DE112013000833T5

DE112013000833T5 - Fahrzeugwärmemanagementsystem

Info

Publication number: DE112013000833T5
Application number: DE112013000833.5T
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Takeuchi Masayuki; c/o DENSO CORPORATION Yamanaka Takashi; c/o DENSO CORPORATION Kakehashi Nobuharu
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-10-16
Also published as: CN104093587B; CN104093587A; US9643469B2; WO2013114874A1; JP5880863B2; JP2013230805A; US20140374081A1

Abstract

Eine Wärmemedium-Abgabeseite einer ersten Pumpe (11) und eine Wärmemedium-Abgabeseite einer zweiten Pumpe (12) sind parallel zueinander mit einem ersten Schaltventil (19) verbunden. Jeweilige Wärmemedium-Einlassseiten mehrerer Temperatureinstellvorrichtungen (15, 16, 17, 18, 50, 65) sind parallel zueinander mit dem ersten Schaltventil (19) verbunden. Jeweilige Wärmemedium-Auslassseiten der Temperatureinstellvorrichtungen sind parallel zueinander mit einem zweiten Schaltventil (20) verbunden. Eine Wärmemedium-Ansaugseite der ersten Pumpe (11) und eine Wärmemedium-Ansaugseite der zweiten Pumpe (12) sind parallel zueinander mit dem zweiten Schaltventil (20) verbunden. Jede der Temperatureinstellvorrichtungen wird zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium zwischen der Vorrichtung und der ersten Pumpe (11) zirkuliert, und einem anderen Zustand, in dem das Wärmemedium zwischen der Vorrichtung und der zweiten Pumpe (12) zirkuliert, umgeschaltet.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2012-020905 , eingereicht am 2. Februar 2012, Nr. 2012-084444 , eingereicht am 3. April 2012 und Nr. 2012-278552 , eingereicht am 20. Dezember 2012, deren Inhalte hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmemanagementsystem, das für ein Fahrzeug verwendet wird.
Hintergrundtechnik der Erfindung
Wie in dem Patentdokument 1 offenbart, wird herkömmlicherweise eine Wärmesteuerung zum Kühlen eines Motorgenerators, eines Inverters, einer Batterie und eines Fahrzeugraums eines Elektrofahrzeugs vorgeschlagen.
In der verwandten Technik umfasst die Wärmesteuerung einen Kühlkreis, um zuzulassen, dass ein Kühlmittel zum Kühlen des Motorgenerators und des Inverters durch ihn zirkuliert, einen ersten Zirkulationskreis, um zuzulassen, dass ein Kühlmittel zum Kühlen der Batterie und des Fahrzeugraums durch ihn zirkuliert, und einen zweiten Zirkulationskreis, um zuzulassen, dass ein Kühlmittel, das durch einen Außenwärmetauscher Wärme mit Außenluft austauscht, durch ihn zirkuliert.
Ferner umfasst die Wärmesteuerung ein erstes Ventil zum Verbinden/Trennen zwischen dem Kühlkreis und dem ersten Zirkulationskreis, ein zweites Ventil zum Verbinden des Kühlkreises entweder mit dem ersten Zirkulationskreis oder dem zweiten Zirkulationskreis und ein drittes Ventil zum Verbinden/Trennen zwischen dem Kühlkreis und dem zweiten Zirkulationskreis. Die jeweiligen Ventile werden gesteuert, um den Verbindungsgegenstand zwischen dem Kühlkreis zwischen den ersten und zweiten Zirkulationskreisen umzuschalten.
Wärme kann durch eine Wärmeübertragungsvorrichtung zwischen dem Kühlmittel, das durch den ersten Zirkulationskreis zirkuliert, und dem Kühlmittel, das durch den zweiten Zirkulationskreis zirkuliert, übertragen werden. Die Wärmeübertragungsvorrichtung überträgt die Wärme zwischen den Kühlmitteln in den ersten und zweiten Zirkulationskreisen von dem Kühlmittel mit einer hohen Temperatur auf das Kühlmittel mit einer niedrigen Temperatur.
Die Wärme des Kühlmittels in dem ersten Zirkulationskreis wird durch die Wärmeübertragungsvorrichtung auf das Kühlmittel in dem zweiten Zirkulationskreis übertragen, und die Wärme des Kühlmittels in dem zweiten Zirkulationskreis kann durch den Außenwärmetauscher in die Außenluft abgeführt werden, wodurch die Batterie und der Fahrzeugraum gekühlt werden.
Der Kühlkreis ist durch Verwendung der ersten bis dritten Ventile mit dem ersten Zirkulationskreis oder dem zweiten Zirkulationskreis verbunden, so dass die Wärme des Kühlmittels in dem Kühlkreis durch den Außenwärmetauscher in dem zweiten Zirkulationskreis in die Außenluft abgeführt werden kann, wodurch der Motorgenerator und der Inverter gekühlt werden.
Dokument des Stands der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 2011-121551 A

Zusammenfassung der Erfindung
Die vorstehend beschriebene verwandte Technik hat einen Vorteil, dass nur ein Außenwärmetauscher erforderlich ist, um mehrere Temperatureinstellvorrichtungen einschließlich des Motorgenerators, des Inverters, der Batterie und des Fahrzeugraums in einem Kühlsystem zu kühlen. Jedoch könnte der gesamte Kreislaufaufbau kompliziert werden. Da die Anzahl von Temperatureinstellvorrichtungen in diesem Fall erhöht wird, wird der Kreislaufaufbau komplizierter.
Zum Beispiel umfassen die Temperatureinstellvorrichtungen, die eine Kühlung erfordern, neben dem Motorgenerator, dem Inverter und der Batterie einen AGR-Kühler, einen Einlassluftkühler und ähnliche. Diese Vorrichtungen haben verschiedene erforderliche Kühltemperaturen.
Um die jeweiligen Temperatureinstellvorrichtungen geeignet zu kühlen, wird vorgeschlagen, dass das Kühlmittel, das durch die jeweiligen Vorrichtungen zirkulieren soll, zwischen den Vorrichtungen umschaltbar ist, was gemäß der Anzahl von Vorrichtungen für die Temperatureinstellung zu einer Erhöhung der Anzahl von Zirkulationskreisen führt. Zusammen mit der Erhöhung wird auch die Anzahl von Ventilen zum Verbinden/Trennen zwischen den jeweiligen Zirkulationskreisen und dem Kühlkreis erhöht, was zu einer komplizierten Struktur von Strömungswegen zum Verbinden der jeweiligen Zirkulationskreise und des Kühlkreises führt.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der vorangehenden Punkte gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die Struktur eines Fahrzeugwärmemanagementsystems, das Wärmemedien, die durch mehrere Temperatureinstellvorrichtungen zirkulieren, umschalten kann, zu vereinfachen.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, umfasst ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung: eine erste Pumpe und eine zweite Pumpe, die ein Wärmemedium ansaugen und abgeben; einen Wärmemedium-Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Wärmemedium und Außenluft austauscht; mehrere Temperatureinstellvorrichtungen mit Temperaturen, die durch das Wärmemedium eingestellt werden, wobei jede der Temperatureinstellvorrichtungen einen Strömungsweg hat, der zulässt, dass das Wärmemedium durch ihn strömt; ein erstes Schaltventil, das einen Zuströmungszustand des Wärmemediums, das in jede der Temperatureinstellvorrichtungen strömt, zwischen einem Zustand, in dem das von der ersten Pumpe abgegebene Wärmemedium zu den Temperatureinstellvorrichtungen strömt, und einem anderen Zustand, in dem das von der zweiten Pumpe abgegebene Wärmemedium zu den Temperatureinstellvorrichtungen strömt, umschaltet, wobei eine Wärmemedium-Abgabeseite der ersten Pumpe und eine Wärmemedium-Abgabeseite der zweiten Pumpe parallel zueinander verbunden sind und jeweilige Wärmemedium-Einlassseiten der Temperatureinstellvorrichtungen parallel zueinander verbunden sind; ein zweites Schaltventil, das einen Ausströmungszustand des Wärmemediums von jeder der Temperatureinstellvorrichtungen zwischen einem Zustand, in dem das aus den Temperatureinstellvorrichtungen strömende Wärmemedium zu der ersten Pumpe strömt, und einem anderen Zustand, in dem das aus den Temperatureinstellvorrichtungen strömende Wärmepumpe zu der zweiten Pumpe strömt, umschaltet, wobei eine Wärmemedium-Ansaugseite der ersten Pumpe und eine Wärmemedium-Ansaugseite der zweiten Pumpe parallel zueinander verbunden sind und jeweilige Wärmemedium-Auslassseiten der Temperatureinstellvorrichtungen parallel zueinander verbunden sind; und eine Steuerung, die Betriebe des ersten Schaltventils und des zweiten Schaltventils steuert, um zwischen (i) einem Zirkulationszustand des Wärmemediums, das zwischen der ersten Pumpe und den Temperatureinstellvorrichtungen zirkuliert, und (ii) einem anderen Zirkulationszustand des Wärmemediums, das zwischen der zweiten Pumpe und den Temperatureinstellvorrichtungen zirkuliert, umzuschalten.
Folglich sind die Temperatureinstellvorrichtungen parallel zwischen den ersten und zweiten Schaltventilen verbunden, um die Strömungen von Wärmemedien umzuschalten. Mit einer derartig einfachen Struktur können die Wärmemedien, die durch die Temperatureinstellvorrichtungen strömen, zwischen den interessierenden Vorrichtungen umgeschaltet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 1;
3 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 1;
4 ist ein Diagramm zur Erklärung einer dritten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 1;
5 ist eine Perspektivansicht, die ein erstes Schaltventil und ein zweites Schaltventil in der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht des ersten Schaltventils von 5;
7 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils von 5;
8 ist eine andere Querschnittansicht des ersten Schaltventils von 5;
9 ist eine andere Querschnittansicht des ersten Schaltventils von 5;
10 ist eine andere Querschnittansicht des ersten Schaltventils von 5;
11 ist eine andere Querschnittansicht des ersten Schaltventils von 5;
12 ist eine Querschnittansicht, die einen ersten Zustand des ersten Schaltventils von 5 zeigt;
13 ist eine Querschnittansicht, die einen zweiten Zustand des ersten Schaltventils von 5 zeigt;
14 ist eine Querschnittansicht, die einen dritten Zustand des ersten Schaltventils von 5 zeigt;
15 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerung des in 1 gezeigten Wärmemanagementsystems für ein Fahrzeug zeigt;
16 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Wärmemanagementsystems für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
17 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 16;
18 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 16;
19 ist ein Diagramm zur Erklärung einer dritten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 16;
20 ist ein Diagramm zur Erklärung einer vierten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 16;
21 ist ein Diagramm zur Erklärung einer fünften Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 16;
22 ist eine Perspektivansicht, die einen Kühlmittelkühler und einen Kondensator in einer zweiten Ausführungsform zeigt;
23 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerverfahrens zeigt, das von einer Steuerung der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird;
24 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Wärmemanagementsystems für ein Fahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
25 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 24;
26 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 24;
27 ist ein Diagramm zur Erklärung einer dritten Betriebsart in dem Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug von 24;
28 ist eine Perspektivansicht, die einen Kühlmittelkühler, einen Kondensator und einen Unterkühler in einer dritten Ausführungsform zeigt;
29 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
30 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 29;
31 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 29;
32 ist ein Diagramm zur Erklärung einer dritten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 29;
33 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
34 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 33;
35 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem von 34;
36 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
37 ist eine Perspektivansicht, die einen Kühlmittelkühler, einen Kondensator und einen Unterkühler in einer siebten Ausführungsform zeigt;
38 ist eine Perspektivansicht, die einen Kühlmittelkühler, einen Kondensator und ein Expansionsventil in einer achten Ausführungsform zeigt;
39 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung;
40 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der neunten Ausführungsform;
41 ist ein Diagramm zur Erklärung einer dritten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der neunten Ausführungsform;
42 ist ein Diagramm zur Erklärung einer vierten Betriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der neunten Ausführungsform;
43 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Steuerung des Fahrzeugwärmemanagementsystems in der neunten Ausführungsform zeigt;
44 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerverfahrens zeigt, das von einer Steuerung der neunten Ausführungsform durchgeführt wird;
45 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung;
46 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung;
47 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung;
48 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerverfahrens zeigt, das von einer Steuerung der zwölften Ausführungsform zeigt;
49 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Kühlbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der zwölften Ausführungsform;
50 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Kühlbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der zwölften Ausführungsform;
51 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Heizbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der zwölften Ausführungsform;
52 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Heizbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der zwölften Ausführungsform;
53 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Batterietemperatur-Ausgleichbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem in der zwölften Ausführungsform;
54 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung;
55 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerverfahrens zeigt, das von einer Steuerung der dreizehnten Ausführungsform durchgeführt wird;
56 ist ein Diagramm zur Erklärung einer ersten Kühlbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem der dreizehnten Ausführungsform;
57 ist ein Diagramm zur Erklärung einer zweiten Kühlbetriebsart in dem Fahrzeugwärmemanagementsystem der dreizehnten Ausführungsform;
58 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung;
59 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung;
60 ist ein Querschnittdiagramm eines Batteriekühlers gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung;
61 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerverfahrens zeigt, das durch eine Steuerung der sechzehnten Ausführungsform durchgeführt wird;
62 ist ein Querschnittdiagramm eines Batteriekühlers gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der Erfindung; und
63 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerverfahrens zeigt, das von einer Steuerung der siebzehnten Ausführungsform durchgeführt wird.
Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der Erfindung basierend auf 1 bis 15 beschrieben. Ein in 1 gezeigtes Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 wird verwendet, um verschiedene Vorrichtungen, die auf einem Fahrzeug montiert sind (Vorrichtungen, die eine Kühlung oder Heizung benötigen), oder ein Inneres des Fahrzeugs auf eine geeignete Temperatur zu kühlen.
In dieser Ausführungsform wird das Kühlsystem 10 auf ein Hybridauto angewendet, das die Antriebskraft zum Fahren sowohl von einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) als auch einem Elektromotor zum Fahren erhalten kann.
Ein Hybridauto dieser Ausführungsform ist als ein Plugin-Hybridauto aufgebaut, das eine auf dem Fahrzeug montierte Batterie (fahrzeugmontierte Batterie) mit Leistung aufladen kann, die während des Stopps des Fahrzeugs von einer externen Leistungsquelle (Netzstromquelle) geliefert wird. Zum Beispiel kann eine Lithiumionenbatterie als die Batterie verwendet werden.
Eine von dem Verbrennungsmotor ausgegebene Antriebskraft wird nicht nur zum Fahren des Fahrzeugs, sondern auch zum Betreiben eines Generators verwendet. Von dem Generator erzeugte Leistung und von der externen Leistungsquelle gelieferte Leistung können in der Batterie gespeichert werden. Die in der Batterie gespeicherte Leistung kann nicht nur an den Elektromotor zum Fahren, sondern auch an verschiedene fahrzeugmontierte Vorrichtungen, wie etwa in dem Kühlsystem enthaltene elektrische Komponenten, geliefert werden.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Kühlsystem 10 eine erste Pumpe 11, eine zweite Pumpe 12, einen Strahler 13, einen Kühlmittelkühler 14, einen Batteriekühler 15, einen Inverterkühler 16, einen Abgaskühler 17, einen Kühlerkern 18, ein erstes Schaltventil 19 und ein zweites Schaltventil 20.
Die erste Pumpe 11 und die zweite Pumpe 12 sind eine elektrische Pumpe zum Ansaugen und Abgeben des Kühlmittels (Wärmemedium). Das Kühlmittel ist vorzugsweise Flüssigkeit, die wenigstens Ethylenglykol oder Dimethylpolysiloxan enthält.
Der Strahler 13 ist ein Wärmetauscher für die Wärmeabführung (Strahler), der durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Außenluft Wärme des Kühlmittels in die Außenluft abführt. Die Kühlmittelauslassseite des Strahlers 13 ist mit der Kühlmittelansaugseite der ersten Pumpe 11 verbunden. Ein Außengebläse 21 ist ein elektrisches Gebläse zum Blasen der Außenluft zu dem Strahler 13. Der Strahler 13 und das Außengebläse 21 sind auf der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet. Folglich kann der Strahler 13 während des Fahrens des Fahrzeugs der Fahrtluft zugewandt sein.
Der Kühlmittelkühler 14 ist eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Kühlmittels durch Austauchen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und einem Niederdruckkältemittel eines Kältekreislaufs 22. Die Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittelkühlers 14 ist mit der Kühlmittelauslassseite der zweiten Pumpe 1 verbunden.
Der Kühlmittelkühler 14 dient als ein Verdampfer des Kältekreislaufs 22. Der Kältekreislauf 22 ist eine Verdampfungskompressionskälteanlage, die einen Kompressor 23, einen Kondensator 24, ein Expansionsventil 25 und den Kühlmittelkühler 14 als den Verdampfer umfasst. Der Kältekreislauf 22 dieser Ausführungsform verwendet ein Fluorkohlenstoffkältemittel als das Kältemittel und bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt.
