CN103796854A - 用于冷却系统的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种冷却系统，包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换。控制装置（300）包括：检测单元（321），所述检测单元构造成检测所述压缩机的异常；和切换单元（322），所述切换单元构造成在所述检测单元（321）已检测出异常时切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

Description

用于冷却系统的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于冷却系统的控制装置和控制方法，更具体地涉及用于冷却发热源的冷却系统的控制装置和控制方法。

背景技术

近年来，利用电机的驱动力来行驶的混合动力车辆、燃料电池车辆、电动车辆等作为环境问题的对策之一变成关注的焦点。在此类车辆中，诸如电机、发电机、逆变器、变换器和电池之类的电气设备交换电力而发热。因此，需要对这些电气设备进行冷却。于是，已提出了利用被用作车辆空调装置的蒸气压缩式致冷循环来冷却发热元件的技术。

例如，日本专利申请公报No.2007-69733（JP2007-69733A）记载了一种系统，其中在从膨胀阀延伸到压缩机的致冷剂管路中彼此并列地配置有与空调用空气进行热交换的热交换器和与发热元件进行热交换的热交换器并且利用用于空调装置的致冷剂来冷却发热元件。日本专利申请公报No.2005-90862（JP2005-90862A）记载了一种冷却系统，其中在绕开空调致冷循环的减压器、蒸发器和压缩机的旁通管路中设置有用于冷却发热元件的发热元件冷却单元。

日本专利申请公报No.2006-179190（JP2006-179190A）记载了一种车载电池组。该车载电池组包括壳体和空调用致冷循环的蒸发器。壳体内部包括分层电池组件和空气管道。蒸发器安装在壳体内部，以冷却流过空气管道的冷却空气。日本专利申请公报No.2002-313441（JP2002-313441A）记载了一种电池冷却系统。在该电池冷却系统中，在电池的一部分或全部向其露出的冷却管路中配置有由经由冷却旁通管路从空调系统的致冷循环供给的致冷剂冷却的蒸发器，并且该冷却管路中的空气由送风装置循环。

另一方面，关于用于混合动力车辆的控制装置，日本专利申请公报No.2008-239079（JP2008-239079A）记载了一种如下技术。监视行驶用电池的异常。当已检测出与温度有关的异常以外的异常时，使车辆转入无电池行驶模式。然后，当已在无电池行驶模式下检测出行驶用电池的温度异常时，使车辆停止。

JP2007-69733A、JP2005-90862A、JP2006-179190A和JP2002-313441A并未记载当致冷循环中已发生异常如压缩机的异常和循环通过致冷循环的致冷剂的短缺时连续冷却发热元件。因此，当致冷循环中发生异常时，用于冷却发热元件的冷却性能下降，并且存在发热元件的温度上升的问题。

发明内容

本发明提供了用于冷却系统的控制装置和控制方法，所述控制装置和控制方法能够在致冷循环中发生异常时抑制发热源的温度上升。

本发明的第一方面提供了一种用于冷却发热源的冷却系统的控制装置。所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换。所述控制装置包括：检测单元，所述检测单元构造成检测所述压缩机的异常；和切换单元，所述切换单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

本发明的另一方面提供了一种用于冷却系统的控制装置。所述控制装置包括：检测单元，所述检测单元构造成检测在所述压缩机的运转期间供给到所述冷却部的致冷剂的流量的异常；和切换单元，所述切换单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

在所述控制装置中，所述发热源可装设在车辆上，所述控制装置还可包括限制单元，所述限制单元在所述检测单元已检测出所述异常时限制所述车辆的行驶状态。

所述控制装置还可包括冷却性能提高单元，所述冷却性能提高单元构造成在所述检测单元已检测出异常时提高所述冷却系统的用于冷却所述发热源的冷却性能。

所述控制装置还可包括告知单元，所述告知单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时提供对所述异常的告知。

本发明的又一方面提供了一种用于冷却发热源的冷却系统的控制方法。所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换。所述控制方法包括：判定所述压缩机中是否存在异常；以及，当判定出存在所述异常时，切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

本发明的再另一方面提供了一种用于冷却系统的控制方法。所述控制方法包括：判定在所述压缩机的运转期间供给到所述冷却部的致冷剂的流量是否存在异常；以及，当判定出存在所述异常时，切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

在所述控制方法中，所述发热源可装设在车辆上，并且所述控制方法还可包括当判定出存在所述异常时限制所述车辆的行驶状态。

所述控制方法还可包括当判定出存在所述异常时提高所述冷却系统的用于冷却所述发热源的冷却性能。

所述控制方法还可包括当判定出存在所述异常时提供对所述异常的告知。

根据本发明的各方面，当致冷循环中已发生异常时，可以抑制发热源的温度上升。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是示出了冷却系统适用的车辆的构型的示意图；

图2是示出了根据第一实施例的冷却系统的构型的示意图；

图3是示出了蒸气压缩式致冷循环中的致冷剂的状态的莫里尔图；

图4是示出了在蒸气压缩式致冷循环的运转期间冷却EV设备的致冷剂流的示意图；

图5是示出了在蒸气压缩式致冷循环的停止期间冷却EV设备的致冷剂流的示意图；

图6是示出了在冷却系统的各运转模式下流量调整阀的开度和选择阀的开度的视图；

图7是示出了根据第一实施例的控制装置的构型的细节的框图；

图8是示出了用于根据第一实施例的冷却系统的控制方法的一个示例的流程图；

图9是示出了用于根据第一实施例的冷却系统的控制方法的另一个示例的流程图；

图10是示出了根据第二实施例的控制装置的构型的细节的框图；

图11是示出了用于根据第二实施例的冷却系统的控制方法的一个示例的流程图；及

图12是示出了用于根据第二实施例的冷却系统的控制方法的另一个示例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明本发明的实施例。注意，同样的附图标记在图中表示相同或对应的部分，并且不重复其说明。

第一实施例

图1是示出了冷却系统1适用的车辆1000的构型的示意图。根据本实施例的车辆1000包括用作内燃发动机的发动机100、用作电动机的驱动单元200、电力控制单元（PCU）700和行驶用电池400。车辆1000是使用发动机100和驱动单元200作为动力源的混合动力车辆。注意，根据本发明的各方面的冷却系统1可不仅适用于使用发动机和电动机作为动力源的混合动力车辆，而且适用于仅使用电动机作为动力源的车辆（在本说明书中，将两种车辆统称为电动车辆）。

发动机100可以是汽油发动机或柴油发动机。驱动单元200与发动机100协作产生用于驱动车辆1000的驱动力。发动机100和驱动单元200两者都设置在车辆1000的发动机舱中。驱动单元200经由线缆500与PCU700电连接。此外，PCU700经由线缆600与行驶用电池400电连接。

图2是示出了根据第一实施例的冷却系统1的构型的示意图。如图2所示，冷却系统1包括蒸气压缩式致冷循环10。蒸气压缩式致冷循环10例如装设在车辆上以冷却车辆1000的车厢。例如，当用于冷却的开关被打开时或者当车辆的车厢内的温度被自动调节为设定温度的自动控制模式被选择并且车厢内的温度高于设定温度时，利用蒸气压缩式致冷循环10来进行冷却。

蒸气压缩式致冷循环10包括压缩机12、用作第一热交换器的热交换器14、热交换器15、作为减压器的一个示例的膨胀阀16、和用作第二热交换器的热交换器18。蒸气压缩式致冷循环10还包括气液分离器40。气液分离器40配置在热交换器14与热交换器15之间的致冷剂路径中。

压缩机12由车辆的作为动力源配备的电机或发动机致动，并且绝热地压缩致冷剂气体以提供过热的致冷剂气体。压缩机12在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间导入并压缩从热交换器18流来的气态致冷剂，并且将高温和高压的气态致冷剂放出到致冷剂管路21。压缩机12将致冷剂放出到致冷剂管路21，以由此使致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10中循环。

