inlet side of the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12 is connected to the discharge port of the compressor 11 .
- the water-refrigerant heat exchanger 12 has a refrigerant passage 12a through which the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows, and a heat medium passage 12b through which the heat medium on the high temperature side circuit 41 side of the heat medium circuit 40 flows. ing.
- the water-refrigerant heat exchanger 12 is a high-temperature side water-refrigerant heat exchange unit that exchanges heat between the high-pressure refrigerant flowing through the refrigerant passage 12a and the heat medium flowing through the heat medium passage 12b.
- the water-refrigerant heat exchanger 12 radiates the heat of the high-pressure refrigerant to the heat medium to heat the heat medium.
- the outlet of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 is connected to the inlet side of the first refrigerant joint 13a.
- the first refrigerant joint portion 13a is a three-way joint having three inlets and outlets communicating with each other.
- a joint member formed by joining a plurality of pipes or a joint member formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block can be adopted.
- the refrigeration cycle device 10 has second to sixth refrigerant joints 13b to 13f, as will be described later.
- the basic configuration of the second refrigerant joint portion 13b to the sixth refrigerant joint portion 13f is the same as that of the first refrigerant joint portion 13a.
- the inlet side of the heating expansion valve 14a is connected to one outlet of the first refrigerant joint 13a.
- One inflow port side of the second refrigerant joint portion 13b is connected to the other outflow port of the first refrigerant joint portion 13a via the dehumidification passage 22a.
- the dehumidification passage 22a forms a flow path through which the refrigerant flows during a parallel dehumidification heating mode, etc., which will be described later.
- a dehumidification on-off valve 15a is arranged in the dehumidification passage 22a.
- the dehumidification on-off valve 15a is an electromagnetic valve that opens and closes the dehumidification passage 22a.
- the operation of the dehumidifying on-off valve 15 a is controlled by a control voltage output from the control device 60 .
- the refrigeration cycle device 10 has a heating on-off valve 15b, as will be described later.
- the basic configuration of the heating on-off valve 15b is the same as that of the dehumidification on-off valve 15a.
- the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b can switch the refrigerant circuit of the refrigeration cycle device 10 by opening and closing the refrigerant passage. Therefore, the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b are refrigerant circuit switching units that switch the refrigerant circuit.
- the heating expansion valve 14a reduces the pressure of the high-pressure refrigerant flowing out of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 and adjusts the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing out to the downstream side during a heating mode or the like, which will be described later. It is a decompression part for heating.
- the heating expansion valve 14a is an electric variable throttle mechanism having a valve body that changes the throttle opening and an electric actuator (specifically, a stepping motor) that displaces the valve body.
- the operation of the heating expansion valve 14 a is controlled by control pulses output from the control device 60 .
- the expansion valve 14a for heating has a fully open function of functioning simply as a refrigerant passage without exhibiting the refrigerant decompression action and the flow rate adjustment action by fully opening the valve opening. Further, the heating expansion valve 14a has a fully closing function of closing the refrigerant passage by fully closing the valve opening.
- the refrigeration cycle device 10 has a cooling expansion valve 14b and a cooling expansion valve 14c, as will be described later.
- the basic configuration of the cooling expansion valve 14b and the cooling expansion valve 14c is similar to that of the heating expansion valve 14a.
- the heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c can switch the refrigerant circuit of the refrigeration cycle device 10 by exhibiting the fully closed function described above. Therefore, the heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c also function as a refrigerant circuit switching section.
- the heating expansion valve 14a, the cooling expansion valve 14b, and the cooling expansion valve 14c may be formed by combining a variable throttle mechanism that does not have a fully closed function and an on-off valve.
- the on-off valve serves as the refrigerant circuit switching unit.
- the refrigerant inlet side of the outdoor heat exchanger 16 is connected to the outlet of the heating expansion valve 14a.
- the outdoor heat exchanger 16 is an outdoor heat exchange unit that exchanges heat between the refrigerant flowing out of the heating expansion valve 14a and the outside air blown by a cooling fan (not shown).
- the outdoor heat exchanger 16 is arranged on the front side in the driving device room. Therefore, when the vehicle is running, the outdoor heat exchanger 16 can be exposed to running wind.
- the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 16 is connected to the inlet side of the third refrigerant joint 13c.
- One inflow port side of the fourth refrigerant joint portion 13d is connected to one outflow port of the third refrigerant joint portion 13c via the heating passage 22b.
- the heating passage 22b forms a passage through which a refrigerant flows during a heating mode, etc., which will be described later.
- a heating on-off valve 15b for opening and closing the heating passage 22b is arranged in the heating passage 22b.
- the other inlet side of the second refrigerant joint 13b is connected to the other outlet of the third refrigerant joint 13c.
- a check valve 17 is arranged in a refrigerant passage that connects the other outflow port of the third refrigerant joint portion 13c and the other inflow port of the second refrigerant joint portion 13b.
- the check valve 17 allows the refrigerant to flow from the third refrigerant joint portion 13c side to the second refrigerant joint portion 13b side, and allows the refrigerant to flow from the second refrigerant joint portion 13b side to the third refrigerant joint portion 13c side. prohibited.
- the inlet side of the fifth refrigerant joint 13e is connected to the outlet of the second refrigerant joint 13b.
- One outflow port of the fifth refrigerant joint portion 13e is connected to the inlet side of the cooling expansion valve 14b.
- the inlet side of the cooling expansion valve 14c is connected to the other outflow port of the fifth refrigerant joint portion 13e.
- the cooling expansion valve 14b is a cooling decompression unit that reduces the pressure of the refrigerant and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing out to the downstream side during the cooling mode, etc., which will be described later.
- the refrigerant inlet side of the indoor evaporator 18 is connected to the outlet of the cooling expansion valve 14b.
- the indoor evaporator 18 is arranged in an air conditioning case 31 of an indoor air conditioning unit 30, which will be described later.
- the indoor evaporator 18 is a cooling heat exchanger that exchanges heat between the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 14b and the air blown into the vehicle interior.
- the indoor evaporator 18 cools the blown air by evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic effect.
- the refrigerant outlet of the indoor evaporator 18 is connected to the inlet side of the evaporation pressure regulating valve 19 .
- the evaporating pressure regulating valve 19 is a variable throttle mechanism that changes the valve opening so as to maintain the refrigerant evaporating pressure in the indoor evaporator 18 at a predetermined set pressure or higher in order to suppress frost formation on the indoor evaporator 18. is. More specifically, the evaporating pressure regulating valve 19 is composed of a mechanical mechanism that increases the valve opening as the refrigerant pressure on the inlet side increases.
- One inlet side of the sixth refrigerant joint 13f is connected to the outlet of the evaporating pressure regulating valve 19 .
- the cooling expansion valve 14c is a cooling decompression unit that reduces the pressure of the refrigerant and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing out to the downstream side during the B1C1 mode, etc., which will be described later.
- the inlet side of the refrigerant passage 20a of the chiller 20 is connected to the outlet of the cooling expansion valve 14c.
- the chiller 20 has a refrigerant passage 20a through which the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 14c flows, and a heat medium passage 20b through which the heat medium on the low temperature side circuit 42 side of the heat medium circuit 40 flows.
- the chiller 20 is a low-temperature side water-refrigerant heat exchange unit that exchanges heat between the low-pressure refrigerant flowing through the refrigerant passage 20a and the heat medium flowing through the heat medium passage 20b.
- the chiller 20 cools the heat medium by evaporating the low-pressure refrigerant and exerting an endothermic action.
- the outlet of the refrigerant passage 20a of the chiller 20 is connected to the other inlet side of the sixth refrigerant joint 13f.
- the other inflow port side of the fourth refrigerant joint portion 13d is connected to the outflow port of the sixth refrigerant joint portion 13f.
- the inlet side of the accumulator 21 is connected to the outflow port of the fourth refrigerant joint portion 13d.
- the accumulator 21 is a low-pressure side gas-liquid separator that separates the gas-liquid refrigerant that has flowed into the accumulator 21 and stores excess liquid-phase refrigerant in the cycle.
- the gas-phase refrigerant outlet of the accumulator 21 is connected to the suction port side of the compressor 11 .
- the heat medium circuit 40 is a heat medium circuit that circulates a heat medium.
- the heat medium circuit 40 employs an ethylene glycol aqueous solution as a heat medium.
- the heat medium circuit 40 has a high temperature side circuit 41, a low temperature side circuit 42, a connection passage 43, a three-way valve 44, and the like.
- the high temperature side circuit 41 has a high temperature side pump 411, an electric heater 412, a heater core 413, and the like.
- the high temperature side circuit 41 is connected to the heat medium passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12, the three-way valve 44, and the like.
- the high-temperature side pump 411 is a high-temperature side heat medium pumping section that pumps the heat medium to the inlet side of the heat medium passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 .
- the high temperature side pump 411 is an electric pump whose number of revolutions (that is, pumping capacity) is controlled by a control voltage output from the control device 60 .
- the heat medium circuit 40 has a first low temperature side pump 421a and a second low temperature side pump 421b on the low temperature side circuit 42 side, as will be described later.
- the basic configurations of the first low temperature side pump 421 a and the second low temperature side pump 421 b are the same as the high temperature side pump 411 .
- An electric heater 412 is arranged on the outlet side of the heat medium passage 12 b of the water-refrigerant heat exchanger 12 .
- the electric heater 412 is a heating unit that heats the heat medium flowing out from the water-refrigerant heat exchanger 12 .
- a PTC heater having a PTC element that generates heat when supplied with power is employed. The amount of heat generated by electric heater 412 is controlled by a control voltage output from control device 60 .
- the inlet side of the three-way valve 44 is connected to the downstream side of the electric heater 412 in the heat medium flow.
- the three-way valve 44 is a three-way flow control valve that allows the heat medium that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 12 to flow into the interior and flow out to at least one of the heater core 413 side and the later-described inlet side connection passage 431 side.
- the three-way valve 44 is configured to be able to continuously adjust the flow rate ratio between the flow rate of the heat medium flowing into the heater core 413 and the flow rate of the heat medium flowing into the inlet-side connection passage 431 . Thereby, the three-way valve 44 can adjust the flow rate of the heat medium flowing through the inlet-side connection passage 431 .
- the three-way valve 44 can allow the entire flow rate of the heat medium that has flowed in from the water-refrigerant heat exchanger 12 side to flow into either the heater core 413 or the inlet-side connection passage 431. . Therefore, the three-way valve 44 also functions as a high temperature side circuit switching section that switches the circuit configuration of the high temperature side circuit 41 . The operation of the three-way valve 44 is controlled by a control signal output from the control device 60 .
- the heater core 413 is arranged inside the air conditioning case 31 of the indoor air conditioning unit 30 .
- the heater core 413 is a heating heat exchange unit that exchanges heat between the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 and the air blown into the vehicle interior.
- the heater core 413 radiates the heat of the heat medium to the blown air to heat the blown air. Therefore, the fluid to be heated in the thermal management system 1 is blown air.
- the heat medium outlet of the heater core 413 is connected to the suction port side of the high temperature side pump 411 via the first heat medium joint 45a.
- the first heat medium joint portion 45a is a three-way joint for heat medium.
- the heat medium circuit 40 has a second heat medium joint portion 45b to a sixth heat medium joint portion 45f on the low temperature side circuit 42 side, as will be described later.
- the basic configuration of the first heat medium joint portion 45a to the sixth heat medium joint portion 45f is similar to that of the first refrigerant joint portion 13a of the refrigeration cycle apparatus 10 and the like.
- the low temperature side circuit 42 has a first low temperature side pump 421a, a second low temperature side pump 421b, a cooling water passage 51a for the battery 51, a five-way valve 422, a low temperature side radiator 423, and the like.
- a heat medium passage 20 b of the chiller 20 is connected to the low temperature side circuit 42 .
- the first low temperature side pump 421a is a battery side heat medium pumping section that pumps the heat medium to the cooling water passage 51a of the battery 51 .
- a cooling water passage 51 a of the battery 51 is formed within a dedicated case portion that accommodates a plurality of battery cells forming the battery 51 .
- the cooling water passage 51a of the battery 51 is a first heat exchange portion that exchanges heat between the plurality of battery cells forming the battery 51 and the heat medium.
- the battery side inlet 422a side of the five-way valve 422 is connected to the outlet of the cooling water passage 51a of the battery 51 via the second heat medium joint 45b.
- the second low-temperature side pump 421b is a high-voltage equipment side heat medium pressure-feeding section that pressure-feeds the heat medium to the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50.
- the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 are formed in the housing or case forming the outer shell of each high-voltage equipment 50. As shown in FIG.
- the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 are second heat exchange portions that exchange heat between the high-voltage equipment 50 and a heat medium.
- the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 of the present embodiment are the cooling water passage 52a of the inverter 52, the cooling water passage 53a of the motor generator 53, and the cooling water passage 54a of the controller 54 for ADAS. is.
- the heat medium pressure-fed from the second low-temperature side pump 421b flows through the cooling water passage 52a of the inverter 52, the cooling water passage 53a of the motor generator 53, and the cooling water passage 54a of the controller 54 for ADAS in this order.
- the outlet of the cooling water passages 52a to 54a of the heavy electric equipment 50 (that is, the outlet of the cooling water passage 54a of the control device 54 for ADAS) is connected to the heavy electric equipment side inlet 422b of the five-way valve 422. .
- the five-way valve 422 is a low temperature side circuit switching unit that switches the circuit configuration of the low temperature side circuit 42 .
- the five-way valve 422 has a battery-side inlet 422a and a heavy-current equipment-side inlet 422b as inlets for inflowing the heat medium.
- the five-way valve 422 has a chiller side outflow port 422c, a bypass passage side outflow port 422d, and a radiator side outflow port 422e as outflow ports for outflowing the heat medium. A detailed configuration of the five-way valve 422 will be described later.
- the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20 is connected to the chiller side outlet 422c of the five-way valve 422.
- the outlet of the heat medium passage 20b of the chiller 20 is connected to the inlet side of the third heat medium joint 45c.
- One inflow port side of the fourth heat medium joint portion 45d is connected to one outflow port of the third heat medium joint portion 45c.
- One inflow port side of the fifth heat medium joint portion 45e is connected to the other outflow port of the third heat medium joint portion 45c.
- the inlet side of the first low temperature side pump 421a is connected to the outflow port of the fourth heat medium joint 45d via the sixth heat medium joint 45f.
- the inlet side of the heat medium bypass passage 424 is connected to the bypass passage side outlet 422 d of the five-way valve 422 .
- the outlet side of the heat medium bypass passage 424 is connected to the other inlet of the fourth heat medium joint 45d.
- the heat medium bypass passage 424 forms a flow path for returning the heat medium flowing out of the cooling water passage 51 a of the battery 51 to the inlet side of the cooling water passage 51 a of the battery 51 by bypassing the chiller 20 and the low temperature side radiator 423 . .
- the inlet side of the second low temperature side pump 421b is connected to the outlet of the fifth heat medium joint 45e. Further, the heat medium inlet side of the low temperature side radiator 423 is connected to the radiator side outlet port 422 e of the five-way valve 422 .
- the low-temperature side radiator 423 is a low-temperature side outside air heat exchange section that exchanges heat between the outside air and the heat medium flowing out from the radiator side outlet 422 e of the five-way valve 422 .
- a heat medium outlet of the low-temperature side radiator 423 is connected to the other inlet side of the fifth heat medium joint 45e.
- the connection passage 43 is a heat medium passage that connects the high temperature side circuit 41 and the low temperature side circuit 42 .
- the connecting passage 43 has an inlet connecting passage 431 and an outlet connecting passage 432 .
- the inlet side connection passage 431 forms a flow path that guides the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 to the low temperature side circuit 42 side.
- the outlet side connection passage 432 forms a flow path that guides the heat medium flowing through the low temperature side circuit 42 to the high temperature side circuit 41 side.
- the inlet portion of the inlet-side connection passage 431 is connected to one outlet side of the three-way valve 44 .
- the outlet of the inlet-side connection passage 431 is connected to one inlet of the sixth heat medium joint 45f.
- An inlet portion of the outlet-side connection passage 432 is connected to one outlet of the second heat medium joint portion 45b.
- the outlet of the outlet-side connection passage 432 is connected to one inlet of the first heat medium joint 45a.
- the inlet-side connection passage 431 connects the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 of the high-temperature side circuit 41 and the heat medium upstream of the heater core 413 to the low-temperature side circuit 42 . 1 can be led to the suction port side of the low temperature side pump 421a.
- the outlet side connection passage 432 can guide the heat medium flowing out of the cooling water passage 51 a of the battery 51 to the downstream side of the heater core 413 of the high temperature side circuit and to the suction port side of the high temperature side pump 411 .
- the three-way valve 44 circulates the heat medium through the inlet-side connection passage 431 and the outlet-side connection passage 432, which are the connection passages 43, so that the heat medium circulating in the high-temperature side circuit 41 and the heat circulating in the low-temperature side circuit 42 are separated. It can be mixed with a medium. Thereby, heat can be transferred between the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 and the heat medium flowing through the low temperature side circuit 42 .
- the connecting passage 43 is therefore a heat transfer section.
- the three-way valve 44 regulates the flow rate of the heat medium flowing through the inlet-side connection passage 431, so that the heat between the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 and the heat medium flowing through the low-temperature side circuit 42 is reduced. You can adjust the amount of movement. Therefore, the three-way valve 44 is a heat transfer amount adjusting section that adjusts the amount of heat transfer in the connection passage 43 .
- the five-way valve 422 allows the heat medium to flow into the interior from the battery-side inlet 422a and the heavy-current equipment-side inlet 422b. Furthermore, the heat medium that has flowed into the interior is caused to flow out from at least one of the chiller side outlet 422c, the bypass passage side outlet 422d, and the radiator side outlet 422e.
- Such a five-way valve 422 can be formed, for example, by combining a plurality of three-way flow control valves, as shown in the explanatory diagrams of FIGS. 2-4.
- the five-way valve 422 allows the heat medium that has flowed out of the cooling water passage 51a of the battery 51 to flow inside through the battery side inlet 422a, as indicated by the thick solid line in the explanatory diagram of FIG. Then, the heat medium flowing into the inside through the battery side inlet 422a can be caused to flow out to at least one side of the heat medium bypass passage 424 side and the heat medium passage 20b side of the chiller 20 .
- the five-way valve 422 is configured to be able to continuously adjust the flow rate ratio of the heat medium flowing into the heat medium bypass passage 424 and the heat medium flowing into the heat medium passage 20 b of the chiller 20 . Furthermore, the five-way valve 422 adjusts the flow ratio so that the total flow of the heat medium flowing from the cooling water passage 51a side of the battery 51 is diverted to either the heat medium bypass passage 424 or the heat medium passage 20b of the chiller 20. It can also flow in one direction.
- the five-way valve 422 connects the circuit connecting the outlet side of the cooling water passage 51 a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium bypass passage 424 , the outlet side of the cooling water passage 51 a of the battery 51 and the heat of the chiller 20 . and a circuit connecting the inlet side of the medium passage 20b.
- the five-way valve 422, as indicated by the thick solid line in the explanatory diagram of FIG. flow into Then, the refrigerant that has flowed inside through the high-voltage equipment side inlet 422 b can flow out to at least one of the low temperature side radiator 423 side and the heat medium passage 20 b side of the chiller 20 .
- the five-way valve 422 is configured to be able to continuously adjust the flow rate ratio between the flow rate of the heat medium flowing into the low temperature side radiator 423 and the flow rate of the heat medium flowing into the heat medium passage 20b of the chiller 20. Further, the five-way valve 422 adjusts the flow rate ratio so that the total flow rate of the heat medium flowing out of the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 is transferred to the low temperature side radiator 423 and the heat medium passage 20b of the chiller 20. It can also flow into either one.
- the five-way valve 422 connects the circuit connecting the outlet side of the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 and the heat medium inlet side of the low temperature side radiator 423, and the cooling water passages 52a to 52a of the high-voltage equipment 50.
- the circuit connecting the outlet side of 54a and the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20 can be switched.
- At least one of the heated heat medium can be caused to flow into the inside and flow out to the heat medium passage 20 b side of the chiller 20 .
- the five-way valve 422 controls the flow rate of the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the heat medium flowing out of the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50.
- the flow rate ratio to the flow rate of the heat medium is configured to be continuously adjustable.
- the five-way valve 422 adjusts the flow ratio so that the total flow rate of the heat medium flowing into the heat medium passage 20b of the chiller 20 is controlled by the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the high current system equipment 50. Any one of the heat medium flowing out from the cooling water passages 52a to 54a can also be used.
- the five-way valve 422 connects a circuit connecting the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20, and the outlets of the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50. and the circuit connecting the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20 can be switched.
- the five-way valve 422 can combine the switching functions of the heat medium circuit described above.
- the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium bypass passage 424 are connected, and at the same time, the outlet side of the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 and the heat medium passage 20b of the chiller 20 are connected. can be connected to the inlet side.
- the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20 are connected, and at the same time, the outlet side of the cooling water passages 52a to 54a of the high current system equipment 50 and the low temperature side radiator 423 are connected. can be connected to the heat medium inlet side.
- the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20 are connected, and at the same time, the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the heat medium inlet of the low temperature side radiator 423 are connected. side can be connected.
- the indoor air conditioning unit 30 is a unit that integrates a plurality of components for blowing air adjusted to an appropriate temperature for air-conditioning the vehicle interior to appropriate locations within the vehicle interior.
- the indoor air conditioning unit 30 is arranged inside the dashboard (instrument panel) at the forefront of the vehicle interior.
- the indoor air conditioning unit 30 houses an indoor blower 32, an indoor evaporator 18, a heater core 413, etc. in an air conditioning case 31 that forms an air passage for blown air.
- the air-conditioning case 31 is molded from a resin (for example, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent strength.
- An inside/outside air switching device 33 is arranged on the most upstream side of the air-conditioning case 31 in the blown air flow.
- the inside/outside air switching device 33 switches and introduces inside air (that is, vehicle interior air) and outside air (that is, vehicle exterior air) into the air conditioning case 31 .
- the operation of the inside/outside air switching device 33 is controlled by a control signal output from the control device 60 .
- the indoor blower 32 is arranged on the downstream side of the inside/outside air switching device 33 in the blown air flow.
- the indoor air blower 32 blows the air sucked through the inside/outside air switching device 33 into the vehicle interior.
- the indoor blower 32 is an electric blower that drives a centrifugal multi-blade fan with an electric motor.
- the indoor fan 32 has its rotation speed (that is, air blowing capacity) controlled by a control voltage output from the control device 60 .
- An indoor evaporator 18 and a heater core 413 are arranged on the downstream side of the indoor blower 32 in the blown air flow.
- the indoor evaporator 18 is arranged upstream of the heater core 413 in the air flow.
- a cold air bypass passage 35 is formed in the air conditioning case 31 to bypass the heater core 413 and flow the blown air after passing through the indoor evaporator 18 .
- An air mix door 34 is arranged downstream of the indoor evaporator 18 in the air conditioning case 31 and upstream of the heater core 413 and the cold air bypass passage 35 .
- the air mix door 34 adjusts the air volume ratio between the air volume of the air that passes through the heater core 413 side and the air volume of the air that passes through the cold air bypass passage 35 among the air that has passed through the indoor evaporator 18. Department.
- the air mix door 34 is driven by an air mix door electric actuator.
- the operation of the electric actuator for the air mix door is controlled by a control signal output from the control device 60 .
- a mixing space 36 is arranged on the downstream side of the heater core 413 and the cold air bypass passage 35 in the blown air flow.
- the mixing space 36 is a space for mixing the blown air heated by the heater core 413 and the unheated blown air that has passed through the cold-air bypass passage 35 .
- the temperature of the air mixed in the mixing space 36 (that is, the conditioned air) can be adjusted by adjusting the air volume ratio of the air mix door 34.
- a plurality of opening holes (not shown) for blowing out the blast air mixed in the mixing space 36 into the vehicle interior are formed at the most downstream portion of the blast air flow of the air conditioning case 31 .
- a plurality of opening holes communicate with a plurality of outlets formed in the vehicle interior.
- a face outlet, a foot outlet, and a defroster outlet are provided as the plurality of outlets.
- the face air outlet is an air outlet that blows air toward the upper half of the body of the occupant.
- the foot air outlet is an air outlet that blows air toward the feet of the occupant.
- the defroster outlet is an outlet that blows air toward the windshield in front of the vehicle.
- a blowout mode door (not shown) is arranged in each of the plurality of opening holes. Blow-mode doors open and close respective apertures. The blow mode door is driven by a blow mode door electric actuator. The operation of the electric actuator for the blowout mode door is controlled by a control signal output from the control device 60 .
- the indoor air conditioning unit 30 by switching the opening hole opened by the blow mode door, it is possible to change the location from which the conditioned air is blown.
- the control device 60 is composed of a well-known microcomputer including CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits.
- the control device 60 performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM, and controls various controlled devices 11, 14a to 14c, 15a, 15b, 32, 33, 34, 44, 411, 412, 421a, 421b, 422, etc. are controlled.
- the inside air temperature sensor 61 is an inside air temperature detection unit that detects the vehicle interior temperature (inside air temperature) Tr.
- the outside air temperature sensor 62 is an outside air temperature detection unit that detects the vehicle outside temperature (outside air temperature) Tam.
- the solar radiation sensor 63 is a solar radiation amount detection unit that detects the solar radiation amount As irradiated into the vehicle interior.
- the first refrigerant temperature sensor 64a is a first refrigerant temperature detector that detects a first refrigerant temperature TR1, which is the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 11.
- the second coolant temperature sensor 64b is a second coolant temperature detection unit that detects a second coolant temperature TR2, which is the temperature of the coolant flowing out of the coolant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12 .
- the third refrigerant temperature sensor 64c is a third refrigerant temperature detector that detects a third refrigerant temperature TR3, which is the temperature of the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 16.
- the evaporator temperature sensor 64f is an evaporator temperature detection unit that detects the refrigerant evaporation temperature (evaporator temperature) Tefin in the indoor evaporator 18. Specifically, the evaporator temperature sensor 64f of the present embodiment detects the heat exchange fin temperature of the indoor evaporator 18 .
- the first refrigerant pressure sensor 65a is a first refrigerant pressure detection unit that detects a first refrigerant pressure PR1, which is the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 11.
- the second refrigerant pressure sensor 65b is a second refrigerant pressure detector that detects a second refrigerant pressure PR2, which is the pressure of the refrigerant flowing out of the refrigerant passage 12a of the water-refrigerant heat exchanger 12.
- the third refrigerant pressure sensor 65c is a third refrigerant pressure detector that detects a third refrigerant pressure PR3, which is the pressure of the refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 16.
- the high temperature side heat medium temperature sensor 66a is located downstream of the electric heater 412 in the heat medium flow and detects a high temperature side heat medium temperature TWH, which is the temperature of the heat medium flowing into the three-way valve 44. is.
- the first low temperature side heat medium temperature sensor 67a detects a first low temperature side heat medium temperature TWL1, which is the temperature of the heat medium that is pumped from the first low temperature side pump 421a and flows into the cooling water passage 51a of the battery 51. This is the low temperature side heat medium temperature detection unit.
