CN109808442A - 车辆用温度调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用温度调节系统，具有：动力单元，其包括通过来自蓄电池的电力的供给而进行驱动从而使车轮转动的电机；第一冷却部，其包括被配置于与所述动力单元相比靠车辆前方侧的第一热交换器、和使制冷剂在所述动力单元与所述第一热交换器之间循环从而实施热交换的第一循环通道；第二冷却部，其包括被配置于与所述动力单元相比靠车辆后方侧的第二热交换器、空调单元、压缩机、和使制冷剂在所述第二热交换器、所述空调单元与所述压缩机之间循环从而实施热交换的第二循环通道；导管，其连结所述空调单元与所述蓄电池，并且从所述空调单元向所述蓄电池被供给有冷却风或暖风。

Description

车辆用温度调节系统
技术领域
本公开涉及一种车辆用温度调节系统。
背景技术
在日本特开2012-156010号公报中，公开了一种设置有从空调装置向蓄电池引导冷却风的导管、和使冷却液进行循环从而对蓄电池进行冷却的循环通道的蓄电池的冷却结构。在该专利文献1的结构中，通过来自空调装置的冷却风和冷却液双方来对蓄电池进行冷却。
然而，在上述文献的结构中，作为热交换器的散热器以及冷凝器被排列配置在与动力单元相比靠车辆前方侧或与动力单元相比靠车辆后方侧处。因此，为了对动力单元和蓄电池双方进行冷却，需要加长配管(流道)，从而在提高效率方面存在改善的余地。
发明内容
本公开考虑到上述事实，而提供一种能够效率良好地进行动力单元以及蓄电池的温度调节的车辆用温度调节系统。
本公开的一个方式为，一种车辆用温度调节系统，具有：动力单元，其包括通过来自蓄电池的电力的供给而进行驱动从而使车轮转动的电机；第一冷却部，其包括被配置于与所述动力单元相比靠车辆前方侧的第一热交换器、和使制冷剂在所述动力单元与所述第一热交换器之间循环从而实施热交换的第一循环通道；第二冷却部，其被配置于与所述动力单元相比靠车辆后方侧的第二热交换器、空调单元、压缩机、和使制冷剂在所述第二热交换器、所述空调单元与所述压缩机之间循环从而实施热交换的第二循环通道；导管，其连结所述空调单元与所述蓄电池，并且从所述空调单元向所述蓄电池被供给有冷却风或暖风。
在本方式的车辆用温度调节系统中，具备第一冷却部和第二冷却部，且第一冷却部包括被配置于与动力单元相比靠车辆前方侧的第一热交换器、和使制冷剂在动力单元与第一热交换器之间循环从而实施热交换的第一循环通道。另一方面，第二冷却部包括被配置于与动力单元相比靠车辆后方侧的第二热交换器、空调单元、压缩机、和使制冷剂在第二热交换器、空调单元与压缩机之间循环从而实施热交换的第二循环通道。而且，空调单元与蓄电池通过导管而被连结在一起，经由该导管而从空调单元向蓄电池被供给有冷却风或暖风。由此，能够对蓄电池的温度进行调节。
此外，通过将第一热交换器配置于与动力单元相比靠车辆前方侧，并将第二热交换器配置于与动力单元相比靠车辆后方侧而使第一冷却部与第二冷却部分离，从而能够分别缩短第一循环通道以及第二循环通道。
如以上所说明的那样，根据本方式所涉及的车辆用温度调节系统，能够效率良好地实施动力单元以及蓄电池的温度调节。
在本方式中，也可以采用如下方式，即，在所述第二循环通道中的所述空调单元与所述压缩机之间，配置有收纳了通过与所述第二循环通道内的制冷剂的热交换而被冷却的冷却水的冷却侧贮水罐，并且设置有从所述冷却侧贮水罐向在所述蓄电池内循环的循环水流道供给冷却水的冷却水供给通道。
