CN109941113A - 电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动车辆，其在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时，能够使具备热泵循环的车辆用空调装置的消耗电力增大。电动车辆(Ve)具备电动机(17)、蓄电装置(16)、控制装置(15)及制冷剂回路(13)。制冷剂回路具有压缩机(21)、室内热交换器(55)、膨胀阀(22)及室外热交换器(24)。由压缩机压缩后的制冷剂在室内热交换器中进行热交换。通过膨胀阀将在室内热交换器中通过后的制冷剂减压，通过室外热交换器与减压后的制冷剂进行热交换并使该制冷剂返回压缩机。控制装置在蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在压缩机运转的同时使控制室外热交换器的通过风量的第一导风装置的通过风量降低。

Description

电动车辆
技术领域
本发明涉及电动车辆。
背景技术
在电动车辆中，在制动时将电动机作为发电机发挥功能。即，驱动轮的旋转向电动机的输出轴传递，通过输出轴的旋转而由电动机将电力再生。再生出的交流电流由逆变器转换为直流电流，转换后的直流电流从逆变器向蓄电装置供给而对蓄电装置充电。
在电动车辆中，存在为了保护蓄电装置以免过充电而以在蓄电装置的剩余容量超过规定值时限制电动机中的再生量的方式构成的结构。但是，若由电动机进行再生的再生量被限制，则再生制动力弱于通常情况，给乘客带来制动感觉的变化所引起的不适感。另一方面，若优先抑制制动感觉的变化而解除制动中的再生量的限制，则招致过充电所引起的蓄电池的劣化。
作为其对策，公开了下述方案：在再生制动力的产生时，当蓄电装置的剩余容量超过规定值时，使搭载于电动车辆的电负载(以下，称为车辆用空调装置)的消耗电力增大。
另外，公开了下述方法：在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时，使对车室内制冷的制冷装置和对车室内供暖的供暖装置并行动作(例如，参照日本国特开2015-162947号公报)。
在日本国特开2015-162947号公报的车辆用空调装置中，制冷的回路与供暖的回路完全分离。
另一方面，在电动车辆中，存在通过在车辆用空调装置中具备热泵循环而能够利用车辆用空调装置实施车室内的制冷和供暖的结构。但是，对于该电动车辆，并未公开在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时使车辆用空调装置的消耗电力增大的动作。
发明内容
本发明的方案提供一种电动车辆，其在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时，能够使具备热泵循环的车辆用空调装置的消耗电力增大。
本发明的一方案为电动车辆，其具备：电动机；与所述电动机电连接的蓄电装置；以及控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，其中，所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；以及与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器，所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时使控制所述室外热交换器的通过风量的第一导风装置的通过风量与所述蓄电装置的剩余容量小于规定值时的所述第一导风装置的通过风量相比降低。
在此，以下将如下情况作为废电控制来进行说明，该情况为在将由电动机再生的电力向蓄电装置充电时，为了保护蓄电装置以免过充电而使电动车辆的消耗电力增大的情况。
根据该电动车辆，在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，通过废电控制在压缩机运转的同时使室外热交换器的通过风量降低。因此，与废电控制前相比，压缩机的吸入制冷剂压力降低，为了得到与废电控制前相同的供暖能力，使吸入制冷剂密度变低，制冷剂流量降低。即，通过使室外热交换器的通过风量降低，从而能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，需要使压缩机的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机的转速增速，从而能够使压缩机的消耗电力增加。在该废电控制中，在压缩机的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置的过充电。另外，在压缩机的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
本发明的另一方案为电动车辆，其具备：电动机；与所述电动机电连接的蓄电装置；以及控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，其中，所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；以及与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器，所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时使控制所述室内热交换器的通过风量的第二导风装置的通过风量与所述蓄电装置的剩余容量小于规定值时的所述第二导风装置的通过风量相比降低。
根据该电动车辆，在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，通过废电控制在压缩机运转的同时使室内热交换器的通过风量降低。因此，与废电控制前相比，能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，需要使压缩机的转速增速来提高室内热交换器的温度。通过使压缩机的转速增速，从而能够使压缩机的消耗电力增加。在该废电控制中，在压缩机的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置的过充电。另外，在压缩机的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
在上述电动车辆中，也可以是，所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，使所述膨胀阀的开度与所述蓄电装置的剩余容量小于所述规定值时的所述膨胀阀的开度相比减小。
这样，通过废电控制在压缩机运转的同时使膨胀阀的开度减小，由此与废电控制前相比，压缩机的喷出制冷剂压力上升。因此，能够使压缩机的压缩效率恶化而使制冷剂流量降低，从而使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，需要使压缩机的转速增速来增加从压缩机喷出的制冷剂流量。通过使压缩机的转速增速，从而能够使压缩机的消耗电力增加。在该废电控制中，在压缩机的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置的过充电。
