JP2006240501A - ハイブリッド車用の冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 より簡素な構成でより冷却効率の高いハイブリッド車用の冷却システムを得る。
【解決手段】 ハイブリッド車用の冷却システム１において、冷媒に、モータ６およびインバータ７の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む粒子３１と、エンジン５を含む内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む粒子３２とを、混入させた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車用の冷却システムに関する。

電動機と内燃機関の二つの動力源を有するハイブリッド車では、動力源毎に異なる冷却目標温度が設定される場合が多い。

このため、従来は、特許文献１のように、それぞれ独立した二つの冷媒循環系統を構築する場合が多かった。ただし、特許文献２のように、二つの循環系統で一部の部品の共用化を図ったものも知られている。
特開２００２−２２３５０５号公報 特開平１０ −２６６８５５号公報

しかしながら、それぞれ独立した二つの循環系統を設けた場合には、部品点数が多くなったり、配管経路が複雑化したりして、車両搭載性が悪くなるとともに、製造コストも嵩むという問題が生じていた。

また、一部の部品の共用化を図った場合でも、二つの循環系統間で冷媒が混合するなどして、冷却効率が低下するおそれがあった。

そこで、本発明は、より簡素な構成でより冷却効率の高いハイブリッド車用の冷却システムを得ることを目的とする。

本発明にあっては、ハイブリッド車用の冷却システムにおいて、冷媒に、電動機系または内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む粒子を混入させたことを最も主要な特徴とする。

本発明にかかるハイブリッド車用の冷却システムによれば、潜熱蓄熱材による潜熱の吸収および放出を利用して、電動機系または内燃機関系のうち少なくともいずれか一方の冷却効率を高めることができる。また、それにより、複数系統間で部品を共用化して装置構成をより簡素化することも可能になる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる冷却システムの概略構成図、図２は、冷却システムを車体に装備した状態を示す側面図、図３は、冷却システムに設けられるタンクを側方から見た断面図、図４は、冷却システムの冷媒中に混入される粒子の断面図、図５は、冷媒中に混入される二種類の粒子の特性（温度と比熱との相関関係）を示す図、図６は、冷媒の経路に沿った温度変化を示す図、図７は、冷却システムの制御フローの一例を示す図である。

図１に示すように、このハイブリッド車用の冷却システム１では、冷媒を吐出するポンプ４、冷媒を貯留するタンク８、冷媒を冷却するラジエータ１１，１２、エンジン５を含む内燃機関系（の冷却通路）、およびモータ６およびインバータ７を含む電動機系（の冷却通路）が、配管やチューブ等で相互に接続されて、冷媒の流路１４〜１８が形成されている。これら流路１４〜１８では、一つのポンプ４によって一種類の冷媒が循環されるが、適宜、並列に構成して（例えば１５と１６、１７と１８等）、熱交換が効率的に行われるようにしてある。なお、冷媒としては、冷却液（例えば不凍液）１３に二種類の粒子３１，３２を混入させたものを用いる。これらの粒子３１，３２については後に詳しく述べる。

ポンプ４の出口は流路１４を介してタンク８の入口に接続されている。そして、タンク８の出口からポンプ４の入口にかけて、相互に並列な二つの流路１５，１６が形成されている。このうち、一方の流路１５には、エンジン５およびラジエータ（第二のラジエータ）１２がこの順に直列に接続されており、他方の流路１６にはラジエータ（第一のラジエータ）１１が接続されている。一方、タンク８と並列に、二つの流路１７，１８が形成され、流路１７にはモータ６が、流路１８にはインバータ７がそれぞれ接続されている。

ラジエータ１１，１２は、車両前後方向に間隔をあけて重ねて配置して、所謂複列式ラジエータを形成し、前方から後方に向かう冷却空気流によって冷却されるようにしてある。本実施形態では、第一のラジエータ１１を前方に、第二のラジエータ１２を後方に配置し、さらにその後方にファン３を設けている。このファン３の回転数ならびに車両の速度に応じて、冷却空気流の流量が変化する。