在上述结构中，在空调单元与压缩机之间配置有冷却侧贮水罐，该冷却侧贮水罐内的冷却水通过与第二循环通道内的制冷剂的热交换而被冷却。此外，从冷却侧贮水罐向冷却水供给通道供给有冷却水，在蓄电池的温度较高等情况下，冷却水穿过冷却水供给通道而被供给至循环水流道，并通过循环水流道在蓄电池内循环，从而能够对蓄电池进行冷却。
根据上述结构，能够更加有效地对蓄电池进行冷却。
在本方式中，也可以采用如下方式，即，在所述第二循环通道中的所述压缩机与所述第二热交换器之间，配置有收纳了通过热交换而被温热的加温水的加温侧贮水罐，并且设置有从所述加温侧贮水罐向所述循环水流道供给加温水的加温水供给通道。
在上述结构中，在压缩机与第二热交换器之间配置有加温侧贮水罐，且该加温侧贮水罐内的加温水通过与第二循环通道内的制冷剂的热交换而被温热。此外，从加温侧贮水罐向加温水供给通道供给有加温水，在蓄电池的温度较低等情况下，加温水穿过加温水供给通道而被供给至循环水流道，并通过循环水流道在蓄电池内循环，从而能够对蓄电池进行温热。
根据上述结构，能够对蓄电池进行温热。
在本方式中，也可以采用如下方式，即，在所述动力单元的车辆上方侧配置有逆变器，在所述第一热交换器与所述逆变器之间设置有供冷却水循环的冷却水流道。
在上述结构中，在第一热交换器与逆变器之间设置有供冷却水循环的冷却水流道。由此，能够对逆变器进行冷却。此外，通过将逆变器配置于动力单元的车辆上方侧，从而与动力单元和逆变器被配置于分离的位置上的结构相比，能够缩短冷却水流道的长度。
据上述结构，能够效率良好地对逆变器进行冷却。
在本方式中，也可以采用如下方式，即，在所述空调单元中设置有将水排出的排水部，水通过所述排水部而从所述空调单元朝向所述第二热交换器被排出。
在上述结构中，通过使水经由排水部而从空调单元朝向第二热交换器被排出，从而能够促进第二热交换器的热交换。
根据上述结构，能够提高第二热交换器的热交换的效率。
附图说明
图1为应用了实施方式所涉及的车辆用温度调节系统的车辆前部的概要侧视图。
图2为表示构成实施方式所涉及的车辆用温度调节系统的第一冷却部的分解立体图。
图3为表示构成实施方式所涉及的车辆用温度调节系统的第二冷却部的分解立体图，且为表示对蓄电池进行冷却的状态的图。
图4为表示构成实施方式所涉及的车辆用温度调节系统的第二冷却部的分解立体图，且为表示对蓄电池进行加温的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图来对实施方式所涉及的车辆用温度调节系统进行说明。另外，在各图中所示出的箭头标记FR表示车辆前方侧，箭头标记UP表示车辆上方侧，箭头标记RH表示车辆宽度方向右侧。以下，在仅使用前后、上下、左右的方向来进行说明的情况下，只要没有特别事先说明，则均表示车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下、朝向行进方向时的车辆宽度方向的左右。
如图1所示，在应用了本实施方式所涉及的车辆用温度调节系统的车辆10的前部设置有在车辆前后方向上延伸的左右一对前纵梁12(在图1中仅图示了右侧的前纵梁12)。在前纵梁12的前端部设置有碰撞盒(crash box)14，在该碰撞盒14的前端部上，以车辆宽度方向为长度方向的方式而设置有保险杠加强件16。另外，也可以在保险杠加强件16的前表面上设置冲击吸收材料。
在左右一对前纵梁12之间配置有电机18。电机18从下文叙述的蓄电池17接受电力的供给而被驱动，由电机18产生的驱动力经由未图示的齿轮箱等而被传递至前轮(车轮)23。也就是说，成为通过对电机18进行驱动而使前轮23转动的结构，在本实施方式中，由电机18构成动力单元。