Der Kompressor 23 ist ein elektrischer Kompressor, der mit Leistung angetrieben wird, die von der Batterie geliefert wird. Der Kompressor 23 saugt das Kältemittel in dem Kältekreislauf 22 ein und komprimiert es, um das komprimierte Kältemittel daraus auszustoßen. Der Kondensator 24 ist ein hochdruckseitiger Wärmetauscher zum Kondensieren eines Hochdruckkältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen der Außenluft und dem von dem Kompressor 23 abgegebenen Hochdruckkältemittel.
Das Expansionsventil 25 ist eine Dekompressionsvorrichtung zum Dekomprimieren und Expandieren eines von dem Kondensator 24 kondensierten flüssigphasigen Kältemittels. Der Kühlmittelkühler 14 ist ein niederdruckseitiger Wärmetauscher zum Verdampfen eines Niederdruckkältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem von dem Expansionsventil 25 dekomprimierten und expandierten Niederdruckkältemittel. Das an dem Kühlmittelkühler 14 verdampfte gasphasige Kältemittel wird in den Kompressor 23 eingesaugt und von ihm komprimiert.
Der Strahler 13 dient dazu, das Kühlmittel durch die Außenluft zu kühlen, während der Kühlmittelkühler 14 dazu dient, das Kühlmittel durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 zu kühlen. Folglich ist die Temperatur des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Kühlmittels niedriger als die des von dem Strahler 13 gekühlten Kühlmittels.
Insbesondere kann der Strahler 13 das Kühlmittel nicht auf eine Temperatur kühlen, die niedriger als die der Außenluft ist, während der Kühlmittelkühler 14 das Kühlmittel auf eine Temperatur kühlen kann, die niedriger als die der Außenluft ist.
Hier nachstehend wird auf das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlte Kühlmittel als ein „Zwischentemperaturkühlmittel” Bezug genommen, und auf das durch die Niederdruckkühlung des Kältemittelkreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel wird als ein „Niedertemperaturkühlmittel” Bezug genommen.
Der Kühlmittelkühler 14, der Batteriekühler 15, der Inverterkühler 16, der Abgaskühler 17 und der Kühlerkern 18 sind jeweils die Vorrichtung, deren Temperatur entweder durch das Zwischentemperaturkühlmittel oder das Niedertemperaturkühlmittel eingestellt wird.
Der Batteriekühler 15 hat einen Strömungsdurchgang für Kühlmittel und kühlt die Batterie durch Abführen der Wärme der Batterie in das Kühlmittel. Die Temperatur der Batterie wird zu dem Zweck, die Verringerung der Ausgangsleistung, des Ladewirkungsgrads, eine Verschlechterung und ähnliches zu verhindern, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 10 bis 40°C gehalten.
Der Inverterkühler 16 hat einen Strömungsdurchgang für Kühlmittel und kühlt den Inverter durch Abführen der Wärme des Inverters in das Kühlmittel. Der Inverter ist ein Leistungswandler, der eine von der Batterie gelieferte Gleichstrom-(DC-)Leistung in eine Wechsel-(AC-)Spannung umwandelt, um die AC-Spannung an einen Elektromotor zum Fahren auszugeben. Die Temperatur des Inverters wird zu dem Zweck, seine Verschlechterung oder ähnliches zu verhindern, vorzugsweise bei 65°C oder niedriger gehalten.
Der Abgaskühler 17 hat einen Strömungsdurchgang für Kühlmittel und kühlt Abgas durch Abführen der Wärme des Abgases des Verbrennungsmotors in das Kühlmittel. Das von dem Abgaskühler 17 gekühlte Abgas wird zu der Einlassseite des Verbrennungsmotors rückgeführt. Die Temperatur des zu der Einlassseite des Verbrennungsmotors rückgeführten Abgases wird zu dem Zweck, den Verbrennungsmotorverlust zu verringern und Klopfen und die Erzeugung von NOX zu verhindern, und ähnlichem in einem Bereich von 40 bis 100°C gehalten.
Der Kühlerkern 18 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen (Luftkühler), der Blasluft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Blasluft kühlt. Ein Innengebläse 26 ist ein elektrisches Gebläse zum Blasen der Außenluft zu dem Kühlerkern 18. Der Kühlerkern 18 und das Innengebläse 26 sind im Inneren eines Gehäuses 27 der Innenklimatisierungseinheit angeordnet.
Jedes der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 ist ein Strömungsschaltventil, das die Kühlmittelströmung umschaltet. Das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 haben den gleichen grundsätzlichen Aufbau. Jedoch unterscheidet sich das erste Schaltventil 19 von dem zweiten Schaltventil 20 darin, dass ein Einlass und ein Auslass für das Kühlmittel gegenseitig vertauscht sind.
Das erste Schaltventil 19 umfasst zwei Einlässe 19a und 19b als einen Einlass für das Kühlmittel und vier Auslässe 19c, 19d, 19e und 19f als einen Auslass für das Kühlmittel.
Der Einlass 19a ist mit der Kühlmittelabgabeseite der ersten Pumpe 11 verbunden. Der Einlass 19b ist mit der Kühlmittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 verbunden.
Der Auslass 19c ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 18 verbunden. Der Auslass 19d ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Abgaskühlers 17 verbunden. Der Auslass 19e ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Batteriekühlers 15 verbunden. Der Auslass 19f ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Inverterkühlers 16 verbunden.
Das zweite Schaltventil 20 umfasst Einlässe 20a, 20b, 20c und 20d als einen Einlass für das Kühlmittel und Auslässe 20e und 20f als einen Auslass für das Kühlmittel.
Der Einlass 20a ist mit der Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 18 verbunden. Der Einlass 20b ist mit der Kühlmittelauslassseite des Abgaskühlers 17 verbunden. Der Einlass 20c ist mit der Kühlmittelauslassseite des Batteriekühlers 15 verbunden. Der Einlass 20d ist mit der Kühlmittelauslassseite des Inverterkühlers 16 verbunden.
Der Auslass 20e ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Strahlers 13 verbunden. Der Auslass 20f ist mit der Kühlmittelansaugseite der zweiten Pumpe 12 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 ist derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen drei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen drei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c und 20d und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
2 zeigt den Betrieb (erste Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen ersten Zustand geschaltet werden.
In dem ersten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d, 19e und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19c. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 2 angezeigt, aus den Auslässen 19d, 19e und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 2 angezeigt, aus dem Auslass 19c strömt.
In dem ersten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20a mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 2 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 20a eintretende Kühlmittel als ein massiver Pfeil in 2 aus dem Auslass 20f strömt.
3 zeigt den Betrieb (zweite Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen zweiten Zustand geschaltet werden.
In dem zweiten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 3 angezeigt, aus den Auslässen 19d und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b strömende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 3 angezeigt, aus den Auslässen 19c und 19e strömt.
In dem zweiten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f und verbindet auch die Einlässe 20b und 20d mit dem Auslass 20e. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 3 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a und 20c eintretende Kühlmittel, wie durch massive Linien mit einem Pfeil in 3 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
4 zeigt den Betrieb (dritte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen dritten Zustand geschaltet werden.
In dem dritten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 4 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b strömende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 4 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19e und 19f strömt.
In dem dritten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 4 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a, 20c und 20d strömende Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 4 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
Wie in 5 gezeigt, umfassen das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 jeweils Drehwellen 191 und 201 von Ventilelementen. Eine Drehkraft einer Eingangswelle 30a eines Elektromotors 30 für ein Schaltventil wird über Zahnräder 31, 32, 33 und 34 auf die Drehwellen 191 und 201 übertragen. Folglich werden die Ventilelemente der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 durch den gemeinsamen Elektromotor 30 für ein Schaltventil angetrieben, so dass sie sich zusammenwirkend drehen.
Alternativ kann ein Elektromotor für ein Schaltventil in jedem der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 einzeln bereitgestellt werden. In einem derartigen Fall können die Betriebe der zwei Elektromotoren für die Schaltventile zusammenwirkend gesteuert werden, wodurch die Ventilelemente der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 angetrieben werden, um sich zusammenwirkend zu drehen.
Das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 haben die gleiche grundsätzliche Struktur. Im Folgenden wird die spezifische Struktur des ersten Schaltventils 19 beschrieben, und folglich wird die Beschreibung der spezifischen Struktur des zweiten Schaltventils 20 weggelassen.
Das erste Schaltventil 19 umfasst ein Gehäuse 192, das als eine Außenschale dient. Das Gehäuse 192 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet, die sich in der Längsrichtung der Drehwelle 191 des Ventilelements (in der Vertikalrichtung von 5) erstreckt. Die Drehwelle 191 des Ventilelements durchdringt eine Endoberfläche (obere Endoberfläche in 5) des Gehäuses 192.
Die äußeren und inneren Durchmesser der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 192 sind in vier Stufen von einer Endseite (obere Endseite von 5) zu der anderen Endseite (untere Endseite von 5) verringert. Insbesondere sind an der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 192 ein erster zylindrischer Abschnitt 192a mit den größten Außen- und Innendurchmessern, ein zweiter zylindrischer Abschnitt 192b mit den zweitgrößten Außen- und Innendurchmessern, ein dritter zylindrischer Abschnitt 192c mit den drittgrößten Außen- und Innendurchmessern und ein vierter zylindrischer Abschnitt 192d mit den kleinsten Außen- und Innendurchmessern in dieser Reihenfolge von der einen Endseite zu der anderen Endseite ausgebildet.
Der erste zylindrische Abschnitt 192a ist mit dem Auslass 19c versehen. Der zweite zylindrische Abschnitt 192b ist mit dem Auslass 19d versehen. Der dritte zylindrische Abschnitt 192c ist mit dem Auslass 19e versehen. Der vierte zylindrische Abschnitt 192d ist mit dem Auslass 19f versehen.
Wie in 6 gezeigt, sind an der anderen Endoberfläche des Gehäuses 192 (in 6 gezeigte untere Endoberfläche) der Einlass 19a für Kühlmittel und der Einlass 19b für Kühlmittel ausgebildet.
Ein inneres zylindrisches Element 193 ist in einen Innenraum des Gehäuses 192 eingesetzt. Das innere zylindrische Element 193 ist zu einer zylindrischen Form mit konstanten Innen- und Außendurchmessern ausgebildet und koaxial in Bezug auf das Gehäuse 192 angeordnet. Ein Ende des inneren zylindrischen Elements 193 auf der anderen Endseite des Gehäuses 192 (das in 6 gezeigte untere Ende davon) ist in engem Kontakt mit der anderen Endoberfläche des Gehäuses 192 befestigt.
Eine Trennplatte 193a ist innerhalb des inneren zylindrischen Elements 193 bereitgestellt. Die Trennplatte 193a ist in dessen Axialrichtung quer über die gesamte Fläche des inneren zylindrischen Elements 193 ausgebildet, um den Innenraum des inneren zylindrischen Elements 193 in zwei halbrunde Räume 193b und 193c zu unterteilen.
Der erste Raum 193b der zwei Räume 193b und 193c steht mit dem Einlass 19a des Gehäuses 192 in Verbindung und der zweite Raum 193c davon steht mit dem Einlass 19b des Gehäuses 192 in Verbindung.
Die zylindrische Oberfläche des inneren Elements 193 ist mit vier Öffnungen 193d, 193e, 193f und 193g, die mit dem ersten Raum 193b in Verbindung stehen, und vier Öffnungen 193h, 193i, 193j und 193k, die mit dem zweiten Raum 193c in Verbindung stehen, versehen.
Mit dem inneren zylindrischen Abschnitt 193, der in das Gehäuse 192 eingesetzt ist, sind die Öffnungen 193d und 193h des inneren zylindrischen Elements 193 entgegengesetzt zu dem ersten zylindrischen Abschnitt 192a des zylindrischen Elements 193, die Öffnungen 193e und 193i sind entgegengesetzt zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt 192b des inneren zylindrischen Elements 193, die Öffnungen 193f und 193j sind entgegengesetzt zu dem dritten zylindrischen Abschnitt 192c des inneren zylindrischen Elements 193, und die Öffnungen 193g und 193k sind entgegengesetzt zu dem vierten zylindrischen Abschnitt 192d des inneren zylindrischen Elements 193.
Ein Ventilelement 194 zum Öffnen und Schließen von acht Öffnungen 193d bis 193k des inneren zylindrischen Elements 193 ist zwischen dem Gehäuse 192 und dem inneren zylindrischen Element 193 eingesetzt. Das Ventilelement 194 ist zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet und koaxial in Bezug auf das Gehäuse 192 und das innere zylindrische Element 193 positioniert.
Eine Drehwelle 191 ist an der Mitte einer Endoberfläche (obere Endoberfläche von 6) des Ventilelements 194 befestigt. Das Ventilelement 194 ist drehbar, wobei die Drehwelle 191 in Bezug auf das Gehäuse 192 und das innere zylindrische Element 193 zentriert ist.
Der Innendurchmesser des Ventilelements 194 ist wie der Außendurchmesser des inneren zylindrischen Elements 193 konstant festgelegt. Wie der Innendurchmesser des Gehäuses 192 ist der Außendurchmesser des Ventilelements 194 in vier Stufen von einer Endseite zu seiner anderen Endseite verringert.
Insbesondere sind an der Außenumfangsoberfläche des Ventilelements 194 ein erster zylindrischer Abschnitt 194a mit dem größten Außendurchmesser, ein zweiter zylindrischer Abschnitt 194b mit dem zweitgrößten Außendurchmesser, ein dritter zylindrischer Abschnitt 194c mit dem drittgrößten Außendurchmesser und ein vierter zylindrischer Abschnitt 194d mit dem kleinsten Außendurchmesser in dieser Reihenfolge von der einen Endseite zu der anderen Endseite ausgebildet.
Bei dem Ventilelement 194, das zwischen dem Gehäuse 192 und dem inneren zylindrischen Element 193 eingesetzt ist, ist der erste zylindrische Abschnitt 194a des Ventilelements 194 entgegengesetzt zu dem ersten zylindrischen Abschnitt 192a des Gehäuses 192, der zweite zylindrische Abschnitt 194b des Ventilelements 194 ist entgegengesetzt zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt 192b des Gehäuses 192, der dritte zylindrische Abschnitt 194c des Ventilelements 194 ist entgegengesetzt zu dem dritten zylindrischen Abschnitt 194c des Gehäuses 192 und der vierte zylindrische Abschnitt 194d des Ventilelements 194 ist entgegengesetzt zu dem vierten zylindrischen Abschnitt 194d des Gehäuses 192.
Eine Vielzahl von Löchern 194e ist an dem ersten zylindrischen Abschnitt 194a des Ventilelements 194 ausgebildet. Eine Vielzahl von Löchern 194f ist an dem zweiten zylindrischen Abschnitt 194b des Ventilelements 194 ausgebildet. Eine Vielzahl von Löchern 194g ist an dem dritten zylindrischen Abschnitt 194c des Ventilelements 194 ausgebildet. Eine Vielzahl von Löchern 194h ist an dem vierten zylindrischen Abschnitt 194d des Ventilelements 194 ausgebildet.
7 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, die an einem Teil des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 in der Richtung senkrecht zu dessen Axialrichtung genommen ist.
Die drei Löcher 194e des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 sind in der Umfangsrichtung des ersten zylindrischen Abschnitts 194a ausgebildet. Wenn das Ventilelement 194 sich in einer vorgegebenen Drehposition befindet, werden die Löcher 194e den Öffnungen 193d und 193h des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert.
Eine Dichtung 195 ist an dem Umfang jeder der Öffnungen 193d und 193h des inneren zylindrischen Elements 193 befestigt. Die Dichtung 195 ist in engem Kontakt mit dem ersten zylindrischen Abschnitt 194a des Ventilelements 194 und dient dazu, eine Lücke zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 194a und den Öffnungen 193d und 193h des inneren zylindrischen Elements 193 in einer flüssigkeitsdichten Weise abzudichten.
Ein erster ringähnlicher Raum 196a ist zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 194a des Ventilelements 194 und dem ersten zylindrischen Abschnitt 192a des Gehäuses 192 ausgebildet. Der erste ringähnliche Raum 196a steht mit dem Auslass 19c in Verbindung.
8 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, die an einem Teil des zweiten zylindrischen Abschnitts 194b des Ventilelements 194 in der Richtung senkrecht zu dessen Axialrichtung genommen wird.
Die drei Löcher 194f des zweiten zylindrischen Abschnitts 194b des Ventilelements 194 sind in der Umfangsrichtung des zweiten zylindrischen Abschnitts 194b ausgebildet. Wenn das Ventilelement 194 sich in einer vorgegebenen Drehposition befindet, werden die Löcher 194f den Öffnungen 193e und 193i des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert.
Die Dichtung 195 ist an dem Umfang jeder der Öffnungen 193e und 193i des inneren zylindrischen Elements 193 befestigt. Die Dichtung 195 ist in engem Kontakt mit dem zweiten zylindrischen Abschnitt 194b des Ventilelements 194 und dient dazu, eine Lücke zwischen dem zweiten zylindrischen Abschnitt 194b und den Öffnungen 193e und 193i des inneren zylindrischen Elements 193 in einer flüssigkeitsdichten Weise abzudichten.
Ein zweiter ringähnlicher Raum 196b ist zwischen dem zweiten zylindrischen Abschnitt 194b des Ventilelements 194 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 192b des Gehäuses 192 ausgebildet. Der zweite ringähnliche Raum 196b steht mit dem Auslass 19d in Verbindung.
