CN114269574A - 车辆的电池冷却装置及包括该装置的车用空调装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种车辆的电池冷却装置,能消除或抑制车辆的电池的冷却不均,还能改善油返回性。车辆的电池冷却装置(61)包括压缩机(2)、室外热交换器(7)、设置成能与电池(55)之间热传导的电池用热交换器(64)、辅助膨胀阀(73)和空调控制器(32)。空调控制器(32)使在室外热交换器中散热后的制冷剂通过辅助膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热。基于对从电池用热交换器流出的制冷剂的温度和压力进行检测的出口传感器的输出朝使从电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度(SHbout)的方向对辅助膨胀阀的阀开度进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及对装设于车辆的电池进行冷却的电池冷却装置以及包括该电池冷却装置并对车室内进行空气调节的热泵式的车用空调装置。
背景技术
因近年来的环境问题显现,以致利用从装设于车辆的电池供给的电力对行驶用马达进行驱动的电动汽车、混合动力汽车等车辆普及。此外,作为能应用于上述这种车辆的空调装置,开发出如下的空调装置,其包括压缩机、散热器、吸热器和室外热交换器连接而成的制冷剂回路,通过使从压缩机排出的制冷剂在散热器中散热,并使在该散热器中散热后的制冷剂在室外热交换器中吸热以对车室内进行制热,通过使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并在吸热器中吸热以对车室内进行制冷(例如,参照专利文献1)。
另一方面,若电池在因自身发热等变成高温的环境下进行充放电,则存在劣化会加重,并最终有引起工作不良而发生破损的危险。因此,开发出一种通过使在制冷剂回路中循环的制冷剂在电池用热交换器(电池冷却用蒸发器)中吸热,能对电池进行冷却的技术(例如,参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特许第5999637号公报
专利文献2:日本专利特开2018-185104号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在此,通常,电池由多个单体构成,由于形成各单体以大面积并排设置于车辆的底板下的形态,因此,为了高效地对电池整体进行冷却,电池用热交换器的流路(制冷剂的流路)变得复杂。因此,存在产生制冷剂达到过热度的部分和未达到过热度的部分,在冷却中产生不均,并且溶解在制冷剂中并循环的油的返回也变差这样的问题。
本发明是鉴于上述现有的技术问题而完成的,其目的在于提供一种能消除或抑制车辆的电池的冷却不均,还能改善油返回性的车辆的电池冷却装置及包括电池冷却装置的车用空调装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的车辆的电池冷却装置的特征是,包括:压缩机,所述压缩机对制冷剂进行压缩;室外热交换器,所述室外热交换器设置于车室外;电池用热交换器,所述电池用热交换器设置成能与装设于车辆的电池之间热传导,并用于使制冷剂吸热以对电池进行冷却;电池用膨胀阀,所述电池用膨胀阀用于使流入所述电池用热交换器的制冷剂减压;出口传感器,所述出口传感器用于对从电池用热交换器流出的制冷剂的温度和压力进行检测;以及控制装置,所述控制装置使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过电池用膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热,并且基于出口传感器的输出朝使从电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对电池用膨胀阀的阀开度进行控制。
技术方案2的发明的车辆的电池冷却装置在上述发明的基础上,其特征是,在从电池用热交换器流出的制冷剂达到了过热度SHbout的情况下,控制装置基于出口传感器的输出将电池用膨胀阀的阀开度朝打开方向改变。
技术方案3的发明的车辆的电池冷却装置在上述发明的基础上,其特征是,在从电池用热交换器流出的制冷剂的过热度SHbout大于规定的阈值SHbout1的情况下,控制装置基于出口传感器的输出将电池用膨胀阀的阀开度朝打开方向改变。
技术方案4的发明的车辆的电池冷却装置在上述各发明的基础上,其特征是,包括排出传感器,所述排出传感器用于对从压缩机排出的制冷剂的温度和压力进行检测,控制装置基于出口传感器的输出和排出传感器的输出,朝使从电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对电池用膨胀阀的阀开度进行控制。
技术方案5的发明的车辆的电池冷却装置在上述发明的基础上,其特征是,在从压缩机排出的制冷剂的过热度SHdis小于规定的阈值SHdis1的情况下,控制装置基于排出传感器的输出将电池用膨胀阀的阀开度朝关闭方向改变。
技术方案6的发明的车辆的电池冷却装置在上述各发明的基础上,其特征是,包括储罐,所述储罐设置于从电池用热交换器的制冷剂出口至压缩机的制冷剂吸入侧的制冷剂回路。
技术方案7的发明的车用空调装置的特征是,包括:上述各发明的车辆的电池冷却装置;吸热器,所述吸热器用于使制冷剂吸热以对供给至车室内的空气进行冷却;以及室内膨胀阀,所述室内膨胀阀用于对流入所述吸热器的制冷剂进行减压,在位于电池用膨胀阀的制冷剂入口侧的分岔部连通连接有室内膨胀阀的制冷剂入口,在位于电池用热交换器的制冷剂出口侧的汇流部连通连接有吸热器的制冷剂出口,控制装置具有电池冷却模式、电池冷却+制冷模式和制冷模式,在所述电池冷却模式中,使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过电池用膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热,在所述电池冷却+制冷模式中,使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂在分岔部处分流,使分流后的一部分制冷剂通过电池用膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热,并使分流后的剩余制冷剂通过室内膨胀阀减压之后,在吸热器中吸热,在所述制冷模式中,使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过室内膨胀阀减压之后,在吸热器中吸热。
