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公開番号2025014252
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116661
出願日2023-07-18
発明の名称車両用温調システム
出願人豊田合成株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H01M 10/625 20140101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電動車両に搭載された加熱対象物やバッテリを効果的に加熱可能な温調システムを提供する。
【解決手段】電動車両で用いられる車両用温調システムは、温調液を貯留するリザーブタンクと、リザーブタンク、第1冷却部、冷却対象物の順に温調液を循環させることが可能に構成された冷却回路と、リザーブタンク、ヒータ、加熱対象物の順に温調液を循環させることが可能に構成されたヒータ回路と、(i)ヒータ回路に接続され、ヒータによって加熱された温調液を、リザーブタンクから電動車両に備えられた駆動用のバッテリに向かって流すための加熱流路と、(ii)冷却された温調液をリザーブタンクからバッテリおよび充電ユニットに向かって流すための冷却流路と、(iii)加熱流路および冷却流路からの温調液をリザーブタンクに向かって流すための回収流路とを有する温調回路と、加熱流路を開閉可能に構成された第1バルブとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電動車両で用いられる車両用温調システムであって、
温調液を貯留するリザーブタンクと、
前記リザーブタンク、前記温調液を冷却する第１冷却部、前記電動車両に備えられた冷却対象物の順に、前記温調液を循環させることが可能に構成された冷却回路と、
前記リザーブタンク、前記温調液を加熱するヒータ、前記電動車両に備えられた加熱対象物の順に、前記温調液を循環させることが可能に構成されたヒータ回路と、
（ｉ）前記ヒータ回路に接続され、前記ヒータによって加熱された前記温調液を、前記リザーブタンクから前記電動車両に備えられた駆動用のバッテリに向かって流すための加熱流路と、（ｉｉ）冷却された前記温調液を前記リザーブタンクから前記バッテリおよび前記バッテリを充電するための充電ユニットに向かって流すための冷却流路と、（ｉｉｉ）前記加熱流路および前記冷却流路からの前記温調液を前記リザーブタンクに向かって流すための回収流路と、を有する温調回路と、
前記加熱流路を開閉可能に構成された第１バルブと、を備える、車両用温調システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の車両用温調システムであって、
前記冷却流路は、分岐点において、前記温調液を前記バッテリに向かって流すための第１冷却流路と、前記温調液を前記充電ユニットに向かって流すための第２冷却流路と、に分岐し、
前記第２冷却流路を開閉可能に構成された第２バルブを更に備える、車両用温調システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用温調システムであって、
前記冷却流路は、前記冷却回路のうち、前記第１冷却部よりも下流かつ前記冷却対象物よりも上流に位置する第１部分に接続され、
前記冷却回路と前記冷却流路との接続点に設けられ、前記冷却回路および前記冷却流路を開閉可能に構成された第３バルブを更に備える、車両用温調システム。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用温調システムであって、
前記冷却流路は、前記冷却流路のうち、前記バッテリおよび前記充電ユニットよりも上流に位置する第２部分を流れる前記温調液を冷却する第２冷却部を経由する、車両用温調システム。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用温調システムであって、
前記第２冷却部は、前記温調液を冷却するラジエータおよびチラーを有する、車両用温調システム。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用温調システムであって、
前記チラーは、前記温調液の熱を前記ヒータ回路に供給可能に構成されている、車両用温調システム。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用温調システムであって、
前記冷却流路には、前記リザーブタンクから前記バッテリに向かって前記冷却流路を流れる冷却された前記温調液の流量を調整可能に構成された第１調整バルブが設けられ、
前記加熱流路には、前記ヒータ回路から前記バッテリに向かって前記加熱流路を流れる前記温調液の流量を調整可能に構成された第２調整バルブが設けられ、
前記バッテリの温度を測定する温度センサと、
前記第１調整バルブと前記第２調整バルブとを制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記温度センサの測定値に応じて、前記第１調整バルブと前記第２調整バルブと、を制御する、車両用温調システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用温調システムであって、
前記冷却対象物は、前記バッテリから電力が供給され、前記電動車両の駆動に用いられるモータとインバータとの少なくとも一方を含み、
前記加熱対象物は、前記電動車両の車室の暖房に用いられるヒータコアを含む、車両用温調システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用温調システムに関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電動車両用の温調システムに関して、特許文献１には、電気自動車用のバッテリ温調システムが開示されている。この温調システムは、液体を貯めるリザーブタンクとインバータやバッテリとの間で液体を循環させることで、インバータを冷却するとともに、バッテリを冷却および予熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－５８２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動車両を寒冷環境下において適切に使用可能とするために、車両に搭載された冷却対象物やバッテリの冷却を実現しつつ、車両に搭載された加熱対象物やバッテリを効果的に加熱可能な温調システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の第１の形態によれば、電動車両で用いられる車両用温調システムが提供される。この車両用温調システムは、温調液を貯留するリザーブタンクと、前記リザーブタンク、前記温調液を冷却する第１冷却部、前記電動車両に備えられた冷却対象物の順に、前記温調液を循環させることが可能に構成された冷却回路と、前記リザーブタンク、前記温調液を加熱するヒータ、前記電動車両に備えられた加熱対象物の順に、前記温調液を循環させることが可能に構成されたヒータ回路と、（ｉ）前記ヒータ回路に接続され、前記ヒータによって加熱された前記温調液を、前記リザーブタンクから前記電動車両に備えられた駆動用のバッテリに向かって流すための加熱流路と、（ｉｉ）冷却された前記温調液を前記リザーブタンクから前記バッテリおよび前記バッテリを充電するための充電ユニットに向かって流すための冷却流路と、（ｉｉｉ）前記加熱流路および前記冷却流路からの前記温調液を前記リザーブタンクに向かって流すための回収流路と、を有する温調回路と、前記加熱流路を開閉可能に構成された第１バルブと、を備える。