9 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, die an einem Teil des dritten zylindrischen Abschnitts 194c des Ventilelements 194 in der Richtung senkrecht zu seiner Axialrichtung genommen ist.
Die drei Löcher 194g des dritten zylindrischen Abschnitts 194c des Ventilelements 194 sind in der Umfangsrichtung des dritten zylindrischen Abschnitts 194c ausgebildet. Wenn das Ventilelement 194 sich in einer vorgegebenen Drehposition befindet, werden die Löcher 194g den Öffnungen 193f und 193j des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert.
Die Dichtung 195 ist an dem Umfang jeder der Öffnungen 193f und 193j des inneren zylindrischen Elements 193 befestigt. Die Dichtung 195 ist in engem Kontakt mit dem dritten zylindrischen Abschnitt 194c des Ventilelements 194 und dient dazu, eine Lücke zwischen dem dritten zylindrischen Abschnitt 194c und den Öffnungen 193f und 193j des inneren zylindrischen Elements 193 in einer flüssigkeitsdichten Weise abzudichten.
Ein dritter ringähnlicher Raum 196c ist zwischen dem dritten zylindrischen Abschnitt 194c des Ventilelements 194 und dem dritten zylindrischen Abschnitt 192c des Gehäuses 192 ausgebildet. Der dritte ringähnliche Raum 196c steht mit dem Auslass 19e in Verbindung.
10 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, die an einem Teil des vierten zylindrischen Abschnitts 194d des Ventilelements 194 in der Richtung senkrecht zu dessen Axialrichtung genommen ist.
Die drei Löcher 194h des vierten zylindrischen Abschnitts 194d des Ventilelements 194 sind in der Umfangsrichtung des dritten zylindrischen Abschnitts 194c ausgebildet. Wenn das Ventilelement 194 sich in einer vorgegebenen Drehposition befindet, sind die Löcher 194h den Öffnungen 193g und 193k des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert.
Die Dichtung 195 ist an dem Umfang jeder der Öffnungen 193g und 193k des inneren zylindrischen Elements 193 befestigt. Die Dichtung 195 steht in engem Kontakt mit dem vierten zylindrischen Abschnitt 194d des Ventilelements 194 und dient dazu, eine Lücke zwischen dem vierten zylindrischen Abschnitt 194d und den Öffnungen 193g und 193k des inneren zylindrischen Elements 193 in einer flüssigkeitsdichten Weise abzudichten.
Ein vierter ringähnlicher Raum 196d ist zwischen dem vierten zylindrischen Abschnitt 194d des Ventilelements 194 und dem vierten zylindrischen Abschnitt 192d des Gehäuses 192 ausgebildet. Der vierte ringähnliche Raum 196d steht mit dem Auslass 19f in Verbindung.
Wie in 11 gezeigt, ist eine Lücke zwischen dem ersten ringähnlichen Raum 196a und dem zweiten ringähnlichen Raum 196b durch eine Dichtung 197 in einer flüssigkeitsdichten Weise abgedichtet. Die Dichtung 197 ist in einer ringähnlichen Form ausgebildet, so dass sie ihren gesamten Umfang zwischen einer gestuften Oberfläche des Ventilelements 194 und einer gestuften Oberfläche des Gehäuses 192 eingeschoben hat.
Wenngleich nicht gezeigt, sind eine Lücke zwischen den zweiten und dritten ringähnlichen Räumen 196b und 196c ebenso wie eine Lücke zwischen den dritten und vierten ringähnlichen Räumen 196c und 196d durch die ringähnliche Dichtung 197 in der flüssigkeitsdichten Weise abgedichtet.
Der erste Zustand des ersten Schaltventils 19 wird nachstehend basierend auf 12 beschrieben. 12 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, an einem Teil des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 in der Richtung senkrecht zu seiner Axialrichtung genommen. Für ein besseres Verständnis der Beschreibung stellt 12 nur eines von drei Löchern jedes der Arten 194e, 194f, 194g und 194h dar, während die Darstellung der anderen restlichen Löcher 194e, 194f, 194g und 194h jeder Art weggelassen wird.
In dem ersten Zustand wird das Ventilelement 194 in die in 12 gezeigte Position gedreht, so dass das Loch 194e des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 der Öffnung 193 auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert wird, wodurch bewirkt wird, dass der erste zylindrische Abschnitt 194a des Ventilelements 194 die Öffnung 193d auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Folglich steht der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193, wie durch die massiven Pfeile in 12 angezeigt, über die Öffnung 193h des inneren zylindrischen Elements 193, das Loch 194e des Ventilelements 194 und den ersten ringähnlichen Raum 196a mit dem Auslass 19c in Verbindung. Andererseits steht der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 nicht mit dem Auslas 19c in Verbindung.
Folglich steht der Auslass 19c in dem ersten Zustand mit dem Einlass 19b und nicht mit dem Einlass 19a in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, wird in dem ersten Zustand das Loch 194f des zweiten zylindrischen Abschnitts 194b des Ventilelements 194 der Öffnung 193e auf der Seite des ersten Raums 193b des zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der zweite zylindrische Abschnitt 194b des Ventilelements 194 die Öffnung 193i auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch die gestrichelten Pfeile in 12 angezeigt, steht der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19d in Verbindung, und der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19d in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19d mit dem Einlass 19a und nicht mit dem Einlass 19b in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem ersten Zustand das Loch 194g des dritten zylindrischen Abschnitts 194c des Ventilelements 194 der Öffnung 193f auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der dritte zylindrische Abschnitt 194c des Ventilelements 194 die Öffnung 193j auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 12 angezeigt, steht somit der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19e in Verbindung, und der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19e in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19e mit dem Einlass 19a und nicht mit dem Einlass 19b in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem ersten Zustand das Loch 194h des vierten zylindrischen Abschnitts 194d des Ventilelements 194 der Öffnung 193g auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der vierte zylindrische Abschnitt 194d des Ventilelements 194 die Öffnung 193k auf der Seite des zweiten Raums 193 des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Folglich steht der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193, wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 12 angezeigt, mit dem Auslass 19f in Verbindung, und der zweite Raum 193c des inneren Zylinders 193 steht nicht mit dem Auslass 19f in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19f mit dem Einlass 19a und nicht mit dem Einlass 19b in Verbindung.
Der zweite Zustand des ersten Schaltventils 19 wird nachstehend basierend auf 13 beschrieben. 13 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, die an einem Teil des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 in der Richtung senkrecht zu seiner Axialrichtung genommen ist. Für das bessere Verständnis der Beschreibung stellt 13 nur eines von drei Löchern jeder der Arten 194e, 194f, 194g und 194h dar, während die Darstellung der anderen restlichen zwei Löcher 194e, 194f, 194g und 194h jeder Art weggelassen wird.
in dem zweiten Zustand wird das Ventilelement 194 in die in 13 gezeigte Position gedreht, so dass das Loch 194e des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 der Öffnung 193h auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert wird, wodurch bewirkt wird, dass der erste zylindrische Abschnitt 194a des Ventilelements 194 die Öffnung 193d auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Folglich steht der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193, wie durch einen massiven Pfeil in 13 angezeigt, mit dem Auslass 19c in Verbindung, und der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19c in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19c mit dem Einlass 19b und nicht mit dem Einlass 19a in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem zweiten Zustand das Loch 194f des zweiten zylindrischen Abschnitts 194b des Ventilelements 194 der Öffnung 193e auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der zweite zylindrische Abschnitt 194b des Ventilelements 194 die Öffnung 193i auf der Seite des zweiten Raums des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Folglich steht der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193, wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 13 angezeigt, mit dem Auslass 19d in Verbindung, und der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19d in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19d mit dem Einlass 19a und nicht mit dem Einlass 19b in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist das Loch 194g des dritten zylindrischen Abschnitts 194c des Ventilelements 194 in dem zweiten Zustand der Öffnung 193j auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der dritte zylindrische Abschnitt 194c des Ventilelements 194 die Öffnung 193f auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Folglich steht der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193, wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 13 angezeigt, mit dem Auslass 19e in Verbindung, und der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19e in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19e mit dem Einlass 19b und nicht mit dem Einlass 19a in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem zweiten Zustand das Loch 194h des vierten zylindrischen Abschnitts 194d des Ventilelements 194 der Öffnung 193g auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der vierte zylindrische Abschnitt 194d des Ventilelements 194 die Öffnung 193k auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch eine andere gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 13 angezeigt, steht folglich der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19f in Verbindung, und der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19f in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19f mit dem Einlass 19a und nicht mit dem Einlass 19b in Verbindung.
Der dritte Zustand des ersten Schaltventils 19 wird nachstehend basierend auf 14 beschrieben. 14 ist eine Querschnittansicht des ersten Schaltventils 19, die an einem Teil des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 in die Richtung senkrecht zu seiner Axialrichtung genommen wird. Für ein besseres Verständnis der Beschreibung stellt 14 nur eines von drei Löchern jeder der Arten 194e, 194f, 194g und 194h dar, während die Darstellung der anderen restlichen zwei Löcher 194e, 194f, 194g und 194h jeder Art weggelassen wird.
In dem dritten Zustand wird das Ventilelement 194 in die in 14 gezeigte Position gedreht, so dass das Loch 194e des ersten zylindrischen Abschnitts 194a des Ventilelements 194 der Öffnung 193h auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert wird, wodurch bewirkt wird, dass der erste zylindrische Abschnitt 194a des Ventilelements 194 die Öffnung 193d auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch einen massiven Pfeil in 14 angezeigt, steht der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19c in Verbindung, und der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19c in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19c mit dem Einlass 19b und nicht mit dem Einlass 19a in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem dritten Zustand das Loch 194f des zweiten zylindrischen Abschnitts 194b des Ventilelements 194 der Öffnung 193e auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der zweite zylindrische Abschnitt 194b des Ventilelements 194 die Öffnung 193i auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 14 gezeigt, steht folglich der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19d in Verbindung, und der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19d in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19d mit dem Einlass 19a und nicht mit dem Einlass 19b in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem dritten Zustand das Loch 194g des dritten zylindrischen Abschnitts 194c des Ventilelements 194 der Öffnung 193j auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der dritte zylindrische Abschnitt 194c des Ventilelements 194 die Öffnung 193f auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 14 gezeigt, steht folglich der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19e in Verbindung, und der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19e in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19e mit dem Einlass 19b und nicht mit dem Einlass 19a in Verbindung.
Wenngleich nicht gezeigt, ist in dem dritten Zustand das Loch 194h des vierten zylindrischen Abschnitts 194d des Ventilelements 194 der Öffnung 193k auf der Seite des zweiten Raums 193c des inneren zylindrischen Elements 193 überlagert, wodurch bewirkt wird, dass der vierte zylindrische Abschnitt 194d des Ventilelements 194 die Öffnung 193g auf der Seite des ersten Raums 193b des inneren zylindrischen Elements 193 schließt.
Wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 14 angezeigt, steht der zweite Raum 193c des inneren zylindrischen Elements 193 mit dem Auslass 19f in Verbindung, und der erste Raum 193b des inneren zylindrischen Elements 193 steht nicht mit dem Auslass 19f in Verbindung. Folglich steht der Auslass 19f mit dem Einlass 19b und nicht mit dem Einlass 19a in Verbindung.
Als nächstes wird eine elektrische Steuerung des Kühlsystems 10 unter Bezug auf 15 beschrieben. Eine Steuerung 40 besteht aus einem bekannten Mikrocomputer mit CPU, ROM, RAM und ähnlichem und seiner peripheren Schaltung. Die Steuerung 40 ist eine Steuervorrichtung zum Steuern der Betriebe der Vorrichtungen, die mit ihrer Ausgangsseite verbunden sind, einschließlich der ersten Pumpe 11, der zweiten Pumpe 12, des Kompressors 23, des Elektromotors 30 für ein Schaltventil und ähnlicher, indem verschiedene Arten von Berechnungen und Verarbeitungen basierend auf in dem ROM gespeicherten Klimatisierungssteuerprogrammen durchgeführt werden.
Die Steuerung 40 ist integral mit einer Steuereinheit zum Steuern verschiedener Vorrichtungen zur Steuerung, die mit ihrer Ausgangsseite verbunden sind, aufgebaut. Die Steuereinheit zum Steuern der Betriebe der Vorrichtungen zur Steuerung hat eine Struktur (Hardware und Software), die geeignet ist, den Betrieb jeder der Vorrichtungen zur Steuerung zu steuern.
In dieser Ausführungsform wirkt insbesondere die Struktur (Hardware und Software), die den Betrieb des Elektromotors 30 für ein Schaltventil steuert, als eine Schaltventilsteuerung 40a. Offensichtlich kann die Schaltventilsteuerung 40 unabhängig von der Steuerung 40 bereitgestellt werden.
Erfassungssignale von einer Sensorgruppe einschließlich eines Innenluftsensors 41, eines Außenluftsensors 42, eines Wassertemperatursensors 43 und ähnliche werden in die Eingangsseite der Steuerung 40 eingegeben.
Der Innenluftsensor 41 ist eine Erfassungseinrichtung (Innenlufttemperaturerfassungseinrichtung) zum Erfassen der Temperatur von Innenluft (Temperatur des Fahrzeuginneren). Der Außenluftsensor 42 ist eine Erfassungseinrichtung (Außenlufttemperaturerfassungseinrichtung) zum Erfassen der Temperatur von Außenluft. Der Wassertemperatursensor 43 ist eine Erfassungseinrichtung (Wärmemedium-Temperaturerfassungseinrichtung) zum Erfassen der Temperatur von Kühlmittel, das ihn unmittelbar nach dem Durchlaufen des Strahlers 13 durchströmt.
Von einem Klimaanlagenschalter 44 wird ein Bediensignal in die Eingangsseite der Steuerung 40 eingegeben. Der Klimaanlagenschalter 44 ist ein Schalter zum Umschalten einer Klimaanlage zwischen EIN und AUS (mit anderen Worten EIN und AUS der Kühlung) und nahe an einem Armaturenbrett in dem Fahrzeugraum angeordnet.
Nun wird der Betrieb der vorstehend erwähnten Struktur beschrieben. Wenn eine von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur gleich 15°C oder niedriger ist, führt die Steuerung 40 die in 2 gezeigte erste Betriebsart durch. Wenn eine von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur sich zwischen mehr als 15°C und weniger als 40°C bewegt, führt die Steuerung 40 die in 3 gezeigte zweite Betriebsart durch. Wenn eine von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur gleich 40°C oder höher ist, führt die Steuerung 40 die in 4 gezeigte dritte Betriebsart durch.
In der ersten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass das erste Schaltventil 19 und das zweite Schaltventil 20 in den in 2 gezeigten ersten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d, 19e und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19c. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20a mit dem Auslass 20f.
Folglich besteht der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16, dem Abgaskühler 17 und dem Strahler 13, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14 und dem Kühlerkern 18 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 2 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Abgaskühler 17 verzweigt. Dann strömt das Kühlmittel parallel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Abgaskühler 17, wird in dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch es in die erste Pumpe 11 gesaugt wird.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 2 angezeigt, durch den Kühlmittelkühler 14 und dann über das erste Schaltventil 19 durch den Kühlerkern 18 in das zweite Schaltventil 20. Das Kühlmittel strömt durch das zweite Schaltventil 20, wodurch es in die zweite Pumpe 12 gesaugt wird.
Folglich strömt in der ersten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkkühlmittel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Abgaskühler 17, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18 strömt.
Als ein Ergebnis werden die Batterie, der Inverter und das Abgas von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und die Blasluft in das Fahrzeuginnere wird von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
Wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur etwa 15°C ist, wird das Zwischentemperaturkühlmittel, das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlt wird, eine Temperatur von etwa 25°C, so dass das Zwischentemperaturkühlmittel die Batterie, den Inverter und Abgas ausreichend kühlen kann.
Das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel hat etwa 0°C, so dass die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch das Niedertemperaturkühlmittel hinreichend gekühlt werden kann.
In der ersten Betriebsart werden die Batterie, der Inverter und Abgas durch die Außenluft gekühlt, was im Vergleich zu dem Fall, in dem die Batterie, der Inverter und Abgas durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 gekühlt werden, wirksam eine Energieeinsparung erreichen kann.
In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 3 gezeigten zweiten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Inverterkühler 16, dem Abgaskühler 17 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 3 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Inverterkühler 16 und den Abgaskühler 17 verzweigt. Dann werden die parallel durch den Inverterkühler 16 und den Abgaskühler 17 strömenden Kühlmittel in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 3 angezeigt, durch den Kühlmittelkühler und wird von dem ersten Schaltventil 19 in den Kühlerkern 18 und den Batteriekühler 15 verzweigt. Dann werden die parallel durch den Kühlerkern 18 und den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittel in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Das heißt, in der zweiten Betriebsart strömt das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16 und den Abgaskühler 17, während das von dem Kühlmittelkühler 14 strömende Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18 und den Batteriekühler 15 strömt.
Als ein Ergebnis werden der Inverter und das Abgas von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und die Batterie und die Blasluft in das Fahrzeuginnere werden von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
Wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur etwa 25°C ist, erhält das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel eine Temperatur von etwa 40°C, so dass das Zwischentemperaturkühlmittel den Inverter und Abgas ausreichend kühlen kann.
