CN110536808A - 车用空调装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种车用空调装置，能一边将蓄电池的热量有效利用于车室内的制热，一边适当地对蓄电池进行冷却。对蓄电池(55)的温度进行调节的蓄电池温度调节装置(61)具有使制冷剂与热介质进行热交换的制冷剂‑热介质热交换器(64)。控制器执行第一制热/蓄电池冷却模式和第二制热/蓄电池冷却模式，在上述第一制热/蓄电池冷却模式下，使从压缩机(2)排出的制冷剂在散热器(4)中散热，并在减压之后，在室外热交换器(7)和制冷剂‑热介质热交换器中吸热，在上述第二制热/蓄电池冷却模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器和室外热交换器中散热，并在减压之后，在制冷剂‑热介质热交换器中吸热。

Description

车用空调装置
技术领域
本发明涉及能对车辆的车室内进行空气调节的热泵式的空调装置，尤其涉及能适用于包括蓄电池的混合动力汽车、电动汽车的车用空调装置。
背景技术
因近年来的环境问题显现，以致利用从蓄电池供给的电力对行驶用电动机进行驱动的混合动力汽车、电动汽车普及。此外，作为能适用于这种车辆的空调装置，开发出一种空调装置，包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩并排出；散热器，上述散热器设于车室内侧并使制冷剂散热；吸热器，上述吸热器设于车室内侧并使制冷剂吸热；以及制冷剂回路，所述制冷剂回路设于车室外侧并供外部气体经过，并且连接有使制冷剂吸热或散热的室外热交换器，上述空调装置切换执行制热模式和制冷模式，在上述制热模式(制热运转)中，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，并使在散热器中散热后的制冷剂在室外热交换器中吸热，在上述制冷模式(制冷运转)中，使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热，并在吸热器中吸热(例如，参照专利文献1)。
另一方面，装设于车辆的蓄电池在充电中或放电中的自我发热而变成高温。若在上述这种状态下进行充放电，则存在劣化会加重，并最终引起工作不良而发生破损的危险。因而，通过使被在制冷剂回路中循环的制冷剂冷却后的空气(热介质)在蓄电池中循环，从而能对二次电池(蓄电池)的温度进行调节(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014－213765号公报
专利文献2：日本专利特开2016－90201号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，虽然在上述专利文献2所示的现有的结构中示出了一边对车室内进行制热一边对蓄电池(二次电池)进行加热的模式，但并不存在一边对车室内进行制热一边对蓄电池进行冷却的模式。另一方面，即使在想要对车室内进行制热的环境(例如低外部气体温度环境)下，蓄电池也会因充放电而发热，因此，若能将上述蓄电池的热用于车室内的制热，则能抑制室外热交换器的结霜，以延长制热运转时间。此外，在蓄电池的快速充电时等，蓄电池的发热量变大，因此即使通过室外热交换器将该热释放到外部气体中，也需要对蓄电池进行冷却。
本发明为解决上述现有技术的技术问题而作，其目的在于提供一种车用空调装置，能一边将蓄电池的热有效利用于车室内的制热，一边适当地对蓄电池进行冷却。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的车用空调装置对车室内进行空气调节，包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通路径，上述空气流通路径供向车室内供给的空气流通；散热器，上述散热器用于使制冷剂散热来对从空气流通路径供给至车室内的空气进行加热；室外热交换器，上述室外热交换器设于车室外，并用于使制冷剂吸热或散热；蓄电池温度调节装置，上述蓄电池温度调节装置用于使热介质在装设于车辆的蓄电池中循环，以对上述蓄电池的温度进行调节；以及控制装置，其特征是，蓄电池温度调节装置具有用于使制冷剂与热介质进行热交换的制冷剂-热介质热交换器，并且控制装置执行第一制热/蓄电池冷却模式和第二制热/蓄电池冷却模式，其中，在上述第一制热/蓄电池冷却模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在室外热交换器和制冷剂-热介质热交换器中吸热，在上述第二制热/蓄电池冷却模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器和室外热交换器中散热，对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在制冷剂-热介质热交换器中吸热。
技术方案2的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置执行如下的第三制热/蓄电池冷却模式：阻止制冷剂向室外热交换器的流入，并使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在仅制冷剂-热介质热交换器中吸热。
技术方案3的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置基于散热器所要求的要求制热能力和蓄电池温度调节装置所要求的要求蓄电池冷却能力，切换并执行各制热/蓄电池冷却模式。
技术方案4的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置在要求制热能力大于要求蓄电池冷却能力的情况下执行第一制热/蓄电池冷却模式，在要求制热能力和要求蓄电池冷却能力为相等或近似的值的情况下执行第三制热/蓄电池冷却模式，在要求蓄电池冷却能力大于要求制热能力的情况下执行第二制热/蓄电池冷却模式。
技术方案5的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，蓄电池温度调节装置包括用于对热介质进行加热的加热装置，控制装置在第一制热/蓄电池冷却模式下，通过散热器所能产生的制热能力无法实现要求制热能力的情况下，通过加热装置对热介质进行加热。
技术方案6的发明的车用空调装置在技术方案4或技术方案5的发明的基础上，其特征是，控制装置在第二制热/蓄电池冷却模式下，通过对压缩机的运转进行控制，以对由蓄电池温度调节装置实现的蓄电池的冷却能力进行调节，并且通过对制冷剂在散热器和/或室外热交换器中的流通、或是朝向散热器和/或室外热交换器的通风进行控制，从而对由散热器实现的车室内的制热能力进行调节。
技术方案7的发明的车用空调装置在上述发明的基础上，其特征是，控制装置对制冷剂在散热器中的流通的手段为用于对流入室外热交换器的制冷剂进行减压的室外膨胀阀，控制装置对制冷剂在室外热交换器中的流通的手段为用于对流入制冷剂-热介质热交换器的制冷剂进行减压的辅助膨胀阀，控制装置对朝向散热器的通风进行控制的手段为用于对使空气流通路径内的空气通风至散热器的比例进行调节的空气混合挡板，控制装置对朝向室外热交换器的通风进行控制的手段为用于将外部气体通风至室外热交换器的室外送风机和/或用于阻止行驶风向室外热交换器的流入的格栅。
技术方案8的发明的车用空调装置在技术方案2至技术方案7的发明的基础上，其特征是，包括：室外膨胀阀，上述室外膨胀阀用于使从散热器流出并流入室外热交换器的制冷剂减压；吸热器，上述吸热器用于使从室外热交换器流出的制冷剂吸热以对从空气流通路径供给至车室内的空气进行冷却；阀装置，上述阀装置用于对制冷剂向上述吸热器的流入进行控制；第一旁通回路，上述第一旁通回路用于使从室外热交换器流出的制冷剂吸入至压缩机，而不流至阀装置；第一开闭阀，上述第一开闭阀设于上述第一旁通回路；第二旁通回路，上述第二旁通回路用于使从散热器流出的制冷剂从室外膨胀阀的制冷剂上游侧分流并流至阀装置的制冷剂上游侧；第二开闭阀，上述第二开闭阀设于上述第二旁通回路；分岔回路，上述分岔回路用于使从第二旁通回路流出的制冷剂流至制冷剂-热介质热交换器；辅助膨胀阀，上述辅助膨胀阀设于上述分岔回路，并用于使流入制冷剂-热介质热交换器的制冷剂减压；以及止回阀，上述止回阀用于阻止从第二旁通回路流出的制冷剂流入室外热交换器，控制装置通过对室外膨胀阀、阀装置、第一开闭阀、第二开闭阀、辅助膨胀阀以及蓄电池温度调节装置进行控制，以切换并执行第一制热/蓄电池冷却模式、第二制热/蓄电池冷却模式和第三制热/蓄电池冷却模式。
技术方案9的车用空调装置在上述各发明的基础上，其特征是，控制装置执行如下的除霜/制热/蓄电池冷却模式：在使外部气体未通风至室外热交换器的状态或是阻止行驶风的流入的状态下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器和室外热交换器中散热，对散热后的上述制冷剂在减压之后，在制冷剂-热介质热交换器中吸热。
发明效果
根据本发明，一种车用空调装置，对车室内进行空气调节，包括：压缩机，上述压缩机对制冷剂进行压缩；空气流通路径，上述空气流通路径供向车室内供给的空气流通；散热器，上述散热器用于使制冷剂散热来对从空气流通路径供给至车室内的空气进行加热；室外热交换器，上述室外热交换器设于车室外，并用于使制冷剂吸热或散热；蓄电池温度调节装置，上述蓄电池温度调节装置用于使热介质在装设于车辆的蓄电池中循环，以对上述蓄电池的温度进行调节；以及控制装置，蓄电池温度调节装置具有用于使制冷剂与热介质进行热交换的制冷剂-热介质热交换器，并且控制装置执行第一制热/蓄电池冷却模式和第二制热/蓄电池冷却模式，其中，在上述第一制热/蓄电池冷却模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在室外热交换器和制冷剂-热介质热交换器中吸热，在上述第二制热/蓄电池冷却模式下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器和室外热交换器中散热，对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在制冷剂-热介质热交换器中吸热，因此，蓄电池的发热量小时执行第一制热/蓄电池冷却模式，能通过室外热交换器从外部气体中吸热，然后一边吸取蓄电池的热量以对上述蓄电池进行冷却，一边对车室内进行制热，并且在快速充电等时蓄电池的发热量大的时候执行第二制热/蓄电池冷却模式，通过室外热交换器将蓄电池的热量释放到外部气体中，一边对蓄电池进行冷却，一边对车室内进行制热。
如此，在本发明中，在进行车室内的制热时能切换室外热交换器中的制冷剂的吸热和散热，因此，能一边有效利用蓄电池的热量以高效地进行车室内的制热并抑制室外热交换器上的结霜，一边适当地进行蓄电池的冷却。
此外，若如技术方案2那样控制装置执行阻止制冷剂向室外热交换器的流入，并使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热，对使散热后的上述制冷剂进行减压之后，在仅制冷剂-热介质热交换器中吸热的第三制热/蓄电池冷却模式，则在车室内的制热所需的热量和蓄电池的发热量大致相等时，执行第三制热/蓄电池冷却模式，从而仅通过从蓄电池吸取的热量便能对车室内进行制热。由此，能一边消除向室外热交换器的结霜的问题，一边高效地对车室内进行制热，从而适当地对蓄电池进行冷却。
在这种情况下，如技术方案3那样通过控制装置基于散热器所要求的要求制热能力和蓄电池温度调节装置所要求的要求蓄电池冷却能力，来切换并执行上述各制热/蓄电池冷却模式，从而能适当地同时实现车室内的制热和蓄电池的冷却。
例如，如技术方案4那样通过控制装置在要求制热能力大于要求蓄电池冷却能力的情况下执行第一制热/蓄电池冷却模式，在要求制热能力和要求蓄电池冷却能力为相等或近似的值的情况下执行第三制热/蓄电池冷却模式，在要求蓄电池冷却能力大于要求制热能力的情况下执行第二制热/蓄电池冷却模式，从而能适当地切换各制热/蓄电池冷却模式以便能顺利地进行高效的车室内的制热和有效的蓄电池的冷却。