ポンプ４は、例えば回転数を可変設定できる電動モータを一体化させた流量可変ポンプとして構成される。ポンプ４の吐出流量や、ファン３の送出流量は、制御回路（例えばＥＣＵ等）１９によって制御される。制御回路１９には、第一のラジエータ１１の出口温度を計測するセンサ２０の検出結果、第二のラジエータ１２の出口温度を計測するセンサ２１の検出結果、ならびにエンジン５の出口温度を計測するセンサ２２の検出結果が入力され、制御回路１９は、これらの検出結果に基づいて、ファン３やポンプ４を制御する。

図２に一例として示す車載レイアウトでは、エンジン５は車両前部のエンジンルーム内に配置され、モータ６およびインバータ７は、車両後部のトランクの下に配置されている。また、タンク８は、エンジン５とモータ６との車両前後方向の中間となる位置（この例では前側座席付近の下部）で、車体２の床下に配置されている。そして、このタンク８より車両前方に向けて流路１５，１６が配索され、車両後方に向けて流路１７，１８が配索される。なお、これら流路１５〜１８は、車体２の床下に凹状に形成されるセンタトンネル部に配索するのが好適である。

図３に示すように、タンク８の内部には、仕切板１０が設けられている。この仕切板１０は、上流側（流路１４側）と下流側（流路１５，１６側）との中間位置（ほぼ中央となる位置）で、タンク８の底面に立設して設けられている。ただし、仕切板１０の高さをタンク８内部の高さより低くし、冷媒が仕切板１０の上方を通過できるようにしてある。かかる構成では、冷媒は、上流側から下流側に向けてタンク８内を流通することができるが、仕切板１０が無い場合に比べて、冷媒の流通抵抗は大きくなる。すなわち、この仕切板１０は、本発明の抵抗要素に相当するものである。そして、かかる構成では、流路１４，１５を、タンク８の相互に対向する一対の側壁のほぼ同じ高さ位置で水平方向に開口させるとともに、仕切板１０の上端縁の高さを、流路１４，１５の中心軸の位置（開口の中心位置）まで伸ばし、仕切板１０を、流路１４から流路１５に向けてタンク８内を流れる冷媒の抵抗要素としてより確実に機能させるのが好適である。

また、本実施形態では、流路１７，１８の入口１７−ａ，１８−ａを仕切板１０の上流側の区画室内に臨ませる一方、流路１７，１８の出口１７−ａ，１８−ａを仕切板１０の下流側の区画室に臨ませている。ここで、上述したように、タンク８内には、冷媒が流通する際の抵抗要素となる仕切板１０を設けてあるため、上流側の区画室の圧力は、下流側の区画室の圧力に比べて高くなっている。したがって、上記構成では、入口１７−ａ，１８−ａ側の圧力が出口１７−ｂ，１８−ｂ側の圧力より高くなって、流路１７，１８には、上流側の区画室からモータ６あるいはインバータ７を経由して下流側の区画室に向かう流れが形成されることになる。かかる構成において、流路１７，１８は、タンク８内の流路および抵抗要素と並列に設けられることになる。

一方、タンク８の外表面には、放出フィン９を設け、車両走行に伴う空気流（床下の空気流）によって、冷媒を冷却できるようにしてある。

図４に示すように、冷媒に混入される粒子３１，３２は、例えばメラミン樹脂等からなる略球状の樹脂カプセル３４内に、例えばパラフィンワックス等の潜熱蓄熱材３３を封入して、直径数マイクロメートルの微粒子として形成したものである。