技术方案8的发明的车用空调装置在上述发明的基础上,其特征是,控制装置在电池冷却+制冷模式中将室内膨胀阀的阀开度Veva固定为规定值Veva1。
技术方案9的发明的车用空调装置在技术方案7或技术方案8的发明的基础上,其特征是,出口传感器设置于比汇流部更靠电池用热交换器一侧的制冷剂回路。
发明效果
根据本发明的车辆的电池冷却装置,包括:压缩机,所述压缩机对制冷剂进行压缩;室外热交换器,所述室外热交换器设置于车室外;电池用热交换器,所述电池用热交换器设置成能与装设于车辆的电池之间热传导,并用于使制冷剂吸热以对电池进行冷却;电池用膨胀阀,所述电池用膨胀阀用于使流入所述电池用热交换器的制冷剂减压;出口传感器,所述出口传感器用于对从电池用热交换器流出的制冷剂的温度和压力进行检测;以及控制装置,所述控制装置使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过电池用膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热,并且基于出口传感器的输出朝使从电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对电池用膨胀阀的阀开度进行控制,因此,从电池用热交换器流出的制冷剂不会达到过热度SHbout,或者即使到达了也是极小的。
由此,制冷剂在电池用热交换器的整体或大致整体中蒸发,从而能从电池中吸热,因此,能消除或抑制在电池的冷却中产生不均的不良情况,从而能高效地对电池的整体进行冷却并抑制劣化。此外,油返回也变好,因此,还能避免压缩机的烧毁于未然。
尤其,如技术方案2的发明那样,在从电池用热交换器流出的制冷剂达到了过热度SHbout的情况下,控制装置基于出口传感器的输出将电池用膨胀阀的阀开度朝打开方向改变,由此,能高效地消除或抑制电池的冷却不均的产生、油返回变差。
在这种情况下,具体而言,若如技术方案3的发明那样,在从电池用热交换器流出的制冷剂的过热度SHbout大于规定的阈值SHbout1的情况下,控制装置基于出口传感器的输出将电池用膨胀阀的阀开度朝打开方向改变,则通过将阈值SHbout1设定为极小的值,能适当地消除或抑制电池的冷却不均的产生、油返回变差。
另一方面,通过如技术方案4的发明那样包括排出传感器,所述排出传感器用于对从压缩机排出的制冷剂的温度和压力进行检测,控制装置基于出口传感器的输出和排出传感器的输出,朝使从电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对电池用膨胀阀的阀开度进行控制,能防止因液体压缩而使压缩机损伤的不良情况于未然。
在这种情况下,具体而言,若如技术方案5的发明那样在从压缩机排出的制冷剂的过热度SHdis小于规定的阈值SHdis1的情况下,控制装置基于排出传感器的输出将电池用膨胀阀的阀开度朝关闭方向改变,则例如通过将阈值SHdis1设定为来自电池用热交换器的液体返回变多、压缩机中的液体压缩的危险性变高的值,能适当地消除从电池用热交换器吸入到压缩机的液体制冷剂的量变多从而引起液体压缩的不良情况于未然。
此外,通过如技术方案6的发明那样将储罐设置在从电池用热交换器的制冷剂出口至压缩机的制冷剂吸入侧的制冷剂回路,也能高效地消除流向压缩机的液体回流。
此外,根据技术方案7的发明的车用空调装置,包括:上述各发明的车辆的电池冷却装置;吸热器,所述吸热器用于使制冷剂吸热来对供给至车室内的空气进行冷却;以及室内膨胀阀,所述室内膨胀阀用于对流入所述吸热器的制冷剂进行减压,在位于电池用膨胀阀的制冷剂入口侧的分岔部连通连接有室内膨胀阀的制冷剂入口,在位于电池用热交换器的制冷剂出口侧的汇流部连通连接有吸热器的制冷剂出口,控制装置具有电池冷却模式、电池冷却+制冷模式和制冷模式,在所述电池冷却模式中,使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过电池用膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热,在所述电池冷却+制冷模式中,使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂在分岔部处分流,使分流后的一部分制冷剂通过电池用膨胀阀减压之后,在电池用热交换器中吸热,并使分流后的剩余制冷剂通过室内膨胀阀减压之后,在吸热器中吸热,在所述制冷模式中,使从压缩机排出的制冷剂在室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过室内膨胀阀减压之后,在吸热器中吸热,因此,能适当地实现由制冷剂实现的电池的冷却和车室内的制冷。
在这种情况下,若如技术方案8的发明那样在电池冷却+制冷模式中控制装置将室内膨胀阀的阀开度Veva固定为规定值Veva1,则例如将规定值Veva1设定为即使电池用膨胀阀的阀开度极小或电池用膨胀阀变成全闭的情况下流入室内膨胀阀的制冷剂的过冷却度也不会变得过大的值,能安全地持续车室内的制冷。
此外,通过如技术方案9的发明那样将出口传感器设置于比汇流部更靠电池用热交换器一侧的制冷剂回路,能准确地掌握从电池用热交换器流出的制冷剂的过热度SHbout。
附图说明
图1是包括本发明的电池冷却装置的一实施例的车用空调装置的结构图(制热模式)。
图2是作为图1的车用空调装置的控制装置的空调控制器的框图。
图3是对图1的车用空调装置的除湿制热模式进行说明的结构图。
图4是对图1的车用空调装置的除湿制冷模式、制冷模式进行说明的结构图。
图5是对图1的车用空调装置的电池冷却模式进行说明的图。
图6是对图1的车用空调装置的电池冷却+制冷模式进行说明的结构图。
图7是与由图2的空调控制器实现的辅助膨胀阀的控制相关的流程图。
图8是图1的车用空调装置的p-h线图。
图9是图1的车用空调装置的另一个p-h线图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1表示包括本发明的电池冷却装置61的一实施例的车用空调装置1的结构图。应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),在车辆装设有电池55(例如,锂电池),通过将从外部电源充电到电池55的电力供给至行驶用马达(电动马达)以进行驱动,从而进行行驶。此外,构成车用空调装置1的各设备也从电池55被供电而被驱动。