热交换器14和15引起在压缩机12中被压缩的过热的致冷剂气体等压地向外部介质放热并且变成致冷剂液。从压缩机12放出的高压的气态致冷剂在热交换器14和15中向周围放热而被冷却，以由此冷凝（液化）。各热交换器14和15包括管和翅片。所述管流通致冷剂。所述翅片用于在流过管的致冷剂与热交换器14或15周围的空气之间进行热交换。

热交换器14和15中的每一者都在致冷剂与冷却空气之间进行热交换。冷却空气可作为随着车辆行驶而产生的自然通风供给到热交换器14和15。或者，冷却空气可作为来自冷却风扇如冷凝器风扇42和发动机冷却散热器风扇的强制通风供给到热交换器14和15。由于热交换器14和15中的热交换，致冷剂的温度下降，并且致冷剂液化。

膨胀阀16引起流过致冷剂管路25的高压的液态致冷剂经小孔喷射而膨胀成低温和低压的雾状的致冷剂。膨胀阀16使在热交换器14和15中冷凝的致冷剂液减压成处于气液混合状态的湿蒸气。注意，用于使致冷剂液减压的减压器并不限于执行节流膨胀的膨胀阀16；作为替代，该减压器可以是毛细管。

在热交换器18的内部流动的雾状的致冷剂气化而从导入成与热交换器18接触的周围空气吸热。热交换器18使用通过膨胀阀16减压的低温和低压的致冷剂来从流到车辆的车厢以由此冷却车辆的车厢的空调用空气吸收在致冷剂的湿蒸气蒸发成致冷剂气体时需要的蒸发热。随着热交换器18吸热而降温的空调用空气流入车辆的车厢内以冷却车辆的车厢。致冷剂在热交换器18中从周围吸热而被加热。

热交换器18包括管和翅片。所述管流通致冷剂。所述翅片用于在流过管的致冷剂与热交换器18周围的空气之间进行热交换。处于湿蒸气状态的致冷剂流过所述管。当致冷剂流过所述管时，致冷剂经由翅片将车辆的车厢内的空气的热作为蒸发潜热吸收而蒸发，并且还由于显热而变成过热的蒸气。气化的致冷剂经由致冷剂管路27流入压缩机12中。压缩机12压缩从热交换器18流来的致冷剂。

蒸气压缩式致冷循环10还包括致冷剂管路21、致冷剂管路22、23和24、致冷剂管路25、致冷剂管路26和致冷剂管路27。致冷剂管路21提供压缩机12与热交换器14之间的流体连通。致冷剂管路22、23和24提供热交换器14与热交换器15之间的流体连通。致冷剂管路25提供热交换器15与膨胀阀16之间的流体连通。致冷剂管路26提供膨胀阀16与热交换器18之间的流体连通。致冷剂管路27提供热交换器18与压缩机12之间的流体连通。

致冷剂管路21是用于使致冷剂从压缩机12流到热交换器14的管路。致冷剂在压缩机12与热交换器14之间从压缩机12的出口经致冷剂管路21流向热交换器14的入口。致冷剂管路22至25是用于使致冷剂从热交换器14流到膨胀阀16的管路。致冷剂在热交换器14与膨胀阀16之间从热交换器14的出口经致冷剂管路22至25流向膨胀阀16的入口。

致冷剂管路26是用于使致冷剂从膨胀阀16流到热交换器18的管路。致冷剂在膨胀阀16与热交换器18之间从膨胀阀16的出口经致冷剂管路26流向热交换器18的入口。致冷剂管路27是用于使致冷剂从热交换器18流到压缩机12的管路。致冷剂在热交换器18与压缩机12之间从热交换器18的出口经致冷剂管路27流向压缩机12的入口。

蒸气压缩式致冷循环10形成为使得压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16以及热交换器18通过致冷剂管路21至27联结。注意，用在蒸气压缩式致冷循环10中的致冷剂可以是例如二氧化碳、诸如丙烷和异丁烷的烃、氨、氟氯烃、水等。

气液分离器40将从热交换器14流出的致冷剂分离成气态致冷剂和液态致冷剂。作为液态致冷剂的致冷剂液和作为气态致冷剂的致冷剂蒸气被储存在气液分离器40的内部。致冷剂管路22和23以及致冷剂管路34联结到气液分离器40。

致冷剂在热交换器14的出口侧处于混合地包含饱和液和饱和蒸气的湿蒸气气液两相状态。从热交换器14流出的致冷剂经致冷剂管路22供给到气液分离器40。从致冷剂管路22流入气液分离器40中的处于气液两相状态的致冷剂在气液分离器40内分离成气体和液体。气液分离器40将由热交换器14冷凝的致冷剂分离成液态致冷剂液和气态致冷剂蒸气并且临时储存它们。

分离出的致冷剂液经由致冷剂管路34流出到气液分离器40的外部。致冷剂管路34的配置在气液分离器40内的液体中的端部形成供液态致冷剂从气液分离器40流出所经过的流出口。分离出的致冷剂蒸气经由致冷剂管路23流出到气液分离器40的外部。致冷剂管路23的配置在气液分离器40内部的气体中的端部形成供气态致冷剂从气液分离器40流出所经过的流出口。从气液分离器40输送的气态致冷剂蒸气在热交换器15中向周围放热而被冷却以由此冷凝。热交换器15用作第三热交换器。

在气液分离器40的内部，致冷剂液蓄积在下侧，而致冷剂蒸气蓄积在上侧。输送来自气液分离器40的致冷剂液的致冷剂管路34的端部联结到气液分离器40的底部。仅致冷剂液从气液分离器40的底侧经由致冷剂管路34输送到气液分离器40的外部。输送来自气液分离器40的致冷剂蒸气的致冷剂管路23的端部联结到气液分离器40的顶部。仅致冷剂蒸气从气液分离器40的顶侧经由致冷剂管路23输送到气液分离器40的外部。通过这样做，气液分离器40能够使气态致冷剂和液态致冷剂可靠地彼此分离。

供致冷剂从热交换器14的出口流向膨胀阀16的入口所经过的路径包括致冷剂管路22、致冷剂管路23、致冷剂管路24和致冷剂管路25。致冷剂管路22从热交换器14的出口侧延伸到气液分离器40。致冷剂管路23使致冷剂蒸气从气液分离器40流出，并通过流量调整阀28（稍后说明）。致冷剂管路24联结到热交换器15的入口侧。致冷剂管路25使致冷剂从热交换器15的出口侧流到膨胀阀16。致冷剂管路23是供在气液分离器40中分离出的气态致冷剂流过的管路。

在热交换器14与热交换器15之间流动的致冷剂的路径包括致冷剂管路34和致冷剂管路36。致冷剂管路34提供气液分离器40与冷却部30之间的流体连通。致冷剂管路36提供冷却部30与致冷剂管路24之间的流体连通。致冷剂液经由致冷剂管路34从气液分离器40流到冷却部30。通过冷却部30的致冷剂经由致冷剂管路36返回致冷剂管路24。冷却部30设置在从热交换器14流向热交换器15的致冷剂的路径中。

图2所示的D点表示致冷剂管路23、致冷剂管路24和致冷剂管路36之间的联结点。亦即，D点表示致冷剂管路23的下游侧（更靠近热交换器15的一侧）端部、致冷剂管路24的上游侧（更靠近热交换器14的一侧）端部和致冷剂管路36的下游侧端部。致冷剂管路23形成从气液分离器40流向膨胀阀16的致冷剂的路径内的从气液分离器40延伸到D点的一部分路径。

冷却系统1还包括与致冷剂管路23并列配置的致冷剂路径。冷却部30设置在该致冷剂路径中。冷却部30设置在热交换器14与膨胀阀16之间从气液分离器40流向热交换器15的致冷剂的路径中多个并列连接的管路的其中一个中。冷却部30包括电动车辆（EV）设备31和冷却管路32。EV设备31是装设在车辆上的电气设备。冷却管路32是供致冷剂流过的管路。EV设备31是发热源的一个示例。冷却管路32的一个端部连接到致冷剂管路34。冷却管路32的另一个端部连接到致冷剂管路36。

