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公開番号2025011403
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113496
出願日2023-07-11
発明の名称冷却システム
出願人日本サーモスタット株式会社
代理人個人
主分類B60K 11/04 20060101AFI20250117BHJP(車両一般)
要約【課題】電気自動車の冷却システムにおいて、バッテリーや電気系部品の温度を効率的に冷却し、且つ、それら部品の搭載レイアウトの自由度を向上する。
【解決手段】通電により発熱する電気系部品1と、前記電気系部品に給電するバッテリー6と、冷却水の加熱または冷却を行うヒートポンプ9と、冷却水を冷却するラジエータ14とを備え、冷却水により前記電気系部品と前記バッテリーの温度を調整する電気自動車の冷却システム100であって、前記ヒートポンプまたは前記ラジエータから供給され前記電気系部品の外周を通過した冷却水を、前記ヒートポンプの加熱用入力と前記ラジエータと前記バッテリーの外周とのいずれかに流す第一の切替弁5と、前記バッテリーの外周を通過した冷却水を前記ヒートポンプの加熱用入力と冷却用入力とのいずれかに流す第二の切替弁9と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通電により発熱する電気系部品と、前記電気系部品に給電するバッテリーと、冷却水の加熱または冷却を行うヒートポンプと、冷却水を冷却するラジエータとを備える電気自動車において、冷却水により前記電気系部品と前記バッテリーの温度を調整する冷却システムであって、
前記ヒートポンプまたは前記ラジエータから供給され前記電気系部品の外周を通過した冷却水を、前記ヒートポンプの加熱用入力と前記ラジエータと前記バッテリーの外周とのいずれかに流す第一の切替弁と、
前記バッテリーの外周を通過した冷却水を前記ヒートポンプの加熱用入力と冷却用入力とのいずれかに流す第二の切替弁と、
を備えることを特徴とする冷却システム。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記電気系部品の外周を通過した冷却水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づき前記第一の切替弁と前記第二の切替弁のそれぞれの弁の切替動作を制御する制御部と、
が設けられることを特徴とする請求項１に記載された冷却システム。
【請求項３】
前記ヒートポンプにより冷却された冷却水を前記バッテリーの外周へ供給するための第一の電動ウォーターポンプと、
前記ヒートポンプにより温められた冷却水及び前記ラジエータから供給された冷却水のいずれか一方または両方を前記電気系部品の外周へ供給するための第二の電動ウォーターポンプと、
を備え、
前記第二の切替弁の切り替え動作により前記ヒートポンプの冷却用入力に冷却水が供給されない場合には、前記第一の電動ウォーターポンプは稼働しないことを特徴とする請求項１に記載された冷却システム。
【請求項４】
前記第一の切替弁と前記第二の切替弁は、電動弁であることを特徴とする請求項１に記載された冷却システム。
【請求項５】
前記第一の切替弁は、電動弁であり、前記第二の切替弁は、冷却水の温度によりワックスエレメントが膨張または収縮することで弁の開閉を行うワックス式温度調整弁であることを特徴とする請求項１に記載された冷却システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関し、特に駆動用のバッテリーや電気系部品の冷却を行う電気自動車の冷却システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）は、パワートレインを構成する走行用のモータ、直流電流を出力する駆動用のバッテリー、バッテリーからの直流電流をモータ駆動のための交流電流に変換するインバータ等を搭載している。
電気自動車に搭載される駆動用のバッテリーは、常温付近（１０℃～３０℃）の状態を保つ必要がある。温度が低すぎても高すぎてもバッテリーの性能、耐久性に影響を及ぼす。そのため、バッテリーの温度を常温付近に保持するための制御が必要である。
【０００３】
また、電気自動車に用いられるモータやインバータ等の電気系部品は、１００℃付近でも使用することができるが、信頼性の視点からは、冷却するほうが好ましい。冷却効果を高めるために電気系部品を大型化することが考えられるが、コストや意匠への影響を考慮すると小型であることが望ましく、小型の電気系部品を効果的に冷却するシステムが必要である。
【０００４】
このように電気自動車では、駆動用のバッテリーや電気系部品などの温度を熱管理する必要があるが、内燃機関を用いる場合よりも熱管理が複雑であり、また、冷却水により各部品を冷却する場合、冷却水をバッテリーや各電気系部品などの配置箇所に流すための多くの流体経路と、その流路を切り替えるためのバルブが必要となる。
【０００５】
特許文献１には、電気自動車において冷却水の多数の流体経路に対応するマルチポートバルブが開示されている。特許文献１に開示されるマルチポートバルブは、ラジエータやバッテリーなどに冷却水をそれぞれ流すための五つのポートとそれらポート間の流路を切り替える弁体とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０１８－５３６１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されるようなマルチポートバルブは、多数のポートを一つの弁体で切り替える構造であり、このマルチポートバルブを一か所に配置した上で、バッテリーや電気系部品のレイアウトを行う必要があるため、それら各部品の搭載レイアウトの自由度が低下するという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、電気自動車の冷却システムにおいて、バッテリーや電気系部品の温度を効率的に冷却し、且つ、それら部品の搭載レイアウトの自由度を向上させることのできる冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために、本発明にかかる冷却システムは、通電により発熱する電気系部品と、前記電気系部品に給電するバッテリーと、冷却水の加熱または冷却を行うヒートポンプと、冷却水を冷却するラジエータとを備える電気自動車において、冷却水により前記電気系部品と前記バッテリーの温度を調整する電気自動車の冷却システムであって、前記ヒートポンプまたは前記ラジエータから供給され前記電気系部品の外周を通過した冷却水を、前記ヒートポンプの加熱用入力と前記ラジエータと前記バッテリーの外周とのいずれかに流す第一の切替弁と、前記バッテリーの外周を通過した冷却水を前記ヒートポンプの加熱用入力と冷却用入力とのいずれかに流す第二の切替弁と、を備えることに特徴を有する。
尚、前記電気系部品の外周を通過した冷却水の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づき前記第一の切替弁と前記第二の切替弁のそれぞれの弁の切替動作を制御する制御部と、が設けられることが望ましい。
【００１０】
この構成により、冷却水の温度に基づき、第一の切替弁と第二の切替弁とのそれぞれの弁の切り替え制御を行うことにより、電気系部品とバッテリーの温度を冷却水により効率的に調整することができる。そして、切替弁を二つに分けて配置することにより、配管の繋ぎ方を簡易にすることができ、従来のように一つのマルチポートバルブのみを配置して各部品をレイアウトするよりも、各部品の搭載レイアウトの自由度を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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