即,车用空调装置1在无法进行由发动机废热实现的制热的电动汽车中,通过具有制冷剂回路R的热泵装置HP进行车室内的制热,并且通过选择性地执行制冷、除湿以对车室内进行空气调节,同时还进行电池55的冷却。此外,作为车辆,并不局限于上述电动汽车,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,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(电动压缩机)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依次连接而构成热泵装置HP的制冷剂回路R,其中,上述压缩机2从电池55被供电并对制冷剂进行压缩,上述散热器4设置在供车室内空气通气循环的HVAC单体10的空气流通路径3内,并用于使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂经由制冷剂配管13G流入,并使该制冷剂散热以对供给至车室内的空气进行加热,上述室外膨胀阀6在制热时使制冷剂减压膨胀并由电动膨胀阀构成,上述室外热交换器7用于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冷凝器发挥功能,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膨胀阀构成,上述吸热器9设置在空气流通路径3内,并用于在制冷时(除湿时)使制冷剂从车室内外吸热以对供给至车室内的空气进行冷却。室外膨胀阀6、室内膨胀阀8使制冷剂减压膨胀,并且还能设为全开或全闭。
另外,在室外热交换器7设置有室外送风机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,即使在停车中(即、车速为0km/h),外部气体也会通风至室外热交换器7。
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的制冷剂配管13B一侧为流通方向,上述制冷剂配管13B与室内膨胀阀8连接。
此外,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A分岔,上述分岔后的制冷剂配管13D经由在制热时开放的电磁阀21而与位于吸热器9的制冷剂出口侧的制冷剂配管13C连通连接。此外,在比上述制冷剂配管13D的连接点更靠下游侧的制冷剂配管13C连接有止回阀20,比上述止回阀20更靠下游侧的制冷剂配管13C连接于储罐12,储罐12连接于压缩机2的制冷剂吸入侧。另外,止回阀20的储罐12一侧设为流通方向。
另外,散热器4的制冷剂出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6的近前分岔为制冷剂配管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而与室外热交换器7的制冷剂入口侧连接。此外,分岔出的另一个制冷剂配管13F经由除湿时开放的电磁阀22而与位于止回阀18的制冷剂下游侧且室内膨胀阀8的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B连通连接。
由此,制冷剂配管13F变成与室外膨胀阀6、室外热交换器7和止回阀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和止回阀18的旁通回路。
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设置有吸入切换挡板26,上述吸入切换挡板26将导入至空气流通路径3内的空气切换至作为车室内的空气的内部气体(内部气体循环)和作为车室外的空气的外部气体(外部气体导入)。此外,在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设置有室内送风机(鼓风扇)27,上述室内送风机27用于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内设置有空气混合挡板28,上述空气混合挡板28对流入上述空气流通路径3内并经过吸热器9之后的空气流通路径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中代表性地用吹出口29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。
另外,如前所述,车用空调装置1包括电池冷却装置61,所述电池冷却装置61用于通过制冷剂回路R的制冷剂从电池55吸热以对所述电池55进行冷却。在实施例中,电池55由多个单体55A~55D构成,它们并排设置在车辆的底板下。此外,在图1中,符号“64”是电池用热交换器。在上述电池用热交换器64均构成作为制冷剂流路的分配部64E、分别与上述分配部64E连通的多个热交换部64A~64D、与热交换器64A、64B连通的汇流部64F和与热交换部64C、64D连通的汇流部64G。
此外,各单体55A~55D分别能热传导地设置在各热交换部64A~64D上,如后文所述,通过流入各热交换部64A~64D内并蒸发的制冷剂以直接的热传导的方式被吸热而被冷却,但在作为上述这种结构的关系上,电池用热交换器64内的制冷剂流路变得复杂。
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13B的连接部的制冷剂下游侧且位于室内膨胀阀8的制冷剂上游侧的制冷剂配管13B的分岔部B1连通连接有分岔配管72的入口端。在上述分岔配管72设置有由电动膨胀阀构成的、作为电池用膨胀阀的辅助膨胀阀73。上述辅助膨胀阀73使流入电池用热交换器64的制冷剂减压膨胀,并且也能设为全闭。
此外,分岔配管72的出口端连接于电池用热交换器64的分配部64E。在电池用热交换器64的各汇流部64F、64G连接有制冷剂配管74的入口端,制冷剂配管74的出口端在止回阀20的制冷剂下游侧的、设置于储罐12近前(制冷剂上游侧)的制冷剂配管13C的汇流部B2处,与所述制冷剂配管13C连通连接。此外,这些辅助膨胀阀73、电池用热交换器64等构成车用空调装置1的制冷剂回路R的一部分。另一方面,热泵装置HP的压缩机2、室外热交换器7、储罐12、后述的空调控制器32等与辅助膨胀阀73、电池用热交换器64等一起构成本发明的电池冷却装置61的一部分。
在辅助膨胀阀73打开的情况下,从室外热交换器7流出的制冷剂(一部分或全部的制冷剂)在分岔部B1处分流并流入分岔配管27,在辅助膨胀阀73中减压之后,流入电池用热交换器64的分配部64E。流入分配部64E的制冷剂被分配至各热交换部64A~64D并在此蒸发。制冷剂在各热交换部64A~64D中流动的过程中从电池55的各单体55A~55D中吸热对它们进行冷却,随后,从热交换部64A、64B流入汇流部64F,并从热交换部64C、64D流入汇流部64G。随后,制冷剂从各汇流部64F、64G流出并流入制冷剂配管74而汇流,经过制冷剂配管13C流至储罐12,随后,被吸入至压缩机2。