- the second low-temperature side heat medium temperature sensor 67b detects a second low-temperature side heat medium temperature TWL2, which is the temperature of the heat medium pressure-fed from the second low-temperature side pump 421b and flowing into the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50. It is a second low-temperature-side heat medium temperature detection unit for detection. More specifically, the second low-temperature side heat medium temperature TWL2 is the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 52a of the inverter 52 .
- the battery temperature sensor 68 is a battery temperature detection unit that detects the battery temperature TB (that is, the temperature of the battery 51).
- the battery temperature sensor 68 of this embodiment has a plurality of temperature sensors and detects temperatures at a plurality of locations of the battery 51 . Therefore, the control device 60 can detect the temperature difference between the battery cells forming the battery 51 . Furthermore, as the battery temperature TB, an average value of detection values of a plurality of temperature sensors is used.
- the air-conditioning air temperature sensor 69 is an air-conditioning air temperature detection unit that detects the air temperature TAV blown from the mixing space 36 into the vehicle interior.
- an operation panel 70 for air conditioning is connected to the input side of the control device 60 .
- An air-conditioning operation panel 70 is arranged near the instrument panel in the front part of the passenger compartment. Operation signals from various operation switches provided on an operation panel 70 for air conditioning are input to the control device 60 .
- operation switches provided on the operation panel 70 for air conditioning include an auto switch, an air conditioner switch, an air volume setting switch, a temperature setting switch, and the like.
- the auto switch is an operation unit that allows the user to set or cancel the automatic control operation of the cabin air conditioning.
- the air conditioner switch is an operation unit for requesting that the indoor evaporator 18 cool the blown air.
- the air volume setting switch is an operation unit for the user to manually set the air volume of the indoor fan 32 .
- the temperature setting switch is an operation unit for the user to set the set temperature Tset inside the vehicle compartment.
- control device 60 of the present embodiment is integrally configured with a control unit that controls various controlled devices connected to the output side thereof.
- the configuration (hardware and software) that controls the operation of each controlled device constitutes a control section that controls the operation of each controlled device.
- the configuration for controlling the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 constitutes a compressor control section 60a.
- the configuration for controlling the operation of the five-way valve 422 constitutes the low temperature side heat medium circuit control section 60b.
- the configuration for controlling the operation of the three-way valve 44 constitutes a heat transfer amount control section 60c.
- the heat management system 1 can air-condition the interior of the vehicle and adjust the temperature of the vehicle-mounted equipment. Therefore, the heat management system 1 switches the circuit configuration of the refrigeration cycle device 10 and the circuit configuration of the heat medium circuit 40 to execute various operation modes.
- the operation modes of the thermal management system 1 include an operation mode for air conditioning in the passenger compartment and an operation mode for adjusting the temperature of in-vehicle equipment.
- the operation mode for air conditioning and the operation mode for temperature adjustment can be appropriately combined and executed.
- the heat management system 1 can only air-condition the vehicle interior without adjusting the temperature of the vehicle-mounted equipment.
- the temperature of the in-vehicle equipment can be adjusted without air-conditioning the interior of the vehicle.
- the operation modes for air conditioning include (A1) cooling mode, (A2) serial dehumidifying heating mode, (A3) parallel dehumidifying heating mode, and (A4) heating mode.
- the cooling mode is an operation mode that cools the vehicle interior by cooling the blown air and blowing it into the vehicle interior.
- the series dehumidifying and heating mode is an operation mode in which dehumidifying and heating the vehicle interior is performed by reheating the cooled and dehumidified blast air and blowing it into the vehicle interior.
- the parallel dehumidifying and heating mode is an operation mode in which dehumidifying and heating the vehicle interior is performed by reheating the cooled and dehumidified blown air with a higher heating capacity than in the series dehumidifying and heating mode and blowing the air into the vehicle interior.
- the heating mode is an operation mode that heats the vehicle interior by heating the blown air and blowing it into the vehicle interior.
- the air-conditioning operation mode is switched by executing the air-conditioning control program stored in the control device 60 .
- the air-conditioning control program is executed when the auto switch of the operation panel 70 is turned on to set automatic control operation of the vehicle interior air conditioning.
- the detection signals of the above-described sensor group and the operation signals of the operation switches of the operation panel 70 are read at predetermined intervals. Then, based on the values of the read detection signal and operation signal, a target blowout temperature TAO, which is the target temperature of the blown air blown into the vehicle compartment, is calculated.
- TAO target blowing temperature
- TAO Kset ⁇ Tset ⁇ Kr ⁇ Tr ⁇ Kam ⁇ Tam ⁇ Ks ⁇ As+C (F1)
- Tr is the internal temperature detected by the internal temperature sensor 61 .
- Tam is the outside temperature detected by the outside temperature sensor 62 .
- Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains, and C is a correction constant.
- the operation mode for air conditioning is switched to the cooling mode.
- the air conditioner switch in a state where the air conditioner switch is turned on, if the target blowout temperature TAO is equal to or higher than the cooling reference temperature KTAO1 and the outside air temperature Tam is higher than the predetermined dehumidifying heating reference temperature KTAO2, The operation mode for air conditioning is switched to series dehumidification heating mode.
- the air conditioner switch in a state where the air conditioner switch is turned on, if the target air temperature TAO is equal to or higher than the cooling reference temperature KTAO1 and the outside air temperature Tam is equal to or lower than the dehumidifying heating reference temperature KTAO2, the operation for air conditioning is performed.
- the mode is switched to parallel dehumidification heating mode.
- the operation mode for air conditioning is switched to heating mode.
- the cooling mode is mainly executed when the outside temperature is relatively high, such as in summer.
- the series dehumidifying heating mode is mainly performed in spring or autumn.
- the parallel dehumidifying/heating mode is mainly performed in early spring or late autumn when it is necessary to heat the air with a higher heating capacity than in the serial dehumidifying/heating mode.
- the heating mode is mainly executed in winter when the outside temperature is low. Detailed operation of each operation mode for air conditioning will be described below.
- (A1) Cooling Mode In the cooling mode, the control device 60 brings the heating expansion valve 14a into a fully open state and brings the cooling expansion valve 14b into a throttled state that exerts a refrigerant decompression action.
- the cooling expansion valve 14c is controlled according to the operating mode for temperature adjustment. This also applies to other air conditioning operation modes. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and closes the heating on-off valve 15b.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the water-refrigerant heat exchanger 12, the fully open heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, and the check valve 17. , the cooling expansion valve 14b, the indoor evaporator 18, the evaporating pressure regulating valve 19, the accumulator 21, and the suction port of the compressor 11 in this order.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the controller 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so that the evaporator temperature Tefin detected by the evaporator temperature sensor 64f approaches the target evaporator temperature TEO.
- the target evaporator temperature TEO is determined by referring to a control map stored in advance in the control device 60 based on the target outlet temperature TAO.
- control device 60 controls the degree of throttle opening of the cooling expansion valve 14b so that the supercooling degree SC3 of the refrigerant flowing into the cooling expansion valve 14b approaches the target degree of supercooling SCO3.
- the degree of supercooling SC3 of the refrigerant flowing into the cooling expansion valve 14b is obtained using the third refrigerant temperature TR3 detected by the third refrigerant temperature sensor 64c and the third refrigerant pressure PR3 detected by the third refrigerant pressure sensor 65c.
- Target supercooling degree SCO3 is determined based on outside air temperature Tam with reference to a control map stored in advance in control device 60 so that the coefficient of performance (COP) of the cycle approaches the maximum value.
- control device 60 controls the high temperature side pump 411 so that it exerts a predetermined pumping capability. Further, the control device 60 controls the three-way valve 44 so that at least part of the heat medium that has flowed into the three-way valve 44 flows out to the heater core 413 side.
- the first low temperature side pump 421a, the second low temperature side pump 421b, and the five-way valve 422 are controlled in accordance with the operation mode for temperature adjustment. This also applies to other air conditioning operation modes.
- control device 60 operates the electric heater 412 when the high temperature side heat medium temperature TWH detected by the high temperature side heat medium temperature sensor 66a is lower than the predetermined reference high temperature side heat medium temperature KTWH.
- control device 60 determines the blowing capacity of the indoor fan 32 by referring to a control map stored in advance in the control device 60 based on the target air temperature TAO. Further, the control device 60 controls the degree of opening of the air mix door 34 so that the blown air temperature TAV detected by the conditioned air temperature sensor 69 approaches the target outlet temperature TAO.
- the water-refrigerant heat exchanger 12 and the outdoor heat exchanger 16 function as condensers (in other words, radiators) that radiate and condense the refrigerant
- the indoor evaporator 18 functions as a condenser.
- a vapor compression refrigeration cycle that functions as an evaporator that evaporates the refrigerant is configured.
- the heat medium is heated in the water-refrigerant heat exchanger 12 in the refrigeration cycle device 10 in the cooling mode.
- the indoor evaporator 18 cools the blown air.
- the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 is supplied to the heater core 413 .
- the air blown from the indoor blower 32 is cooled by the indoor evaporator 18 .
- the blown air cooled by the indoor evaporator 18 passes through the heater core 413 and the cold air bypass passage 35 according to the opening of the air mix door 34, and is temperature-controlled so as to approach the target blowout temperature TAO. Then, the temperature-controlled blowing air is blown into the vehicle interior, thereby cooling the vehicle interior.
- A2 Series Dehumidification and Heating Mode In the series dehumidification and heating mode, the controller 60 causes the heating expansion valve 14a to be throttled and the cooling expansion valve 14b to be throttled. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and closes the heating on-off valve 15b.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the water-refrigerant heat exchanger 12, the heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, the check valve 17, the cooling
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the expansion valve 14b, the indoor evaporator 18, the evaporating pressure regulating valve 19, the accumulator 21, and the suction port of the compressor 11 are circulated in this order.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the controller 60 controls the rotation speed of the compressor 11 in the same manner as in the cooling mode.
- control device 60 refers to a control map stored in advance in the control device 60 based on the target blowout temperature TAO for the throttle opening degree of the heating expansion valve 14a and the throttle opening degree of the cooling expansion valve 14b. to determine the COP to approach the maximum value.
- the throttle opening of the heating expansion valve 14a is decreased and the cooling expansion valve 14b is increased as the target air temperature TAO rises.
- control device 60 controls the operation of the high temperature side pump 411 of the heat medium circuit 40 and the like, as in the cooling mode.
- control device 60 controls the operation of the indoor air blower 32 of the indoor air conditioning unit 30 and the like in the same manner as in the cooling mode.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the water-refrigerant heat exchanger 12 functions as a condenser and the indoor evaporator 18 functions as an evaporator. Furthermore, when the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 16 is higher than the outside air temperature Tam, the outdoor heat exchanger 16 functions as a condenser. Further, when the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 16 is lower than the outside air temperature Tam, the outdoor heat exchanger 16 functions as an evaporator.
- the heat medium is heated in the water-refrigerant heat exchanger 12 in the refrigeration cycle device 10 in the series dehumidification heating mode. Further, the indoor evaporator 18 cools the blown air.
- the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 is supplied to the heater core 413 .
- the air blown from the indoor blower 32 is cooled and dehumidified by the indoor evaporator 18 .
- the temperature of the air cooled and dehumidified by the indoor evaporator 18 is adjusted by adjusting the opening of the air mix door 34 so as to approach the target blowout temperature TAO.
- Dehumidification and heating of the interior of the vehicle are achieved by blowing out the temperature-adjusted blown air into the interior of the vehicle.
- the throttle opening degree of the heating expansion valve 14a is decreased and the throttle opening degree of the cooling expansion valve 14b is increased as the target blowout temperature TAO rises. . According to this, the heating capacity of the blast air in the heater core 413 can be improved as the target blowing temperature TAO increases.
- the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 16 is higher than the outside air temperature Tam
- the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 16 and the The temperature difference with the outside air temperature Tam can be reduced. Therefore, as the target outlet temperature TAO rises, the amount of heat released from the refrigerant to the outside air in the outdoor heat exchanger 16 can be reduced, and the amount of heat released from the refrigerant to the heat medium in the water-refrigerant heat exchanger 12 can be increased. can.
- the saturation temperature of the refrigerant in the outdoor heat exchanger 16 is lower than the outside air temperature Tam
- the temperature between the outside air temperature Tam and the refrigerant in the outdoor heat exchanger 16 increases as the target outlet temperature TAO increases. You can widen the gap. Therefore, as the target outlet temperature TAO rises, the amount of heat absorbed by the refrigerant from the outside air in the outdoor heat exchanger 16 is increased, and the amount of heat released from the refrigerant to the heat medium in the water-refrigerant heat exchanger 12 can be increased. can.
- the heating capacity of the heater core 413 for the blown air can be improved as the target blowout temperature TAO increases.
- the controller 60 causes the heating expansion valve 14a to be throttled and the cooling expansion valve 14b to be throttled.
- the controller 60 also opens the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 is the water-refrigerant heat exchanger 12, the first refrigerant joint portion 13a, the heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16,
- the refrigerant circulates through the heating passage 22b, the accumulator 21, and the suction port of the compressor 11 in this order.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the water refrigerant heat exchanger 12, the first refrigerant joint portion 13a, the dehumidification passage 22a, the cooling expansion valve 14b, the indoor evaporator 18, the evaporation pressure control valve 19, and the accumulator 21.
- a vapor compression refrigeration cycle in which the refrigerant circulates in the order of the suction port of the compressor 11 . That is, a cycle is configured in which the outdoor heat exchanger 16 and the indoor evaporator 18 are connected in parallel with respect to the refrigerant flow.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the controller 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so that the first refrigerant pressure PR1 detected by the first refrigerant pressure sensor 65a approaches the target condensing pressure PDO.
- the target condensing pressure PDO is determined so that the high temperature side heat medium temperature TWH approaches a predetermined target water temperature TWHO.
- control device 60 refers to a control map stored in advance in the control device 60 based on the target blowout temperature TAO for the throttle opening degree of the heating expansion valve 14a and the throttle opening degree of the cooling expansion valve 14b. to determine the COP to approach the maximum value.
- the throttle opening of the heating expansion valve 14a is decreased and the cooling expansion valve 14b is increased as the target blowout temperature TAO rises.
- control device 60 controls the operation of the high temperature side pump 411 of the heat medium circuit 40 and the like, as in the cooling mode.
- control device 60 controls the operation of the indoor air blower 32 of the indoor air conditioning unit 30 and the like in the same manner as in the cooling mode.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the water-refrigerant heat exchanger 12 functions as a condenser, and the outdoor heat exchanger 16 and the indoor evaporator 18 function as evaporators. be done.
- the heat medium is heated in the water-refrigerant heat exchanger 12 in the refrigeration cycle device 10 in the parallel dehumidification heating mode.
- the indoor evaporator 18 cools the blown air.
- the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 is supplied to the heater core 413 .
- the air blown from the indoor blower 32 is cooled and dehumidified by the indoor evaporator 18 .
- the temperature of the air cooled and dehumidified by the indoor evaporator 18 is adjusted by adjusting the opening of the air mix door 34 so as to approach the target blowout temperature TAO.
- Dehumidification and heating of the interior of the vehicle are achieved by blowing out the temperature-adjusted blown air into the interior of the vehicle.
- the throttle opening of the heating expansion valve 14a can be made smaller than the throttle opening of the cooling expansion valve 14b. According to this, the refrigerant evaporation temperature in the outdoor heat exchanger 16 can be lowered to a temperature lower than the refrigerant evaporation temperature in the indoor evaporator 18 .
- (A4) Heating Mode In the heating mode, the controller 60 throttles the heating expansion valve 14a and fully closes the cooling expansion valve 14b. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and opens the heating on-off valve 15b.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the water-refrigerant heat exchanger 12, the heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, the heating passage 22b, the accumulator 21, the compression A vapor compression refrigeration cycle is constructed in which the refrigerant circulates in order of the suction port of the machine 11 .
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 in the same manner as in the parallel dehumidifying heating mode.
- controller 60 controls the throttle opening degree of the heating expansion valve 14a so that the supercooling degree SC2 of the refrigerant flowing into the heating expansion valve 14a approaches the target degree of supercooling SCO2.
- the degree of supercooling SC2 of the refrigerant flowing into the heating expansion valve 14a is obtained using the second refrigerant temperature TR2 detected by the second refrigerant temperature sensor 64b and the second refrigerant pressure PR2 detected by the second refrigerant pressure sensor 65b. calculated as The target subcooling degree SCO2 is determined based on the first refrigerant temperature TR1 detected by the first refrigerant temperature sensor 64a and with reference to a control map stored in advance in the control device 60 so that the COP approaches the maximum value. be done.
- control device 60 controls the operation of the high temperature side pump 411 of the heat medium circuit 40 and the like, as in the cooling mode.
- control device 60 controls the operation of the indoor air blower 32 of the indoor air conditioning unit 30 and the like in the same manner as in the cooling mode.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the water-refrigerant heat exchanger 12 functions as a condenser and the outdoor heat exchanger 16 functions as an evaporator.
- the heat medium is heated in the water-refrigerant heat exchanger 12 in the refrigeration cycle apparatus 10 in the heating mode.
- the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 is supplied to the heater core 413 .
- the air blown from the indoor blower 32 passes through the indoor evaporator 18 .
- the temperature of the blown air that has passed through the indoor evaporator 18 is adjusted by adjusting the opening of the air mix door 34 so as to approach the target blowout temperature TAO. Then, the temperature-controlled blowing air is blown into the vehicle interior, thereby heating the vehicle interior.
- the operation mode for temperature adjustment In the operation mode for temperature adjustment, the temperature of the battery 51, which is the first temperature adjustment target, and the high-voltage equipment 50, which is the second temperature adjustment target, are adjusted.
- the proper temperature range of the battery 51 which is the first temperature adjustment object
- the proper temperature range of the high-voltage equipment 50 which is the second temperature adjustment object
- a battery operation mode for adjusting the temperature of the battery 51 and an operation mode for heavy electric equipment for adjusting the temperature of the heavy electric equipment 50 are combined. Run.
- the operation modes for the battery include (B1) battery warming mode, (B2) battery temperature equalizing mode, and (B3) battery cooling mode.
- the battery warming mode is an operation mode in which the battery 51 is warmed up by a temperature-controlled heat medium.
- the battery temperature equalization mode is an operation mode in which the temperature of each battery cell forming the battery 51 is equalized.
- Battery cooling mode is an operation mode in which the battery 51 is cooled by the heat medium cooled by the chiller 20 .
- the operation modes for heavy electric equipment include (C1) heavy electric equipment heat storage mode, (C2) heavy electric equipment waste heat recovery mode, and (C3) heavy electric equipment cooling mode.
- the (C1) high-power system device heat storage mode is an operation mode in which heat generation of the high-power device 50 warms up the high-power device 50 and heats the heat medium.
- the (C2) high-voltage equipment waste heat recovery mode is an operation mode in which the high-voltage equipment 50 is cooled by the heat medium cooled by the chiller 20 .
- this is an operation mode in which the chiller 20 absorbs the waste heat of the high-voltage equipment 50 into the low-pressure refrigerant.
- the (C3) high power system device cooling mode is an operation mode in which the high power system device 50 is cooled by the heat medium cooled by the low temperature side radiator 423 .
- the temperature adjustment operation mode is switched by executing a temperature adjustment control program stored in the control device 60 .
- the temperature adjustment control program is executed when the vehicle system is activated or when the battery 51 is being charged from the external power source, regardless of whether the user requests air conditioning of the vehicle interior.
- the detection signals of the above-mentioned sensor group are read every predetermined period. Then, the operation mode for temperature adjustment is switched based on the read detection signal.
- the temperature adjustment control program based on the battery temperature TB detected by the battery temperature sensor 68 and the second low temperature side heat medium temperature TWL2 detected by the second low temperature side heat medium temperature sensor 67b, , refers to a control map stored in advance in the control device 60 to switch the operation mode for temperature adjustment.
- the battery operation mode is set to ( B1) Switch to battery warming mode.
- the (B1) battery warming mode is switched to the (B2) battery soaking mode. Furthermore, when the battery temperature TB becomes equal to or higher than the fourth reference battery temperature KTB4, the (B2) battery temperature equalizing mode is switched to the (B3) battery cooling mode.
- the battery cooling mode (B3) is switched to the battery temperature equalizing mode (B2). Further, when the battery temperature TB becomes equal to or lower than the first reference battery temperature KTB1, the (B2) battery temperature equalizing mode is switched to the (B1) battery warming mode.
- the temperature difference between the fourth reference battery temperature KTB4 and the third reference battery temperature KTB3 and the temperature difference between the second reference battery temperature KTB2 and the first reference battery temperature KTB1 are set as hysteresis widths for preventing control hunting. It is
- the (C1) high-voltage equipment heat storage mode changes to the (C2) high-voltage Switch to system equipment waste heat recovery mode.
- the (C2) heavy electric equipment waste heat recovery mode is switched to the (C3) heavy electric equipment cooling mode.
- the (C3) high-voltage equipment cooling mode changes to (C2) high-voltage Switch to system equipment waste heat recovery mode.
- the (C2) high-voltage equipment waste heat recovery mode is switched to the (C1) high-voltage equipment heat storage mode.
- each operation mode for temperature adjustment is expressed by combining the reference numerals assigned to the battery operation mode and the reference numerals assigned to the heavy-current system device operation modes.
- the operation mode in which the (B1) battery warming mode and the (C1) high-voltage equipment heat storage mode are executed is referred to as the B1C1 mode.
- any one of the above-described (A1) cooling mode, (A2) series dehumidification heating mode, (A3) parallel dehumidification heating mode, and (A4) heating mode is executed. It is assumed. In other words, in the operation mode for adjusting the temperature during air conditioning, the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10, the indoor fan 32 of the indoor air conditioning unit 30, the high temperature side pump 411 of the high temperature side circuit 41 of the heat medium circuit 40, etc. operate. It is assumed that
- the B1C1 mode is an operation mode in which (B1) battery warming mode and (C1) heavy-current system equipment heat storage mode are executed.
- control device 60 In the B1C1 mode, the control device 60 fully closes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. Therefore, the refrigerant does not flow into the chiller 20 in the B1C1 mode refrigeration cycle device 10 .
- control device 60 controls the operation of the three-way valve 44 so that the heat medium that has flowed inside flows out to both the heater core 413 side and the inlet side connection passage 431 side. Further, the control device 60 operates the first low temperature side pump 421a and the second low temperature side pump 421b so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422 to connect the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium bypass passage 424, and at the same time, The circuit is switched to connect the outlet side of the passages 52 a to 54 a and the inlet side of the heat medium passage 20 b of the chiller 20 .
- the heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Specifically, in the high temperature side circuit 41 in the B1C1 mode, the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 passes through the heat medium passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12, the electric heater 412, the three-way valve 44, the heater core 413, the high temperature It circulates in order of the suction port of the side pump 411 .
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the heat medium bypass passage 424, and the first low temperature side pump 421a. circulates in the order of the intake port.
- the heat medium pressure-fed from the second low temperature side pump 421b passes through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the heat medium passage 20b of the chiller 20, and the suction port of the second low temperature side pump 421b in that order. Circulate.
- part of the heat medium that has flowed into the three-way valve 44 flows through the inlet side connection passage 431 to the suction port side of the first low temperature side pump 421a. Also, part of the heat medium that has flowed out of the cooling water passage 51 a of the battery 51 flows through the outlet side connection passage 432 to the suction port side of the high temperature side pump 411 .
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 operates the three-way valve 44 so that the first low temperature side heat medium temperature TWL1 detected by the first low temperature side heat medium temperature sensor 67a approaches the predetermined warm-up target temperature TWLW1.
- Control controls the operation of the three-way valve 44 so that the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 51a of the battery 51 approaches the warm-up target temperature TWLW1.
- Warm-up target temperature TWLW1 is set so that battery 51 can be appropriately warmed up.
- the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 or the electric heater 412 flows into the three-way valve 44 for air conditioning of the vehicle interior.
- the heat medium flowing into the three-way valve 44 is split by the three-way valve 44 and flows into the heater core 413 and the inlet side connection passage 431 .
- the three-way valve 44 adjusts the flow rate of the heat medium flowing through the inlet connection passage 431 so that the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 51a of the battery 51 approaches the warm-up target temperature TWLW1.
- the heat medium flowing out from the sixth heat medium joint 45f is sucked into the first low temperature side pump 421a and pumped to the cooling water passage 51a of the battery 51.
- the heat medium flowing into the cooling water passage 51 a of the battery 51 radiates heat to each battery cell of the battery 51 . Thereby, the warm-up of the battery 51 is performed.
- the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 is branched at the second heat medium joint 45b.
- One heat medium branched at the second heat medium joint portion 45b flows through the outlet side connection passage 432 into the first heat medium joint portion 45a.
- the flow of heat medium flowing out from the outlet side connection passage 432 and the flow of heat medium flowing out from the heater core 413 join.
- the heat medium joined at the first heat medium joint portion 45 a is sucked into the high temperature side pump 411 .
- the other heat medium branched at the second heat medium joint 45 b flows into the heat medium bypass passage 424 via the five-way valve 422 .
- the heat medium flowing out of the heat medium bypass passage 424 flows into the sixth heat medium joint 45f via the fourth heat medium joint 45d.
- the heat medium pressure-fed from the second low temperature side pump 421b flows into the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50. At this time, if the temperature of the heat medium flowing through the cooling water passages 52 a to 54 a of the high-voltage equipment 50 is lower than the temperature of the high-voltage equipment 50 , the heat medium absorbs the waste heat of the high-voltage equipment 50 .
- the cooling expansion valve 14c is fully closed. Therefore, the chiller 20 does not exchange heat between the heat medium and the refrigerant.
- the heat medium flowing out of the heat medium passage 20b of the chiller 20 is sucked into the second low temperature side pump 421b via the third heat medium joint 45c and the fifth heat medium joint 45e. That is, in the low-temperature side circuit 42 in the B1C1 mode, the waste heat of the high-voltage equipment 50 is not radiated to the refrigerant or the outside air, and the high-voltage equipment 50 is warmed up and the heat medium is heated.
- the B1C2 mode is an operation mode in which (B1) the battery heating mode and (C2) the high-voltage equipment waste heat recovery mode are executed.
- the (C2) high-voltage equipment waste heat recovery mode is not an operation mode for cooling the high-voltage equipment 50 . Therefore, in the B1C2 mode, if there is no request to recover the waste heat of the high-voltage equipment 50 for air conditioning or warming up of the battery 51, the same operation as in the B1C1 mode may be performed.
- the control device 60 In the B1C2 mode during air conditioning, the control device 60 causes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10 to be throttled. Further, when the operation mode for air conditioning is (A4) the heating mode, the control device 60 opens the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b.
- the low-pressure refrigerant depressurized by the cooling expansion valve 14 c flows into the refrigerant passage 20 a of the chiller 20 .
- the refrigerant flowing out of the refrigerant passage 20a of the chiller 20 flows into the accumulator 21 via the sixth refrigerant joint portion 13f and the fourth refrigerant joint portion 13d.
