CN116353282A - 车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法，在本发明的车辆用调温装置的一个方式中，第1回路具有使第1热介质经过压缩机和热交换器而循环的第1环路。第2回路具有：第2环路，其使第2热介质经过发热部和热交换器而循环；以及第3环路，其使第2热介质经过发热部、电池以及热交换器而循环。控制部具有如下模式：第1模式，在第1回路中，使第1热介质在第1环路中循环，并且，在第2回路中，使第2热介质在第2环路中循环；以及第2模式，在第1回路中，使第1热介质在第1环路中循环，并且，在第2回路中，使第2热介质在第3环路中循环。在第1传感器的测定值超过第1阈值的情况下，从第1模式切换为第2模式。

Description

车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法

技术领域

本发明涉及车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法。

背景技术

搭载于电动汽车或混合动力汽车的电池根据外部气温、驱动状态而被加热以及冷却，从而保持最优的温度。在专利文献1中公开了一种制冷剂回路，该制冷剂回路利用压缩机对制冷剂进行加热，使用经由外部冷凝器得到的热来加热车室内的空气。另外，该制冷剂回路的热在电池用热交换器中向电池冷却线的冷却水移动，电池被该热加热。

专利文献1：日本特开2017-77880号公报

压缩机在作为压缩对象的热介质的焓(温度以及压力)过低的情况下，无法充分发挥加热能力。因此，在一边使用热介质的热来加热空气一边进一步使热向其他回路移动的情况下，热介质的焓降低，压缩机难以从加热能力低的运转中脱出。在该情况下，无法使热介质的温度上升，产生压缩机无法充分发挥加热能力的问题。

发明内容

本发明的一个方式的目的之一在于提供能够提高压缩机的加热能力的车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法。

本发明的车辆用调温装置的一个方式具有：第1回路，其供第1热介质流动；压缩机，其配置于所述第1回路，对所述第1热介质进行压缩；第2回路，其供第2热介质流动；电池，其配置于所述第2回路；发热部，其配置于所述第2回路，被从所述电池供给电力；第1传感器，其配置于所述第2回路，测定所述第2热介质的温度；热交换器，其配置于所述第1回路和所述第2回路，在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换；以及控制部，其控制所述第1回路和所述第2回路。所述第1回路具有使所述第1热介质经过所述压缩机和所述热交换器而循环的第1环路。所述第2回路具有：第2环路，其使所述第2热介质经过所述发热部和所述热交换器而循环；以及第3环路，其使所述第2热介质经过所述发热部、所述电池以及所述热交换器而循环。所述控制部具有如下模式：第1模式，在所述第1回路中，使所述第1热介质在所述第1环路中循环，并且，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第2环路中循环；以及第2模式，在所述第1回路中，使所述第1热介质在所述第1环路中循环，并且，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第3环路中循环。在所述第1传感器的测定值超过第1阈值的情况下，从所述第1模式切换为所述第2模式。

本发明的车辆用调温装置的控制方法的一个方式是车辆用调温装置的控制方法。所述车辆用调温装置具有：第1回路，其供第1热介质流动，并且配置有压缩机和热交换器；以及第2回路，其供第2热介质流动，并且配置有电池、发热部、所述热交换器以及测定所述第2热介质的温度的第1传感器。车辆用调温装置的控制方法包含如下模式：第1模式，在所述第1回路中形成使所述第1热介质经过所述压缩机和所述热交换器而循环的第1环路，并且，在所述第2回路中形成使所述第2热介质经过所述发热部和所述热交换器而循环的第2环路；以及第2模式，在所述第1回路中形成所述第1环路，并且，在所述第2回路中形成使所述第2热介质经过所述发热部、所述电池以及所述热交换器而循环的第3环路。在所述第1传感器的测定值超过第1阈值的情况下，从所述第1模式切换为所述第2模式。

根据本发明的一个方式，提供能够提高压缩机的加热能力的车辆用调温装置以及车辆用调温装置的控制方法。

附图说明

图1是一个实施方式的车辆用调温装置的概略图。

图2是示出一个实施方式的车辆用调温装置的制冷模式的概略图。

图3是示出一个实施方式的车辆用调温装置的通常制热模式的概略图。

图4是一个实施方式的车辆用调温装置的第1热气制热模式(第3模式)的车辆用调温装置的概略图。

图5是一个实施方式的车辆用调温装置的第2热气制热模式(第1模式)的车辆用调温装置的概略图。

图6是一个实施方式的车辆用调温装置的第3热气制热模式(第2模式)的车辆用调温装置的概略图。

标号说明

1：车辆用调温装置；2：马达；3：逆变器；4：电力控制装置；5：发热部；6：电池；7：热交换器；14：管路(迂回管路)；60：控制部；72：压缩机；C1：第1回路；C2：第2回路；L1：热气用环路(第1环路)；P2：第2马达环路(第2环路)；

P3：整体环路(第3环路)；P4：第1马达环路(第4环路)；P5：电池环路(第5环路)；S1：第1传感器；S2：第2传感器。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的调温装置进行说明。此外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使实际的构造与各构造中的比例尺、数量等不同。

图1是一个实施方式的车辆用调温装置1的概略图。车辆用调温装置1搭载于电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)等以马达为动力源的车辆。