ここで、本実施形態では、二つの粒子３１，３２で、潜熱蓄熱材３３の特性を異ならせている。具体的には、図５に示すように、粒子３１には、液体−固体間の相変化温度（比熱がピークとなる温度）がＴ１である潜熱蓄熱材３３を封入し、粒子３２には、液体−固体間の相変化温度（比熱がピークとなる温度）がＴ１より高いＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）である潜熱蓄熱材３３を封入している。そして、この温度Ｔ１を電動機系の冷却目標温度とし、温度Ｔ２を内燃機関系の冷却目標温度としている。したがって、粒子３１に含まれる潜熱蓄熱材３３は、電動機系の冷却通路で加熱されてその温度が冷却目標温度Ｔ１より高くなると、溶融して潜熱を吸収し、ラジエータ１１，１２等で冷却されてその温度が冷却目標温度Ｔ１より低くなると、凝固して潜熱を放出する。また、粒子３２に含まれる潜熱蓄熱材３３は、内燃機関系の冷却通路で加熱されて、その温度が冷却目標温度Ｔ２より高くなると、溶融して潜熱を吸収し、ラジエータ１２等で冷却されて、その温度が冷却目標温度Ｔ２より低くなると、凝固して潜熱を放出する。かかる構成により、潜熱蓄熱材３３による潜熱の吸収および放出を利用したより効率の高い熱交換が実現される。なお、図５中、粒子３１の潜熱蓄熱材３３が完全に凝固する温度（凝固完了温度）はＴ１−αであり、粒子３２の潜熱蓄熱材３３が完全に凝固する温度（凝固完了温度）はＴ２−βである。また、粒子３２の潜熱蓄熱材３３が完全に溶融する温度（溶融完了温度）はＴ２＋βである。

さて、以上の構成を備えた冷却システム１では、まず、ポンプ４から吐出された冷媒は、タンク８内を流れるものと、流路１７，１８を流れるものとに分岐される。

流路１７，１８の電動機系（モータ６，インバータ７）の冷却通路において、冷媒は加熱されて温度Ｔ１を超え、粒子３１の潜熱蓄熱材３３が溶融する。この溶融により、潜熱蓄熱材３３が熱を吸収する分、モータ６およびインバータ７における熱交換効率が高まる。

一方、タンク８内を流れる冷媒は、タンク８の外表面に放出フィン９を設けてあるため、車両走行に伴う空気流によって冷却される。よって、このタンク８を流れる冷媒と流路１７，１８を流れる冷媒とを合流させることにより、モータ６，インバータ７での熱交換によって温度が上昇した冷媒（流路１７，１８を流れた冷媒）の温度を下げることができる。

次いで、合流した冷媒は、相互に並列な流路１５，１６に分流される。このうち、流路１６を流れる冷媒は、第一のラジエータ１１で冷却されて、その温度が低下する。ここで、本実施形態では、第一のラジエータ１１の出口における冷媒の温度（出口温度）が、少なくともＴ１より低く、好適には、粒子３１の潜熱蓄熱材３３の凝固完了温度Ｔ１−αと略同じかまたはそれより低くなるように制御される。具体的には、例えば、センサ２０の検出結果によって得られた第一のラジエータ１１の出口温度が凝固完了温度Ｔ１−αより高い場合には、制御回路１９がファン３を制御して冷却空気流量を増大させ、出口温度が温度Ｔ１−αと略同じかまたはそれより低くなるようにする。こうすることで、第一のラジエータ１１において冷媒を冷却し、粒子３１の潜熱蓄熱材３３を凝固させることができる。この凝固により、潜熱蓄熱材３３が熱を放出する分、第一のラジエータ１１における熱交換効率を高めることができる。このとき、出口温度を凝固完了温度Ｔ１−αと略同じかまたはそれより低くなるようにすれば、粒子３１の潜熱蓄熱材３３をほぼ完全に凝固させることができ、潜熱の放出による効果を最大限利用することができる。

一方、流路１５には、エンジン５および第二のラジエータ１２がこの順に直列に設けられている。まず、エンジン５内の冷却通路において、冷媒は加熱されて温度Ｔ２を超え、粒子３２の潜熱蓄熱材３３が溶融する。この溶融により、潜熱蓄熱材３３が熱を吸収する分、エンジン５における熱交換効率が高まる。なお、エンジン５の出口における冷媒の温度（出口温度）は、他の問題が生じない範囲でＴ２＋βと略同じかまたはそれより高くなるように構成または制御し、粒子３２の潜熱蓄熱材３３がほぼ完全に溶融するようにしておくのが好適である。