在电机18的车辆上方侧设置有电机安装架20，电机18经由该电机安装架20而被支承在框架22上。如图2所示，框架22被形成为从车辆正面观察时呈大致矩形的框状，并且在该框架22的上壁部22A的下表面上固定有电机安装架20。此外，在框架22的上壁部22A的上表面上固定有逆变器(inverter)24和充电器26，逆变器24对下文叙述的蓄电池17的电力进行调制，从而生成向电机18施加的电压。
如图1所示，在构成车辆的地板的地板面板15的下方侧配置有蓄电池(蓄电池单元)17，且该蓄电池17包括蓄电池壳体19和蓄电池组21。蓄电池壳体19在俯视观察时被形成为大致矩形的箱状，并且被延伸至车辆10的后部为止，在该蓄电池壳体19的前端部上，形成有和下文叙述的导管78连接的连接部19A。此外，在蓄电池壳体19的后端部上，形成有供被吹送至蓄电池壳体19内的空气释放的流出部19B。
在蓄电池壳体19的内部配置有多个蓄电池组21。被积蓄在多个蓄电池组21中的电力经由未图示的电缆而被供给至电机18。
在与电机18相比靠车辆前方侧配置有作为第一热交换器的散热器28。散热器28包括芯部28A、被设置于芯部28A的车辆上方侧的上箱(upper tank)28B、和被设置于芯部28A的车辆下方侧的下箱(lower tank)28C。芯部28A在从正面进行观察时被形成为大致矩形形状，且在该芯部28A中设置有供冷却水通过的多个管以及散热片(参照图2)。在上箱28B及下箱28C中，分别贮留有冷却水，并且通过从上箱28B向芯部28A流动的冷却水流过芯部28A，从而与冷却风进行热交换，并且冷却后的冷却水被贮留于下箱28C中。此外，在散热器28的车辆后方侧设置有散热器用风扇30，并且成为以下结构，即，通过使该散热器用风扇30转动，从而使冷却风从车辆前方侧向散热器28流动的结构。
(第一冷却部27)
在此，如图2所示，由散热器28和第一循环通道32构成第一冷却部27。第一循环通道32包括：从电机18的长度方向一端部起在车辆前后方向上向散热器28的下箱28C延伸的流道32A；在下箱28C内于车辆宽度方向上延伸的流道32B；从下箱28C起向电机18的长度方向另一端部延伸的流道32C。而且，以在流道32A、流道32B以及流道32C的内部流动有冷却油的方式被构成。此外，在第一循环通道32内设置有未图示的机油泵，通过使该机油泵工作，从而使冷却油在第一循环通道32内循环，进而使电机18被冷却。
在散热器28与逆变器24之间，设置有使冷却水循环的冷却水流道34。具体而言，冷却水流道34以在逆变器24、充电器26以及散热器28中循环的方式被配置，且所述冷却水流道34包括：从充电器26起在车辆前后方向上向散热器28的上箱28B延伸的流道34A；从下箱28C起在车辆前后方向上向逆变器24延伸的流道34B；对逆变器24和充电器26进行连接的流道34C。而且，以在流道34A、流道34B及流道34C的内部流动有冷却水的方式被构成。此外，在冷却水流道34中设置有未图示的水泵(water pump)，并且通过使该水泵工作，从而使冷却水在冷却水流道34内循环，进而对逆变器24以及充电器26进行冷却。
如图1所示，在与电机18相比靠车辆后方侧设置有作为第二热交换器的冷凝器50。此外，在冷凝器50的车辆后方侧设置有冷凝器用风扇51，并且成为以下结构，即，通过使该冷凝器用风扇51转动，从而使冷却风从车辆前方侧向冷凝器50流动的结构。在此，在本实施方式中，在构成车辆10的下表面的车身底罩36上形成有开口部36A，并且被构成为，使在车辆10与路面之间流动的气流通过该开口部36A而向冷凝器50流动。