另外，在压缩机的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
本发明的又一方案为电动车辆，其具备：电动机；与所述电动机电连接的蓄电装置；以及控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，其中，所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；以及与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器，所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时使所述膨胀阀的开度与所述蓄电装置的剩余容量小于所述规定值时的所述膨胀阀的开度相比增加。
根据该电动车辆，在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，通过废电控制在压缩机运转的同时使膨胀阀的开度增大。因此，膨胀阀的制冷剂通过面积增加，与废电控制前相比，压缩机的喷出制冷剂压力减小。由此，与废电控制前相比，能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暧能力，需要向室内热交换器供给的制冷剂的压力上升。即，需要使压缩机的转速增速来增加从压缩机喷出的制冷剂流量。通过使压缩机的转速增速，能够使压缩机的消耗电力增加。在该废电控制中，在压缩机的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置的过充电。另外，在压缩机的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
在上述电动车辆中，也可以是，所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为所述规定值以上时，使所述膨胀阀的开度为全开。
这样，通过在压缩机运转的同时将膨胀阀的开度控制为全开，从而膨胀阀的制冷剂通过面积增加到最大。与废电控制前相比，车辆用空调装置的供暖运转模式转变为热气运转而无法再进行基于外部热交换器的吸热。即，压缩机的作功量相对于供暖能力为等效。因此，为了与废电控制前同样地确保车辆用空调装置的供暖，需要使压缩机的转速增加。通过使压缩机的转速增加，从而从压缩机喷出的制冷剂的喷出压力上升，并且制冷剂的流量增加，从而确保与废电控制前同样的供暖。
另一方面，通过使压缩机的转速增加，从而能够使压缩机的消耗电力增加。在该废电控制中，在压缩机的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置的过充电。另外，在压缩机的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
本发明的再一方案为电动车辆，其具备：电动机；与所述电动机电连接的蓄电装置；以及控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，其中，所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器；控制所述室外热交换器的通过风量的第一导风装置；以及控制所述室内热交换器的通过风量的第二导风装置，所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时根据由所述电动机再生的再生电力量的大小来控制所述膨胀阀、所述第一导风装置及所述第二导风装置。
根据该电动车辆，在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，通过废电控制在压缩机运转的同时根据再生电力量的大小来调整室外热交换器的通过风量、室内热交换器的通过风量及膨胀阀的开度。因此，能够使与再生电力量对应的供暖运转的效率降低。即，能够防止由电动机再生的电力的过度的废电。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，需要使压缩机的转速增速。通过使压缩机的转速增速，能够使压缩机的消耗电力增加。在该废电控制中，在压缩机的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置的过充电。另外，在压缩机的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
由此，能够在防止废电控制引起的过度废电的同时还满足废电要求。
换言之，能够防止再生结束时的SOC的降低，且同时防止成为蓄电装置的完全充电引起的不可再生(再生转矩不足)的状况。
根据本发明的方案，在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时，能够使具备热泵循环的车辆用空调装置的消耗电力增大。
附图说明
图1是具备本发明的一实施方式的车辆用空调装置的电动车辆的构成图。
图2是说明本发明的一实施方式的车辆用空调装置的供暖运转模式的构成图。
图3是说明本发明的一实施方式的车辆用空调装置的制冷运转模式的构成图。
图4是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第一废电控制的构成图。
图5是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第一废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图6是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第一废电控制的消耗电力的线图。
图7是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第二废电控制的构成图。
图8是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第二废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图9是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第二废电控制的消耗电力的线图。
图10是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第三废电控制的构成图。
图11是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第三废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图12是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第三废电控制的消耗电力的线图。