Das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niederdruckkühlmittel hat etwa 0°C, so dass die Batterie und die Blasluft in das Fahrzeuginnere von dem Niedertemperaturkühlmittel ausreichend gekühlt werden können.
Da die Batterie in der zweiten Betriebsart durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 gekühlt wird, kann die Batterie selbst dann ausreichend gekühlt werden, wenn die Außenluft die Batterie aufgrund der hohen Temperatur der Außenluft nicht angemessen kühlen kann.
In der dritten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 4 gezeigten dritten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f. Das zweite Schaltventil 20 verbindet den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Abgaskühler 17 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18, dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 4 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 durch den Abgaskühler 17 und dann über das zweite Schaltventil 20 durch den Strahler 13, wodurch es in die erste Pumpe 11 eingesaugt wird.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 4 angezeigt, durch den Kühlmittelkühler 14 und wird von dem ersten Schaltventil 19 in den Kühlerkern 18, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 verzweigt. Dann werden die Kühlmittel, die parallel durch den Kühlerkern 18, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 strömen, in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömt in der dritten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Abgaskühler 17, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 strömt.
Folglich wird das Abgas von dem Kühlmittel gekühlt, das von dem Strahler 13 gekühlt wird, und die Blasluft in das Fahrzeuginnere, die Batterie und der Inverter werden von dem Kühlmittel gekühlt, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird.
Wenn die Außenluft zum Beispiel etwa 40°C hat, erhält das Zwischentemperaturkühlmittel, das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlt wird, eine Temperatur von etwa 50°C, so dass das Zwischentemperaturkühlmittel das Abgas ausreichend kühlen kann.
Das Niedertemperaturkühlmittel, das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, hat etwa 0°C, so dass die Blasluft in das Fahrzeuginnere, die Batterie und der Inverter durch das Niedertemperaturkühlmittel ausreichend gekühlt werden können.
Da in der dritten Betriebsart die Batterie und der Inverter durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 gekühlt werden, können die Batterie und der Inverter ausreichend gekühlt werden, selbst wenn die Außenluft die Batterie und den Inverter wegen der sehr hohen Temperatur der Außenluft nicht angemessen kühlen kann.
Diese Ausführungsform verwendet die einfache Struktur, in der die Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 parallel zwischen die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 geschaltet sind, so dass die Kühlmittel, die durch die jeweiligen Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 zirkulieren, zwischen den Vorrichtungen umgeschaltet werden können.
Insbesondere wird die Außenlufttemperatur als eine Temperatur erfasst, die mit der Temperatur des Kühlmittels verbunden ist, die nach dem Wärmeaustausch durch den Strahler 13 erhalten wird, und dann werden basierend auf der erfassten Außenlufttemperatur die Betriebe des ersten Schaltventils 19 und des zweiten Schaltventils 20 gesteuert, um dadurch die ersten bis dritten Betriebsarten durchzuführen. Folglich kann das durch jede der Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 zirkulierende Kühlmittel gemäß der Temperatur des Kühlmittels, die nach dem Wärmeaustausch durch den Strahler 13 erhalten wird, zwischen den Vorrichtungen umgeschaltet werden.
Insbesondere wenn die Außenlufttemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur (in dieser Ausführungsform 15°C) ist, wird die erste Betriebsart durchgeführt, um zuzulassen, dass das Kühlmittel zwischen der ersten Pumpe 11 und jeder der Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 zirkuliert. Wenn die Außenlufttemperatur höher als die vorgegebene Temperatur (in dieser Ausführungsform 15°C) ist, wird der Betrieb von der zweiten Betriebsart auf die dritte Betriebsart umgeschaltet, wenn die Außentemperatur höher wird, was die Anzahl von Vorrichtungen für die Temperatur erhöht, um zuzulassen dass das Kühlmittel durch die zweite Pumpe 12 zirkuliert.
Folglich kann die Kühllast des Kühlmittelkühlers 14 (das heißt, die Kühllast des Kältekreislaufs 22) gemäß der Temperatur des Kühlmittels, die nach dem Wärmeaustausch durch den Strahler 13 erhalten wird, geändert werden, was die Energieeinsparung erreichen kann.
Insbesondere haben die Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 verschiedene erforderliche Kühltemperaturen. Wenn die Außenlufttemperatur höher als die vorgegebene Temperatur (in dieser Ausführungsform 15°C) ist, wird der Betrieb von der zweiten Betriebsart auf die dritte Betriebsart geschaltet, wenn die Außentemperatur höher wird, wodurch das Kühlmittel beginnend von der Vorrichtung, welche die niedrigere Kühltemperatur erfordert, in der Reihenfolge zunehmender erforderlicher Kühltemperatur zu der zweiten Pumpe 12 zirkuliert.
Folglich kann diese Ausführungsform die Zirkulation durch die jeweiligen Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 zwischen dem Niedertemperaturkühlmittel und dem Hochtemperaturkühlmittel gemäß deren erforderlicher Kühlmitteltemperatur umschalten, was die Temperatureinstellvorrichtungen 15, 16, 17 und 18 angemessen kühlen kann, während die Energieeinsparung erreicht wird.
(Zweite Ausführungsform)
Wenngleich in der ersten Ausführungsform der Abgaskühler 17 zwischen den Auslass 19d des ersten Schaltventils 19 und den Einlass 20b des zweiten Schaltventils 20 geschaltet ist, sind in einer zweiten Ausführungsform, wie in 16 gezeigt, ein Kondensator 50 (Temperatureinstellvorrichtung) und ein Heizungskern 51 zwischen den Auslass 19d des ersten Schaltventils 19 und den Einlass 20b des zweiten Schaltventils 20 geschaltet.
Der Kondensator 50 ist ein hochdruckseitiger Wärmetauscher zum Kondensieren eines Hochdruckkältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem von dem Kompressor 23 abgegebenen Hochdruckkältemittel, wodurch das Kühlmittel geheizt wird. Die Kühlmitteleinlassseite des Kondensators 50 ist mit dem Auslass 19d des ersten Schaltventils 19 verbunden.
Der Heizungskern 51 ist ein Wärmetauscher zum Heizen, der die Blasluft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat, heizt. Der Heizungskern 51 ist strömungsabwärtig von der Luftströmung des Kühlerkerns 18 innerhalb des Gehäuses 27 der Innenklimatisierungseinheit angeordnet.
Die Kühlmitteleinlassseite des Heizungskerns 51 ist mit der Kühlmittelauslassseite des Kondensators 50 verbunden. Die Kühlmittelauslassseite des Heizungskerns 51 ist mit dem Einlass 20b des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Wenngleich der Kühlmittelkühler 14 in der ersten Ausführungsform zwischen die Abgabeseite der ersten Pumpe 11 und den Einlass 19b des ersten Schaltventils 19 geschaltet ist, ist in dieser Ausführungsform der Kühlmittelkühler 14 zwischen das erste Schaltventil 19 und den Kühlerkern 18 geschaltet. Insbesondere ist die Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittelkühlers 14 mit dem Auslass 19c des ersten Schaltventils 19 verbunden, und die Kühlmittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 18 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 ist derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen den fünf Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen fünf Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 20a, 20c und 20d und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
17 zeigt den Betrieb (erste Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen ersten Zustand geschaltet werden.
In dem ersten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d, 19e und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19c. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 17 angezeigt, aus den Auslässen 19d, 19e und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 17 angezeigt, aus dem Auslass 19c strömt.
In dem ersten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20a mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 17 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 20a eintretende Kühlmittel als ein massiver Pfeil in 17 aus dem Auslass 20f strömt.
18 zeigt den Betrieb (zweite Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen zweiten Zustand geschaltet werden.
In dem zweiten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch Strichpunktlinien mit Pfeilen in 18 angezeigt, aus den Auslässen 19d und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 18 angezeigt, aus den Auslässen 19c und 19e strömt.
In dem zweiten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f und verbindet auch die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 2f. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 18 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a und 20c eintretende Kühlmittel, wie durch massive Linien mit einem Pfeil in 18 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
19 zeigt den Betrieb (dritte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen dritten Zustand geschaltet werden.
In dem dritten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 19 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b strömende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 19 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19e und 19f strömt.
In dem dritten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 19 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 19 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
20 zeigt den Betrieb (vierte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen vierten Zustand geschaltet werden.
In dem vierten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19c, 19e und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19d. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 20 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19e und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 20 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt.
In dem vierten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20f und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20e. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20a, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 20 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 20 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
21 zeigt den Betrieb (fünfte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen fünften Zustand geschaltet werden.
In dem fünften Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19c und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19d, 19e und 19f. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 21 angezeigt, aus dem Auslass 19c strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 21 angezeigt, aus den Auslässen 19d, 19e und 19f strömt.
In dem fünften Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20a mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20a eintretende Kühlmittel, wie durch einen gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 21 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20b, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 21 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
Die spezifischen Strukturen des Kühlmittelkühlers 14 und des Kondensators 50 in dieser Ausführungsform werden nachstehend unter Bezug auf 22 beschrieben. Der Kühlmittelkühler 14 und der Kondensator 50 sind in einem Wärmetauscher 52 vom Behälter- und Rohrtyp enthalten. Eine Hälfte des Wärmetauschers 52 bildet den Kühlmittelkühler 14, während die andere Hälfte des Wärmetauschers 52 den Kondensator 50 bildet.
Der Wärmetauscher 52 umfasst einen Wärmetauscherkern 52a, Behälterabschnitte 52b und 52c und einen Trennabschnitt 52d. Der Wärmetauscherkern 52a umfasst mehrere Rohre, durch die das Kühlmittel und das Kältemittel unabhängig strömen. Die Rohre sind parallel aufeinander gestapelt.
Die Behälterabschnitte 52b und 52c sind auf beiden Seiten der Rohre angeordnet, um das Kühlmittel und das Kältemittel in Bezug auf die Rohre zu verteilen und zu sammeln. Die Innenräume der Behälterabschnitte 52b und 52c sind durch ein (nicht gezeigtes) Trennelement in einen Raum, um das Kühlmittel durch ihn strömen zu lassen, und einen anderen Raum, um das Kältemittel durch ihn strömen zu lassen, unterteilt.
Der Trennabschnitt 52d unterteilt das Innere der Behälterabschnitte 52b und 52c in der Stapelrichtung der Rohre (in der Links-Rechts-Richtung von 22) in zwei Räume. Eine Seite des Wärmetauschers 52 (auf der rechten Seite von 22) in der Stapelrichtung der Rohre in Bezug auf den Trennabschnitt 52d bildet den Kühlmittelkühler 14, während die andere Seite des Wärmetauschers 52 (auf der linken Seite von 22) in der Stapelrichtung der Rohre in Bezug auf den Trennabschnitt 52d den Kondensator 50 bildet.
Elemente, die den Wärmetauscherkern 52a, die Behälterabschnitte 52b und 52c und den Trennabschnitt 52d bilden, sind aus Metall (zum Beispiel einer Aluminiumlegierung) ausgebildet und durch Hartlöten miteinander verbunden.
Ein Teil des Behälterabschnitts 52b, der als der Kühlmittelkühler 14 dient, ist mit einem Einlass 52e für das Kühlmittel und einem Auslass 52f für das Kältemittel versehen. Der andere Teil des Behälterabschnitts 52c, der als der Kühlmittelkühler 14 dient, ist mit einem Auslass 52g für das Kühlmittel und einem Einlass 52h für das Kältemittel versehen.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkühler 14 von dem Einlass 52e in den Behälterabschnitt 52b und wird dann durch den Behälterabschnitt 52b auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 52c gesammelt, um aus dem Auslass 52g zu strömen.
In dem Kühlmittelkühler 14 strömt das Kältemittel von dem Einlass 52h in den Behälterabschnitt 52c und wird dann durch den Behälterabschnitt 52c auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kältemittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 52b gesammelt, um aus dem Auslass 52f zu strömen.
Ein Teil des Behälterabschnitts 52b, der als der Kondensator 50 dient, ist mit einem Einlass 52h für das Kühlmittel und einem Auslass 52i für das Kältemittel versehen. Der andere Teil des Behälterabschnitts 52c, der als der Kondensator 50 dient, ist mit einem Auslass 52j für das Kühlmittel und einem Einlass 52k für das Kältemittel versehen.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kondensator 50 von dem Einlass 52h in den Behälterabschnitt 52b und wird dann durch den Behälterabschnitt 52b auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 52c gesammelt, um aus dem Auslass 52j zu strömen.
In dem Kondensator 50 strömt das Kältemittel von dem Einlass 52k in den Behälterabschnitt 52c und wird dann durch den Behälterabschnitt 52c auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kältemittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kältemittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 52b gesammelt, um aus dem Auslass 52i zu strömen.
Der Wärmetauscher 52 ist nicht auf den Wärmetauscher vom Behälter- und Rohrtyp beschränkt und kann auf andere Arten von Wärmetauschern angewendet werden. Zum Beispiel kann ein Wärmetauscher vom Laminattyp mit einer Laminierung einer Anzahl von plattenartigen Elementen verwendet werden.
Ein Steuerverfahren, das von der Steuerung 40 dieser Ausführungsform ausgeführt wird, wird unter Bezug auf 23 beschrieben. Die Steuerung 40 führt gemäß einem Flussdiagramm von 23 ein Computerprogramm aus.
Zuerst wird in Schritt S100 bestimmt, ob der Klimaanlagenschalter 44 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Klimaanlage 44 eingeschaltet ist, wird die Kühlung als notwendig erachtet, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S110. In dem Schritt S110 wird bestimmt, ob die von dem Wassertemperatursensor 43 erfasste Temperatur des Kühlmittels niedriger als 40 Grad ist oder nicht.
Wenn die Temperatur von Kühlmittel, die durch den Wassertemperatursensor 43 erfasst wird, als niedriger als 40 Grad bestimmt wird, wird die Temperatur des Kühlmittels (Zwischentemperaturkühlmittel), das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlt wird, als niedrig betrachtet, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S120. In dem Schritt S120 wird die in 17 gezeigte erste Betriebsart durchgeführt.
In der ersten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventils 19 und 20 in den in 17 gezeigten ersten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d, 19e und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19c. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20a mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14 und dem Kühlerkern 18 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 17 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 verzweigt, um parallel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 zu strömen. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51, durch den Batteriekühler 15 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden durch das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 17 angezeigt, über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kühlmittelkühler 14 und den Kühlerkern 18 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die zweite Pumpe 12 gesaugt.
Folglich strömt in der ersten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16, den Kondensator 50 und den Heizungskern 51, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18 strömt.
Folglich werden in dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 die Batterie und der Inverter von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt. In dem Kondensator 50 wird das Zwischentemperaturkühlmittel durch Austauschen von Wärme mit dem Hochdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 geheizt. In dem Kühlerkern 18 wird die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch Austauschen von Wärme zwischen dem Niedertemperaturkühlmittel und der Blasluft in den Fahrzeugraum gekühlt.
Das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel tauscht, wenn sie durch den Heizungskern 51 strömt, Wärme mit der Blasluft aus, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat. Folglich heizt der Heizungskern 51 die Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat. Das heißt, die Blasluft, die von dem Kühlerkern 18 gekühlt und entfeuchtet wurde, kann von dem Heizungskern 51 geheizt werden, um eine klimatisierte Luft mit einer gewünschten Temperatur zu bilden.
Wenn die Außenlufttemperatur zum Beispiel etwa 15°C ist, wird das Zwischentemperaturkühlmittel, das in dem Strahler 13 von der Außenluft gekühlt wird, etwa 25°C, so dass das Zwischentemperaturkühlmittel die Batterie und den Inverter ausreichend kühlen kann.
Das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel wird etwa 0°C, so dass das Niedertemperaturkühlmittel die Blasluft in das Fahrzeuginnere ausreichend kühlen kann.
In der ersten Betriebsart werden die Batterie und der Inverter durch die Außenluft gekühlt, was im Vergleich zu dem Fall, in dem die Batterie und der Inverter durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 gekühlt werden, wirksam die Energieeinsparung erreichen kann.
Wenn im Gegensatz dazu in dem Schritt S110 die von dem Wassertemperatursensor 43 erfasste Temperatur des Kühlmittels als nicht niedriger als 40 Grad bestimmt wird, wird die Temperatur des Zwischentemperaturkühlmittels als höher erachtet, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S130. In Schritt S130 wird bestimmt, ob die von dem Wassertemperatursensor 43 erfasste Temperatur des Kühlmittels 40 Grad oder mehr und weniger als 50 Grad ist.
Wenn die von dem Wassertemperatursensor 43 erfasste Temperatur des Kühlmittels als 40 Grad oder mehr und weniger als 50 Grad bestimmt wird, geht der Betrieb weiter zu Schritt S140, in dem die zweite Betriebsart, wie in 18 gezeigt, durchgeführt wird.
In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 18 gezeigten zweiten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Inverterkühler 16, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 18 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 verzweigt, um parallel durch den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 zu strömen. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden durch das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 18 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19, in den Kühlmittelkühler 14 und den Batteriekühler 15 verzweigt, um parallel durch den Kühlmittelkühler 14 und den Batteriekühler 15 zu strömen. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Die durch den Kühlerkern 18 und durch den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömt in der zweiten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16, den Kondensator 50 und den Heizungskern 51, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18 und den Batteriekühler 15 strömt.