车辆用调温装置1具有第1回路C1、储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第2空调用热交换器74、散热器77、送风部80、第1膨胀阀61、第2膨胀阀62、第3膨胀阀63、第4膨胀阀64、第2传感器S2、第2回路C2、马达2、电力控制装置4、逆变器3、电池6、热交换器7、控制部60以及第1传感器S1。

(控制部)

控制部60与第1回路C1、压缩机72、散热器77、送风部80、第1膨胀阀61、第2膨胀阀62、第3膨胀阀63、第4膨胀阀64以及第2回路C2连接，并对它们进行控制。另外，控制部60与第1传感器S1以及第2传感器S2连接，监视它们的测定值。

(第1回路)

第1热介质在第1回路C1中流动。在第1回路C1的路径中配置有储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第2空调用热交换器74、散热器77、第1膨胀阀61、第2膨胀阀62、第3膨胀阀63、第4膨胀阀64以及第2传感器S2。

第1回路C1是热泵装置。第1回路C1具有多个管路9、多个开闭阀8A以及多个止回阀8B。多个管路9相互连结而形成供第1热介质流动的环路。多个管路9包含管路9a、9b、9d、9f、9g、9h、9i、9j、9k、9l、9m。需要说明的是，在本说明书中，环路是指使热介质循环的环状的路径。

开闭阀8A与控制部60连接。开闭阀8A配置在管路的路径中。开闭阀8A能够切换所配置的管路的打开和关闭。第1回路C1通过开闭阀8A以及第1～第4膨胀阀61～64的控制来切换所形成的环路。多个开闭阀8A包含2个开闭阀8b、8c。

止回阀8B配置在管路的路径中。止回阀8B允许第1热介质从所配置的管路的上游侧的一端朝向下游侧的另一端流动，不允许从另一端朝向一端流动。多个止回阀8B包含2个止回阀8g、8h。

接着，对各个管路9的结构进行具体说明。此外，在各个管路9的说明中，“一端”表示第1热介质的流动方向的上游侧端部，“另一端”表示第1热介质的流动方向的下游侧端部。

管路9a的一端与管路9b的另一端以及管路9l的另一端连接。管路9a的另一端与管路9b的一端以及管路9d的一端连接。管路9a通过第2传感器S2、储存器71以及压缩机72。第1热介质从管路9a的一端朝向另一端按照储存器71、压缩机72的顺序流动。

管路9b的一端与管路9a的另一端以及管路9d的一端连接。管路9b的另一端与管路9a的一端以及管路9l的另一端连接。即，管路9a和管路9b的两端部相互连接而形成环路。

管路9d的一端与管路9a的另一端以及管路9b的一端连接。管路9d的另一端与管路9g的一端以及管路9f的一端连接。管路9d通过第1空调用热交换器73。

管路9f的一端与管路9d的另一端以及管路9g的一端连接。管路9f的另一端与管路9j的一端以及管路9h的一端连接。管路9f通过第3膨胀阀63以及散热器77。第1热介质从管路9f的一端朝向另一端按照第3膨胀阀63、散热器77的顺序流动。

管路9g的一端与管路9d的另一端以及管路9f的一端连接。管路9g的另一端与管路9j的另一端以及管路9k的一端连接。

管路9h的一端与管路9f的另一端以及管路9j的一端连接。管路9h的另一端与管路9i的一端以及管路9m的另一端连接。管路9h通过开闭阀8c。

管路9i的一端与管路9h的另一端以及管路9m的另一端连接。管路9i的另一端在管路9b的路径中与第2膨胀阀62的下游侧连接。管路9i通过止回阀8g。止回阀8g允许第1热介质从管路9i的一端朝向另一端流动，并限制第1热介质从另一端朝向一端流动。

管路9j的一端与管路9f的另一端以及管路9h的一端连接。管路9j的另一端与管路9g的另一端以及管路9k的一端连接。管路9j通过止回阀8h。止回阀8h允许第1热介质从管路9j的一端朝向另一端流动，限制第1热介质从另一端朝向一端流动。

管路9k的一端与管路9g的另一端以及管路9j的另一端连接。管路9k的另一端与管路9l的一端以及管路9m的一端连接。

管路9l的一端与管路9k的另一端以及管路9m的一端连接。管路9l的另一端与管路9a的一端以及管路9b的另一端连接。管路9l通过第1膨胀阀61、热交换器7。第1热介质从管路9l的一端朝向另一端按照第1膨胀阀61、热交换器7的顺序流动。

管路9m的一端与管路9k的另一端以及管路9l的一端连接。管路9m的另一端与管路9h的另一端以及管路9i的一端连接。管路9m通过第4膨胀阀64以及第2空调用热交换器74。第1热介质从管路9m的一端朝向另一端按照第4膨胀阀64、第2空调用热交换器74的顺序流动。

储存器71配置于压缩机72的上游侧。储存器71对第1热介质进行气液分离。储存器71仅将气相的第1热介质向压缩机72供给，抑制液相的第1热介质被压缩机72吸入。

压缩机72对通过的第1热介质进行压缩而使温度上升。压缩机72向下游侧排出高压且气相的第1热介质。压缩机72通过从电池6供给的电力而被电驱动。

第2传感器S2设置于管路9a，并且测定管路9a内的第1热介质的温度或压力。第2传感器S2是温度传感器或压力传感器。第2传感器S2与控制部60连接。本实施方式的第2传感器S2设置于储存器71的流入口，测定流入储存器71的第1热介质的压力或温度。需要说明的是，在通过储存器71前后，第1热介质的温度以及压力几乎不变化。因此，第2传感器S2被视为测定流入压缩机72的第1热介质的压力或温度。此外，第2传感器S2也可以设置于压缩机72的吸入口。另外，第2传感器S2只要是测定第1回路C1中的第1热介质的压力或温度的传感器即可，也可以配置于其他管路。在该情况下，能够推定从设置有第2传感器S2的部分到压缩机72的吸入口为止的压力变化以及温度变化，从而计算被吸入压缩机72的第1热介质的温度或者压力的推定值。