图13是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第四废电控制的构成图。
图14是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第四废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图15是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第四废电控制的消耗电力的线图。
图16是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第五废电控制的构成图。
图17是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第五废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图18是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第五废电控制的消耗电力的线图。
图19是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第六废电控制的流程图。
具体实施方式
基于附图，说明本发明的一实施方式。
在实施方式中，作为电动车辆而例示了电动机动车(Battery Electric Vehicle(BEV))，但不限于此。例如也可以为混合动力机动车(Hybrid Vehicle(HV))、燃料电池机动车(Fuel Cell Vehicle(FCV))等其他车辆。
图1是具备车辆用空调装置10的电动车辆Ve的构成图。
如图1所示，车辆用空调装置10搭载于作为车辆驱动源而不具备发动机(内燃机)的电动机动车等电动车辆Ve。电动车辆Ve是具备车辆用空调装置10、控制装置(ECU：Electronic Control Unit)15、蓄电装置(蓄电池)16、电动机(行驶用马达)17的电动机动车。
电动机17经由逆变器(未图示)与蓄电装置16电连接。在电动机17的驱动时，从蓄电装置16输出的直流电流由逆变器转换为交流电流而向电动机17供给。通过向电动机17供给交流电流，从而电动机17产生驱动力。通过电动机17产生驱动力，从而驱动驱动轮向前进方向或后退方向旋转。
另一方面，在电动车辆Ve的制动时，电动机17作为发电机发挥功能。即，驱动轮的旋转向电动机17的输出轴传递，通过输出轴的旋转而由电动机17将电力再生。此时，电动机17成为阻力，阻力作为再生制动力而作用于电动车辆Ve。由电动机17再生的交流电流由逆变器转换为直流电流。转换后的直流电流从逆变器向蓄电装置16供给，蓄积于蓄电装置16。
另外，在电动车辆Ve上搭载有车辆用空调装置10。车辆用空调装置10主要具备空调单元11和能够使制冷剂循环的热泵循环12。
空调单元11具备供空调空气流通的管道51、鼓风机52、蒸发器53、第二导风机构(空气混合门)54及室内热交换器(室内冷凝器)55。鼓风机52、蒸发器53、第二导风机构54(第二导风装置)及室内热交换器55收容于管道51内。
管道51具有空气引入口56a、56b及空气吹出口57a、57b。
并且，上述的鼓风机52、蒸发器53、第二导风机构54及室内热交换器55依次从管道51中的空调空气的流通方向的上游侧(空气引入口56a、56b侧)朝向下游侧(空气吹出口57a、57b侧)配置。
空气引入口56a构成引入内部气体的内部气体引入口。空气引入口56b构成引入外部气体的外部气体引入口。空气引入口56a由内部气体门72开闭。空气引入口56b由外部气体门73开闭。例如通过控制装置15进行的控制来调整内部气体门72和外部气体门73的开度，由此调整流入管道51内的内部气体与外部气体的流量比例。
空气吹出口57a构成VENT吹出口。空气吹出口57b构成DEF吹出口。空气吹出口57a形成为能够通过VENT门63开闭。空气吹出口57b形成为能够通过DEF门64开闭。对于各空气吹出口57a、57b，例如通过控制装置15进行的控制来切换VENT门63和DEF门64的开闭，由此调整从各空气吹出口57a、57b吹出的空气的比例。
鼓风机52例如根据通过控制装置15进行的控制施加于马达的驱动电压而由马达驱动。鼓风机52将从空气引入口56a、56b引入到管道51内的空调空气(内部气体及外部气体中的至少一方)朝向下游侧、即蒸发器53及室内热交换器55送出。
蒸发器53进行流入到内部的低压的制冷剂与车室内气氛(管道51内)的热交换，例如通过制冷剂蒸发时的吸热将在蒸发器53中通过的空调空气冷却。
室内热交换器55能够与流入到内部的压缩成高温且高压的制冷剂进行热交换。室内热交换器55例如通过放热而将在室内热交换器55中通过的空调空气加热。
第二导风机构54例如通过控制装置15进行的控制而进行转动操作。第二导风机构54在开放从管道51内的蒸发器53的下游朝向室内热交换器55的通风路径的加热位置与开放绕过室内热交换器55的通风路径的冷却位置之间转动。由此，调整在蒸发器53中通过的空调空气中导入室内热交换器55的风量与绕过室内热交换器55而向车室内排出的风量的风量比例。
热泵循环12例如具备上述的蒸发器53、上述的室内热交换器55、将制冷剂压缩的压缩机(Compressor)21、膨胀阀(供暖用减压阀)22、制冷用电磁阀23、室外热交换器24、三通阀25、气液分离器26及制冷用减压阀27。热泵循环12的各构成构件经由制冷剂流路31连接。制冷剂流路31是能够供制冷剂循环的流路。
由热泵循环12、蒸发器53及室内热交换器55构成制冷剂回路13。即，制冷剂回路13配备于电动车辆Ve。
压缩机21连接于气液分离器26与室内热交换器55之间，将气液分离器26侧的制冷剂吸引并向室内热交换器55侧喷出。压缩机21例如根据通过控制装置15进行的控制施加于马达的驱动电压而由马达驱动。
压缩机21从气液分离器26吸入气相的制冷剂(制冷剂气体)，并且将该制冷剂压缩后作为高温且高压的制冷剂向上述室内热交换器55喷出。
在制冷剂流路31的室内热交换器55的下游侧并联配置有膨胀阀22和制冷用电磁阀23。
膨胀阀22例如是能够调整开口部的口径的节流阀。膨胀阀22将在室内热交换器55中通过后的制冷剂减压而使其膨胀后，作为低温且低压的气液2相(富含液相)的喷雾状的制冷剂而向室外热交换器24喷出。
制冷用电磁阀23设置于迂回流路32上，该迂回流路32将在制冷剂流路31上设置于膨胀阀22的两侧的第一分支部32a和第二分支部32b之间连接，且绕过膨胀阀22。制冷用电磁阀23例如通过控制装置15进行的控制而开闭。需要说明的是，制冷用电磁阀23在供暖运转的执行时为闭状态，在制冷运转的执行时为开状态。
由此，例如在供暖运转的执行时，从室内热交换器55排出的制冷剂由膨胀阀22大幅减压，以低温且低压的状态流入室外热交换器24。另一方面，在制冷运转的执行时，从室内热交换器55排出的制冷剂在制冷用电磁阀23中通过而以高温的状态流入室外热交换器24。
室外热交换器24配置在车室外，在流入到内部的制冷剂与车室外气氛之间进行热交换。另外，在室外热交换器24的下游侧设有检测从室外热交换器24的出口流出的制冷剂的温度(制冷剂出口温度Tout)的出口温度传感器24T。表示由出口温度传感器24T检测出的制冷剂温度的信号向控制装置15输入。从出口温度传感器24T输入到控制装置15的信号在控制装置15中用于各种空调控制的执行判定。