Folglich kann der Inverter durch das Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt werden, und die Batterie kann durch das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt werden. Außerdem wird die von dem Kühlerkern 18 gekühlte und entfeuchtete Blasluft wie in der ersten Betriebsart von dem Heizungskern 51 geheizt, was die klimatisiert Luft auf die gewünschte Temperatur bringen kann.
Wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur etwa 30°C ist, erhält das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel eine Temperatur von etwa 40°C, so dass das Zwischentemperaturkühlmittel den Inverter ausreichend kühlen kann.
Das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niederdruckkühlmittel wird etwa 0°C, so dass die Batterie und die Blasluft in das Fahrzeuginnere von dem Niedertemperaturkühlmittel ausreichend gekühlt werden können.
Da die Batterie in der zweiten Betriebsart durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 gekühlt wird, kann die Batterie ausreichend gekühlt werden, selbst wenn die Außenluft die Batterie aufgrund der hohen Temperatur der Außenluft nicht angemessen kühlen kann.
Wenn in Schritt S130 die von dem Wassertemperatursensor 43 erfasste Temperatur des Kühlmittels als 40 Grad oder mehr und weniger als 50 Grad bestimmt wird, wird die Temperatur des Zwischentemperaturkühlmittels als sehr hoch betrachtet, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S150. In Schritt S150 wird die in 19 gezeigte dritte Betriebsart durchgeführt.
In der dritten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 19 gezeigten dritten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f. Das zweite Schaltventil 20 verbindet den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18, dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 19 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und dann über das zweite Schaltventil 20 durch den Strahler 13, wodurch es in die erste Pumpe 11 eingesaugt wird.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 4 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 verzweigt. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Die durch den Kühlerkern 18, durch den Batteriekühler 15 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömt in der dritten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 strömt.
Folglich können die Batterie und der Inverter wie in den ersten und zweiten Betriebsarten von dem Niedertemperaturkühlmittel und ähnlichem gekühlt werden, die von dem Kühlerkern 18 gekühlte und entfeuchtete Blasluft wird von dem Heizungskern 51 geheizt, der die klimatisierte Luft auf die gewünschte Temperatur bringen kann.
Wenn die Außenlufttemperatur zum Beispiel etwa 40°C ist, wird das Zwischentemperaturkühlmittel, das von der Außenluft in dem Strahler 13 gekühlt wird, etwa 50°C. Das Niedertemperaturkühlmittel, das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, wird etwa 0°C, so dass die Blasluft in das Fahrzeuginnere, die Batterie und der Inverter durch das Niedertemperaturkühlmittel ausreichend gekühlt werden können.
Da in der dritten Betriebsart die Batterie und der Inverter durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 gekühlt werden, können die Batterie und der Inverter ausreichend gekühlt werden, selbst wenn die Außenluft die Batterie und den Inverter wegen der sehr hohen Temperatur der Außenluft nicht angemessen kühlen kann.
Wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass der Klimaanlagenschalter 44 nicht eingeschaltet ist, wird die Kühlung nicht als notwendig erachtet, und dann geht der Betreib weiter zu Schritt S160. In Schritt S160 wird bestimmt, ob die von dem Außenluftsensor 42 erfasste Temperatur niedriger als 15 Grad ist oder nicht.
Wenn die von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur als 15 Grad oder weniger erfasst wird, wird die hohe Heizkapazität als notwendig erachtet und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S170, in dem eine vierte Betriebsart, wie in 20 gezeigt, durchgeführt wird.
In der vierten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 20 gezeigten vierten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19c, 19e und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19d. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20b mit dem Auslass 20f.
Folglich ist ein erster Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16 und dem Strahler 13 ausgebildet, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch massive Pfeile in 20 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 verzweigt. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Die durch den Kühlerkern 18, durch den Batteriekühler 15 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 eingesaugt werden.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 20 angezeigt, über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die zweite Pumpe 12 eingesaugt.
Folglich strömt in der vierten Betriebsart das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16, was die Blasluft in das Fahrzeuginnere, die Batterie und den Inverter mit dem Niedertemperaturkühlmittel kühlen kann.
In der vierten Betriebsart strömt das durch den Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Strahler 13, wobei zugelassen wird, dass das Kühlmittel in dem Strahler 13 Wärme aus der Außenluft aufnimmt. Dann tauscht das Kühlmittel, das Wärme aus der Außenluft in dem Strahler 13 aufgenommen hat, Wärme mit dem Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 aus, um Wärme davon abzuführen. Folglich nimmt das Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 über das Kühlmittel Wärme aus der Außenluft auf.
Das Kältemittel, das in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme aus der Außenluft aufgenommen hat, tauscht Wärme mit dem Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises in dem Kondensator 50 aus, wodurch das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises geheizt wird. Das von dem Kondensator 50 geheizte Kühlmittel des Zwischentemperaturkreises tauscht Wärme mit der Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat, aus, indem sie durch den Heizungskern 51 strömt, wodurch Wärme davon abgeführt wird. Somit heizt der Heizungskern 51 die Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat. Folglich kann die vierte Betriebsart die Wärmepumpenheizung erreichen, die das Fahrzeuginnere durch Aufnehmen von Wärme aus der Außenluft heizt.
Wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur 10°C ist, wird das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel etwa 50°C, so dass die Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat, durch das Zwischentemperaturkühlmittel ausreichend geheizt wird.
Das Niedertemperaturkühlmittel, das von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird, wird etwa 0°C, so dass die Batterie und der Inverter von dem Niedertemperaturkühlmittel ausreichend gekühlt werden können.
Beachten Sie, dass die vierte Betriebsart die Entfeuchtungsheizung erreichen kann, indem sie zulässt, dass der Heizungskern 51 die von dem Kühlerkern 18 gekühlte und entfeuchtete Blasluft heizt.
In dem folgenden Schritt S180 wird bestimmt, ob die von dem Innenluftsensor 41 erfasste Innenlufttemperatur 25 Grad oder mehr ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die von dem Innenluftsensor 41 erfasste Innenlufttemperatur nicht 25 Grad oder mehr ist, wird die hohe Heizkapazität als notwendig erachtet und dann kehrt der Betrieb zurück zu Schritt S180. Somit wird die vierte Betriebsart durchgeführt, bis die Innenlufttemperatur auf 25 Grad oder mehr gestiegen ist.
Wenn die von dem Innenluftsensor 41 erfasste Innenlufttemperatur als 25 Grad oder mehr bestimmt wird, wird die hohe Heizkapazität als nicht notwendig erachtet, und dann geht der Betrieb weiter zu Schritt S190, in dem, wie in 21 gezeigt, eine fünfte Betriebsart durchgeführt wird.
In der fünften Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 den in 21 gezeigten fünften Zustand haben.
Somit verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19c und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19d, 19e und 19f. Das zweite Schaltventil 20 verbindet den Einlass 20a mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20f.
Folglich ist ein erster Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Strahler 13 ausgebildet, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet ist.
Zu dieser Zeit wird die zweite Pumpe 12 betrieben, um dadurch die erste Pumpe 11 und den Kompressor 23 zu stoppen. Folglich zirkuliert das Kühlmittel nicht in dem ersten Kühlmittelkreis, der durch gestrichelte Pfeile in 21 angezeigt ist.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 21 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 verzweigt. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51, durch den Batteriekühler 15 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömen in der fünften Betriebsart das Kühlmittel, das in dem Batteriekühler 15 Wärme von der Batterie aufgenommen hat, und das Kühlmittel, das in dem Inverterkühler 16 Wärme von dem Inverter aufgenommen hat, durch den Heizungskern 51, so dass die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch Abwärme von der Batterie und dem Inverter geheizt werden kann.
Wenn zum Beispiel die Außenlufttemperatur 10°C ist, wird das von dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 geheizte Kühlmittel etwa 30°C, wodurch Blasluft in das Fahrzeuginnere auf 25 Grad oder mehr geheizt werden kann, wobei die Innenlufttemperatur auf 25 Grad oder mehr gehalten wird.
Wenn in dieser Ausführungsform die Außenlufttemperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur (in dieser Ausführungsform 15°C) ist, kann die vierte Betriebsart oder die fünfte Betriebsart ausgeführt werden, um das Heizen durchzuführen.
In der vierten Betriebsart zirkuliert das Kühlmittel zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und der ersten Pumpe 11, während das Kühlmittelwärmemedium zwischen dem Kondensator 50 und der zweiten Pumpe 12 zirkuliert.
Somit strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Strahler 13, so dass das Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 über das durch den Strahler 13 strömende Kühlmittel Wärme aus der Außenluft aufnehmen kann. Folglich kann die Wärme der Außenluft von dem Kühlmittelkühler 14 (niederdruckseitiger Wärmetauscher) des Kältekreislaufs 22 zu dem Kondensator 50 (hochdruckseitiger Wärmetauscher) hochgepumpt werden.
Die Wärme der Außenluft, die von dem Kältekreislauf 22 hochgepumpt wird, kann die Blasluft in das Fahrzeuginnere unter Verwendung des Heizungskerns 51 heizen, was die Wärmepumpenheizung erreichen kann, die das Fahrzeuginnere durch Aufnehmen der Wärme aus der Außenluft heizt.
In der fünften Betriebsart zirkuliert das Kühlmittel jeweils zwischen dem Batteriekühler 15 und dem Heizungskern 51 und der zweiten Pumpe, wobei der Betrieb der ersten Pumpe 11 gestoppt wird. Folglich nimmt das Kühlmittel in dem Batteriekühler 15 Wärme von der Batterie auf, und das Kühlmittel, das die Wärme von der Batterie aufgenommen hat, heizt die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch den Heizungskern 51, so dass die Abwärme von der Batterie verwendet werden kann, um das Fahrzeuginnere zu heizen.
(Dritte Ausführungsform)
In der zweiten Ausführungsform wird das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 von dem Kühlmittelkühler 14 verdampft, wodurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere von dem Kühlerkern 18 gekühlt wird. Jedoch wird in einer dritten Ausführungsform, wie in 24 gezeigt, das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 und einem Verdampfer 55 verdampft, wodurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch den Verdampfer 55 des Kältekreislaufs 22 gekühlt wird.
Der Verdampfer 55 lässt zu, dass das Kältemittel parallel zu dem Kühlmittelkühler 14 strömt. Insbesondere hat der Kältemittelkreislauf 22 einen Verzweigungsabschnitt 56 für die Kältemittelströmung, der sich zwischen der Kältemittelabgabeseite des Kompressors 23 und der Kältemitteleinlassseite des Expansionsventils 25 befindet, und einen Sammelabschnitt 57 für die Kältemittelströmung, der sich zwischen der Kältemittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 und der Kältemittelansaugseite des Kompressors 23 befindet. Ein Expansionsventil 58 und der Verdampfer 55 sind zwischen den Verzweigungsabschnitt 56 und den Sammelabschnitt 57 geschaltet.
Das Expansionsventil 58 ist eine Dekompressionsvorrichtung zum Dekomprimieren und Expandieren eines flüssigphasigen Kältemittels, das von dem Verzweigungsabschnitt 56 verzweigt wird. Der Verdampfer 55 ist geeignet, ein Niederdruckkältemittel zu verdampfen, um die Blasluft zu kühlen, indem Wärme zwischen der Blasluft in das Fahrzeuginnere und dem Niederdruckkältemittel, das von dem Expansionsventil 25 dekomprimiert und expandiert wird, auszutauschen.
Ein elektromagnetisches Ventil 59 (Öffnungs- und Schließventil) ist zwischen den Verzweigungsabschnitt 56 und das Expansionsventil 25 geschaltet. Wenn das elektromagnetische Ventil 59 geöffnet ist, strömt das von dem Kompressor 23 abgegebene Kältemittel durch das Expansionsventil 25 und den Kühlmittelkühler 14. Wenn das elektromagnetische Ventil 59 geschlossen wird, wird die Kältemittelströmung in Richtung des Expansionsventils 25 und den Kühlmittelkühler 14 unterbrochen. Der Betrieb des elektromagnetischen Ventils 59 wird von der Steuerung 40 gesteuert.
Der Kältekreislauf 22 umfasst einen Unterkühler 60. Der Unterkühler 60 ist ein Wärmetauscher zum weiteren Kühlen des flüssigphasigen Kältemittels, um einen Unterkühlungsgrad des Kältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem von dem Kondensator 50 kondensierten flüssigphasigen Kältemittel zu vergrößern.
Die Kühlmitteleinlassseite des Unterkühlers 60 ist mit dem Auslass 19e des ersten Schaltventils 19 verbunden. Die Kühlmittelauslassseite des Unterkühlers 60 ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Batteriekühlers 15 verbunden.
In dieser Ausführungsform sind der Batteriekühler 15 und die Batterie in einem Isolierbehälter aufgenommen, der aus wärmeisolierendem Material ausgebildet ist. Folglich kann verhindert werden, dass in der Batterie gespeicherte Kälteenergie nach außen entweicht, wodurch die Batterie kalt gehalten wird.
Das erste Schaltventil 19 ist derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen zwei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen zwei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c und 20d und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
25 zeigt den Betrieb (erste Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen ersten Zustand geschaltet sind, und das elektromagnetische Ventil 59 in einen geöffneten Zustand geschaltet ist. 26 zeigt den Betrieb (zweite Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den ersten Zustand geschaltet sind und das elektromagnetische Ventil 59 in einen geschlossenen Zustand geschaltet ist.
In den ersten und zweiten Zuständen verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 25 und 26 angezeigt, aus den Auslässen 19d und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 25 und 26 gezeigt, aus den Auslässen 19c und 19e strömt.
In den ersten und zweiten Zuständen verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20b und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 25 und 26 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a und 20c eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 25 und 26 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
27 zeigt den Betrieb (dritte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen dritten Zustand geschaltet werden.
In dem dritten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19c und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19d, wodurch der Auslass 19e geschlossen wird. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 27 angezeigt, aus den Auslässen 19c und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 27 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, wodurch verhindert wird, dass das Kühlmittel aus dem Auslass 19e strömt.
In dem dritten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20b mit dem Auslass 20f, wodurch der Einlass 20c geschlossen wird. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20a und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 27 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 27 angezeigt, aus dem Einlass 20f strömt, wodurch verhindert wird, dass das Kühlmittel aus dem Einlass 20c strömt.
Die spezifischen Strukturen des Kühlmittelkühlers 14, des Kondensators 50 und des Unterkühlers 60 in dieser Ausführungsform werden nachstehend unter Bezug auf 28 beschrieben.
Der Kühlmittelkühler 14, der Kondensator 50 und der Unterkühler 60 sind in einem Wärmetauscher 61 vom Behälter- und Rohrtyp enthalten. Insbesondere ist der Unterkühler 60 zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und dem Kondensator 50 angeordnet.
Der Wärmetauscher 61 umfasst einen Wärmetauscherkern 61a, Behälterabschnitte 61b und 61c und zwei Trennabschnitte 61d und 61d. Der Wärmetauscherkern 61a umfasst mehrere Rohre, durch die das Kühlmittel und das Kältemittel unabhängig strömen. Die Rohre werden parallel aufeinander gestapelt.
Die Behälterabschnitte 61b und 61c sind auf beiden Seiten der Rohre angeordnet, um das Kühlmittel und das Kältemittel in Bezug auf die Rohre zu verteilen und zu sammeln. Die Innenräume der Behälterabschnitte 61b und 61c sind durch ein (nicht gezeigtes) Trennelement in einen Raum, um das Kühlmittel durch ihn strömen zu lassen, und einen anderen Raum, um das Kältemittel durch ihn strömen zu lassen, unterteilt.
Die Behälterabschnitte 61d und 61d unterteilen das Innere der Behälterabschnitte 61b und 61c in der Stapelrichtung der Rohre (in der Links-Rechts-Richtung von 28) in drei Räume. Eine Seite des Wärmetauschers 52 (auf der rechten Seite von 28) in der Stapelrichtung der Rohre in Bezug auf den Trennabschnitt 61d bildet den Kühlmittelkühler 14, während die andere Seite des Wärmetauschers 52 (auf der linken Seite von 28) in der Stapelrichtung der Rohre in Bezug auf das Trennelement 61d den Kondensator 50 bildet, wodurch eine Lücke zwischen den Abteilen 61d und 61d als der Unterkühler 60 dient.
Elemente, die den Wärmetauscherkern 61a, die Behälterabschnitte 61b und 61c und den Trennabschnitt 61d bilden, sind aus Metall (zum Beispiel einer Aluminiumlegierung) ausgebildet und durch Hartlöten miteinander verbunden.
Ein Teil des Behälterabschnitts 61b, der als der Kühlmittelkühler 14 dient, ist mit einem Einlass 61e für das Kühlmittel und einem Auslass 61f für das Kältemittel versehen. Der andere Teil des Behälterabschnitts 61c, der als der Kühlmittelkühler 14 dient, ist mit einem Auslass 61g für das Kühlmittel und einem Einlass 61h für das Kältemittel versehen.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkühler 14 von dem Einlass 61e in den Behälterabschnitt 61b und wird dann durch den Behälterabschnitt 61b auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 61c gesammelt, um aus dem Auslass 61g zu strömen.