与气液分离器40与图2所示的D点之间的致冷剂管路23并列连接的致冷剂路径包括位于冷却部30的上游侧（更靠近气液分离器40的一侧）的致冷剂管路34、包括在冷却部30中的冷却管路32、和位于冷却部30的下游侧（更靠近热交换器15的一侧）的致冷剂管路36。致冷剂管路34是用于使液态致冷剂从气液分离器40流到冷却部30的管路。致冷剂管路36是用于使致冷剂从冷却部30流到D点的管路。D点是致冷剂管路23和24与致冷剂管路36之间的分支点。

从气液分离器40流出的致冷剂液经由致冷剂管路34流向冷却部30。流到冷却部30并流经冷却管路32的致冷剂从用作发热源的EV设备31吸热以冷却EV设备31。冷却部30利用在气液分离器40中分离出并经由致冷剂管路34流到冷却管路32的液态致冷剂来冷却EV设备31。流过冷却管路32的致冷剂在冷却部30中与EV设备31进行热交换以冷却EV设备31，并且致冷剂被加热。致冷剂从冷却部30经由致冷剂管路36进一步流向D点，并且经由致冷剂管路24到达热交换器15。

冷却部30构造成能够在EV设备31与冷却管路32中的致冷剂之间进行热交换。在本实施例中，冷却部30例如具有形成为使得冷却管路32的外周与EV设备31的壳体直接接触的冷却管路32。冷却管路32具有与EV设备31的壳体邻接的部分。在该部分，流过冷却管路32的致冷剂与EV设备31之间可进行热交换。

EV设备31直接连接到形成在蒸气压缩式致冷循环10中从热交换器14延伸到热交换器15的致冷剂路径的一部分的冷却管路32的外周，并且被冷却。EV设备31配置在冷却管路32的外部，从而EV设备31不会干涉在冷却管路32内部流动的致冷剂流。因此，蒸气压缩式致冷循环10的压力损失不会增大，从而可以在不增大压缩机12的动力的情况下冷却EV设备31。

或者，冷却部30可包括介设在EV设备31和冷却管路32之间的任意公知的热管。这种情况下，EV设备31经由该热管连接到冷却管路32的外周，并且热经由该热管从EV设备31传递到冷却管路32，以由此冷却EV设备31。EV设备31用作用于加热热管的加热部，并且冷却管路32用作用于冷却热管的冷却部，以由此提高冷却管路32与EV设备31之间的热传递效率，从而可以提高EV设备31的冷却效率。例如，可使用管芯式（Wick）热管。

热可通过该热管可靠地从EV设备31传递到冷却管路32，因此EV设备31与冷却管路32之间可存在一定距离，并且不需要冷却管路32的复杂配置来使冷却管路32与EV设备31相接触。结果，可以提高EV设备31的配置灵活性。

EV设备31包括交换电力而发热的电气设备。该电气设备包括例如用于将直流电力变换为交流电力的逆变器、作为旋转电机的电动发电机、作为蓄电装置的电池、用于使电池的电压升压的升压变换器和用于使电池的电压降压的DC/DC变换器中的至少任意一者。电池为二次电池，例如锂离子电池和镍金属氢化物电池。可使用电容器代替电池。

热交换器18配置在供空气流过的管道90的内部。热交换器18在致冷剂与流过管道90的空调用空气之间进行热交换，以调节空调用空气的温度。管道90具有管道入口91和管道出口92。管道入口91是供空调用空气流入管道90中所经过的入口。管道出口92是供空调用空气从管道90流出所经过的出口。在管道90内部在管道入口91附近配置有风扇93。

随着风扇93被驱动，空气流过管道90。当风扇93运转时，空调用空气经由管道入口91流入管道90中。流入管道90中的空气可以是外部空气或者可以是车辆的车厢内的空气。图2中的箭头95表示流经热交换器18以与蒸气压缩式致冷循环10中的致冷剂进行热交换的空调用空气流。在冷却运转期间，空调用空气在热交换器18中被冷却，并且致冷剂接收从空调用空气传递的热而被加热。箭头96表示通过热交换器18调节温度且经由管道出口92从管道90流出的空调用空气流。

致冷剂经过从通过由致冷剂管路21至27顺次连接压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16以及热交换器18而形成的致冷剂循环路径，以在蒸气压缩式致冷循环10中循环。致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10中流动成顺次通过图2所示的A、B、C、D、E和F点，并且致冷剂在压缩机12、热交换器14和15、膨胀阀16以及热交换器18之间循环。

图3是示出了蒸气压缩式致冷循环10中的致冷剂的状态的莫里尔图。在图3中，横轴表示致冷剂的比焓，而纵轴表示致冷剂的绝对压力。比焓的单位为kJ/kg，而绝对压力的单位为MPa。图中的曲线为致冷剂的饱和蒸气线和饱和液线。

图3示出了当致冷剂从热交换器14的出口处的致冷剂管路22经由气液分离器40流入致冷剂管路34中、冷却EV设备31并从致冷剂管路36经由D点回到热交换器15的入口处的致冷剂管路24时致冷剂在蒸气压缩式致冷循环10中的各点（即，A、B、C、D、E和F点）的热力学状态。此时供致冷剂流过的路径——即致冷剂管路21、致冷剂管路22、致冷剂管路34、致冷剂管路36和致冷剂管路24至27——形成第一管路。

如图3所示，被导入压缩机12中的处于过热蒸气状态的致冷剂（A点）在压缩机12中沿等比熵线被绝热地压缩。随着致冷剂被压缩，致冷剂的压力和温度上升而成为高温和高压的具有高过热度的过热蒸气（B点），并且然后致冷剂流到热交换器14。从压缩机12放出的气态致冷剂在热交换器14中向周围放热而冷却以由此冷凝（液化）。由于在热交换器14中与外部空气进行的热交换，致冷剂的温度下降，并且致冷剂液化。热交换器14中的高压的致冷剂蒸气在热交换器14从具有恒定压力的过热蒸气变成干饱和蒸气，并且释放冷凝潜热以逐渐液化成处于气液混合状态的湿蒸气。处于气液两相状态的致冷剂内冷凝的致冷剂处于饱和液状态（C点）。

致冷剂在气液分离器40中分离成气态致冷剂和液态致冷剂。分离成气体和液体的致冷剂内处于液相的致冷剂液从气液分离器40经由致冷剂管路34流到冷却部30的冷却管路32以冷却EV设备31。在冷却部30中，热释放到随着致冷剂经过热交换器14而冷凝的处于饱和液状态的液态致冷剂，以由此冷却EV设备31。致冷剂通过与EV设备31进行热交换而被加热，并且致冷剂的干燥度增大。致冷剂接受来自EV设备31的潜热而部分地气化成混合地包含饱和液和饱和蒸气的湿蒸气（D点）。

此后，致冷剂流入热交换器15中。致冷剂的湿蒸气在热交换器15中与外部空气进行热交换而被冷却以由此再次冷凝，随着全部致冷剂冷凝而变成饱和液，并且进一步放出显热而变成过冷却液（E点）。此后，致冷剂经由致冷剂管路25流入膨胀阀16中。在膨胀阀16中，处于过冷却液状态的致冷剂进行节流膨胀，并且致冷剂的温度和压力在比焓不变的情况下降低而变成处于气液混合状态的低温和低压的湿蒸气（F点）。

来自膨胀阀16的处于湿蒸气状态的致冷剂经由致冷剂管路26流入热交换器18中。处于湿蒸气状态的致冷剂流入热交换器18的管中。当致冷剂流过热交换器18的管时，致冷剂经由翅片将车辆的车厢内的空气的热作为气化潜热吸收而等压蒸发。当全部致冷剂变成干饱和蒸气时，致冷剂蒸气通过显热而进一步升温以变成过热蒸气（A点）。此后，致冷剂经由致冷剂管路27导入压缩机12中。压缩机12压缩从热交换器18流来的致冷剂。