此外，若如技术方案5那样在蓄电池温度调节装置设置用于对热介质进行加热的加热装置，控制装置在第一制热/蓄电池冷却模式下，在通过散热器所能产生的制热能力无法实现要求制热能力的情况下，通过加热装置对热介质进行加热，则在蓄电池的发热量小，且在第一制热/蓄电池冷却模式下由散热器实现的车室内的制热能力不足时，能通过蓄电池温度调节装置的加热装置对热介质进行加热，并通过制冷剂吸取上述热量，从而能补充不足的部分。
此外，若如技术方案6那样控制装置在第二制热/蓄电池冷却模式下，通过对压缩机的运转进行控制以对由蓄电池温度调节装置实现的蓄电池的冷却能力进行调节，并且通过对制冷剂在散热器和/或室外热交换器的流通或是朝向散热器和/或室外热交换器的通风进行控制以对由散热器实现的车室内的制热能力进行调节，则在蓄电池的发热量大时，在第二制热/蓄电池冷却模式下，通过利用压缩机的控制对蓄电池的冷却能力进行调节，能有效地对蓄电池进行冷却，能通过对制冷剂在上述散热器和/或室外热交换器的流通及通风进行控制来适当地调节由散热器实现的制热。
在这种情况下，如技术方案7那样控制装置对制冷剂在散热器的流通进行控制的手段能采用用于对流入室外热交换器的制冷剂进行减压的室外膨胀阀，控制装置对制冷剂在室外热交换器的流通进行控制的手段能采用用于流入制冷剂-热介质热交换器的制冷剂进行减压的辅助膨胀阀，控制装置对朝向散热器的通风进行控制的手段能采用用于对使空气流通路径内的空气通风至散热器的比例进行调节的空气混合挡板，控制装置对朝向室外热交换器的通风进行控制的手段能采用用于将外部气体通风至室外热交换器的室外送风机和/或用于阻止行驶风向室外热交换器的流入的格栅。
此外，若如技术方案8那样包括：室外膨胀阀，上述室外膨胀阀用于使从散热器流出并流入室外热交换器的制冷剂减压；吸热器，上述吸热器用于使从室外热交换器流出的制冷剂吸热以对从空气流通路径供给至车室内的空气进行冷却；阀装置，上述阀装置用于对制冷剂向上述吸热器的流入进行控制；第一旁通回路，上述第一旁通回路用于使从室外热交换器流出的制冷剂吸入至压缩机，而不流至阀装置；第一开闭阀，上述第一开闭阀设于上述第一旁通回路；第二旁通回路，上述第二旁通回路用于使从散热器流出的制冷剂从室外膨胀阀的制冷剂上游侧分流并流至阀装置的制冷剂上游侧；第二开闭阀，上述第二开闭阀设于上述第二旁通回路；分岔回路，上述分岔回路用于使从第二旁通回路流出的制冷剂流至制冷剂-热介质热交换器；辅助膨胀阀，上述辅助膨胀阀设于上述分岔回路，并用于使流入制冷剂-热介质热交换器的制冷剂减压；以及止回阀，上述止回阀用于阻止从第二旁通回路流出的制冷剂流入室外热交换器，控制装置通过对室外膨胀阀、阀装置、第一开闭阀、第二开闭阀、辅助膨胀阀以及蓄电池温度调节装置进行控制，以切换并执行第一制热/蓄电池冷却模式、第二制热/蓄电池冷却模式和第三制热/蓄电池冷却模式，则能通过将第一开闭阀和第二开闭阀打开，将阀装置关闭，并利用室外膨胀阀和辅助膨胀阀对流入室外热交换器和制冷剂-热介质热交换器的制冷剂进行减压，以执行第一制热/蓄电池冷却模式，通过将第二开闭阀打开，将室外膨胀阀设为全闭，将第一开闭阀和阀装置关闭，并利用辅助膨胀阀使流入制冷剂-热介质热交换器的制冷剂减压，以执行第三制热/蓄电池冷却模式，通过将室外膨胀阀打开，将第一开闭阀、第二开闭阀和阀装置关闭，并利用辅助膨胀阀对流入制冷剂-热介质热交换器的制冷剂进行减压，以执行第二制热/蓄电池冷却模式。
此外，若如技术方案9那样控制装置执行在使外部气体未通风至室外热交换器的状态、或是阻止行驶风的流入的状态下，使从压缩机排出的制冷剂在散热器和室外热交换器中散热，对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在制冷剂-热介质热交换器中吸热的除霜/制热/蓄电池冷却模式，则能一边通过从压缩机排出的高温的制冷剂进行室外热交换器的除霜，一边吸取蓄电池的热量进行车室内的制热。
附图说明
图1是适用了本发明的一实施方式的车用空调装置的结构图。
图2是图1的车用空调装置的控制器的电路的框图。
图3是对图2的控制器的制热运转进行说明的图。
图4是图3的制热运转的p-h线图。
图5是对图2的控制器的除湿制热运转进行说明的图。
图6是图5的除湿制热运转的p-h线图。
图7是对由图2的控制器进行的内部循环运转进行说明的图。
图8是图7的内部循环运转的p-h线图。
图9是对图2的控制器的除湿制冷运转进行说明的图。
图10是图9的除湿制冷运转的p-h线图。
图11是对图2的控制器的制冷运转进行说明的图。
图12是图11的制冷运转的p-h线图。
图13是对由图2的控制器进行的除湿制冷运转(格栅关闭)进行说明的图。
图14是图13的除湿制冷运转的p-h线图。
图15是对由图2的控制器进行的第一制热/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图16是图15的第一制热/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图17是对由图2的控制器进行的第三制热/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图18是图17的第三制热/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图19是对由图2的控制器进行的第二制热/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图20是图19的第二制热/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图21是对由图2的控制器进行的第二制热/蓄电池冷却模式进行说明的另一图。
图22是图21的第二制热/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图23是对由图2的控制器进行的除霜/制热/蓄电池冷却模式进行说明的另一图。
图24是图23的除霜/制热/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图25是对由图2的控制器进行的制冷/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图26是图25的制冷/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图27是对由图2的控制器进行的除湿制冷/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图28是图27的除湿制冷/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图29是对由图2的控制器进行的除湿制冷/蓄电池冷却模式(格栅关闭)进行说明的图。
图30是图29的除湿制冷/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图31是对由图2的控制器进行的内部循环/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图32是图31的内部循环/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图33是对由图2的控制器进行的除湿制热/蓄电池冷却模式进行说明的图。
图34是图33的除湿制热/蓄电池冷却模式的p-h线图。
图35是对由图2的控制器进行的蓄电池冷却单独模式进行说明的图。
图36是图35的蓄电池冷却单独模式的p-h线图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示本发明的一实施例的车用空调装置1的结构图。适用本发明的实施例的车辆是未装设发动机(内燃机)的电动汽车(EV)，车辆装设有蓄电池55，并通过将充电至上述蓄电池55的电力供给至行驶用的电动马达(未图示)来进行驱动并行驶，本发明的车用空调装置1也被蓄电池55的电力驱动。
即实施例的车用空调装置1在无法实现由发动机废热进行的制热的电动汽车中，通过使用了制冷剂回路R的热泵运转进行制热运转，并且通过选择性地执行除湿制热运转、内部循环运转、除湿制冷运转、制冷运转的各空调运转，以对车室内进行空气调节。
另外，作为车辆并不局限于电动汽车，本发明在并用发动机和行驶用的电动马达的所谓混合动力汽车中也是有效的，另外在通过发动机行驶的通常的汽车中也能适用，这一点是自不必言的。
实施例的车用空调装置1进行电动汽车的车室内的空气调节(制热、制冷、除湿和换气)，在该车用空调装置1中，电动式的压缩机2、散热器4、室外膨胀阀6、室外热交换器7、室内膨胀阀8、吸热器9和储罐12等通过制冷剂配管13依次连接而构成制冷剂回路R，其中，上述压缩机2对制冷剂进行压缩，上述散热器4设置在供车室内空气通气循环的HVAC单元10的空气流通路径3内，使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入，并使该制冷剂在车室内散热，上述室外膨胀阀6在制热时使制冷剂减压膨胀并由电动阀构成，上述室外热交换器7在制冷剂与外部气体之间进行热交换，以在制冷时作为使制冷剂散热的散热器发挥功能，在制热时作为使制冷剂吸热的蒸发器发挥功能，上述室内膨胀阀8使制冷剂减压膨胀并由电动阀(机械式膨胀阀亦可)构成，上述吸热器9设置在空气流通路径3内，在制冷时和除湿时使制冷剂从车室内外吸热。室外膨胀阀6使从散热器4流出并流入室外热交换器7的制冷剂减压膨胀，并且能够设为全闭。
另外，在室外热交换器7设有室外送风机15。上述室外送风机15构成为通过强制性地将外部气体通风至室外热交换器7而使外部气体与制冷剂进行热交换，由此，即使在停车过程中(即、车速为0km/h)，外部气体也通风至室外热交换器7。此外，在图中，符号23是称为进气格栅的格栅构成为：当关闭上述格栅23时，行驶风流入室外热交换器7的情况将受到阻止。
此外，连接到室外热交换器7的制冷剂出口侧的制冷剂配管13A经由止回阀18连接于制冷剂配管13B。另外，止回阀18将制冷剂配管13B一侧设为顺时针方向。上述制冷剂配管13B经由作为在制冷时释放的开闭阀的电磁阀17连接于室内膨胀阀8。在实施例中，上述电磁阀17和室内膨胀阀8构成用于对制冷剂向吸热器9的流入进行控制的阀装置。
此外，从室外热交换器7流出的制冷剂配管13A分岔，上述分岔出的作为第一旁通回路的制冷剂配管13D经由在制热时释放的作为第一开闭阀的电磁阀21，而被连通连接至位于吸热器9的出口侧的制冷剂配管13C。此外，上述制冷剂配管13C与储罐12连接，储罐12与压缩机2的制冷剂吸入侧连接。
另外，散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的近前(制冷剂上游侧)分岔为制冷剂配管13J和制冷剂配管13F，分岔出的一个制冷剂配管13J经由室外膨胀阀6而连接于室外热交换器7的制冷剂入口侧。此外，分岔出的另一个制冷剂配管13F经由在除湿时释放的作为第二开闭阀的电磁阀22，而被连通并连接至位于止回阀18的制冷剂下游侧且位于电磁阀17的制冷剂上游侧的、制冷剂配管13A和制冷剂配管13B的连接部处。
由此，制冷剂配管13F变成与室外膨胀阀6、室外热交换器7以及止回阀18的串联回路并联连接的形态，并成为绕过室外膨胀阀6、室外热交换器7以及止回阀18的第二旁通回路。此外，室外膨胀阀6与作为旁通用的开闭阀的电磁阀20并联连接。
此外，在吸热器9的空气上游侧的空气流通路径3形成有外部气体吸入口和内部气体吸入口的各吸入口(在图1中以吸入口25为代表进行表示)，在上述吸入口25设有吸入切换挡板26，上述吸入切换挡板26将导入至空气流通路径3内的空气切换为车室内的空气、即内部气体(内部气体循环)和车室外的空气、即外部气体(外部气体导入)。此外，在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设有室内送风机(鼓风扇)27，上述室内送风机27将导入的内部气体或外部气体送至空气流通路径3。