即,储罐12变成设置于从电池用热交换器64的制冷剂出口直至压缩机2的制冷剂吸入侧的制冷剂回路R的形态。此外,分岔部B1位于辅助膨胀阀73的制冷剂入口侧,且变成室内膨胀阀8的制冷剂入口与上述分岔部B1连通连接的形态。另外,汇流部B2位于电池用热交换器64的制冷剂出口侧,且变成吸热器9的制冷剂出口与上述汇流部B2连通连接的形态。
接着,在图2中,符号“32”是负责车用空调装置1(包括电池冷却装置61)的控制的、作为控制装置的空调控制器32。上述控制器32由作为包括处理器的计算机的一例的微型计算机构成。
空调控制器32(控制装置)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、复合型的排出传感器42、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、例如光传感器式的日照传感器51、车速传感器52、空调操作部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的空气的温度进行检测,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,上述复合型的排出传感器42对从压缩机2排出的排出制冷剂的温度(排出温度Td)和压力(排出压力Pd)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的空气的温度或散热器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的空气的温度或吸热器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流出后的制冷剂的压力)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,上述空调操作部53用于对设定温度、空调运转的切换进行设定,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中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流出后的制冷剂的压力)进行检测。
此外,在空调控制器32的输入还连接有电池温度传感器76和复合型的出口传感器77的各输出,上述电池温度传感器76对电池55的温度(电池55自身的温度、或电池用热交换器64的温度:电池温度Tb)进行检测,上述出口传感器77对从电池用热交换器64流出的制冷剂的温度(出口温度Tbout)和压力(出口压力Pbout)进行检测。上述出口传感器77设置于比汇流部B2更靠电池用热交换器64一侧的制冷剂回路R的制冷剂配管74。
另一方面,空调控制器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21(制热)的各电磁阀和辅助膨胀阀73连接。此外,空调控制器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。空调控制器32(控制装置)在本实施例中切换执行制热模式、除湿制热模式、除湿制冷模式及制冷模式的各空调运转模式、电池冷却模式、电池冷却+制冷模式(包括电池冷却+除湿制冷模式),从而对车室内进行空气调节,并且对电池55进行冷却。
(1)制热模式
最初,参照图1对制热模式进行说明。图1中用实线箭头来表示制热模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动。当在冬季等外部气温低时通过空调控制器32(自动模式)或通过对空调操作部53的手动操作(手动模式)选择制热时,空调控制器32将电磁阀21(制热用)打开,并将电磁阀22(除湿用)关闭。此外,将室内膨胀阀8和辅助膨胀阀73设为全闭。
接着,使压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合挡板28设为对从室内送风机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(包括润滑用的油。下同)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流出之后,经过制冷剂配管13E、制冷剂配管13J流至室外膨胀阀6。流入室外膨胀阀6的制冷剂在该室外膨胀阀6中减压之后,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)。接着,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流至制冷剂配管13C,并经过上述制冷剂配管13C的止回阀20进入到储罐12,在该储罐12中被气液分离之后,气体制冷剂被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。由于在散热器4中加热后的空气从吹出口29吹出,因此,由此进行车室内的制热。
空调控制器32根据基于后述的目标吹出温度TAO算出的目标加热器温度TCO(散热器4的下风侧的空气温度的目标值)算出目标散热器压力PCO(散热器4的压力PCI的目标值),基于上述目标散热器压力PCO、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)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对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,并对散热器4的出口处的制冷剂的过冷却度进行控制。上述目标加热器温度TCO基本上设为TCO=TAO,但设有控制方面的规定限制。
(2)除湿制热模式
接着,参照图3对除湿制热模式进行说明。图3用实线箭头来表示除湿制热模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动。在除湿制热模式中,空调控制器32设为在上述制热运转的状态下将电磁阀22开放,并将室内膨胀阀8打开以使制冷剂减压膨胀的状态。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中减压之后,流入吸热器9并蒸发。