致冷剂根据上述循环而连续地重复压缩状态、冷凝状态、节流膨胀状态和蒸发状态之间的变化。注意，在上文对蒸气压缩式致冷循环的说明中说明了理论致冷循环；但在实际的蒸气压缩式致冷循环10中，当然需要考虑压缩机12中的损失、致冷剂的压力损失和热损失。

在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间，在致冷剂在用作蒸发器的热交换器18中蒸发时，致冷剂从车辆的车厢内的空气吸收气化热，以由此冷却车厢。此外，从热交换器14流出并由气液分离器40分离成气体和液体的高压的液态致冷剂流到冷却部30并与EV设备31进行热交换，以由此冷却EV设备31。冷却系统1利用用于对车辆的车厢进行空气调节的蒸气压缩式致冷循环10来冷却EV设备31，该EV设备是装设在车辆上的发热源。注意，冷却EV设备31所需的温度理想地至少低于EV设备31的目标温度范围的上限。

为了冷却热交换器18中的冷却部而设置的蒸气压缩式致冷循环10被用来冷却EV设备31，从而不需要设置诸如专用的水循环泵和冷却风扇的设备来冷却EV设备31。因此，可减少冷却系统1冷却EV设备31所需的构件，以使得可以简化系统构型，从而可降低冷却系统1的制造成本。此外，不需要运转诸如泵和冷却风扇的动力源来冷却EV设备31，并且不需要用于使动力源运转的动力消耗。因而，可以降低用于冷却EV设备31的动力消耗。

在热交换器14中，致冷剂仅需被冷却为湿蒸气状态。处于气液混合状态的致冷剂由气液分离器40分离，并且仅处于饱和液状态的致冷剂液被供给到冷却部30。接受来自EV设备31的气化潜热而部分地气化的处于湿蒸气状态的致冷剂在热交换器15中被再次冷却。在处于湿蒸气状态的致冷剂完全冷凝为饱和液前，致冷剂等温地发生状态变化。热交换器15进一步使液态致冷剂过冷却到冷却车辆的车厢所需的过冷却程度。不需要过度增大致冷剂的过冷却程度，从而可降低各热交换器14和15的容量。因而，可确保用于冷却车厢的冷却性能，并且可减小各热交换器14和15的尺寸，从而可以获得尺寸减小并且有利于安装在车辆上的冷却系统1。

形成从热交换器14的出口朝向膨胀阀16的入口的致冷剂路径的一部分的致冷剂管路23设置在热交换器14和热交换器15之间。不经过冷却部30的致冷剂管路23与形成经过冷却部30以冷却EV设备31的致冷剂的路径的致冷剂管路34和36和冷却管路32作为供致冷剂从气液分离器40流向膨胀阀16的路径彼此并列设置。包括致冷剂管路34和36的用于冷却EV设备31的冷却系统与致冷剂管路23并列连接。因此，仅从热交换器14流出的致冷剂的一部分流到冷却部30。使冷却EV设备31所需量的致冷剂流到冷却部30，并且适度冷却EV设备31。因而，可以防止EV设备31的过冷却。

从热交换器14直接流到热交换器15的致冷剂的路径和从热交换器14经由冷却部30流到热交换器15的致冷剂的路径彼此并列设置，并且仅使一部分致冷剂流到致冷剂管路34和36。通过这样做，可以降低致冷剂流过冷却系统以冷却EV设备31时的压力损失。并非全部致冷剂都流到冷却部30。因此，可以降低与经由冷却部30的致冷剂流相关的压力损失，并且相应地可以降低使压缩机12运转以使致冷剂循环所需的电力消耗。

当通过膨胀阀16之后的低温和低压的致冷剂被用于冷却EV设备31时，热交换器18中对车厢内的空气的冷却性能下降并且用于冷却车厢的冷却性能下降。与此相反，在根据本实施例的冷却系统1中，在蒸气压缩式致冷循环10中，从压缩机12放出的高压致冷剂通过用作第一冷凝器的热交换器14和用作第二冷凝器的热交换器15两者冷凝。两级热交换器14和15配置在压缩机12与膨胀阀16之间，并且用于冷却EV设备31的冷却部30设置在热交换器14与热交换器15之间。热交换器15设置在从冷却部30流向膨胀阀16的致冷剂的路径中。

通过在热交换器15中充分冷却接受来自EV设备31的气化潜热而被加热的致冷剂，致冷剂在膨胀阀16的出口处具有冷却车辆的车厢本来需要的温度和压力。因此，可以充分地增大当致冷剂在热交换器18中蒸发时从外部接收的热量。因而，通过将热交换器15的散热性能设定成能够充分冷却致冷剂，可以在不对冷却车厢的冷却性能产生任何影响的情况下冷却EV设备31。因而，可以可靠地确保冷却EV设备31的冷却性能和冷却车厢的冷却性能两者。

当从热交换器14流到冷却部30的致冷剂冷却EV设备31时，致冷剂从EV设备31受热而被加热。随着致冷剂被加热到饱和蒸气温度以上并且全部致冷剂都在冷却部30中气化，在致冷剂与EV设备31之间进行热交换的量减小，并且EV设备31无法被有效地冷却，并且另外，致冷剂在管路内流动时的压力损失增大。因此，希望在热交换器14中充分冷却致冷剂，使得全部致冷剂都不会在冷却EV设备31之后气化。

具体地，热交换器14的出口处的致冷剂状态与饱和液接近，并且典型地，致冷剂在热交换器14的出口处处于饱和液线上的状态。由于热交换器14能够以此方式充分冷却致冷剂，故热交换器14用于致使致冷剂放热的散热性能比热交换器15的散热性能高。通过在具有较高散热性能的热交换器14中充分冷却致冷剂，已从EV设备31受热的致冷剂被维持在湿蒸气状态，并且避免了致冷剂与EV设备31之间的热交换量的减少，因此可以充分冷却EV设备31。冷却EV设备31之后的处于湿蒸气状态的致冷剂在热交换器15中被再次有效地冷却，并被冷却成低于饱和温度的过冷却液状态。因而，可以提供确保用于冷却车厢的冷却性能和用于冷却EV设备31的冷却性能两者的冷却系统1。

在热交换器14的出口处处于气液两相状态的致冷剂在气液分离器40中被分离成气体和液体。在气液分离器40中分离出的气态致冷剂经由致冷剂管路23和24流动并直接供给到热交换器15。在气液分离器40中分离出的液态致冷剂经由致冷剂管路34流动并被供给到冷却部30以冷却EV设备31。液态致冷剂是处于刚好饱和的液体状态的致冷剂。通过仅从气液分离器40取得液态致冷剂并使该液态致冷剂流到冷却部30，热交换器14的性能可被完全用来冷却EV设备31，从而可以提供具有提高的用于冷却EV设备31的冷却性能的冷却系统1。

在气液分离器40的出口处处于饱和液状态的致冷剂被导入冷却EV设备31的冷却管路32中，以由此可以最大限度地减少在包括致冷剂管路34和36以及冷却管路32的用于冷却EV设备31的冷却系统中流动的致冷剂内的气态致冷剂。因此，可以抑制由于在用于冷却EV设备31的冷却系统中流动的致冷剂蒸气的流速的增大而引起的压力损失的增大，并且可降低用于使致冷剂流动的压缩机12的电力消耗，从而可以避免蒸气压缩式致冷循环10的性能的恶化。

处于饱和液状态的致冷剂液被储存在气液分离器40的内部。气液分离器40用作将作为液态致冷剂的致冷剂液临时储存在内部的储器。当预定量的致冷剂液被储存在气液分离器40中时，在负荷变动时可维持从气液分离器40流到冷却部30的致冷剂的流量。由于气液分离器40具有储存液体的功能、用作对抗负荷变动的缓冲器并且能够吸收负荷变动，故可稳定用于冷却EV设备31的冷却性能。

