CN114503337A - 冷却装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制产品成本，并且适当地对制冷剂的流量进行调节的冷却装置。冷却装置(10)具备：膨胀装置(14)，其使制冷剂膨胀；制冷剂分配装置(16)；多个上游侧制冷剂流路(20a,20b)；多个热交换单元(30a,30b)；多个下游侧制冷剂流路(22a,22b)；制冷剂合流装置(24)，其使流经多个下游侧制冷剂流路的制冷剂合流；一个热交换单元(30a)的制冷剂的流通量少于其他热交换单元(30b)的制冷剂的流通量，在与上述一个热交换单元(30a)连接的下游侧制冷剂流路(22a)设有对该下游侧制冷剂流路(22a)中的制冷剂的温度进行检测的下游侧检测装置(40)。

Description

冷却装置
技术领域
本发明对车辆用的多个电池进行冷却的冷却装置。
背景技术
搭载于车辆的电池在充电时被投入相对较大容量的电力而发热。如果电池由于该发热而导致热劣化，则存在其产品寿命缩短的可能。于是，进行电池的冷却。在专利文献1中公开了用于对电池进行冷却的冷却装置。
专利文献1的冷却装置具有多个热交换单元，能够同时对多个电池进行冷却。冷却装置与制冷循环连接，在进行电池的冷却时，在冷却装置的各热交换单元中流入在制冷循环中使用的制冷剂。在各热交换单元中与电池进行了热交换的制冷剂从冷却装置流出而通往制冷循环。
然而，在热交换单元中流动的制冷剂量的调节通过对在热交换单元的上游设置的膨胀阀的开度进行控制而进行。具体而言，对从热交换单元流出的制冷剂的状态进行检测，在制冷剂为气液混合状体的情况下，使膨胀阀的阀开度减小。另一方面，在从热交换单元流出的制冷剂全部气化，进一步具有规定值以上的过热度的情况下，使膨胀阀的阀开度变大。
在如专利文献1记载的冷却装置那样具有多个热交换单元的冷却装置中，分别对从多个热交换单元流出的制冷剂的状态进行检测，对膨胀阀的阀开度进行控制，以使得从任一热交换单元流出的制冷剂都不具有上述规定值以上的过热度。然而，如果分别相对于多个热交换单元设置检测装置，则冷却装置的产品成本上升。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：欧州专利申请公开第2945219号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种能够抑制产品成本并且适当地对在多个热交换单元中流动的制冷剂的流量进行调节的冷却装置。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明优选的一个实施方式，提供一种冷却装置，与制冷循环连接而对车辆用的多个电池进行冷却，其特征在于，具备：制冷剂导入部，其导入与所述电池进行热交换的制冷剂；膨胀装置，其使从所述制冷剂导入部导入的制冷剂膨胀；制冷剂分配装置，其具有供在所述膨胀装置膨胀的制冷剂流入的膨胀制冷剂流入部和多个分配制冷剂流出部，将从所述膨胀制冷剂流入部流入的制冷剂分配至所述多个分配制冷剂流出部；多个上游侧制冷剂流路，其分别与所述制冷剂分配装置的所述多个分配制冷剂流出部连接；多个热交换单元，其分别与所述多个上游侧制冷剂流路连接，使在各热交换单元中流动的制冷剂与对应的电池之间进行热交换；多个下游侧制冷剂流路，其分别与所述多个热交换单元连接而供与所述电池进行了热交换的制冷剂流入；制冷剂合流装置，其具有分别与所述多个下游侧制冷剂流路连接的多个合流制冷剂流入部而使流经所述多个下游侧制冷剂流路的制冷剂合流，并且使合流的制冷剂流出至所述制冷循环；以所述多个热交换单元中的一个热交换单元的制冷剂的流通量少于其他热交换单元的制冷剂的流通量的方式，形成所述多个分配制冷剂流出部、所述多个上游侧制冷剂流路、所述多个下游侧制冷剂流路以及所述多个合流制冷剂流入部，在与所述一个热交换单元连接的下游侧制冷剂流路设有对该下游侧制冷剂流路中的制冷剂的温度或温度和压力进行检测的下游侧检测装置。
发明的效果
根据本发明，提供一种能够抑制产品成本，并且适当地对在多个热交换单元中流动的制冷剂的流量进行调节的冷却装置。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的冷却装置的立体图。
图2是概略地表示图1所示的冷却装置构成的图。
图3是图1所示的热交换单元的概略侧面图。
图4是表示图1所示的制冷剂流路的连接部和节流部的分解立体图。
图5是表示图4所示的连接部的连接状态的纵剖视图。
图6是表示连接有图1所示的冷却装置的制冷循环的一个例子的回路图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是本发明的一个实施方式的冷却装置的立体图。图2是概略地表示图1所示的冷却装置的构成的图。图3是图1所示的热交换单元的概略侧面图。图4是表示图1所示的制冷剂流路的连接部和节流部的分解立体图。图5是表示图4所示的连接部的连接状态的纵剖视图。图6是表示连接有图1所示的冷却装置的制冷循环的一个例子的回路图。
需要说明的是，图1至图6中记载的箭头表示制冷剂的流动和状态。本说明书中的“上游侧”和“下游侧”的用语是以制冷剂的流动方向为基准的“上游侧”和“下游侧”。
冷却装置10是对车辆用的多个电池B进行冷却的装置。冷却装置10如图6所示那样与制冷循环1连接。而且，在制冷循环1中使用的热介质作为制冷剂在冷却装置10的内部流动。通过该制冷剂与电池B进行热交换，冷却装置10能够对电池B进行冷却。
制冷剂是通过从冷却对象物夺取与从液相到气相的相变化时的气化热相当的热而对冷却对象物进行冷却的流体。具体地说，作为制冷剂，能够使用车辆用空调装置用制冷剂，例如从以往就被广泛使用的HFC－134a、符合近年EU规定的HFO－1234yf等。
冷却装置10包含制冷剂导入部12、膨胀装置14、制冷剂分配装置16、多个上游侧制冷剂流路20a,20b、多个热交换单元30a,30b、多个下游侧制冷剂流路22a,22b、制冷剂合流装置24、制冷剂导出部27，从制冷循环1导入的制冷剂在冷却装置10内依次流动。并且，冷却装置10如图1和图2所示，优选具备连接器28，该连接器28具备制冷剂导入部12和制冷剂导出部27。能够使向制冷循环1的连接作业简化。