- the operation mode for air conditioning is (A4) the heating mode
- the refrigerant discharged from the compressor 11 is transferred to the water-refrigerant heat exchanger 12, the first refrigerant joint 13a, the heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, the heating passage 22b, the accumulator 21, and the suction port of the compressor 11, in this order.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the water-refrigerant heat exchanger 12, the first refrigerant joint 13a, the dehumidification passage 22a, the cooling expansion valve 14c, the chiller 20, the accumulator 21, and the suction port of the compressor 11.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates in order. That is, a cycle is configured in which the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 20 are connected in parallel with respect to the refrigerant flow.
- the control device 60 also controls the operations of the three-way valve 44, the five-way valve 422, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B1C1 mode.
- the heat medium circuit 40 in the B1C2 mode the heat medium flows in the same manner as in the B1C1 mode, as indicated by the arrows in FIG.
- control device 60 can appropriately control the operation of other controlled devices.
- the control device 60 may control the throttle opening of the cooling expansion valve 14c so that the second low-temperature-side heat-medium temperature TWL2 approaches a predetermined target temperature TWLO2 for heavy-electric system equipment.
- the control device 60 controls the throttle opening of the cooling expansion valve 14c so that the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 50a of the heavy-electric device 50 approaches the heavy-electric device target temperature TWLO2.
- the target temperature TWLO2 for heavy electric system equipment is set so that the heavy electric equipment 50 can be operated appropriately.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the water-refrigerant heat exchanger 12 functions as a condenser and at least the chiller 20 functions as an evaporator. Therefore, the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 can be heated in the water-refrigerant heat exchanger 12 by using at least the waste heat of the high-voltage equipment 50 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 as a heat source.
- the battery 51 is warmed up in the same manner as in the B1C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the second low temperature side pump 421b flows into the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50.
- the heat medium flowing through the cooling water passages 52 a to 54 a of the high-voltage equipment 50 absorbs the waste heat of the high-voltage equipment 50 .
- the heavy electrical equipment 50 is cooled.
- the cooling expansion valve 14c is throttled. Therefore, the heat medium that has flowed into the chiller 20 is cooled by exchanging heat with the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 14c. As a result, the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 50a of the heavy-current equipment 50 approaches the heavy-electric equipment target temperature TWLO2.
- the heat medium flowing out of the heat medium passage 20b of the chiller 20 is sucked into the second low temperature side pump 421b via the third heat medium joint 45c and the fifth heat medium joint 45e.
- the low-pressure refrigerant that has flowed into the chiller 20 absorbs the heat of the heat medium and evaporates. In other words, the low-pressure refrigerant that has flowed into the chiller 20 recovers waste heat from the high-voltage equipment 50 .
- the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10 is operating. Therefore, in the B1C2 mode refrigeration cycle device 10 during air conditioning, the compressor 11 compresses the refrigerant that has recovered the waste heat of the high-voltage equipment 50 in the chiller 20, and the refrigerant passage 12a side of the water-refrigerant heat exchanger 12 Dispense to
- the water-refrigerant heat exchanger 12 At least part of the waste heat of the high-voltage equipment 50 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 is radiated to the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 . Thereby, the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 is heated. That is, in the B1C2 mode, the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 is heated using the waste heat of the high-voltage equipment 50 as a heat source. Furthermore, the heated heat medium is used as a heat source to heat the blown air and to warm up the battery 51 .
- the heat medium flowing out from the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 may be at a relatively high temperature (specifically, 60° C. or higher). Therefore, if the heat medium flowing out of the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 is allowed to flow directly into the cooling water passage 51a of the battery 51, the temperature of the battery 51 will rise sharply and the battery 51 will deteriorate. It may let you proceed.
- the waste heat of the high-voltage equipment 50 is recovered by the refrigerant of the refrigeration cycle device 10 and used as a heat source for the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 . Therefore, the temperature of the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 can be set to a desired temperature lower than the temperature of the heat medium immediately after flowing out from the cooling water passages 52 a to 54 a of the high-voltage equipment 50 .
- the battery 51 can be properly warmed up without causing a sudden rise in the battery 51 temperature.
- the B1C3 mode is an operation mode in which (B1) battery warming mode and (C3) heavy-current equipment cooling mode are executed.
- control device 60 In the B1C3 mode, the control device 60 fully closes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. Therefore, the refrigerant does not flow into the chiller 20 in the B1C3 mode refrigeration cycle device 10 .
- control device 60 controls the operations of the three-way valve 44, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B1C1 mode. Further, the control device 60 controls the operation of the five-way valve 422 to connect the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium bypass passage 424, and at the same time, The circuit is switched to connect the outlet side of the passages 52 a to 54 a and the heat medium inlet side of the low temperature side radiator 423 .
- the heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Specifically, in the high temperature side circuit 41 in the B1C3 mode, the heat medium pumped from the high temperature side pump 411 circulates in the same manner as in the B1C1 mode. Also, in the connection passage 43 in the B1C3 mode, the heat medium flows in the same manner as in the B1C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the heat medium bypass passage 424, and the first low temperature side pump 421a. circulates in the order of the intake port.
- the heat medium pressure-fed from the second low-temperature side pump 421b circulates through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the low-temperature side radiator 423, and the suction port of the second low-temperature side pump 421b in this order.
- the battery 51 is properly warmed up as in the B1C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the second low temperature side pump 421b flows into the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50.
- the heat medium flowing through the cooling water passages 52 a to 54 a of the high-voltage equipment 50 absorbs the waste heat of the high-voltage equipment 50 .
- the heavy electrical equipment 50 is cooled.
- the heat medium flowing out from the cooling water passages 52 a to 54 a of the high-voltage equipment 50 flows into the low-temperature side radiator 423 via the five-way valve 422 .
- the heat medium that has flowed into the low-temperature side radiator 423 is cooled by radiating heat to the outside air.
- the heat medium flowing into the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50 is cooled to about the outside air temperature.
- the heat medium flowing out of the low temperature side radiator 423 is sucked into the second low temperature side pump 421b via the fifth heat medium joint 45e. That is, in the low temperature side circuit 42 in the B1C3 mode, the low temperature side radiator 423 radiates the waste heat of the high power system device 50 to the outside air, thereby cooling the high power system device 50 .
- the B2C1 mode is an operation mode in which (B2) the battery temperature equalizing mode and (C1) the heavy electric system equipment heat storage mode are executed.
- control device 60 In the B2C1 mode, the control device 60 fully closes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. Therefore, the refrigerant does not flow into the chiller 20 in the B1C1 mode refrigeration cycle device 10 .
- control device 60 controls the operation of the three-way valve 44 to cause the entire flow rate of the heat medium that has flowed inside to flow out to the heater core 413 side. Further, the control device 60 controls the operations of the five-way valve 422, the first low temperature side pump 421a and the second low temperature side pump 421b, as in the B1C1 mode.
- the heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Specifically, in the high temperature side circuit 41 in the B2C1 mode, the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 passes through the heat medium passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12, the electric heater 412, the three-way valve 44, the heater core 413, the high temperature It circulates in order of the suction port of the side pump 411 . Further, the heat medium does not flow through the connection passage 43 in the B2C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the heat medium bypass passage 424, and the first low temperature side pump 421a. circulates in the order of the intake port.
- the heat medium pressure-fed from the second low temperature side pump 421b passes through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the heat medium passage 20b of the chiller 20, and the suction port of the second low temperature side pump 421b in that order. Circulate.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421 a is pressure-fed to the cooling water passage 51 a of the battery 51 .
- the temperature of each battery cell forming the battery 51 is uniformed.
- warm-up of the high-voltage equipment 50 and heating of the heat medium are performed.
- Temperature difference ⁇ TB can be calculated from the detection value of battery temperature sensor 68 . Also, the reference temperature difference ⁇ KTB may be set so as not to cause deterioration of the battery 51 .
- the B2C2 mode is an operation mode in which (B2) the battery temperature equalizing mode and (C2) the heavy-current equipment waste heat recovery mode are executed. In the B2C2 mode as well, if there is no requirement to recover waste heat from the high-voltage equipment 50 for air conditioning or warm-up of the battery 51, the same operation as in the B2C1 mode may be performed.
- the control device 60 throttles the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10 as in the B1C2 mode. Further, when the operation mode for air conditioning is (A4) the heating mode, the control device 60 opens the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b.
- the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 14 c flows into the refrigerant passage 20 a of the chiller 20 .
- the refrigerant flowing out of the refrigerant passage 20a of the chiller 20 flows into the accumulator 21 via the sixth refrigerant joint portion 13f and the fourth refrigerant joint portion 13d.
- the operation mode for air conditioning is (A4) heating mode
- a cycle in which the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 20 are connected in parallel with respect to the refrigerant flow is performed, as in the B1C2 mode. Configured.
- control device 60 controls the operations of the three-way valve 44, the five-way valve 422, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B2C1 mode.
- the heat medium circuit 40 in the B2C2 mode as indicated by the arrows in FIG. 9, the heat medium flows in the same way as in the B2C1 mode.
- control device 60 appropriately controls the operations of other controlled devices, as in the B1C2 mode.
- the temperature of each battery cell forming the battery 51 is equalized in the same manner as in the B2C1 mode.
- the heat medium cooled by the chiller 20 flows through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, as in the B1C2 mode, so that the high-voltage equipment 50 is cooled. Cooled.
- the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10 is operating. Therefore, in the refrigeration cycle device 10 in the B2C2 mode during air conditioning, as in the B1C2 mode, the waste heat of the high-voltage equipment 50 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 is used as a heat source, and the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 is heated. Furthermore, the blown air is heated using the heated heat medium as a heat source.
- the uniform temperature OFF mode may be executed as in the B2C1 mode.
- the B2C3 mode is an operation mode in which (B2) the battery temperature equalizing mode and (C3) the heavy-current equipment cooling mode are executed.
- control device 60 In the B2C3 mode, the control device 60 fully closes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. Therefore, the refrigerant does not flow into the chiller 20 in the B2C3 mode refrigeration cycle device 10 .
- control device 60 controls the operations of the three-way valve 44, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B2C1 mode. Further, the control device 60 controls the operation of the five-way valve 422 to connect the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium bypass passage 424, and at the same time, The circuit is switched to connect the outlet side of the passages 52 a to 54 a and the heat medium inlet side of the low temperature side radiator 423 .
- the heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Specifically, in the high temperature side circuit 41 in the B2C3 mode, the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the same manner as in the B2C1 mode. Further, the heat medium does not flow in the connection passage 43 in the B2C3 mode, as in the B2C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the heat medium bypass passage 424, and the first low temperature side pump 421a. circulates in the order of the intake port.
- the heat medium pressure-fed from the second low-temperature side pump 421b circulates through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the low-temperature side radiator 423, and the suction port of the second low-temperature side pump 421b in this order.
- the temperature of each battery cell forming the battery 51 is equalized in the same manner as in the B2C1 mode.
- the low temperature side radiator 423 radiates the waste heat of the high power system device 50 to the outside air, thereby cooling the high power system device 50 in the same manner as in the B1C3 mode.
- the uniform temperature OFF mode may be executed as in the B2C1 mode.
- the B3C3 mode is an operation mode in which the (B3) battery cooling mode and the (C3) heavy-current equipment cooling mode are executed.
- the control device 60 throttles the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10 as in the B1C2 mode. Further, when the operation mode for air conditioning is (A4) the heating mode, the control device 60 opens the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b.
- the low-pressure refrigerant depressurized by the cooling expansion valve 14 c flows into the refrigerant passage 20 a of the chiller 20 .
- the refrigerant flowing out of the refrigerant passage 20a of the chiller 20 flows into the accumulator 21 via the sixth refrigerant joint portion 13f and the fourth refrigerant joint portion 13d.
- the operation mode for air conditioning is (A4) heating mode
- a cycle in which the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 20 are connected in parallel with respect to the refrigerant flow is performed, as in the B1C2 mode. Configured.
- control device 60 controls the operation of the three-way valve 44 to cause the entire flow rate of the heat medium that has flowed inside to flow out to the heater core 413 side. Further, the control device 60 operates the first low temperature side pump 421a and the second low temperature side pump 421b so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422 to connect the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20.
- the circuit is switched to connect the outlet side of the cooling water passages 52 a to 54 a and the heat medium inlet side of the low temperature side radiator 423 .
- the heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Specifically, in the high temperature side circuit 41 in the B3C3 mode, the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the same manner as in the B2C1 mode. Further, the heat medium does not flow in the connection passage 43 in the B3C3 mode, as in the B2C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the heat medium passage 20b of the chiller 20, and the first low temperature side. It circulates in order of the suction port of the pump 421a.
- the heat medium pressure-fed from the second low-temperature side pump 421b circulates through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the low-temperature side radiator 423, and the suction port of the second low-temperature side pump 421b in this order.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 controls the throttle opening of the cooling expansion valve 14c so that the first low temperature side heat medium temperature TWL1 approaches the battery target temperature TWLO1.
- the control device 60 controls the throttle opening of the cooling expansion valve 14c so that the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 51a of the battery 51 approaches the battery target temperature TWLO1.
- Battery target temperature TWLO1 is set so that battery 51 can be operated appropriately.
- the heat medium pumped from the first low temperature side pump 421 a flows into the cooling water passage 51 a of the battery 51 .
- the heat medium flowing through the cooling water passage 51 a of the battery 51 absorbs the waste heat of the battery 51 . Thereby, the battery 51 is cooled.
- the heat medium flowing out of the cooling water passage 51 a of the battery 51 flows through the five-way valve 422 into the heat medium passage 20 b of the chiller 20 .
- the heat medium that has flowed into the chiller 20 is cooled by exchanging heat with the low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 14c.
- the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 51a of the battery 51 approaches the battery target temperature TWLO1.
- the heat medium flowing out of the heat medium passage 20b of the chiller 20 is sucked into the first low temperature side pump 421a via the third heat medium joint 45c and the fourth heat medium joint 45d.
- the low-pressure refrigerant that has flowed into the chiller 20 absorbs the heat of the heat medium and evaporates. In other words, the low-pressure refrigerant that has flowed into the chiller 20 recovers waste heat from the battery 51 .
- the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10 is operating. Therefore, in the B3C3 mode refrigeration cycle device 10 during air conditioning, the compressor 11 compresses the refrigerant recovered from the waste heat of the battery 51 in the chiller 20 and discharges it to the refrigerant passage 12a side of the water-refrigerant heat exchanger 12. do.
- the water-refrigerant heat exchanger 12 At least part of the waste heat of the battery 51 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 is radiated to the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 . Thereby, the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 is heated. Furthermore, the blown air is heated using the heated heat medium as a heat source.
- the low temperature side radiator 423 radiates the waste heat of the high power system device 50 to the outside air, thereby cooling the high power system device 50 in the same manner as in the B1C3 mode.
- the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10 When the vehicle interior is not air-conditioned, the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10, the indoor blower 32 of the interior air conditioning unit 30, the high temperature side pump 411 of the high temperature side circuit 41 of the heat medium circuit 40, etc. may be stopped. can. Therefore, in the operation mode for temperature adjustment during non-air conditioning, the compressor 11 and the like of the refrigeration cycle device 10 are operated as necessary in order to suppress unnecessary energy consumption.
- B1C1 mode during non-air conditioning In the B1C1 mode, it is necessary to heat the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 in order to warm up the battery 51 .
- the control device 60 sets the heating expansion valve 14a to the throttled state, the cooling expansion valve 14b to the fully closed state, and the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10 to the fully closed state. and Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and opens the heating on-off valve 15b.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates in the same order as in (A4) heating mode.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so as to exhibit a predetermined discharge capacity.
- the control device 60 controls the high-temperature side pump 411 so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- Other operations are the same as in the B1C1 mode during air conditioning.
- the heat absorbed from the outside air by the outdoor heat exchanger 16 is used as a heat source, and the water-refrigerant heat exchanger 12 uses the high temperature side A heat medium flowing through the circuit 41 can be heated.
- the indoor blower 32 is stopped, so the heat medium and the blown air do not exchange heat in the heater core 413 . Therefore, the heated blast air is not blown out into the passenger compartment.
- heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned B1C1 mode, the battery 51 is warmed up, the high-voltage equipment 50 is warmed up, and the heat medium is heated, as in the air-conditioned B1C1 mode.
- B1C2 mode during non-air conditioning In the B1C2 mode, it is necessary to heat the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 in order to warm up the battery 51 . Furthermore, in the B1C2 mode, it is assumed that the chiller 20 needs to absorb the waste heat of the high-voltage equipment 50 into the low-pressure refrigerant. Of course, as in the case of air conditioning, if there is no request to recover the waste heat of the high-voltage equipment 50 for warming up the battery 51, the same operation as in the B1C1 mode may be performed.
- the control device 60 throttles the heating expansion valve 14a, fully closes the cooling expansion valve 14b, and throttles the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. do.
- the controller 60 also opens the dehumidifying on-off valve 15a and the heating on-off valve 15b.
- the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 20 are connected in parallel to the refrigerant flow.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so as to exhibit a predetermined discharge capacity.
- the control device 60 controls the high-temperature side pump 411 so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- Other operations are the same as in the B1C2 mode during air conditioning.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the water-refrigerant heat exchanger 12 functions as a condenser, and the outdoor heat exchanger 16 and the chiller 20 function as evaporators. be done.
- the high-temperature side circuit is A heat medium flowing through 41 can be heated.
- the indoor blower 32 is stopped, so the heat medium and the blown air do not exchange heat in the heater core 413 . Therefore, the heated blast air is not blown out into the passenger compartment.
- heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned heat medium circuit 40, the battery 51 is warmed up and the waste heat of the high-voltage equipment 50 is recovered in the same manner as in the air-conditioned B1C2 mode.
- both the waste heat of the high-voltage equipment 50 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 and the heat absorbed by the refrigerant from the outside air in the outdoor heat exchanger 16 can be used as a heat source to heat the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 .
- the heating expansion valve 14a may be fully closed.
- B1C3 mode during non-air conditioning In the B1C3 mode, it is necessary to heat the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 in order to warm up the battery 51 .
- the controller 60 causes the heating expansion valve 14a to be throttled, the cooling expansion valve 14b to be fully closed, and the refrigeration cycle apparatus 10 to The cooling expansion valve 14c is fully closed. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and opens the heating on-off valve 15b.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates in the same order as in (A4) heating mode.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so as to exhibit a predetermined discharge capacity.
- the control device 60 controls the high-temperature side pump 411 so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- Other operations are the same as in the B1C3 mode during air conditioning.
- the heat absorbed from the outside air by the outdoor heat exchanger 16 is used as a heat source, and the water-refrigerant heat exchanger 12 uses the high temperature side A heat medium flowing through the circuit 41 can be heated.
- the indoor blower 32 is stopped, so that the heat medium and the blown air do not exchange heat in the heater core 413 . Therefore, the heated blast air is not blown out into the passenger compartment.
- heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned B1C3 mode, the battery 51 is warmed up and the high-voltage equipment 50 is cooled in the same manner as in the air-conditioned B1C3 mode.
- B2C1 mode during non-air conditioning In the non-air-conditioned B2C1 mode, there is no need to heat the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 or allow the chiller 20 to absorb the waste heat of the high-voltage equipment 50 into the low-pressure refrigerant. Therefore, in the B2C1 mode during non-air conditioning, the control device 60 stops the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10, the indoor blower 32 of the indoor air conditioning unit 30, and the like. Other operations are the same as in the B2C1 mode during air conditioning.
- heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned B2C1 mode, temperature equalization of the battery cells forming the battery 51, warm-up of the high-voltage equipment 50, and heating of the heat medium are performed in the same manner as in the air-conditioned B2C1 mode.
- FIG. 9 illustrates an example in which the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the high temperature side circuit 41, but in the B2C1 mode during non-air conditioning, the high temperature side pump 411 may be stopped. good. Furthermore, the uniform temperature OFF mode may be executed even in the B2C1 mode during non-air conditioning.
- B2C2 mode during non-air conditioning In the B2C2 mode, it is assumed that the chiller 20 needs to absorb the waste heat of the high-voltage equipment 50 into the low-pressure refrigerant. Of course, as in air conditioning, if there is no request to recover waste heat from the high-voltage equipment 50 for warming up the battery 51, the same operation as in the B2C1 mode may be performed.
- the control device 60 fully opens the heating expansion valve 14a, fully closes the cooling expansion valve 14b, and throttles the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. do. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and closes the heating on-off valve 15b.
- the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the water-refrigerant heat exchanger 12, the heating expansion valve 14a that is fully open, the outdoor heat exchanger 16,
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates through the check valve 17, the cooling expansion valve 14c, the chiller 20, the accumulator 21, and the suction port of the compressor 11 in this order.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so as to exhibit a predetermined discharge capacity.
- the control device 60 controls the high temperature side pump 411 in the same manner as in the non-air-conditioned B1C1 mode. Other operations are the same as in the B2C2 mode during air conditioning.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the outdoor heat exchanger 16 functions as a condenser and the chiller 20 functions as an evaporator.
- the water-refrigerant heat exchanger 12 can function as a condenser. In this case, the water-refrigerant heat exchanger 12 can radiate the waste heat of the high-voltage equipment 50 to the heat medium.
- the indoor blower 32 is stopped, so the heat medium and the blown air do not exchange heat in the heater core 413 . Therefore, the heated blast air is not blown out into the passenger compartment.
- heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned B2C2 mode, the temperature uniformity of each battery cell forming the battery 51 and the recovery of waste heat from the high-voltage equipment 50 are performed in the same manner as in the air-conditioned B2C2 mode.
- FIG. 9 illustrates an example in which the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the high temperature side circuit 41.
- the high temperature side pump 411 may be stopped. good.
- the uniform temperature OFF mode may be executed even in the B2C2 mode during non-air conditioning.
- B2C3 mode during non-air conditioning In the non-air-conditioned B2C3 mode, there is no need to heat the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 or allow the chiller 20 to absorb the waste heat of the high-voltage equipment 50 into the low-pressure refrigerant. Therefore, in the B2C3 mode during non-air conditioning, the control device 60 stops the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10, the indoor blower 32 of the indoor air conditioning unit 30, and the like. Other operations are the same as in the B2C3 mode during air conditioning.
- the heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned B2C3 mode, the temperature uniformity of each battery cell forming the battery 51 and the cooling of the high-voltage equipment 50 are performed in the same manner as in the air-conditioned B2C3 mode.
- FIG. 10 illustrates an example in which the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the high temperature side circuit 41.
- the high temperature side pump 411 may be stopped. good.
- the uniform temperature OFF mode may be executed even in the B2C3 mode during non-air conditioning.
- the control device 60 fully opens the heating expansion valve 14a and fully closes the cooling expansion valve 14b, as in the non-air-conditioned B2C2 mode.
- the cooling expansion valve 14c is throttled. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and closes the heating on-off valve 15b.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates in the same order as in the non-air-conditioned B2C2 mode.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so as to exhibit a predetermined discharge capacity.
- the control device 60 controls the high-temperature side pump 411 so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- Other operations are the same as in the B3C3 mode during air conditioning.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the outdoor heat exchanger 16 functions as a condenser and the chiller 20 functions as an evaporator.
- the waste heat of the battery 51 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 can be radiated to the outside air.
- the water-refrigerant heat exchanger 12 can function as a condenser. In this case, the waste heat of the battery 51 can be radiated to the heat medium in the water-refrigerant heat exchanger 12 .
- the indoor blower 32 is stopped, so that the heat medium and the blown air do not exchange heat in the heater core 413 . Therefore, the heated blast air is not blown out into the passenger compartment.
- heat medium circuit 40 the heat medium flows as indicated by the arrows in FIG. Therefore, in the non-air-conditioned B3C3 mode, cooling of the battery 51 and the cooling of the high-power system device 50 are performed in the same manner as in the air-conditioned B3C3 mode.
- FIG. 11 illustrates an example in which the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the high temperature side circuit 41.
- the high temperature side pump 411 may be stopped. good.
- the B3C3 mode during non-air-conditioning described above is an operation mode in which the battery 51 is cooled when the battery temperature TB reaches a relatively high temperature equal to or higher than the fourth reference battery temperature KTB4. Therefore, the B3C3 mode during non-air conditioning may be executed during charging when the amount of heat generated by the battery 51 increases.
- the thermal management system 1 can execute the (D) rapid charge cooling mode in which the battery 51 is cooled with a higher cooling capacity than in the B3B3 mode.
- the rapid charge cooling mode is executed when rapid charging of the battery 51 is started. The detailed operation of (D) the rapid charge cooling mode will be described below.
- (D) Rapid Charge Cooling Mode In the rapid charge cooling mode, the control device 60 fully opens the heating expansion valve 14a, fully closes the cooling expansion valve 14b, and controls the cooling expansion valve 14b in the same manner as in the non-air-conditioned B3C3 mode.
- the cooling expansion valve 14c of the cycle device 10 is throttled. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and closes the heating on-off valve 15b.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates in the same order as in the non-air-conditioned B3C3 mode.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- control device 60 controls the rotational speed of the compressor 11 so as to exhibit a predetermined discharge capacity.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422 to connect the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20, and at the same time, the cooling water of the battery 51 is connected.
- the circuit is switched to connect the outlet side of the passage 51 a and the heat medium inlet side of the low temperature side radiator 423 .
- the heat medium flows in the low temperature side circuit 42 of the heat medium circuit 40 in the rapid charge cooling mode as indicated by the arrows in FIG.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, and the heat medium passage 20b of the chiller 20. , the suction port of the first low temperature side pump 421a.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a circulates through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the low temperature side radiator 423, and the suction port of the first low temperature side pump 421a in this order.
- Other operations are the same as in the B3C3 mode during air conditioning.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the outdoor heat exchanger 16 functions as a condenser and the chiller 20 functions as an evaporator. Therefore, the waste heat of the battery 51 recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 can be radiated to the outside air.
- the indoor blower 32 is stopped, so the heat medium and the blown air do not exchange heat at the heater core 413 . Therefore, the heated blast air is not blown out into the passenger compartment.
- the heat medium pumped from the first low temperature side pump 421 a flows into the cooling water passage 51 a of the battery 51 .
- the heat medium flowing through the cooling water passage 51 a of the battery 51 absorbs the waste heat of the battery 51 . Thereby, the battery 51 is cooled.
- the flow of the heat medium flowing out from the cooling water passages 52 a to 54 a of the high-voltage equipment 50 is branched by the five-way valve 422 .
- One heat medium branched by the five-way valve 422 flows into the heat medium passage 20 b of the chiller 20 .
- the heat medium flowing into the heat medium passage 20b of the chiller 20 exchanges heat with the low-pressure refrigerant and is cooled.
- the heat medium flowing out of the heat medium passage 20b of the chiller 20 flows into one inlet/outlet of the third heat medium joint 45c.
- the low-pressure refrigerant that has flowed into the chiller 20 absorbs the heat of the heat medium and evaporates. In other words, the low pressure refrigerant recovers waste heat from the battery 51 .
- the other heat medium branched by the five-way valve 422 flows into the low temperature side radiator 423 .