此外，在散热器4的空气上游侧的空气流通路径3内设有空气混合挡板28，上述空气混合挡板28对流入到上述空气流通路径3内并通过吸热器9后的空气流通路径3内的空气(内部气体或外部气体)通风至散热器4的比例进行调节。此外，在散热器4的空气下游侧的空气流通路径3形成有吹脚(日文：フット)、自然风(日文：ベント)、前挡风除雾(日文：デフ)的各吹出口(在图1中用吹出口29为代表表示)，在上述吹出口29设有吹出口切换挡板31，上述吹出口切换挡板31对空气从各上述吹出口的吹出进行切换控制。
此外，本发明的车用空调装置1包括蓄电池温度调节装置61，上述蓄电池温度调节装置61用于使热介质在蓄电池55中循环而对上述蓄电池55的温度进行调节。实施例的蓄电池温度调节装置61包括：作为循环装置的循环泵62，上述循环泵62用于使热介质在蓄电池55中循环；作为加热装置的热介质加热器66；以及制冷剂-热介质热交换器64，他们和蓄电池55通过热介质配管68连接成环状。
在本实施例的情况下，在循环泵62的排出侧连接有热介质加热器66，在热介质加热器66的出口连接有制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A的入口，在上述热介质流路64A的出口连接有蓄电池55的入口，蓄电池55的出口连接于循环泵62的吸入侧。
作为在上述蓄电池温度调节装置61中使用的热介质，例如能采用水、HFO-1234f这样的制冷剂、冷却液等液体、空气等气体。另外，在实施例中，将水用作热介质。此外，热介质加热器66由PTC加热器等电加热器构成。另外，在蓄电池55的周围实现如下的套结构：例如热介质以能与上述蓄电池55进行热交换的关系流通。
此外，当循环泵62运转时，从循环泵62排出的热介质流至热介质加热器66，并在热介质加热器66发热的情况下在随后被加热之后，接着流入制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A。从上述制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A流出的热介质流至蓄电池55。热介质在随后与蓄电池55进行热交换之后，通过被吸入至循环泵62以在热介质配管68内循环。
另一方面，在制冷剂回路R的制冷剂配管13F的出口、即制冷剂配管13F与制冷剂配管13A以及制冷剂配管13B的连接部，连接有位于止回阀18的制冷剂下游侧(顺时针方向一侧)且位于电磁阀17的制冷剂上游侧并作为分岔回路的分岔配管72的一端。在上述分岔配管72设有由电动阀构成的辅助膨胀阀73。上述辅助膨胀阀73使流入制冷剂-热介质热交换器64的后述制冷剂流路64B的制冷剂减压膨胀，并且能实现全闭。此外，分岔配管72的另一端连接于制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B，在上述制冷剂流路64B的出口连接有制冷剂配管74的一端，制冷剂配管74的另一端连接于储罐12的近前(制冷剂上游侧)的制冷剂配管13C。此外，在这些辅助膨胀阀73等还构成制冷剂回路R的一部分的同时，还构成蓄电池温度调节装置61的一部分。
在辅助膨胀阀73打开的情况下，从制冷剂配管13F、室外热交换器7流出的制冷剂(一部分或全部的制冷剂)在上述辅助膨胀阀73中减压，之后流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B，并在该制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在制冷剂流路64B中流动的过程中从在热介质流路64A中流动的热介质中吸热，之后经过储罐12被吸入至压缩机2。
接着，在图2中，符号32是作为控制装置的控制器(ECU)。上述控制器32是由作为包括处理器的计算机的一例的微型计算机构成，上述控制器32的输入与外部气体温度传感器33、外部气体湿度传感器34、HVAC吸入温度传感器36、内部气体温度传感器37、内部气体湿度传感器38、室内CO2浓度传感器39、吹出温度传感器41、排出压力传感器42、排出温度传感器43、吸入温度传感器44、散热器温度传感器46、散热器压力传感器47、吸热器温度传感器48、吸热器压力传感器49、例如光电传感器式的日照传感器51、车速传感器52、空调(空气调节)操作部53、室外热交换器温度传感器54、室外热交换器压力传感器56的各输出连接，其中，上述外部气体温度传感器33对车辆的外部气体温度(Tam)进行检测，上述外部气体湿度传感器34对外部气体湿度进行检测，上述HVAC吸入温度传感器36对从吸入口25吸入到空气流通路径3的空气温度进行检测，上述内部气体温度传感器37对车室内的空气(内部气体)的温度进行检测，上述内部气体湿度传感器38对车室内的空气的湿度进行检测，上述室内CO2浓度传感器39对车室内的二氧化碳浓度进行检测，上述吹出温度传感器41对从吹出口29吹出至车室内的空气温度进行检测，上述排出压力传感器42对压缩机2的排出制冷剂压力(排出压力Pd)进行检测，上述排出温度传感器43对压缩机2的排出制冷剂温度进行检测，上述吸入温度传感器44对压缩机2的吸入制冷剂温度进行检测，上述散热器温度传感器46对散热器4的温度(经过散热器4的空气温度或散热器4自身的温度：散热器温度TCI)进行检测，上述散热器压力传感器47对散热器4的制冷剂压力(散热器4内或刚从散热器4流出后的制冷剂的压力：散热器压力PCI)进行检测，上述吸热器温度传感器48对吸热器9的温度(经过吸热器9的空气温度或吸热器9自身的温度：吸热器温度Te)进行检测，上述吸热器压力传感器49对吸热器9的制冷剂压力(吸热器9内或刚从吸热器9流出的制冷剂的压力)进行检测，上述日照传感器51用于对照向车室内的日照量进行检测，上述车速传感器52用于对车辆的移动速度(车速)进行检测，上述空调(空气调节)操作部53用于对设定温度及运转模式的切换进行设定，上述室外热交换器温度传感器54对室外热交换器7的温度(刚从室外热交换器7流出的制冷剂的温度或室外热交换器7自身的温度：室外热交换器温度TXO。在室外热交换器7作为蒸发器发挥作用时，室外热交换器温度TXO为室外热交换器7的制冷剂的蒸发温度)进行检测，上述室外热交换器压力传感器56对室外热交换器7的制冷剂压力(室外热交换器7内或刚从室外热交换器7流出的制冷剂的压力)进行检测。
此外，控制器32的输入还与蓄电池温度传感器76、热介质加热器温度传感器77、第一出口温度传感器78和第二出口温度传感器79的各输出连接，其中，上述蓄电池温度传感器76对蓄电池55的温度(蓄电池55自身的温度或从蓄电池55流出的热介质的温度、或是流入到蓄电池55的热介质的温度)进行检测，上述热介质加热器温度传感器77对热介质加热器66的温度(热介质加热器66自身的温度、从热介质加热器66流出的热介质的温度)进行检测，上述第一出口温度传感器78对从制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A流出的热介质的温度进行检测，上述第二出口温度传感器79对从制冷剂流路64B流出的热介质的温度进行检测。
另一方面，控制器32的输出与上述压缩机2、室外送风机15、室内送风机(鼓风扇)27、吸入切换挡板26、空气混合挡板28、吹出口切换挡板31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、电磁阀22(除湿)、电磁阀17(制冷)、电磁阀21(制热)、电磁阀20(旁通)的各电磁阀、格栅23、循环泵62、热介质加热器66和辅助膨胀阀73连接。此外，控制器32根据各传感器的输出和在空调操作部53中输入的设定，对上述构件进行控制。
基于以上结构，接着对实施例的车用空调装置1的动作进行说明。控制器32在实施例中切换并执行制热运转、除湿制热运转、内部循环运转、除湿制冷运转和制冷运转的各空调运转，并且将蓄电池55的温度调节在规定的合适的温度范围内。首先，对制冷剂回路R的各空调运转进行说明。
(1)制热运转
最初，参照图3和图4对制热运转进行说明。图3表示制热运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)，图4表示制热运转中的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图4中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。当通过控制器32(自动模式)或对空调操作部53的手动操作(手动模式)选择制热运转时，控制器32将电磁阀21(制热用)释放，并将电磁阀17(制冷用)关闭。此外，将电磁阀22(除湿用)、电磁阀20(旁通用)关闭。另外，格栅23释放。
此外，使压缩机2及各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成对从室内送风机27吹出的空气通风至散热器4的比例进行调节的状态。由此，从压缩机2排出的高温、高压的气体制冷剂流入散热器4。由于在散热器4中通风有空气流通路径3内的空气，因此，空气流通路径3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。
在散热器4内液化后的制冷剂在从散热器4流出后，经过制冷剂配管13E、13J流至室外膨胀阀6。流入到室外膨胀阀6的制冷剂在该室外膨胀阀6中减压后，流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂蒸发，并从由行驶或利用室外送风机15通风的外部空气中汲取热量(吸热)。即，制冷剂回路R成为热泵。然后，从室外热交换器7流出的低温的制冷剂经过制冷剂配管13A以及制冷剂配管13D、电磁阀21而从制冷剂配管13C流入储罐12，在该储罐12中被气液分离后，气体制冷剂被吸入压缩机2，并且反复进行上述循环。由于在散热器4中加热后的空气从吹出口29吹出，因此进行车室内的制热。
控制器32根据从后述的目标吹出温度TAO计算出的目标散热器温度TCO(散热器4的温度TCI的目标值)对目标散热器压力PCO(散热器4的压力PCI的目标值)进行计算，上述控制器32基于上述目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47所检测出的散热器4的制冷剂压力(散热器压力PCI。制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速进行控制，并且基于散热器温度传感器46所检测出的散热器4的温度(散热器温度TCI)以及散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，并且对散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度进行控制。上述目标散热器温度TCO基本上设为TCO＝TAO，但设有控制方面的规定限制。
(2)除湿制热运转
接着，参照图5和图6对除湿制热运转进行说明。图5表示除湿制热运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)，图6表示除湿制热运转中的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图6中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。在除湿制热运转中，控制器32在上述制热运转的状态下将电磁阀22和电磁阀17释放。另外，格栅23释放。由此，经过散热器4而在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的一部分被分流，上述分流后的制冷剂经过电磁阀22流入制冷剂配管13F，并从制冷剂配管13B流至室内膨胀阀8，剩余的制冷剂流至室外膨胀阀6。即，分流后的一部分制冷剂在室内膨胀阀8中减压后，流入吸热器9而蒸发。