ただし、本実施形態では、エンジン５が過熱しないよう、エンジン５の出口温度が、問題の無い範囲で粒子３２の潜熱蓄熱材３３の溶融完了温度Ｔ２＋β以上に設定された所定の閾値温度Ｔｈと同じかまたはより低くなるように制御される。すなわち、センサ２２によって第二のラジエータ１２の出口温度を検出し、当該出口温度が閾値温度Ｔｈより高い場合には、制御回路１９がポンプ４を動作させて流路１５における冷媒の流量を増大させ、出口温度がＴｈ以下で維持されるようにする。なお、この閾値温度Ｔｈを溶融完了温度Ｔ２＋βに設定してもよい。

次に、冷媒は、第二のラジエータ１２で冷却されて、その温度が低下する。ここで、本実施形態では、第二のラジエータ１２の出口における冷媒の温度（出口温度）が、少なくともＴ２より低く、好適には、粒子３２の潜熱蓄熱材３３の凝固完了温度Ｔ２−βと略同じかまたはそれより低くなるように制御される。具体的には、例えば、センサ２１の検出結果によって得られた第二のラジエータ１２の出口温度が凝固完了温度Ｔ２−βより高い場合には、制御回路１９がファン３を制御して冷却空気流量を増大させ、出口温度が温度Ｔ２−βと略同じかまたはそれより低くなるようにする。こうすることで、第二のラジエータ１２において冷媒を冷却し、粒子３２の潜熱蓄熱材３３を凝固させることができる。この凝固により、潜熱蓄熱材３３が熱を放出する分、第二のラジエータ１２における熱交換効率を高めることができる。このとき、出口温度を凝固完了温度Ｔ２−βと略同じかまたはそれより低くなるようにすれば、粒子３２の潜熱蓄熱材３３をほぼ完全に凝固させることができ、潜熱の放出による効果を最大限利用することができる。

流路１５および流路１６を流れた冷媒は、ポンプ４の上流側で合流する。このとき、流路１５を流れる冷媒の温度は高く、流路１６を流れる冷媒の温度は低くなっており、合流された冷媒の温度は、その中間の温度となる。

以上の冷媒の循環経路の一部における冷媒の温度変化の一例を図６に示す。同図から、ラジエータ１１，１２を通過することによって各冷媒の温度が低下し、ラジエータ１１，１２の出口側（ポンプ４の入口側）での合流によってその温度が中間温度に変化するものの、タンク８内で冷却されて再び低下していることがわかる。

また、制御回路１９は、図７に示すようなフローでファン３およびポンプ４を制御してもよい。この例では、制御回路１９は、第一のラジエータ１１の出口温度がＴ１−α以上であるか否か、あるいは第二のラジエータ１２の出口温度がＴ２−β以上であるか否かによって、ファン３の出力を変化させている。すなわち、ステップＳ１０において、第一のラジエータ１１の出口温度がＴ１−α以上であるか、あるいは第二のラジエータ１２の出口温度がＴ２−β以上であった場合には、ファン３の出力を上げて冷却空気流量を増大させ（ステップＳ１１）、そうでなかった場合には、ファン３の出力を下げて冷却空気流量を減少させている（ステップＳ１２）。この場合、第一のラジエータ１１の出口温度はほぼＴ１−αに制御され、第二のラジエータ１２の出口温度はほぼＴ２−βに制御される。

また、制御回路１９は、エンジン５の出口温度がＴ２＋β以上であるか否かによって、ポンプ４の出力を変化させている。すなわち、ステップＳ１３において、エンジン５の出口温度がＴ２＋β以上であった場合には、ポンプ４の出力を上げて冷媒の循環流量を増大させ（ステップＳ１４）、そうでなかった場合には、ポンプ４の出力を下げて冷媒の循環流量を減少させている（ステップＳ１５）。この場合、エンジン５の出口温度はほぼＴ２＋βに制御される。なお、上記ステップＳ１０〜Ｓ１５の制御は、イグニッションキー（図示せず）がＯＮされている間、所定のタイミングで反復して実行される（ステップＳ１６）。