散热器77具有风扇，通过将第1热介质的热释放到外部空气来冷却第1热介质。散热器77是在第1热介质与车室外的空气之间进行热交换的热交换器。

热交换器7配置于第1回路C1以及第2回路C2。热交换器7分别在第1回路C1中流动的第1热介质与第2回路C2中流动的第2热介质之间进行热交换。

第1～第4膨胀阀61～64使第1热介质膨胀而使第1热介质的温度降低。而且，第1～第4膨胀阀61～64能够完全打开而不伴随大的压力变化地使第1热介质通过，也能够完全关闭而限制第1热介质的通过。第1～第4膨胀阀61～64由控制部60进行开度调节，调整下游侧的第1热介质的压力以及温度。

第1空调用热交换器73在通过压缩机72而提高了温度的第1热介质与空气之间进行热交换。即，第1空调用热交换器73在第1热介质与空气之间进行热交换。由此，第1空调用热交换器73对在送风部80中从送风机85送来的空气流通路86f内的空气进行加热。

第2空调用热交换器74在通过第4膨胀阀64而温度降低了的第1热介质与空气之间进行热交换。即，第2空调用热交换器74在第1热介质与空气之间进行热交换。由此，第2空调用热交换器74在送风部80中对从送风机85送来的空气流通路86f内的空气进行冷却或除湿。

(送风部)

送风部80具有管道86和送风机85。在管道86的内部设置有空气流通路86f。空气流通路86f是将车外的空气向车内供给的路径。另外，空气流通路86f也是取入车内的空气并再次向车内供给的路径。在空气流通路86f的一端侧设置有使车外或车内的空气流入空气流通路86f的吸气口86a。另外，在空气流通路86f的另一端侧设置有将空气流通路86f的空气向车内排出的吹出口86b。

在空气流通路86f的内部，从吸气口86a侧朝向吹出口86b侧依次配置有送风机85、第2空调用热交换器74以及第1空调用热交换器73。送风机85使空气从空气流通路86f的一端侧朝向另一端侧流通。即，第2空调用热交换器74以及第1空调用热交换器73配置在送风机85的送风流路中。第2空调用热交换器74对由送风机85输送的空气进行冷却以及除湿。另一方面，第1空调用热交换器73对由送风机85输送的空气进行加热。

在空气流通路86f设置有使空气绕第1空调用热交换器73迂回而流动的旁通流通路86c。另外，在旁通流通路86c的上游侧设置有空气混合风门86d，其对通过了第2空调用热交换器74的空气中的、被第1空调用热交换器73加热的空气的比例进行调整。空气混合风门86d与控制部60连接而被控制。

(第2回路)

第2热介质在第2回路C2中流动。在第2回路C2的路径中配置有热交换器7、马达2、电力控制装置4、逆变器3、电池6以及第1传感器S1。第2回路C2具有多个管路11、12、13、14、15、切换部31、32、第1泵41和第2泵42。第1泵41和第2泵42将所配置的管路的第2热介质向一个方向压送。多个管路彼此连结而形成供第2热介质流动的环路。

切换部31、32与控制部60连接，通过切换打开或关闭来切换供第2热介质通过的管路。切换部31、32配置于3个以上的管路合流的部分，使所连接的多个管路中的任意2个管路连通。在以下的说明中，在将多个切换部31、32相互区分的情况下，将它们称为第1切换部31以及第2切换部32。

第1切换部31是四通阀。第1切换部31具有4个连接口A、B、C、D。第1切换部31使4个连接口A、B、C、D中的每2个两组连接口彼此相互连通。在连接口A连接有管路15的一端。连接口C与管路11的另一端连接。在连接口B、D分别连接有管路12的两端部。

第1切换部31能够切换为2个连接状态(第1连接状态和第2连接状态)中的任意一个。第1切换部31在第1连接状态下使连接口A、C以及连接口B、D分别连通。第1连接状态的第1切换部31使管路12的两端部连通并且使管路15的一端与管路11的另一端连通。第1切换部31在第2连接状态下，使连接口A、B以及连接口C、D分别连通。第2连接状态的第1切换部31使管路12的另一端与管路15的一端连通，并且使管路11的另一端与管路12的一端连通。

第2切换部32是三通阀。第2切换部32使管路13或管路14中的任意一方与管路15连通。第2切换部32根据来自控制部60的信号，使在管路15中流动的第2热介质在管路13或管路14中的任意一方中流动。因此，第2切换部32将在管路13以及管路14中流动的第2热介质的流量的比率调整为100：0和0：100中的任意一个。需要说明的是，第2切换部32也可以是线性地调整在管路13以及管路14中流动的第2热介质的流量的比率的混合阀。

接着，对各个管路11～15的结构进行具体说明。此外，在各个管路11～15的说明中，“一端”表示第2热介质的流动方向的上游侧端部，“另一端”表示第2热介质的流动方向的下游侧端部。