返回参照图2，冷却系统1包括流量调整阀28。流量调整阀28在从热交换器14朝向膨胀阀16的致冷剂路径中配置在形成并列连接的路径之一的致冷剂管路23中。流量调整阀28改变其阀开度以增大或减小在致冷剂管路23中流动的致冷剂的压力损失，以由此选择性地调节在致冷剂管路23中流动的致冷剂的流量和在包括冷却管路32的用于冷却EV设备31的冷却系统中流动的致冷剂的流量。

例如，当流量调整阀28完全关闭并且阀开度被设定为0%时，全部来自热交换器14的致冷剂经由气液分离器40流入致冷剂管路34中。当流量调整阀28的阀开度增大时，在从热交换器14流到致冷剂管路22的致冷剂内，经由致冷剂管路23直接流到热交换器15的致冷剂的流量增大并且经由致冷剂管路34流到冷却管路32以冷却EV设备31的致冷剂的流量减小。当流量调整阀28的阀开度减小时，在从热交换器14流到致冷剂管路22的致冷剂内，经由致冷剂管路23直接流到热交换器15的致冷剂的流量减小并且流经冷却管路32以冷却EV设备31的致冷剂的流量增大。

随着流量调整阀28的阀开度增大，冷却EV设备31的致冷剂的流量减小，从而用于冷却EV设备31的冷却性能下降。随着流量调整阀28的阀开度减小，冷却EV设备31的致冷剂的流量增大，从而用于冷却EV设备31的冷却性能提高。流量调整阀28用于可以最佳地调节流到EV设备31的致冷剂的量，从而可以可靠地防止EV设备31的过度冷却，并且另外，可以可靠地降低与用于冷却EV设备31的冷却系统中的致冷剂流相关的压力损失和用于使致冷剂循环的压缩机12的电力消耗。

冷却系统1还包括连通管路51。连通管路51提供供致冷剂在压缩机12和热交换器14之间流过的致冷剂管路21与使致冷剂流过冷却部30的致冷剂管路34和36之中位于冷却部30的下游侧的致冷剂管路36之间的流体连通。致冷剂管路36被分割成位于与连通管路51的分支部的上游侧的致冷剂管路36a和位于与连通管路51的分支部的下游侧的致冷剂管路36b。

在致冷剂管路36和连通管路51中设置有选择阀52。选择阀52切换连通管路51与致冷剂管路21和36之间的流体连通状态。选择阀52在开启状态与封闭状态之间切换，以由此允许或中断经由连通管路51的致冷剂流。通过利用选择阀52切换致冷剂路径，可以使冷却EV设备31之后的致冷剂流到任何选定的一个路径，亦即，经由致冷剂管路36b和24流到热交换器15或经由连通管路51和致冷剂管路21流到热交换器14。

更具体地，设置有两个阀57和58作为选择阀52。在蒸气压缩式致冷循环10的冷却运转期间，阀57完全打开（阀开度为100%）且阀58完全关闭（阀开度为0%），并且流量调整阀28的阀开度被调节成使得足量的致冷剂流过冷却部30。通过这样做，可以可靠地使致冷剂在冷却EV设备31之后流过致冷剂管路36a以经由致冷剂管路36b流到热交换器15。

另一方面，在蒸气压缩式致冷循环10的停止期间，阀58完全打开并且阀57完全关闭，并且此外，流量调整阀28完全关闭。通过这样做，可以使在冷却EV设备31之后流过致冷剂管路36a的致冷剂经由连通管路51流到热交换器14，从而可以形成使致冷剂在不经过压缩机12的情况下在冷却部30与热交换器14之间循环的环状路径。

图4是示出了在蒸气压缩式致冷循环10的运转期间冷却EV设备31的致冷剂流的示意图。图5是示出了在蒸气压缩式致冷循环10的停止期间冷却EV设备31的致冷剂流的示意图。图6是示出了在冷却系统1的各运转模式下流量调整阀28的开度和选择阀52（阀57和58）的开度的视图。图6所示的运转模式之中的“空调装置运转模式”表示蒸气压缩式致冷循环10如图4所示运转的情况，亦即，使压缩机12运转成使致冷剂流过整个蒸气压缩式致冷循环10的情况。另一方面，“热管运转模式”表示蒸气压缩式致冷循环10如图5所示停止的情况，亦即，使压缩机12停止以使致冷剂经由将冷却部30连接到热交换器14的环形路径循环的情况。

如图4和图6所示，在压缩机12被驱动并且蒸气压缩式致冷循环10运转的“空调装置运转模式”期间，流量调整阀28的阀开度被调节成使得足量的致冷剂流过冷却部30。选择阀52被操作成使致冷剂经由热交换器15从冷却部30流到膨胀阀16。亦即，当阀57完全打开并且阀58完全关闭时，使致冷剂流过整个冷却系统1的致冷剂路径被选择。因此，可以确保蒸气压缩式致冷循环10的冷却性能，并且可以有效地冷却EV设备31。

如图5和图6所示，在压缩机12停止并且蒸气压缩式致冷循环10停止的“热管运转模式”期间，选择阀52被操作成使致冷剂从冷却部30循环到热交换器14。亦即，当阀57完全关闭、阀58完全打开并且流量调整阀28完全关闭时，致冷剂不会从致冷剂管路36a流到致冷剂管路36b，而是从致冷剂管路36a经由连通管路51流动。通过这样做，形成了闭合的环形路径。该闭合的环形路径从热交换器14顺次经由致冷剂管路22和致冷剂管路34延伸到冷却部30，进一步顺次经过致冷剂管路36a、连通管路51和致冷剂管路21并且回到热交换器14。此时供致冷剂流动所经过的路径——即致冷剂管路21、致冷剂管路22、致冷剂管路34、致冷剂管路36a和连通管路51——形成第二管路。

致冷剂可在不运转压缩机12的情况下经由环形路径在热交换器14与冷却部30之间循环。当致冷剂冷却EV设备31时，致冷剂接受来自EV设备31的气化潜热而蒸发。通过与EV设备31进行热交换而气化的致冷剂蒸气顺次经由致冷剂管路36a、连通管路51和致冷剂管路21流到热交换器14。在热交换器14中，致冷剂蒸气由车辆的行驶风或来自冷凝器风扇42或发动机冷却散热器风扇的通风冷却而冷凝。在热交换器14中液化的致冷剂液经由致冷剂管路22和34返回冷却部30。

以此方式，由通过冷却部30和热交换器14的环形路径形成EV设备31用作加热部且热交换器14用作冷却部的热管。因而，当蒸气压缩式致冷循环10停止时，亦即，当用于车辆的冷却器也停止时，可以可靠地冷却EV设备31而不需要起动压缩机12。由于压缩机12无需恒定地运转以冷却EV设备31，故降低了压缩机12的动力消耗，以由此可以提高车辆的燃料经济性，并且另外延长压缩机12的寿命，因此可以提高压缩机12的可靠性。

图4和图5示出了地面60。冷却部30在垂直于地面60的竖直方向上配置在热交换器14的下方。在使致冷剂在热交换器14与冷却部30之间循环的环形路径中，冷却部30配置在下方，而热交换器14配置在上方。热交换器14配置在比冷却部30高的位置。

这种情况下，在冷却部30中加热并气化的致冷剂蒸气在环形路径内上升，到达热交换器14，在热交换器14中冷却，冷凝成液态致冷剂，通过重力作用在环形路径内下降，并返回冷却部30。亦即，热虹吸热管由冷却部30、热交换器14和将它们连接的致冷剂路径（亦即，第二管路）形成。由于可通过形成该热管来提高从EV设备31到热交换器14的热传递效率，故当蒸气压缩式致冷循环10停止时，EV设备31也可在不需要另外的动力的情况下被进一步有效地冷却。