以上の本実施形態によれば、冷媒を循環させることにより電動機系（モータ６，インバータ７）および内燃機関系（エンジン５）の双方を冷却するハイブリッド車用の冷却システム１において、冷媒に、電動機系または内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材３３を含む粒子３１，３２を混入させたため、潜熱蓄熱材３３による熱の吸収ならびに放出を利用して、熱交換効率を向上させることができる。

特に、本実施形態では、電動機系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材３３を含む第一の粒子３１と、内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材３３を含む第二の粒子３２とを混入させたため、電動機系および内燃機関系の双方について冷却効率を高めることができる。

また、本実施形態によれば、第一のラジエータ１１の出口温度が粒子３１の潜熱蓄熱材３３の凝固完了温度Ｔ１−αと同じかまたはそれより低くなり、かつ第二のラジエータ１２の出口温度が粒子３２の潜熱蓄熱材３３の凝固完了温度Ｔ２−βと同じかまたはそれより低くなるように制御するため、潜熱蓄熱材３３の凝固に伴う潜熱の放出による冷却効率向上の効果をより確実に得ることができる。

特に、本実施形態では、第一のラジエータ１１を第二のラジエータ１２に対して冷却空気流の上流側となる位置に設けて、複列式のラジエータとしたため、ファン３を共用化する等、装置構成を簡素化できる上、より温度が高い冷媒が流れる第一のラジエータ１１を上流側に配置するとともに、より温度が低い冷媒が流れる第二のラジエータ１２を下流側に配置したため、冷媒の冷却をより効果的に行うことができ、ラジエータ１１，１２の放熱性能を向上することができる。

また、本実施形態によれば、第一のラジエータ１１の出口温度または第二のラジエータ１２の出口温度に応じて冷却空気流の流量を変化させるファン３を設けたため、各ラジエータ１１，１２の出口温度を所期の温度により容易にかつより確実に制御することができる。また、二つのラジエータ１１，１２を前後に並べた複列式ラジエータとしたため、ファン３を共用化することができ、装置構成を簡素化することができる。

また、本実施形態において、エンジン５の出口温度が粒子３２の潜熱蓄熱材３３の溶融完了温度Ｔ２＋βとほぼ同じ温度になるように制御すれば、潜熱蓄熱材３３をほぼ完全に溶融させ、当該溶融による潜熱の吸収による熱交換効率向上の効果を最大限得ることができる。

また、本実施形態によれば、エンジン５の出口温度に応じて冷媒の循環量を変化させる可変流量型のポンプ４を設けたため、冷媒の循環流量を変化させることにより、エンジン５の出口温度を所期の温度により容易にかつより確実に制御することができる。

また、本実施形態によれば、冷媒を貯留するタンク８内に冷媒の流通抵抗となる抵抗要素としての仕切板１０を設け、流路１７，１８をこの仕切板１０と並列になるように設けたため、タンク８内に抵抗要素としての仕切板１０を設け、その前後に流路１７，１８の入口および出口を接続するという比較的簡素な構成によって、当該仕切板１０の前後の圧力差を利用して、流路１７，１８における冷媒の流れを生じさせることができる。

（第２実施形態）図８は、本実施形態にかかる冷却システムの概要を示す図である。なお、本実施形態にかかる冷却システム１Ａは、上記第１実施形態にかかる冷却システム１と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明を省略することとする。

この冷却システム１Ａは、第１実施形態にかかる冷却システム１で用いていたタンク８に替えて、タンク８Ａを設けたものである。このタンク８Ａは、下流側のタンク８Ａ内の幅（流路断面積）を上流側に比べて狭くして、タンク８Ａ内の流通抵抗を下流側で大きくすることにより、当該下流側における冷媒の流速を上げ、この流速上昇による圧力低下を利用して流路１７，１８の上流側と下流側との圧力差を増大させ、もって、これら流路１７，１８の流量を増大させたものである。