室外热交换器24在供暖运转的执行时能够通过流入内部的低温且低压的制冷剂从车室外气氛吸热，且通过从车室外气氛的吸热来使制冷剂升温。另一方面，室外热交换器24在制冷运转的执行时能够通过流入内部的高温的制冷剂向车室外气氛放热，其且通过向车室外气氛的放热及第一导风机构28的送风来冷却制冷剂。
作为第一导风机构28，例如可举出控制室外热交换器24的通过风量的冷凝器风扇，但作为其他例子，例如也可以使用栅格百叶窗等。在第一导风机构28为冷凝器风扇的情况下，例如根据通过控制装置15进行的控制施加于冷凝器风扇的马达的驱动电压来驱动冷凝器风扇。
三通阀25将从室外热交换器24流出的制冷剂向气液分离器26或制冷用减压阀27切换并喷出。具体而言，三通阀25与室外热交换器24、配置于气液分离器26侧的合流部33、制冷用减压阀27连接，例如通过控制装置15进行的控制来切换制冷剂的流通方向。
三通阀25在供暖运转的执行时，将从室外热交换器24流出的制冷剂朝向气液分离器26侧的合流部33喷出。另一方面，在制冷运转的执行时，三通阀25将从室外热交换器24流出的制冷剂朝向制冷用减压阀27喷出。
气液分离器26连接在制冷剂流路31中的合流部33与压缩机21之间，将从合流部33流出的制冷剂的气液进行分离，使气相的制冷剂(制冷剂气体)吸入到(返回)压缩机21中。
制冷用减压阀27是所谓的节流阀，连接在三通阀25与蒸发器53的流入口之间。制冷用减压阀27例如根据由控制装置15控制的阀开度而将从三通阀25流出的制冷剂减压并使其膨胀后，作为低温且低压的气液2相(富含气相)的喷雾状的制冷剂而向蒸发器53喷出。
蒸发器53连接在制冷用减压阀27与合流部33(气液分离器26)之间。
控制装置15进行在空调单元11及热泵循环12中使用了制冷剂的空调控制。控制装置15基于经由配设在车室内的未图示的开关等而由操作者输入的指令信号，来控制车辆用空调装置10。控制装置15能够控制电动机17和蓄电装置16，还能够进行将车辆用空调装置10的运转模式切换为供暖运转模式、制冷运转模式等的控制。
作为蓄电装置16的充电率的SOC(State Of Charge)、基于SOC而运算出的可充电电力的信息向控制装置15输入。可充电电力是能够向蓄电装置16充电的电力。为了防止向蓄电装置16的过充电，可充电电力例如可根据SOC越增加数值越减小且在SOC的上限值处成为0那样的表来求出。
另外，控制装置15基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上。而且，向蓄电装置16输入的再生电力的信息向控制装置15输入。
另外，控制装置15具备能够控制电动机17、车辆用空调装置10、压缩机21及第一导风机构(风扇)28等的功能。例如，控制装置15在供暖运转模式的再生时，在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，能够在控制压缩机21运转的同时选择膨胀阀22、第一导风机构28(第一导风装置)、第二导风机构54来进行控制。
接着，基于图2、图3来说明车辆用空调装置10的供暖运转模式、制冷运转模式的动作。首先，基于图2来说明车辆用空调装置10的供暖运转模式。
(供暖运转模式)
如图2所示，在通过车辆用空调装置10进行供暖运转的情况下，第二导风机构54处于开放朝向室内热交换器55的通风路径的加热位置。另外，制冷用电磁阀23为闭状态，三通阀25为将室外热交换器24和合流部33连接的状态。需要说明的是，空调单元11在图2的例子中，使DEF门64为开状态，且使VENT门63为闭状态，但它们的开闭可通过驾驶员的操作任意变更。
这种情况下，在热泵循环12中，从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过在室内热交换器55中的放热而将空调单元11的管道51内的空调空气加热。
在室内热交换器55中通过后的制冷剂在膨胀阀22的作用下膨胀(减压)而成为富含液相的喷雾状，之后，在室外热交换器24中进行热交换(从车室外气氛吸热)而成为富含气相的喷雾状。在室外热交换器24中通过后的制冷剂通过三通阀25和合流部33而流入气液分离器26。然后，流入到气液分离器26的制冷剂被分离为气相和液相，气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
这样，若在制冷剂在热泵循环12的制冷剂流路31内流动的状况下驱动空调单元11的鼓风机52，则空调空气在空调单元11的管道51内流动，该空调空气在蒸发器53中通过之后通过室内热交换器55。
然后，空调空气通过室内热交换器55时与室内热交换器55之间进行热交换，并通过空气吹出口57b而作为供暖向车室内供给。
接着，基于图3来说明车辆用空调装置10的制冷运转模式。
(制冷运转模式)
如图3所示，在通过车辆用空调装置10进行制冷运转的情况下，第二导风机构54处于冷却位置，以使在蒸发器53中通过后的空调空气绕过室内热交换器55。而且，制冷用电磁阀23为开状态(膨胀阀22为闭状态)，三通阀25为将室外热交换器24和制冷用减压阀27连接的状态。需要说明的是，空调单元11在图3的例子中，使DEF门64为闭状态，且使VENT门63为开状态，但它们的开闭可通过驾驶员的操作任意变更。
这种情况下，在热泵循环12中，从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过室内热交换器55和制冷用电磁阀23而在室外热交换器24中向车室外气氛放热后，流入制冷用减压阀27。此时，制冷剂在制冷用减压阀27的作用下膨胀而成为富含液相的喷雾状，接着通过在蒸发器53中的吸热而将空调单元11的管道51内的空调空气冷却。
在蒸发器53中通过后的富含气相的制冷剂通过合流部33而流入气液分离器26，在气液分离器26中气液分离之后，气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
这样，若在制冷剂在制冷剂流路31内流动的状况下驱动空调单元11的鼓风机52，则空调空气在空调单元11的管道51内流动，该空调空气在通过蒸发器53时与蒸发器53之间进行热交换。然后，空调空气在绕过室内热交换器55之后，通过VENT吹出口(即，空气吹出口)57a而作为制冷向车室内供给。
接着，基于图4～图19说明在车辆用空调装置10的供暖运转模式下向蓄电装置16蓄积再生电力时，以使蓄电装置16的剩余容量不超过规定值的方式通过车辆用空调装置10实施废电控制的例子。作为供暖运转模式下的车辆用空调装置10的废电控制，可举出第一～第六废电控制。以下，依次说明第一～第六废电控制。
首先，作为第一废电控制，基于图4～图6说明通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一导风机构28来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第一废电控制)