管路11的一端与管路13的另一端以及管路14的另一端连接。管路11的另一端与第1切换部31的连接口C连接。管路11通过第1泵41、电力控制装置4、逆变器3和马达2。第1泵41在管路11中从一端侧朝向另一端侧压送第2热介质。

管路12的一端与第1切换部31的连接口D连接。管路12的另一端与第1切换部31的连接口B连接。管路12通过第2泵42和电池6。第2泵42在管路12中从一端侧朝向另一端侧压送第2热介质。

管路13的一端经由第2切换部32与管路15的另一端以及管路14的一端连接。管路13的另一端与管路14的另一端以及管路11的一端连接。管路13通过热交换器7。

管路(迂回管路)14的一端经由第2切换部32与管路15的另一端以及管路13的一端连接。管路14的另一端与管路13的另一端以及管路11的一端连接。即，管路14的一端以及另一端分别与管路13的一端以及另一端连接。由此，管路14绕热交换器7迂回。

管路15的一端与第1切换部31的连接口A连接。管路15的另一端经由第2切换部32与管路13的一端以及管路14的一端连接。

马达2是兼具作为电动机的功能和作为发电机的功能的电动发电机。马达2经由省略图示的减速机构与车辆的车轮连接。马达2通过从逆变器3供给的交流电流进行驱动，使车轮旋转。由此，马达2驱动车辆。另外，马达2对车轮的旋转进行再生而产生交流电流。所产生的电力通过逆变器3存储在电池6中。在马达2的壳体内贮存有对马达的各部分进行冷却以及润滑的油。

逆变器3将电池6的直流电流转换为交流电流。逆变器3与马达2电连接。由逆变器3转换后的交流电流被供给至马达2。即，逆变器3将从电池6供给的直流电流转换为交流电流并供给至马达2。

电力控制装置4也被称为IPS(Integrated Power System：集成功率系统)。电力控制装置4具有AC/DC转换电路和DC/DC转换电路。AC/DC转换电路将从外部电源供给的交流电流转换为直流电流并供给至电池6。即，电力控制装置4在AC/DC转换电路中将从外部电源供给的交流电流转换为直流电流并供给至电池6。DC/DC转换电路将从电池6供给的直流电流转换为电压不同的直流电流，并供给至控制部60等。

马达2、逆变器3以及电力控制装置4被从电池6供给电力而发热。在以下的说明中，将配置于第2回路C2的构成部中的、从电池6供给电力而发热的构成部称为发热部5。因此，本实施方式的发热部5是驱动车辆的马达2、将从电池6供给的直流电流转换为交流电流并向马达2供给的逆变器3以及将从电池6供给的直流电流转换为电压不同的直流电流并向辅机供给的电力控制装置4中的至少1个。

电池6经由逆变器3向马达2供给电力。另外，电池6充有由马达2发出的电力。电池6也可以由外部电源填充。电池6例如是锂离子电池。电池6只要是能够反复充电以及放电的二次电池，则也可以是其他方式。

第1传感器S1是设置于管路15并测定管路15内的第2热介质的温度的温度传感器。第1传感器S1与控制部60连接。本实施方式的第1传感器S1设置于管路15的下游侧的端部附近且第2切换部32的流入口。第1传感器S1测定流入第2切换部32的第2热介质的温度。即，第1传感器S1测定流入热交换器7或绕热交换器7迂回的第2热介质的温度。需要说明的是，第1传感器S1只要是测定第2回路C2中的第2热介质的温度的传感器即可，也可以配置于其他管路。即使在该情况下，也能够推定从第1传感器S1到热交换器7的流入口的温度变化，计算流入热交换器7或者绕热交换器7迂回的第2热介质的温度的推定值。

(各模式)

本实施方式的车辆用调温装置1具有制冷模式、通常制热模式、第1热气制热模式(第3模式)、第2热气制热模式(第1模式)以及第3热气制热模式(第2模式)。各模式能够通过开闭阀8A以及切换部31、32的切换而相互转变。此外，车辆用调温装置1也可以具有通过切换开闭阀8A以及切换部31、32而能够构成的其他模式。需要说明的是，在以下的说明中，有时将第1热气制热模式、第2热气制热模式以及第3热气制热模式统称为热气制热模式。

(制冷模式)

图2是制冷模式的车辆用调温装置1的概略图。在制冷模式的车辆用调温装置1中，第1热介质在第2空调用热交换器74中从在空气流通路86f内流动的车内的空气吸热而在散热器77中向车外散热。即，第1热介质从车内向车外输送热。由此，第1热介质对车内的空气进行冷却。

制冷模式的第1回路C1具有制冷用环路Lc。制冷用环路Lc使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第3膨胀阀63、散热器77、第4膨胀阀64以及第2空调用热交换器74而循环。

此外，在制冷模式下，在第1回路C1与第2回路C2之间不产生热的交换。因此，在制冷模式下，形成于第2回路C2的环路没有限定。

车辆用调温装置1通过如以下那样切换开闭阀8A以及第1～第4膨胀阀61～64而成为制冷模式。即，制冷模式的车辆用调温装置1关闭开闭阀8b，关闭开闭阀8c。并且，制冷模式的车辆用调温装置1将第1膨胀阀61完全关闭，将第2膨胀阀62完全关闭，将第3膨胀阀63完全打开，在第4膨胀阀64中调整开度而使通过的第1热介质减压。