本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得られる他、比較的簡素な構成によって、流路１７，１８における冷媒の流量をより増大させることができるという利点がある。

（第３実施形態）図９は、本実施形態にかかる冷却システムの概要を示す図である。なお、本実施形態にかかる冷却システム１Ｂは、上記第１実施形態にかかる冷却システム１と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明を省略することとする。

この冷却システム１Ｂは、流路１５にジェットポンプノズル２３，２４を設け、これらジェットポンプノズル２３，２４における冷媒の流下（噴流）によって生じた圧力低下を利用して、流路１７，１８の冷媒を移送させるものである。かかる構成により、流路１７，１８の上流側と下流側との圧力差が増大し、もって、これら流路１７，１８の流量を増大することができる。

本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得られる他、比較的簡素な構成によって、流路１７，１８における冷媒の流量をより増大させることができるという利点がある。

（第４実施形態）図１０は、本実施形態にかかる冷却システムの概要を示す図である。なお、本実施形態にかかる冷却システム１Ｃは、上記第１実施形態にかかる冷却システム１と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明を省略することとする。

この冷却システム１Ｃは、流路１６にジェットポンプノズル２３，２４を設け、これらジェットポンプノズル２３，２４における冷媒の流下（噴流）によって生じた圧力低下を利用して、流路１７，１８において冷媒を移送させるものである。かかる構成により、流路１７，１８の上流側と下流側との圧力差が増大し、もって、これら流路１７，１８の流量を増大することができる。

本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得られる他、比較的簡素な構成によって、流路１７，１８における冷媒の流量をより増大させることができるという利点がある。

（第５実施形態）図１１は、本実施形態にかかる冷却システムで用いられるタンクを側方から見た断面図である。本実施形態にかかるタンク８Ｂは、上記第１実施形態にかかる冷却システム１のタンク８と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明を省略することとする。なお、本実施形態にかかるタンク８Ｂは、上記各実施形態のタンク８，８Ａに替えて用いることができるものである。

本実施形態にかかるタンク８Ｂは、仕切板１０をヒンジ等を用いて下流側に傾動自在に構成した点が、上記各実施形態にかかるタンク８と相違している。かかる構成によれば、ポンプ４の吐出流量が増大して、タンク８Ｂ内を流下する冷媒の流量が増大すると、図１１の（ｂ）に示すように、冷媒流の動圧によって、仕切板１０が下流側に倒れ、タンク８Ｂ内の流通抵抗が低下する。すなわち、本実施形態によれば、ポンプ４によって冷媒の循環流量を増大させる場合に、タンク８Ｂ内の圧力損失を低減することができるため、循環流量の増大によって期待される冷却効果をより確実に得ることができる。そして、この効果を得ることができる構成を、傾動自在な仕切板１０を用いて比較的容易に具現化することができる。なお、本実施形態では、仕切板１０とタンク８の底部との間にコイルスプリング２５を架設し、冷媒の動圧が低い場合には、仕切板１０が直立姿勢に復帰できるようにしてある。

また、図１１の（ａ）に示すように、仕切板１０が直立した状態では、当該仕切板１０の上端縁の高さを、流路１４，１５の中心軸の位置（開口の中心位置）まで伸ばし、当該仕切板１０を、流路１４から流路１５に向けてタンク８内を流れる冷媒の抵抗要素としてより確実に機能させる一方、図１１の（ｂ）に示すように、冷媒流の動圧によって仕切板１０が傾動した状態では、当該仕切板１０の上端縁の高さを、流路１４，１５の下端縁の高さ以下まで下げ、流路１４から流路１５に向けてタンク８Ｂ内を流れる冷媒の流通抵抗をより確実に低下させている。かかる構成により、流量が増した流路１４からの冷媒流を、流路１５、すなわちエンジン５側に、効率良く供給することができる。

（第６実施形態）図１２は、本実施形態にかかる冷却システムで用いられるタンクを側方から見た断面図である。本実施形態にかかるタンク８Ｃは、上記第１実施形態にかかる冷却システム１のタンク８と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明を省略することとする。なお、本実施形態にかかるタンク８Ｃは、上記各実施形態のタンク８，８Ａ，８Ｂに替えて用いることができるものである。