空调控制器32以将吸热器9的出口处的制冷剂的过热度维持为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。分流后流入制冷剂配管13J的剩余的制冷剂在室外膨胀阀6中减压之后,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,依次经过止回阀20和储罐12并被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。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。
空调控制器32基于根据目标加热器温度TCO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)除湿制冷模式
接着,参照图4对除湿制冷模式进行说明。图4用实线箭头来表示除湿制冷模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动。在除湿制冷模式中,空调控制器32设为将室内膨胀阀8打开而使制冷剂减压膨胀的状态,并将电磁阀21和电磁阀22关闭。此外,辅助膨胀阀73设为全闭。接着,使压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合挡板28设为对从室内送风机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。
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的制冷剂在该室外热交换器7中通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体而被空气冷却,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进入制冷剂配管13B,并流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压之后,流入吸热器9并蒸发。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和止回阀20流至储罐12,经过储罐12并被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。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。
空调控制器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)和根据目标加热器温度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,以获得由散热器4实现的必要的再次加热量。
(4)制冷模式
接着,对制冷模式进行说明。制冷剂回路R的流动与图4的除湿制冷模式相同。在夏季等执行的上述制冷模式中,空调控制器32在上述除湿制冷运转的状态下将室外膨胀阀6的阀开度设为全开。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。
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,此处几乎仅是经过,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6设为全开,因此,制冷剂就此经过室外膨胀阀6并经过制冷剂配管13J流入室外热交换器7,随后通过行驶或是利用由室外送风机15通风的外部气体而被空气冷却,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进入制冷剂配管13B,并流至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中减压之后,流入吸热器9并蒸发。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,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和止回阀20流至储罐12,经过储罐12并被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气从吹出口29吹出至车室内,因此,由此进行车室内的制冷。在上述制冷模式下,空调控制器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)对压缩机2的转速进行控制。
(5)空调运转模式的切换
空调控制器32根据下述式(I)对前述的目标吹出温度TAO进行计算。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)
在此,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所检测出的车室内空气的温度,K是系数,Tbal是基于设定温度Tset、日照传感器51所检测出的日照量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,并且上述目标吹出温度TAO随着外部气体温度Tam上升而下降。
此外,空调控制器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模式中的任一个空调运转模式。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模式,并进行切换。
(6)电池冷却模式
接着,参照图5对电池冷却模式进行说明。图5用实线箭头来表示电池冷却模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动。上述电池冷却模式是在电池55的充电过程中、行驶过程中电池温度Tb高于规定值(规定的高温度)时无需进行车室内的空气调节等情况下执行的。在电池冷却模式中,空调控制器32设为将辅助膨胀阀73打开而使制冷剂减压膨胀的状态,并将电磁阀21和电磁阀22关闭。另外,将室外膨胀阀6设为全开,并将室内膨胀阀8设为全闭。接着,使压缩机2和室外送风机15运转。另外,使室内送风机27停止。
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。在空气流通路径3内的空气并未通风至散热器4,因此,直接经过。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,经过全开的室外膨胀阀6流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂在该室外热交换器7中利用由室外送风机15通风的外部气体(或者行驶风)而被空气冷却,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流入制冷剂配管13B,并从分岔部B1流入分岔配管72直至辅助膨胀阀73。制冷剂在辅助膨胀阀73中减压之后,流入电池用热交换器64的分配部64E。