另外，在制冷模式下，送风部80的空气混合风门86d堵塞吹出口86b侧的流路口，打开旁通流通路。由此，送风部80使由第2空调用热交换器74冷却后的空气不通过第1空调用热交换器73而向车室内输送。

当在制冷模式下使压缩机72动作时，从压缩机72排出的高压气相的第1热介质在通过第1空调用热交换器73以及散热器77的过程中散热而液化。高压液相的第1热介质通过第4膨胀阀64而被减压，进而在第2空调用热交换器74中气化，并且从空气流通路86f内的空气吸热。此外，低压气相的第1热介质经由储存器71再次被吸入压缩机72。

(通常制热模式)

图3是通常制热模式的车辆用调温装置1的概略图。在通常制热模式的车辆用调温装置1中，第1热介质在散热器77中从外部气体吸热而在第1空调用热交换器73中向空气流通路86f内散热。即，第1热介质从车外向车内输送热。由此，第1热介质对车内的空气进行加热。

通常加热模式下的第1回路C1具有制热用环路Lh。制热用环路Lh使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第3膨胀阀63以及散热器77而循环。

此外，在通常制热模式下，在第1回路C1与第2回路C2之间不产生热的交换。因此，在通常制热模式下，形成于第2回路C2的环路没有限定。

车辆用调温装置1通过如以下那样切换开闭阀8A以及第1～第4膨胀阀61～64而成为通常制热模式。即，通常制热模式的车辆用调温装置1关闭开闭阀8b，打开开闭阀8c。此外，通常制热模式的车辆用调温装置1将第1膨胀阀61完全关闭，将第2膨胀阀62完全关闭，在第3膨胀阀63中调整开度而使通过的第1热介质减压，将第4膨胀阀64完全关闭。

另外，在通常制热模式下，送风部80的空气混合风门86d使吹出口86b侧的流路口打开。由此，送风部80将由第1空调用热交换器73加热后的空气向车室内输送。

若在通常制热模式下使压缩机72动作，则从压缩机72排出的高压气相的第1热介质在通过第1空调用热交换器73的过程中散热而液化。高压液相的第1热介质通过第3膨胀阀63而被减压，进而在散热器77中气化并且从外部气体吸热。此外，低压气相的第1热介质经由储存器71再次被吸入压缩机72。

此外，虽然省略图示，但在与车室内的制热一起进行除湿的情况下，也可以选择除湿制热模式。在该情况下，从通常制热模式开始，关闭开闭阀8c，打开开闭阀8b，完全关闭第3膨胀阀63，在第4膨胀阀64中一边调整开度一边打开，使通过的第1热介质减压。由此，第1热介质不会在散热器77中气化，而是在通过第2空调用热交换器74时气化而从空气流通路86f内的空气吸热并产生结露，由此对空气进行除湿。

(热气制热模式)

图4是第1热气制热模式(第3模式)的车辆用调温装置1的概略图，图5是第2热气制热模式(第1模式)的车辆用调温装置1的概略图，图6是第3热气制热模式(第2模式)的车辆用调温装置1的概略图。如图4～图6所示，在第1～第3热气制热模式中，形成于第1回路C1的环路是共通的。另外，第1～第3热气制热模式的形成于第2回路的环路互不相同。这里，在对形成于第1～第3热气制热模式共通的第1回路C1的环路进行了说明之后，对形成于各个模式所固有的第2回路C2的环路进行说明。

在热气制热模式(即，第1～第3热气制热模式)的车辆用调温装置1中，第1热介质从压缩机72取出热，在热交换器7中从第2回路C2接受热，在第2空调用热交换器74中向空气流通路86f内的空气散热，由此对车内进行制热。热气制热模式在外部气温极低、散热器77难以吸热的情况下被选择。

根据本实施方式，第1回路C1能够在使第1热介质同时在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环的热气制热模式与使第1热介质在制热用环路Lh中循环的通常制热模式之间切换。因此，在外部空气温度明显较低而难以从散热器77中的外部空气吸热的情况下，通过选择热气制热模式，能够稳定地对车室内进行制热。

热气制热模式的第1回路C1具有使第1热介质同时循环的热气用环路(第1环路)L1和蓄热用环路L1a。

热气用环路L1使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72、第1空调用热交换器73、第1膨胀阀61以及热交换器7而循环。蓄热用环路L1a使第1热介质依次通过储存器71、压缩机72以及第2膨胀阀62而循环。

车辆用调温装置1通过以如下方式对开闭阀8A以及第1～第4膨胀阀61～64进行切换，从而被设为热气制热模式。即，热气制热模式的车辆用调温装置1打开开闭阀8b，关闭开闭阀8c。此外，热气制热模式的车辆用调温装置1在第1膨胀阀61中调整开度而使通过的第1热介质减压，在第2膨胀阀62中调整开度而使通过的第1热介质减压，将第3膨胀阀63完全关闭，将第4膨胀阀64完全关闭。

在热气制热模式下，送风部80的空气混合风门86d使吹出口86b侧的流路口打开。由此，送风部80将由第1空调用热交换器73加热后的空气向车室内输送。

在热气制热模式下，在热气用环路L1与蓄热用环路L1a的共同部分即管路9a上配置有储存器71以及压缩机72。从压缩机72排出的第1热介质分支流动到管路9d和管路9b。在管路9d中流动的第1热介质在热气用环路L1中循环并返回到储存器71。在管路9b中流动的第1热介质在蓄热用环路L1a中循环并返回到储存器71。即，向管路9d和管路9b分支而流动的第1热介质在储存器71的上游侧合流后，被吸入到储存器71以及压缩机72。