- the heat medium that has flowed into the low-temperature side radiator 423 is cooled by radiating heat to the outside air.
- the heat medium flowing out of the low-temperature side radiator 423 flows into another inlet/outlet of the third heat medium joint 45c.
- the flow of heat medium flowing out of the heat medium passage 20b of the chiller 20 and the flow of heat medium flowing out of the low temperature side radiator 423 join.
- the heat medium joined at the third heat medium joint portion 45c is sucked into the first low temperature side pump 421a via the fourth heat medium joint portion 45d and the sixth heat medium joint portion 45f.
- the waste heat of the battery 51 can be absorbed by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 and also radiated to the outside air by the low-temperature side radiator 423 .
- the cooling capacity of the battery 51 can be improved more than in the B3C3 mode.
- the temperature of the battery 51 can be cooled to an appropriate temperature range even during rapid charging in which the amount of heat generated by the battery 51 is greater than during normal charging.
- the heat management system 1 of the present embodiment it is possible to perform comfortable air conditioning in the vehicle interior and appropriate temperature adjustment of a plurality of in-vehicle devices.
- the appropriate temperature range for the battery 51 which is the first temperature adjustment target, differs from the appropriate temperature range for the high-voltage equipment 50, which is the second temperature adjustment target. there is Therefore, in the thermal management system 1 of the present embodiment, there are operating conditions under which the high-power equipment 50 must be cooled while warming up the battery 51 .
- the heat management system 1 of this embodiment has the connection passage 43 which is the heat transfer section. Therefore, as described in the B1C2 mode and the like, the heat of the heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 can be transferred to the heat medium flowing into the cooling water passage 51 a of the battery 51 . Therefore, the battery 51 can be heated and warmed up.
- the five-way valve 422 causes the heat medium to circulate between the cooling water passage 51a of the battery 51 and the heat medium bypass passage 424.
- the circuit configuration is switched to circulate the heat medium between the cooling water passage 50 a of the high-voltage equipment 50 and the heat medium passage 20 b of the chiller 20 .
- cooling water passage 50a of the high-voltage equipment 50 and the heat medium passage 20b of the chiller 20 are not affected by the temperature of the heat medium circulating between the cooling water passage 51a of the battery 51 and the heat medium bypass passage 424.
- a heat carrier can be circulated between
- the chiller 20 causes heat exchange between the heat medium flowing out of the cooling water passage 50a of the high-voltage equipment 50 and the low-pressure refrigerant depressurized by the cooling expansion valve 14c. Waste heat can be absorbed. Then, the heat medium flowing into the cooling water passage 50a of the high-voltage equipment 50 can be cooled.
- the waste heat recovered by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 can be used as a heat source to heat the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41 in the water-refrigerant heat exchanger 12 .
- the battery 51 can be warmed up by using the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 as a heat source.
- the waste heat of the high-voltage equipment 50 can be recovered and used as a heat source for the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41. can. That is, according to the heat management system 1 of the present embodiment, even if the appropriate temperature zone for the first temperature adjustment object and the appropriate temperature zone for the second temperature adjustment object are different, the temperature adjustment object is generated. The heat generated can be fully utilized effectively.
- the high temperature side circuit 41 of the heat management system 1 of the present embodiment has a heater core 413 which is a heating heat exchange portion for exchanging heat between the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 and the blown air, which is the fluid to be heated. is doing. Therefore, as described in the B1C2 mode during air conditioning, the waste heat of the high-voltage equipment 50 can be recovered and effectively utilized as a heat source for the blown air.
- connection passage 43 is adopted as the heat transfer section.
- An inlet-side connection passage 431 of the connection passage 43 is connected so as to guide the heat medium flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 12 to the inlet side of the cooling water passage 51 a of the battery 51 . According to this, the heat having the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 can be used to warm up the battery 51 .
- the inlet-side connection passage 431 guides the heat medium flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 12 to the suction port side of the first low-temperature side pump 421 a that pressure-feeds the heat medium to the cooling water passage 51 a of the battery 51 .
- the heat medium flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 12 can be reliably supplied to the cooling water passage 51 a of the battery 51 . That is, the heat having the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 can be reliably used to warm up the battery 51 .
- connection passage 432 of the connection passage 43 is connected so as to guide the heat medium flowing out of the cooling water passage 51 a of the battery 51 to the suction port side of the high-temperature side pump 411 .
- a heater core 413 is arranged between the three-way valve 44 and the first heat medium joint 45a. That is, the heat medium that has flowed into the connection passage 43 from the three-way valve 44 bypasses the heater core 413 and is guided to the suction port side of the high temperature side pump 411 .
- the temperature of the heat medium flowing into the heater core 413 is less likely to be affected. Therefore, even if the battery 51 is warmed up, it hardly affects the air conditioning in the passenger compartment.
- heat The movement amount control unit 60c controls the operation of the three-way valve 44 so that the first low temperature side heat medium temperature TWL1 approaches the warm-up target temperature TWLW1.
- the heat medium flowing through the inlet side connection passage 431 and the heat medium flowing through the heat medium bypass passage 424 can be mixed and flowed into the cooling water passage 51 a of the battery 51 . Therefore, rapid fluctuations in the temperature of the heat medium flowing into the cooling water passage 51a of the battery 51 can be suppressed, and progress of deterioration of the battery 51 can be suppressed more effectively.
- the high temperature side circuit 41 of the thermal management system 1 of this embodiment has an electric heater 412 as a heating unit. According to this, even if the heating capacity of the heat medium of the refrigerating cycle device 10 is insufficient, the temperature of the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 is increased to warm up the battery 51 and heat the blast air. can be done.
- the five-way valve 422 of the heat management system 1 of the present embodiment causes the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 to flow into at least one of the heat medium bypass passage 424 and the heat medium passage 20b of the chiller 20. be able to. Therefore, it is possible to switch between a circuit configuration that cools the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 and a circuit configuration that does not cool it.
- the five-way valve 422 of the heat management system 1 of the present embodiment causes the heat medium flowing out of the cooling water passage 50a of the high-voltage equipment 50 to flow into at least one of the low temperature side radiator 423 and the heat medium passage 20b of the chiller 20. can be made Therefore, it is possible to switch between a circuit configuration in which the heat medium flowing out from the cooling water passage 50a of the high-voltage device 50 is cooled by exchanging heat with the low-pressure refrigerant and a circuit configuration in which the heat medium is cooled by exchanging heat with the outside air.
- the waste heat of the high-voltage equipment 50 when the waste heat of the high-voltage equipment 50 is not needed to heat the heat medium flowing through the high-temperature side circuit 41, the waste heat of the high-voltage equipment 50 can be radiated to the outside air. can. That is, according to the heat management system 1 of the present embodiment, the heat generated by the temperature adjustment target can be effectively used as needed.
- the five-way valve 422 of the heat management system 1 of the present embodiment allows the heat medium flowing into the heat medium passage 20b of the chiller 20 to cool the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the high-voltage equipment 50 It is possible to switch to either one of the heat medium flowing out from the water passage 50a.
- the heat medium flowing out of the cooling water passage 51 a of the battery 51 and the heat medium flowing out of the cooling water passage 50 a of the high-current system equipment 50 can be cooled by the common chiller 20 .
- the five-way valve 422 of the heat management system 1 of the present embodiment allows the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 to flow into both the low temperature side radiator 423 and the heat medium passage 20b of the chiller 20. can. According to this, it is possible to switch to a circuit configuration in which the waste heat of the battery 51 is absorbed by the low-pressure refrigerant in the chiller 20 and radiated to the outside air by the low-temperature side radiator 423 as in the rapid charge cooling mode. Therefore, the battery 51 can be effectively cooled.
- the battery-side radiator 423a is a battery-side outside air heat exchange unit that exchanges heat between the outside air and the heat medium flowing out of the bypass passage side outlet 422d of the five-way valve 422.
- the basic configuration of the battery-side radiator 423 a is similar to that of the low-temperature-side radiator 423 .
- the outlet of the battery-side radiator 423a is connected to the outlet side of the heat medium bypass passage 424 via the seventh heat medium joint portion 45g.
- the three-way switching valve 425 is a switching valve that causes the heat medium that has flowed out from the bypass passage side outlet 422d of the five-way valve 422 to flow either to the heat medium bypass passage 424 side or to the battery side radiator 423a side.
- the three-way switching valve 425 is a low temperature side circuit switching section that switches the circuit configuration of the low temperature side circuit 42 .
- the operation of the three-way switching valve 425 is controlled by a control signal output from the control device 60 .
- Other configurations of the thermal management system 1 are the same as those of the first embodiment.
- the battery operation modes of the thermal management system 1 of the present embodiment include (B1) battery heating mode, (B2) battery temperature equalizing mode, (B3) battery cooling mode, and (B4) battery outside air cooling mode. can be executed.
- Battery outside air cooling mode is an operation mode in which the battery 51 is cooled by the heat medium cooled by the battery-side radiator 423a.
- control map shown in the control characteristic diagram of FIG. 14 is referenced to switch the operation mode for temperature adjustment.
- the battery when the operation mode for the heavy-electric device is (C1) heavy-electric device heat storage mode or (C2) heavy-electric device waste heat recovery mode, the battery When the temperature TB becomes equal to or higher than the fourth reference battery temperature KTB4, the (B2) battery temperature equalizing mode is switched to the (B4) battery outside air cooling mode.
- the operation mode for the heavy-current equipment is (C1) heavy-electric equipment heat storage mode or (C2) heavy-electric equipment waste heat recovery mode
- the battery temperature TB is in the process of decreasing
- the battery temperature TB When the third reference battery temperature KTB3 or lower, the (B4) battery outside air cooling mode is switched to the (B2) battery temperature equalizing mode.
- the operation mode for the heavy-electric device is the (C3) heavy-electric device cooling mode
- the battery temperature TB is in the process of increasing
- ( B2) Switch from battery temperature equalization mode to (B3) battery cooling mode.
- the (B3) battery cooling mode is switched to the (B4) battery outside air cooling mode.
- the operation mode for the heavy-electric device is the (C3) heavy-electric device cooling mode
- the battery temperature TB is in the process of decreasing
- ( B4) Switch from battery outside air cooling mode to (B3) battery cooling mode.
- the (B3) battery cooling mode is switched to the (B2) battery temperature equalizing mode.
- the thermal management system 1 of this embodiment can execute the B4C1 mode, the B4C2 mode, and the B4C3 mode. Detailed operation of each operation mode for temperature adjustment will be described below.
- the B4C1 mode is an operation mode in which (B4) the battery outside air cooling mode and (C1) the heavy electrical equipment heat storage mode are executed.
- the control device 60 In the B4C1 mode, the control device 60 fully closes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. Therefore, the refrigerant does not flow into the chiller 20 in the B4C1 mode refrigeration cycle device 10 . Therefore, if air conditioning is not being performed, the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10, the indoor blower 32 of the indoor air conditioning unit 30, the high temperature side pump 411 of the high temperature side circuit 41, etc. may be stopped.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422 to connect the outlet side of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the inlet side of the heat medium bypass passage 424, and at the same time, The circuit is switched to connect the outlet side of the passages 52 a to 54 a and the inlet side of the heat medium passage 20 b of the chiller 20 .
- control device 60 controls the operation of the three-way switching valve 425 to switch the heat medium flowing out from the bypass passage side outlet 422d of the five-way valve 422 to a circuit that flows out to the battery side radiator 423a side.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the battery side radiator 423a, and the first low temperature side. It circulates in order of the suction port of the pump 421a.
- the heat medium pressure-fed from the second low temperature side pump 421b passes through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the heat medium passage 20b of the chiller 20, and the suction port of the second low temperature side pump 421b in that order. Circulate.
- control device 60 appropriately controls the operation of other controlled devices.
- the control device 60 operates the first low temperature side pump 421a and the second low temperature side pump 421b so as to exhibit a predetermined pumping capability.
- the heat medium pumped from the first low temperature side pump 421a absorbs the waste heat of the battery 51 when flowing through the cooling water passage 51a of the battery 51. Thereby, the battery 51 is cooled.
- the heat medium that has flowed out of the cooling water passage 51a of the battery 51 is cooled by radiating heat to the outside air when flowing through the battery-side radiator 423a.
- the battery-side radiator 423a radiates the waste heat of the battery 51 to the outside air, thereby cooling the battery 51.
- warm-up of the high-voltage equipment 50 and heating of the heat medium are performed in the same manner as in the B1C1 mode and the like described in the first embodiment.
- FIG. 15 illustrates an example in which the heat medium pressure-fed from the high temperature side pump 411 circulates in the high temperature side circuit 41, but in the B4C1 mode during non-air conditioning, the high temperature side pump 411 may be stopped. good.
- the B4C2 mode is an operation mode in which (B4) the battery outside air cooling mode and (C2) the heavy electrical equipment waste heat recovery mode are executed.
- control device 60 throttles the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10 in the same manner as in the B2C2 mode during air conditioning.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422, the three-way switching valve 425, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B4C1 mode.
- the heat medium circuit 40 in the B4C2 mode the heat medium flows as in the B4C1 mode, as indicated by the arrows in FIG.
- control device 60 controls the operation of other control target devices in the same manner as in the B2C2 mode during air conditioning.
- the battery 51 is cooled as in the B4C1 mode. Furthermore, the high-voltage equipment 50 is cooled in the same manner as in the B2C2 mode during air conditioning.
- B4C2 mode during non-air conditioning In the non-air-conditioned B4C2 mode, the chiller 20 needs to absorb the waste heat of the high-voltage equipment 50 into the low-pressure refrigerant.
- the control device 60 fully opens the heating expansion valve 14a and fully closes the cooling expansion valve 14b.
- the cooling expansion valve 14c is throttled. Further, the control device 60 closes the dehumidifying on-off valve 15a and closes the heating on-off valve 15b.
- a vapor compression refrigeration cycle is configured in which the refrigerant circulates in the same manner as in the non-air-conditioned B2C2 mode.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422, the three-way switching valve 425, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B4C1 mode.
- the heat medium circuit 40 in the B4C2 mode the heat medium flows as in the B4C1 mode, as indicated by the arrows in FIG.
- control device 60 controls the operation of other control target devices in the same way as in the non-air-conditioned B2C2 mode.
- the battery 51 is cooled in the same manner as in the B4C1 mode. Furthermore, the high-voltage equipment 50 is cooled in the same manner as in the B2C2 mode during air conditioning.
- the B4C3 mode is an operation mode in which (B4) the battery outside air cooling mode and (C3) the heavy electrical system equipment cooling mode are executed.
- the control device 60 In the B4C3 mode, the control device 60 fully closes the cooling expansion valve 14c of the refrigeration cycle device 10. Therefore, the refrigerant does not flow into the chiller 20 in the B4C3 mode refrigeration cycle device 10 . Therefore, if air conditioning is not being performed, the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10, the indoor blower 32 of the indoor air conditioning unit 30, the high temperature side pump 411 of the high temperature side circuit 41, etc. may be stopped.
- control device 60 controls the operation of the five-way valve 422, the three-way switching valve 425, the first low temperature side pump 421a, and the second low temperature side pump 421b, as in the B4C1 mode.
- the heat medium pressure-fed from the first low temperature side pump 421a flows through the cooling water passage 51a of the battery 51, the five-way valve 422, the battery side radiator 423a, and the first low temperature side. It circulates in order of the suction port of the pump 421a.
- the heat medium pressure-fed from the second low-temperature side pump 421b circulates through the cooling water passages 52a to 54a of the high-voltage equipment 50, the five-way valve 422, the low-temperature side radiator 423, and the suction port of the second low-temperature side pump 421b in this order.
- control device 60 controls the operation of other controlled devices, as in the B4C1 mode.
- the battery 51 is cooled as in the B4C1 mode. Furthermore, the high-voltage equipment 50 is cooled as in the B3C3 mode.
- the heat management system 1 of this embodiment can execute the B4C1 mode, the B4C2 mode, and the B4C3 mode. Therefore, the temperature of the battery 51, which is the first temperature-adjusted object, and the temperature of the heavy-electric device 50, which is the second temperature-adjusted object, can be adjusted more appropriately than in the first embodiment. .
- the high-temperature side reserve tank 46 a and the low-temperature side reserve tank 46 b are heat medium storage units that store the heat medium that is surplus in the heat medium circuit 40 .
- the heat medium outlet side of the heater core 413 and the outlet side of the outlet side connection passage 432 of the connection passage 43 are connected to the inlet of the high temperature side reserve tank 46a. Further, the suction port side of the high temperature side pump 411 is connected to the outflow port of the high temperature side reserve tank 46a.
- the outlet side of the heat medium passage 20b of the chiller 20 and the heat medium outlet side of the low temperature side radiator 423 are connected to the inlet of the low temperature side reserve tank 46b.
- the inlet side of the second low temperature side pump 421b is connected to the outflow port of the low temperature side reserve tank 46b.
- Other configurations and operations of the thermal management system 1 are the same as in the first embodiment.
- the heat management system 1 of this embodiment can also obtain the same effect as the first embodiment. That is, it is possible to perform comfortable air conditioning in the passenger compartment and appropriate temperature adjustment of a plurality of in-vehicle devices. Furthermore, even if the appropriate temperature zone of the first temperature adjustment object and the appropriate temperature zone of the second temperature adjustment object are different, the heat generated by the temperature adjustment object can be sufficiently and effectively utilized.
- the heat management system 1 of the present embodiment by storing the heat medium in the high temperature side reserve tank 46a and the low temperature side reserve tank 46b, a decrease in the liquid amount of the heat medium circulating in the heat medium circuit 40 is suppressed. be able to. Further, the outflow port of the high temperature side reserve tank 46a and the outflow port of the low temperature side reserve tank 46b are connected to the suction side of the high temperature side pump 411 and the suction side of the second low temperature side pump 421b, respectively.
- the liquid level of the heat medium is prevented from fluctuating, and air is prevented from entering the high temperature side pump 411 and the second low temperature side pump 421b. can do.
- the heat management system 1 according to the present disclosure is applied to a vehicle has been described, but application of the heat management system 1 is not limited to this.
- it can be applied to a stationary air conditioner with a temperature adjustment function that adjusts the temperature of a plurality of temperature-adjusted objects (e.g., computer systems, electrical equipment) with different appropriate temperature ranges while air-conditioning the room. good too.
- a temperature adjustment function that adjusts the temperature of a plurality of temperature-adjusted objects (e.g., computer systems, electrical equipment) with different appropriate temperature ranges while air-conditioning the room. good too.
- the present invention is not limited to this.
- it may be a charger or a power control unit (so-called PCU).
- Each configuration of the refrigeration cycle device 10 is not limited to the configurations disclosed in the above-described embodiments.
- a plurality of cycle components may be integrated to the extent that the above effects can be obtained.
- a joint portion having a four-way joint structure in which the fourth refrigerant joint portion 13d and the sixth refrigerant joint portion 13f are integrated may be employed.
- a joint portion having a four-way joint structure in which the fourth heat medium joint portion 45d and the sixth heat medium joint portion 45f are integrated may be employed.
- R1234yf is used as the refrigerant
- the refrigerant is not limited to this.
- R134a, R600a, R410A, R404A, R32, R407C, etc. may be employed.
- a mixed refrigerant or the like in which a plurality of types of these refrigerants are mixed may be employed.
- a supercritical refrigerating cycle may be constructed in which carbon dioxide is employed as the refrigerant and the pressure of the refrigerant on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
- Each configuration of the heat medium circuit 40 is not limited to the configuration disclosed in the above-described embodiment.
- a five-way valve comprising a first body and a second body forming a plurality of spaces inside, a slide valve interposed between the first body and the second body, and an electric actuator for displacing the slide valve, good too.
- the plurality of spaces formed in the first body and the second body communicate with one of the inlets and outlets.
- the slide valve is formed with a hole that communicates the space on the first body side and the space on the second body side, and a groove portion that communicates the spaces on the first body side or the spaces on the second body side. It is sufficient that the circuit configuration of the low-temperature side circuit 42 can be switched in the same manner as the five-way valve 422 by displacing the electric actuator.
- the switching of the circuit configuration by the five-way valve 422 may not be complete switching.
- part of the heat medium may flow through the cooling water passage 50a of the high-voltage equipment 50 and the heat medium bypass passage 424 .
- connection passage 43 is employed as the heat transfer section
- present invention is not limited to this.
- an inlet-side heat transfer section that exchanges heat between the heat medium flowing out of the three-way valve 44 and the heat medium flowing into the cooling water passage 51a of the battery 51 may be employed.
- the outlet side heat transfer portion for exchanging heat between the heat medium flowing out of the cooling water passage 51a of the battery 51 and the heat medium flowing into the heat medium passage 12b of the water-refrigerant heat exchanger 12. may be adopted.
- a PTC heater is employed as the electric heater 412 that is the heating unit
- the present invention is not limited to this.
- a nichrome wire, a carbon fiber heater, or the like may be employed.
- a hot water pipe for circulating hot water heated by another heat source may be employed as the heating unit.
- the high temperature side reserve tank 46a is arranged instead of the first heat medium joint portion 45a, and the low temperature side reserve tank 46b is arranged instead of the third heat medium joint portion 45c.
- the low temperature side reserve tank 46b may be arranged instead of the fifth heat medium joint 45e and the sixth heat medium joint 45f.
- one of the high temperature side reserve tank 46a and the low temperature side reserve tank 46b may be employed.
- an aqueous ethylene glycol solution is used as the heat medium in the heat medium circuit 40
- the present invention is not limited to this.
- a solution containing dimethylpolysiloxane or a nanofluid, an antifreeze liquid, a water-based liquid refrigerant containing alcohol or the like, a liquid medium containing oil or the like, or the like may be employed.
- each operation mode of the thermal management system 1 is not limited to the operations disclosed in the above-described embodiments.
- the compressor 11 of the refrigeration cycle device 10 may be stopped and the electric heater 412 may heat the heat medium flowing through the high temperature side circuit 41 .
- the operating mode for adjusting the temperature during air conditioning may be executed if the passenger appears in the vehicle interior.
- the technical means disclosed in each of the above-described embodiments may be combined as appropriate within the practicable range.
- the high temperature side reserve tank 46a and the low temperature side reserve tank 46b described in the third embodiment may be applied to the heat management system 1 of the second embodiment.