In dem Kühlmittelkühler 14 strömt das Kältemittel von dem Einlass 61h in den Behälterabschnitt 61c und wird dann durch den Behälterabschnitt 61c auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kältemittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kältemittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 61b gesammelt, um aus dem Auslass 61f zu strömen.
Ein Teil des Behälterabschnitts 61b, der als der Kondensator 50 dient, ist mit einem Einlass 61i für das Kühlmittel versehen. Ein Loch 61j, um zuzulassen, dass das Kältemittel hindurch strömt, ist in einem Teil des Trennabschnitts 61d zum Unterteilen des Innenraums des Behälterabschnitts 61b in einen Behälterraum für den Kondensator 50 und einen anderen Behälterraum für den Unterkühler 60 ausgebildet. Ein anderer Teil des anderen Behälterabschnitts 61c, der als der Kondensator 50 dient, ist mit einem Auslass 61k für das Kühlmittel und einem Einlass 61l für das Kältemittel versehen.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kondensator 50 von dem Einlass 61i in den Behälterabschnitt 61b und wird dann durch den Behälterabschnitt 61b auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 61c gesammelt, um aus dem Auslass 61k zu strömen.
In dem Kondensator 50 strömt das Kältemittel von dem Einlass 61l in den Behälterabschnitt 61c und wird dann durch den Behälterabschnitt 61c auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kältemittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kältemittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 61b gesammelt, um von dem Unterkühler 60 über das Loch 61j des Trennabschnitts 61d zu strömen.
Ein Teil des Behälterabschnitts 61b, der als der Unterkühler 60 dient, ist mit einem Auslass 61m für das Kühlmittel versehen. Ein anderer Teil des anderen Behälterabschnitts 61c, der als der Unterkühler 60 dient, ist mit einem Einlass 61n für das Kühlmittel und einem Auslass 61o für das Kältemittel versehen.
Somit strömt das Kühlmittel in dem Kondensator 60 von dem Einlass 61n in den Behälterabschnitt 61c und wird dann durch den Behälterabschnitt 61c auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 61b gesammelt, um aus dem Auslass 61m zu strömen.
In dem Unterkühler 60 strömt das Kältemittel durch das Loch 61j des Trennabschnitts 61d in den Behälterabschnitt 61b und wird dann durch den Behälterabschnitt 61b auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kältemittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kältemittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 61c gesammelt, um aus dem Auslass 61o zu strömen.
Nun wird der Betrieb der vorstehend erwähnten Struktur beschrieben. Wenn die Batterie mit einer externen Leistungsquelle geladen wird, führt die Steuerung die in 25 gezeigte erste Betriebsart durch.
In der ersten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 25 gezeigten ersten Zustand gebracht werden, um die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben, um dadurch das elektromagnetische Ventil 59 in den geöffneten Zustand zu schalten.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Inverterkühler 16, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Unterkühler 60 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 25 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 verzweigt, um parallel durch den Inverterkühler 16 und den Kondensator 50 zu strömen. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden durch das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 25 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14 und den Unterkühler 60 verzweigt, um parallel durch den Kühlmittelkühler 14 und den Unterkühler 60 zu strömen. Das durch den Unterkühler 60 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Batteriekühler 15. Die Kühlmittel, die durch den Batteriekühler 15 und durch den Kühlmittelkühler 14 strömen, werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Auf diese Weise strömt in der ersten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16, den Kondensator 50 und den Heizungskern 51, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Unterkühler 60 und den Batteriekühler 15 strömt.
Als ein Ergebnis werden der Inverter und das Hochdruckkältemittel des Kondensators 50 von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt und die Batterie und das flüssigphasige Kältemittel des Unterkühlers 60 werden von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt. Folglich wird die Kälteenergie in der Batterie gespeichert.
Wenn die Batterie mit der externen Leistungsquelle geladen wird, wird der Kompressor 23 des Kältekreislaufs 22 durch die von der externen Leistungsquelle gelieferte Leistung angetrieben. Folglich wird in der ersten Betriebsart unter Verwendung der von der externen Leistungsquelle gelieferten Leistung Kälteenergie in der Batterie gespeichert.
In der ersten Betriebsart tauscht der Verdampfer 55 Wärme zwischen der Blasluft in das Fahrzeuginnere und dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 aus, um dadurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere zu kühlen. In der ersten Betriebsart tauscht der Kondensator 50 Wärme zwischen dem Zwischentemperaturkühlmittel und dem Hochdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 aus, um dadurch das Zwischentemperaturkühlmittel zu heizen, während der Heizungskern 51 Wärme zwischen der Blasluft in das Fahrzeuginnere und dem Zwischentemperaturkühlmittel austauscht, um dadurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere zu heizen.
Folglich kann die klimatisierte Luft mit der gewünschten Temperatur dazu gebracht werden, die Temperatur von Luft in dem Fahrzeuginneren einzustellen. Wenn die Batterie zum Beispiel geladen wird, bevor ein Fahrer mit dem Fahrzeug fährt, kann eine Vorklimatisierung ausgeführt werden, um die Klimatisierung des Fahrzeuginneren durchzuführen, bevor der Fahrgast damit fährt.
Wenn die Batterie nicht mit der externen Leistungsquelle geladen wird und das Innere des Fahrzeugs Kühlung erfordert, führt die Steuerung 40 die in 26 gezeigte zweite Betriebsart durch.
In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 werden in den in 26 gezeigten ersten Zustand gebracht, um die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben, wodurch das elektromagnetische Ventil 59 in den geschlossenen Zustand geschaltet wird. Das heißt, die zweite Betriebsart hat die gleichen Zustände der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 wie die in der ersten Betriebsart, unterscheidet sich aber von der ersten Betriebsart darin, dass das elektromagnetische Ventil 59 geschlossen ist.
Folglich strömt das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 nicht durch den Kühlmittelkühler 14 und als ein Ergebnis wird das Kühlmittel nicht von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt. Jedoch wird das Kühlmittel an dem Batteriekühler 15 durch die in der ersten Betriebsart in der Batterie gespeicherte Kälteenergie gekühlt.
Da das von dem Batteriekühler 15 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Unterkühler 60 strömt, wird das flüssigphasige Kältemittel (Hochtemperaturkältemittel) des Unterkühlers 60 von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
Folglich kann die in der Batterie gespeicherte Kälteenergie in der zweiten Betriebsart verwendet werden, um das Hochdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 zu unterkühlen, was den Wirkungsgrad des Kältekreislaufs 22 verbessern kann, wodurch die Energieeinsparung erreicht wird.
Beachten Sie, dass das Niedertemperaturkühlmittel von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt werden kann, wobei das elektromagnetische Ventil 59 geöffnet ist.
Wenn die Batterie eine vorgegebene Temperatur (zum Beispiel 40°C) oder weniger hat und somit keine Kühlung benötigt, und wenn das Fahrzeuginnere geheizt werden muss, führt die Steuerung 40 die in 27 gezeigte dritte Betriebsart durch.
In der dritten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 27 gezeigten zweiten Zustand gebracht werden, um die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben, wodurch das elektromagnetische Ventil 59 in den geöffneten Zustand geschaltet wird.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19c und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit dem Auslass 19d, wodurch der Auslass 19e geschlossen wird. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch den Einlass 20b mit dem Auslass 20f, wodurch der Einlass 20c geschlossen wird.
Folglich ist ein erster Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Inverterkühler 16 und dem Strahler 13 ausgebildet, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch massive Pfeile in 27 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14 und den Inverterkühler 16 verzweigt, um parallel durch den Kühlmittelkühler 14 und den Inverterkühler 16 zu strömen. Die Kühlmittel, die durch den Kühlmittelkühler 14 und durch den Inverterkühler 16 strömen, werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 eingesaugt werden.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 27 angezeigt, über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51, und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die zweite Pumpe 12 gesaugt.
Folglich strömt in der dritten Betriebsart das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16, der den Inverter durch das Niedertemperaturkühlmittel kühlen kann.
In diesem Fall hat die Batterie eine vorgegebene Temperatur (zum Beispiel 40°C) oder weniger und braucht somit nicht gekühlt werden, so dass die Zirkulation des Kühlmittels zu dem Batteriekühler 15 gestoppt wird.
In der dritten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Strahler 13, was zulässt, dass das Kühlmittel in dem Strahler 13 Wärme aus der Außenluft aufnimmt. Dann tauscht das Kühlmittel, das Wärme aus der Außenluft in dem Strahler 13 aufgenommen hat, in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme mit dem Kältemittel des Kältekreislaufs 22 aus, um Wärme davon abzuführen. Folglich nimmt das Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 über das Kühlmittel Wärme aus der Außenluft auf.
Das Kältemittel, das in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme aus der Außenluft aufgenommen hat, tauscht Wärme mit dem Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises in dem Kondensator 50 aus, wodurch das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises geheizt wird. Das Kühlmittel des Zwischentemperaturkreises, das von dem Kondensator 50 geheizt wird, tauscht Wärme mit der Blasluft aus, die den Verdampfer 55 durchlaufen hat, indem es durch den Heizungskern 51 strömt, wobei Wärme davon abgeführt wird. Folglich heizt der Heizungskern 51 die Blasluft, nachdem sie den Verdampfer 55 durchlaufen hat. Folglich kann die vierte Betriebsart die Wärmepumpenheizung erreichen, die das Fahrzeuginnere heizt, indem Wärme aus der Außenluft aufgenommen wird.
Die von dem Heizungskern 51 geheizte Blasluft ist eine getrocknete kühle Luft, die von dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Verdampfer 55 gekühlt und entfeuchtet wird. Folglich kann die Entfeuchtungsheizung in der dritten Betriebsart durchgeführt werden.
Alternativ kann das Zwischentemperaturkühlmittel oder das Niedertemperaturkühlmittel, wenn die Temperatur der Batterie in der dritten Betriebsart steigt, in den Batteriekühler 15 zirkulieren, wodurch die Batterie gekühlt wird.
Wenn in dieser Ausführungsform die Batterie mit der elektrischen Leistung geladen wird, die von der externen Leistungsquelle geliefert wird, wird das elektromagnetische Ventil 59 geöffnet, um zuzulassen, dass das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs in den Kühlmittelkühler 14 strömt, so dass das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 strömt, um dadurch die Batterie zu kühlen. Folglich kann die durch den Kältekreislauf 22 erzeugte Kälteenergie in der Batterie gespeichert werden.
Nachdem die Batterie mit der elektrischen Leistung geladen wird, die von der externen Leistungsquelle geliefert wird, strömt das durch den batteriekühler 15 strömende Kühlmittel durch den Unterkühler 60, so dass das durch den Unterkühler 60 strömende Kühlmittel durch die in der Batterie gespeicherte Kälteenergie gekühlt werden kann, wodurch der Wirkungsgrad des Kältekreislaufs 22 weiter verbessert wird. Zu dieser Zeit wird das elektromagnetische Ventil 59 geschlossen, um zu verhindern, dass das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaus in den Kühlmittelkühler 14 strömt, wodurch eine Kühllast des Kältekreislaufs 22 verringert wird.
Somit kann, wenn die externe Leistungsquelle während des Fahrens des Fahrzeugs nicht verwendet werden kann, die in der Batterie gespeicherte Kälteenergie zum Kühlen der Temperatureinstellvorrichtungen verwendet werden, wodurch der Leistungsverbrauch gesenkt wird.
In dieser Ausführungsform sind der Unterkühler 60 und der Batteriekühler 15 hintereinander verbunden, was das durch den Unterkühler 60 geheiztes Kühlmittel im Vergleich zu dem Fall, in dem der Unterkühler 60 und der Batteriekühler 15 parallel verbunden sind, mit der in dem Batteriekühler 15 gespeicherten Kälteenergie effizient kühlen kann.
(Vierte Ausführungsform)
In einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist, wie in 29 gezeigt, ein Einlassluftkühler 65 (Temperatureinstellvorrichtung) zu der Struktur der vorstehenden dritten Ausführungsform hinzugefügt. Der Einlassluftkühler 65 ist ein Wärmetauscher, der Einlassluft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Einlassluft mit einer hohen Temperatur, die von einem Verdichter für einen Verbrennungsmotor komprimiert wird, kühlt. Die Einlassluft wird vorzugsweise auf etwa 30°C herunter gekühlt.
Die Kühlmitteleinlassseite des Einlassluftkühlers 65 ist mit dem Auslass 19g des ersten Schaltventils 19 verbunden. Die Kühlmittelauslassseite des Einlassluftkühlers 65 ist mit dem Einlass 20g des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
In dieser Ausführungsform ist der Unterkühler 60 mit der Kühlmittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 und dem Einlass 20a des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 ist derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen drei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e, 19f und 19g umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen drei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c, 20d und 20g und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
30 zeigt den Betrieb (erste Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen ersten Zustand geschaltet werden.
In dem ersten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d, 19f und 19g und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 30 angezeigt, aus den Auslässen 19d, 19f und 19g strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 30 angezeigt, aus den Auslässen 19c und 19e strömt.
In dem ersten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20b, 20c und 20g mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a und 20e mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b, 20d und 20g eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 30 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a und 20c eintretende Kühlmittel, wie durch massive Linien mit einem Pfeil in 30 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
31 zeigt den Betrieb (zweite Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen zweiten Zustand geschaltet werden.
In dem zweiten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e, 19f und 19g. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Line mit einem Pfeil in 31 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 31 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19e, 19f und 19g strömt.
In dem zweiten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c, 20d und 20g mit dem Auslass 20f. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 31 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a, 20c, 20d und 20g eintretende Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 31 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
32 zeigt den Betrieb (dritte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen dritten Zustand geschaltet werden.
In dem dritten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlas 19a mit den Auslässen 19c und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19d, 19e und 19g. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 13a eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 32 angezeigt, aus den Auslässen 19c und 19f strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b strömende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 32 angezeigt, aus den Auslässen 19d, 19e und 19g strömt.
In dem dritten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20b, 20c und 20g mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20a und 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine massive Pfeile in 32 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20b, 20c und 20g eintretende Kühlmittel, wie durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit dem Pfeil in 32 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
Nun wird der Betrieb der vorstehend erwähnten Struktur beschrieben. Wenn die von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur höher als 15°C und weniger als 40°C ist, führt die Steuerung 40 die in 30 gezeigte erste Betriebsart durch.
In der ersten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und das zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 30 gezeigten ersten Zustand gebracht werden, um die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben, wodurch das elektromagnetische Ventil 59 in den geöffneten Zustand geschaltet wird.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d, 19f und 19g und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19e. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b, 20d und 20g mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a und 20c mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Inverterkühler 16, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51, dem Einlassluftkühler 65 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Unterkühler 60 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 3C angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Inverterkühler 16, den Kondensator 50 und den Einlassluftkühler 65 verzweigt, um parallel durch den Inverterkühler 16; den Kondensator 50 und den Einlassluftkühler 65 zu strömen. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51, durch den Inverterkühler 16 und durch den Einlassluftkühler 65 strömenden Kühlmittel werden durch das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 30 angezeigt. durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14 und den Batteriekühler 15 verzweigt, um parallel durch den Kühlmittelkühler 14 und den Batteriekühler 15 zu strömen. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Unterkühler 60. Die durch den Unterkühler 60 und durch den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömt in der ersten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkkühlmittel durch den Inverterkühler 16, den Kondensator 50, den Heizungskern 51 und den Einlassluftkühler 65, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Unterkühler 60 und den Batteriekühler 15 strömt.
Als ein Ergebnis werden der Inverter, die Einlassluft und das Hochdruckkältemittel des Kondensators 50 von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und das flüssigphasige Kältemittel des Unterkühlers 60 und die Batterie werden von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
In der ersten Betriebsart tauscht der Verdampfer 55 Wärme zwischen der Blasluft in das Fahrzeuginnere und dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 aus, um dadurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere zu kühlen. In der ersten Betriebsart tauscht der Kondensator 50 Wärme zwischen dem Zwischentemperaturkühlmittel und dem Hochtemperaturkühlmittel des Kältekreislaufs 22 aus, um dadurch das Zwischentemperaturkühlmittel zu heizen, während der Heizungskern 51 Wärme zwischen der Blasluft in das Fahrzeuginnere und dem Zwischentemperaturkühlmittel austauscht, um dadurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere zu heizen. Folglich kann die klimatisierte Luft mit der gewünschten Temperatur dazu gebracht werden, die Temperatur von Luft in dem Fahrzeuginneren einzustellen.
Wenn die von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur 40°C oder höher ist, führt die Steuerung 40 die in 31 gezeigte zweite Betriebsart durch.
In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 31 gezeigten zweiten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben, wodurch das elektromagnetische Ventil 59 in den geöffneten Zustand geschaltet wird.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e, 19f und 19g. Das zweite Schaltventil 20 verbindet den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c, 20d und 20g mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Unterkühler 60, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16 und dem Einlassluftkühler 65 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 31 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die erste Pumpe 11 gesaugt.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 31 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Einlassluftkühler 65 verzweigt. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Unterkühler 60. Die durch den Unterkühler 60, durch den Batteriekühler 15, durch den Inverterkühler 16 und durch den Einlassluftkühler 65 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömt in der zweiten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Unterkühler 60, den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Einlassluftkühler 65 strömt.