在蓄热用环路L1a中，从压缩机72排出的高压气相的第1热介质通过第2膨胀阀62而被减压成为低压气相，经由储存器71再次被吸入压缩机72。

在蓄热用环路L1a中，第1热介质虽然被第2膨胀阀62减压，但不进行散热。因此，在蓄热用环路L1a中循环的第1热介质将压缩机72的能量作为热量蓄积。即，蓄热用环路L1a是从压缩机72取出热量并蓄积的环路。根据本实施方式，通过使第1热介质在蓄热用环路L1a中循环，能够提高第1热介质的温度。

在热气用环路L1中，从压缩机72排出的高压气相的第1热介质在通过第1空调用热交换器73的过程中散热而液化。高压液相的第1热介质通过第1膨胀阀61而被减压，在热交换器7中气化并且从第2回路C2的第2热介质吸热。此外，低压气相的第1热介质经由储存器71再次被吸入压缩机72。

在热气用环路L1中循环的第1热介质在第1空调用热交换器73中散热而液化，在热交换器7中从第2回路C2的第2热介质吸热而气化。然而，在不能从第2回路C2获得充分的吸热的情况下，第1热介质的温度不会升高，第1热介质的气化难以进行。在该情况下，有可能无法从储存器71向压缩机72充分地供给气相的第1热介质。

根据本实施方式，热气制热模式的车辆用调温装置1使第1热介质在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环。因此，分别在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环的第1热介质经由储存器71被混合并吸入压缩机72。因此，温度足够高且进行了气化的第1热介质流入储存器71。根据本实施方式的车辆用调温装置1，通过充分发挥压缩机72的功能并将高温高压的第1热介质向第1空调用热交换器73供给，从而即使在外部气温为极低温的情况下也能够进行车室内的制热。

在热气制热模式下，通过调整第1膨胀阀61以及第2膨胀阀62的开度，能够调整在热气用环路L1以及蓄热用环路L1a中循环的第1热介质的流量的比率。控制部60根据第2传感器S2的测定结果，决定分别在热气用环路L1和蓄热用环路L1a中循环的第1热介质的比率。更具体而言，第1回路C1通过控制部60，在流入压缩机72的第1热介质的压力或温度低的情况下，提高在蓄热用环路L1a中循环的第1热介质的比率。由此，能够抑制流入压缩机72的第1热介质的压力或温度变得过低，充分地发挥压缩机72的功能。

在本实施方式中，热气用环路L1的第1热介质在第1膨胀阀61的下游侧且储存器71的上游侧通过热交换器7。热交换器7在第1回路C1的第1热介质与第2回路C2的第2热介质之间进行热交换。即，热气用环路L1的第1热介质在热交换器7中从第2热介质接受热。

根据本实施方式的车辆用调温装置1，在热气用环路L1中，能够使由第1膨胀阀61减压后的低压液相的第1热介质从第2回路的第2热介质接受热。由此，车辆用调温装置1能够在第1回路C1中高效地利用第2回路C2的热，使流入到储存器71的第1热介质的气化进行。

(第1热气制热模式(第3模式))

如图4所示，第1热气制热模式的第2回路C2具有第1马达环路(第4环路)P4和电池环路(第5环路)P5。

车辆用调温装置1通过以如下方式对切换部31、32进行切换，从而在第2回路C2上形成第1马达环路P4以及电池环路P5。即，作为第2连接状态，第1切换部31使管路12与管路15连通，使管路14与管路15连通。第2切换部32使管路15与管路14连通，关闭管路13。

第1马达环路P4使第2热介质通过第1泵41、电力控制装置4、逆变器3以及马达2，绕热交换器7迂回而循环。即，第1马达环路P4使第2热介质通过发热部5以及管路(迂回管路)14而循环。在第1马达环路P4中，发热部5的热向第2热介质移动而提高第2热介质的温度。

电池环路P5使第2热介质通过第2泵42和电池6而循环。电池环路P5是不从其他回路接受热量而热独立的环路。

根据本实施方式，控制部60在第1热气制热模式下使第2泵42驱动。控制部60在第1热气制热模式下，第2回路C2中，使第2热介质在第1马达环路P4和电池环路P5中循环。电池环路P5使电池6的单元间的温度分布均匀。电池6在构成的多个单元的电池的温度分布产生偏差时，有时会产生局部的特性的降低。根据本实施方式，通过利用电池环路P5抑制电池6的单元间的温度分布的偏差，能够使电池6的性能稳定。

这样，在第1热气制热模式下，在第1回路C1中形成热气用环路L1，并且在第2回路C2中形成使第2热介质通过发热部5和管路14而循环的第1马达环路P4。

(第2热气制热模式(第1模式))

如图5所示，第2热气制热模式的第2回路C2具有第2马达环路(第2环路)P2和电池环路(第5环路)P5。

车辆用调温装置1通过如以下那样切换切换部31、32而在第2回路C2形成第2马达环路P2以及电池环路P5。即，作为第2连接状态，第1切换部31使管路12与管路15连通，使管路14与管路15连通。第2切换部32使管路15与管路13连通，关闭管路14。