如图3所示，冷凝器50包括芯部50A、被设置于芯部50A的车辆右侧的右管道50B、和被设置于芯部50A的车辆左侧的左管道50C。芯部50A在从正面进行观察时被形成为大致矩形形状，在该芯部50A中设置有供制冷剂流过的多个管以及散热片。在右管道50B以及左管道50C中分别有制冷剂流动，并且通过制冷剂在右管道50B与左管道50C之间蜿蜒行进的同时在芯部28A中向下方流动，从而与冷却风进行热交换。
(第二冷却部53)
在此，由冷凝器50、空调单元52、压缩机66和第二循环通道76构成第二冷却部53。空调单元52具备大致箱状的筐体52A，且在该筐体52A的内部收纳有蒸发器56以及加热器芯58(参照图1)。此外，在空调单元52中设置有送风风扇54，并且被构成为，通过使该送风风扇54进行工作，从而从空调单元52中吹送出冷却风或暖风。此外，在空调单元52中，设置有用于向车厢内供给冷却风或暖风的供给通道。
此外，从空调单元52的下表面延伸有排水部60。排水部60被形成为，随着趋向于前端而逐渐成为宽幅，在该排水部60的顶端形成有排出口60A。而且，由于排出口60A位于冷凝器50的车辆上方处，因此在空调单元52中生成的水通过排水部60而从排出口60A向冷凝器50被排出。
压缩机66为，将低温低压的制冷剂设为高温高压的状态并向冷凝器50送出的压缩机。此外，在本实施方式中，与压缩机66一体地设置有水泵68，该水泵68使下文叙述的循环水流道74内的水进行循环。
第二循环通道76为，使制冷剂在冷凝器50、空调单元52和压缩机66之间进行循环从而实施热交换的循环通道，且该第二循环通道76通过被配置于空调单元52与压缩机66之间的冷却侧贮水罐62。此外，第二循环通道76通过被配置于压缩机66与冷凝器50之间的加温侧贮水罐64。
在此，第二循环通道76具备：流道76A，其从空调单元52起向冷却侧贮水罐62延伸；流道76B，其通过冷却侧贮水罐62的内部；流道76C，其从冷却侧贮水罐62而向压缩机66延伸。此外，第二循环通道76具备：流道76D，其从压缩机66起向加温侧贮水罐64延伸；流道76E，其通过加温侧贮水罐64的内部；流道76F，其从加温侧贮水罐64起向冷凝器50的右管道50B的上部延伸；流道76G，其从冷凝器50的左管道50C的下部起向空调单元52延伸。
对在上文所说明的第二循环通道76中流动的制冷剂的状态变化进行说明。首先，制冷剂以低温低压的状态在第二循环通道76的流道76A中流动并到达冷却侧贮水罐62。此外，由于流道76B与流道76A连续并通过冷却侧贮水罐62的内部，因此在这里制冷剂与冷却侧贮水罐62内的冷却水进行热交换，从而对冷却侧贮水罐62内的冷却水进行冷却。流道76C与流道76B连续并延伸至压缩机66为止，制冷剂在压缩机66中被加压。
在压缩机66中被加压而成为高温高压的状态的制冷剂在流道76D内流动并到达加温侧贮水罐64。此外，由于流道76E与流道76D连续并通过加温侧贮水罐64的内部，因此在这里制冷剂与加温侧贮水罐64内的加温水进行热交换，从而对加温侧贮水罐64内的加温水进行加温(温热)。流道76F与流道76E连续并延伸至冷凝器50为止，制冷剂向冷凝器50的右管道50B的上部流入。
流入到冷凝器50中的制冷剂在通过芯部50的过程中被液化，并在流道76G中流动，并且通过未图示的膨胀阀而被气化。之后，制冷剂以低压低温的状态到达空调单元52。以上述方式构成了制冷循环。