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Abstract
熱管理システムは、冷凍サイクル装置(10)と、熱媒体回路(40)と、を備える。熱媒体回路(40)は、高温側水冷媒熱交換部(12)の熱媒体通路(12b)が接続された高温側回路(41)、低温側水冷媒熱交換部(20)の熱媒体通路(20b)が接続された低温側回路(42)、高温側回路(41)と低温側回路(42)とを接続する熱移動部(43)を有している。低温側回路(42)は、第1熱交換部(51a)、第2熱交換部(50a)、熱媒体バイパス通路(424)、並びに、低温側回路切替部(422)を有する。そして、熱移動部(43)が熱を移動させている際に、低温側回路切替部(422)が、低温側回路(42)の回路構成を、第1熱交換部(51a)と熱媒体バイパス通路(424)との間で熱媒体を循環させる回路構成に切り替える。
Description
本出願は、2021年1月25日に出願された日本特許出願2021-9652号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、複数の温度調整対象物の温度調整を行う熱管理システムに関する。
従来、特許文献1に、車両用の熱管理システムが開示されている。特許文献1の熱管理システムは、車室内の空調および複数の温度調整対象物の温度調整を行う。ここで、特許文献1の熱管理システムにおける温度調整対象物は、車載機器へ電力を供給するバッテリと、作動時に発熱する車載機器(具体的には、インバータ、モータジェネレータ等)である。
特許文献1の熱管理システムは、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置、および熱媒体回路を備えている。冷凍サイクル装置は、車室内へ送風される送風空気および熱媒体の温度を調整する。熱媒体回路は、冷凍サイクル装置によって温度調整された熱媒体を循環させる。さらに、熱媒体回路には、バッテリの冷却水通路および車載機器の冷却水通路が接続されている。
特許文献1の熱管理システムでは、バッテリおよび車載機器を冷却するとともに、車室内の暖房を行う際に、冷凍サイクル装置のチラーにて、バッテリの冷却水通路および車載機器の冷却水通路から流出した熱媒体と冷凍サイクル装置の低圧冷媒とを熱交換させる。そして、チラーにて冷却された熱媒体を、再びバッテリの冷却水通路および車載機器の冷却水通路へ流入させることによって、バッテリおよび車載機器を冷却している。
さらに、冷凍サイクル装置では、チラーにてバッテリおよび車載機器の廃熱を吸熱した低圧冷媒を圧縮する。そして、圧縮機にて圧縮された高圧冷媒を熱源として、送風空気を加熱する。つまり、特許文献1の熱管理システムでは、バッテリおよび車載機器を冷却すると同時に車室内の暖房を行う運転モード時に、バッテリおよび車載機器の廃熱を回収して、暖房用の熱源として利用している。
ところで、特許文献1の熱媒体回路の回路構成では、バッテリの冷却水通路へ流入する熱媒体の温度と車載機器の冷却水通路へ流入する熱媒体の温度が同等となる。このため、特許文献1の熱管理システムでは、バッテリおよび車載機器の双方を同等の温度に調整することはできるものの、バッテリの温度と車載機器の温度とを異なる温度に調整することが難しい。
しかしながら、一般的に、バッテリを適切に作動させることのできる適正な温度帯と車載機器を適切に作動させることのできる適正な温度帯は、一致していない。このため、バッテリの暖機を行いながら、その他の車載機器を冷却しなければならない運転条件等も存在し得る。
ところが、特許文献1の熱管理システムでは、バッテリの暖機を行いながら、その他の車載機器を冷却することができない。換言すると、特許文献1の熱管理システムでは、バッテリを暖機しながら、その他の車載機器の発生させた熱を回収して、暖房用の熱源等として充分に有効利用することができない。
本開示は、上記点に鑑み、温度調整対象物の発生させた熱を、充分に有効利用可能な熱管理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の一態様の熱管理システムは、冷凍サイクル装置と、熱媒体回路と、を備える。
冷凍サイクル装置は、高温側水冷媒熱交換部、および低温側水冷媒熱交換部を有する。高温側水冷媒熱交換部は、高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる。低温側水冷媒熱交換部は、低圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる。
熱媒体回路は、熱媒体を循環させる。さらに、熱媒体回路は、高温側回路、低温側回路、および熱移動部を有する。高温側回路は、高温側水冷媒熱交換部の熱媒体通路が接続される。低温側回路は、低温側水冷媒熱交換部の熱媒体通路が接続される。熱移動部は、高温側回路を流通する熱媒体と低温側回路を流通する熱媒体との間で熱を移動させる。
低温側回路は、第1熱交換部、第2熱交換部、熱媒体バイパス通路、および低温側回路切替部を有する。第1熱交換部は、第1温度調整対象物と熱媒体とを熱交換させる。第2熱交換部は、第2温度調整対象物と熱媒体とを熱交換させる。熱媒体バイパス通路は、第1熱交換部および第2熱交換部のうち一方から流出した熱媒体を低温側水冷媒熱交換部を迂回させて第1熱交換部および第2熱交換部の一方の熱媒体入口側へ戻す。低温側回路切替部は、低温側回路の回路構成を切り替える。
熱移動部は、高温側水冷媒熱交換部から流出した熱媒体の有する熱を第1熱交換部へ流入する熱媒体へ移動させる。
さらに、熱移動部が熱を移動させている際に、低温側回路切替部が、低温側回路の回路構成を、第1熱交換部と熱媒体バイパス通路との間で熱媒体を循環させる回路構成に切り替える。
これによれば、熱移動部を備えているので、高温側回路の高温側水冷媒熱交換部にて加熱された熱媒体の有する熱を、低温側回路の第1熱交換部へ流入する熱媒体へ移動させることができる。従って、第1温度調整対象物を加熱することができる。
さらに、熱移動部が熱を移動させている際には、低温側水冷媒熱交換部へ流入する熱媒体の温度は、第1熱交換部と熱媒体バイパス通路との間を循環する熱媒体の温度の影響を受けない。
従って、必要に応じて、低温側水冷媒熱交換部にて第2熱交換部から流出した熱媒体と低圧冷媒とを熱交換させることによって、低圧冷媒に第2温度調整対象物の有する熱を吸熱させることができる。そして、第2熱交換部へ流入する熱媒体を冷却して、第2温度調整対象物を冷却することができる。
さらに、冷凍サイクル装置では、低温側水冷媒熱交換部にて低圧冷媒が回収した廃熱を熱源として、高温側水冷媒熱交換部にて高温側回路を流通する熱媒体を加熱することができる。
つまり、本開示の一態様の熱管理システムによれば、第1温度調整対象物を加熱しながら、必要に応じて第2温度調整対象物の有する熱を回収して、高温側回路を流通する熱媒体の加熱源として利用することができる。すなわち、温度調整対象物の発生させた熱を、充分に有効利用することができる。
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実施形態を説明する。各実施形態において先行する実施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。各実施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実施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、明示してい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。
(第1実施形態)
図1~図12を用いて、本開示に係る熱管理システム1の第1実施形態を説明する。本実施形態の熱管理システム1は、電気自動車に適用されている。電気自動車は、走行用の駆動力を電動モータから得る車両である。熱管理システム1は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調、および温度調整対象物である車載機器の温度調整を行う。
図1~図12を用いて、本開示に係る熱管理システム1の第1実施形態を説明する。本実施形態の熱管理システム1は、電気自動車に適用されている。電気自動車は、走行用の駆動力を電動モータから得る車両である。熱管理システム1は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調、および温度調整対象物である車載機器の温度調整を行う。
熱管理システム1において温度調整体調物となる車載機器は、具体的に、バッテリ51、インバータ52、モータジェネレータ53、先進運転支援システム(いわゆる、ADAS)用の制御装置54である。
バッテリ51は、インバータ52等の電気式の車載機器へ供給される電力を蓄える二次電池である。バッテリ51は、積層配置された複数の電池セルを、電気的に直列あるいは並列に接続することによって形成された組電池である。本実施形態の電池セルは、リチウムイオン電池である。
バッテリ51は、作動時(すなわち、充放電時)に発熱する。バッテリ51は、低温になると出力が低下しやすく、高温になると劣化が進行しやすいという特性を有している。このため、バッテリ51の温度は、適切な温度範囲内(本実施形態では、15℃以上、かつ、55℃以下)に維持されている必要がある。そこで、熱管理システム1では、バッテリ51を第1温度調整対象物としている。
インバータ52は、バッテリ51からモータジェネレータ53へ供給される電力の周波数を変換するとともに、モータジェネレータ53が発生させた交流電力を直流電力に変換してバッテリ51側へ出力する電力変換装置である。モータジェネレータ53は、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力する電動モータとなり、車両の減速中や降坂走行時には回生電力を発生させる発電装置となる。先進運転支援システムは、運転者の運転操作を支援するシステムである。
インバータ52、モータジェネレータ53、およびADAS用の制御装置54は、いずれも作動時に発熱する。インバータ52、モータジェネレータ53、およびADAS用の制御装置54は、高温になると電気回路の劣化が進行してしまう可能性がある。このため、それぞれ電気回路の保護が可能な基準耐熱温度(本実施形態では、130℃)よりも低い温度に維持されている必要がある。
そこで、熱管理システム1では、インバータ52、モータジェネレータ53、およびADAS用の制御装置54を第2温度調整対象物としている。以下の説明では、第2温度調整対象物であるインバータ52、モータジェネレータ53、およびADAS用の制御装置54の総称として、強電系機器50という用語を用いることがある。
従って、本実施形態の熱管理システム1では、第1温度調整対象物を適切に作動させることのできる第1温度調整対象物の適正な温度帯と第2温度調整対象物を適切に作動させることのできる第2温度調整対象物の適正な温度帯は、完全に一致している訳ではない。すなわち、第1温度調整対象物の適正な温度帯と第2温度調整対象物の適正な温度帯は、異なっている。
熱管理システム1は、図1の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置10、室内空調ユニット30、熱媒体回路40等を備えている。
まず、冷凍サイクル装置10について説明する。冷凍サイクル装置10は、車室内の空調および車載機器の温度調整のために、車室内へ送風される送風空気および熱媒体回路40を循環する熱媒体を冷却あるいは加熱する。さらに、冷凍サイクル装置10は、車室内の空調および車載機器の温度調整のために、後述する各種運転モードに応じて、冷媒回路を切替可能に構成されている。
冷凍サイクル装置10では、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)を採用している。冷凍サイクル装置10は、圧縮機11から吐出された吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成する。冷媒には、圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油は、液相冷媒に相溶性を有するPAGオイルである。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。
圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機11は、車室の前方側の駆動装置室内に配置されている。駆動装置室は、車両走行用の駆動力の発生させるために用いられる機器(例えば、モータジェネレータ53)等の少なくとも一部が配置される空間を形成している。
圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機である。圧縮機11は、後述するシステム制御用の制御装置60から出力される制御信号によって、回転数(すなわち、冷媒吐出能力)が制御される。
圧縮機11の吐出口には、水冷媒熱交換器12の冷媒通路の入口側が接続されている。水冷媒熱交換器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路12aと、熱媒体回路40の高温側回路41側の熱媒体を流通させる熱媒体通路12bと、を有している。
水冷媒熱交換器12は、冷媒通路12aを流通する高圧冷媒と熱媒体通路12bを流通する熱媒体とを熱交換させる高温側水冷媒熱交換部である。水冷媒熱交換器12では、高圧冷媒の有する熱を熱媒体に放熱させて、熱媒体を加熱する。
水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aの出口には、第1冷媒継手部13aの流入口側が接続されている。第1冷媒継手部13aは、互いに連通する3つの流入出口を有する三方継手である。第1冷媒継手部13aとしては、複数の配管を接合して形成された継手部材や、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成された継手部材を採用することができる。
さらに、冷凍サイクル装置10は、後述するように、第2冷媒継手部13b~第6冷媒継手部13fを有している。第2冷媒継手部13b~第6冷媒継手部13fの基本的構成は、第1冷媒継手部13aと同様である。
第1冷媒継手部13aの一方の流出口には、暖房用膨張弁14aの入口側が接続されている。第1冷媒継手部13aの他方の流出口には、除湿用通路22aを介して、第2冷媒継手部13bの一方の流入口側が接続されている。
除湿用通路22aは、後述する並列除湿暖房モード時等に冷媒を流通させる流路を形成する。除湿用通路22aには、除湿用開閉弁15aが配置されている。除湿用開閉弁15aは、除湿用通路22aを開閉する電磁弁である。除湿用開閉弁15aは、制御装置60から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。
さらに、冷凍サイクル装置10は、後述するように、暖房用開閉弁15bを有している。暖房用開閉弁15bの基本的構成は、除湿用開閉弁15aと同様である。除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bは、冷媒通路を開閉することによって、冷凍サイクル装置10の冷媒回路を切り替えることができる。従って、除湿用開閉弁15aおよび暖房用開閉弁15bは、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部である。
暖房用膨張弁14aは、後述する暖房モード時等に、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量(質量流量)を調整する暖房用減圧部である。
暖房用膨張弁14aは、絞り開度を変化させる弁体部と、弁体部を変位させる電動アクチュエータ(具体的には、ステッピングモータ)と、を有する電気式の可変絞り機構である。暖房用膨張弁14aは、制御装置60から出力される制御パルスによって、その作動が制御される。
暖房用膨張弁14aは、弁開度を全開にすることで冷媒減圧作用および流量調整作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能を有している。また、暖房用膨張弁14aは、弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。
さらに、冷凍サイクル装置10は、後述するように、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cを有している。冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cの基本的構成は、暖房用膨張弁14aと同様である。
暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cは、上述した全閉機能を発揮することによって、冷凍サイクル装置10の冷媒回路を切り替えることができる。従って、暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cは、冷媒回路切替部としての機能を兼ね備えている。
もちろん、暖房用膨張弁14a、冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cを、全閉機能を有していない可変絞り機構と開閉弁とを組み合わせて形成してもよい。この場合は、開閉弁が冷媒回路切替部となる。
暖房用膨張弁14aの出口には、室外熱交換器16の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器16は、暖房用膨張弁14aから流出した冷媒と図示しない冷却ファンにより送風された外気とを熱交換させる室外熱交換部である。室外熱交換器16は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器16に走行風を当てることができる。
室外熱交換器16の冷媒出口には、第3冷媒継手部13cの流入口側が接続されている。第3冷媒継手部13cの一方の流出口には、暖房用通路22bを介して、第4冷媒継手部13dの一方の流入口側が接続されている。暖房用通路22bは、後述する暖房モード時等に冷媒を流通させる流路を形成する。暖房用通路22bには、暖房用通路22bを開閉する暖房用開閉弁15bが配置されている。
第3冷媒継手部13cの他方の流出口には、第2冷媒継手部13bの他方の流入口側が接続されている。第3冷媒継手部13cの他方の流出口と第2冷媒継手部13bの他方の流入口とを接続する冷媒通路には、逆止弁17が配置されている。逆止弁17は、第3冷媒継手部13c側から第2冷媒継手部13b側へ冷媒が流れることを許容し、第2冷媒継手部13b側から第3冷媒継手部13c側へ冷媒が流れることを禁止する。
第2冷媒継手部13bの流出口には、第5冷媒継手部13eの流入口側が接続されている。第5冷媒継手部13eの一方の流出口には、冷房用膨張弁14bの入口側が接続されている。第5冷媒継手部13eの他方の流出口には、冷却用膨張弁14cの入口側が接続されている。
冷房用膨張弁14bは、後述する冷房モード時等に、冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷房用減圧部である。
冷房用膨張弁14bの出口には、室内蒸発器18の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器18は、後述する室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。室内蒸発器18は、冷房用膨張弁14bにて減圧された低圧冷媒と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる冷却用熱交換器である。室内蒸発器18では、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、送風空気を冷却する。
室内蒸発器18の冷媒出口には、蒸発圧力調整弁19の入口側が接続されている。蒸発圧力調整弁19は、室内蒸発器18の着霜を抑制するために、室内蒸発器18における冷媒蒸発圧力を、予め定めた設定圧力以上に維持するように弁開度を変化させる可変絞り機構である。より具体的には、蒸発圧力調整弁19は、入口側の冷媒圧力の上昇に伴って、弁開度を増加させる機械的機構で構成されている。蒸発圧力調整弁19の出口には、第6冷媒継手部13fの一方の流入口側が接続されている。
冷却用膨張弁14cは、後述するB1C1モード時等に、冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷却用減圧部である。
冷却用膨張弁14cの出口には、チラー20の冷媒通路20aの入口側が接続されている。チラー20は、冷却用膨張弁14cにて減圧された低圧冷媒を流通させる冷媒通路20aと、熱媒体回路40の低温側回路42側の熱媒体を流通させる熱媒体通路20bと、を有している。チラー20は、冷媒通路20aを流通する低圧冷媒と熱媒体通路20bを流通する熱媒体を熱交換させる低温側水冷媒熱交換部である。チラー20では、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、熱媒体を冷却する。
チラー20の冷媒通路20aの出口には、第6冷媒継手部13fの他方の流入口側が接続されている。第6冷媒継手部13fの流出口には、第4冷媒継手部13dの他方の流入口側が接続されている。
第4冷媒継手部13dの流出口には、アキュムレータ21の入口側が接続されている。アキュムレータ21は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える低圧側の気液分離器である。アキュムレータ21の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。
次に、熱媒体回路40について説明する。熱媒体回路40は、熱媒体を循環させる熱媒体回路である。熱媒体回路40では、熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用している。熱媒体回路40は、高温側回路41、低温側回路42、接続通路43、三方弁44等を有している。
高温側回路41は、高温側ポンプ411、電気ヒータ412、ヒータコア413等を有している。高温側回路41には、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、三方弁44等が接続されている。
高温側ポンプ411は、熱媒体を水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bの入口側へ圧送する高温側熱媒体圧送部である。高温側ポンプ411は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、圧送能力)が制御される電動ポンプである。
さらに、熱媒体回路40は、後述するように、低温側回路42側に第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bを有している。第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの基本的構成は、高温側ポンプ411と同様である。
水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bの出口側には、電気ヒータ412が配置されている。電気ヒータ412は、水冷媒熱交換器12から流出した熱媒体を加熱する加熱部である。本実施形態では、電気ヒータ412として、電力を供給されることによって発熱するPTC素子を有するPTCヒータが採用されている。電気ヒータ412の発熱量は、制御装置60から出力される制御電圧によって制御される。
電気ヒータ412の熱媒体流れ下流側には、三方弁44の流入口側が接続されている。三方弁44は、水冷媒熱交換器12から流出した熱媒体を内部へ流入させて、ヒータコア413側および後述する入口側接続通路431側の少なくとも一方へ流出させる三方式の流量調整弁である。
三方弁44は、ヒータコア413へ流入する熱媒体の流量と入口側接続通路431へ流入する熱媒体の流量との流量比を連続的に調整可能に構成されている。これにより、三方弁44は、入口側接続通路431を流通する熱媒体の流量を調整することができる。
さらに、三方弁44は、流量比を調整することによって、水冷媒熱交換器12側から流入した熱媒体の全流量を、ヒータコア413および入口側接続通路431のいずれか一方へ流入させることができる。従って、三方弁44は、高温側回路41の回路構成を切り替える高温側回路切替部としての機能を兼ね備える。三方弁44は、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
ヒータコア413は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。ヒータコア413は、水冷媒熱交換器12等で加熱された熱媒体と車室内へ送風される送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換部である。ヒータコア413では、熱媒体の有する熱を送風空気に放熱させて、送風空気を加熱する。従って、熱管理システム1における加熱対象流体は、送風空気である。
ヒータコア413の熱媒体出口には、第1熱媒体継手部45aを介して、高温側ポンプ411の吸入口側が接続されている。第1熱媒体継手部45aは、熱媒体用の三方継手である。
さらに、熱媒体回路40は、後述するように、低温側回路42側に第2熱媒体継手部45b~第6熱媒体継手部45fを有している。第1熱媒体継手部45a~第6熱媒体継手部45fの基本的構成は、冷凍サイクル装置10の第1冷媒継手部13a等と同様である。
低温側回路42は、第1低温側ポンプ421a、第2低温側ポンプ421b、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、低温側ラジエータ423等を有している。低温側回路42には、チラー20の熱媒体通路20bが接続されている。
第1低温側ポンプ421aは、熱媒体をバッテリ51の冷却水通路51aへ圧送するバッテリ側熱媒体圧送部である。バッテリ51の冷却水通路51aは、バッテリ51を構成する複数の電池セルを収容する専用ケース部内に形成されている。バッテリ51の冷却水通路51aは、バッテリ51を形成する複数の電池セルと熱媒体と熱交換させる第1熱交換部である。
バッテリ51の冷却水通路51aの出口には、第2熱媒体継手部45bを介して、五方弁422のバッテリ側流入口422a側が接続されている。
第2低温側ポンプ421bは、熱媒体を強電系機器50の冷却水通路52a~54aへ圧送する強電系機器側熱媒体圧送部である。強電系機器50の冷却水通路52a~54aは、それぞれの強電系機器50の外殻を形成するハウジング部あるいはケース部内に形成されている。強電系機器50の冷却水通路52a~54aは、強電系機器50と熱媒体とを熱交換させる第2熱交換部である。
本実施形態の強電系機器50の冷却水通路52a~54aは、具体的に、インバータ52の冷却水通路52a、モータジェネレータ53の冷却水通路53a、およびADAS用の制御装置54の冷却水通路54aである。また、第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体は、インバータ52の冷却水通路52a、モータジェネレータ53の冷却水通路53a、およびADAS用の制御装置54の冷却水通路54aの順に流れる。
強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口(すなわち、ADAS用の制御装置54の冷却水通路54aの出口)には、五方弁422の強電系機器側流入口422b側が接続されている。
五方弁422は、低温側回路42の回路構成を切り替える低温側回路切替部である。五方弁422は、熱媒体を流入させる流入口として、バッテリ側流入口422aおよび強電系機器側流入口422bを有している。五方弁422は、熱媒体を流出させる流出口として、チラー側流出口422c、バイパス通路側流出口422d、ラジエータ側流出口422eを有している。五方弁422の詳細構成については後述する。
五方弁422のチラー側流出口422cには、チラー20の熱媒体通路20bの入口側が接続されている。チラー20の熱媒体通路20bの出口には、第3熱媒体継手部45cの流入口側が接続されている。第3熱媒体継手部45cの一方の流出口には、第4熱媒体継手部45dの一方の流入口側が接続されている。第3熱媒体継手部45cの他方の流出口には、第5熱媒体継手部45eの一方の流入口側が接続されている。
第4熱媒体継手部45dの流出口には、第6熱媒体継手部45fを介して、第1低温側ポンプ421aの吸入口側が接続されている。また、五方弁422のバイパス通路側流出口422dには、熱媒体バイパス通路424の入口側が接続されている。熱媒体バイパス通路424の出口側には、第4熱媒体継手部45dの他方の流入口が接続されている。
熱媒体バイパス通路424は、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、チラー20および低温側ラジエータ423を迂回させて、バッテリ51の冷却水通路51aの入口側へ戻す流路を形成する。
第5熱媒体継手部45eの流出口には、第2低温側ポンプ421bの吸入口側が接続されている。また、五方弁422のラジエータ側流出口422eには、低温側ラジエータ423の熱媒体入口側が接続されている。低温側ラジエータ423は、外気と五方弁422のラジエータ側流出口422eから流出した熱媒体とを熱交換させる低温側外気熱交換部である。低温側ラジエータ423の熱媒体出口には、第5熱媒体継手部45eの他方の流入口側が接続されている。
接続通路43は、高温側回路41と低温側回路42とを接続する熱媒体流路である。接続通路43は、入口側接続通路431および出口側接続通路432を有している。入口側接続通路431は、高温側回路41を流通する熱媒体を低温側回路42側へ導く流路を形成する。出口側接続通路432は、低温側回路42を流通する熱媒体を高温側回路41側へ導く流路を形成する。
入口側接続通路431の入口部は、三方弁44の1つの流出口側に接続されている。入口側接続通路431の出口部は、第6熱媒体継手部45fの1つの流入口に接続されている。出口側接続通路432の入口部は、第2熱媒体継手部45bの1つの流出口に接続されている。出口側接続通路432の出口部は、第1熱媒体継手部45aの1つの流入口に接続されている。
このため、入口側接続通路431は、高温側回路41の水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体であって、かつ、ヒータコア413の上流側の熱媒体を、低温側回路42の第1低温側ポンプ421aの吸入口側へ導くことができる。出口側接続通路432は、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、高温側回路のヒータコア413の下流側であって、かつ、高温側ポンプ411の吸入口側へ導くことができる。
従って、三方弁44が、接続通路43である入口側接続通路431および出口側接続通路432に熱媒体を流通させることによって、高温側回路41を流通する熱媒体と低温側回路42を流通する熱媒体とを混合させることができる。これにより、高温側回路41を流通する熱媒体と低温側回路42を流通する熱媒体との間で熱を移動させることができる。従って、接続通路43は、熱移動部である。
この際、三方弁44は、入口側接続通路431を流通する熱媒体の流量を調整することによって、高温側回路41を流通する熱媒体と低温側回路42を流通する熱媒体との間の熱移動量を調整することができる。従って、三方弁44は、接続通路43における熱移動量を調整する熱移動量調整部である。
次に、図2~図4を用いて、五方弁422の詳細構成について説明する。五方弁422は、図2~図4に示すように、熱媒体をバッテリ側流入口422aおよび強電系機器側流入口422bから内部へ流入させる。さらに、内部へ流入した熱媒体を、チラー側流出口422c、バイパス通路側流出口422d、およびラジエータ側流出口422eの少なくとも1つから流出させる。
このような五方弁422は、図2~図4の説明図に示すように、例えば、複数の三方式の流量調整弁を組み合わせること等によって形成することができる。
五方弁422は、図2の説明図に太実線で示すように、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、バッテリ側流入口422aを介して内部へ流入させる。そして、バッテリ側流入口422aを介して内部へ流入させた熱媒体を、熱媒体バイパス通路424側およびチラー20の熱媒体通路20b側の少なくとも一方側へ流出させることができる。
五方弁422は、熱媒体バイパス通路424へ流入する熱媒体の流量とチラー20の熱媒体通路20bへ流入する熱媒体の流量との流量比を連続的に調整可能に構成されている。さらに、五方弁422は、流量比を調整することによって、バッテリ51の冷却水通路51a側から流入した熱媒体の全流量を、熱媒体バイパス通路424およびチラー20の熱媒体通路20bのいずれか一方へ流入させることもできる。
これにより、五方弁422は、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と熱媒体バイパス通路424の入口側とを接続する回路と、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続する回路と、を切り替えることができる。
また、五方弁422は、図3の説明図に太実線で示すように、強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体を、強電系機器側流入口422bを介して内部へ流入させる。そして、強電系機器側流入口422bを介して内部へ流入させた冷媒を、低温側ラジエータ423側およびチラー20の熱媒体通路20b側の少なくとも一方側へ流出させることができる。
五方弁422は、低温側ラジエータ423へ流入する熱媒体の流量とチラー20の熱媒体通路20bへ流入する熱媒体の流量との流量比を連続的に調整可能に構成されている。さらに、五方弁422は、流量比を調整することによって、強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体の全流量を、低温側ラジエータ423およびチラー20の熱媒体通路20bのいずれか一方へ流入させることもできる。
これにより、五方弁422は、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続する回路と、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続する回路と、を切り替えることができる。
また、五方弁422は、図4の説明図に太実線および太破線で示すように、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体および強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体の少なくとも一方を内部へ流入させて、チラー20の熱媒体通路20b側へ流出させることができる。
五方弁422は、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する熱媒体のうち、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体の流量と強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体の流量との流量比を連続的に調整可能に構成されている。
さらに、五方弁422は、流量比を調整することによって、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する熱媒体の全流量を、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体および強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体のいずれか一方とすることもできる。
これにより、五方弁422は、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続する回路と、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続する回路と、を切り替えることができる。
さらに、五方弁422は、上述した熱媒体回路の切替機能を組み合わせて発揮することができる。例えば、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と熱媒体バイパス通路424の入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続することができる。
また、例えば、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続することができる。
また、例えば、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続すると同時に、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続することができる。
次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、車室内の空調のために適切な温度に調整された送風空気を、車室内の適切な箇所へ吹き出すために、複数の構成機器を一体化したユニットである。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。
室内空調ユニット30は、図1に示すように、送風空気の空気通路を形成する空調ケース31内に、室内送風機32、室内蒸発器18、ヒータコア413等を収容したものである。空調ケース31は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。
空調ケース31の送風空気流れ最上流側には、内外気切替装置33が配置されている。内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気(すなわち、車室内空気)と外気(すなわち、車室外空気)とを切替導入する。内外気切替装置33は、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
内外気切替装置33の送風空気流れ下流側には、室内送風機32が配置されている。室内送風機32は、内外気切替装置33を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。室内送風機32は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。室内送風機32は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、送風能力)が制御される。
室内送風機32の送風空気流れ下流側には、室内蒸発器18およびヒータコア413が配置されている。室内蒸発器18は、ヒータコア413よりも、送風空気流れ上流側に配置されている。また、空調ケース31内には、室内蒸発器18通過後の送風空気を、ヒータコア413を迂回して流す冷風バイパス通路35が形成されている。
空調ケース31内の室内蒸発器18の送風空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア413および冷風バイパス通路35の送風空気流れ上流側には、エアミックスドア34が配置されている。
エアミックスドア34は、室内蒸発器18通過後の送風空気のうち、ヒータコア413側を通過させる送風空気の風量と冷風バイパス通路35を通過させる送風空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア34は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。エアミックスドア用の電動アクチュエータは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