控制器32以将吸热器9的出口处的制冷剂的过热度(SH)维持规定值的方式对室内膨胀阀8的阀开度进行控制，但此时，吸热器9中产生的制冷剂的吸热作用下从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。分流后并流入制冷剂配管13J的剩余的制冷剂在室外膨胀阀6中被减压后，在室外热交换器7中蒸发。
在吸热器9中蒸发后的制冷剂在从制冷剂配管13C流出并与来自制冷剂配管13D的制冷剂(来自室外热交换器7的制冷剂)汇流之后，经过储罐12而被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中被除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热，由此进行车室内的除湿制热。
控制器32基于从目标散热器温度TCO计算出的目标散热器压力PCO和散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速进行控制，并且基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。
(3)内部循环运转
接着，参照图7和图8对内部循环运转进行说明。图7表示内部循环运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)，图8表示内部循环运转中的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图8中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。在内部循环运转中，控制器32在上述除湿制热运转的状态下将室外膨胀阀6设为全闭(全闭位置)。但是，电磁阀21维持打开的状态，预先使室外热交换器7的制冷剂出口与压缩机2的制冷剂吸入侧连通。即，上述内部循环运转处于在除湿制热运转中的室外膨胀阀6的控制下将上述室外膨胀阀6设为全闭的状态，因此，上述内部循环运转还能视为除湿制热运转的一部分(格栅23开)。
但是，由于通过将室外膨胀阀6关闭使得制冷剂向室外交换器7的流入受到阻止，因此，经过散热器4并在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂经过电磁阀22全部流通到制冷剂配管13F。接着，在制冷剂配管13F中流动的制冷剂从制冷剂配管13B开始经过内部热交换器17流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。
在吸热器9中蒸发后的制冷剂在制冷剂配管13C中流动，并经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。由于在吸热器9中除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热，因此虽然进行车室内的除湿制热，但由于在上述内部循环运转下，制冷剂在位于室内侧的空气流通路径3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)之间循环，因此，不从外部气体汲取热量，而是发挥与压缩机2的消耗动力量相当的制热能力。由于制冷剂全部在发挥除湿作用的吸热器9中流动，因此，当与上述除湿制热模式进行比较时，除湿能力较高，但是制热能力较低。
此外，虽然室外膨胀阀6关闭，但电磁阀21打开，室外热交换器7的制冷剂出口与压缩机2的制冷剂吸入侧连通，因此，室外热交换器7内的液体制冷剂经过制冷剂配管13D及电磁阀21流出至制冷剂配管13C，并回收到储罐12，使得室外热交换器7内变成气体制冷剂的状态。由此，与将电磁阀21关闭时相比，在制冷剂回路R内循环的制冷剂量增加，从而能提高散热器4的制热能力与吸热器9的除湿能力。
控制器32基于吸热器9的温度或前述的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)来对压缩机2的转速进行控制。此时，控制器32选择根据吸热器9的温度或是根据散热器压力PCI通过任意的运算获得的压缩机目标转速中较低的一方，来对压缩机2进行控制。
(4)除湿制冷运转
接着，参照图9和图10对除湿制冷运转进行说明。图9表示除湿制冷运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)，图10表示除湿制冷运转中的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图10中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。在除湿制冷运转下，控制器32将电磁阀17释放，并将电磁阀21关闭。此外，将电磁阀22、电磁阀20关闭。此外，使压缩机2及各送风机15、27运转，空气混合挡板28设置成对从室内送风机27吹出的空气通风至散热器4的比例进行调节的状态。另外，格栅23释放。由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。由于在散热器4中通风有空气流通路径3内的空气，因此，空气流通路径3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，从而冷凝、液化。
从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6，经过以稍许打开的方式控制的室外膨胀阀6而流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂随后通过由行驶或利用室外送风机15而通风的外部气体进行空气冷却，从而冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂经过制冷剂配管13A、止回阀18并流入制冷剂配管13B，并进一步经过电磁阀17流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。
在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过制冷剂配管13C流至储罐12，随后经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却且除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热(再加热：散热能力比制热时低)，由此，进行车室内的除湿制冷。
控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)及作为其目标值的目标吸热器温度TEO，以使吸热器温度Te变为目标吸热器温度TEO的方式对压缩机2的转速进行控制，并且基于散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)和从目标散热器温度TCO计算出的目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)，以使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的方式对室外膨胀阀6的阀开度进行控制，从而获得由散热器4实现的必要的再次加热量。
(5)制冷运转
接着，参照图11和图12对制冷运转进行说明。图11表示制冷运转中的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)，图12表示制冷运转中的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图12中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。在制冷运转中，控制器32在上述除湿制冷运转的状态下将电磁阀20(室外膨胀阀6的阀开度自由)打开。另外，空气混合挡板28处于对空气通风至散热器4的比例进行调节的状态。另外，格栅23释放。
由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。虽然，空气流通路径3内的空气被通风至散热器4，但由于上述比例小(仅用于制冷时的再次加热)，因此，几乎仅经过这里，从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6。此时，由于室外膨胀阀20释放，因此，制冷剂经过电磁阀20并经过制冷剂配管13J，直接流入室外热交换器7，随后被通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体空气冷却，并冷凝液化。从室外热交换器7流出的制冷剂经过制冷剂配管13A、止回阀18流入制冷剂配管13B，然后经过电磁阀17流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气被冷却。
在吸热器9中蒸发后的制冷剂经过制冷剂配管13C流至储罐12，经过储罐12被吸入至压缩机2，并且反复进行上述循环。被吸热器9冷却、除湿后的空气从吹出口29吹出至车室内，由此进行车室内的制冷。在上述制冷运转中，控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)来对压缩机2的转速进行控制。
(6)空调运转的切换
控制器32根据下述式(I)计算出前述的目标吹出温度TAO。上述目标吹出温度TAO是从吹出口29吹出到车室内的空气的温度的目标值。
TAO＝(Tset－Tin)×K+Tbal(f(Tset、SUN、Tam))(I)
此处，Tset是通过空调操作部53设定的车室内的设定温度，Tin是内部气体温度传感器37检测出的室内温度，K是系数，Tbal是基于设定温度Tset、日照传感器51检测出的日照量SUN、外部气体温度传感器33所检测出的外部气体温度Tam计算出的平衡值。此外，一般而言，外部气体温度Tam越低，则上述目标吹出温度TAO越高，并随着外部气体温度Tam上升而下降。
此外，控制器32在启动时基于外部气体温度传感器33所检测出的外部气体温度Tam和目标吹出温度TAO选择上述各空调运转中的任一个空调运转。此外，启动后，根据外部气体温度Tam、目标吹出温度TAO等环境及设定条件的变化，选择上述各空调运转，并进行切换。
(7)除湿制冷运转时的格栅23的控制与向内部循环运转的切换
在此，在前述的除湿制冷运转中，控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)和作为其目标值的目标吸热器温度TEO，以使吸热器温度Te变为目标吸热器温度TEO的方式对压缩机2的转速进行控制。因此，在吸热器温度Te符合(变为目标吸热器温度TEO、或者接近于该值)的状态下，压缩机2的转速变低。
此外，控制阀32基于散热器压力传感器47所检测出的散热器压力PCI(制冷剂回路R的高压压力)和目标散热器压力PCO(散热器压力PCI的目标值)，以使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的方式对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。因此，在吸热器温度Te不够的情况下还能提高压缩机2的转速，因此，散热器压力PCI越比目标散热器压力PCO低，则控制器32越是缩小室外膨胀阀6的阀开度，尽可能地将制冷剂保留于散热器4，从而提高散热器4的散热能力。
然而，室外膨胀阀6的阀开度越小，则吸热器9的循环制冷剂量越减少，因此，在吸热器9中将会产生温度不均。此外，若室外膨胀阀6的阀开度缩小至控制方面的最小开度，则吸热器的温度不均会极度变大，从而车室内的空气调节性能会变差(由吹出口吹出的空气的温度不同)。尤其，在除湿制冷运转中，如前所述，散热器4的散热能力以制冷剂通过室外热交换器7而与外部气体进行热交换的程度变低，因此，在外部气体温度变低的情况等下容易产生上述这种问题，从而会过早地转移至内部循环运转或除湿制热运转。为了防止上述问题，需要设置专门的电加热器等以对吹出至车室内的空气进行加热，但消耗电量会相应地增大。