在此，冷却水供给通道70A的一端部与冷却侧贮水罐62连接，且该冷却水供给通道70A的另一端部与阀72连接。此外，加温水供给通道70B的一端部与加温侧贮水罐64连接，且该加温水供给通道70B的另一端部与阀72连接。而且，阀72和水泵68通过流道70C而被连接在一起。因此，通过对阀72进行切换，从而能够经由冷却水供给通道70A以及流道70C而从冷却侧贮水罐62向水泵68供给冷却水，或者，经由加温水供给通道70B以及流道70C而从加温侧贮水罐64向水泵68供给加温水。
此外，在水泵68与蓄电池17之间，设置有供冷却水或加温水循环的循环水流道74。循环水流道74包括：流道74A，其中从水泵68向蓄电池17流动有冷却水或加温水；流道74B，其中从蓄电池17向水泵68流动有冷却水或加温水。此外，在蓄电池17内配置有未图示的流道，通过使冷却水从流道74A向蓄电池17内流入，从而对蓄电池组21进行冷却。另一方面，通过使加温水从流道74A向蓄电池17内流入，从而对蓄电池组21进行加温(温热)。
如图1所示，从空调单元52向蓄电池壳体19延伸有导管78。而且，通过该导管78，从而将空调单元52与蓄电池壳体19(蓄电池17)连结在一起。因此，来自空调单元52的冷却风或暖风通过导管78而向蓄电池壳体19的内部被供给。
(作用以及效果)
接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。
在本实施方式中，如上文所述，具备第一冷却部27和第二冷却部53，如图2所示，第一冷却部27包括被配置于与作为动力单元的电机18相比靠车辆前方侧的散热器28、和使制冷剂在电机18与散热器28之间循环从而实施热交换的第一循环通道32。由此，在电机18的温度较高的情况下，能够使制冷剂在第一循环通道32中循环从而降低电机18的温度。也就是说，能够对电机18的温度进行调节。
另一方面，如图3所示，第二冷却部53包括被配置于与电机18相比靠车辆后方侧的冷凝器50、空调单元52、压缩机66、使制冷剂在冷凝器50、空调单元52和压缩机66之间循环从而实施热交换的第二循环通道76。而且，如图1所示，空调单元52和蓄电池壳体19通过导管78而被连结在一起，且经由该导管78而从空调单元52向蓄电池壳体19内供给冷却风或暖风。由此，在蓄电池组21的温度较高的情况下，能够从空调单元52向蓄电池17吹送冷却风从而对蓄电池组21进行冷却。另一方面，在蓄电池组21的温度较低的情况下，能够从空调单元52向蓄电池17吹送暖风而对蓄电池组21进行加温。也就是说，能够对蓄电池组21(蓄电池17)的温度进行调节。以此方式，能够通过将散热器28配置于与电机18相比靠车辆前方侧，并将冷凝器50配置于与电机18相比靠车辆后方侧而使第一冷却部27与第二冷却部53分离，从而分别缩短第一循环通道32以及第二循环通道76。其结果为，能够效率良好地实施电机18以及蓄电池组21的温度调节。
此外，在本实施方式中，如图3所示，在空调单元52与压缩机66之间配置有冷却侧贮水罐62，从该冷却侧贮水罐62经由冷却水供给通道70A以及流道70C而向水泵68供给有冷却水(参照图中箭头标记A1以及A2)。而且，在蓄电池组21的温度较高等情况下，通过水泵68工作，从而能够使从冷却侧贮水罐62被供给的冷却水在循环水流道74内循环而对蓄电池组21进行冷却。也就是说，能够通过来自空调单元52的冷却风和在蓄电池17中循环的循环水流道74内的冷却水双方来对蓄电池组21进行冷却。