ヒータコア413および冷風バイパス通路35の送風空気流れ下流側には、混合空間36が配置されている。混合空間36は、ヒータコア413にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路35を通過して加熱されていない送風空気とを混合させる空間である。
従って、室内空調ユニット30では、エアミックスドア34が風量割合を調整することによって、混合空間36にて混合された送風空気(すなわち、空調風)の温度を調整することができる。
空調ケース31の送風空気流れ最下流部には、混合空間36にて混合された送風空気を、車室内へ吹き出すための図示しない複数の開口穴が形成されている。
複数の開口穴は、車室内に形成された複数の吹出口に連通している。複数の吹出口としては、フェイス吹出口、フット吹出口、デフロスタ吹出口が設けられている。フェイス吹出口は、乗員の上半身に向けて送風空気を吹き出す吹出口である。フット吹出口は、乗員の足元に向けて送風空気を吹き出す吹出口である。デフロスタ吹出口は、車両前方窓ガラスに向けて送風空気を吹き出す吹出口である。
複数の開口穴には、それぞれ図示しない吹出モードドアが配置されている。吹出モードドアは、それぞれの開口穴を開閉する。吹出モードドアは、吹出モードドア用の電動アクチュエータによって駆動される。吹出モードドア用の電動アクチュエータは、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
従って、室内空調ユニット30では、吹出モードドアによって開口される開口穴を切り替えることによって、空調風が吹き出される箇所を変更することができる。
次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置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、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器11、14a~14c、15a、15b、32、33、34、44、411、412、421a、421b、422等の作動を制御する。
また、制御装置60の入力側には、図5のブロック図に示すように、内気温センサ61、外気温センサ62、日射センサ63、第1冷媒温度センサ64a~第3冷媒温度センサ64c、蒸発器温度センサ64f、第1冷媒圧力センサ65a~第3冷媒圧力センサ65c、高温側熱媒体温度センサ66a、第1低温側熱媒体温度センサ67a、第2低温側熱媒体温度センサ67b、バッテリ温度センサ68、空調風温度センサ69等が接続されている。そして、制御装置60には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。
内気温センサ61は、車室内温度(内気温)Trを検出する内気温検出部である。外気温センサ62は、車室外温度(外気温)Tamを検出する外気温検出部である。日射センサ63は、車室内へ照射される日射量Asを検出する日射量検出部である。
第1冷媒温度センサ64aは、圧縮機11から吐出された冷媒の温度である第1冷媒温度TR1を検出する第1冷媒温度検出部である。第2冷媒温度センサ64bは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した冷媒の温度である第2冷媒温度TR2を検出する第2冷媒温度検出部である。第3冷媒温度センサ64cは、室外熱交換器16から流出した冷媒の温度である第3冷媒温度TR3を検出する第3冷媒温度検出部である。
蒸発器温度センサ64fは、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)Tefinを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ64fでは、具体的に、室内蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。
第1冷媒圧力センサ65aは、圧縮機11から吐出された冷媒の圧力である第1冷媒圧力PR1を検出する第1冷媒圧力検出部である。第2冷媒圧力センサ65bは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12aから流出した冷媒の圧力である第2冷媒圧力PR2を検出する第2冷媒圧力検出部である。第3冷媒圧力センサ65cは、室外熱交換器16から流出した冷媒の圧力である第3冷媒圧力PR3を検出する第3冷媒圧力検出部である。
高温側熱媒体温度センサ66aは、電気ヒータ412の熱媒体流れ下流側であって、三方弁44へ流入する熱媒体の温度である高温側熱媒体温度TWHを検出する高温側熱媒体温度検出部である。
第1低温側熱媒体温度センサ67aは、第1低温側ポンプ421aから圧送されてバッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体の温度である第1低温側熱媒体温度TWL1を検出する第1低温側熱媒体温度検出部である。
第2低温側熱媒体温度センサ67bは、第2低温側ポンプ421bから圧送されて強電系機器50の冷却水通路52a~54aへ流入する熱媒体の温度である第2低温側熱媒体温度TWL2を検出する第2低温側熱媒体温度検出部である。より具体的には、第2低温側熱媒体温度TWL2は、インバータ52の冷却水通路52aへ流入する熱媒体の温度である。
バッテリ温度センサ68は、バッテリ温度TB(すなわち、バッテリ51の温度)を検出するバッテリ温度検出部である。本実施形態のバッテリ温度センサ68は、複数の温度センサを有し、バッテリ51の複数の箇所の温度を検出している。このため、制御装置60では、バッテリ51を形成する各電池セルの温度差を検出することができる。さらに、バッテリ温度TBとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。
空調風温度センサ69は、混合空間36から車室内へ送風される送風空気温度TAVを検出する空調風温度検出部である。
さらに、制御装置60の入力側には、図5に示すように、空調用の操作パネル70が接続されている。空調用の操作パネル70は、車室内前部の計器盤付近に配置されている。制御装置60には、空調用の操作パネル70に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
空調用の操作パネル70に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、オートスイッチ、エアコンスイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。
オートスイッチは、ユーザが車室内空調の自動制御運転を設定あるいは解除する操作部である。エアコンスイッチは、ユーザが室内蒸発器18にて送風空気の冷却を行うことを要求する操作部である。風量設定スイッチは、ユーザが室内送風機32の風量をマニュアル設定する操作部である。温度設定スイッチは、ユーザが車室内の設定温度Tsetを設定する操作部である。
なお、本実施形態の制御装置60は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものである。そして、制御装置60のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。
例えば、制御装置60のうち、圧縮機11の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機11の回転数)を制御する構成は、圧縮機制御部60aを構成している。また、五方弁422の作動を制御する構成は、低温側熱媒体回路制御部60bを構成している。また、三方弁44の作動を制御する構成は、熱移動量制御部60cを構成している。
次に、上記構成の熱管理システム1の作動について説明する。前述の如く、熱管理システム1は、車室内の空調、および車載機器の温度調整を行うことができる。そのために、熱管理システム1では、冷凍サイクル装置10の回路構成、および熱媒体回路40の回路構成を切り替えて、各種運転モードを実行する。
熱管理システム1の運転モードには、車室内の空調用の運転モードと車載機器の温度調整用の運転モードがある。熱管理システム1では、空調用の運転モードと温度調整用の運転モードとを適宜組み合わせて実行することができる。
これにより、熱管理システム1では、車載機器の温度調整を行うことなく、車室内の空調のみを行うことができる。また、車室内の空調を行うことなく、車載機器の温度調整を行うことができる。また、車室内の空調を行うと同時に車載機器の温度調整を行うことができる。
まず、空調用の運転モードについて説明する。空調用の運転モードには、(A1)冷房モード、(A2)直列除湿暖房モード、(A3)並列除湿暖房モード、(A4)暖房モードがある。
(A1)冷房モードは、送風空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行う運転モードである。
(A2)直列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行う運転モードである。
(A3)並列除湿暖房モードは、冷却されて除湿された送風空気を直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で再加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行う運転モードである。
(A4)暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行う運転モードのである。
空調用の運転モードの切り替えは、制御装置60に記憶されている空調用の制御プログラムが実行されることによって行われる。空調用の制御プログラムは、操作パネル70のオートスイッチが投入されて、車室内空調の自動制御運転が設定された際に実行される。
空調用の制御プログラムのメインルーチンでは、所定の周期毎に上述のセンサ群の検出信号および操作パネル70の操作スイッチの操作信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度TAOを算出する。
より具体的には、目標吹出温度TAOは、以下数式F1を用いて算出される。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
なお、Tsetは、操作パネル70の温度設定スイッチによって設定された車室内の設定温度である。Trは、内気温センサ61によって検出された内気温である。Tamは、外気温センサ62によって検出された外気温である。Asは、日射センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
なお、Tsetは、操作パネル70の温度設定スイッチによって設定された車室内の設定温度である。Trは、内気温センサ61によって検出された内気温である。Tamは、外気温センサ62によって検出された外気温である。Asは、日射センサ63によって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
そして、操作パネル70のエアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが予め定めた冷房基準温度KTAO1よりも低くなっている場合には、空調用の運転モードが冷房モードに切り替えられる。
また、エアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが冷房基準温度KTAO1以上になっており、かつ、外気温Tamが予め定めた除湿暖房基準温度KTAO2よりも高くなっている場合には、空調用の運転モードが直列除湿暖房モードに切り替えられる。
また、エアコンスイッチが投入された状態で、目標吹出温度TAOが冷房基準温度KTAO1以上になっており、かつ、外気温Tamが除湿暖房基準温度KTAO2以下になっている場合には、空調用の運転モードが並列除湿暖房モードに切り替えられる。
また、エアコンスイッチの冷房スイッチが投入されていない場合には、空調用の運転モードが暖房モードに切り替えられる。
このため、冷房モードは、主に夏季のように比較的外気温が高い場合に実行される。直列除湿暖房モードは、主に春季あるいは秋季に実行される。並列除湿暖房モードは、主に早春季あるいは晩秋季のように直列除湿暖房モードよりも高い加熱能力で送風空気を加熱する必要のある場合に実行される。暖房モードは、主に冬季の低外気温時に実行される。以下に空調用の各運転モードの詳細作動を説明する。
(A1)冷房モード
冷房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。冷却用膨張弁14cについては、温度調整用の運転モードに応じて制御される。このことは、他の空調用の運転モードにおいても同様である。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
冷房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とする。冷却用膨張弁14cについては、温度調整用の運転モードに応じて制御される。このことは、他の空調用の運転モードにおいても同様である。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、全開となっている暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、逆止弁17、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、蒸発圧力調整弁19、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、蒸発器温度センサ64fによって検出された蒸発器温度Tefinが、目標蒸発器温度TEOに近づくように制御する。目標蒸発器温度TEOは、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定される。
また、制御装置60は、冷房用膨張弁14bの絞り開度については、冷房用膨張弁14bへ流入する冷媒の過冷却度SC3が、目標過冷却度SCO3に近づくように制御する。
冷房用膨張弁14bへ流入する冷媒の過冷却度SC3は、第3冷媒温度センサ64cによって検出された第3冷媒温度TR3、および第3冷媒圧力センサ65cによって検出された第3冷媒圧力PR3を用いて算定される。目標過冷却度SCO3は、外気温Tamに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、サイクルの成績係数(COP)が極大値に近づくように決定される。
また、制御装置60は、高温側ポンプ411については、予め定めた圧送能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、三方弁44については、内部へ流入させた熱媒体の少なくとも一部がヒータコア413側へ流出するように制御する。第1低温側ポンプ421a、第2低温側ポンプ421b、五方弁422については、温度調整用の運転モードに応じて制御される。このことは、他の空調用の運転モードにおいても同様である。
また、制御装置60は、高温側熱媒体温度センサ66aによって検出された高温側熱媒体温度TWHが予め定めた基準高温側熱媒体温度KTWHよりも低くなっている際には、電気ヒータ412を作動させる。
また、制御装置60は、室内送風機32の送風能力については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定する。また、制御装置60は、エアミックスドア34の開度については、空調風温度センサ69によって検出された送風空気温度TAVが目標吹出温度TAOに近づくように制御する。
従って、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12および室外熱交換器16を、冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器(換言すると、放熱器)として機能させ、室内蒸発器18を、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12にて、熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、冷房モードの熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア413へ供給される。
また、冷房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却される。室内蒸発器18にて冷却された送風空気は、エアミックスドア34の開度に応じてヒータコア413および冷風バイパス通路35を通過して、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の冷房が実現される。
(A2)直列除湿暖房モード
直列除湿暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
直列除湿暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、逆止弁17、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、蒸発圧力調整弁19、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、冷房モードと同様に制御する。
また、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの絞り開度および冷房用膨張弁14bの絞り開度については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、COPが極大値に近づくように決定する。直列除湿暖房モードの制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、暖房用膨張弁14aの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁14bの絞り開度を増加させるように決定する。
また、制御装置60は、冷房モードと同様に、熱媒体回路40の高温側ポンプ411等の作動を制御する。また、制御装置60は、冷房モードと同様に、室内空調ユニット30の室内送風機32等の作動を制御する。
従って、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室内蒸発器18を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。さらに、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも高い場合には、室外熱交換器16を凝縮器として機能させる。また、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも低い場合には、室外熱交換器16を蒸発器として機能させる。
その結果、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12にて、熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、直列除湿暖房モードの熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体がヒータコア413へ供給される。
また、直列除湿暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却されて除湿される。室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。
さらに、直列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、暖房用膨張弁14aの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁14bの絞り開度を増加させている。これによれば、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、ヒータコア413における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
より詳細には、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも高くなっている際には、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度と外気温Tamとの温度差を縮小させることができる。従って、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、室外熱交換器16における冷媒の外気への放熱量を減少させて、水冷媒熱交換器12における冷媒から熱媒体への放熱量を増加させることができる。
また、室外熱交換器16における冷媒の飽和温度が外気温Tamよりも低くなっている際には、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、外気温Tamと室外熱交換器16における冷媒との温度差を拡大させることができる。従って、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、室外熱交換器16における冷媒の外気からの吸熱量を増加させて、水冷媒熱交換器12における冷媒から熱媒体への放熱量を増加させることができる。
その結果、直列除湿暖房モードでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、ヒータコア413における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
(A3)並列除湿暖房モード
並列除湿暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
並列除湿暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、除湿用通路22a、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、蒸発圧力調整弁19、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。つまり、室外熱交換器16と室内蒸発器18が冷媒流れに対して並列的に接続されるサイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、第1冷媒圧力センサ65aによって検出された第1冷媒圧力PR1が、目標凝縮圧力PDOに近づくように制御する。目標凝縮圧力PDOは、高温側熱媒体温度TWHが、予め定めた目標水温TWHOに近づくように決定されている。
また、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの絞り開度および冷房用膨張弁14bの絞り開度については、目標吹出温度TAOに基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、COPが極大値に近づくように決定する。並列除湿暖房モードの制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、暖房用膨張弁14aの絞り開度を減少させ、冷房用膨張弁14bの絞り開度を増加させるように決定する。
また、制御装置60は、冷房モードと同様に、熱媒体回路40の高温側ポンプ411等の作動を制御する。また、制御装置60は、冷房モードと同様に、室内空調ユニット30の室内送風機32等の作動を制御する。
従って、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室外熱交換器16および室内蒸発器18を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12にて、熱媒体が加熱される。さらに、室内蒸発器18にて、送風空気が冷却される。
また、並列除湿暖房モードの熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体が、ヒータコア413へ供給される。
また、並列除湿暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18にて冷却されて除湿される。室内蒸発器18にて冷却されて除湿された送風空気は、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の除湿暖房が実現される。
さらに、並列除湿暖房モードの冷凍サイクル装置10では、暖房用膨張弁14aの絞り開度を、冷房用膨張弁14bの絞り開度よりも減少させることができる。これによれば、室外熱交換器16における冷媒蒸発温度を、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度よりも低い温度に低下させることができる。
従って、直列除湿暖房モードよりも室外熱交換器16における冷媒の外気からの吸熱量を増加させて、水冷媒熱交換器12における冷媒から熱媒体への放熱量を増加させることができる。その結果、並列除湿暖房モードでは、直列除湿暖房モードよりもヒータコア413における送風空気の加熱能力を向上させることができる。
(A4)暖房モード
暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを開く。
暖房モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、並列除湿暖房モードと同様に制御する。
また、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの絞り開度については、暖房用膨張弁14aへ流入する冷媒の過冷却度SC2が、目標過冷却度SCO2に近づくように制御する。
暖房用膨張弁14aへ流入する冷媒の過冷却度SC2は、第2冷媒温度センサ64bによって検出された第2冷媒温度TR2、および第2冷媒圧力センサ65bによって検出された第2冷媒圧力PR2を用いて算出される。目標過冷却度SCO2は、第1冷媒温度センサ64aによって検出された第1冷媒温度TR1に基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、COPが極大値に近づくように決定される。
また、制御装置60は、冷房モードと同様に、熱媒体回路40の高温側ポンプ411等の作動を制御する。また、制御装置60は、冷房モードと同様に、室内空調ユニット30の室内送風機32等の作動を制御する。
従って、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室外熱交換器16を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12にて、熱媒体が加熱される。
また、暖房モードの熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体がヒータコア413へ供給される。
また、暖房モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32から送風された送風空気が、室内蒸発器18を通過する。室内蒸発器18を通過した送風空気が、エアミックスドア34の開度調整によって、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整される。そして、温度調整された送風空気が車室内へ吹き出されることによって、車室内の暖房が実現される。
次に、温度調整用の運転モードについて説明する。温度調整用の運転モードでは、第1温度調整対象物であるバッテリ51、および第2温度調整対象物である強電系機器50の温度調整を行う。
前述の如く、本実施形態では、第1温度調整対象物であるバッテリ51の適正な温度帯と、第2温度調整対象物である強電系機器50の適正な温度帯が異なっている。このため、温度調整用の運転モードでは、バッテリ51の温度調整を行うためのバッテリ用の運転モードと、強電系機器50の温度調整を行うための強電系機器用の運転モードと、を組み合わせて実行する。
バッテリ用の運転モードとしては、(B1)バッテリ加温モード、(B2)バッテリ均温モード、(B3)バッテリ冷却モードがある。
(B1)バッテリ加温モードは、温度調整された熱媒体によってバッテリ51の暖機を行う運転モードである。
(B2)バッテリ均温モードは、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化を行う運転モードである。
(B3)バッテリ冷却モードは、チラー20にて冷却された熱媒体によってバッテリ51を冷却する運転モードである。
また、強電系機器用の運転モードとしては、(C1)強電系機器蓄熱モード、(C2)強電系機器廃熱回収モード、(C3)強電系機器冷却モードがある。
(C1)強電系機器蓄熱モードは、強電系機器50の発熱によって、強電系機器50の暖機および熱媒体の加熱を行う運転モードである。
(C2)強電系機器廃熱回収モードは、チラー20にて冷却された熱媒体によって強電系機器50を冷却する運転モードである。換言すると、チラー20にて強電系機器50の廃熱を低圧冷媒に吸熱させる運転モードである。
(C3)強電系機器冷却モードは、低温側ラジエータ423にて冷却された熱媒体によって強電系機器50を冷却する運転モードである。
温度調整用の運転モードの切り替えは、制御装置60に記憶されている温度調整用の制御プログラムが実行されることによって行われる。温度調整用の制御プログラムは、ユーザが車室内の空調を要求しているか否かにかかわらず、車両システムが起動している際あるいは外部電源からバッテリ51に充電している際に実行される。
温度調整用の制御プログラムでは、所定の周期毎に上述のセンサ群の検出信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号に基づいて、温度調整用の運転モードを切り替える。
より具体的には、温度調整用の制御プログラムでは、バッテリ温度センサ68によって検出されたバッテリ温度TBおよび第2低温側熱媒体温度センサ67bによって検出された第2低温側熱媒体温度TWL2に基づいて、予め制御装置60に記憶された制御マップを参照して、温度調整用の運転モードを切り替える。
温度調整用の制御プログラムが参照する制御マップでは、図6の制御特性図に示すように、バッテリ温度TBが第1基準バッテリ温度KTB1以下になっている際には、バッテリ用の運転モードを(B1)バッテリ加温モードに切り替える。
そして、バッテリ温度TBが上昇過程では、バッテリ温度TBが第2基準バッテリ温度KTB2以上になると、(B1)バッテリ加温モードから(B2)バッテリ均温モードへ切り替える。さらに、バッテリ温度TBが第4基準バッテリ温度KTB4以上になると、(B2)バッテリ均温モードから(B3)バッテリ冷却モードへ切り替える。
一方、バッテリ温度TBが下降過程では、バッテリ温度TBが第3基準バッテリ温度KTB3以下になると、(B3)バッテリ冷却モードから(B2)バッテリ均温モードへ切り替える。さらに、バッテリ温度TBが第1基準バッテリ温度KTB1以下になると、(B2)バッテリ均温モードから(B1)バッテリ加温モードへ切り替える。
上述した第4基準バッテリ温度KTB4と第3基準バッテリ温度KTB3との温度差、および第2基準バッテリ温度KTB2と第1基準バッテリ温度KTB1との温度差は、制御ハンチング防止のためのヒステリシス幅として設定されている。
さらに、図6の制御特性図に示すように、第2低温側熱媒体温度TWL2が第1基準強電系機器側温度KTWL21以下になっている際には、強電系機器用の運転モードを(C1)強電系機器蓄熱モードへ切り替える。
そして、第2低温側熱媒体温度TWL2が上昇過程では、第2低温側熱媒体温度TWL2が第2基準強電系機器側温度KTWL22以上になると、(C1)強電系機器蓄熱モードから(C2)強電系機器廃熱回収モードへ切り替える。さらに、第2低温側熱媒体温度TWL2が第4基準強電系機器側温度KTWL24以上になると、(C2)強電系機器廃熱回収モードから(C3)強電系機器冷却モードへ切り替える。
一方、第2低温側熱媒体温度TWL2が下降過程では、第2低温側熱媒体温度TWL2が第3基準強電系機器側温度KTWL23以下になると、(C3)強電系機器冷却モードから(C2)強電系機器廃熱回収モードへ切り替える。さらに、第2低温側熱媒体温度TWL2が第1基準強電系機器側温度KTWL21以下になると、(C2)強電系機器廃熱回収モードから(C1)強電系機器蓄熱モードへ切り替える。
但し、図6の制御特性図に示すように、本実施形態では、バッテリ用の運転モードが(B3)バッテリ冷却モードになっている場合は、バッテリ51の冷却を優先するために、強電系機器用の運転モードを(C3)強電系機器冷却モードにする。
以下に温度調整用の各運転モードの詳細作動を説明する。以下の説明では、温度調整用の各運転モードを、バッテリ用の運転モードに付した符号と強電系機器用の運転モードに付した符号を組み合わせて表す。例えば、(B1)バッテリ加温モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードをB1C1モードと記載する。
まず、車両走行時等のように、車室内空調が行われている場合の温度調整用の運転モード、すなわち空調中の温度調整用の運転モードについて説明する。
空調中の温度調整用の運転モードでは、上述した(A1)冷房モード、(A2)直列除湿暖房モード、(A3)並列除湿暖房モード、(A4)暖房モードのいずれかが実行されていることを前提とする。換言すると、空調中の温度調整用の運転モードでは、冷凍サイクル装置10の圧縮機11、室内空調ユニット30の室内送風機32、熱媒体回路40の高温側回路41の高温側ポンプ411等が作動していることを前提とする。
(空調中のB1C1モード)
B1C1モードは、(B1)バッテリ加温モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードである。
B1C1モードは、(B1)バッテリ加温モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードである。
B1C1モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、B1C1モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒がチラー20へ流入することはない。
また、制御装置60は、三方弁44の作動を制御して、内部に流入した熱媒体をヒータコア413側および入口側接続通路431側の双方へ流出させる。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bを作動させる。
また、制御装置60は、五方弁422の作動を制御して、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と熱媒体バイパス通路424の入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続する回路に切り替える。
このため、B1C1モードの熱媒体回路40では、図7の矢印で示すように、熱媒体が流れる。具体的には、B1C1モードの高温側回路41では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、電気ヒータ412、三方弁44、ヒータコア413、高温側ポンプ411の吸入口の順に循環する。
また、B1C1モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、熱媒体バイパス通路424、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、チラー20の熱媒体通路20b、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
また、B1C1モードの接続通路43では、三方弁44へ流入した熱媒体の一部が、入口側接続通路431を介して、第1低温側ポンプ421aの吸入口側へ熱媒体が流れる。また、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体の一部が、出口側接続通路432を介して、高温側ポンプ411の吸入口側へ熱媒体が流れる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、第1低温側熱媒体温度センサ67aによって検出された第1低温側熱媒体温度TWL1が、予め定めた暖機用目標温度TWLW1に近づくように、三方弁44の作動を制御する。換言すると、制御装置60は、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体の温度が、暖機用目標温度TWLW1に近づくように、三方弁44の作動を制御する。暖機用目標温度TWLW1は、バッテリ51を適切に暖機することができるように設定されている。
従って、B1C1モードの熱媒体回路40では、車室内空調のために水冷媒熱交換器12あるいは電気ヒータ412にて加熱された熱媒体が三方弁44へ流入する。三方弁44へ流入した熱媒体は、三方弁44にて分流されて、ヒータコア413および入口側接続通路431へ流入する。
三方弁44から入口側接続通路431へ流入した熱媒体は、第6熱媒体継手部45fへ流入する。第6熱媒体継手部45fでは、入口側接続通路431から流出した熱媒体の流れと、熱媒体バイパス通路424から流出した熱媒体の流れが合流する。この際、三方弁44は、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体の温度が暖機用目標温度TWLW1に近づくように、入口側接続通路431を流通する熱媒体の流量を調整する。
第6熱媒体継手部45fから流出した熱媒体は、第1低温側ポンプ421aへ吸入されて、バッテリ51の冷却水通路51aへ圧送される。バッテリ51の冷却水通路51aへ流入した熱媒体は、バッテリ51の各電池セルに放熱する。これにより、バッテリ51の暖機が行われる。
バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体の流れは、第2熱媒体継手部45bにて分岐される。第2熱媒体継手部45bにて分岐された一方の熱媒体は、出口側接続通路432を介して第1熱媒体継手部45aへ流入する。
第1熱媒体継手部45aでは、出口側接続通路432から流出した熱媒体の流れと、ヒータコア413から流出した熱媒体の流れが合流する。第1熱媒体継手部45aにて合流した熱媒体は、高温側ポンプ411へ吸入される。
第2熱媒体継手部45bにて分岐された他方の熱媒体は、五方弁422を介して熱媒体バイパス通路424へ流入する。熱媒体バイパス通路424から流出した熱媒体は、第4熱媒体継手部45dを介して第6熱媒体継手部45fへ流入する。
また、B1C1モードの低温側回路42では、第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54aへ流入する。この際、強電系機器50の冷却水通路52a~54aを流通する熱媒体の温度が強電系機器50の温度よりも低くなっていれば、熱媒体が強電系機器50の廃熱を吸熱する。
強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体は、五方弁422を介して、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する。B1C1モードでは、冷却用膨張弁14cが全閉状態となっている。このため、チラー20にて、熱媒体と冷媒が熱交換することはない。