图5表示制冷剂压力-焓线图，纵轴表示制冷剂压力，横轴表示焓。在图5中，供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。在制冷剂压力-焓线图G1中，点A1→点B1表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B1→点C1表示室内热交换器55中的制冷剂的状态变化。点C1→点D1表示膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D1→点A1表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
另外，废电控制后的制冷剂压力-焓线图G2由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G2中，点A2→点B1表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B1→点C1表示室内热交换器55中的制冷剂的状态变化。点C1→点D2表示膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D2→点A2表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图6表示车辆用空调装置10的供暖运转范围与等电力线的关系，纵轴表示制冷剂流量，横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图6中，车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示，等电力线由线图G4表示。另外，W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W2表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图4所示，控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，以使第一导风机构28的通过风量与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第一导风机构28的通过风量相比降低的方式控制第一导风机构28。
即，在第一导风机构28为冷凝器风扇的情况下，通过使风扇的转速减速或使风扇停止，来使第一导风机构28的通过风量降低。另外，在第一导风机构28为栅格百叶窗的情况下，通过减小栅格百叶窗的间隙或关闭栅格百叶窗，来使第一导风机构28的通过风量降低。
通过使第一导风机构28的通过风量降低，从而室外热交换器24的通过风量降低。因此，流入到室外热交换器24的制冷剂进行的吸热降低。因此，富含液相的制冷剂从室外热交换器24经过气液分离器26，从而气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
因此，如图4、图5所示，与废电控制前相比压缩机21的吸入制冷剂压力降低，为了得到与废电控制前相同的供暖能力，使吸入制冷剂密度变低，制冷剂流量降低。即，通过使室外热交换器的通过风量降低，从而能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速，从而如图4、图6所示，能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W2来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此，在第一废电控制中，在压缩机21的消耗电力W2大于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置16的过充电。另外，在压缩机21的消耗电力W2小于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着，作为第二废电控制，基于图7～图9说明通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第二导风机构54来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第二废电控制)
图8表示制冷剂压力-焓线图，纵轴表示制冷剂压力，横轴表示焓。在图8中，供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5为同一线图。
另外，废电控制后的制冷剂压力-焓线图G5由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G5中，点A1→点B2表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B2→点C2表示室内热交换器55中的制冷剂的状态变化。点C2→点D1表示膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D1→点A1表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图9的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即，在图9中，车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示，等电力线由线图G4表示。另外，纵轴表示制冷剂流量，横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图9中，W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W3表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图7所示，控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，控制第二导风机构54而使第二导风机构54的通过风量与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第二导风机构54的通过风量相比降低。通过使第二导风机构54的通过风量降低，从而室内热交换器55的通过风量降低。即，作为供暖而向车室内供给的风量降低。因此，与废电控制前相比，能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，如图7、图8所示，需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速，从而如图7、图9所示，能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W3来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此，在第二废电控制中，在压缩机21的消耗电力W3大于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置16的过充电。另外，在压缩机21的消耗电力W3小于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着，作为第三废电控制，基于图10～图12说明通过除了控制车辆用空调装置10的压缩机21及第二导风机构54之外还控制膨胀阀22来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第三废电控制)