流入分配部64E的制冷剂如图5中的箭头所示那样被分配至各热交换部64A~64D并在此蒸发。制冷剂在各热交换部64A~64D中流动的过程中从电池55的各单体55A~55D中吸热对它们进行冷却,随后,从热交换部64A、64B流入汇流部64F,并从热交换部64C、64D流入汇流部64G。随后,制冷剂从各汇流部64F、64G流出并流入制冷剂配管74并且汇流,并在汇流部B2处进入制冷剂配管13C,随后,经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。由此,电池55被冷却。
空调控制器32基于电池温度传感器76所检测出的电池温度Tb及作为其目标值的目标电池温度TBO,以使电池温度Tb变成目标电池温度TBO的方式对压缩机2的转速进行控制。此外,空调控制器32基于出口传感器77所检测出的从电池用热交换器64流出的制冷剂的温度(出口温度Tbout)和压力(出口压力Pbout)以及排出传感器42所检测出的从压缩机2排出的制冷剂的温度(排出温度Td)和压力(排出压力Pd),对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制,关于此将在后文中详细叙述。
(7)电池冷却+制冷模式
接着,参照图6对电池冷却+制冷模式进行说明。图6用实线箭头来表示电池冷却+制冷模式中的制冷剂回路R的制冷剂的流动。上述电池冷却+制冷模式是在电池55的充电过程中存在车室内的制冷要求的情况(例如空调操作部53中选择制冷的情况)、或在进行车室内的制冷的同时在行驶过程中电池温度Tb变得比规定值(规定的高温度)高等情况下执行的。
在电池冷却+制冷模式中,空调控制器32设为将辅助膨胀阀73和室内膨胀阀8打开而使制冷剂减压膨胀的状态,并将电磁阀21和电磁阀22关闭。另外,将室外膨胀阀6设为全开。接着,使压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合挡板28设为对从室内送风机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。虽然,空气流通路径3内的空气通风至散热器4,但由于上述比例小(仅用于制冷时的再次加热),因此,此处几乎仅是经过,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,室外膨胀阀6设为全开,因此,制冷剂直接经过室外膨胀阀6流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂在该室外热交换器7中利用由室外送风机15通风的外部气体(或者行驶风)而被空气冷却,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流入制冷剂配管13B,并在分岔部B1处一部分被分流,流入分岔配管72直至辅助膨胀阀73。制冷剂在辅助膨胀阀73中减压之后,流入电池用热交换器64的分配部64E。
流入分配部64E的制冷剂如图5中的箭头所示那样被分配至各热交换部64A~64D并在此蒸发。制冷剂在各热交换部64A~64D中流动的过程中从电池55的各单体55A~55D中吸热对它们进行冷却,随后,从热交换部64A、64B流入汇流部64F,并从热交换部64C、64D流入汇流部64G。随后,制冷剂从各汇流部64F、64G流出并流入制冷剂配管74并且汇流,并在汇流部B2处进入制冷剂配管13C,随后,经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。由此,电池55被冷却。
另一方面,在分岔部B1处被分流的剩余制冷剂流至室内膨胀阀8,在该室内膨胀阀8中减压之后流入至吸热器9并蒸发。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,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及止回阀20并流至汇流部B2,并在此与来自电池用热交换器64的制冷剂汇流之后流至储罐12,经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气从吹出口29吹出至车室内,因此,由此进行车室内的制冷。
空调控制器32与前述的电池冷却模式同样地,基于电池温度传感器76所检测出的电池温度Tb及作为其目标值的目标电池温度TBO,以使电池温度Tb变成目标电池温度TBO的方式对压缩机2的转速进行控制。此外,空调控制器32同样地基于出口传感器77所检测出的从电池用热交换器64流出的制冷剂的温度(出口温度Tbout)和压力(出口压力Pbout)以及排出传感器42所检测出的从压缩机2排出的制冷剂的温度(排出温度Td)和压力(排出压力Pd),对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制,关于此将在后文中详细叙述。
另一方面,空调控制器32在上述电池冷却+制冷模式中,将室内膨胀阀8的阀开度Veva固定为规定值Veval。上述规定值Veval是即使在辅助膨胀阀73的阀开度例如为控制上的最小开度(极小开度)或辅助膨胀阀73全闭的情况下流入室内膨胀阀8的制冷剂的过冷却度也不会过大的值(考虑到制冷剂回路R的高压侧压力而在过冷却度被允许的范围内的值),其是通过预先实验求取的。
另外,如前所述,制冷模式是在除湿制冷模式的状态下将室外膨胀阀6设为全开的模式,因此,通过在上述电池冷却+制冷模式下以稍许打开的方式对室外膨胀阀6进行控制,空调控制器32还能执行进行电池55的冷却和车室内的除湿制冷的电池冷却+除湿制冷模式。例如,空调控制器32在电池55的充电过程中通过空调操作部53选择除湿制冷等情况下,执行上述电池冷却+除湿制冷模式,但在本申请中,电池冷却+除湿制冷模式也为包含在电池冷却+制冷模式中的概念。
(7)电池冷却模式、电池冷却+制冷模式中的辅助膨胀阀73的控制
接着,参照图7~图9,对在前述的电池冷却模式及电池冷却+制冷模式中空调控制器32所执行的辅助膨胀阀73的阀开度的控制进行详细叙述。
如前所述,电池用热交换器64内的制冷剂流路是复杂的流路,因此,流路阻力也变大,制冷剂的流动容易不均匀。因此,制冷剂在热交换部64A~64D中的、制冷剂大量流动的热交换部中不会完全蒸发,从此处流出的制冷剂不会达到达到过热度。另一方面,在制冷剂不易流动的热交换部中,因流入电池用热交换器64的制冷剂的量而使制冷剂完全蒸发,从此处流出的制冷剂的过热度变大,从而陷入电池55的单体的冷却不足的状态。即,在电池55的冷却中产生不均,从而产生冷却不足的单体的劣化。此外,溶解在制冷剂中并循环的油的返回也开始变差。