Als ein Ergebnis wird das Hochdruckkältemittel des Kondensators 50 von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und das flüssigphasige Kältemittel des Unterkühlers 60, die Batterie, der Inverter und die Einlassluft werden von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
In der zweiten Betriebsart tauscht der Verdampfer 55 Wärme zwischen der Blasluft in das Fahrzeuginnere und dem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 aus, um dadurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere zu kühlen. In der zweiten Betriebsart tauscht der Kondensator 50 Wärme zwischen dem Hochdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 und dem Zwischentemperaturkühlmittel aus, um dadurch das Zwischentemperaturkühlmittel zu heizen, während der Heizungskern 51 Wärme zwischen dem Zwischentemperaturkühlmittel und der Blasluft in das Fahrzeuginnere austauscht, um dadurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere zu heizen. Folglich kann die klimatisierte Luft mit der gewünschten Temperatur dazu gebracht werden, die Temperatur von Luft in dem Fahrzeuginneren einzustellen.
Selbst beim Durchführen der ersten Betriebsart wird unter einer plötzlichen Beschleunigung, wie etwa beim Anfahren, zugelassen, dass das Niedertemperaturkühlmittel durch den Einlassluftkühler 65 strömt, wodurch die Einlassluft mit dem Niedertemperaturkühlmittel auf die gleiche Weise wie in der zweiten Betriebsart gekühlt wird. Folglich kann die Einlassluft, selbst wenn die Einlasslufttemperatur aufgrund einer Erhöhung des Ladedrucks zur Zeit einer plötzlichen Beschleunigung erhöht wird, ausreichend gekühlt werden, um den Kraftstoffwirkungsgrad zu verbessern.
Wenn die von dem Außenluftsensor 42 erfasste Außenlufttemperatur 0°C oder niedriger ist, führt die Steuerung 40 die in 32 gezeigte dritte Betriebsart aus.
In der dritten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in. 32 gezeigten dritten Zustand gebracht werden, um die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben, wodurch das elektromagnetische Ventil 59 in den geöffneten Zustand geschaltet wird.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19c und 19f und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19d, 19e und 19g. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20b, 20c und 20g mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Unterkühler 60, dem Inverterkühler 16 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Batteriekühler 15, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Einlasskühler 65 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch massive Pfeile in 32 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14 und den Inverterkühler 19 verzweigt. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Unterkühler 60. Die durch den Unterkühler 60 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel, werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um dadurch in die zweite Pumpe 11 gesaugt zu werden.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 32 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15, den Kondensator 50 und den Einlassluftkühler 65 verzweigt. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51, durch den Batteriekühler 15 und durch den Einlassluftkühler 65 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
In der dritten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16, der den Inverter durch das Niedertemperaturkühlmittel kühlen kann.
In der dritten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Strahler 13, wobei zugelassen wird, dass das Kühlmittel in dem Strahler 13 Wärme aus der Außenluft aufnimmt. Dann tauscht das Kühlmittel, das in dem Strahler 13 Wärme aus der Außenluft aufgenommen hat, Wärme mit dem Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 aus, um Wärme daraus abzuführen. Folglich nimmt das Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 über das Kühlmittel Wärme aus der Außenluft auf.
Das Kältemittel, das in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme aus der Außenluft aufgenommen hat, tauscht Wärme mit dem Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises in dem Kondensator 50 aus, wodurch das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises geheizt wird. Das von dem Kondensator 50 geheizte Kühlmittel des Zwischentemperaturkreises tauscht Wärme mit der Blasluft, die den Verdampfer 50 durchlaufen hat, aus, indem sie durch den Heizungskern 51 strömt, wodurch Wärme davon abgegeben wird. Somit heizt der Heizungskern 51 die Blasluft, nachdem sie den Verdampfer 55 durchlaufen hat. Folglich kann die vierte Betriebsart die Wärmepumpenheizung erreichen, die das Fahrzeuginnere durch Aufnehmen von Wärme aus der Außenluft heizt.
Die von dem Heizungskern 51 geheizte Blasluft ist eine getrocknete kühle Luft, die von dem Verdampfer 55 gekühlt und entfeuchtet wird. Folglich kann in der dritten Betriebsart die Entfeuchtungsheizung durchgeführt werden.
In der dritten Betriebsart strömt das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15 und den Einlassluftkühler 65. Folglich kann die dritte Betriebsart die Ausgangsleistung der Batterie durch Heizen der Batterie verbessern und die Zerstäubung des Kraftstoffs durch Heizen der Einlassluft fördern, wodurch der Kraftstoffwirkungsgrad weiter verbessert wird. Insbesondere kann die Förderung der Zerstäubung des Kraftstoffs den Verbrennungswirkungsgrad beim Kaltstart, wenn der Kraftstoff schwer zu zerstäuben ist, verbessern.
(Fünfte Ausführungsform)
Wenngleich in der zweiten Ausführungsform der Strahler 13 zwischen den Auslass 20e des zweiten Schaltventils 20 und die Ansaugseite der ersten Pumpe 11 geschaltet ist, ist in einer fünften Ausführungsform, wie in 33 gezeigt, der Strahler 13 zwischen den Auslass 19g des ersten Schaltventils 19 und den Einlass 20g des zweiten Schaltventils 20 geschaltet.
Die Kühlmitteleinlassseite des Strahlers 13 ist mit dem Auslass 19g des ersten Schaltventils 19 verbunden. Die Kühlmittelauslassseite des Strahlers 13 ist mit dem Einlass 20b des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 ist derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen zwei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e, 19f und 19g umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen zwei Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c, 20d und 20g und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
34 zeigt den Betrieb (erste Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen ersten Zustand geschaltet werden.
In dem ersten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19e und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19f und 19g. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 34 angezeigt, aus den Auslässen 19d und 19e strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 34 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19f und 19g strömt.
In dem ersten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20d und 20g mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b und 20c eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 34 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a, 20d und 20g eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 30 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
35 zeigt den Betrieb (zweite Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen zweiten Zustand geschaltet werden.
In dem zweiten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f, wodurch der Auslass 19g geschlossen wird. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 35 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 35 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19e und 19f strömt, wodurch verhindert wird, dass das Kühlmittel aus dem Auslass 19g strömt.
In dem zweiten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f, wodurch der Einlass 20g geschlossen wird. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 35 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 35 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt, wodurch verhindert wird, dass das Kühlmittel aus dem Einlass 20g strömt.
Wenn die Batterie bei einer sehr niedrigen Temperatur der Außenluft (zum Beispiel bei 0°C) mit der von der externen Leistungsversorgung gelieferten Leistung geladen wird, führt die Steuerung 40 die in 34 gezeigte erste Betriebsart durch.
In der ersten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 34 gezeigten ersten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19e und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19f und 19g. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20a, 20d und 20g mit dem Auslass 20f.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Batteriekühler 15, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18, dem Inverterkühler 16 und dem Strahler 13 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 34 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15 und den Kondensator 50 verzweigt, um parallel durch den Batteriekühler 15 und den Kondensator 50 zu strömen. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51 und durch den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittel werden durch das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 34 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14, den Inverterkühler 16 und den Strahler 13 verzweigt. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Die durch den Kühlerkern 18, durch den Inverterkühler 16 und durch den Strahler 13 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
In der ersten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18, die den Inverter und die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch das Niedertemperaturkühlmittel kühlen können.
In der ersten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Strahler 13, wobei zugelassen wird, dass das Kühlmittel in dem Strahler 13 Wärme aus der Außenluft aufnimmt. Dann tauscht das Kühlmittel, das Wärme aus der Außenluft in dem Strahler 13 aufgenommen hat, Wärme mit dem Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 aus, um Wärme davon abzuführen. Folglich nimmt das Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 über das Kühlmittel Wärme aus der Außenluft auf.
Das Kältemittel, das in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme aus der Außenluft aufgenommen hat, tauscht in dem Kondensator 50 Wärme mit dem Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises aus, wodurch das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises geheizt wird. Das von dem Kondensator 50 geheizte Kühlmittel des Zwischentemperaturkreises tauscht Wärme mit der Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat, aus, indem sie durch den Heizungskern 51 strömt, wodurch Wärme davon abgeführt wird. Somit heizt der Heizungskern 51 die Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat. Folglich kann die vierte Betriebsart die Wärmepumpenheizung erreichen, die das Fahrzeuginnere durch Aufnehmen von Wärme aus der Außenluft heizt.
Die von dem Heizungskern 51 geheizte Blasluft ist eine getrocknete kühle Luft, die von dem Kühlerkern 18 gekühlt und entfeuchtet wird. Folglich kann in der ersten Betriebsart die Entfeuchtungsheizung durchgeführt werden.
Wenn zum Beispiel die Batterie geladen wird, bevor ein Fahrgast mit einem Fahrzeug fährt, kann die Vorklimatisierung ausgeführt werden, um die Klimatisierung des Fahrzeuginneren durchzuführen, bevor der Fahrgast damit fährt.
Ferner strömt in der ersten Betriebsart das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 50, so dass die Wärmeenergie durch Heizen der Batterie in der Batterie gespeichert werden kann. In dieser Ausführungsform wird die Batterie in der ersten Betriebsart bis zu etwa 40°C aufgeheizt.
Wenn das Laden der Batterie mit der Leistung von der externen Leistungsquelle abgeschlossen ist und das Fahrzeug zu fahren beginnt, führt die Steuerung 40 die in 35 gezeigte zweite Betriebsart durch.
In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 den in 35 gezeigten zweiten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Somit verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f, wodurch der Auslass 19g geschlossen wird. Das zweite Schaltventil 20 verbindet den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20f, wodurch der Einlass 20g geschlossen wird.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18, dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 ausgebildet ist, womit die Zirkulation des Kühlmittels in Richtung des Strahlers 13 gestoppt wird.
Das heißt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 35 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die erste Pumpe 11 gesaugt.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 35 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 verzweigt. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Die durch den Kühlerkern 18, durch den Batteriekühler 15 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
In der zweiten Betriebsart strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15, wobei zugelassen wird, dass das Niedertemperaturkühlmittel Wärme aus der Batterie in dem Batteriekühler 15 aufnimmt. Dann tauscht das Kühlmittel, das in dem Batteriekühler 15 Wärme aus der Batterie aufnimmt, in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme mit dem Kältemittel des Kältekreislaufs 22 aus, um Wärme davon abzuführen. Folglich nimmt das Kältemittel des Kältekreislaufs 22 in dem Kühlmittelkühler 14 über das Kühlmittel Wärme von der Batterie auf.
Das Kältemittel, das in dem Kühlmittelkühler 14 Wärme von der Batterie aufnimmt, tauscht in dem Kondensator 50 Wärme mit dem Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises aus, wodurch das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises geheizt wird. Das von dem Kondensator 50 geheizte Kühlmittel des Zwischentemperaturkreises tauscht Wärme mit der Blasluft aus, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat, indem es durch den Heizungskern 51 strömt, wodurch Wärme davon abgeführt wird. Folglich heizt der Heizungskern 51 die Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat. Folglich kann die zweite Betriebsart die Wärmepumpenheizung erreichen, die das Fahrzeuginnere heizt, indem Wärme von der Batterie aufgenommen wird.
Die von dem Heizungskern 51 geheizte Blasluft ist eine getrocknete kühle Luft, die von dem Kühlerkern 18 gekühlt und entfeuchtet wird. Folglich kann in der zweiten Betriebsart die Entfeuchtungsheizung durchgeführt werden.
In dieser Ausführungsform wird die Batterie in der ersten Betriebsart auf etwa 40°C aufgeheizt, und folglich kann in der zweiten Betriebsart die Wärmepumpe erreicht werden, indem von der Batterie mit den 40°C Wärme aufgenommen wird. Folglich kann diese Ausführungsform das Wärmemanagementsystem mit einer höheren Temperatur betreiben als in dem Fall, in dem das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 Wärme aus der Außenluft (zum Beispiel 0°C) aufnimmt, wodurch der Betriebswirkungsgrad der Wärmepumpe verbessert wird.
In der zweiten Betriebsart zirkuliert das Kühlmittel nicht durch den Strahler 12 und der Strahler 13 nimmt keine Wärme aus der Außenluft auf, was die Frostbildung des Strahlers 13 verhindern kann.
(Sechste Ausführungsform)
Wenngleich in den vorstehenden jeweiligen Ausführungsformen die Temperatureinstellvorrichtungen beispielhaft den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15; den Inverterkühler 16, den Abgaskühler 17, den Kühlerkern 18, den Kondensator 50 und den Einlassluftkühler 65 umfassen, können die Temperatureinstellvorrichtungen in einer sechsten Ausführungsform, wie in 36 gezeigt, den Einlassluftkühler 65, einen Kraftstoffkühler 66 und einen fahrzeugmontierten elektronischen Vorrichtungskühler 67 umfassen.
Der Kraftstoffkühler 66 ist ein Wärmetauscher zum Kühlen von Kraftstoff durch Austauschen von Wärme zwischen dem an den Verbrennungsmotor gelieferten Kraftstoff und dem Kühlmittel. Der fahrzeugmontierte elektronische Vorrichtungskühler 67 ist ein Wärmtauscher zum Kühlen einer fahrzeugmontierten elektronischen Vorrichtung durch Austauschen von Wärme zwischen der fahrzeugmontierten elektronischen Vorrichtung und dem Kühlmittel. Folglich können verschiedene Vorrichtungen als die Temperatureinstellvorrichtungen verwendet werden.
Wie diese Ausführungsform kann der Kondensator 50 mit der Abgabeseite der ersten Pumpe 11 und dem Einlass 19a des ersten Schaltventils 19 verbunden sein.
(Siebte Ausführungsform)
Wenngleich in der vorstehenden dritten Ausführungsform der Auslass 61g und der Einlass 61n für das Kühlmittel in Teilen ausgebildet sind, die den Kühlmittelkühler 14 und den Unterkühler 60 des Behälterabschnitts 61c des Wärmetauschers 61 bilden, sind in einer siebten Ausführungsform, wie in 37 gezeigt, der Auslass 61g und der Einlass 61n für das Kühlmittel entfernt, und ein Loch 61p, um zuzulassen, dass das Kältemittel hindurch strömt, ist in einem Teil des Trennabschnitts 61d ausgebildet, der den Innenraum des Behälterabschnitts 61b in einen Behälterraum für den Kühlmittelkühler 14 und einen anderen Behälterraum für den Unterkühler 60 unterteilt.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkühler 14 von dem Einlass 61e in den Behälterabschnitt 61b und wird dann durch den Behälterabschnitt 61b auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, werden die Kühlmittel in den Behälterabschnitt 61c gesammelt, um von dem Loch 61p des Trennabschnitts 61d in den Unterkühler 60 zu strömen.
In dem Unterkühler 60 strömt das Kühlmittel durch das Loch 61p des Trennabschnitts 61d in den Behälterabschnitt 61b und wird dann durch den Behälterabschnitt 61c auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Nachdem die Kühlmittel die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, werden sie in den Behälterabschnitt 61b gesammelt, um aus dem Auslass 61m zu strömen.
Diese Ausführungsform kann den Auslass 61g und den Einlass 61n für das Kühlmittel in Bezug auf den Wärmetauscher 61 der dritten Ausführungsform entfernen und kann somit die Verbindungsstruktur der Kühlmittelrohrleitungen vereinfachen.
(Achte Ausführungsform)
Wenngleich in der siebten Ausführungsform der Kühlmittelkühler 14, der Kondensator 50 und der Unterkühler 60 in einem Wärmetauscher 61 enthalten sind, sind in einer achten Ausführungsform, wie in 38 gezeigt, der Kühlmittelkühler 14, der Kondensator 50 und das Expansionsventil 25 miteinander integriert.
Der Kühlmittelkühler 14 besteht aus dem Wärmetauscher vom Behälter- und Rohrtyp und umfasst einen Wärmetauscherkern 14a und Behälterabschnitte 14b und 14c. Der Wärmetauscherkern 14a umfasst mehrere Rohre, durch die das Kühlmittel und das Kältemittel unabhängig strömen. Die Rohre sind parallel aufeinander gestapelt. Die Behälterabschnitte 14b und 14c sind auf beiden Seiten der Rohre angeordnet, um das Kühlmittel und das Kältemittel für die Rohre zu verteilen und zu sammeln.
Elemente, die den Wärmetauscherkern 14a und die Behälterabschnitte 14b und 14c bilden, sind aus Metall (zum Beispiel einer Aluminiumlegierung) ausgebildet und durch Hartlöten miteinander verbunden.
Der Kondensator 50 besteht aus dem Wärmetauscher vom Behälter- und Rohrtyp und umfasst einen Wärmetauscherkern 50a und Behälterabschnitte 50b und 50c. Der Wärmetauscherkern 50a umfasst mehrere Rohre, durch die das Kühlmittel und das Kältemittel unabhängig strömen. Die Rohre sind parallel aufeinander gestapelt. Die Behälterabschnitte 50b und 50c sind auf beiden Seiten der Rohre angeordnet, um das Kühlmittel und das Kältemittel für die Rohre zu verteilen und zu sammeln.
Elemente, die den Wärmetauscherkern 50a und die Behälterabschnitte 50b und 50c bilden, sind aus Metall (zum Beispiel einer Aluminiumlegierung) ausgebildet und durch Hartlöten miteinander verbunden.