チラー20の熱媒体通路20bから流出した熱媒体は、第3熱媒体継手部45cおよび第5熱媒体継手部45eを介して、第2低温側ポンプ421bへ吸入される。つまり、B1C1モードの低温側回路42では、強電系機器50の廃熱が冷媒や外気に放熱されることがなく、強電系機器50の暖機および熱媒体の加熱が行われる。
(空調中のB1C2モード)
B1C2モードは、(B1)バッテリ加温モードと(C2)強電系機器廃熱回収モードとを実行する運転モードである。ここで、(C2)強電系機器廃熱回収モードは、強電系機器50の冷却を目的とする運転モードではない。このため、B1C2モードにおいて、空調あるいはバッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合には、B1C1モードと同様の運転を行えばよい。
B1C2モードは、(B1)バッテリ加温モードと(C2)強電系機器廃熱回収モードとを実行する運転モードである。ここで、(C2)強電系機器廃熱回収モードは、強電系機器50の冷却を目的とする運転モードではない。このため、B1C2モードにおいて、空調あるいはバッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合には、B1C1モードと同様の運転を行えばよい。
空調中のB1C2モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、B1C2モードの冷凍サイクル装置10では、冷却用膨張弁14cで減圧された低圧冷媒がチラー20の冷媒通路20aへ流入する。チラー20の冷媒通路20aから流出した冷媒は、第6冷媒継手部13f、第4冷媒継手部13dを介して、アキュムレータ21へ流入する。
さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する。同時に、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、第1冷媒継手部13a、除湿用通路22a、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。つまり、室外熱交換器16とチラー20が冷媒流れに対して並列的に接続されるサイクルが構成される。
また、制御装置60は、B1C1モードと同様に、三方弁44、五方弁422、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。
このため、B1C2モードの熱媒体回路40では、図7の矢印で示すように、B1C1モードと同様に熱媒体が流れる。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御することができる。例えば、制御装置60は、第2低温側熱媒体温度TWL2が、予め定めた強電系機器用目標温度TWLO2に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御してもよい。換言すると、制御装置60は、強電系機器50の冷却水通路50aへ流入する熱媒体の温度が、強電系機器用目標温度TWLO2に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。強電系機器用目標温度TWLO2は、強電系機器50を適切に作動させることができるように設定されている。
従って、B1C2モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、少なくともチラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。このため、少なくともチラー20にて低圧冷媒が回収した強電系機器50の廃熱を熱源として、水冷媒熱交換器12にて高温側回路41を流通する熱媒体を加熱することができる。
また、B1C2モードの熱媒体回路40では、B1C1モードと同様に、バッテリ51の暖機が行われる。
また、B1C2モードの低温側回路42では、第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54aへ流入する。強電系機器50の冷却水通路52a~54aを流通する熱媒体は、強電系機器50の廃熱を吸熱する。これにより、強電系機器50が冷却される。
強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体は、五方弁422を介して、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する。B1C2モードでは、冷却用膨張弁14cが絞り状態となっている。このため、チラー20へ流入した熱媒体は、冷却用膨張弁14cにて減圧された低圧冷媒と熱交換して冷却される。これにより、強電系機器50の冷却水通路50aへ流入する熱媒体の温度が強電系機器用目標温度TWLO2に近づく。
チラー20の熱媒体通路20bから流出した熱媒体は、第3熱媒体継手部45cおよび第5熱媒体継手部45eを介して、第2低温側ポンプ421bへ吸入される。
一方、チラー20へ流入した低圧冷媒は、熱媒体の有する熱を吸熱して蒸発する。換言すると、チラー20へ流入した低圧冷媒は、強電系機器50の廃熱を回収する。
また、空調中のB1C2モードでは、冷凍サイクル装置10の圧縮機11が作動している。従って、空調中のB1C2モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11が、チラー20にて強電系機器50の廃熱を回収した冷媒を圧縮して、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12a側へ吐出する。
水冷媒熱交換器12では、チラー20にて低圧冷媒が回収した強電系機器50の廃熱の少なくとも一部が、高温側回路41を流通する熱媒体に放熱される。これにより、高温側回路41を流通する熱媒体が加熱される。つまり、B1C2モードでは、強電系機器50の廃熱を熱源として、高温側回路41を流通する熱媒体が加熱される。さらに、加熱された熱媒体を熱源として、送風空気の加熱およびバッテリ51の暖機が行われる。
ところで、バッテリ51の暖機を行う手段として、強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体を、バッテリ51の冷却水通路51aへ直接流入させる手段が考えられる。
ところが、強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体は、比較的高温(具体的には、60℃以上)になっている可能性がある。このため、強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体を、バッテリ51の冷却水通路51aへ直接流入させてしまうと、バッテリ51の温度を急上昇させて、バッテリ51の劣化を進行させてしまう可能性がある。
これに対して、B1C2モードでは、強電系機器50の廃熱を冷凍サイクル装置10の冷媒に回収させて、高温側回路41を流通する熱媒体の加熱源として利用している。従って、高温側回路41を流通する熱媒体の温度を、強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した直後の熱媒体の温度よりも低下させた所望の温度とすることができる。
その結果、B1C2モードでは、バッテリ51の温度の急上昇を招くことなく、バッテリ51の適切な暖機を行うことができる。
(空調中のB1C3モード)
B1C3モードは、(B1)バッテリ加温モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B1C3モードは、(B1)バッテリ加温モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B1C3モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、B1C3モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒がチラー20へ流入することはない。
また、制御装置60は、B1C1モードと同様に、三方弁44、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。また、制御装置60は、五方弁422の作動を制御して、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と熱媒体バイパス通路424の入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続する回路に切り替える。
このため、B1C3モードの熱媒体回路40では、図8の矢印で示すように熱媒体が流れる。具体的には、B1C3モードの高温側回路41では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が、B1C1モードと同様に循環する。また、B1C3モードの接続通路43では、B1C1モードと同様に熱媒体が流れる。
また、B1C3モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、熱媒体バイパス通路424、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、低温側ラジエータ423、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
従って、B1C3モードの熱媒体回路40では、B1C1モードと同様に、バッテリ51の適切な暖機が行われる。
また、B1C3モードの低温側回路42では、第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54aへ流入する。強電系機器50の冷却水通路52a~54aを流通する熱媒体は、強電系機器50の廃熱を吸熱する。これにより、強電系機器50が冷却される。
強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体は、五方弁422を介して、低温側ラジエータ423へ流入する。低温側ラジエータ423へ流入した熱媒体は、外気に放熱して冷却される。これにより、強電系機器50の冷却水通路52a~54aへ流入する熱媒体が外気温程度に冷却される。
低温側ラジエータ423から流出した熱媒体は、第5熱媒体継手部45eを介して、第2低温側ポンプ421bへ吸入される。つまり、B1C3モードの低温側回路42では、低温側ラジエータ423にて、強電系機器50の廃熱を外気に放熱することによって、強電系機器50の冷却が行われる。
(空調中のB2C1モード)
B2C1モードは、(B2)バッテリ均温モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードである。
B2C1モードは、(B2)バッテリ均温モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードである。
B2C1モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、B1C1モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒がチラー20へ流入することはない。
また、制御装置60は、三方弁44の作動を制御して、内部に流入した熱媒体の全流量をヒータコア413側へ流出させる。また、制御装置60は、B1C1モードと同様に、五方弁422、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。
このため、B2C1モードの熱媒体回路40では、図9の矢印で示すように、熱媒体が流れる。具体的には、B2C1モードの高温側回路41では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が、水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12b、電気ヒータ412、三方弁44、ヒータコア413、高温側ポンプ411の吸入口の順に循環する。また、B2C1モードの接続通路43では、熱媒体は流通しない。
また、B2C1モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、熱媒体バイパス通路424、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、チラー20の熱媒体通路20b、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
従って、B2C1モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51aへ圧送される。そして、熱媒体がバッテリ51の冷却水通路51aを流通することによって、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化が行われる。また、B2C1モードの低温側回路42では、B1C1モードと同様に、強電系機器50の暖機および熱媒体の加熱が行われる。
ここで、B2C1モードでは、各電池セルの温度差ΔTBが、予め定めた基準温度差ΔKTB以下となっている際には、第1低温側ポンプ421aを停止させる均温OFFモードを実行してもよい。温度差ΔTBは、バッテリ温度センサ68の検出値から算定することができる。また、基準温度差ΔKTBは、バッテリ51の劣化を招かないように設定すればよい。
(空調中のB2C2モード)
B2C2モードは、(B2)バッテリ均温モードと(C2)強電系機器廃熱回収モードとを実行する運転モードである。B2C2モードについても、空調あるいはバッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合は、B2C1モードと同様の運転を行えばよい。
B2C2モードは、(B2)バッテリ均温モードと(C2)強電系機器廃熱回収モードとを実行する運転モードである。B2C2モードについても、空調あるいはバッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合は、B2C1モードと同様の運転を行えばよい。
空調中のB2C2モードでは、制御装置60が、B1C2モードと同様に、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、B2C2モードの冷凍サイクル装置10では、冷却用膨張弁14cで減圧された低圧冷媒がチラー20の冷媒通路20aへ流入する。チラー20の冷媒通路20aから流出した冷媒は、第6冷媒継手部13f、第4冷媒継手部13dを介して、アキュムレータ21へ流入する。
さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、B1C2モードと同様に、室外熱交換器16とチラー20が冷媒流れに対して並列的に接続されるサイクルが構成される。
また、制御装置60は、B2C1モードと同様に、三方弁44、五方弁422、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。
このため、B2C2モードの熱媒体回路40では、図9の矢印で示すように、B2C1モードと同様に熱媒体が流れる。
さらに、制御装置60は、B1C2モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。
従って、B2C2モードの低温側回路42では、B2C1モードと同様に、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化が行われる。
また、B2C2モードの低温側回路42では、B1C2モードと同様に、チラー20にて冷却された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54aを流通することによって、強電系機器50が冷却される。
また、空調中のB2C2モードでは、冷凍サイクル装置10の圧縮機11が作動している。従って、空調中のB2C2モードの冷凍サイクル装置10では、B1C2モードと同様に、チラー20にて低圧冷媒が回収した強電系機器50の廃熱を熱源として、高温側回路41を流通する熱媒体が加熱される。さらに、加熱された熱媒体を熱源として、送風空気が加熱される。
さらに、B2C2モードにおいても、B2C1モードと同様に、均温OFFモードを実行してもよい。
(空調中のB2C3モード)
B2C3モードは、(B2)バッテリ均温モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B2C3モードは、(B2)バッテリ均温モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B2C3モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、B2C3モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒がチラー20へ流入することはない。
また、制御装置60は、B2C1モードと同様に、三方弁44、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。また、制御装置60は、五方弁422の作動を制御して、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と熱媒体バイパス通路424の入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続する回路に切り替える。
このため、B2C3モードの熱媒体回路40では、図10の矢印で示すように熱媒体が流れる。具体的には、B2C3モードの高温側回路41では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が、B2C1モードと同様に循環する。また、B2C3モードの接続通路43では、B2C1モードと同様に、熱媒体は流通しない。
また、B2C3モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、熱媒体バイパス通路424、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、低温側ラジエータ423、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
従って、B2C3モードの低温側回路42では、B2C1モードと同様に、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化が行われる。また、B2C3モードの低温側回路42では、B1C3モードと同様に、低温側ラジエータ423にて、強電系機器50の廃熱を外気に放熱することによって、強電系機器50の冷却が行われる。
さらに、B2C3モードにおいても、B2C1モードと同様に、均温OFFモードを実行してもよい。
(空調中のB3C3モード)
B3C3モードは、(B3)バッテリ冷却モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B3C3モードは、(B3)バッテリ冷却モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
空調中のB3C3モードでは、制御装置60が、B1C2モードと同様に、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、B3C3モードの冷凍サイクル装置10では、冷却用膨張弁14cで減圧された低圧冷媒がチラー20の冷媒通路20aへ流入する。チラー20の冷媒通路20aから流出した冷媒は、第6冷媒継手部13f、第4冷媒継手部13dを介して、アキュムレータ21へ流入する。
さらに、空調用の運転モードが、(A4)暖房モードになっている際には、B1C2モードと同様に、室外熱交換器16とチラー20が冷媒流れに対して並列的に接続されるサイクルが構成される。
また、制御装置60は、三方弁44の作動を制御して、内部に流入した熱媒体の全流量をヒータコア413側へ流出させる。また、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bを作動させる。
また、制御装置60は、五方弁422の作動を制御して、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続する回路に切り替える。
このため、B3C3モードの熱媒体回路40では、図11の矢印で示すように熱媒体が流れる。具体的には、B3C3モードの高温側回路41では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が、B2C1モードと同様に循環する。また、B3C3モードの接続通路43では、B2C1モードと同様に、熱媒体は流通しない。
また、B3C3モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、低温側ラジエータ423、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、第1低温側熱媒体温度TWL1が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。換言すると、制御装置60は、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体の温度が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づくように、冷却用膨張弁14cの絞り開度を制御する。バッテリ用目標温度TWLO1は、バッテリ51を適切に作動させることができるように設定されている。
従って、B3C3モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する。バッテリ51の冷却水通路51aを流通する熱媒体は、バッテリ51の廃熱を吸熱する。これにより、バッテリ51が冷却される。
バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体は、五方弁422を介して、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する。チラー20へ流入した熱媒体は、冷却用膨張弁14cにて減圧された低圧冷媒と熱交換して冷却される。これにより、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体の温度が、バッテリ用目標温度TWLO1に近づく。
チラー20の熱媒体通路20bから流出した熱媒体は、第3熱媒体継手部45cおよび第4熱媒体継手部45dを介して、第1低温側ポンプ421aへ吸入される。
一方、チラー20へ流入した低圧冷媒は、熱媒体の有する熱を吸熱して蒸発する。換言すると、チラー20へ流入した低圧冷媒は、バッテリ51の廃熱を回収する。
また、空調中のB3C3モードでは、冷凍サイクル装置10の圧縮機11が作動している。従って、空調中のB3C3モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11が、チラー20にてバッテリ51の廃熱を回収した冷媒を圧縮して、水冷媒熱交換器12の冷媒通路12a側へ吐出する。
水冷媒熱交換器12では、チラー20にて低圧冷媒が回収したバッテリ51の廃熱の少なくとも一部が、高温側回路41を流通する熱媒体に放熱される。これにより、高温側回路41を流通する熱媒体が加熱される。さらに、加熱された熱媒体を熱源として、送風空気が加熱される。
また、B3C3モードの低温側回路42では、B1C3モードと同様に、低温側ラジエータ423にて、強電系機器50の廃熱を外気に放熱することによって、強電系機器50の冷却が行われる。
次に、バッテリ51の充電時のように、車室内空調が行われていない場合、すなわち非空調中の温度調整用の運転モードについて説明する。
車室内空調が行われていない場合には、冷凍サイクル装置10の圧縮機11、室内空調ユニット30の室内送風機32、熱媒体回路40の高温側回路41の高温側ポンプ411等を停止させることができる。そこで、非空調中の温度調整用の運転モードでは、不必要なエネルギ消費を抑制するために、必要に応じて冷凍サイクル装置10の圧縮機11等を作動させる。
(非空調中のB1C1モード)
B1C1モードでは、バッテリ51の暖機のために、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要がある。
B1C1モードでは、バッテリ51の暖機のために、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要がある。
そこで、非空調中のB1C1モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、非空調中のB1C1モードの冷凍サイクル装置10では、(A4)暖房モードと同様の順で冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、高温側ポンプ411については、予め定めた圧送能力を発揮するように制御する。その他の作動は、空調中のB1C1モードと同様である。
従って、非空調中のB1C1モードの冷凍サイクル装置10では、(A4)暖房モードと同様に、室外熱交換器16にて外気から吸熱した熱を熱源として、水冷媒熱交換器12にて高温側回路41を流通する熱媒体を加熱することができる。
また、非空調中のB1C1モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32が停止しているので、ヒータコア413にて、熱媒体と送風空気が熱交換することはない。従って、加熱された送風空気が車室内へ吹き出されてしまうことはない。
また、B1C1モードの熱媒体回路40では、図7の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中のB1C1モードでは、空調中のB1C1モードと同様に、バッテリ51の暖機、強電系機器50の暖機、および熱媒体の加熱が行われる。
(非空調中のB1C2モード)
B1C2モードでは、バッテリ51の暖機のために、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要がある。さらに、B1C2モードでは、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要があるものとする。もちろん、空調中と同様に、バッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合は、B1C1モードと同様の運転を行えばよい。
B1C2モードでは、バッテリ51の暖機のために、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要がある。さらに、B1C2モードでは、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要があるものとする。もちろん、空調中と同様に、バッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合は、B1C1モードと同様の運転を行えばよい。
そこで、非空調中のB1C2モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを開き、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、非空調中のB1C2モードの冷凍サイクル装置10では、空調用の運転モードが(A4)暖房モードになっている際の空調中のB1C2モードと同様に、室外熱交換器16とチラー20が冷媒流れに対して並列的に接続されるサイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、高温側ポンプ411については、予め定めた圧送能力を発揮するように制御する。その他の作動は、空調中のB1C2モードと同様である。
従って、非空調中のB1C2モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させ、室外熱交換器16およびチラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。このため、チラー20にて低圧冷媒が回収した強電系機器50の廃熱と室外熱交換器16にて冷媒が外気から吸熱した熱とを熱源として、水冷媒熱交換器12にて高温側回路41を流通する熱媒体を加熱することができる。
また、非空調中のB1C1モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32が停止しているので、ヒータコア413にて、熱媒体と送風空気が熱交換することはない。従って、加熱された送風空気が車室内へ吹き出されてしまうことはない。
また、B1C2モードの熱媒体回路40では、図7の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中の熱媒体回路40では、空調中のB1C2モードと同様に、バッテリ51の暖機、および強電系機器50の廃熱の回収が行われる。
ここで、非空調用のB1C2モードの冷凍サイクル装置10では、チラー20にて低圧冷媒が回収した強電系機器50の廃熱、および室外熱交換器16にて冷媒が外気から吸熱した熱の双方を熱源として、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱することができる。これに対して、強電系機器50の廃熱のみを熱源とすることで、バッテリ51を充分に暖機できる場合は、暖房用膨張弁14aを全閉状態としてもよい。
(非空調中のB1C3モード)
B1C3モードでは、バッテリ51の暖機のために、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要がある。
B1C3モードでは、バッテリ51の暖機のために、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要がある。
そこで、非空調中のB1C3モードでは、制御装置60が、非空調中のB1C1モードと同様に、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを開く。
このため、非空調中のB1C3モードの冷凍サイクル装置10では、(A4)暖房モードと同様の順で冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、高温側ポンプ411については、予め定めた圧送能力を発揮するように制御する。その他の作動は、空調中のB1C3モードと同様である。
従って、非空調中のB1C3モードの冷凍サイクル装置10では、(A4)暖房モードと同様に、室外熱交換器16にて外気から吸熱した熱を熱源として、水冷媒熱交換器12にて高温側回路41を流通する熱媒体を加熱することができる。
また、非空調中のB1C3モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32が停止しているので、ヒータコア413にて、熱媒体と送風空気が熱交換することはない。従って、加熱された送風空気が車室内へ吹き出されてしまうことはない。
また、B1C3モードの熱媒体回路40では、図8の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中のB1C3モードでは、空調中のB1C3モードと同様に、バッテリ51の暖機、および強電系機器50の冷却が行われる。
(非空調中のB2C1モード)
非空調中のB2C1モードでは、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要や、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要がない。このため、非空調中のB2C1モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の圧縮機11や、室内空調ユニット30の室内送風機32等を停止させる。その他の作動は、空調中のB2C1モードと同様である。
非空調中のB2C1モードでは、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要や、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要がない。このため、非空調中のB2C1モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の圧縮機11や、室内空調ユニット30の室内送風機32等を停止させる。その他の作動は、空調中のB2C1モードと同様である。
このため、B2C1モードの熱媒体回路40では、図9の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中のB2C1モードでは、空調中のB2C1モードと同様に、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化、強電系機器50の暖機、および熱媒体の加熱が行われる。
ここで、図9では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が高温側回路41を循環する例を図示しているが、非空調中のB2C1モードでは、高温側ポンプ411を停止させてもよい。さらに、非空調中のB2C1モードにおいても、均温OFFモードを実行してもよい。
(非空調中のB2C2モード)
B2C2モードでは、チラー20にて、低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要があるものとする。もちろん、空調中と同様に、バッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合は、B2C1モードと同様の運転を行えばよい。
B2C2モードでは、チラー20にて、低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要があるものとする。もちろん、空調中と同様に、バッテリ51の暖機のために強電系機器50の廃熱を回収する要求がない場合は、B2C1モードと同様の運転を行えばよい。
そこで、非空調中のB2C2モードでは、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、非空調中のB2C2モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11から吐出された冷媒が、水冷媒熱交換器12、全開となっている暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、逆止弁17、冷却用膨張弁14c、チラー20、アキュムレータ21、圧縮機11の吸入口の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、高温側ポンプ411については、非空調中のB1C1モードと同様に制御する。その他の作動は、空調中のB2C2モードと同様である。
従って、非空調中のB2C2モードの冷凍サイクル装置10では、室外熱交換器16を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、チラー20にて低圧冷媒が回収した強電系機器50の廃熱を、外気に放熱させることができる。
さらに、高温側回路41を流通する熱媒体の温度が高圧冷媒よりも低くなっている際には、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させることができる。この場合は、水冷媒熱交換器12にて、強電系機器50の廃熱を熱媒体へ放熱させることができる。
また、非空調中のB2C2モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32が停止しているので、ヒータコア413にて、熱媒体と送風空気が熱交換することはない。従って、加熱された送風空気が車室内へ吹き出されてしまうことはない。
また、B2C2モードの熱媒体回路40では、図9の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中のB2C2モードでは、空調中のB2C2モードと同様に、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化、および強電系機器50の廃熱の回収が行われる。
ここで、図9では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が高温側回路41を循環する例を図示しているが、非空調用のB2C2モードでは、高温側ポンプ411を停止させてもよい。さらに、非空調中のB2C2モードにおいても、均温OFFモードを実行してもよい。
(非空調中のB2C3モード)
非空調中のB2C3モードでは、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要や、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要がない。このため、非空調中のB2C3モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の圧縮機11や、室内空調ユニット30の室内送風機32等を停止させる。その他の作動は、空調中のB2C3モードと同様である。
非空調中のB2C3モードでは、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱する必要や、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要がない。このため、非空調中のB2C3モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の圧縮機11や、室内空調ユニット30の室内送風機32等を停止させる。その他の作動は、空調中のB2C3モードと同様である。
このため、B2C3モードの熱媒体回路40では、図10の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中のB2C3モードでは、空調中のB2C3モードと同様に、バッテリ51を形成する各電池セルの均温化、強電系機器50の冷却が行われる。
ここで、図10では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が高温側回路41を循環する例を図示しているが、非空調中のB2C3モードでは、高温側ポンプ411を停止させてもよい。さらに、非空調中のB2C3モードにおいても、均温OFFモードを実行してもよい。
(非空調中のB3C3モード)
B3C3モードでは、チラー20にて、低圧冷媒にバッテリ51の廃熱を吸熱させる必要がある。
B3C3モードでは、チラー20にて、低圧冷媒にバッテリ51の廃熱を吸熱させる必要がある。
そこで、非空調中のB3C3モードでは、制御装置60が、非空調中のB2C2モードと同様に、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、非空調中のB3C3モードでは、非空調中のB2C2モードと同様の順で冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。また、制御装置60は、高温側ポンプ411については、予め定めた圧送能力を発揮するように制御する。その他の作動は、空調中のB3C3モードと同様である。
従って、非空調中のB3C3モードの冷凍サイクル装置10では、室外熱交換器16を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。その結果、チラー20にて低圧冷媒が回収したバッテリ51の廃熱を、外気に放熱させることができる。
さらに、高温側回路41を流通する熱媒体の温度が高圧冷媒よりも低くなっている際には、水冷媒熱交換器12を凝縮器として機能させることができる。この場合は、水冷媒熱交換器12にて、バッテリ51の廃熱を熱媒体へ放熱させることができる。
