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公開番号2025044016
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151672
出願日2023-09-19
発明の名称熱管理方法及び熱管理装置
出願人日産自動車株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類B60H 1/22 20060101AFI20250325BHJP(車両一般)
要約【課題】電動車両において暖房時の電力効率をより向上させることのできる熱管理方法及び熱管理装置を提供する。
【解決手段】
バッテリ22に外部から充電を行うための車載充電器24と、電動機及び前記電動機を駆動する電力変換装置を含む電動パワートレーン20と、車載充電器24、電動パワートレーン20、水冷式凝縮器26に繋がるヒーターコア28、及びラジエータ30が配された冷却水回路と、を備えた電動車両において、冷却水回路の冷却水の供給状態を切り替えて該冷却水回路に配される各要素への供給熱量を制御する熱管理方法であって、外部充電器による普通充電が実行される際に車載充電器24で生じる熱を、冷却水の供給状態を制御してヒーターコア28に供給する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
バッテリに外部から充電を行うための車載充電器と、電動機及び前記電動機を駆動する電力変換装置を含む電動パワートレーンと、前記車載充電器、前記電動パワートレーン、水冷式凝縮器に繋がるヒーターコア、及びラジエータが配された冷却水回路と、を備えた電動車両において、前記冷却水回路の冷却水の供給状態を切り替えて該冷却水回路に配される各要素への供給熱量を制御する熱管理方法であって、
外部充電器による普通充電が実行される際に前記車載充電器で生じる熱を、前記冷却水の供給状態を制御して前記ヒーターコアに供給する、
熱管理方法。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の熱管理方法であって、
前記普通充電を実行する際に、
前記電動パワートレーンの温度を参照して、前記冷却水の供給状態を制御するための制御モードを、少なくとも蓄熱モード及び放熱モードの間で選択的に設定し、
前記蓄熱モードでは、前記冷却水を前記ラジエータに通水させずに、前記車載充電器と前記電動パワートレーンの間で通水させ、
前記放熱モードでは、前記冷却水を前記ラジエータに通水させる、
熱管理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の熱管理方法であって、
前記冷却水回路には、前記バッテリが配され、
前記蓄熱モードは、第１蓄熱モードと第２蓄熱モードとを含み、
前記普通充電を実行する際に、
前記電動パワートレーンの温度及び前記バッテリの温度を参照して、前記制御モードを、少なくとも前記第１蓄熱モード、前記第２蓄熱モード、及び前記放熱モードの間で選択的に設定し、
前記第１蓄熱モードでは、前記冷却水を前記ラジエータと前記バッテリには通水させずに、前記車載充電器と前記電動パワートレーンの間で通水させ、
前記第２蓄熱モードでは、前記冷却水を前記ラジエータに通水させずに、前記車載充電器、前記電動パワートレーン、及び前記バッテリの間で通水させる、
熱管理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の熱管理方法であって、
前記普通充電を実行する際に、
前記電動パワートレーンの温度、前記バッテリの温度、及び暖房要求を参照して、前記制御モードを、前記第１蓄熱モード、前記第２蓄熱モード、ヒーターコア加熱モード、及び前記放熱モードの何れかの間で選択的に設定し、
前記ヒーターコア加熱モードでは、前記冷却水を前記ラジエータに通水させずに、前記車載充電器と前記ヒーターコアの間で通水させる、
熱管理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の熱管理方法であって、
前記普通充電が開始されると、前記制御モードを前記第１蓄熱モードに設定するとともに、前記バッテリへの蓄熱が許可されるか否かを判定するための蓄熱許可判定を実行し、
前記バッテリへの蓄熱が許可される場合には、前記制御モードを前記第１蓄熱モードから前記第２蓄熱モードに切り替え、
前記バッテリへの蓄熱が許可されない場合には、前記電動パワートレーンの温度を参照して前記制御モードを前記第１蓄熱モード及び前記放熱モードの何れかの間でのみ選択的に設定する、
熱管理方法。
【請求項６】
請求項５に記載の熱管理方法であって、
前記蓄熱許可判定を、前記バッテリの状態を示唆するバッテリ状態情報が入力されているか否か、又は外気温度を参照して実行し、
前記バッテリ状態情報が入力されているか、又は前記外気温度が所定の外気温度閾値未満である場合に前記バッテリへの蓄熱を許可し、
その他の場合には前記バッテリへの蓄熱を不許可とする、
熱管理方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の熱管理方法であって、
前記バッテリへの蓄熱が許可されて前記制御モードが前記第２蓄熱モードに切り替えた後に、前記バッテリの温度が所定のバッテリ温度閾値を超えると、前記制御モードを前記第２蓄熱モードから前記第１蓄熱モードに切り替える、
熱管理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の熱管理方法であって、