本実施形態にかかるタンク８Ｃは、仕切板の上側部分１０−ａをタンク８Ｃの底面に固定された下側部分１０−ｂに対して下流側に傾動自在に構成した点が、上記各実施形態にかかるタンク８，８Ａ，８Ｂと相違している。かかる構成によれば、ポンプ４の吐出流量が増大して、タンク８Ｃ内を流下する冷媒の流量が増大すると、図１２の（ｂ）に示すように、冷媒流の動圧によって、上側部分１０−ａが下流側に倒れ、タンク８Ｃ内の流通抵抗が低下する。すなわち、本実施形態によれば、ポンプ４によって冷媒の循環流量を増大させる場合に、タンク８Ｃ内の圧力損失を低減することができるため、循環流量の増大によって期待される冷却効果をより確実に得ることができる。そして、この効果を得ることができる構成を、上側部分１０−ａを傾動自在とした仕切板を用いて比較的容易に具現化することができる。なお、この場合、上側部分１０−ａの全体あるいは下側部分１０−ｂとの接合部分を、弾性部材で構成し、冷媒の動圧が低い場合には、上側部分１０−ａが直立姿勢に復帰できるようにしてある。

また、図１２の（ａ）に示すように、上側部分１０−ａが直立した状態では、当該上側部分１０−ａの上端縁の高さを、流路１４，１５の中心軸の位置（開口の中心位置）まで伸ばし、仕切板を、流路１４から流路１５に向けてタンク８内を流れる冷媒の抵抗要素としてより確実に機能させる一方、図１２の（ｂ）に示すように、冷媒流の動圧によって上側部分１０−ａが傾動した状態では、当該仕切板の上端縁の高さを、流路１４，１５の下端縁の高さ以下まで下げ、流路１４から流路１５に向けてタンク８内を流れる冷媒の流通抵抗をより確実に低下させている。かかる構成により、流量が増した流路１４からの冷媒流を、流路１５、すなわちエンジン５側に、効率良く供給することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、二種類の粒子が含まれる冷媒を用いたが、電動機系および内燃機関系のうちいずれか一方に対応した一種類の粒子のみを含む冷媒を用いてもよい。また、本発明は、冷却温度が異なる三つ以上の熱源を冷却するシステムとしても具現化することも可能である。また、冷却目標温度や制御目標温度の設定等も、上記実施形態に限定されるものではない。また、仕切板等の抵抗要素の抵抗値を変化させるためのアクチュエータを設けてもよい。また、ファンはＯＮ／ＯＦＦ制御するものとしてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる冷却システムの概略構成図。 本発明の第１実施形態にかかる冷却システムを車体に装備した状態を示す側面図。 本発明の第１実施形態にかかる冷却システムに設けられるタンクを側方から見た断面図。 本発明の実施形態にかかる冷却システムの冷媒中に混入される粒子の断面図。 本発明の実施形態にかかる冷却システムにおいて冷媒中に混入される二種類の粒子の特性（温度と比熱との相関関係）を示す図。 本発明の実施形態にかかる冷却システムの冷媒の経路に沿った温度変化を示す図。 本発明の実施形態にかかる冷却システムの制御フローを示す図。 本発明の第２実施形態にかかる冷却システムの概略構成図。 本発明の第３実施形態にかかる冷却システムの概略構成図。 本発明の第４実施形態にかかる冷却システムの概略構成図。 本発明の第５実施形態にかかる冷却システムに設けられるタンクを側方から見た断面図。 本発明の第６実施形態にかかる冷却システムに設けられるタンクを側方から見た断面図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 冷却システム
３ ファン
４ ポンプ（流量可変ポンプ）
５ エンジン
６ モータ
７ インバータ
８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ タンク
９ 放出フィン
１０ 仕切板（抵抗要素）
１０−ａ 仕切板の上側部分（抵抗要素）
１１ （第一の）ラジエータ
１２ （第二の）ラジエータ
１４〜１８ 流路
３１ （第一の）粒子
３２ （第二の）粒子
３３ 潜熱蓄熱材