第三废电控制是通过在第二废电控制上加入膨胀阀22的控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的控制。
图11表示制冷剂压力-焓线图，纵轴表示制冷剂压力，横轴表示焓。在图11中，供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5相同。
另外，废电控制后的制冷剂压力-焓线图G6由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G6中，点A1→点B3表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B3→点C3表示室内热交换器55中的制冷剂的状态变化。点C3→点D1表示膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D1→点A1表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图12的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即，在图12中，车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示，等电力线由线图G4表示。
另外，纵轴表示制冷剂流量，横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图12中，W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W4表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图10所示，控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，与第二废电控制同样，控制第二导风机构54来使第二导风机构54的通过风量降低。此外，控制装置15以使膨胀阀22的开度与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的膨胀阀22的开度相比减小的方式进行控制。
通过使膨胀阀22的开度减小，与废电控制前相比，压缩机21的喷出制冷剂压力上升。因此，能够使压缩机21的压缩效率恶化而使制冷剂流量降低，从而使供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，如图10、图11所示，需要使压缩机21的转速与第二废电控制相比增速来增加从压缩机21喷出的制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速，从而如图10、图12所示，能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W4来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此，在第三废电控制中，在压缩机21的消耗电力W4大于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置16的过充电。另外，在压缩机21的消耗电力W4小于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
另外，作为第四废电控制，基于图13～图15说明通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及膨胀阀22来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第四废电控制)
图14表示制冷剂压力-焓线图，纵轴表示制冷剂压力，横轴表示焓。在图14中，供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5相同。
另外，废电控制后的制冷剂压力-焓线图G7由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G7中，点A3→点B1表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B1→点C1表示室内热交换器55中的制冷剂的状态变化。点C1→点D3表示膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D3→点A3表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图15的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即，在图15中，车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示，等电力线由线图G4表示。
另外，纵轴表示制冷剂流量，横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图15中，W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W5表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图13所示，控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，以使膨胀阀22的开度与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的膨胀阀22的开度相比增加的方式控制膨胀阀22。通过使膨胀阀22的开度增加，从而膨胀阀22的制冷剂通过面积增加。因此，如图13、图14所示，与废电控制前相比，压缩机21的喷出制冷剂压力减小。由此，与废电控制前相比，能够使车辆用空调装置10的供暖运转的效率降低。
在该状态下，为了得到废电控制前的供暖能力，需要使向室内热交换器55供给的制冷剂的压力上升。即，需要使压缩机21的转速增速来增加从压缩机21喷出的制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速，从而如图13、图15所示，能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W5来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此，在第四废电控制中，在压缩机21的消耗电力W5大于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置16的过充电。另外，在压缩机21的消耗电力W5小于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着，作为第五废电控制，基于图16～图18说明通过从第四废电控制的状态将膨胀阀22的开度控制成全开来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第五废电控制)