切换连通管路51与致冷剂管路21和36之间的流体连通状态的选择阀52可以是上述一对阀57和58或者可以是配置在位于致冷剂管路36和连通管路51之间的分支部处的三通阀。在任何情况下，在蒸气压缩式致冷循环10的运转和停止两者期间，都可以有效地冷却EV设备31。阀57和58仅需具有简单结构以便能够开启或封闭致冷剂管路，因此阀57和58并不昂贵，并且使用两个阀57和58使得能以更进一步低的成本提供冷却系统1。另一方面，可设想配置三通阀所需的空间比配置两个阀57和58所需的空间小，并且使用三通阀使得用于可以提供具有进一步减小的尺寸和优良的车辆搭载性的冷却系统1。

冷却系统1还包括止回阀54。止回阀54在比致冷剂管路21和连通管路51之间的连接部更靠近压缩机12的一侧配置在位于压缩机12和热交换器14之间的致冷剂管路21中。止回阀54允许致冷剂从压缩机12流向热交换器14并阻止致冷剂沿反方向流动。通过这样做，在图5所示的热管运转模式期间，可以可靠地形成用于使致冷剂在热交换器14与冷却部30之间循环的致冷剂的闭环路径。

在未设置止回阀54的情况下，致冷剂可从连通管路51流到邻近压缩机12的致冷剂管路21。通过设置止回阀54，可以可靠地阻止致冷剂从连通管路51流向邻近压缩机12的一侧，因此可以在蒸气压缩式致冷循环10的停止期间利用形成环形致冷剂路径的热管来防止用于冷却EV设备31的冷却性能的下降。因而，当用于车辆的车厢的冷却器也停止时，可以有效地冷却EV设备31。

另外，当在蒸气压缩式致冷循环10的停止期间闭环致冷剂路径中的致冷剂量不足时，压缩机12仅在短时间内运转，以由此可以经由止回阀54向该闭环路径供给致冷剂。通过这样做，闭环中的致冷剂的量增加，由此可以增大热管的热交换量。因而，可以确保热管中的致冷剂的量，因此可以避免EV设备31由于致冷剂的量不足而冷却不充分。

在下文中，将说明对根据本实施例的冷却系统1的控制。图7是示出了根据第一实施例的控制装置300的构型的细节的框图。图7所示的控制装置300包括EV_电子控制单元（ECU）310、A/C_ECU320、电动发电机（MG）_ECU340、电池ECU330和乘员告知单元390。EV_ECU310监管电动车辆的所有控制单元。A/C_ECU320控制空调装置（A/C）350。MG_ECU340控制用于使车辆行驶的驱动单元，如逆变器360和升压变换器370。电池ECU330控制行驶用电池400。乘员告知单元390向电动车辆的乘员告知异常。

逆变器360和升压变换器370被包括在图1所示的驱动单元200中。逆变器360、升压变换器370和行驶用电池400被包括在用作图2所示的发热源的EV设备31中。包括逆变器360、升压变换器370和行驶用电池400的EV设备31如上所述由利用用在空调装置350中的蒸气压缩式致冷循环10的冷却系统1冷却。

A/C_ECU320输出命令压缩机12起动或停止的信号。A/C_ECU320用作控制压缩机12的起动和停止的压缩机控制单元。

控制装置300还包括检测冷却系统1的运转状态的异常的异常检测单元321。异常检测单元321设置成能够检测压缩机12的异常。压缩机12的异常被检测如下。A/C_ECU320例如监视转速异常、涡电流异常、通向车辆的车厢内的空气出口处的空气温度异常等。A/C_ECU320用作判定空调用空气的温度是高于还是低于预定温度的空调用空气温度判定单元。

异常检测单元321设置成能够检测在压缩机12的运转期间供给到冷却部30的致冷剂的流量的异常。致冷剂流量的异常——亦即致冷剂的短缺——被检测如下。A/C_ECU320监视例如冷却性能不足、出风口温度异常、致冷循环的压力或温度异常、冷却EV设备31的冷却性能不足、气液分离器40的液位异常、EV设备31的温度异常等。A/C_ECU320用作判定气液分离器40中的致冷剂的量是大于还是小于预定量的致冷剂量判定单元。

控制装置300还包括切换冷却系统1的运转模式的运转模式切换单元322。运转模式切换单元322用作选择阀控制单元和流量调整阀控制单元。选择阀控制单元控制选择阀52的开/闭状态。流量调整阀控制单元控制流量调整阀28的开度。运转模式切换单元322输出对流量调整阀28命令其开度的信号和对选择阀52（阀57和58）命令其开/闭状态的信号。

图8是示出了用于冷却系统1的控制方法的一个示例的流程图。如图8所示，首先，在步骤S10中，判定电动车辆的驾驶者是否打开了EV开关。当EV开关未被打开并且处于off状态时，控制流返回，并被设定在待机状态。当EV开关被打开时，使电动车辆开始行驶。随着电动车辆行驶，诸如逆变器360和升压变换器370的功率元件发热。另外，行驶用电池400通过化学反应而放电和充电。该化学反应发热，因此行驶用电池400发热。因此，需要冷却包括逆变器360、升压变换器370和行驶用电池400的EV设备31。

随后，在步骤S20中，判定空调装置是否被打开。空调装置on/off状态由乘员切换如下。乘员操作设置在电动车辆的车厢前方的仪表板上的空调控制面板。

当在步骤S20中判定出空调装置处于off状态时，命令压缩机12停止的控制指令从A/C_ECU320传送到A/C350，并且压缩机12停止。这种情况下，控制流转入步骤S40，并且冷却系统1以热管运转模式冷却EV设备31。

亦即，对选择阀52命令其开/闭状态的信号被传送到选择阀52（阀57和58），而对流量调整阀28命令其开度的信号被传送到流量调整阀28。通过这样做，阀57完全关闭，阀58完全打开，并且流量调整阀28完全关闭。因而，使致冷剂循环的环形路径形成在冷却部30与热交换器14之间，以形成热虹吸式热管。通过重力作用使在热交换器14中冷却的液态致冷剂流到冷却部30，并且EV设备31与流经冷却管路32的致冷剂之间进行热交换。通过这样做，EV设备31被冷却。在冷却部30中被加热并气化的致冷剂蒸气在环形路径中上行，并且再次到达热交换器14。

当EV设备31在热管运转模式下被冷却时，控制流返回，并且然后继续步骤S10中关于EV开关是打开还是关闭的判定和步骤S20中关于空调装置是打开还是关闭的判定。

当在步骤S20中判定出空调装置被打开时，命令压缩机12起动的控制指令从A/C_ECU320传送到A/C350，并且使压缩机12起动以使致冷剂循环通过整个蒸气压缩式致冷循环10。这种情况下，在接下来的步骤S30中，冷却系统1以空调装置运转模式冷却EV设备31。

亦即，对选择阀52命令其开/闭状态的信号被传送到选择阀52（阀57和58），而对流量调整阀28命令其开度的信号被传送到流量调整阀28。通过这样做，阀57完全打开，阀58完全关闭，并且流量调整阀28的开度被调节。因而，在从压缩机12放出的致冷剂内，使足量用于冷却EV设备31的致冷剂流到冷却部30。使在热交换器14中与外部空气进行热交换并被冷却的致冷剂流到冷却部30，并且EV设备31与流过冷却管路32的致冷剂之间进行热交换。通过这样做，EV设备31被冷却。

注意，不同于电动车辆的乘员操作控制面板以打开空调装置的情况，当控制装置300判定出需要以空调装置运转模式来冷却EV设备31时，能以空调装置运转模式来冷却EV设备31。例如，当外部空气温度高于预定温度（例如，25℃）时、当空调用空气温度高于预定温度（例如，20℃）时或者当气液分离器40中的致冷剂液的量小于预定量时，命令压缩机12起动的控制指令可从A/C_ECU320传送到A/C350。A/C_ECU320可用作测量外部空气的温度的外部空气温度判定单元。

或者，当电动车辆在EV设备31的发热量大的状况下行驶时，例如在上坡行驶期间，同样能以空调装置运转模式来冷却EV设备31。冷却系统1的用于冷却EV设备31的冷却性能在压缩机12运转的空调装置运转模式下高于在热管运转模式下。因此，当EV设备31的发热量大时，冷却系统1以空调装置运转模式运转来冷却EV设备31。通过这样做，可以可靠地防止EV设备31的过热。通过监视例如PCU700中包含的元件的温度、PCU700的基板的温度、供给到PCU700的电流值、驱动单元200中包含的电动发电机的转矩值等，可以判定供电动车辆行驶的状况。