このような形態であれば、冷却回路および温調回路のそれぞれにおいて、冷却対象物やバッテリや充電ユニットを冷却した後の温調液をリザーブタンクに回収することで、車両用温調システムにおける廃熱を利用してリザーブタンク内の温調液の温度を高めることができる。そして、当該温調液を、ヒータ回路における加熱対象物の加熱や、ヒータ回路に接続された加熱流路におけるバッテリの加熱に利用できる。そのため、車両用温調システムにおいて、バッテリや加熱対象物を効果的に加熱できる。
（２）上記形態では、前記冷却流路は、分岐点において、前記温調液を前記バッテリに向かって流すための第１冷却流路と、前記温調液を前記充電ユニットに向かって流すための第２冷却流路と、に分岐し、前記第２冷却流路を開閉可能に構成された第２バルブを更に備えていてもよい。このような形態であれば、第２バルブを用いて第２冷却流路を開閉することで、冷却流路において充電ユニットに温調液が流れる状態と流れない状態とを切り換えることができる。そのため、例えば、バッテリの冷却を要し、かつ、充電ユニットの冷却を要しない場合に第２冷却流路を閉じることで、バッテリをより効果的に冷却できる。
（３）上記形態において、前記冷却流路は、前記冷却流路は、前記冷却回路のうち、前記第１冷却部よりも下流かつ前記冷却対象物よりも上流に位置する第１部分に接続され、前記冷却回路と前記冷却流路との接続点に設けられ、前記冷却回路および前記冷却流路を開閉可能に構成された第３バルブを更に備えていてもよい。このような形態であれば、冷却回路において冷却される温調液を用いてバッテリや充電ユニットを冷却できる。
（４）上記形態において、前記冷却流路は、前記冷却流路のうち、前記バッテリおよび前記充電ユニットよりも上流に位置する第２部分を流れる前記温調液を冷却する第２冷却部を経由してもよい。このような形態であれば、冷却流路において、第２冷却部によって冷却される温調液を用いてバッテリを冷却できる。
（５）上記形態において、前記第２冷却部は、前記温調液を冷却するラジエータおよびチラーを有していてもよい。このような形態であれば、冷却流路において、バッテリをより効果的に冷却できる。
（６）上記形態において、前記チラーは、前記温調液の熱を前記ヒータ回路に供給可能に構成されていてもよい。このような形態であれば、冷却流路においてチラーによって温調液を冷却できるとともに、温調液の熱をヒータ回路に供給できる。そのため、車両用温調システムにおいて、廃熱をより有効に利用できる。
（７）上記形態において、前記冷却流路には、前記リザーブタンクから前記バッテリに向かって前記冷却流路を流れる冷却された前記温調液の流量を調整可能に構成された第１調整バルブが設けられ、前記加熱流路には、前記ヒータ回路から前記バッテリに向かって前記加熱流路を流れる前記温調液の流量を調整可能に構成された第２調整バルブが設けられ、前記バッテリの温度を測定する温度センサと、前記第１調整バルブと前記第２調整バルブとを制御する制御部と、を更に備え、前記制御部は、前記温度センサの測定値に応じて、前記第１調整バルブと前記第２調整バルブと、を制御してもよい。このような形態であれば、バッテリの温度に応じて、冷却流路をバッテリに向かって流れる温調液の流量と、加熱流路をバッテリに向かって流れる温調液の流量とを調整できる。そのため、バッテリの温度をより緻密に制御できる。
（８）上記形態において、前記冷却対象物は、前記バッテリから電力が供給され、前記電動車両の駆動に用いられるモータとインバータとの少なくとも一方を含み、前記加熱対象物は、前記電動車両の車室の暖房に用いられるヒータコアを含んでいてもよい。このような形態であれば、冷却回路によってモータやインバータを冷却でき、ヒータ回路によって車室暖房用のヒータコアを加熱できる。
【０００７】
本開示は、上述した車両用温調システムとしての形態以外にも、例えば、車両用温調システムの制御方法や、車両用温調システムを搭載した電動車両などの種々の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態における温調システムの概略構成を示す説明図。
温調システムの制御モードの例を示す説明図。
温調システムが第１モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第２モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第３モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第４モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第６モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第７モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第８モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第９モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第１０モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第１１モードで制御される様子を示す説明図。
温調システムが第１２モードで制御される様子を示す説明図。
第２実施形態における温調システムの概略構成を示す説明図。
第３実施形態における温調システムの概略構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における温調システム１００の概略構成を示す説明図である。温調システム１００は、車両用温調システムであり、電動車両Ｖｃに設けられ、温調液Ｌｑによって電動車両Ｖｃの各部を温度調節する。温調液Ｌｑは、温調システム１００において電動車両Ｖｃの各部の温度調節に用いられる液体である。温調液Ｌｑとしては、例えば、水が用いられてもよいし、エチレングリコールやプロピレングリコール等を主成分とするロングライフクーラント（ＬＬＣ）が用いられてもよい。
【００１０】
本実施形態では、電動車両Ｖｃは、ＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）として構成されており、それぞれ電動車両Ｖｃの駆動に用いられるバッテリＤＢ、モータＭｔおよびインバータＩｖと、バッテリＤＢを充電するための充電ユニットＣＵとを備えている。なお、他の実施形態では、電動車両Ｖｃは、バッテリＤＢおよび充電ユニットＣＵを備えていればＢＥＶとして構成されていなくてもよく、例えば、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ＦＣＶ（Fuel Cell Vehicle）であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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