また、非空調中のB3C3モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32が停止しているので、ヒータコア413にて、熱媒体と送風空気が熱交換することはない。従って、加熱された送風空気が車室内へ吹き出されてしまうことはない。
また、B3C3モードの熱媒体回路40では、図11の矢印で示すように熱媒体が流れる。従って、非空調中のB3C3モードでは、空調中のB3C3モードと同様に、バッテリ51の冷却、および強電系機器50の冷却が行われる。
ここで、図11では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が高温側回路41を循環する例を図示しているが、非空調中のB3C3モードでは、高温側ポンプ411を停止させてもよい。
上述した非空調中のB3C3モードでは、バッテリ温度TBが第4基準バッテリ温度KTB4以上の比較的高温になった際に、バッテリ51を冷却する運転モードである。従って、非空調中のB3C3モードは、バッテリ51の発熱量が多くなる充電時等に実行してもよい。
ところが、バッテリ51を通常充電時よりも短時間で充電する急速充電時には、通常充電時よりもバッテリ51の発熱量が多くなる。そのため、急速充電時には、熱管理システム1がB3B3モードに切り替えても、バッテリ51の冷却が不充分になってしまう可能性がある。
このため、本実施形態で熱管理システム1では、B3B3モードよりも高い冷却能力でバッテリ51を冷却する(D)急速充電冷却モードを実行することができる。(D)急速充電冷却モードは、バッテリ51の急速充電が開始された際に実行される。以下に(D)急速充電冷却モードの詳細作動を説明する。
(D)急速充電冷却モード
急速充電冷却モードでは、制御装置60が、非空調中のB3C3モードと同様に、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
急速充電冷却モードでは、制御装置60が、非空調中のB3C3モードと同様に、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、急速充電冷却モードでは、非空調中のB3C3モードと同様の順で冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、圧縮機11の回転数については、予め定めた吐出能力を発揮するように制御する。
また、制御装置60は、五方弁422の作動を制御して、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続すると同時に、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と低温側ラジエータ423の熱媒体入口側とを接続する回路に切り替える。
このため、急速充電冷却モードの熱媒体回路40の低温側回路42では、図12の矢印で示すように熱媒体が流れる。
具体的には、急速充電冷却モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、チラー20の熱媒体通路20b、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。同時に、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、低温側ラジエータ423、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。その他の作動は、空調中のB3C3モードと同様である。
従って、急速充電冷却モードの冷凍サイクル装置10では、室外熱交換器16を凝縮器として機能させ、チラー20を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。このため、チラー20にて低圧冷媒が回収したバッテリ51の廃熱を、外気に放熱させることができる。
また、急速充電冷却モードの室内空調ユニット30では、室内送風機32が停止しているので、ヒータコア413にて、熱媒体と送風空気が熱交換することはない。従って、加熱された送風空気が車室内へ吹き出されてしまうことはない。
また、急速充電冷却モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する。バッテリ51の冷却水通路51aを流通する熱媒体は、バッテリ51の廃熱を吸熱する。これにより、バッテリ51が冷却される。
強電系機器50の冷却水通路52a~54aから流出した熱媒体の流れは、五方弁422にて分岐される。五方弁422にて分岐された一方の熱媒体は、チラー20の熱媒体通路20bへ流入する。チラー20の熱媒体通路20bへ流入した熱媒体は、低圧冷媒と熱交換して冷却される。チラー20の熱媒体通路20bから流出した熱媒体は、第3熱媒体継手部45cの1つの流入出口へ流入する。
一方、チラー20へ流入した低圧冷媒は、熱媒体の有する熱を吸熱して蒸発する。換言すると、低圧冷媒は、バッテリ51の廃熱を回収する。
五方弁422にて分岐された他方の熱媒体は、低温側ラジエータ423へ流入する。低温側ラジエータ423へ流入した熱媒体は、外気に放熱して冷却される。低温側ラジエータ423から流出した熱媒体は、第3熱媒体継手部45cの別の流入出口へ流入する。
第3熱媒体継手部45cでは、チラー20の熱媒体通路20bから流出した熱媒体の流れと低温側ラジエータ423から流出した熱媒体の流れが合流する。第3熱媒体継手部45cにて合流した熱媒体は、第4熱媒体継手部45dおよび第6熱媒体継手部45fを介して、第1低温側ポンプ421aへ吸入される。
従って、急速充電冷却モードでは、バッテリ51の廃熱をチラー20にて低圧冷媒に吸熱させるだけでなく、低温側ラジエータ423にて外気に放熱させることができる。これにより、急速充電冷却モードでは、B3C3モードよりもバッテリ51の冷却能力を向上させることができる。
その結果、急速充電冷却モードでは、通常充電時よりもバッテリ51の発熱量が増加する急速充通時であっても、バッテリ51の温度を適正な温度帯に冷却することができる。
以上の如く、本実施形態の熱管理システム1によれば、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。
ここで、本実施形態の熱管理システム1では、第1温度調整対象物であるバッテリ51の適正な温度帯と、第2温度調整対象物である強電系機器50の適正な温度帯が異なっている。このため、本実施形態の熱管理システム1では、バッテリ51を暖機しながら、強電系機器50を冷却しなければならない運転条件も存在する。
これに対して、本実施形態の熱管理システム1では、熱移動部である接続通路43を有している。従って、B1C2モード等で説明したように、水冷媒熱交換器12にて加熱された熱媒体の有する熱を、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体へ移動させることができる。従って、バッテリ51を加熱して暖機することができる。
さらに、接続通路43に熱媒体を流通させて熱を移動させている際に、五方弁422が、バッテリ51の冷却水通路51aと熱媒体バイパス通路424との間で熱媒体を循環させると同時に、強電系機器50の冷却水通路50aとチラー20の熱媒体通路20bとの間で熱媒体を循環させる回路構成に切り替える。
従って、バッテリ51の冷却水通路51aと熱媒体バイパス通路424との間を循環する熱媒体の温度の影響を受けることなく、強電系機器50の冷却水通路50aとチラー20の熱媒体通路20bとの間で熱媒体を循環させることができる。
このため、チラー20にて強電系機器50の冷却水通路50aから流出した熱媒体と冷却用膨張弁14cにて減圧された低圧冷媒とを熱交換させることによって、低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させることができる。そして、強電系機器50の冷却水通路50aへ流入する熱媒体を冷却することができる。
さらに、冷凍サイクル装置10では、チラー20にて低圧冷媒が回収した廃熱を熱源として、水冷媒熱交換器12にて高温側回路41を流通する熱媒体を加熱することができる。その結果、B1C2モードで説明したように、高温側回路41を流通する熱媒体を熱源として、バッテリ51を暖機することができる。
つまり、本実施形態の熱管理システム1によれば、バッテリ51を暖機しながら、強電系機器50の廃熱を回収して高温側回路41を流通する熱媒体の加熱源として利用することができる。すなわち、本実施形態の熱管理システム1によれば、第1温度調整対象物の適正な温度帯と第2温度調整対象物の適正な温度帯が異なっていても、温度調整対象物の発生させた熱を充分に有効利用することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1の高温側回路41は、高温側回路41を流通する熱媒体と加熱対象流体である送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換部であるヒータコア413を有している。従って、空調中のB1C2モード等で説明したように、強電系機器50の廃熱を回収して、送風空気の加熱源として充分に有効利用することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1では、熱移動部として接続通路43を採用している。そして、接続通路43の入口側接続通路431が、水冷媒熱交換器12から流出した熱媒体を、バッテリ51の冷却水通路51aの入口側へ導くように接続されている。これによれば、高温側回路41を流通する熱媒体を有する熱を、バッテリ51を暖機するために利用することができる。
さらに、入口側接続通路431は、水冷媒熱交換器12から流出した熱媒体を、熱媒体をバッテリ51の冷却水通路51aへ圧送する第1低温側ポンプ421aの吸入口側へ導いている。これによれば、水冷媒熱交換器12から流出した熱媒体を、確実に、バッテリ51の冷却水通路51aへ供給することができる。すなわち、高温側回路41を流通する熱媒体を有する熱を、確実に、バッテリ51を暖機するために利用することができる。
また、接続通路43の出口側接続通路432が、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、高温側ポンプ411の吸入口側へ導くように接続されている。さらに、ヒータコア413が、三方弁44と第1熱媒体継手部45aとの間に配置されている。つまり、三方弁44から接続通路43へ流入した熱媒体は、ヒータコア413を迂回して高温側ポンプ411の吸入口側へ導かれる。
これによれば、接続通路43に熱媒体を流通させても、ヒータコア413へ流入する熱媒体の温度に影響を与えにくい。従って、バッテリ51の暖機を行っても、車室内の空調に影響を与えにくい。
また、本実施形態の熱管理システム1では、五方弁422が、バッテリ51の冷却水通路51aと熱媒体バイパス通路424との間で熱媒体を循環させる回路構成に切り替えている際に、熱移動量制御部60cが、第1低温側熱媒体温度TWL1が暖機用目標温度TWLW1に近づくように、三方弁44の作動を制御する。
これによれば、入口側接続通路431を流通した熱媒体と熱媒体バイパス通路424を流通した熱媒体と混合させて、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入させることができる。従って、バッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体の温度の急変動を抑制して、より一層効果的に、バッテリ51の劣化の進行を抑制することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1の高温側回路41は、加熱部としての電気ヒータ412を有している。これによれば、冷凍サイクル装置10の熱媒体の加熱能力が不足しても、高温側回路41を流通する熱媒体の温度を上昇させて、バッテリ51の暖機や送風空気の加熱を行うことができる。
また、本実施形態の熱管理システム1の五方弁422は、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、熱媒体バイパス通路424およびチラー20の熱媒体通路20bの少なくとも一方へ流入させることができる。従って、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、冷却する回路構成と冷却しない回路構成を切り替えることができる。
また、本実施形態の熱管理システム1の五方弁422は、強電系機器50の冷却水通路50aから流出した熱媒体を、低温側ラジエータ423およびチラー20の熱媒体通路20bの少なくとも一方へ流入させることができる。従って、強電系機器50の冷却水通路50aから流出した熱媒体を、低圧冷媒と熱交換させて冷却する回路構成と外気と熱交換させて冷却する回路構成とを切り替えることができる。
このため、強電系機器50のの廃熱が、高温側回路41を流通する熱媒体を加熱するために必要とされていない際には、強電系機器50の廃熱を外気に放熱することができる。つまり、本実施形態の熱管理システム1によれば、温度調整対象物の発生させた熱を、必要に応じて有効利用することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1の五方弁422は、チラー20の熱媒体通路20bへ流入させる熱媒体を、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体および強電系機器50の冷却水通路50aから流出した熱媒体のいずれか一方に切り替えることができる。
これによれば、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体および強電系機器50の冷却水通路50aから流出した熱媒体を、共通するチラー20にて冷却することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1の五方弁422は、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体を、低温側ラジエータ423およびチラー20の熱媒体通路20bの双方へ流入させることができる。これによれば、急速充電冷却モードのように、バッテリ51の廃熱をチラー20にて低圧冷媒に吸熱させるとともに、低温側ラジエータ423にて外気に放熱させる回路構成に切り替えることができる。従って、バッテリ51を効果的に冷却することができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態で説明した熱管理システム1に対して、図13の全体構成図に示すように、熱媒体回路40の低温側回路42に、電池側ラジエータ423aおよび三方切替弁425を追加した例を説明する。
本実施形態では、第1実施形態で説明した熱管理システム1に対して、図13の全体構成図に示すように、熱媒体回路40の低温側回路42に、電池側ラジエータ423aおよび三方切替弁425を追加した例を説明する。
電池側ラジエータ423aは、外気と五方弁422のバイパス通路側流出口422dから流出した熱媒体とを熱交換させる電池側外気熱交換部である。電池側ラジエータ423aの基本的構成は、低温側ラジエータ423と同様である。電池側ラジエータ423aの出口は、第7熱媒体継手部45gを介して、熱媒体バイパス通路424の出口側に接続されている。
三方切替弁425は、五方弁422のバイパス通路側流出口422dから流出した熱媒体を、熱媒体バイパス通路424側および電池側ラジエータ423a側のいずれか一方へ流出させる切替弁である。三方切替弁425は、低温側回路42の回路構成を切り替える低温側回路切替部である。三方切替弁425は、制御装置60から出力される制御信号によって、その作動が制御される。その他の熱管理システム1の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、上記構成の本実施形態の熱管理システム1の作動について説明する。本実施形態の熱管理システム1のバッテリ用の運転モードとしては、(B1)バッテリ加温モード、(B2)バッテリ均温モード、(B3)バッテリ冷却モードに加えて、(B4)バッテリ外気冷却モードを実行することができる。
(B4)バッテリ外気冷却モードは、電池側ラジエータ423aにて冷却された熱媒体によってバッテリ51を冷却する運転モードである。
また、本実施形態の温度調整用の制御プログラムでは、図14の制御特性図に示す制御マップを参照して、温度調整用の運転モードを切り替える。
具体的には、強電系機器用の運転モードが(C1)強電系機器蓄熱モードあるいは(C2)強電系機器廃熱回収モードになっている場合であって、バッテリ温度TBが上昇過程では、バッテリ温度TBが第4基準バッテリ温度KTB4以上になると、(B2)バッテリ均温モードから(B4)バッテリ外気冷却モードへ切り替える。
一方、強電系機器用の運転モードが(C1)強電系機器蓄熱モードあるいは(C2)強電系機器廃熱回収モードになっている場合であって、バッテリ温度TBが下降過程では、バッテリ温度TBが第3基準バッテリ温度KTB3以下になると、(B4)バッテリ外気冷却モードから(B2)バッテリ均温モードへ切り替える。
また、強電系機器用の運転モードが(C3)強電系機器冷却モードになっている場合であって、バッテリ温度TBが上昇過程では、バッテリ温度TBが第4基準バッテリ温度KTB4以上になると、(B2)バッテリ均温モードから(B3)バッテリ冷却モードへ切り替える。さらに、バッテリ温度TBが第6基準バッテリ温度KTB6以上になると、(B3)バッテリ冷却モードから(B4)バッテリ外気冷却モードへ切り替える。
一方、強電系機器用の運転モードが(C3)強電系機器冷却モードになっている場合であって、バッテリ温度TBが下降過程では、バッテリ温度TBが第5基準バッテリ温度KTB5以下になると、(B4)バッテリ外気冷却モードから(B3)バッテリ冷却モードへ切り替える。さらに、バッテリ温度TBが第3基準バッテリ温度KTB3以下になると、(B3)バッテリ冷却モードから(B2)バッテリ均温モードへ切り替える。
従って、本実施形態の熱管理システム1では、B4C1モード、B4C2モード、およびB4C3モードを実行することができる。以下に温度調整用の各運転モードの詳細作動を説明する。
(B4C1モード)
B4C1モードは、(B4)バッテリ外気冷却モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードである。
B4C1モードは、(B4)バッテリ外気冷却モードと(C1)強電系機器蓄熱モードとを実行する運転モードである。
B4C1モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、B4C1モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒がチラー20へ流入することはない。従って、非空調中であれば、冷凍サイクル装置10の圧縮機11や、室内空調ユニット30の室内送風機32、高温側回路41の高温側ポンプ411等を停止させてもよい。
また、制御装置60は、五方弁422の作動を制御して、バッテリ51の冷却水通路51aの出口側と熱媒体バイパス通路424の入口側とを接続すると同時に、強電系機器50の冷却水通路52a~54aの出口側とチラー20の熱媒体通路20bの入口側とを接続する回路に切り替える。
また、制御装置60は、三方切替弁425の作動を制御して、五方弁422のバイパス通路側流出口422dから流出した熱媒体を、電池側ラジエータ423a側へ流出させる回路に切り替える。
このため、B4C1モードの熱媒体回路40では、図15の矢印で示すように熱媒体が流れる。
具体的には、B4C1モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、電池側ラジエータ423a、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、チラー20の熱媒体通路20b、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
さらに、制御装置60は、その他の制御対象機器の作動を適宜制御する。例えば、制御装置60は、予め定めた圧送能力を発揮するように第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bを作動させる。
従って、B4C1モードの熱媒体回路40では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51aを流通する際に、バッテリ51の廃熱を吸熱する。これにより、バッテリ51が冷却される。バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体は、電池側ラジエータ423aを流通する際に、外気に放熱して冷却される。
つまり、B4C1モードの熱媒体回路40では、電池側ラジエータ423aにて、バッテリ51の廃熱が外気に放熱されることによって、バッテリ51の冷却が行われる。
さらに、B4C1モードの熱媒体回路40では、第1実施形態で説明したB1C1モード等と同様に、強電系機器50の暖機および熱媒体の加熱が行われる。
ここで、図15では、高温側ポンプ411から圧送された熱媒体が高温側回路41を循環する例を図示しているが、非空調中のB4C1モードでは、高温側ポンプ411を停止させてもよい。
(空調中のB4C2モード)
B4C2モードは、(B4)バッテリ外気冷却モードと(C2)強電系機器廃熱回収モードとを実行する運転モードである。
B4C2モードは、(B4)バッテリ外気冷却モードと(C2)強電系機器廃熱回収モードとを実行する運転モードである。
空調中のB4C1モードでは、制御装置60が、空調中のB2C2モードと同様に、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。
また、制御装置60は、B4C1モードと同様に、五方弁422、三方切替弁425、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。
このため、B4C2モードの熱媒体回路40では、図15の矢印で示すように、B4C1モードと同様に熱媒体が流れる。
さらに、制御装置60は、空調中のB2C2モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を制御する。
従って、空調中のB4C2モードの熱媒体回路40では、B4C1モードと同様に、バッテリ51が冷却される。さらに、空調中のB2C2モードと同様に、強電系機器50が冷却される。
(非空調中のB4C2モード)
非空調中のB4C2モードでは、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要がある。
非空調中のB4C2モードでは、チラー20にて低圧冷媒に強電系機器50の廃熱を吸熱させる必要がある。
そこで、非空調中のB4C2モードでは、非空調中のB2C2モードと同様に、制御装置60が、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを絞り状態とする。また、制御装置60は、除湿用開閉弁15aを閉じ、暖房用開閉弁15bを閉じる。
このため、非空調中のB4C2モードの冷凍サイクル装置10では、非空調中のB2C2モードと同様に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
また、制御装置60は、B4C1モードと同様に、五方弁422、三方切替弁425、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。
このため、B4C2モードの熱媒体回路40では、図15の矢印で示すように、B4C1モードと同様に熱媒体が流れる。
さらに、制御装置60は、非空調中のB2C2モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を制御する。
従って、非空調中のB4C2モードの熱媒体回路40では、B4C1モードと同様に、バッテリ51が冷却される。さらに、空調中のB2C2モードと同様に、強電系機器50が冷却される。
(B4C3モード)
B4C3モードは、(B4)バッテリ外気冷却モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B4C3モードは、(B4)バッテリ外気冷却モードと(C3)強電系機器冷却モードとを実行する運転モードである。
B4C3モードでは、制御装置60が、冷凍サイクル装置10の冷却用膨張弁14cを全閉状態とする。このため、B4C3モードの冷凍サイクル装置10では、冷媒がチラー20へ流入することはない。従って、非空調中であれば、冷凍サイクル装置10の圧縮機11や、室内空調ユニット30の室内送風機32、高温側回路41の高温側ポンプ411等を停止させてもよい。
また、制御装置60は、B4C1モードと同様に、五方弁422、三方切替弁425、第1低温側ポンプ421aおよび第2低温側ポンプ421bの作動を制御する。
このため、B4C3モードの熱媒体回路40では、図16の矢印で示すように、熱媒体が流れる。
具体的には、B4C3モードの低温側回路42では、第1低温側ポンプ421aから圧送された熱媒体が、バッテリ51の冷却水通路51a、五方弁422、電池側ラジエータ423a、第1低温側ポンプ421aの吸入口の順に循環する。第2低温側ポンプ421bから圧送された熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路52a~54a、五方弁422、低温側ラジエータ423、第2低温側ポンプ421bの吸入口の順に循環する。
さらに、制御装置60は、B4C1モードと同様に、その他の制御対象機器の作動を制御する。
従って、B4C3モードでは、B4C1モードと同様に、バッテリ51が冷却される。さらに、B3C3モードと同様に、強電系機器50が冷却される。
その他の作動は、第1実施形態と同様である。以上の如く、本実施形態の熱管理システム1によれば、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。さらに、本実施形態の熱管理システム1においても、第1温度調整対象物の適正な温度帯と第2温度調整対象物の適正な温度帯が異なっていても、温度調整対象物の発生させた熱を充分に有効利用することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1では、B4C1モード、B4C2モード、およびB4C3モードを実行することができる。従って、第1実施形態に対して、より一層適切に、第1温度調整対象物であるバッテリ51の温度調整、および第2温度調整対象物である強電系機器50の温度調整を行うことができる。
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態で説明した熱管理システム1に対して、図17の全体構成図に示すように、高温側回路41側の第1熱媒体継手部45aに代えて、高温側リザーブタンク46aが採用されている。また、低温側回路42側の第5熱媒体継手部45eに代えて、低温側リザーブタンク46bが採用されている。
本実施形態では、第1実施形態で説明した熱管理システム1に対して、図17の全体構成図に示すように、高温側回路41側の第1熱媒体継手部45aに代えて、高温側リザーブタンク46aが採用されている。また、低温側回路42側の第5熱媒体継手部45eに代えて、低温側リザーブタンク46bが採用されている。
高温側リザーブタンク46aおよび低温側リザーブタンク46bは、熱媒体回路40内で余剰となっている熱媒体を貯留する熱媒体貯留部である。
より具体的には、高温側リザーブタンク46aの流入口には、ヒータコア413の熱媒体出口側、および接続通路43の出口側接続通路432の出口側が接続されている。また、高温側リザーブタンク46aの流出口には、高温側ポンプ411の吸入口側が接続されている。
また、低温側リザーブタンク46bの流入口には、チラー20の熱媒体通路20bの出口側および低温側ラジエータ423の熱媒体出口側が接続されている。低温側リザーブタンク46bの流出口には、第2低温側ポンプ421bの吸入口側が接続されている。熱管理システム1のその他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。
従って、本実施形態の熱管理システム1においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、車室内の快適な空調および複数の車載機器の適切な温度調整を行うことができる。さらに、第1温度調整対象物の適正な温度帯と第2温度調整対象物の適正な温度帯が異なっていても、温度調整対象物の発生させた熱を充分に有効利用することができる。
また、本実施形態の熱管理システム1では、高温側リザーブタンク46aおよび低温側リザーブタンク46bに熱媒体を貯留しておくことで、熱媒体回路40を循環する熱媒体の液量低下を抑制することができる。さらに、高温側リザーブタンク46aの流出口および低温側リザーブタンク46b流出口が、それぞれ高温側ポンプ411の吸入口側および第2低温側ポンプ421bの吸入口側に接続されている。
従って、熱媒体回路40の回路構成を切り替えた際等に、熱媒体の液面が変動することを抑制し、高温側ポンプ411および第2低温側ポンプ421bに空気が噛みこんでしまうことを抑制することができる。その結果、高温側ポンプ411および第2低温側ポンプ421bの圧送能力の低下を抑制し、温度調整対象物の発生させた熱を、熱媒体を介して、より一層有効に利用することができる。
本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
上述した実施形態では、本開示に係る熱管理システム1を車両に適用した例を説明したが、熱管理システム1の適用はこれに限定されない。例えば、室内の空調を行いつつ、適切な温度帯の異なる複数の温度調整対象物(例えば、コンピュータシステム、電気機器)の温度を調整する温度調整機能付きの据え置き型の空調装置等に適用してもよい。
また、上述した実施形態では、強電系機器50として、インバータ52、モータジェネレータ53、およびADAS用の制御装置54を採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、充電器、電力制御ユニット(いわゆる、PCU)であってもよい。
冷凍サイクル装置10の各構成は、上述した実施形態に開示された構成に限定されない。
上述した効果を得ることのできる範囲で、複数のサイクル構成機器の一体化等を行ってもよい。例えば、第4冷媒継手部13dと第6冷媒継手部13fとを一体化させた四方継手構造の継手部を採用してもよい。このことは、熱媒体回路40においても同様である。例えば、第4熱媒体継手部45dと第6熱媒体継手部45fとを一体化させた四方継手構造の継手部を採用してもよい。
また、上述の実施形態では、冷媒としてR1234yfを採用した例を説明したが、冷媒はこれに限定されない。例えば、R134a、R600a、R410A、R404A、R32、R407C、等を採用してもよい。または、これらの冷媒のうち複数種を混合させた混合冷媒等を採用してもよい。さらに、冷媒として二酸化炭素を採用して、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。
熱媒体回路40の各構成は、上述した実施形態に開示された構成に限定されない。
上述した実施形態では、複数の三方式の流量調整弁を組み合わせることによって形成された五方弁422を採用した例を説明したが、これに限定されない。
例えば、内部に複数の空間を形成する第1ボデーおよび第2ボデー、第1ボデーと第2ボデーとの間に介在されるスライド弁、スライド弁を変位させる電動アクチュエータを備える五方弁であってもよい。
より詳細には、第1ボデーおよび第2ボデーに形成された複数の空間は、いずれかの流入出口に連通している。スライド弁には、第1ボデー側の空間と第2ボデー側の空間とを連通させる穴部および第1ボデー側の空間同士あるいは第2ボデー側の空間同士を連通させる溝部が形成されている。そして、電動アクチュエータが変位させることによって、五方弁422と同様に低温側回路42の回路構成を切り替えることができればよい。
また、五方弁422による回路構成の切替は完全な切替でなくてもよい。例えば、上述した(D)急速充電冷却モードにおいて、一部の熱媒体が、強電系機器50の冷却水通路50aや熱媒体バイパス通路424を流通しもよい。
また、上述の実施形態では、熱移動部として接続通路43を採用した例を説明したが、これに限定されない。
例えば、入口側接続通路431に代えて、三方弁44から流出した熱媒体とバッテリ51の冷却水通路51aへ流入する熱媒体とを熱交換させる入口側熱移動部を採用してもよい。さらに、出口側接続通路432に代えて、バッテリ51の冷却水通路51aから流出した熱媒体と水冷媒熱交換器12の熱媒体通路12bへ流入する熱媒体とを熱交換させる出口側熱移動部を採用してもよい。
また、上述の実施形態では、加熱部である電気ヒータ412として、PTCヒータを採用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、ニクロム線やカーボン繊維ヒータ等を採用してもよい。また、加熱部として、他の熱源で加熱された温水を流通させる温水パイプを採用してもよい。
また、上述の第3実施形態では、第1熱媒体継手部45aに代えて、高温側リザーブタンク46aを配置した例、および第3熱媒体継手部45cに代えて、低温側リザーブタンク46bを配置した例を説明したが、これに限定されない。例えば、第5熱媒体継手部45eや第6熱媒体継手部45fに代えて、低温側リザーブタンク46bを配置してもよい。また、高温側リザーブタンク46aおよび低温側リザーブタンク46bの一方を採用してもよい。
また、上述の実施形態では、熱媒体回路40の熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用した例を説明したが、これに限定されない。熱媒体として、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液、アルコール等を含む水系の液冷媒、オイル等を含む液媒体等を採用してもよい。
熱管理システム1の各運転モードの作動は、上述した実施形態に開示された作動に限定されない。
例えば、非空調中のB1C1モードおよび非空調中のB1C3モードでは、冷凍サイクル装置10の圧縮機11を停止させて、電気ヒータ412によって高温側回路41を流通する熱媒体を加熱してもよい。
また、バッテリ51の充電時であっても、乗員が車室内に登場している場合は、空調中の温度調整用の運転モードを実行してもよい。
上述の各実施形態で開示された技術手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第3実施形態で説明した高温側リザーブタンク46aおよび低温側リザーブタンク46bを第2実施形態の熱管理システム1に適用してもよい。
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 (12)
- 高圧冷媒と熱媒体とを熱交換させる高温側水冷媒熱交換部(12)、および低圧冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる低温側水冷媒熱交換部(20)を有する冷凍サイクル装置(10)と、
前記熱媒体を循環させる熱媒体回路(40)と、を備える熱管理システムであって、
前記熱媒体回路は、前記高温側水冷媒熱交換部の熱媒体通路(12b)が接続された高温側回路(41)、前記低温側水冷媒熱交換部の熱媒体通路(20b)が接続された低温側回路(42)、および前記高温側回路を流通する前記熱媒体と前記低温側回路を流通する前記熱媒体との間で熱を移動させる熱移動部(43)を有し、
前記低温側回路は、第1温度調整対象物(51)と前記熱媒体とを熱交換させる第1熱交換部(51a)、第2温度調整対象物(50)と前記熱媒体とを熱交換させる第2熱交換部(50a)、前記第1熱交換部および前記第2熱交換部のうち一方から流出した前記熱媒体を前記低温側水冷媒熱交換部を迂回させて前記第1熱交換部および前記第2熱交換部の一方の熱媒体入口側へ戻す熱媒体バイパス通路(424)、並びに、前記低温側回路の回路構成を切り替える低温側回路切替部(422)を有し、
前記熱移動部は、前記高温側水冷媒熱交換部から流出した前記熱媒体の有する熱を前記第1熱交換部へ流入する前記熱媒体へ移動させ、
前記熱移動部が熱を移動させている際に、前記低温側回路切替部が、前記低温側回路の回路構成を、前記第1熱交換部と前記熱媒体バイパス通路との間で前記熱媒体を循環させる回路構成に切り替える熱管理システム。 - 前記熱移動部が熱を移動させている際に、前記低温側回路切替部が、前記低温側回路の回路構成を、前記第1熱交換部と前記熱媒体バイパス通路との間で前記熱媒体を循環させるとともに、前記第2熱交換部と前記低温側水冷媒熱交換部との間で前記熱媒体を循環させる回路構成に切り替える請求項1に記載の熱管理システム。
- 前記熱移動部は、前記高温側回路と前記低温側回路とを接続する接続通路(43)であり、
前記接続通路は、前記高温側水冷媒熱交換部から流出した前記熱媒体を、前記第1熱交換部の熱媒体入口側へ導く入口側接続通路(431)を有している請求項1または2に記載の熱管理システム。 - 前記低温側回路は、前記熱媒体を吸入して前記第1熱交換部へ圧送する第1低温側ポンプ(421a)を有し、
前記入口側接続通路は、前記高温側水冷媒熱交換部から流出した前記熱媒体を、前記第1低温側ポンプの吸入口側へ導くように接続されている請求項3に記載の熱管理システム。 - 前記高温側回路は、前記熱媒体を吸入して前記高温側水冷媒熱交換部側へ圧送する高温側ポンプ(411)を有し、
前記接続通路は、前記第1熱交換部から流出した前記熱媒体を、前記高温側ポンプの吸入口側へ導く出口側接続通路(432)を有している請求項3または4に記載の熱管理システム。 - 前記熱媒体回路は、前記熱移動部における熱移動量を調整する熱移動量調整部(44)を有し、
前記熱移動量調整部の作動を制御する熱移動量制御部(60c)を備え、
前記熱移動量制御部は、前記低温側回路切替部が前記第1熱交換部から流出した前記熱媒体を前記熱媒体バイパス通路を介して前記第1熱交換部へ戻す回路構成に切り替えている際に、前記第1熱交換部へ流入する前記熱媒体の温度(TWL1)が予め定めた目標温度(TWLW1)に近づくように、前記熱移動量調整部の作動を制御する請求項1ないし5のいずれか1つに記載の熱管理システム。 - 前記高温側回路は、加熱対象流体と前記熱媒体とを熱交換させる加熱用熱交換部(413)を有している請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱管理システム。
- 前記高温側回路は、前記熱媒体を加熱する加熱部(412)を有している請求項1ないし7のいずれか1つに記載の熱管理システム。
- 前記低温側回路切替部は、前記第1熱交換部から流出した前記熱媒体を、前記熱媒体バイパス通路および前記低温側水冷媒熱交換部の少なくとも一方へ流入させる請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱管理システム。
- 前記低温側回路は、外気と前記熱媒体とを熱交換させる低温側外気熱交換部(423)を有し、
前記低温側回路切替部は、前記第2熱交換部から流出した前記熱媒体を、前記低温側外気熱交換部側および前記低温側水冷媒熱交換部側の少なくとも一方へ流出させる請求項1ないし9のいずれか1つに記載の熱管理システム。 - 前記低温側回路切替部は、前記低温側水冷媒熱交換部の熱媒体通路へ流入させる前記熱媒体を、前記第1熱交換部から流出した前記熱媒体および前記第2熱交換部から流出した前記熱媒体のいずれか一方に切り替える請求項1ないし10のいずれか1つに記載の熱管理システム。
- 前記低温側回路は、外気と前記熱媒体とを熱交換させる低温側外気熱交換部(423)を有し、
前記低温側回路切替部は、前記第1熱交換部から流出した前記熱媒体を、前記低温側外気熱交換部側および前記低温側水冷媒熱交換部側の少なくとも一方へ流出させる請求項1ないし11のいずれか1つに記載の熱管理システム。
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