因而，控制器32在前述的图9和图10的除湿制冷运转中，即使缩小室外膨胀阀6的阀开度也无法使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的情况(即、在室外膨胀阀6的控制下无法达到目标散热器压力PCO的情况)，在本实施例中，在吸热器温度Te符合的状态下即使将室外膨胀阀6的阀开度设为控制方面的最小开度也无法使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的情况，判断为散热器4的散热能力不足，并且如图13所示那样关闭格栅23，室外送风机15也停止。
由此，行驶风并未流入室外热交换器7，且外部气体也不通风，因此，如图14的p-h线图所示那样，室外热交换器7中的制冷剂与外部气体的热交换消失，或者室外热交换器7中的制冷剂与外部气体的热交换量极小。散热器4中的制冷剂的散热量相应地增大，因此，即使不将室外膨胀阀6的阀开度大幅缩小或是设为最小开度，也能将散热器压力PCI设为目标散热器压力PCO，从而能消除或抑制产生于吸热器9的温度不均。
此外，如上所述通过将格栅23关闭，从而不使用专门的电加热器等也能延长除湿制冷运转并扩大除湿制冷运转的可执行范围。然而，在即使如上所述将格栅23关闭也无法使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的情况下，控制器32将空调运转切换为图7和图8的内部循环运转。由此，与除湿制冷运转相比，能增大散热器4(制冷剂回路R的高压侧)的制冷剂循环量，增大散热器4的散热能力，从而维持舒适的车室内空气调节。
另外，在本实施例中，在吸热器温度Te符合的状态下，即使将室外膨胀阀6的阀开度缩小至控制方面的最小开度也无法使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的情况，判断为散热器4的散热能力不足，但并不局限于吸热器温度Te，也可以是如下方式：在除湿制冷运转中，即使仅将室外膨胀阀6的阀开度缩小至规定的小的值也无法使散热器压力PCI变为目标散热器压力PCO的情况，或是无法使散热器压力PCI设为接近于目标散热器压力PCO的值的情况，判断为散热器4的散热能力不足。
(8)蓄电池55的温度调节
接着，参照图15至图36，对控制器32对蓄电池55的温度调节控制进行说明。如前所述，若蓄电池55在温度因自身发热等而变高的状态下进行充放电，则劣化会加重。因而，本发明的车用空调装置1的控制阀32一边执行上述那样的空调运转，一边通过蓄电池温度调节装置61将蓄电池55的温度冷却至合适的温度范围内。上述蓄电池55的合适的温度范围一般来说设为+25℃以上且+45℃以下，因此，在实施例中，在上述合适的温度范围内设定蓄电池55的温度(蓄电池温度Tb)的目标值、即目标蓄电池温度TBO(例如+35℃)。
(8-1)第一制热/蓄电池冷却模式
控制器32在制热运转(图3、图4)中，例如使用下述式(II)、(III)对散热器4所要求的车室内的制热能力、即要求制热能力Qtgt和散热器4能产生的制热能力Qhp进行计算。
Qtgt＝(TCO-Te)×Cpa×ρ×Qair··(II)
Qhp＝f(Tam、NC、BLV、VSP、FANVout、Te)··(III)
在此，Te是吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度，Cpa是流入散热器4的空气的比热(kj/kg·K)，ρ是流入散热器4的空气的密度(比体积)(kg/m3)，Qair是经过散热器4的风量(m3/h)(根据室内送风机27的鼓风电压BLV等推定)，VSP是从车速传感器52获得的车速，FANVout是室外送风机15的电压。
此外，控制阀32基于蓄电池温度传感器76所检测出的蓄电池55的温度(蓄电池温度Tb)和上述目标蓄电池温度TBO，例如使用下述式(IV)对蓄电池温度调节装置61所要求的蓄电池55的冷却能力、即要求蓄电池冷却能力Qbat进行计算。
Qbat＝(Tb－TBO)×k1×k2(IV)
在此，k1是在蓄电池温度调节装置61内循环的热介质的比热(kj/kg·K)，k2是热介质的流量[m3/h]。另外，计算要求蓄电池冷却能力Qbat的式子并不局限于此上述式子，也可以加入上述以外的与蓄电池冷却相关的其他因素进行计算。
在蓄电池温度Tb比目标蓄电池温度TBO低(Tb＜TBO)的情况下，根据上述式(IV)计算出的要求蓄电池冷却能力Qbat为负，因此，在实施例中，控制器32将辅助膨胀阀73设为全闭，蓄电池温度调节装置61也停止。另一方面，在前述的制热运转中，蓄电池温度Tb因充放电等而上升，使得目标蓄电池温度TBO变高(TBO＜Tb)的情况下，根据式(IV)计算出的要求蓄电池冷却能力Qbat变为正，因此，在实施例中，控制器32将辅助膨胀阀73打开，使蓄电池温度调节装置61运转，以开始蓄电池55的冷却。
在这种情况下，控制器32基于上述要求制热能力Qtgt和要求蓄电池冷却能力Qbat，并对两者进行比较，以切换并执行此处说明的第一制热/蓄电池冷却模式、后述的第二制热/蓄电池冷却模式和第三制热/蓄电池冷却模式。
首先，在车室内的制热负荷大(例如内部气体的温度低)且蓄电池55的发热量小(冷却负荷小)的状况下，在要求制热能力Qtgt大于要求蓄电池冷却能力Qbat(Qtgt＞Qbat)的情况下，控制器32执行第一制热/蓄电池冷却模式。图15表示上述第一制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图16表示第一制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图16中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。
在上述第一制热/蓄电池冷却模式下，控制器32设为如下的状态：在图3和图4所示的制冷剂回路R的制热运转的状态下，进一步打开电磁阀22，还打开辅助膨胀阀73，并对其阀开度进行控制的状态。接着，使蓄电池温度调节装置61的循环泵62运转。由此，从散热器4流出的制冷剂的一部分在室外膨胀阀6的制冷剂上游侧分流，并经过制冷剂配管13F流至电磁阀17的制冷剂上游侧。制冷剂接着进入到分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中减压之后，经过分岔配管72并流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发。此时，发挥吸热作用。在上述制冷剂流路64B中蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C以及储罐12并被吸入至压缩机2，并且重复上述循环(在图15中用实线箭头表示)。
另一方面，从循环泵62排出的热介质经过热介质加热器66并在热介质配管68内流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并在该热介质流路64A中被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，热介质被冷却。在制冷剂的吸热作用下被冷却的热介质从制冷剂-热介质热交换器64流出并流至蓄电池55，并在对上述蓄电池55进行冷却之后被吸入至循环泵62，并且重复上述循环(在图15中用虚线箭头表示)。
如此，在第一制热/蓄电池冷却模式下，制冷剂回路R的制冷剂在室外热交换器7和制冷剂-热介质热交换器64中蒸发，而从外部气体中吸热，同时也从蓄电池温度调节装置61的热介质(蓄电池55)吸热。由此，能一边经由热介质从蓄电池55吸取热量而对蓄电池55进行冷却，一边将吸取到的热量搬运至散热器4，并在车室内的制热中加以利用。
在上述第一制热/蓄电池冷却模式下，在即使如上所述通过来自外部气体的吸热以及从蓄电池55吸热也无法使前述的散热器4的制热能力Qhp实现要求制热能力Qtgt(Qtgt＞Qhp)的情况下，控制器32使热介质加热器66发热(通电)。
当热介质加热器66发热时，从蓄电池温度调节装置61的循环泵62排出的热介质在热介质加热器66中加热之后，流入制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，因此，热介质加热器66的热量也能被在制冷剂流路64B中蒸发的制冷剂吸取，散热器4的制热能力Qhp增大，从而能实现要求制热能力Qtgt。另外，控制器32在制热能力Qhp能实现要求制热能力Qtgt的时刻停止热介质加热器66的发热(非通电)。
(8-2)第三制热/蓄电池冷却模式
接着，在车室内的制热负荷与蓄电池55的冷却负荷大致相同的情况，即要求制热能力Qtgt与要求蓄电池冷却能力Qbat相等或近似的情况(Qtgt≈Qbat)的情况下，控制器32执行第三制热/蓄电池冷却模式。图17表示上述第三制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图18表示第三制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图18中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。
在上述第三制热/蓄电池冷却模式下，控制器32设为如下的状态：将电磁阀17、20、21关闭，将室外膨胀阀6设为全闭，并将电磁阀22打开，还将辅助膨胀阀73打开以对其阀开度进行控制。接着，使压缩机2和室内送风机27运转，并使蓄电池温度调节装置61的循环泵62也运转(热介质加热器66非通电)。由此，从散热器4流出的所有制冷剂流至电磁阀22，并经过制冷剂配管13F流至电磁阀17的制冷剂上游侧。制冷剂接着进入到分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中减压之后，经过分岔配管72并流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发。此时，发挥吸热作用。在上述制冷剂流路64B中蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C以及储罐12被吸入至压缩机2，并且重复上述循环(在图17中用实线箭头表示)。
另一方面，从循环泵62排出的热介质经过热介质加热器66并在热介质配管68内流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并在该热介质流路64A中被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，从而热介质被冷却。在制冷剂的吸热作用下被冷却的热介质从制冷剂-热介质热交换器64流出并流至蓄电池55，并在对上述蓄电池55进行冷却之后被吸入至循环泵62，并且重复上述循环(在图18中用虚线箭头表示)。
如此，在第三制热/蓄电池冷却模式下，制冷剂回路R的制冷剂在室外热交换器7和制冷剂-热介质热交换器64中蒸发，并从仅蓄电池温度调节装置61的热介质(蓄电池55)吸热。由此，制冷剂并未流入室外热交换器7，制冷剂经由热介质从仅蓄电池55吸取热量，因此，能一边消除室外热交换器7的结霜问题，一边对蓄电池55进行冷却，并将从上述蓄电池55吸取的热量搬运至散热器4，从而对车室内进行制热。
(8-3)第二制热/蓄电池冷却模式
接着，在车室内的制热负荷小(例如内部气体的温度相对较高)且蓄电池55的发热量大(冷却负荷大)的状况下，在要求蓄电池冷却能力Qbat大于要求制热能力Qtgt(Qtgt＜Qbat)的情况下，控制器32执行第二制热/蓄电池冷却模式。图19表示上述第二制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂流(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质流(虚线箭头)，图20表示第二制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图。另外，在图20中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上。