制冷剂导入部12是与制冷循环1连接的制冷剂的流路。在图2中，制冷剂导入部12以管路表示，但不限于此。例如，在连接器28与膨胀装置14不经由管路而直接连接的情况下，形成于连接器28的贯通孔成为制冷剂导入部12。通过制冷剂导入部12，在制冷循环1中流动的制冷剂被导入至冷却装置10。
膨胀装置14例如是电子膨胀阀。膨胀装置14使从制冷剂导入部12导入的制冷剂膨胀。膨胀装置14的阀开度能够调节，与该阀开度对应的流量制冷剂从膨胀装置14向制冷剂分配装置16流出。膨胀装置14的阀开度如图6所示那样，受ECU(Electronic Control Unit)60控制。
制冷剂分配装置16将在膨胀装置14中膨胀的制冷剂分配至多个上游侧制冷剂流路20a,20b。具体地说，如图2所示，制冷剂分配装置16具有供在膨胀装置14中膨胀的制冷剂流入的膨胀制冷剂流入部17、多个分配制冷剂流出部18a,18b，并且将从膨胀制冷剂流入部17流入的制冷剂分配至多个分配制冷剂流出部18a,18b。多个分配制冷剂流出部18a,18b与多个上游侧制冷剂流路20a,20b连接。
多个上游侧制冷剂流路20a,20b配置于制冷剂分配装置16与多个热交换单元30a,30b之间。多个上游侧制冷剂流路20a,20b的上游侧端部分别与制冷剂分配装置16的多个分配制冷剂流出部18a,18b连接。并且，多个上游侧制冷剂流路20a,20b的下游侧端部分别与多个热交换单元30a,30b连接。在图示的例子中，上游侧制冷剂流路20a,20b分别具有：第一上游侧制冷剂流路20a1,20b1，其上游侧端部与分配制冷剂流出部18a,18b连接；第二上游侧制冷剂流路20a2,20b2，其下游侧端部与热交换单元30a,30b连接。如图4和图5所示，在第一上游侧制冷剂流路20a1,20b1的下游侧端部形成雌型嵌合部20m。并且，在第二上游侧制冷剂流路20a2,20b2的上游侧端部形成雄型嵌合部20n。然后，通过使雌型嵌合部20m和雄型嵌合部20n嵌合，使与第一上游侧制冷剂流路20a1,20b1和对应的第二上游侧制冷剂流路20a2,20b2分别形成一个上游侧制冷剂流路20a,20b。
多个热交换单元30a,30b分别与对应的上游侧制冷剂流路20a,20b连接。各热交换单元30a,30b包含一个以上(在图示例中为一个)的热交换器31。如图3所示，热交换器31具有：共同作为中空管状部件构成的第一总管(集合管)32和第二总管(集合管)33、配置在第一总管32与第二总管33之间的多个(图示例中为三个)支支管34。
多个支支管34沿铅垂方向排列，并且各自的流路在水平方向上延伸。优选第一支管34A与第二支管34B相比位于上方。第一总管32和第二总管33相互平行，并且沿铅垂方向配置。
第一总管32具有：制冷剂流入部(入口)35，其与对应的上游侧制冷剂流路20a,20b的下游侧端部连接而使与电池B进行热交换的制冷剂流入；制冷剂流出部(出口)36，其使与电池B进行了热交换的制冷剂流出。第一总管32的内部被划分壁37分割为制冷剂流入部35侧的上侧空间和制冷剂流出部36侧的下侧空间。
多个支管34被分类为：一个以上的第一支管34A，其用于使制冷剂从第一总管32流向第二总管33；一个以上的第二支管34B，其用于使制冷剂从第二总管33流向第一总管32。在图1至图3所示的例子中，在各热交换器31设有两个第一支管34A和一个第二支管34B。第一支管34A的第一总管32侧的端部与制冷剂流入部35侧的上侧空间连接。并且，第二支管34B的第一总管32侧的端部与制冷剂流出部36侧的下侧空间连接。在这样的热交换器31中，流入第一总管32的上侧空间的制冷剂在两个第一支管34A内平行流动，在流入第二总管33之后，在第二支管34B内流动而向第一总管32的下侧空间流入。
热交换器31的支管34、第一总管32和第二总管33能够由高热传导性材料、例如铝合金形成。并且，多个支管34由于制造技术上的原因(挤压模具的费用、钎焊的均匀性等)而优选具有彼此相同的形状尺寸。各支管34的侧面直接或间接(优选为直接)地与对应的电池B(电池模组)的表面热接触。
在图3中，各支管34(34A,34B)与电池B重叠的部分(隐藏在支管34背后的电池B的部分)的面积为一个支管34与电池B的热交换面的面积(以下也称为“热交换面积”)。在图3中，由于支管34具有彼此相同的形状尺寸，因而各支管的热交换面积取彼此相等的值A(“A”为适当的正数)。因此，整个热交换器31的热交换面积为3A。
热交换单元30a,30b在制冷剂通过其内部时作为蒸发器发挥作用。即，从膨胀装置14流出的制冷剂在流入第一总管32的上侧空间时为液体状态或者包含充足量的液体的气液混合状态，在通过热交换单元30a,30b时通过与电池B进行热交换而气化，通过气化热而从电池B夺取热。希望在热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量被调节为在通过第二支管34B时制冷剂不会全部气化且具有规定值以上的过热度。这是由于在热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量过少而在通过第二支管34B之前制冷剂全部气化且具有规定值以上的过热度的情况下，不能充分地对电池B进行冷却。并且，在热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流通量过多而大部分制冷剂没有在热交换单元30a,30b气化而维持液状的情况下，大量液状的制冷剂被吸入后述制冷循环1的压缩机C而存在压缩机C发生故障的可能。
多个下游侧制冷剂流路22a,22b如图2所示，配置于多个热交换单元30a,30b与制冷剂合流装置24之间。多个下游侧制冷剂流路22a,22b的上游侧端部分别与多个热交换单元30a,30b(具体地说与第一总管32的制冷剂流出部36)连接。并且，多个下游侧制冷剂流路22a,22b的下游侧端部与制冷剂合流装置24连接。在图示的例子中，各下游侧制冷剂流路22a,22b具有：第一下游侧制冷剂流路22a1,22b1，其上游侧端部与热交换单元30a,30b连接；第二下游侧制冷剂流路22a2,22b2，其下游侧端部与制冷剂合流装置24连接。如图4和图5所示，在第一下游侧制冷剂流路22a1,22b1的下游侧端部形成有雄型嵌合部22n，在第二下游侧制冷剂流路22a2,22b2的上游侧端部形成雌型嵌合部22m。而且，通过使雌型嵌合部22m与雄型嵌合部22n嵌合而使第一下游侧制冷剂流路22a1,22b1和对应的第二下游侧制冷剂流路22a2,22b2分别形成一个下游侧制冷剂流路22a,22b。