因此,空气控制器32通过基本上朝使从电池用热交换器64流出的制冷剂不达到过热度Shbout的方向对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制,以不产生冷却不足的热交换部。在这种情况下,当例如在使从电池用热交换器64流出的制冷剂达到了过热度Shbout的时候,空调控制器32将辅助膨胀阀73的阀开度朝打开的方向改变规定级数(日文:所定ステップ分)。
更具体而言,空调控制器32根据出口传感器77所检测出的从电池用热交换器64流出的制冷剂的温度(出口温度Tbout)和压力(出口压力Pbout),对从电池用热交换器64流出的制冷剂的过热度SHbout进行计算,并根据排出传感器42所检测出的从压缩机2排出的制冷剂的温度(排出温度Td)和压力(排出压力Pd),对从压缩机2流出的制冷剂的过热度SHdis进行计算,并基于这些过热度SHbout和过热度SHdis对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制。
接着,参照图7的流程图,对在电池冷却模式和电池冷却+制冷模式中空调控制器32所执行的辅助膨胀阀73的阀开度控制进行具体说明。空调控制器32在图7的步骤S1中从出口传感器77获取出口温度Tbout和出口压力Pbout,并从排出传感器42获取排出温度Td和排出压力Pd。
接着,在步骤S2中使用下述计算式(II)、(III)对从电池用热交换器64流出的制冷剂的过热度SHbout和从压缩机2排出的制冷剂的过热度SHdis进行计算。
SHbout=Tbout-f(Pbout)…(II)
SHdis=Td-f(Pd)…(III)
上述数学式(II)中的f(Pbout)是根据出口压力Pbout对饱和温度进行计算的计算式。即,过热度SHbout是基于出口温度Tbout-饱和温度计算出的。此外,上述数学式(III)中的f(Pd)是根据排出压力Pd对饱和温度进行计算的计算式。即,过热度SHdis是基于排出温度Td-饱和温度计算出的。
接着,空调控制器32在步骤S3中对从电池用热交换器64流出的制冷剂的过热度SHbout是否大于规定的阈值SHbout1进行判断。上述阈值SHbout1是极小的规定值,其是通过预先实验确定的,并预先设定于空调控制器32。
图8表示从电池用热交换器64流出的制冷剂中达到了过热度Shbout的状态下的制冷剂回路R的p-h线图(图中示为过热度SHbout)。在从电池用热交换器64流出的制冷剂中达到过热度Shbout且其值大于阈值SHbout1的情况下,空调控制器32从步骤S3进入步骤S4,将辅助膨胀阀73的阀开度朝打开的方向改变规定级数。由此,流入分岔配管72并流入电池用热交换器64的制冷剂量增加,因此,过热度SHbout朝下降或消失的方向变化。此外,制冷剂还充分流入目前达到了过热度的热交换部(64A~64D中的任一个),因此,该热交换部中的冷却不足也得以消除。
另一方面,若从电池用热交换器64流出的制冷剂中未达到过热度Shbout,则从电池用热交换器64流出的液体制冷剂的量增加,在储罐12中无法完全处理,就此被吸入至压缩机2的液体制冷剂变多。在此,图9表示从电池用热交换器64流出的制冷剂未达到过热度Shbout的状态下的制冷剂回路R的p-h线图。在从电池用热交换器64流出的制冷剂中未达到过热度Shbout的情况下,从电池用热交换器64流出的制冷剂的状态来到饱和蒸气线的内侧(图1中用X1来表示),并变得不清楚。另一方面,在上述状态下,从压缩机2排出的制冷剂的过热度SHdis逐渐下降(图中用过热度SHdis来表示)。
接着,在步骤S3中过热度SHbout为阈值SHbout1以下的情况下,空调控制器32进入步骤S5,接着对从压缩机2排出的制冷剂的过热度SHdis是否小于规定的阈值SHdis1进行判断。上述阈值Shdis1是来自电池用热交换器64的液体返回变多,即使具有储罐12,但在压缩机2中的液体压缩的危险性也变高的值,其是通过预先实验求取的,并预先设定于空调控制器32中。
在从压缩机2排出的制冷剂的过热度SHdis小于阈值SHdis1的情况下,空调控制器32从步骤S5进入步骤S6,并将辅助膨胀阀73的阀开度朝关闭的方向改变规定级数。由此,流入分岔配管72并流入电池用热交换器64的制冷剂量减少,因此,从电池用热交换器64流出并流入压缩机2的液体制冷剂的量也减少。
另外,在步骤S5中从压缩机2排出的制冷剂的过热度SHdis为阈值SHdis1以上的情况下,空调控制器32从步骤S5进入步骤S7,不改变辅助膨胀阀73的阀开度,而是维持当前的阀开度。
如以上详细叙述的那样,根据本发明,空调控制器32使从压缩机2排出的制冷剂在室外热交换器7中散热,并使散热后的所述制冷剂通过辅助膨胀阀73减压之后,在电池用热交换器64中吸热,并且基于出口传感器77的输出朝使从电池用热交换器64流出的制冷剂不达到过热度Shbout的方向对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制,因此,从电池用热交换器64流出的制冷剂未达到过热度SHbout,或者即使达到也是极小的。
由此,制冷剂在电池用热交换器64的整体或大致整体中蒸发,从而能从电池55的各单体55A~55D中吸热,因此,能消除或抑制在电池55的冷却中产生不均的不良情况,从而能高效地对电池55的整体进行冷却并抑制劣化。此外,油返回也变好,因此,还能避免压缩机2的烧毁于未然。
在这种情况下,在从电池用热交换器64流出的制冷剂达到了过热度SHbout的情况下,空调控制器32基于出口传感器77的输出将辅助膨胀阀73的阀开度朝打开方向改变,因此,能高效地消除或抑制电池55的冷却不均的产生、油返回变差。
尤其,在实施例中,在从电池用热交换器64流出的制冷剂的过热度SHbout大于规定的阈值SHbout1的情况下,空调控制器32基于出口传感器77的输出将辅助膨胀阀73的阀开度朝打开方向改变,因此,通过如实施例那样将阈值SHbout1设定为极小的值,能适当地消除或抑制电池55的冷却不均的产生、油返回变差。
此外,在实施例中,空调控制器32基于出口传感器77和排出传感器42的输出,朝使从电池用热交换器64流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对辅助膨胀阀73的阀开度进行控制,因此,还能避免因液体压缩使压缩机2损伤的不良情况于未然。
尤其,在实施例中,在从压缩机2排出的制冷剂的过热度SHdis小于规定的阈值SHdis1的情况下,空调控制器32基于排出传感器42的输出将辅助膨胀阀73的阀开度朝关闭的方向改变,因此,通过如实施例那样将阈值SHdis1设定为来自电池用热交换器64的液体返回变多、压缩机2中的液体压缩的危险性变高的值,能使从电池用热交换器64被吸入至压缩机2的液体制冷剂的量变多,从而适当地消除引起液体压缩的不良情况。