在上述第二制热/蓄电池冷却模式下，控制器32设为如下的状态：将电磁阀17、20、21、22关闭，并将室外膨胀阀6打开，还将辅助膨胀阀73打开并对其阀开度进行控制。接着，使压缩机2、室外送风机15和室内送风机27运转，并将格栅23释放，使蓄电池温度调节装置61的循环泵62也运转(热介质加热器66非通电)。由此，从散热器4流出的制冷剂经过室外膨胀阀6流入室外热交换器7，并经过制冷剂配管13A流至电磁阀17的制冷剂上游侧。制冷剂接着进入到分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中减压之后，经过分岔配管72并流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发。此时，发挥吸热作用。在上述制冷剂流路64B中蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C以及储罐12并被吸入至压缩机2，并且重复上述循环(在图19中用实线箭头表示)。
另一方面，从循环泵62排出的热介质经过热介质加热器66并在热介质配管68内流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并在该热介质流路64A中被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，从而热介质被冷却。在制冷剂的吸热作用下被冷却的热介质从制冷剂-热介质热交换器64流出并流至蓄电池55，并在对上述蓄电池55进行冷却之后被吸入至循环泵62，并且重复上述循环(在图20中用虚线箭头表示)。
如此，在第二制热/蓄电池冷却模式下，制冷剂回路R的制冷剂在散热器4和室外热交换器7中散热，并在制冷剂-热介质热交换器64中蒸发，并从蓄电池温度调节装置61的热介质(蓄电池55)吸热。控制器32基于蓄电池温度传感器76所检测出的蓄电池温度Tb和目标蓄电池温度TBO对压缩机2的运转(转速NC)进行控制，以对由蓄电池温度调节装置61实现的蓄电池55的冷却能力进行调节。
此外，室外膨胀阀6的阀开度进行控制以对散热器4的制冷剂的流通进行控制，以对上述散热器4中的制冷剂的散热量进行调节，并对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制以对室外热交换器7的制冷剂的流通进行控制，并对上述室外热交换器7中的制冷剂的散热量进行调节。由此，能对蓄电池55进行冷却并将其中的热量释放到外部气体中，也能进行车室内的制热。
在此，在因电磁55的快速充电等使得蓄电池55的发热量极大、以致要求蓄电池冷却能力Qbat比要求制热能力Qtgt大很多(Qtgt＜＜Qbat)的情况下，控制器32在图19、图20的第二制热/蓄电池冷却模式的状态下，进一步将电磁阀20打开。图21表示这种情况的第二制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图22表示这种情况的第二制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图22中，将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
如上所述，通过在图19、图20的状态下将制冷回路R的电磁阀20释放，以使在散热器4中散热后的制冷剂从上述散热器4流出并直接流入室外热交换器7，并向外部气体中散热(在图21中用实线箭头表示)。由此，能一边利用蓄电池55中产生的大量热量对车室内进行制热，一边将大量的多余热量释放到外部气体中。控制器32在上述情况下也基于蓄电池温度传感器76所检测出的蓄电池温度Tb和目标蓄电池温度TBO对压缩机2的运转(转速NC)进行控制，从而对由蓄电池温度调节装置61实现的蓄电池55的冷却能力进行调节。
此外，控制阀32对室外送风机15的转速进行控制，并且通过将格栅23开闭从而对朝向室外热交换器7的通风进行控制，以对车室内的制热能力进行调节。然而，在即使将室外送风机15的转速设为最大，散热器4的制热能力仍过大的情况(蓄电池55的发热量极大的状况)下，控制器32对空气混合挡板28进行控制以将朝向散热器4的通风比例朝例如下降的方向控制，并对车室内的制热能力进行调节。
如上所述那样，由于控制器32执行第一制热/蓄电池冷却模式和第二制热/蓄电池冷却模式，其中，在上述第一制热/蓄电池冷却模式中，使从压缩机2排出的制冷剂在散热器4中散热，并在将散热后的上述制冷剂减压之后，在室外热交换器7和制冷剂－热介质热交换器64中吸热，在上述第二制热/蓄电池冷却模式中，使从压缩机2排出的制冷剂在散热器4和室外热交换器7中散热，并在将散热后的上述制冷剂减压之后，在制冷剂－热介质热交换器64中吸热，因此，在蓄电池55的发热量小的时候，执行第一制热/蓄电池冷却模式，能通过室外热交换器7从外部气体中吸热，并且一边吸取蓄电池55的热量以对上述蓄电池55进行冷却，一边对车室内进行制热，并且在快速充电时等蓄电池55的发热量大的时候，执行第二制热/蓄电池冷却模式，能通过室外热交换器7将蓄电池55的热量释放到外部气体中，并一边对蓄电池55进行冷却，一边对车室内进行制热。
如此，在进行车室内的制热时能切换室外热交换器7中的制冷剂的吸热和散热，因此，能一边有效利用蓄电池55的热量以高效地进行车室内的制热来抑制室外热交换器7的结霜，一边适当地对蓄电池55进行冷却。
此外，控制器32执行如下的第三制热/蓄电池冷却模式：阻止制冷剂向室外热交换器7的流入，并使从压缩机2排出的制冷剂在散热器4中散热，在对散热后的上述制冷剂进行减压之后，在仅制冷剂-热介质热交换器64中吸热，因此，在车室内的制热所需的热量(制热负荷)与蓄电池的发热量(蓄电池冷却负荷)大致相等时，执行第三制热/蓄电池冷却模式，从而仅通过从蓄电池55吸取热量便能对车室内进行制热。由此，能一边消除室外热交换器7的结霜的问题，一边高效地对车室内进行制热，从而适当地对蓄电池55进行冷却。
在这种情况下，控制器32基于散热器4所要求的要求制热能力Qtgt和蓄电池温度调节装置61所要求的要求蓄电池冷却能力Qbat切换执行前述的各制热/蓄电池冷却模式，因此，能适当地同时实现车室内的制热和蓄电池55的冷却。
具体而言，在实施例中，控制器32在要求制热能力Qtgt大于要求蓄电池冷却能力Qbat的情况下执行第一制热/蓄电池冷却模式，在要求制热能力Qtgt与要求蓄电池冷却能力Qbat为相等或近似的值的情况下执行第三制热/蓄电池冷却模式，在要求蓄电池冷却能力Qbat大于要求制热能力Qtgt的情况下执行第二制热/蓄电池冷却模式，因此，能适当地切换各制热/蓄电池冷却模式以便能顺利地进行高效的车室内的制热和有效的蓄电池55的冷却。
此外，控制器32在第一制热/蓄电池冷却模式下，当通过散热器4所能产生的制热能力Qhp无法实现要求制热能力Qtgt的情况，通过热介质加热器66对热介质进行加热，因此，在蓄电池55的发热量小且在第一制热/蓄电池冷却模式下由散热器4实现的车室内的制热能力不足时，能通过蓄电池温度调节装置61的热介质加热器66对热介质进行加热，并通过制冷剂吸取上述热量，从而能补充不足的部分。
此外，在实施例中，控制器32在第二制热/蓄电池冷却模式下通过对压缩机2的运转(转速NC)进行控制以对由蓄电池温度调节装置61实现的蓄电池55的冷却能力进行调节，并且通过对散热器4和室外热交换器7的制冷剂的流通或朝向散热器4或室外热交换器7的通风进行控制以对由散热器4实现的车室内的制热能力进行调节，因此，当蓄电池55的发热量大时，在第二制热/蓄电池冷却模式下，通过利用压缩机2的控制对蓄电池55的冷却能力进行调节，从而能有效地对蓄电池55进行冷却，通过对上述散热器4、室外热交换器7的制冷剂的流通和通风进行控制，从而能适当地调节由散热器4实现的制热。
在实施例中，上述情况下的控制器32对制冷剂在散热器4中的流通进行控制的手段为用于对流入室外热交换器7的制冷剂进行减压的室外膨胀阀6，控制器32对制冷剂在热交换器7中的流通的手段为用于对流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂进行减压的辅助膨胀阀73。此外，在实施例中，控制器32对朝向散热器4的通风进行控制的手段为用于对使空气流通路径3内的空气通风至散热器4的比例进行调节的空气混合挡板28，在实施例中，控制器32对朝向室外热交换器7的通风进行控制的手段为用于使外部气体通风至室外热交换器7的室外送风机15和用于阻止行驶风流向室外热交换器7的格栅23。
此外，在实施例中，在制冷剂回路R设置室外膨胀阀6、吸热器9、电磁阀17及室内膨胀阀8(阀装置)、制冷剂配管13D(第一旁通回路)、电磁阀21(第一开闭阀)、制冷剂配管13F(第二旁通回路)、电磁阀22(第二开闭阀)、分岔配管72(分岔回路)、辅助膨胀阀73和止回阀18，其中，上述室外膨胀阀6用于对从散热器4流出并流入室外热交换器7的制冷剂进行减压，上述吸热器9用于使从室外热交换器7流出的制冷剂吸热以对从空气流通路径3供给至车室内的空气进行冷却，上述电磁阀17和室内膨胀阀8(阀装置)用于对制冷剂向上述吸热器9的流入进行控制，上述制冷剂配管13D(第一旁通回路)用于使从室外热交换器7流出的制冷剂吸入至压缩机2，而不流至电磁阀17，上述电磁阀21(第一开闭阀)设于上述制冷剂配管13D，上述制冷剂配管13F(第二旁通回路)用于使从散热器4流出的制冷剂从室外膨胀阀6的制冷剂上游侧分流并流至电磁阀17的制冷剂上游侧，上述电磁阀22(第二开闭阀)设于上述制冷剂配管13F，上述分岔配管72(分岔回路)用于使从制冷剂配管13F流出的制冷剂流至制冷剂－热介质热交换器64，上述辅助膨胀阀73设于上述分岔配管72并用于对流入制冷剂－热介质热交换器64的制冷剂进行减压，上述止回阀18用于阻止从制冷剂配管13F流出的制冷剂流入室外热交换器7，通过控制器32对室外膨胀阀6、电磁阀17、电磁阀21、电磁阀22、辅助膨胀阀73和蓄电池温度调节装置61的循环泵62进行控制，以切换执行第一制热/蓄电池冷却模式、第二制热/蓄电池冷却模式和第三制热/蓄电池冷却模式，因此，通过将电磁阀21和电磁阀22打开，将电磁阀17关闭，并利用室外膨胀阀6和辅助膨胀阀73使流入室外热交换器7和制冷剂－热介质热交换器64的制冷剂减压，以执行第一制热/蓄电池冷却模式，通过将电磁阀22打开，将室外膨胀阀6设为全闭，将电磁阀21和电磁阀17关闭，通过辅助膨胀阀73使流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂减压，以执行第三制热/蓄电池冷却模式，并且通过将室外膨胀阀6打开，将电磁阀21、电磁阀22和电磁阀17关闭，并利用辅助膨胀阀73使流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂减压，以执行第二制热/蓄电池冷却模式。
另外，在实施例中，通过电磁阀17和室内膨胀阀8对制冷剂向吸热器9的流入进行了控制，但若通过能全闭的电动阀构成室内膨胀阀8，则也能省略电磁阀17，并通过仅室内膨胀阀8便能实现上述作用。即，这种情况下，在本申请的实施例中，将电磁阀17关闭的动作成为使室内膨胀阀8的阀开度设为全闭的动作。
(8-4)除霜/制热/蓄电池冷却模式
接着，对由控制器32实现的除霜/制热/蓄电池冷却模式进行说明。在制热运转中，如前文所述，室外热交换器7作为蒸发器发挥作用，因此，在室外热交换器7中，外部气体中的水分变成霜而生长，使得热交换效率下降下来。控制器32例如对根据外部气体温度Tam和压缩机2的转速NC等计算出的无结霜时的室外热交换器温度TXObase进行计算，并始终对上述无结霜时的室外热交换器温度TXObase与室外热交换器温度传感器54所检测出的室外热交换器温度TXO进行比较。接着，在室外热交换器温度TXO比无结霜时的室外热交换器温度TXObase低且其差为规定值以上的情况下，当通过前述的式(IV)计算出的要求蓄电池冷却能力Qbat为正时，执行一边对室外热交换器7进行除霜一边进行车室内的制热和蓄电池55的冷却的除霜/制热/蓄电池冷却模式(图23、图24)。
