自動車の熱管理システムは、車内環境や自動車部品の動作環境を調整するための重要なシステムであり、冷却、加熱、内部伝導による熱利用効率を向上させます。簡単に言えば、熱があるときに解熱パッチを使う必要があるのと、寒さが耐えられないときにベビーウォーマーを使う必要があるのと同じです。電気自動車の複雑な構造は人間の操作による介入ができないため、電気自動車自身の「免疫システム」が重要な役割を果たします。
純電気自動車の熱管理システムは、バッテリーエネルギーの利用を最大化することで走行を支援します。車内のエアコンやバッテリーに熱エネルギーを慎重に再利用することで、熱管理システムはバッテリーエネルギーを節約し、車両の走行距離を延長できます。その利点は、極端な高温や低温環境下で特に顕著です。純電気自動車の熱管理システムは、主に以下のような主要コンポーネントで構成されています。高電圧バッテリー管理システム（BMS）バッテリー冷却プレート、バッテリークーラー、高電圧PTC電気ヒーターまた、ヒートポンプシステムは機種によって異なる。
バッテリー冷却パネルは、電気自動車用バッテリーパックの直接冷却に使用でき、直接冷却（冷媒冷却）と間接冷却（水冷）に分類できます。バッテリーに合わせて設計・組み合わせることで、効率的なバッテリー動作と長寿命化を実現できます。内部に冷媒と冷却液の二重媒体を備えた二重回路バッテリークーラーは、電気自動車用バッテリーパックの冷却に適しており、バッテリー温度を高効率領域に維持し、最適なバッテリー寿命を確保できます。
純粋な電気自動車には熱源がないため、高電圧PTCヒーター車両内部を迅速かつ十分に暖めるには、標準出力4～5kWのヒートポンプが必要です。純粋な電気自動車の余熱だけでは車内を完全に暖めるには不十分なため、ヒートポンプシステムが必要となります。
ハイブリッド車がマイクロハイブリッドも重視する理由が気になる方もいるかもしれませんが、ここでマイクロハイブリッドに分類する理由は、高電圧モーターと高電圧バッテリーを使用するハイブリッド車は、熱管理システムの点でプラグインハイブリッド車に近いため、そのようなモデルの熱管理アーキテクチャについては、後述のプラグインハイブリッド車の項で紹介するからです。ここでいうマイクロハイブリッドとは、主に48Vモーターと48V/12Vバッテリー、例えば48V BSG（ベルトスタータージェネレーター）などを指します。その熱管理アーキテクチャの特徴は、以下の3点にまとめられます。
モーターとバッテリーは主に空冷式だが、水冷式や油冷式も選択可能である。
モーターとバッテリーが空冷式の場合、バッテリーが12Vバッテリーを使用し、12Vから48Vの双方向DC/DCコンバーターを使用する場合を除き、パワーエレクトロニクスの冷却問題はほとんどありません。この場合、モーターの始動電力とブレーキ回生電力の設計によっては、このDC/DCコンバーターに水冷配管が必要になる場合があります。バッテリーの空冷は、バッテリーパックの空気回路で設計でき、ファン制御方式で強制空冷を実現します。これにより、設計タスクが1つ増えます。つまり、エアダクトとファンの選択の設計です。シミュレーションを使用してバッテリーの強制空冷の冷却効果を分析する場合、液体の流れの熱伝達よりも気体の流れの熱伝達のシミュレーション誤差が大きいため、液体冷却バッテリーよりも難しくなります。水冷式と油冷式の場合、熱管理回路は純粋な電気自動車のものとよく似ていますが、発熱量が少ないという点が異なります。また、マイクロハイブリッドモーターは高周波で動作しないため、一般的に急速な発熱を引き起こす連続的な高トルク出力はありません。例外が1つあり、近年では48V高出力モーターも採用されています。これはライトハイブリッドとプラグインハイブリッドの中間に位置し、コストはプラグインハイブリッドよりも低いものの、駆動能力はマイクロハイブリッドやライトハイブリッドよりも強力です。そのため、48Vモーターの稼働時間と出力電力が大きくなり、熱管理システムがそれと連携して適時に放熱する必要があります。
投稿日時：2023年4月20日