此外,在实施例中,在从电池用热交换器64的制冷剂出口至压缩机2的制冷剂吸入侧的制冷剂回路R设置储罐12,因此,能更高效地消除流向压缩机2的液体回流。
另外,在实施例中,空调控制器32能执行电池冷却模式、电池冷却+制冷模式和制冷模式,在上述电池冷却模式中,使从压缩机2排出的制冷剂在室外热交换器7中散热,并使散热后的上述制冷剂通过辅助膨胀阀73减压之后,在电池用热交换器64中吸热,在上述电池冷却+制冷模式中,使从压缩机2排出的制冷剂在室外热交换器7中散热,并使散热后的上述制冷剂在分岔部B1处分流,使分流后的一部分制冷剂通过辅助膨胀阀73减压之后,在电池用热交换器64中吸热,并使分流后的剩余制冷剂通过室内膨胀阀8减压之后,在吸热器9中吸热,在上述制冷模式中,使从压缩机2排出的制冷剂在室外热交换器7中散热,并使散热后的上述制冷剂通过室内膨胀阀8减压之后,在吸热器9中吸热,因此,能适当地实现由制冷剂实现的电池55的冷却和车室内的制冷。
在这种情况下,在实施例中,空调控制器32在电池冷却+制冷模式中将室内膨胀阀8的阀开度Veva固定为规定值Veva1,因此,通过如实施例那样将规定值Veva1设定为即使在辅助膨胀阀73的阀开度极小或是辅助膨胀阀73全闭的情况下,流入室内膨胀阀8的制冷剂的过冷却度也不会过大的值,能安全地持续车室内的制冷。
此外,通过如实施例那样将出口传感器77设置于比汇流部B1更靠电池用热交换器64一侧的制冷剂回路R,能准确地掌握从电池用热交换器64流出的制冷剂的过热度SHbout。
此外,实施例中说明的空调控制器32的结构、电池冷却装置61、车用空调装置1的热泵装置HP的结构并不局限于此,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行改变,这一点是自不必言的。
(符号说明)
1 车用空调装置;
2 压缩机;
4 散热器;
6 室外膨胀阀;
7 室外热交换器;
8 室内膨胀阀;
9 吸热器;
12 储罐;
32 空调控制器(控制装置);
44 排出传感器;
55 电池;
61 电池冷却装置;
64 电池用热交换器;
72 分岔配管;
73 辅助膨胀阀(电池用膨胀阀);
77 出口传感器;
B1 分岔部;
B2 汇流部;
R 制冷剂回路。
Claims (9)
1.一种车辆的电池冷却装置,其特征在于,包括:
压缩机,所述压缩机对制冷剂进行压缩;
室外热交换器,所述室外热交换器设置于车室外;
电池用热交换器,所述电池用热交换器设置成能与装设于车辆的电池之间热传导,并用于使制冷剂吸热以对所述电池进行冷却;
电池用膨胀阀,所述电池用膨胀阀用于使流入所述电池用热交换器的制冷剂减压;
出口传感器,所述出口传感器用于对从所述电池用热交换器流出的制冷剂的温度和压力进行检测;以及
控制装置,
所述控制装置使从所述压缩机排出的制冷剂在所述室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过所述电池用膨胀阀减压之后,在所述电池用热交换器中吸热,
并且基于所述出口传感器的输出,朝使从所述电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对所述电池用膨胀阀的阀开度进行控制。
2.如权利要求1所述的车辆的电池冷却装置,其特征在于,
在从所述电池用热交换器流出的制冷剂达到了过热度(SHbout)的情况下,所述控制装置基于所述出口传感器的输出将所述电池用膨胀阀的阀开度朝打开方向改变。
3.如权利要求2所述的车辆的电池冷却装置,其特征在于,
在从所述电池用热交换器流出的制冷剂的过热度(SHbout)大于规定的阈值(SHbout1)的情况下,所述控制装置基于所述出口传感器的输出将所述电池用膨胀阀的阀开度朝打开方向改变。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆的电池冷却装置,其特征在于,
包括排出传感器,所述排出传感器用于对从所述压缩机排出的制冷剂的温度和压力进行检测,
所述控制装置基于所述出口传感器的输出和所述排出传感器的输出,朝使从所述电池用热交换器流出的制冷剂不达到过热度SHbout的方向对所述电池用膨胀阀的阀开度进行控制。
5.如权利要求4所述的车辆的电池冷却装置,其特征在于,
在从所述压缩机排出的制冷剂的过热度(SHdis)小于规定的阈值(SHdis1)的情况下,所述控制装置基于所述排出传感器的输出,将所述电池用膨胀阀的阀开度朝关闭方向改变。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆的电池冷却装置,其特征在于,
包括储罐,所述储罐设置于从所述电池用热交换器的制冷剂出口至所述压缩机的制冷剂吸入侧的制冷剂回路。
7.一种车用空调装置,包括权利要求1至6中任一项所述的车辆的电池冷却装置,其特征在于,包括:
吸热器,所述吸热器用于使所述制冷剂吸热来对供给至车室内的空气进行冷却;以及
室内膨胀阀,所述室内膨胀阀用于对流入所述吸热器的制冷剂进行减压,
在位于所述电池用膨胀阀的制冷剂入口侧的分岔部连通连接有所述室内膨胀阀的制冷剂入口,在位于所述电池用热交换器的制冷剂出口侧的汇流部连通连接有所述吸热器的制冷剂出口,
所述控制装置具有电池冷却模式、电池冷却+制冷模式和制冷模式,
在所述电池冷却模式中,使从所述压缩机排出的制冷剂在所述室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过所述电池用膨胀阀减压之后,在所述电池用热交换器中吸热,
在所述电池冷却+制冷模式中,使从所述压缩机排出的制冷剂在所述室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂在所述分岔部处分流,使分流后的一部分制冷剂通过所述电池用膨胀阀减压之后,在所述电池用热交换器中吸热,并使分流后的剩余制冷剂通过所述室内膨胀阀减压之后,在所述吸热器中吸热,
在所述制冷模式中,使从所述压缩机排出的制冷剂在所述室外热交换器中散热,并使散热后的所述制冷剂通过所述室内膨胀阀减压之后,在所述吸热器中吸热。
8.如权利要求7所述的车用空调装置,其特征在于,
所述控制装置在所述电池冷却+制冷模式中将所述室内膨胀阀的阀开度(Veva)固定为规定值(Veva1)。
9.如权利要求7或8所述的车用空调装置,其特征在于,
所述出口传感器设置于比所述汇流部更靠所述电池用热交换器一侧的制冷剂回路。
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