前記制御モードを前記第２蓄熱モードから前記第１蓄熱モードに切り替えた後に、前記電動パワートレーンの温度が所定のパワートレーン温度閾値を超え且つ前記バッテリの温度が前記バッテリ温度閾値を超えると、前記制御モードを前記第１蓄熱モードから前記ヒーターコア加熱モードに切り替える、
熱管理方法。
【請求項９】
請求項７に記載の熱管理方法であって、
前記制御モードを前記第２蓄熱モードから前記第１蓄熱モードに切り替えた後に、前記電動パワートレーンの温度が所定のパワートレーン温度閾値を超え且つ前記バッテリの温度が前記バッテリ温度閾値を超えると、車室温度と空調設定温度を比較し、
前記車室温度が前記空調設定温度より低いと、前記制御モードを前記第１蓄熱モードから前記ヒーターコア加熱モードに切り替えるとともに空調ファンを作動させ、
前記空調ファンを作動させた状態で前記電動パワートレーンの温度が前記パワートレーン温度閾値を超え且つ前記バッテリの温度が前記バッテリ温度閾値を超えた場合に、前記車室温度と前記空調設定温度を比較し、
前記車室温度が前記空調設定温度より高いと、前記制御モードを前記ヒーターコア加熱モードに維持し、
前記車室温度が前記空調設定温度より低いと、前記制御モードを前記ヒーターコア加熱モードから前記放熱モードに切り替える、
熱管理方法。
【請求項１０】
バッテリに外部から充電を行うための車載充電器と、電動機及び前記電動機を駆動する電力変換装置を含む電動パワートレーンと、前記車載充電器、前記電動パワートレーン、水冷式凝縮器に繋がるヒーターコア、及びラジエータが配された冷却水回路と、を備えた電動車両において、前記冷却水回路の冷却水の供給状態を切り替えて該冷却水回路に配される各要素への供給熱量を制御する熱管理装置であって、
外部充電器による普通充電が実行される際に前記車載充電器で生じる熱を、前記冷却水の供給状態を制御して前記ヒーターコアに供給する、
熱管理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱管理方法及び熱管理装置、特に、電気自動車（ＥＶ）などの電動機（モータ）を走行駆動源とする電動車両の冷却系に適用される熱管理方法及び熱管理装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）等の電動機を駆動源として走行する電動車両においては、車載の空調装置で消費される電力が車載のバッテリにより賄われる。このため、空調装置における消費電力は、バッテリ電力あたりの走行可能距離（いわゆる電費）に対して直接的に影響を及ぼすことになる。特に、エンジンを走行駆動源とする車両においては、エンジンの排熱を空調装置の暖房の熱源として利用できる一方で、エンジンを搭載していない電動車両では電気ヒータなどの暖房時の熱源を確保する必要がある。したがって、電動車両においては、電気ヒータによる電力消費が電費の悪化に直結するので、できるだけ電気ヒータの使用を抑制して電力消費を削減することが望ましい。
【０００３】
かかる状況に対して、特許文献１には、低外気温時や暖房の立ち上がり時等にも必要な暖房能力を確保しつつ、電気ヒータの使用を抑制するための制御が提案されている。特に、特許文献１には、暖房時に、モータ／バッテリ（特にその排熱）及び電気ヒータを選択的な熱源として用いる制御が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１１／０８６６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モータ／バッテリの排熱を利用するだけでは十分な熱量を確保できない場合があるので、暖房時の効率を高めるための（消費電力を抑制するための）さらなる改良が求められている。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、電動車両において暖房時の電力効率をより向上させることのできる熱管理方法及び熱管理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、バッテリに外部から充電を行うための車載充電器と、電動機及び電動機を駆動する電力変換装置を含む電動パワートレーンと、車載充電器、電動パワートレーン、水冷式凝縮器に繋がるヒーターコア、及びラジエータが配された冷却水回路と、を備えた電動車両において、冷却水回路の冷却水の供給状態を切り替えて該冷却水回路に配される各要素への供給熱量を制御する熱管理方法が提供される。
【０００８】
この熱管理方法では、外部充電器による普通充電が実行される際に車載充電器で生じる熱を、冷却水の供給状態を制御してヒーターコアに供給する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電動車両においてより高効率の暖房機能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、ヒートポンプシステムの概略構成を示すブロック図である。
図２は、蓄熱モードにおける冷却水の供給態様を説明する図である。
図３は、ヒーターコア加熱モード及び放熱モードにおけるそれぞれの冷却水の供給態様を説明する図である。
図４は、第１実施形態による熱管理方法における各処理を説明するフローチャートである。
図５は、第２実施形態による熱管理方法における各処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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