制冷剂合流装置24使流经多个下游侧制冷剂流路22a,22b的制冷剂合流，并使合流的制冷剂向制冷循环1流出。具体地说，如图2所示，制冷剂合流装置24具有分别与多个下游侧制冷剂流路22a,22b的下游侧端部连接的多个合流制冷剂流入部25a,25b和使合流的制冷剂流出的合流制冷剂流出部26。
制冷剂导出部27是与制冷循环1连接的制冷剂的流路。在图2中，制冷剂导出部27的一方的端部作为与制冷剂合流装置24的合流制冷剂流出部26连接的管路表示，但不限于此。例如，在连接器28与膨胀装置14没有经由管路而直接连接的情况下，形成于连接器28的贯通孔成为制冷剂导出部27。在多个热交换单元30a,30b中流动而来的制冷剂在制冷剂合流装置24合流之后，通过制冷剂导出部27而被导向制冷循环1。
然而，如上所述，在热交换单元中流动的制冷剂的流量过少而在通过热交换单元之前制冷剂全部气化(制冷剂的湿度为0％)进而具有规定值以上的过热度的情况下，不能充分地对电池进行冷却。另一方面，如果在热交换单元中流动的制冷剂的流量过多而大量的液状制冷剂从热交换单元流出而被压缩机吸引，则存在压缩机发生故障的可能。因此，在具有多个热交换单元的冷却装置中，希望从膨胀装置流出的制冷剂的流通量成为从任一热交换单元流出的制冷剂都不具有规定值以上过热度的最小限度。需要说明的是，从热交换单元流出的制冷剂的湿度和过热度能够通过对流入该热交换单元的制冷剂的温度和从该热交换单元流出的制冷剂的温度进行比较来检测。或者，能够通过对从该热交换单元流出的制冷剂的温度和压力进行检测来检测。
在这里，作为被多个热交换单元冷却的多个电池，使用规格彼此相同的电池(即期待在相同条件充电的情况下发热量彼此相同)，并且，即使多个热交换单元的热交换面积彼此相等，也存在在多个热交换单元中流动的制冷剂的状态不均一的情况。这是由于，在膨胀装置14中通过隔热膨胀而成为气体和液体的二相混合状态的制冷剂在制冷剂分配装置16被分配至多个分配制冷剂流出部18a,18b时，存在流量发生少许偏差的情况。即，在多个热交换单元30a,30b中的任一方中流动的制冷剂的流通量不足的情况下，存在仅在一方的热交换单元中成为制冷剂具有过热度的状态的情况。并且，在这样的情况下，处于制冷剂具有过热度状态的热交换单元并不必须为相同的热交换单元。即，存在在某一条件下一个热交换单元处于制冷剂具有过热度状态，而在另一条件下，不是上述一个热交换单元而是其他热交换单元处于制冷剂具有过热度状态的情况。这是由于，制冷剂分配装置16中的制冷剂的分配比在气液二相状态的情况下容易发生变动。因此，为使从任一热交换单元流出的制冷剂都不具有规定值以上的过热度，需要对从各热交换单元流出的制冷剂的状态进行检测，基于该状态对在多个热交换单元中流动的制冷剂的流通量进行调节。具体而言，需要在所有与多个热交换单元连接的多个下游侧制冷剂流路设置对在该下游侧制冷剂流路中流动的制冷剂的湿度和过热度进行检测的检测装置，基于这些检测装置的检测结果而对膨胀装置的阀开度进行调节。然而，如果在所有下游侧制冷剂流路都设置检测装置，则冷却装置的产品成本上升。
考虑到这一点，本实施方式的冷却装置10致力于抑制冷却装置10的产品成本，并且努力使在多个热交换单元中流动的制冷剂的流通量成为适当的值(具体地说，为使从任一热交换单元流出的制冷剂都不具有规定值以上的过热度的最小限度的流通量)。
具体而言，在本实施方式的冷却装置10中，以多个热交换单元30a,30b中的一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于其他热交换单元30b的制冷剂的流通量的方式形成多个制冷剂流路20a,20b,22a,22b。由此，在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流通量不足的情况下，在上述一个热交换单元30a中制冷剂一定具有规定值以上的过热度。另外，在与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a中，设有用于对从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的湿度和过热度进行检测的下游侧检测装置40。
通过使冷却装置10以这种方式构成，在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流通量不足的情况下，在特定的热交换单元30a中制冷剂一定具有过热度。并且，对从该特定的热交换单元30a流出的制冷剂的湿度和过热度进行检测，如果以该制冷剂的湿度为0％且过热度为规定值以上的方式对膨胀装置14的阀开度进行调节，则即使不在与所有热交换单元30a,30b连接的所有下游侧制冷剂流路22a,22b设置检测装置，也能够使在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流通量为适当的值。具体而言，能够使在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂均成为不具有规定值以上的过热度的最小限度的量。