图17表示制冷剂压力-焓线图，纵轴表示制冷剂压力，横轴表示焓。在图17中，供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力一焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5相同。
另外，废电控制后的制冷剂压力-焓线图G8由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G8中，点A4→点B4表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B4→点C4表示室内热交换器55中的制冷剂的状态变化。点C4→点D4表示膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D4→点A4表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图18的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即，在图18中，车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示，等电力线由线图G4表示。
另外，纵轴表示制冷剂流量，横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图18中，W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W6表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图16所示，控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，从第四废电控制的状态将膨胀阀22的开度控制成全开。通过使膨胀阀22的开度全开，从而膨胀阀22的制冷剂通过面积增加到最大。与废电控制前相比，车辆用空调装置10的供暖运转模式如图17的线图G8所示转变为热气运转而无法再进行基于室外热交换器24的吸热。即，压缩机21(参照图16)的作功量相对于供暖能力为等效。
因此，如图16、图17所示，为了与废电控制前同样地确保车辆用空调装置10的供暖，需要使压缩机21的转速与第四废电控制的状态相比增加。通过使压缩机21的转速增加，从而从压缩机21喷出的制冷剂的喷出压力上升，并且制冷剂的流量增加，从而确保与废电控制前同样的供暖。
另一方面，通过使压缩机21的转速与第四废电控制的状态相比增加，从而如图16、图18所示，能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W6来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此，在第五废电控制中，在压缩机21的消耗电力W6大于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够防止向蓄电装置16的过充电。另外，在压缩机21的消耗电力W6小于由电动机17发出的发电电力的情况下，能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着，作为第六废电控制，基于图19的流程图说明通过从车辆用空调装置10的第一～第五废电控制中消耗电力小的废电控制开始依次实施控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第六废电控制)
第一～第五废电控制的消耗电力(即，废电量)W2～W6例如设为第一废电量W2＜第二废电量W3＜第三废电量W4＜第四废电量W5＜第五废电量W6。需要说明的是，第一～第五废电量W2～W6因电动车辆Ve的各种因素等而不同。
如图19所示，例如，电动车辆Ve在供暖运转模式下，在长下坡上行驶中，在电动车辆Ve的制动时，驱动轮的旋转向电动机17的输出轴传递，通过输出轴的旋转而由电动机17将电力再生。由电动机17再生出的交流电流由逆变器转变为直流电流。转换后的直流电流从逆变器向蓄电装置16供给，蓄积于蓄电装置16。
在该状态下，在步骤S1中，控制装置15基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即，是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下，结束废电控制。另一方面，在判定为需要废电的情况下，进入步骤S2。在步骤S2中，判定车辆用空调装置10是否为供暖运转模式。
在判定为车辆用空调装置10不是供暖运转模式的情况下，结束废电控制。另一方面，在判定为车辆用空调装置10是供暖运转模式的情况下，进入步骤S3。在步骤S3中，实施第一废电控制。即，通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一导风机构28，来使车辆用空调装置10的消耗电力从W1增加到W2。
在该状态下，在步骤S4中，基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即，是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下，结束废电控制。另一方面，在判定为需要废电的情况下，进入步骤S5。在步骤S5中，实施第二废电控制。即，通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第二导风机构54，来使车辆用空调装置10的消耗电力从W2增加到W3。
在该状态下，在步骤S6中，基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即，是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下，结束废电控制。另一方面，在判定为需要废电的情况下，进入步骤S7。在步骤S7中，实施第三废电控制。即，通过除了控制车辆用空调装置10的压缩机21及第二导风机构54以外还控制膨胀阀22，来使车辆用空调装置10的消耗电力从W3增加到W4。
在该状态下，在步骤S8中，基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即，是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下，结束废电控制。另一方面，在判定为需要废电的情况下，进入步骤S9。在步骤S9中，实施第四废电控制。即，通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及膨胀阀22，来使车辆用空调装置10的消耗电力从W4增加到W5。