Claims (16)

1. 冷媒を循環させることにより電動機系および内燃機関系の双方を冷却するハイブリッド車用の冷却システムであって、
   冷媒に、電動機系または内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む粒子を混入させたことを特徴とするハイブリッド車用の冷却システム。
2. 冷媒に、電動機系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む第一の粒子と、内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む第二の粒子とを混入させたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
3. 電動機系の冷却通路に直列に接続される第一のラジエータと、内燃機関系の冷却通路に直列に接続される第二のラジエータとを備え、
   前記第一のラジエータの出口温度が前記第一の粒子の潜熱蓄熱材の凝固完了温度と同じかまたはそれより低くなり、かつ前記第二のラジエータの出口温度が前記第二の粒子の潜熱蓄熱材の凝固完了温度と同じかまたはそれより低くなるように制御することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
4. 第一のラジエータを第二のラジエータに対して冷却空気流の上流側となる位置に設けたことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
5. 第一のラジエータの出口温度または第二のラジエータの出口温度に応じて前記冷却空気流の流量を変化させるファンを設けたことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
6. 内燃機関系の冷却通路の出口温度が前記第二の粒子の潜熱蓄熱材の溶融完了温度とほぼ同じ温度になるように制御することを特徴とする請求項２〜５のうちいずれか一つに記載のハイブリッド車用の冷却システム。
7. 内燃機関系の冷却通路の出口温度に応じて冷媒の循環量を変化させる流量可変ポンプを設けたことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
8. 冷媒を貯留するタンクを設けるとともに、当該タンク内に冷媒の流通抵抗となる抵抗要素を設け、電動機系の冷却通路を当該抵抗要素と並列になるように設けたことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一つに記載のハイブリッド車用の冷却システム。
9. 前記抵抗要素による流通抵抗を可変設定できるようにしたことを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
10. 前記抵抗要素を、タンク内を上流側と下流側とに仕切る仕切板として構成し、その仕切板の少なくとも一部を傾動させることにより、流通抵抗を可変設定できるようにしたことを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
11. タンク内で流動する冷媒の動圧によって前記仕切板の少なくとも一部を下流側に傾動させるように構成したことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車用の冷却システム。
12. 冷媒を貯留するタンクを設けるとともに、電動機系の冷却通路を当該タンク内の冷媒の流通経路と並列になるように設け、
    前記タンクより下流側の冷媒通路に、冷媒の流下によって生じた圧力低下を利用して電動機系の冷却通路の冷媒を移送させる冷媒移送機構を設けたことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一つに記載のハイブリッド車用の冷却システム。
13. 前記タンクを車両床下に配置するとともに、当該タンクの外表面に放出フィンを設けたことを特徴とする請求項８〜１２のうちいずれか一つに記載のハイブリッド車用の冷却システム。
14. 冷却目標温度が異なる複数の熱源を、それらに共通の冷媒送出機構を用いて冷媒を循環させて冷却する自動車用の冷却システムであって、
    冷媒に、いずれか一つの熱源の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む粒子を少なくとも一種類混入させ、
    前記熱源からの熱で潜熱蓄熱材を溶融させることにより前記粒子に潜熱を吸収させ、当該粒子を冷却して潜熱蓄熱材を凝固させることにより当該粒子から潜熱を放出させるようにしたことを特徴とする自動車用の冷却システム。
15. 冷媒に、各熱源の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む複数種類の粒子を混入させたことを特徴とする請求項１４に記載の自動車用の冷却システム。
16. 電動機系および内燃機関系の少なくとも二つの駆動系を有し、冷媒を循環させることにより双方の系を冷却するハイブリッド車用の冷却方法において、
    冷媒に電動機系または内燃機関系の冷却目標温度近傍で相変化する潜熱蓄熱材を含む粒子を混入させることを特徴とするハイブリッド車用の冷却方法。
    
    

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