在图示的例子中，为使上述一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于上述其他热交换单元30b的制冷剂的流通量，冷却装置10如下所述地构成。即，以使与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a和与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的下游侧制冷剂流路22b以及与该下游侧制冷剂流路22b连接的合流制冷剂流入部25b的最小流路剖面积的方式形成下游侧制冷剂流路22a。需要说明的是，作为上述一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于上述其他热交换单元30b的制冷剂的流通量的冷却装置10的构成，并不限于上述情况。可以以使与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a和与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的上游侧制冷剂流路20b和与该上游侧制冷剂流路20b连接的分配制冷剂流出部18b的最小流路剖面积的方式形成上游侧制冷剂流路20a。
为使与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a以及与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的下游侧制冷剂流路22b以及与该下游侧制冷剂流路22b连接的合流制冷剂流入部25b的最小流路剖面积，在与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a设有规定该下游侧制冷剂流路22a以及该合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积的节流部45。需要说明的是，在使与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a以及与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的上游侧制冷剂流路20b以及与该上游侧制冷剂流路20b连接的分配制冷剂流出部18b的最小流路剖面积的情况下，可以在与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a设置规定该上游侧制冷剂流路20a以及该分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积的节流部45。
但是，根据本申请发明人的见解，对在上述一个热交换单元30a的下游侧(下游侧制冷剂流路22a)设置节流部45的情况与在上述一个热交换单元30a的上游侧(上游侧制冷剂流路20a)设置节流部45的情况进行比较，能够更加适当地对在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量进行调节。具体而言，对在上述一个热交换单元30a的下游侧设置节流部45的情况与在上述一个热交换单元30a的上游侧设置节流部45的情况进行比较，能够使相对于节流部45的流路剖面积的节流量(最小流路剖面积的减少量)的流入上述一个热交换单元30a的制冷剂的减少量减小。制冷剂通过在热交换单元30a吸热而体积增加，在相对于热交换单元30a的上游侧而下游侧的流速变快时，通过在上述一个热交换单元30a的下游侧设置节流部45，容易发挥作为通路阻力体的功能。因此，能够使在上述一个热交换单元30a中流动的制冷剂和在上述其他热交换单元30b中流动的制冷剂流通量的差变大，即使制冷剂分配装置16中的制冷剂的分配比发生变动，也能够可靠地成为一个热交换单元30a容易产生过热度的情况。而且，如果使从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的湿度为0％的方式对在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量进行调节，也能够充分地降低从上述其他热交换单元30b流出的制冷剂的湿度。其结果是，能够有效地防止湿度高的制冷剂被压缩机C吸入而压缩机C发生故障的情况。
需要说明的是，在多个热交换单元30a,30b的热交换面积彼此相等、多个电池B为彼此相同规格的电池的情况下，优选节流部45对下游侧制冷剂流路22a的流路剖面积的节流量如下所述地决定。即，为了能够可靠地得到上述流通量的差，并且防止相对于制冷剂的通路阻力变得过大，优选与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a和与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积为与上述其他热交换单元30b连接的下游侧制冷剂流路22b以及与该下游侧制冷剂流路22b连接的合流制冷剂流入部25b的最小流路剖面积的50％～90％，更优选的是60％～80％，最优选的是70％。
需要说明的是，在将节流部45配置于一个热交换单元30a的上游侧的情况下，由于与配置于下游侧的情况相比制冷剂的流速慢，因而优选的最小剖面积的范围不同。即，优选以与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a以及与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积为与上述其他热交换单元30b连接的上游侧制冷剂流路20b以及与该上游侧制冷剂流路20b连接的分配制冷剂流出部18b的最少流路剖面积的40％～80％，更优选的是50％～70％，最优选的是60％。
在图4和图5所示的例子中，节流部45具有与下游侧制冷剂流路22a分体形成的垫圈形状，配置于在第一下游侧制冷剂流路22a1,22b1的下游侧端部形成的雄型嵌合部22n和在第二下游侧制冷剂流路22a2,22b2的上游侧端部形成的雌型嵌合部22m之间。通过使节流部45与下游侧制冷剂流路22a分体形成，在组装冷却装置10时，考虑搭载冷冻装置10的车辆的种类和销售地区的气象条件等，能够配置适当节流量的节流部45。