在上述除霜/制热/蓄电池冷却模式下，在前述的图21的第二制热/蓄电池冷却模式的制冷剂回路R的状态下将格栅23关闭，而阻止行驶风向室外热交换器7的流入。此外，室外送风机15停止，使压缩机2和室内送风机27运转。接着，蓄电池温度调节装置61的循环泵62也运转，在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。另外，在如实施例那样设有格栅23的情况下能将该格栅23关闭，但在未设置的情况下，仅停止室外送风机15以停止外部气体的强制通风。图23表示上述除霜/制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图24表示除霜/制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图24中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
由此，从压缩机2排出的高温的制冷剂流入散热器4并散热，对在空气流通路径3内流通的空气进行加热，然后经过电磁阀20流入室外热交换器7。由于外部气体或行驶风未通风至上述室外热交换器7，因此，在室外热交换器7中生长的结霜被流入的高温的制冷剂加热而融化。另一方面，制冷剂在室外热交换器7中冷凝，并从室外热交换器7流出并与前述同样地进入到分岔配管72，在辅助膨胀阀73中减压，然后在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。
制冷剂在此从在蓄电池温度调节装置61内循环的热介质中吸热，因此，其结果是，对蓄电池55进行冷却，通过从热介质吸取的热量一边对室外热交换器7进行除霜，一边对车室内进行制热。另外，在欲对室外热交换器7进行快速除霜的情况下，也可以通过控制器32使热介质加热器66发热。在这种情况下，热介质加热器66的热量也被制冷剂吸取，并被运送至室外热交换器7以有助于除霜。
如上所述，控制器32执行如下的除霜/制热/蓄电池冷却模式：在使外部气体未通风至室外热交换器7的状态或是阻止了行驶风的流入的状态下，使从压缩机2排出的制冷剂在散热器4和室外热交换器7中散热，在使散热后的上述制冷剂在辅助膨胀阀73中减压，然后在制冷剂-热介质热交换器64中吸热，因此，能一边通过从压缩机2排出的高温的制冷剂进行室外热交换器7的除霜，一边汲取蓄电池55的热量来进行车室内的制热。
(8-5)制冷/蓄电池冷却模式
接着，在前述的制冷运转中，蓄电池温度Tb因充放电等上升而比目标蓄电池温度TBO更高(TBO＜Tb)的情况下，在实施例中，控制器32通过将辅助膨胀阀73打开、使蓄电池温度调节装置61运转而开始蓄电池55的冷却，以执行制冷/蓄电池冷却模式(图25、图26)。
在上述制冷/蓄电池冷却模式下，控制器32变为如下的状态：在前述的图11的制冷运转的制冷剂回路R的状态下，将辅助膨胀阀73打开并对该辅助膨胀阀73的阀开度进行控制，还使蓄电池温度调节装置61的循环泵62运转，以在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。另外，热介质加热器66并未通电。图25表示上述制冷/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图26表示制冷/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图26中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
由此，从压缩机2排出的高温的制冷剂依次经过散热器4、电磁阀20流入室外热交换器7，并在该室外热交换器7中与通过室外送风机15通风的外部气体及行驶风进行热交换而散热，并冷凝。在室外热交换器7中冷凝后的制冷剂的一部分流至室内膨胀阀8，并在该室内膨胀阀8中减压后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下，空气流通路径3内的空气被冷却，因此，车室内被冷却。
在室外热交换器7中冷凝后的制冷剂的剩余部分被分流至分岔配管72，在辅助膨胀阀73中被减压之后，在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在此处从在蓄电池温度调节装置61内进行循环的热介质中吸热，因此，蓄电池55与前述同样地被冷却。另外，从吸热器9流出的制冷剂经过制冷剂配管13C、储罐12被吸入至压缩机2，从制冷剂-热介质热交换器64流出的制冷剂也从制冷剂配管74经过储罐12被吸入至压缩机2。
(8-6)除湿制冷/蓄电池冷却模式
接着，在前述的除湿制冷运转中，蓄电池温度Tb因充放电等上升而比目标蓄电池温度TBO更高(TBO＜Tb)的情况下，在实施例中，控制器32通过将辅助膨胀阀73打开，使蓄电池温度调节装置61运转而开始蓄电池55的冷却，以执行除湿制冷/蓄电池冷却模式(图27、图28)。
在上述除湿制冷/蓄电池冷却模式下，控制器32变为如下的状态：在前述的图9的除湿制冷运转的制冷剂回路R的状态下，将辅助膨胀阀73打开并对该辅助膨胀阀73的阀开度进行控制，并使蓄电池温度调节装置61的循环泵62也运转，以在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。另外，热介质加热器66并未通电。图27表示上述除湿制冷/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图28表示除湿制冷/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图28中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。由于在散热器4中通风有空气流通路径3内的空气，因此，空气流通路径3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热，另一方面，散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却，从而冷凝、液化。从散热器4流出的制冷剂流至室外膨胀阀6，经过以稍许打开的方式控制的室外膨胀阀6流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂随后通过由行驶或利用室外送风机15而通风的外部气体进行空气冷却，从而冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂的一部分流至室内膨胀阀8，并在该室内膨胀阀8中减压之后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下从空气流通路径3供给至车室内的空气被冷却且被除湿，因此，车室内被除湿冷却。
在室外热交换器7中冷凝后的制冷剂的剩余部分被分流至分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中被减压之后，在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在此处从在蓄电池温度调节装置61内进行循环的热介质中吸热，因此，蓄电池55与前述同样地被冷却。另外，从吸热器9流出的制冷剂经过制冷剂配管13C、储罐12被吸入至压缩机2，从制冷剂-热介质热交换器64流出的制冷剂也从制冷剂配管74经过储罐12而被吸入至压缩机2。
另外，如前述的图13所示，在上述除湿制冷运转中，将格栅23关闭，即使在室外送风机15也停止的状态下，也能进行蓄电池55的冷却。在图29中示出了上述除湿制冷/蓄电池冷却模式(格栅关闭)的制冷剂的流动和格栅23的状态，在图30中示出了制冷剂回路R的p-h线图(在图30中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
即，在这种情况下行驶风也不会流入室外热交换器7，外部气体的通风也会消失，因此，如图30的p-h线图所示，室外热交换器7中的制冷剂与外部气体之间的热交换量变得极小。散热器4中的制冷剂的散热量相应地增大，因此，即使不将室外膨胀阀6的阀开度大幅缩小或是设为最小开度，也能将散热器压力PCI设为目标散热器压力PCO，从而能防止产生于吸热器9的温度不均。
从室外热交换器7流出的制冷剂与图27的情况同样地被分流为从室内膨胀阀8向吸热器9的制冷剂和朝向分岔配管72的制冷剂，流入分岔配管72的制冷剂在辅助膨胀阀73中被减压之后，在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在此处从在蓄电池温度调节装置61内进行循环的热介质中吸热，因此，蓄电池55与前述同样地被冷却。另外，从吸热器9流出的制冷剂经过制冷剂配管13C、储罐12被吸入至压缩机2，从制冷剂-热介质热交换器64流出的制冷剂也从制冷剂配管74经过储罐12被吸入至压缩机2。
(8-7)内部循环/蓄电池冷却模式
接着，在前述的内部循环运转中，蓄电池温度Tb因充放电等上升而比目标蓄电池温度TBO更高(TBO＜Tb)的情况下，在实施例中，控制器32通过将辅助膨胀阀73打开并使蓄电池温度调节装置61运转而开始蓄电池55的冷却，从而执行内部循环/蓄电池冷却模式(图31、图32)。
在上述内部循环/蓄电池冷却模式下，控制器32变为如下的状态：在前述的图7的内部循环运转的制冷剂回路R的状态下，将辅助膨胀阀73打开并对该辅助膨胀阀73的阀开度进行控制，并使蓄电池温度调节装置61的循环泵62也运转，以在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。另外，热介质加热器66并未通电。图31表示上述内部循环/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图32表示内部循环/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图32中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
由此，从压缩机2排出的高温的制冷剂在散热器4中散热之后，经过电磁阀22全部流至制冷剂配管13F。接着，从制冷剂配管13F流出的制冷剂的一部分从制冷剂配管13B开始经过电磁阀17流至室内膨胀阀8，并在该室内膨胀阀8中减压之后，流入吸热器9而蒸发。在此时的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。
从制冷剂配管13F流出的制冷剂的剩余部分而被分流至分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中被减压之后，在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在此处从在蓄电池温度调节装置61内进行循环的热介质中吸热，因此，蓄电池55与前述同样地被冷却。另外，从吸热器9流出的制冷剂经过制冷剂配管13C、储罐12被吸入至压缩机2，从制冷剂-热介质热交换器64流出的制冷剂也从制冷剂配管74经过储罐12被吸入至压缩机2。
(8-8)除湿制热/蓄电池冷却模式
接着，在前述的除湿制热运转中，蓄电池温度Tb因充放电等上升而比目标蓄电池温度TBO更高(TBO＜Tb)的情况下，在实施例中，控制器32通过将辅助膨胀阀73打开并使蓄电池温度调节装置61运转以开始蓄电池55的冷却，从而执行除湿制热/蓄电池冷却模式(图33、图34)。
在上述除湿制热/蓄电池冷却模式下，控制器32变为如下的状态：在前述的图5的除湿制热运转的制冷剂回路R的状态下，将辅助膨胀阀73打开并对该辅助膨胀阀73的阀开度进行控制，还使蓄电池温度调节装置61的循环泵62运转，以在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。图33表示上述除湿制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图34表示除湿制热/蓄电池冷却模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图34中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