而且，在本实施方式中，如图4所示，在压缩机66与冷凝器50之间配置有加温侧贮水罐64，从该加温侧贮水罐64经由加温水供给通道70B以及流道70C而向水泵68供给有加温水(参照图中箭头标记A3以及A4)。而且，在冬季等蓄电池组21的温度较低等情况下，通过水泵68工作，从而能够使从加温侧贮水罐64被供给的加温水在循环水流道74内循环而对蓄电池组21进行加温。也就是说，能够通过来自空调单元52的暖风和在蓄电池17中循环的循环水流道74内的加温水双方来对蓄电池组21进行加温。以此方式，通过根据蓄电池组21的温度而对蓄电池组21进行冷却或加温，从而蓄电池组21的寿命得以提高，特别是在车辆10为电动汽车的情况下，能够良好地维持行驶性能。
另外，在本实施方式中，如图2所示，设置有供冷却水在散热器28、逆变器24和充电器26之间循环的冷却水流道34。由此，能够对逆变器24以及充电器26进行冷却。此外，通过将逆变器24以及充电器26配置于电机18的车辆上方侧，从而与电机18、逆变器24以及充电器26被配置在分离的位置上的结构相比，能够缩短冷却水流道的长度。其结果为，能够效率良好地对逆变器24以及充电器26进行冷却。
此外，在本实施方式中，如图3所示，在空调单元52上设置有排水部60，通过从该排水部60的排出口60A向冷凝器50进行排水，从而能够促进冷凝器50的热交换。
而且，在本实施方式中，由于将压缩机66和水泵68一体形成，因此与分体地准备压缩机66和水泵68的结构相比较，能够削减零件数量。
虽然上文对实施方式所涉及的车辆用温度调节系统进行了说明，但是显然在不脱离本发明的主旨的范围内，能够以各种方式来实施。例如，虽然在本实施方式中，对作为动力单元而具备电机18的结构进行了说明，但是并不限定于此，也能够适用于具备电机18和发动机的混合动力汽车中。在这种情况下，只要在图2中在散热器28与发动机之间另行设定使冷却水循环的流道即可。

Claims (5)

1.一种车辆用温度调节系统，具有：
动力单元，其包括通过来自蓄电池的电力的供给而进行驱动从而使车轮转动的电机；
第一冷却部，其包括被配置于与所述动力单元相比靠车辆前方侧的第一热交换器、和使制冷剂在所述动力单元与所述第一热交换器之间循环从而实施热交换的第一循环通道；
第二冷却部，其包括被配置于与所述动力单元相比靠车辆后方侧的第二热交换器、空调单元、压缩机、和使制冷剂在所述第二热交换器、所述空调单元与所述压缩机之间循环从而实施热交换的第二循环通道；
导管，其连结所述空调单元与所述蓄电池，并且从所述空调单元向所述蓄电池被供给有冷却风或暖风。
2.如权利要求1所述的车辆用温度调节系统，其中，还具有：
冷却侧贮水罐，其被配置于所述第二循环通道中的所述空调单元与所述压缩机之间，并对通过与所述第二循环通道内的制冷剂的热交换而被冷却的冷却水进行收纳；
冷却水供给通道，其从所述冷却侧贮水罐向在所述蓄电池内循环的循环水流道供给冷却水。
3.如权利要求2所述的车辆用温度调节系统，其中，还具有：
加温侧贮水罐，其被配置于所述第二循环通道中的所述压缩机与所述第二热交换器之间，并对通过与所述第二循环通道内的制冷剂的热交换而被温热的加温水进行收纳；
加温水供给通道，其从所述加温侧贮水罐向所述循环水流道供给加温水。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用温度调节系统，其中，还具有：
逆变器，其被配置于所述动力单元的车辆上方侧；
冷却水流道，其供冷却水在所述第一热交换器与所述逆变器之间循环。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车辆用温度调节系统，其中，
所述空调单元包括将水排出的排水部，
水通过所述排水部而从所述空调单元朝向所述第二热交换器被排出。
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