下游侧检测装置40在图1所示的例子中，对在上述下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的温度进行测定。具体地说，下游侧检测装置40是对上述下游侧制冷剂流路22a的表面温度进行检测的温度传感器。需要说明的是，为了能够通过对下游侧制冷剂流路22a的表面温度进行检测而对在下游侧制冷剂流路22a的内部流动的制冷剂的温度进行测定，下游侧制冷剂流路22a由高热传导性材料、例如铝合金形成。通过将通过下游侧检测装置40检测到的与温度相关的信息输入到ECU60，ECU60能够判定从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的湿度和过热度，从而能够调节膨胀装置14的阀开度。需要说明的是，在图示的例子中，ECU60通过对流入上述一个热交换单元30a的制冷剂的温度和从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的温度进行比较，从而判定从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的湿度和过热度。因此，在图示的例子中，冷却装置10进一步具备上游侧检测装置50，该上游侧检测装置50对在膨胀装置14膨胀之后且流入热交换单元30a,30b之前的制冷剂的温度进行检测。具体地说，上游侧检测装置50是对上述上游侧制冷剂流路20a的表面温度进行检测的温度传感器。需要说明的是，为了能够通过检测上游侧制冷剂流路20a的表面温度来检测在上游侧制冷剂流路20a的内部流动的制冷剂的温度，上游侧制冷剂流路20a由高热传导性材料、例如铝合金形成。通过将上游侧检测装置50检测的与温度相关的信息输入到ECU60，ECU60能够对流入上述一个热交换单元30a的制冷剂的温度和从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的温度进行比较。
以下，参照图6，对与制冷循环1连接的冷却装置10的作用进行说明。图6表示的是上述冷却装置10与车辆用空调装置的制冷循环1连接的一个例子。制冷循环1具有设置于制冷剂循环路2的室外热交换器3、室内热交换器4、压缩机C、膨胀阀5。室外热交换器3例如设置于车辆的前格栅背后。室内热交换器4例如设置在空调装置的送风路内。通过车辆用空调装置，使用本领域技术人员周知的方法进行车辆室内的空气调节。
在与设定于制冷剂循环路2上的分流点2a和合流点2b连接的管路6连接冷却装置10的制冷剂导入部12和制冷剂导出部27。优选膨胀阀5具有作为截断阀的功能。
电池B的快速充电通常在车辆的停止(驻车)中进行。在电池B的快速充电时不需要使制冷剂向室内热交换器4流动的情况下，膨胀阀5作为截断阀发挥作用。因此，此时，由室外热交换器3、冷却装置10和压缩机C构成用于对电池B进行冷却的制冷循环。在电池B的快速充电时，在需要使制冷剂向室内热交换器4流动的情况下，膨胀阀5和冷却装置10的膨胀装置14作为膨胀阀发挥作用。因此，此时，从压缩机C排出的制冷剂通过室外热交换器3而在分流点2a分流，一方的制冷剂向膨胀阀5和室内热交换器4流动，另一方的制冷剂向冷却装置10流动。之后，两股制冷剂流在合流点2b合流而被压缩机C吸入。因此，此时也构成用于对电池B进行冷却的制冷循环。
冷却装置10的多个热交换单元30a,30b作为电池B冷却用的制冷循环1中的蒸发器作用。在图6所示的制冷循环1中，低温低压的气体状态的制冷剂流入(被吸入)压缩机C，在压缩机C中被压缩而成为高温高压的气体状态。接下来，制冷剂通过在作为凝结器发挥作用的室外热交换器3与周围空气(外部气体)进行热交换而被冷却，成为中温高压的液体。接下来，制冷剂在通过冷却装置10的膨胀装置14时膨胀而成为低温低压的液体或气液混合流体。接下来，制冷剂被制冷剂分配装置16分配至多个上游侧制冷剂流路20a,20b。接下来，制冷剂流入作为蒸发器发挥作用的多个热交换单元30a,30b。制冷剂在通过热交换单元30a,30b时，通过与电池B发生热交换而气化，利用气化热从电池B夺取热而成为低温低压的气体。接下来，制冷剂流入多个下游侧制冷剂流路22a,22b，在制冷剂合流装置24合流。接下来，制冷剂从制冷剂导出部27流入管路6而再次返回(被吸入)压缩机C而被压缩。
在与一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a和下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的温度常时被上游侧检测装置50和下游侧检测装置40检测，检测到的与温度相关的信息被发送到ECU60。EUC60基于从上游侧检测装置50和下游侧检测装置40得到的信息，判定在下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的湿度和过热度，基于判定结果而对膨胀装置14的阀开度进行调节。具体地说，ECU60在判定为在下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的过热度为规定值以上的情况下，对膨胀装置14进行控制使其阀开度变大。由此，使通往热交换器30a的制冷剂的流量增加，使在下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的过热度低于规定值。并且，ECU60在判定在下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的湿度为0％并且过热度小于规定值的情况下，对膨胀装置14进行控制以维持其阀开度。并且，ECU60在判定在下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的湿度大于0％的情况下，对膨胀装置14进行控制从而进一步缩小其阀开度。由此，减少通往热交换器30a的制冷剂的流量，减少在下游侧制冷剂流路22a中流动的液态制冷剂，从而避免压缩机C的故障。
以上，参照图1至图6，对本实施方式的冷却装置10进行了说明，但冷却装置10的整体构成不限于上述情况。在图1至图6所示的冷却装置10的整体构成中，能够实施各种变更。
例如，在图示的例子中，以多个热交换单元30a,30b中的一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于其他热交换单元30b的制冷剂的流通量的方式形成多个制冷剂流路20a,20b,22a,22b，但不限于此。也可以以上述一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于其他热交换单元30b的制冷剂的流通量的方式形成多个分配制冷剂流出部18a,18b或多个合流制冷剂流入部25a,25b。在该情况下，在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流通量不足的情况下，在多个热交换单元30a,30b中，在上述一个热交换单元30a中一定成为制冷剂具有规定值以上的过热度的情况。