在该状态下，在步骤S10中，基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即，是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下，结束废电控制。另一方面，在判定为需要废电的情况下，进入步骤S11。在步骤S11中，实施第五废电控制。即，通过从第四废电控制的状态将膨胀阀22的开度控制成全开，来使车辆用空调装置10的消耗电力从W5增加到W6。这样，通过将第一废电控制～第五废电控制从消耗电力少的废电控制朝向多的废电控制依次选择来实施，由此能够防止再生电力的过度的废电。
如在图19的步骤S1～步骤S11中说明的那样，控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时，根据由电动机(行驶用马达)17再生的再生电力量的大小来控制车辆用空调装置10。具体而言，在控制压缩机21运转的同时选择膨胀阀22、第一导风机构28、第二导风机构54来进行控制。因此，能够使与再生电力量对应的供暖运转的效率降低。
这样，通过使废电电力量不同的第一～第五废电控制从废电电力量少的控制开始依次进行，能够在防止过度的废电的同时还满足废电要求。换言之，能够防止由电动机17再生的电力的过度的废电，且防止再生结束时的SOC的降低，同时防止成为蓄电装置16的完全充电引起的不可再生(再生转矩不足)的状况。
需要说明的是，本发明的技术范围不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。
例如，在上述实施方式中，作为电动车辆而例示了电动机动车，但不限于此。作为其他车辆，例如也可以在混合动力机动车、燃料电池机动车等中适用本发明。

Claims (6)

1.一种电动车辆，其具备：
电动机；
与所述电动机电连接的蓄电装置；以及
控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，
其中，
所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：
将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；
与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；
将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；以及
与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器，
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时使控制所述室外热交换器的通过风量的第一导风装置的通过风量与所述蓄电装置的剩余容量小于规定值时的所述第一导风装置的通过风量相比降低。
2.一种电动车辆，其具备：
电动机；
与所述电动机电连接的蓄电装置；以及
控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，
其中，
所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：
将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；
与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；
将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；以及
与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器，
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时使控制所述室内热交换器的通过风量的第二导风装置的通过风量与所述蓄电装置的剩余容量小于规定值时的所述第二导风装置的通过风量相比降低。
3.根据权利要求2所述的电动车辆，其中，
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，使所述膨胀阀的开度与所述蓄电装置的剩余容量小于所述规定值时的所述膨胀阀的开度相比减小。
4.一种电动车辆，其具备：
电动机；
与所述电动机电连接的蓄电装置；以及
控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，
其中，
所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：
将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；
与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；
将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；以及
与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器，
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时使所述膨胀阀的开度与所述蓄电装置的剩余容量小于所述规定值时的所述膨胀阀的开度相比增加。
5.根据权利要求4所述的电动车辆，其中，
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为所述规定值以上时，使所述膨胀阀的开度为全开。
6.一种电动车辆，其具备：
电动机；
与所述电动机电连接的蓄电装置；以及
控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置，
其中，
所述电动车辆具备制冷剂回路，所述制冷剂回路具有：
将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机；
与压缩后的所述制冷剂进行热交换的室内热交换器；
将在所述室内热交换器中通过后的制冷剂减压的膨胀阀；
与减压后的所述制冷剂进行热交换并使所述制冷剂返回所述压缩机的室外热交换器；
控制所述室外热交换器的通过风量的第一导风装置；以及
控制所述室内热交换器的通过风量的第二导风装置，
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时，在所述压缩机运转的同时根据由所述电动机再生的再生电力量的大小来控制所述膨胀阀、所述第一导风装置及所述第二导风装置。
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