当在步骤S30中以空调装置运转模式来冷却EV设备31时，在接下来的步骤S50中监视空调装置。例如，如上所述，A/C_ECU320监视压缩机12是否存在异常，如转速异常、涡电流异常和通向车辆的车厢内的出风口的空气温度异常。

随后，在步骤S60中，判定是否已检测出压缩机12的异常。当还没有检测出压缩机12的异常时，控制流返回，并且然后继续步骤S10中关于EV开关是打开还是关闭的判定和步骤S20中关于空调装置是打开还是关闭的判定。

当已在步骤S60中检测出压缩机12的异常时，控制流转入步骤S70，并且用于冷却EV设备31的运转模式从空调装置运转模式切换到热管运转模式。亦即，压缩机12停止，并且阀57完全关闭。通过这样做，供从压缩机12放出的致冷剂流到冷却部30以冷却EV设备31的第一管路被中断。另外，流量调整阀28完全关闭，并且阀58完全打开。通过这样做，使致冷剂由于自然循环而在热交换器14与冷却部30之间循环的第二管路被连通，从而可以使致冷剂在不经过压缩机12的情况下供给到冷却部30。

选择阀52的开/闭状态被切换成在第一管路的流体连通与第二管路的流体连通之间切换。通过这样做，用于冷却EV设备31的冷却系统1的运转模式从第一管路被连通（第一管路的流体连通被允许）且第二管路被中断的空调装置运转模式切换到第一管路被中断且第二管路被连通（第二管路的流体连通被允许，亦即，致冷剂被允许循环通过第二管路）的热管运转模式。这样，当压缩机12的异常已经发生时，同样维持了用于冷却EV设备31的冷却系统1的冷却性能。

随后，在步骤S80中，电动车辆的乘员被告知压缩机12的异常。具体地，信号从EV_ECU310被传送到乘员告知单元390。通过这样做，乘员告知单元390适当地启动向乘员告知压缩机12的异常所需的设备。例如，乘员可通过例如在邻近车辆前部的仪表板上指示异常而被视觉地告知所述异常，或者可通过例如使蜂鸣器蜂鸣或播报“发生异常”而被听觉地告知所述异常。或者，也可通过向乘员施加振动、突然关闭A/C的出风口、强制停止鼓风机风扇等来向乘员告知所述异常。

随后，在步骤S90中，限制车辆的行驶状态。具体地，通过限制EV设备31如逆变器360、升压变换器370和行驶用电池400的发热量来限制电动车辆的行驶状态，使得EV设备31的温度不会高于或等于基准温度（即，EV设备31的温度低于基准温度）。通过将分别来自MG_ECU340和电池ECU330的信号传送到EV设备31的相应构件来限制车辆的行驶。例如，电动车辆的行驶状态被限制成使得电动车辆不会急加速或以高于预定值的速度行驶。另外，例如，利用全球定位系统（GPS）来获得与电动车辆的行驶路线有关的信息，并且然后将电动车辆的行驶路线限制成使得电动车辆不会以超过预定值的上坡角度行驶。

随后，在步骤S100中，监视EV设备31如MG和行驶用电池400。具体地，监视EV设备31的温度以监视在电动车辆行驶时EV设备31的发热量是否增大以及EV设备31是否过热。

随后，在步骤S110中，判定是否已检测出EV设备31的温度异常。当还没有检测出EV设备31的温度异常时，控制流返回，并且然后做出步骤S10中关于EV开关是打开还是关闭的判定和此后步骤S20中关于空调装置是打开还是关闭的判定。空调装置此时处于off状态，因此控制流在步骤S20之后转入步骤S40。然后，控制流再次返回，并且回到步骤S10中的判定。

当已在步骤S110中检测出EV设备31的温度异常时，控制流回到步骤S90，并且进一步限制车辆的行驶。例如，进一步限制电动车辆的加速度或最高速度或行驶路线中的上坡角度。通过这样做，进一步限制了EV设备31的发热量。此后，通过步骤S100，再次做出步骤S110中的判定。当已再次在步骤S110中检测出EV设备31的温度异常时，进一步限制车辆的行驶。

作为步骤S90中限制车辆的行驶和步骤S110中的判定反复地进行的结果，当EV设备31的温度变得低于或等于预定值时，控制流返回。当EV设备31的温度不低于或等于该预定值时，最后，电动车辆的最高速度被设定为0km/小时。亦即，禁止电动车辆的行驶。

如上所述，根据本实施例的冷却系统1能够以两种运转模式——即压缩机12被驱动的“空调装置运转模式”和压缩机12停止的“热管运转模式”——冷却用作发热源的EV设备31。在热管运转模式下，可以可靠地冷却EV设备31而不需要起动压缩机12，从而不需要恒定地运转压缩机12来冷却EV设备31。因此，可以通过降低压缩机12的动力消耗来提高车辆的燃料经济性，并且另外，可以延长压缩机12的寿命，从而可以提高压缩机12的可靠性。

选择阀52的开/闭状态与压缩机12的起动或停止协调地被控制以切换冷却系统1的运转模式。通过这样做，可以更可靠地在空调装置运转模式与热管运转模式之间切换，并使致冷剂在各运转模式下流向合适的路径。

冷却系统1的运转模式可切换如下。电动车辆的乘员手动操作控制面板以切换空调装置的on/off状态。当车辆车厢内不需要空调时，乘员关闭空调装置以切换冷却系统1的运转模式，使得EV设备31在热管运转模式下被冷却。当热管运转模式被选择时，压缩机12停止，从而可以进一步缩短压缩机12的运转时间。结果，可以更显著地获得降低压缩机12的动力消耗和提高压缩机12的可靠性的有利效果。

当已在压缩机12运转的空调装置运转模式下检测出压缩机12的异常时，冷却系统1的运转模式自动切换到热管运转模式。通过这样做，当压缩机12中已发生异常时，可以由于热管运转模式而连续地冷却EV设备31，从而可以将EV设备31保持在适度冷却的状态下。因而，可以防止EV设备31的过热和因此EV设备31在压缩机12发生故障时的不良操作，从而即使在压缩机12已发生故障之后也可以允许电动车辆行驶一定距离。

通过在已检测出压缩机12的异常时限制电动车辆的行驶状态，降低了作为电动车辆的驱动源操作的EV设备31的发热量。通过这样做，可以更可靠地避免EV设备31的过热。另外，当已检测出压缩机12的异常时，电动车辆的乘员被告知该异常并且能够可靠地识别压缩机12中已发生的异常，从而电动车辆的驾驶者能够在早期安全地停止电动车辆。

图9是示出了用于根据第一实施例的冷却系统1的控制方法的另一个示例的流程图。与图8相比，在图9所示的示例中，代替判定是否已检测出压缩机12的异常的步骤S60，包括判定是否已检测出在压缩机12的运转期间供给到冷却部30的致冷剂的流量异常的步骤S160。

这种情况下，在步骤S50中监视空调装置时，A/C_ECU320监视例如冷却性能不足、出风口温度异常、致冷循环的压力或温度异常、用于冷却EV设备31的冷却性能不足、气液分离器40的液位异常、EV设备31的温度异常等，以由此监视致冷剂的流量异常，即致冷剂的流量不足。随后，在步骤S160中，判定是否已检测出致冷剂的流量异常。当还没有检测出异常时，控制流返回。当已在步骤S160中检测出致冷剂的流量异常时，控制流转入步骤S70，并且用于冷却EV设备31的运转模式从空调装置运转模式切换到热管运转模式。