并且，在该情况下，为了使上述一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于上述其他热交换单元30b的制冷剂的流通量，可以使冷却装置10如下所述地构成。即，可以以与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a和与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的下游侧制冷剂流路22b和与该下游侧制冷剂流路22b连接的合流制冷剂流入部25b的最小流路剖面积的方式形成合流制冷剂流入部25a。或者，以与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a和与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的上游侧制冷剂流路20b和与该上游侧制冷剂流路20b连接的分配制冷剂流出部18b的最小流路剖面积的方式形成分配制冷剂流出部18a。
具体地说，可以在上述合流制冷剂流入部25a设置规定与该合流制冷剂流入部25a和该合流制冷剂流入部25a所连接的下游侧制冷剂流路22a的最小流路剖面积的节流部45。或者，可以在上述分配制冷剂流出部18a设置规定该分配制冷剂流出部18a和与该分配制冷剂流出部18a连接的上游侧制冷剂流路20a的最小流路剖面积的节流部45。
需要说明的是，如上所述，将在上述一个热交换单元30a的下游侧设置节流部45的情况与在上述一个热交换单元30a的上游侧设置节流部45的情况进行比较，能够更加适当地对在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量进行调节。因此，在将节流部45设置于与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a或者与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的情况与将节流部45设置于与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a或者与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的情况进行比较，能够更加适当地对在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量进行调节。
并且，在上述例子中，虽然节流部45与下游侧制冷剂流路22a分体形成，但是也可以一体形成。并且，在上游侧制冷剂流路20a、分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a设置节流部45的情况下，节流部45可以与上游侧制冷剂流路20a、分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a分体形成，也可以一体形成。需要说明的是，在节流部45与上游侧制冷剂流路20a、下游侧制冷剂流路22a、分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a分体形成的情况下，能够在组装冷却装置10时，考虑搭载冷冻装置10的车辆的种类和销售地区的气象条件等而配置合适的节流量的节流部45。并且，在节流部45与上游侧制冷剂流路20a、下游侧制冷剂流路22a、分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a一体形成的情况下，在组装冷却装置10时，能够防止将节流部45配置到错误位置，并且能够减少组装的工时。
并且，在上述的例子中，下游侧检测装置40和上游侧检测装置50为温度传感器，但不限于此。下游侧检测装置40和上游侧检测装置50可以分别为对在下游侧制冷剂流路22a和上游侧制冷剂流路20a中流动的制冷剂的压力和温度进行检测的压力温度传感器。并且，在上述例子中，不限于冷却装置10包含上游侧检测装置50的情况。例如在下游侧制冷剂流路22a为压力温度传感器的情况下，冷却装置10可以不包含上游侧检测装置50。在该情况下，ECU60基于下游侧检测装置40检测到的压力和温度的信息，判定在下游侧制冷剂流路22a中流动的制冷剂的湿度和过热度。并且，在膨胀装置14或制冷剂分配装置16自身具有对在膨胀装置14中膨胀后的制冷剂的温度或压力进行检测的功能的情况下，冷却装置10可以不包含上游侧检测装置50。
另外，在图示的例子中，冷却装置10包含两个热交换单元30a,30b，但不限于此。冷却装置10可以包含三个以上的热交换单元。
在冷却装置10包含三个以上的整数即N个热交换单元的情况下，节流部45可以设置于与2个以上N－1个以下的多个热交换单元连接的多个上游侧制冷剂流路或多个下游侧制冷剂流路，或者可以设置于与该多个制冷剂流路连接的多个分配制冷剂流出部或多个合流制冷剂流入部。并且，下游侧检测装置40可以设置于与上述2个以上N－1个以下的热交换单元连接的多个下游侧制冷剂流路。而且，在该情况下，可以基于在与上述2个以上N－1个以下的热交换单元连接的多个下游侧制冷剂流路中流动的制冷剂的湿度和过热度，对膨胀装置14的阀开度进行调节。但是，如果将节流部45设置于仅与多个热交换单元中的仅一个热交换单元连接的仅一个下游侧制冷剂流路或仅一个上游侧制冷剂流路，或者，与该制冷剂流路连接的仅一个分配制冷剂流出部或仅一个合流制冷剂流入部，将下游侧检测装置40设置于与上述仅一个热交换单元连接的仅一个下游侧制冷剂流路，则能够最有效地抑制下游侧检测装置40的成本。
并且，在图示的例子中，各热交换单元30a,30b包含单个的热交换器31，但并不限于此。各热交换单元30a,30b可以由彼此流体连通的多个热交换器31构成。