由此，从散热器4流出的冷凝制冷剂的一部分分流，上述分流后的制冷剂经过电磁阀22流入制冷剂配管13F，并从制冷剂配管13B流出，且上述制冷剂配管13F内的一部分从制冷剂配管13B流至室内膨胀阀8，剩余的制冷剂流至室外膨胀阀6。即，分流后的制冷剂内的一部分在室内膨胀阀8中被减压之后，流入吸热器9而蒸发。此时，在吸热器9所产生的制冷剂的吸热作用下，从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着于吸热器9，因此，空气被冷却且被除湿。在吸热器9中被除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再次加热，由此进行车室内的除湿制热。此外，从散热器4流出的冷凝制冷剂的剩余部分在室外膨胀阀6中被减压之后，在室外热交换器7中蒸发，并从外部气体中吸热。
另一方面，从制冷剂配管13F流出的制冷剂的剩余部分被分流至分岔配管72，并在辅助膨胀阀73中减压之后，在制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B中蒸发。制冷剂在此处从在蓄电池温度调节装置61内进行循环的热介质中吸热，因此，蓄电池55与前述同样地被冷却。另外，从吸热器9流出的制冷剂经过制冷剂配管13C、储罐12被吸入至压缩机2，从室外热交换器7流出的制冷剂经过制冷剂配管13D、电磁阀21、制冷剂配管13C和储罐12被吸入至压缩机2，从制冷剂-热介质热交换器64流出的制冷剂也从制冷剂配管74经过储罐12被吸入至压缩机2。
(8-9)蓄电池冷却单独模式
接着，例如在车辆停车并对蓄电池55进行充电等时，在蓄电池温度Tb因自身发热等上升而比目标蓄电池温度TBO更高(TBO＜Tb)的情况下，在实施例中，控制器32执行蓄电池冷却单独模式(图35、图36)。在上述蓄电池冷却单独模式下，在车室内没有搭乘者，因此，无需对车室内进行空气调节，但控制器32使压缩机2运转，并使室外送风机15也运转。此外，将电磁阀20打开，将辅助膨胀阀73也打开而使制冷剂减压。
另外，控制器32将电磁阀17、电磁阀21、电磁阀22关闭，还将室内送风机26停止。接着，控制器32处于如下的状态：使循环泵62运转，并在制冷剂-热介质热交换器64中使制冷剂与热介质进行热交换。图35表示上述蓄电池冷却单独模式下的制冷剂回路R的制冷剂的流动(实线箭头)和蓄电池温度调节装置61的热介质的流动(虚线箭头)，图36表示蓄电池冷却单独模式下的制冷剂回路R的p-h线图(在图36中将制冷剂回路R的各构成设备示出于p-h线图上)。
由此，从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂经过散热器4而从制冷剂配管13E流至室外膨胀阀6。此时，由于电磁阀20释放，因此，制冷剂经过电磁阀20并经过制冷剂配管13J，并就此流入室外热交换器7，并被通过室外送风机15通风的外部气体空气冷却，而冷凝液化。在室外热交换器7中结霜生长的情况下，室外热交换器7在此时的散热作用下被除霜。
从室外热交换器7流出的制冷剂进入到制冷剂配管13A，但此时电磁阀17关闭，因此，从室外热交换器7流出的制冷剂全部经过分岔配管72流至辅助膨胀阀73。制冷剂在上述辅助膨胀阀73中被减压之后，流入制冷剂-热介质热交换器64的制冷剂流路64B而蒸发。此时，发挥吸热作用。在上述制冷剂流路64B中蒸发后的制冷剂依次经过制冷剂配管74、制冷剂配管13C以及储罐12并被吸入至压缩机2，并且重复上述循环(在图35中用实线箭头表示)。
另一方面，从循环泵62排出的热介质经过热介质加热器66并在热介质配管68内流至制冷剂-热介质热交换器64的热介质流路64A，并在该热介质流路64A中被在制冷剂流路64B内蒸发的制冷剂吸热，从而热介质被冷却。在制冷剂的吸热作用下被冷却的热介质从制冷剂-热介质热交换器64流出并流至蓄电池55，在对上述蓄电池55进行冷却之后被吸入至循环泵62，并且重复上述循环。控制器32例如基于蓄电池温度传感器76所检测出的蓄电池温度Tb和目标蓄电池温度TBO对压缩机2和循环泵62的运转进行控制。
另外，若蓄电池温度Tb在低温环境下从前述的合适的温度范围变低，则蓄电池55的充放电性能下降，但在实施例中，在电磁温度调节装置61设有热介质加热器66，因此，在蓄电池温度Tb比上述合适的温度范围低的情况下，通过控制器32使热介质加热器66发热，并对循环至蓄电池55的热介质进行加热。由此，使蓄电池温度Tb上升并维持在合适的温度范围内。然而，在上述情况下，控制器32将辅助膨胀阀73设为全闭，并使制冷剂不循环至制冷剂-热介质热交换器64。
此外，上述各实施例中说明的制冷剂回路R和蓄电池温度调节装置61的结构并不限定于此，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行改变。
(符号说明)
1 车用空调装置；
2 压缩机；
3 空气流通路径；
4 散热器；
6 室外膨胀阀；
7 室外热交换器；
8 室内膨胀阀(阀装置)；
9 吸热器；
13D 制冷剂配管(第一旁通回路)；
13F 制冷剂配管(第二旁通回路)；
15 室外送风机；
17 电磁阀(开闭阀、阀装置)；
18 止回阀
20 电磁阀(开闭阀)；
21 电磁阀(第一开闭阀；
22 电磁阀(第二开闭阀)；
23 格栅
27 室内送风机；
28 空气混合挡板；
32 控制器(控制装置)；
55 蓄电池；
61 蓄电池温度调节装置；
62 循环泵；
64 制冷剂-热介质热交换器；
66 热介质加热器(加热装置)；
72 分岔配管(分岔回路)；
73 辅助膨胀阀；
R 制冷剂回路。

Claims (9)

1.一种车用空调装置，对车室内进行空气调节，包括：
压缩机，所述压缩机对制冷剂进行压缩；
空气流通路径，所述空气流通路径供向车室内供给的空气流通；
散热器，所述散热器用于使制冷剂散热来对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行加热；
室外热交换器，该室外热交换器设于车室外，并用于使所述制冷剂吸热或散热；
蓄电池温度调节装置，所述蓄电池温度调节装置用于使热介质在装设于车辆的蓄电池中循环，以对所述蓄电池的温度进行调节；以及
控制装置，
其特征在于，
所述蓄电池温度调节装置具有用于使所述制冷剂与所述热介质进行热交换的制冷剂-热介质热交换器，并且所述控制装置执行第一制热/蓄电池冷却模式和第二制热/蓄电池冷却模式，其中，
在所述第一制热/蓄电池冷却模式下，使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述散热器中散热，对散热后的所述制冷剂进行减压之后，在所述室外热交换器和所述制冷剂-热介质热交换器中吸热，
在所述第二制热/蓄电池冷却模式下，使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述散热器和所述室外热交换器中散热，对散热后的所述制冷剂进行减压之后，在所述制冷剂-热介质热交换器中吸热。
2.如权利要求1所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置执行如下的第三制热/蓄电池冷却模式：阻止制冷剂向所述室外热交换器的流入，并使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述散热器中散热，对散热后的所述制冷剂进行减压之后，在仅所述制冷剂-热介质热交换器中吸热。
3.如权利要求2所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置基于所述散热器所要求的要求制热能力和所述蓄电池温度调节装置所要求的要求蓄电池冷却能力，切换并执行各所述制热/蓄电池冷却模式。
4.如权利要求3所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置在所述要求制热能力大于所述要求蓄电池冷却能力的情况下执行所述第一制热/蓄电池冷却模式，在所述要求制热能力和所述要求蓄电池冷却能力为相等或近似的值的情况下执行所述第三制热/蓄电池冷却模式，在所述要求蓄电池冷却能力大于所述要求制热能力的情况下执行所述第二制热/蓄电池冷却模式。
5.如权利要求4所述的车用空调装置，其特征在于，
所述蓄电池温度调节装置包括用于对所述热介质进行加热的加热装置，
所述控制装置在所述第一制热/蓄电池冷却模式下，通过所述散热器所能产生的制热能力无法实现所述要求制热能力的情况下，通过所述加热装置对所述热介质进行加热。
6.如权利要求4或5所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置在所述第二制热/蓄电池冷却模式下，通过对所述压缩机的运转进行控制，以对由所述蓄电池温度调节装置实现的所述蓄电池的冷却能力进行调节，并且通过对所述制冷剂在所述散热器和/或所述室外热交换器中的流通、或是朝向所述散热器和/或所述室外热交换器的通风进行控制，从而对由所述散热器实现的所述车室内的制热能力进行调节。
7.如权利要求6所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置对所述制冷剂在所述散热器中的流通的手段为用于对流入所述室外热交换器的所述制冷剂进行减压的室外膨胀阀，
所述控制装置对所述制冷剂在所述室外热交换器中的流通的手段为用于对流入所述制冷剂-热介质热交换器的所述制冷剂进行减压的辅助膨胀阀，
所述控制装置对朝向所述散热器的通风进行控制的手段为用于对使所述空气流通路径内的空气通风至所述散热器的比例进行调节的空气混合挡板，
所述控制装置对朝向所述室外热交换器的通风进行控制的手段为用于将外部气体通风至所述室外热交换器的室外送风机和/或用于阻止行驶风向所述室外热交换器的流入的格栅。
8.如权利要求2至7中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，包括：
室外膨胀阀，所述室外膨胀阀用于使从所述散热器流出并流入所述室外热交换器的所述制冷剂减压；
吸热器，所述吸热器用于使从所述室外热交换器流出的所述制冷剂吸热以对从所述空气流通路径供给至所述车室内的空气进行冷却；
阀装置，所述阀装置用于对制冷剂向所述吸热器的流入进行控制；
第一旁通回路，所述第一旁通回路用于使从所述室外热交换器流出的所述制冷剂吸入至所述压缩机，而不流至所述阀装置；
第一开闭阀，所述第一开闭阀设于所述第一旁通回路；
第二旁通回路，所述第二旁通回路用于使从所述散热器流出的所述制冷剂从所述室外膨胀阀的制冷剂上游侧分流并流至所述阀装置的制冷剂上游侧；
第二开闭阀，所述第二开闭阀设于所述第二旁通回路；
分岔回路，所述分岔回路用于使从所述第二旁通回路流出的所述制冷剂流至所述制冷剂-热介质热交换器；
辅助膨胀阀，所述辅助膨胀阀设于所述分岔回路，并用于使流入所述制冷剂-热介质热交换器的所述制冷剂减压；以及
止回阀，所述止回阀用于阻止从所述第二旁通回路流出的所述制冷剂流入所述室外热交换器，
所述控制装置通过对所述室外膨胀阀、所述阀装置、所述第一开闭阀、所述第二开闭阀、所述辅助膨胀阀以及所述蓄电池温度调节装置进行控制，以切换并执行所述第一制热/蓄电池冷却模式、所述第二制热/蓄电池冷却模式和所述第三制热/蓄电池冷却模式。
9.如权利要求1至8中任一项所述的车用空调装置，其特征在于，
所述控制装置执行如下的除霜/制热/蓄电池冷却模式：在使外部气体未通风至所述室外热交换器的状态或是阻止行驶风的流入的状态下，使从所述压缩机排出的所述制冷剂在所述散热器和所述室外热交换器中散热，对散热后的所述制冷剂进行减压之后，在所述制冷剂-热介质热交换器中吸热。
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