第2马达环路P2使第2热介质通过第1泵41、电力控制装置4、逆变器3、马达2以及热交换器7而循环。即，第2马达环路P2使第2热介质通过发热部5以及热交换器7而循环。在第2马达环路P2中，发热部5的热向第2热介质移动而提高第2热介质的温度。另外，移动到第2热介质的热从热交换器7传递到第1回路C1。

电池环路P5不仅在第1热气制热模式下，在第2热气制热模式下也形成于第2回路C2。根据本实施方式，控制部60在第2热气制热模式下使第2泵42驱动。控制部60在第2热气制热模式下，在第2回路C2中，使第2热介质在第2马达环路P2和电池环路P5中循环。由此，能够抑制电池6的单元间的温度分布的偏差，使电池6的性能稳定。

这样，第2热气制热模式是在第1回路C1中形成使第1热介质通过压缩机72以及热交换器7而循环的热气用环路L1，并且，在第2回路C2中形成使第2热介质通过发热部5以及热交换器7而循环的第2马达环路的模式。

(第3热气制热模式(第2模式))

如图6所示，第3热气制热模式的第2回路C2具有整体环路(第3环路)P3。

车辆用调温装置1通过以如下方式对切换部31、32进行切换，从而在第2回路C2中形成整体环路P3。即，作为第1连接状态，第1切换部31使管路12与管路15连通，使管路11与管路12连通。第2切换部32使管路15与管路13连通，关闭管路14。

整体环路P3使第2热介质通过第1泵41、电力控制装置4、逆变器3、马达2、第2泵42、电池6以及热交换器7而循环。即，整体环路P3使第2热介质通过发热部5、电池6以及热交换器7而循环。在整体环路P3中，发热部5的热向第2热介质移动而提高第2热介质的温度。另外，移动到第2热介质的热从热交换器7传递到第1回路C1，并且用于电池6的加热。

这样，第3热气制热模式是在第1回路C1中形成热气用环路L1，并且，在第2回路C2中形成使第2热介质通过发热部5、电池6以及热交换器7而循环的整体环路P3的模式。

(热气制热模式下的控制方法)

接着，对本实施方式的车辆用调温装置1的热气制热模式下的控制方法进行说明。本实施方式的控制部60在外部气温为低温的情况下，执行第1热气制热模式、第2热气制热模式以及第3热气制热模式。第1热气制热模式、第2热气制热模式以及第3热气制热模式主要按该顺序执行。

在外部气温为极低温的情况下，当车辆的制热被开启时，控制部60首先执行图4所示的第1热气制热模式。第1热气制热模式的控制部60在第1回路C1中使第1热介质在热气用环路L1以及蓄热用环路L1a中循环，并且在第2回路C2中使第2热介质在第1马达环路P4中循环。第2回路C2的第1马达环路P4是使第2热介质绕热交换器7迂回而循环的环路。因此，在第1热气制热模式下，在第1回路C1与第2回路C2之间几乎不产生热的交换。

在外部气温为极低温的情况下，第1热介质以及第2热介质的温度也成为较低的状态。当第1热介质的焓(温度和压力)过低时，配置在第1回路C1中的压缩机72加热第1热介质的能力(加热能力)降低。因此，当通过压缩机72执行第1热介质的加热并且在第1空调热交换器73中加热空气的同时第2回路C2夺取热量时，第1热介质的焓不增加，并且压缩机72不容易从具有低加热能力的操作中脱出。

在本实施方式中，在第1热气制热模式下，通过使第1回路C1热独立，能够限制热从第1热介质向第2回路C2的移动，容易使第1热介质的焓上升。由此，即使在第1热介质以及第2热介质为低温的状态下，也能够充分发挥压缩机72的加热能力。

控制部60在第2传感器S2的测定值超过预先设定的阈值(以下，称为第2阈值)的情况下，从第1热气制热模式(图4)切换为第2热气制热模式(图5)。

第2热气制热模式的控制部60使第1热介质在第1回路C1中在热气用环路以及蓄热用环路L1a循环，并且使第2热介质在第2回路C2中在第2马达环路P2中循环。

如上所述，第2传感器S2配置于第1回路C1，测定第1热介质的温度或压力。作为第2阈值，设定能够充分发挥压缩机72的加热能力的程度的第1热介质的温度或压力。

在第2热气制热模式下，在第2回路C2中与热交换器7连接的第2马达环路P2通过发热部5，但不通过吸热的电池6。因此，在第2热气制热模式下，在热交换器7中从第1热介质向第2热介质移动的热量是有限的。因此，如果被吸入压缩机72的第1热介质的温度或压力超过第2阈值，则即使第2热介质通过热交换器7，压缩机72也能够充分地维持加热能力。

另外，作为发热部5的马达2、逆变器3以及电力控制装置4的发热量从驱动开始起每经过时间就升高。因此，通过从驱动开始经过足够的时间，在第2马达环路P2中循环的第2热介质的温度变高，在热交换器7中能够向第1热介质传递大量的热。由此，第1热介质的焓进一步提高，能够使压缩机72的加热能力稳定。其结果是，在第1回路C1中，能够在第1空调用热交换器73中提高从第1热介质向空气的散热量，能够将车室内高速地加热。