并且，虽然对热交换器31的多个支管34在铅垂方向上排列的情况进行了说明，但是也可以在水平方向上排列。与车辆的布局相对应而适当地选择多个支管34的排列方向。
如上所述，根据本实施方式及其变形例，与制冷循环1连接而对车辆用的多个电池B进行冷却的冷却装置10，具备：制冷剂导入部12，其导入与电池B进行热交换的制冷剂；膨胀装置14，其使从制冷剂导入部12导入的制冷剂膨胀；制冷剂分配装置16，其具有供在膨胀装置14膨胀的制冷剂流入的膨胀制冷剂流入部17和多个分配制冷剂流出部18a,18b，将从膨胀制冷剂流入部17流入的制冷剂分配至多个分配制冷剂流出部18a,18b；多个上游侧制冷剂流路20a,20b，其分别与制冷剂分配装置16的多个分配制冷剂流出部18a,18b连接；多个热交换单元30a,30b，其分别与多个上游侧制冷剂流路20a,20b连接，使在各热交换单元中流动的制冷剂与对应的电池B之间进行热交换；多个下游侧制冷剂流路22a,22b，其分别与多个热交换单元30a,30b连接而供与电池B进行了热交换的制冷剂流入；制冷剂合流装置24，其具有分别与多个下游侧制冷剂流路22a,22b连接的多个合流制冷剂流入部25a,25b而使流经多个下游侧制冷剂流路22a,22b的制冷剂合流，并且使合流的制冷剂流出至制冷循环1。而且，以多个热交换单元30a,30b中的一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于其他热交换单元30b的制冷剂的流通量的方式形成多个分配制冷剂流出部18a,18b、多个上游侧制冷剂流路20a,20b、多个下游侧制冷剂流路22a,22b或者多个合流制冷剂流入部25a,25b，在与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a设有对该下游侧制冷剂流路22a中的制冷剂的温度或温度和压力进行检测的下游侧检测装置40。
通过以这种方式构成冷却装置10，在流经多个热交换单元30a,30b的制冷剂的流通量不足的情况下，在特定的热交换单元30a中制冷剂一定具有过热度。而且，如果通过下游侧检测装置40对从该特定的热交换单元30a流出的制冷剂的湿度和过热度进行检测，以该制冷剂的湿度为0％且过热度不成为规定值以上的方式对膨胀装置14的阀开度进行调节，即使不在与所有热交换单元30a,30b连接的所有下游侧制冷剂流路22a,22b设置检测装置，也能够使在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流通量为适当的量。具体地说，能够使在多个热交换单元30a,30b中流动的任一制冷剂都成为不具有规定值以上的过热度的最小限度的量。
具体而言，通过使与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a以及与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的上游侧制冷剂流路20b以及与该上游侧制冷剂流路20b连接的分配制冷剂流出部18b的最小流路剖面积，或者，通过使与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a以及与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积小于与上述其他热交换单元30b连接的下游侧制冷剂流路22b以及与该下游侧制冷剂流路22b连接的合流制冷剂流入部25b的最小流路剖面积，上述一个热交换单元30a的制冷剂的流通量少于上述其他热交换单元30b的制冷剂的流通量。
另外，具体而言，在与上述一个热交换单元30a连接的上述上游侧制冷剂流路20a或上述下游侧制冷剂流路22a、或者、在与该制冷剂流路20a,22a连接的上述分配制冷剂流出部18a或上述合流制冷剂流入部25a，设有规定该上游侧制冷剂流路20a和该分配制冷剂流出部18a的最小流路剖面积或该下游侧制冷剂流路22a和该合流制冷剂流入部25a的最小流路剖面积的节流部45。
需要说明的是，在节流部45设置于与上述一个热交换单元30a连接的下游侧制冷剂流路22a或与该下游侧制冷剂流路22a连接的合流制冷剂流入部25a的情况下，与节流部45设置于与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a或与该上游侧制冷剂流路20a连接的分配制冷剂流出部18a的情况相比，能够更适当地对在多个热交换单元30a,30b中流动的制冷剂的流量进行调节。
并且，在节流部45设置于与多个热交换单元30a,30b中的仅一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a或下游侧制冷剂流路22a、或者、与该制冷剂流路20a,22a连接的分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a的情况下，由于可以将下游侧检测装置40设置于与上述仅一个热交换单元30a连接的仅一个下游侧制冷剂流路22a即可，因而能够最有效地抑制下游侧检测装置40的成本。
并且，根据本实施方式和其变形例，节流部45同与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a或下游侧制冷剂流路22a、或者、与该制冷剂流路20a,22a连接的分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a分体形成。在该情况下，在组装冷却装置10时，能够考虑搭载冷冻装置10的车辆的种类和销售地区的气象条件等而配置适当的节流量的节流部45。
并且，根据本实施方式的变形例，节流部45同与上述一个热交换单元30a连接的上游侧制冷剂流路20a或下游侧制冷剂流路22a、或者、与该制冷剂流路20a,22a连接的分配制冷剂流出部18a或合流制冷剂流入部25a一体形成。在该情况下，在组装冷却装置10时，能够防止节流部45配置在错误的位置，并且能够减少组装的工时。