其它步骤与参照图8所述的示例的步骤相同，因此不重复其说明。

当已在压缩机12运转的空调装置运转模式下检测出致冷剂的流量异常时，冷却系统1的运转模式自动切换到热管运转模式。通过这样做，当用于冷却EV设备31的致冷剂的流量不足时，可以由于热管运转模式而连续地冷却EV设备31，因此可以将EV设备31保持在适度冷却的状态下。因而，可以防止EV设备31的过热和因此EV设备31的不良运转，从而可以允许电动车辆行驶一定距离并安全地停止。

第二实施例

图10是示出了根据第二实施例的控制装置300的构型的细节的框图。图10所示的控制装置300与参照图7所述的根据第一实施例的控制装置的不同之处在于还包括用于提高用于冷却EV设备31的冷却性能的冷却性能提高单元323。

冷却性能提高单元323可以例如将控制信号传送到冷凝器风扇42。这种情况下，已从A/C_ECU320接收提高用于冷却EV设备31的冷却性能的指令的冷却性能提高单元323可增大冷凝器风扇42的转速以增加供给到热交换器14的空气量。当供给到热交换器14的空气量增加时，热交换器14中致冷剂与外部空气之间的热交换量增大，以由此可以进一步冷却热交换器14中的致冷剂。结果，储存在气液分离器40中的处于饱和液状态的致冷剂的量增大，以由此可以向冷却部30供给更多液态致冷剂，从而可以提高用于冷却EV设备31的冷却性能。

图11是示出了用于根据第二实施例的冷却系统1的控制方法的一个示例的流程图。如图11所示，在第二实施例中，代替第一实施例中限制车辆行驶的步骤S90，包括启动用于提高用于冷却EV设备31的冷却性能的控制的步骤S190。在步骤S190中，控制信号被传送到冷凝器风扇42以提高冷凝器风扇42的转速，以由此增加供给到热交换器14的空气量。通过这样做，致冷剂在热交换器14中进一步冷却以增大储存在气液分离器40中的致冷剂的量，并且更大量的液态致冷剂被供给到冷却部30。因而，用于冷却EV设备31的冷却性能提高。

在此后的步骤S110的判定中，当已检测出EV设备31的温度异常时，控制流回到步骤S190，并且然后启动用于进一步提高用于冷却EV设备31的冷却性能的控制。例如，冷凝器风扇42的转速进一步提高以进一步增加供给到热交换器14的空气量。通过这样做，更有效地从EV设备31散热。此后，通过步骤S100，再次作出步骤S110中的判定。当已再次在步骤S110中检测出EV设备31的温度异常时，用于冷却EV设备31的冷却性能进一步提高。

作为步骤S190中提高用于冷却EV设备31的冷却性能和步骤S110中的判定反复地进行的结果，当EV设备31的温度低于或等于预定值时，控制流返回。当EV设备31的温度不低于或等于预定值时，最终，判定出在热管运转模式下EV设备31的发热量对于用于冷却EV设备31的冷却性能而言过大，因此禁止电动车辆的行驶。

其它步骤与参照图8所述的示例的步骤相同，因此不重复其说明。

如上所述，根据第二实施例的用于冷却系统1的控制装置300在已检测出压缩机12的异常时提高用于冷却EV设备31的冷却性能，以由此提高作为电动车辆的驱动源操作的EV设备31的散热量。通过这样做，可以将冷却系统1控制成使得EV设备31的温度不会高于或等于基准温度，因此可以更可靠地避免EV设备31的过热。

图12是示出了根据第二实施例的用于冷却系统1的控制方法的另一个示例的流程图。与图11相比，在图12所示的示例中，代替判定是否已检测出压缩机12的异常的步骤S60，包括判定是否已检测出在压缩机12的运转期间供给到冷却部30的致冷剂的流量异常的步骤S160。这种情况下，与参照图9所述的第一实施例的另一示例中的控制的情况下一样，可以防止EV设备31的过热和因此EV设备31的不良操作，因此可以允许电动车辆行驶一定距离并且安全地停止。

注意，在上述实施例中，以EV设备31为例说明了冷却装设在车辆上的电气设备的冷却系统1。该电气设备并不限于所说明的电气设备，如逆变器和电动发电机。该电气设备可以是任意电气设备，只要该电气设备在操作时发热。在存在多个要冷却的电气设备的情况下，多个电气设备理想地具有共同的冷却目标温度范围。冷却目标温度范围是作为供电气设备操作的温度环境的适当温度范围。

此外，由根据本发明的实施例的冷却系统1冷却的发热源并不限于装设在车辆上的电气设备；相反，所述发热源可以是任意发热设备或者可以是任意设备的发热部分。

上文说明了本发明的实施例；但实施例的构型可以适当组合。此外，上述实施例在每一方面都应该被视为仅仅是说明性的而不是限制性的。本发明的范围并非由以上说明而是由所附权利要求指示，并且意图包括与所附权利要求的范围相当的含义和范围内的所有变型。

根据本发明的各方面的冷却系统可特别有利地适用于在配备有电气设备如电动发电机和逆变器的车辆如电动车辆中利用用于冷却车厢的蒸气压缩式致冷循环来冷却该电气设备。

Claims (14)

1.一种用于冷却发热源的冷却系统的控制装置，所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的所述致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换，所述控制装置包括：

检测单元，所述检测单元构造成检测所述压缩机的异常；和

切换单元，所述切换单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

2.一种用于冷却发热源的冷却系统的控制装置，所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的所述致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换，所述控制装置包括：

检测单元，所述检测单元构造成检测在所述压缩机的运转期间供给到所述冷却部的所述致冷剂的流量的异常；和

切换单元，所述切换单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中

所述发热源装设在车辆上，所述控制装置还包括：

限制单元，所述限制单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时限制所述车辆的行驶状态。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其中

所述发热源是装设在所述车辆上的电气设备，并且

所述限制单元通过限制所述电气设备的发热量以使得所述电气设备的温度低于基准温度来限制所述车辆的行驶状态。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，还包括：

冷却性能提高单元，所述冷却性能提高单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时提高所述冷却系统的用于冷却所述发热源的冷却性能。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其中

所述冷却性能提高单元通过增大所述热交换器中所述致冷剂与外部空气之间的热交换量来提高所述冷却系统的用于冷却所述发热源的冷却性能。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制装置，还包括：

告知单元，所述告知单元构造成在所述检测单元已检测出所述异常时提供对所述异常的告知。

8.一种用于冷却发热源的冷却系统的控制方法，所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的所述致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换，所述控制方法包括：

判定所述压缩机中是否存在异常；以及

当判定出存在所述异常时，切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

9.一种用于冷却发热源的冷却系统的控制方法，所述冷却系统包括：压缩机，所述压缩机使致冷剂循环；热交换器，所述热交换器在所述致冷剂与外部空气之间进行热交换；冷却部，所述冷却部使用所述致冷剂来冷却所述发热源；第一管路，已从所述压缩机放出的所述致冷剂经所述第一管路流到所述冷却部；第二管路，所述致冷剂经所述第二管路在所述热交换器与所述冷却部之间循环；和选择阀，所述选择阀在所述第一管路的流体连通与所述第二管路的流体连通之间切换，所述控制方法包括：

判定在所述压缩机的运转期间供给到所述冷却部的所述致冷剂的流量是否存在异常；以及

当判定出存在所述异常时，切换所述选择阀以中断所述第一管路的流体连通并允许所述第二管路的流体连通。

10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其中

所述发热源装设在车辆上，所述控制方法还包括：

当判定出存在所述异常时，限制所述车辆的行驶状态。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，

所述发热源是装设在所述车辆上的电气设备，并且

通过限制所述电气设备的发热量以使得所述电气设备的温度低于基准温度来限制所述车辆的行驶状态。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的控制方法，还包括：

当判定出存在所述异常时，提高所述冷却系统的用于冷却所述发热源的冷却性能。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其中

通过增大所述热交换器中所述致冷剂与外部空气之间的热交换量来提高所述冷却系统的用于冷却所述发热源的冷却性能。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的控制方法，还包括：

当判定出存在所述异常时，提供对所述异常的告知。

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