控制部60在第1传感器S1的测定值超过预先设定的阈值(以下，称为第1阈值)的情况下，从第2热气制热模式(图5)切换为第3热气制热模式(图6)。

第3热气制热模式的控制部60使第1热介质在第1回路C1中在热气用环路以及蓄热用环路L1a中循环，并且使第2热介质在第2回路C2中在整体环路P3中循环。

如上所述，第1传感器S1配置于第2回路C2，测定第2热介质的温度。作为第1阈值，设定能够确认通过来自发热部5的发热能够充分地加热电池6的程度的第2热介质的温度。

在第3热气制热模式下，形成于第2回路C2的整体环路P3通过热交换器7和电池6。因此，在第2热介质的温度没有足够高的情况下，电池6的吸热量超过发热部5的发热量，在热交换器7中第2热介质夺取第1热介质的热。根据本实施方式，在第1传感器S1中的测定值超过第1阈值的情况下，设为第3热气制热模式，由此能够抑制热从第1回路C1向第2回路C2的移动，维持压缩机72的加热能力。

第1阈值优选为10℃以上且40℃以下的值。通过将第1阈值设为10℃以上，能够在第2回路C2中充分地加热电池6，容易使电池6的性能稳定。另一方面，在第1阈值为超过40℃的温度的情况下，在从第2热气制热模式切换为第3热气制热模式时，有可能在热交换器7中第1热介质急剧地被加热而对压缩机72施加负荷。因此，第1阈值优选为40℃以下。

以上，对本发明的实施方式及其变形例进行了说明，但实施方式以及变形例中的各结构以及它们的组合等是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外，本发明并不限定于实施方式。

Claims (8)

1.一种车辆用调温装置，其具有：

第1回路，其供第1热介质流动；

压缩机，其配置于所述第1回路，对所述第1热介质进行压缩；

第2回路，其供第2热介质流动；

电池，其配置于所述第2回路；

发热部，其配置于所述第2回路，被从所述电池供给电力；

第1传感器，其配置于所述第2回路，测定所述第2热介质的温度；

热交换器，其配置于所述第1回路和所述第2回路，在所述第1热介质与所述第2热介质之间进行热交换；以及

控制部，其控制所述第1回路和所述第2回路，

所述第1回路具有使所述第1热介质经过所述压缩机和所述热交换器而循环的第1环路，

所述第2回路具有：

第2环路，其使所述第2热介质经过所述发热部和所述热交换器而循环；以及

第3环路，其使所述第2热介质经过所述发热部、所述电池以及所述热交换器而循环，

所述控制部具有如下模式：

第1模式，在所述第1回路中，使所述第1热介质在所述第1环路中循环，并且，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第2环路中循环；以及

第2模式，在所述第1回路中，使所述第1热介质在所述第1环路中循环，并且，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第3环路中循环，

在所述第1传感器的测定值超过第1阈值的情况下，从所述第1模式切换为所述第2模式。

2.根据权利要求1所述的车辆用调温装置，其中，

该车辆用调温装置具有配置于所述第1回路并且测定所述第1热介质的温度或压力的第2传感器，

所述第2回路具有绕所述热交换器迂回的迂回管路，

所述第2回路具有使所述第2热介质经过所述发热部和所述迂回管路而循环的第4环路，

所述控制部具有如下的第3模式：在所述第1回路中，使所述第1热介质在所述第1环路中循环，并且，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第4环路中循环，

在所述第2传感器的测定值超过第2阈值的情况下，从所述第3模式切换为所述第1模式。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用调温装置，其中，

所述第2回路具有使所述第2热介质经过所述电池而循环的第5环路，

所述控制部在所述第1模式下，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第2环路和所述第5环路中循环。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆用调温装置，其中，

所述发热部是驱动车辆的马达、将从所述电池供给的直流电流转换为交流电流并向所述马达供给的逆变器以及将从所述电池供给的直流电流转换为电压不同的直流电流并向辅机供给的电力控制装置中的至少1个。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的车辆用调温装置，其中，

所述第1阈值为10℃以上且40℃以下的值。

6.一种车辆用调温装置的控制方法，其中，

所述车辆用调温装置具有：

第1回路，其供第1热介质流动，并且配置有压缩机和热交换器；以及

第2回路，其供第2热介质流动，并且配置有电池、发热部、所述热交换器以及测定所述第2热介质的温度的第1传感器，

该车辆用调温装置的控制方法包含如下模式：

第1模式，在所述第1回路中形成使所述第1热介质经过所述压缩机和所述热交换器而循环的第1环路，并且，在所述第2回路中形成使所述第2热介质经过所述发热部和所述热交换器而循环的第2环路；以及

第2模式，在所述第1回路中形成所述第1环路，并且，在所述第2回路中形成使所述第2热介质经过所述发热部、所述电池以及所述热交换器而循环的第3环路，

在所述第1传感器的测定值超过第1阈值的情况下，从所述第1模式切换为所述第2模式。

7.根据权利要求6所述的车辆用调温装置的控制方法，其中，

所述车辆用调温装置具有配置于所述第1回路并且测定所述第1热介质的温度或压力的第2传感器，

所述第2回路具有绕所述热交换器迂回的迂回管路，

该车辆用调温装置的控制方法包含如下的第3模式：在所述第1回路中形成所述第1环路，并且，在所述第2回路中形成使所述第2热介质经过所述发热部以及所述迂回管路而循环的第4环路，

在所述第2传感器的测定值超过第2阈值的情况下，从所述第3模式切换为所述第1模式。

8.根据权利要求6或7所述的车辆用调温装置的控制方法，其中，

在所述第1模式下，在所述第2回路中，使所述第2热介质在所述第2环路和经过所述电池的第5环路中循环。

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