并且，根据本实施方式，冷却装置10进一步具备上游侧检测装置50，该上游侧检测装置50对在膨胀装置14中膨胀后且流入热交换单元30a,30b前的制冷剂的温度或压力进行检测。在该情况下，通过对上游侧检测装置50检测到的流入上述一个热交换单元30a的制冷剂的温度和下游侧检测装置40检测到的从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的温度进行比较，能够判定从上述一个热交换单元30a流出的制冷剂的湿度和过热度。
工业实用性
本发明的空调装置由于能够在工业上制造，并且能够成为商业交易的对象，因而具有经济性价值而能够在工业上应用。
附图标记说明
1制冷循环；10冷却装置；14膨胀装置；16制冷剂分配装置；20a,20b上游侧制冷剂流路；22a,22b下游侧制冷剂流路；24制冷剂合流装置；30a,30b热交换单元；40下游侧检测装置；50上游侧检测装置；60ECU；C压缩机。

Claims (8)

1.一种冷却装置(10)，与制冷循环(1)连接而对车辆用的多个电池(B)进行冷却，其特征在于，具备：
制冷剂导入部(12)，其导入与所述电池(B)进行热交换的制冷剂；
膨胀装置(14)，其使从所述制冷剂导入部(12)导入的制冷剂膨胀；
制冷剂分配装置(16)，其具有供在所述膨胀装置(14)膨胀的制冷剂流入的膨胀制冷剂流入部(17)和多个分配制冷剂流出部(18a,18b)，将从所述膨胀制冷剂流入部(17)流入的制冷剂分配至所述多个分配制冷剂流出部(18a,18b)；
多个上游侧制冷剂流路(20a,20b)，其分别与所述制冷剂分配装置(16)的所述多个分配制冷剂流出部(18a,18b)连接；
多个热交换单元(30a,30b)，其分别与所述多个上游侧制冷剂流路(20a,20b)连接，使在各热交换单元中流动的制冷剂与对应的电池(B)之间进行热交换；
多个下游侧制冷剂流路(22a,22b)，其分别与所述多个热交换单元(30a,30b)连接而供与所述电池(B)进行了热交换的制冷剂流入；
制冷剂合流装置(24)，其具有分别与所述多个下游侧制冷剂流路(22a,22b)连接的多个合流制冷剂流入部(25a,25b)而使流经所述多个下游侧制冷剂流路(22a,22b)的制冷剂合流，并且使合流的制冷剂流出至所述制冷循环(1)；
以所述多个热交换单元(30a,30b)中的一个热交换单元(30a)的制冷剂的流通量少于其他热交换单元(30b)的制冷剂的流通量的方式形成所述多个分配制冷剂流出部(18a,18b)、所述多个上游侧制冷剂流路(20a,20b)、所述多个下游侧制冷剂流路(22a,22b)或者所述多个合流制冷剂流入部(25a,25b)，在与所述一个热交换单元(30a)连接的下游侧制冷剂流路(22a)设有对该下游侧制冷剂流路(22a)中的制冷剂的温度或温度和压力进行检测的下游侧检测装置(40)。
2.根据权利要求1所述的冷却装置(10)，其特征在于，
通过使与所述一个热交换单元(30a)连接的上游侧制冷剂流路(20a)以及与该上游侧制冷剂流路(20a)连接的分配制冷剂流出部(18a)的最小流路剖面积小于与所述其他热交换单元(30b)连接的上游侧制冷剂流路(20b)以及与该上游侧制冷剂流路(20b)连接的分配制冷剂流出部(18b)的最小流路剖面积，或者，通过使与所述一个热交换单元(30a)连接的下游侧制冷剂流路(22a)以及与该下游侧制冷剂流路(22a)连接的合流制冷剂流入部(25a)的最小流路剖面积小于与所述其他热交换单元(30b)连接的下游侧制冷剂流路(22b)以及与该下游侧制冷剂流路(22b)连接的合流制冷剂流入部(25b)的最小流路剖面积，所述一个热交换单元(30a)的制冷剂的流通量少于所述其他热交换单元(30b)的制冷剂的流通量。
3.根据权利要求2所述的冷却装置(10)，其特征在于，
在与所述一个热交换单元(30a)连接的所述上游侧制冷剂流路(20a)或所述下游侧制冷剂流路(22a)、或者、在与该制冷剂流路(20a,22a)连接的所述分配制冷剂流出部(18a)或所述合流制冷剂流入部(25a)，设有规定该上游侧制冷剂流路(20a)和该分配制冷剂流出部(18a)的最小流路剖面积或该下游侧制冷剂流路(22a)和该合流制冷剂流入部(25a)的最小流路剖面积的节流部(45)。
4.根据权利要求3所述的冷却装置(10)，其特征在于，
所述节流部(45)设置于与所述一个热交换单元(30a)连接的所述下游侧制冷剂流路(22a)或与该下游侧制冷剂流路(22a)连接的所述合流制冷剂流入部(25a)。
5.根据权利要求3或4所述的冷却装置(10)，其特征在于，
所述节流部(45)设置于与所述多个热交换单元(30a,30b)中的仅一个热交换单元(30a)连接的上游侧制冷剂流路(20a)或下游侧制冷剂流路(22a)、或者、与该制冷剂流路(20a,22a)连接的分配制冷剂流出部(18a)或合流制冷剂流入部(25a)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的冷却装置(10)，其特征在于，
所述节流部(45)同与所述一个热交换单元(30a)连接的所述上游侧制冷剂流路(20a)或所述下游侧制冷剂流路(22a)、或者、与该制冷剂流路(20a,22a)连接的所述分配制冷剂流出部(18a)或所述合流制冷剂流入部(25a)分体形成。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的冷却装置(10)，其特征在于，
所述节流部(45)同与所述一个热交换单元(30a)连接的所述上游侧制冷剂流路(20a)或所述下游侧制冷剂流路(22a)、或者、与该制冷剂流路(20a,22a)连接的所述分配制冷剂流出部(18a)或所述合流制冷剂流入部(25a)一体形成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷却装置(10)，其特征在于，
进一步具备上游侧检测装置(50)，该上游侧检测装置(50)对在所述膨胀装置(14)中膨胀后且流入所述热交换单元(30a,30b)前的制冷剂的温度或压力进行检测。
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