Der Kühlmittelkühler 14 und der Kondensator 24 sind in der Stapelrichtung der Rohre (in der Horizontalrichtung von 38) parallel angeordnet. Insbesondere ist das Expansionsventil 25 fixiert, während es zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und dem Kondensator 24 eingeschoben ist.
Das Expansionsventil 25 ist ein thermisches Expansionsventil, dessen Ventilöffnung durch ein mechanisches System eingestellt wird, so dass ein Überhitzungsgrad des aus dem Kühlmittelkühler 14 strömenden Kältemittels in einem vorgegebenen Bereich ist. Das Expansionsventil 25 hat einen Temperaturabtastabschnitt 25a zum Abtasten des Überhitzungsgrads des Kältemittels auf der Auslassseite des Kühlmittelkühlers 14.
Ein Behälterabschnitt 14c des Kühlmittelkühlers 14 ist mit einem Einlass 14e für das Kühlmittel und einem Auslass 14f für das Kältemittel versehen. Der Auslass 14f für das Kältemittel ist dem Kältemitteleinlass des Temperaturabtastabschnitts 25a des Expansionsventils 25 überlagert.
Der andere Behälterabschnitt 14b des Kühlmittelkühlers 14 ist mit einem Auslass 14g für das Kühlmittel und einem Einlass 14h für das Kältemittel versehen. Der Einlass 14h für das Kältemittel ist dem Kältemittelauslass des Expansionsventils 25 überlagert.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkühler 14 von dem Einlass 14e in den Behälterabschnitt 14c und wird dann durch den Behälterabschnitt 14c auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 14b gesammelt, um aus dem Auslass 14g zu strömen.
In dem Kühlmittelkühler 14 strömt das von dem Expansionsventil 25 dekomprimierte Kältemittel von dem Einlass 14h in den Behälterabschnitt 14b und wird dann in dem Behälterabschnitt 14b auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kältemittel, die die Rohre für das Kältemittel durchlaufen haben, werden in den Behälterabschnitt 14c gesammelt, um von dem Auslass 14f in den Temperaturabtastabschnitt 25a des Expansionsventils 25 zu strömen. Der Temperaturabtastabschnitt 25a des Expansionsventils 25 ist mit einem Auslass 25b für das Kältemittel versehen.
Ein Behälterabschnitt 50b des Kondensators 50 ist mit einem Einlass 50e für das Kühlmittel und einem Auslass 50f für das Kältemittel versehen. Der Auslass 50b für das Kältemittel ist dem Kältemitteleinlass des Expansionsventils 25 überlagert. Der andere Behälterabschnitt 50c des Kondensators 50 ist mit einem Auslass 50g für das Kühlmittel und einem Einlass 50h für das Kältemittel versehen.
Folglich strömt das Kühlmittel in dem Kondensator 50 von dem Einlass 50e in den Behälterabschnitt 50b und wird dann von dem Behälterabschnitt 50b auf die Rohre für das Kühlmittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kühlmittel durchlaufen haben, in den Behälterabschnitt 50c gesammelt, um aus dem Auslass 50g zu strömen.
In dem Kondensator 50 strömt das Kältemittel von dem Einlass 50h in den Behälterabschnitt 50c und wird dann von dem Behälterabschnitt 50c auf die Rohre für das Kältemittel verteilt. Die Kühlmittel werden, nachdem sie die Rohre für das Kältemittel durchlaufen haben, in dem Behälterabschnitt 50b gesammelt, um von dem Auslass 50f in das Expansionsventil 25 zu strömen. Das aus dem Auslass 50f in das Expansionsventil 25 strömende Kältemittel wird von dem Expansionsventil 25 dekomprimiert, um in den Kühlmittelkühler 14 zu strömen.
Diese Ausführungsform braucht keine Kältemittelrohrleitung zwischen dem Kühlmittelkühler 14 und dem Expansionsventil 25 und zwischen dem Kondensator 50 und dem Expansionsventil 25 und kann somit die Verbindungsstruktur zwischen den Kältemittelrohrleitungen vereinfachen.
(Neunte Ausführungsform)
Wenngleich die Betriebsart in der vorstehenden ersten Ausführungsform gemäß der von dem Außenluftsensor 42 erfassten Außenlufttemperatur geschaltet wird, wird die Betriebsart in einer neunten Ausführungsform gemäß der Temperatur des Inverters und der Temperatur der Batterie umgeschaltet.
Das erste Schaltventil 19 ist fähig, zwischen vier Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch fähig, zwischen vier Arten von Verbindungszuständen zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c und 20d und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
39 zeigt den Betrieb (erste Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen ersten Zustand geschaltet werden.
In dem ersten Zustand schließt das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a und verbinden den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 nicht zu, dass das Kühlmittel in den Einlass 19a eintritt, lässt aber zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 39 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f strömt.
In dem ersten Zustand schließt das zweite Schaltventil 20 den Auslass 20e und verbindet die Einlässe 20a, 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20f. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 nicht zu, dass das Kühlmittel aus dem Auslass 20e strömt, lässt aber zu, dass das in die Einlässe 20a, 20b, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 39 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
40 zeigt den Betrieb (zweite Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen zweiten Zustand geschaltet werden.
In dem zweiten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 40 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 40 angezeigt, aus den Auslässen 19c, 19e und 19f strömt.
In dem zweiten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f und verbindet auch den Einlass 20b mit dem Auslass 20e. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 40 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a, 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 40 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
41 zeigt den Betrieb (dritte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen dritten Zustand geschaltet werden.
In dem dritten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19e und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19f. Folglich lässt das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 41 angezeigt, aus den Auslässen 19d und 19e strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b strömende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 41 angezeigt, aus den Auslässen 19c und 19f strömt.
In dem dritten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20f und verbindet auch die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20e. Folglich lässt das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in die Einlässe 20b und 20c eintretende Kühlmittel, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 41 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20a und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch massive Linien mit einem Pfeil in 41 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt.
42 zeigt den Betrieb (vierte Betriebsart) des Kühlsystems 10, wenn die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in einen vierten Zustand geschaltet werden.
In dem vierten Zustand verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19e und 19f, wodurch der Auslass 19c geschlossen wird. Folglich lässt es das erste Schaltventil 19 zu, dass das in den Einlass 19a eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 42 angezeigt, aus dem Auslass 19d strömt, und lässt auch zu, dass das in den Einlass 19b eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 42 angezeigt, aus den Auslässen 19e und 19f strömt, wodurch verhindert wird, dass das Kühlmittel aus dem Auslass 19c strömt.
In dem vierten Zustand verbindet das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20c und 20d mit dem Auslass 20f und verbindet auch den Einlass 20b mit dem Auslass 20e, wodurch der Einlass 20a geschlossen wird. Folglich lässt es das zweite Schaltventil 20 zu, dass das in den Einlass 20b eintretende Kühlmittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 42 angezeigt, aus dem Auslass 20e strömt, und lässt auch zu, dass das in die Einlässe 20c und 20d eintretende Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 42 angezeigt, aus dem Auslass 20f strömt, wodurch verhindert wird, dass das Kühlmittel aus dem Einlass 20a strömt.
Als nächstes wird eine elektrische Steuerung des Kühlsystems 10 unter Bezug auf 43 beschrieben. Die elektrische Steuerung des Kühlsystems 10 hat neben der vorstehend erwähnten Struktur der ersten Ausführungsform eine Struktur, in der Erfassungssignale von einem Invertertemperatursensor 45 und einem Batterietemperatursensor 46 in die Eingangsseite der Steuerung 40 eingegeben werden.
Der Invertertemperatursensor 45 ist eine Invertertemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Inverters. Zum Beispiel kann der Invertertemperatursensor 45 die Temperatur von Kühlmittel, das aus dem Inverterkühler 16 strömt, erfassen. Der Batterietemperatursensor 46 ist eine Batterietemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur der Batterie. Zum Beispiel kann der Batterietemperatursensor 46 die Temperatur von Kühlmittel, das aus dem Batteriekühler 15 strömt, erfassen.
Ein von der Steuerung 40 dieser Ausführungsform ausgeführtes Steuerverfahren wird unter Bezug auf 44 beschrieben. Die Steuerung 40 führt ein Computerprogramm gemäß einem Flussdiagramm von 44 aus.
Zuerst wird in Schritt S200 bestimmt, ob eine von dem Invertertemperatursensor 45 erfasste Invertertemperatur Tinv 60°C übersteigt.
Wenn bestimmt wird, dass die Invertertemperatur Tinv 60°C nicht übersteigt, wird bestimmt, dass die Priorität des Kühlens des Inverters nicht zu hoch ist, und der Betrieb geht weiter zu S210, in dem die in 39 gezeigte erste Betriebsart durchgeführt wird.
In der ersten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 39 gezeigten ersten Zustand gebracht werden, wodurch die zweite Pumpe 12 und der Kompressor 23 betrieben werden und die erste Pumpe 11 gestoppt wird.
Folglich schließt das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a und verbindet den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19d, 19e und 19f. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20a, 20b, 20c und 20d mit dem Auslass 20f und schließt den Auslass 20e.
Folglich wird der Niedertemperaturkühlmittelkreis aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16, dem Abgaskühler 17 und dem Kühlerkern 18 ausgebildet, und der Zwischentemperaturkühlmittelkreis wird nicht ausgebildet.
Das heißt, wie durch massive Pfeile in 39 angezeigt, strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel durch den Kühlmittelkühler 14 und wird durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16, den Abgaskühler 17 und den Kühlerkern 18 verzweigt. Dann werden die parallel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16, den Abgaskühler 17 und den Kühlerkern 18 strömenden Kühlmittel in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Im Gegensatz dazu wird das Kühlmittel, wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 39 angezeigt, nicht von der ersten Pumpe 11 abgegeben und strömt nicht durch den Strahler 13.
Folglich strömt in der ersten Betriebsart das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16, den Abgaskühler 17 und den Kühlerkern 18. Als ein Ergebnis werden die Batterie, der Inverter, das Abgas und die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
Wenn in S200 bestimmt wird, dass die Invertertemperatur Tinv 60°C übersteigt, wird die Priorität für das Kühlen des Inverters als hoch erachtet, und dann geht der Betrieb weiter zu S220. In S220 wird bestimmt, ob die Invertertemperatur Tinv weniger als 70°C ist oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass die Invertertemperatur Tinv 70°C oder mehr ist, wird der Inverter als auf einer unnormal hohen Temperatur betrachtet, und das Verfahren geht weiter zu S230, in dem eine Warnleuchte erleuchtet wird. Folglich kann ein Fahrgast informiert werden, dass der Inverter auf der unnormal hohen Temperatur ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Invertertemperatur Tinv weniger als 70°C ist, wird der Inverter nicht als auf einer unnormal hohen Temperatur betrachtet, und das Verfahren geht weiter zu S240, in dem die Warnleuchte ausgeschaltet wird. Folglich kann ein Fahrgast informiert werden, dass der Inverter nicht auf der unnormal hohen Temperatur ist.
In S250, der auf die Schritte S230 und S240 folgt, wird bestimmt, ob das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises (Zwischentemperaturkühlmittel) durch den Abgaskühler 17 zirkuliert oder nicht.
Insbesondere wird basierend auf den Betriebszuständen der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 bestimmt, ob das Kühlmittel des Zwischentemperaturkühlmittelkreises (Zwischentemperaturkühlmittel) durch den Abgaskühler 17 zirkuliert oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass das Zwischentemperaturkühlmittel durch den Abgaskühler 17 zirkuliert, geht der Betrieb weiter zu S260, um die Kühlkapazität des Abgases zu verringern. In S260 wird die in 40 gezeigte zweite Betriebsart durchgeführt.
In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil, so dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 40 gezeigten zweiten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f und verbindet auch den Einlass 20b mit dem Auslass 20e.
Folglich ist ein Zwischentemperaturkühlmittelkreis aus der ersten Pumpe 11, dem Abgaskühler 17 und dem Strahler 13 ausgebildet, während ein Niedertemperaturkühlmittelkreis aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Batteriekühler 15, dem Inverterkühler 16 und dem Kühlerkern 18 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 40 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 durch den Abgaskühler 17 und dann über das zweite Schaltventil 20 durch den Strahler 13, wodurch es in die erste Pumpe 11 eingesaugt wird.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie in massiven Pfeilen in 40 angezeigt, durch den Kühlmittelkühler 14, um durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18 verzweigt zu werden. Die parallel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18 strömenden Kühlmittel werden in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Folglich strömt in der zweiten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Abgaskühler 17, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15, den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18 strömt. Als ein Ergebnis wird das Abgas von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und die Batterie, der Inverter und die Blasluft in das Fahrzeuginnere werden von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
Folglich kann die Kühlkapazität des Inverters im Vergleich zu der ersten Betriebsart, in der das Abgas auch durch das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt werden kann, verbessert werden.
Wenn in S250 bestimmt wird, dass das Zwischentemperaturkühlmittel durch den Abgaskühler 17 zirkuliert, geht der Betrieb weiter zu S270. In S270 wird bestimmt, ob eine von dem Batterietemperatursensor 46 erfasste Batterietemperatur Tbatt 50°C übersteigt oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur Tbatt 50°C nicht übersteigt, wird die Priorität für die Kühlung der Batterie als nicht hoch bestimmt, und der Betrieb geht weiter zu S280, in dem die in 41 gezeigte dritte Betriebsart durchgeführt wird.
In der dritten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 41 gezeigten dritten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19d und 19e und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19f. Das zweite Schaltventil 20 verbindet die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20f und verbindet auch die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20e.
Folglich ist ein Zwischentemperaturkühlmittelkreis aus der ersten Pumpe 11, dem Batteriekühler 15, dem Abgaskühler 17 und dem Strahler 13 ausgebildet, während ein Niedertemperaturkühlmittelkreis aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Inverterkühler 16 und dem Kühlerkern 18 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 41 angezeigt, wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15 und den Abgaskühler 17 verzweigt. Dann werden die parallel durch den Batteriekühler 15 und den Abgaskühler 17 strömenden Kühlmittel in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 eingesaugt werden.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 41 angezeigt, durch den Kühlmittelkühler 14, um durch das erste Schaltventil 19 in den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18 verzweigt zu werden. Die parallel durch den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18 strömenden Kühlmittel werden in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 eingesaugt zu werden.
Folglich strömt in der zweiten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15 und den Abgaskühler 17, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Inverterkühler 16 und den Kühlerkern 18 strömt. Als ein Ergebnis werden die Batterie und das Abgas von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und der Inverter und die Blasluft in das Fahrzeuginnere werden von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
Folglich kann die Kühlkapazität des Inverters im Vergleich zu der zweiten Betriebsart, in der die Batterie auch durch das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt werden kann, verbessert werden.
Wenn in S270 bestimmt wird, dass die Batterietemperatur Tbatt 50°C übersteigt, wird die Priorität für das Kühlen der Batterie als hoch bestimmt, und der Betrieb geht weiter zu S290, in dem die in 42 gezeigte vierte Betriebsart durchgeführt wird.
In der vierten Betriebsart steuert die Steuerung 40 den Elektromotor 30 für ein Schaltventil derart, dass die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 in den in 42 gezeigten vierten Zustand gebracht werden, um dadurch die ersten und zweiten Pumpen 11 und 12 und den Kompressor 23 zu betreiben.
Folglich verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d und verbindet auch den Einlass 19b mit den Auslässen 19e und 19f, wodurch der Auslass 19c geschlossen wird. Das zweite Schaltventil 20 schließt den Einlass 20a und verbindet den Einlass 20b mit dem Auslass 20e und verbindet auch die Einlässe 20c und 20d mit dem Auslass 20f.
Folglich ist ein Zwischentemperaturkühlmittelkreis aus der ersten Pumpe 11, dem Abgaskühler 17 und dem Strahler 13 ausgebildet, während ein Niedertemperaturkühlmittelkreis aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 42 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 durch den Abgaskühler 17 und dann über das zweite Schaltventil 20 durch den Strahler 13, wodurch es in die erste Pumpe 11 eingesaugt wird.
Andererseits strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 41 angezeigt, durch den Kühlmittelkühler 14, und wird durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 verzweigt. Dann werden die parallel durch den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel in das zweite Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden. Im Gegensatz dazu zirkuliert das Kühlmittel, wie durch eine gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 41 angezeigt, nicht durch den Kühlerkern 18.
Auf diese Weise strömt in der zweiten Betriebsart das von dem Strahler 13 gekühlte Zwischentemperaturkühlmittel durch den Abgaskühler 17, während das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 strömt, wodurch die Zirkulation des Kühlmittels in Richtung des Kühlerkerns 18 gestoppt wird. Als ein Ergebnis werden die Batterie und das Abgas von dem Zwischentemperaturkühlmittel gekühlt, und der Inverter wird von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt, wobei das Kühlen (das heißt die Klimatisierung) der Blasluft in das Fahrzeuginnere gestoppt wird.
Folglich können die Kühlfähigkeiten der Batterie und des Inverters im Vergleich zu der zweiten Betriebsart, in der die Blasluft in das Fahrzeuginnere auch von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt werden kann, verbessert werden.
Wenn in dieser Ausführungsform die Invertertemperatur Tinv höher als die vorgegebene Temperatur (in dieser Ausführungsform 60°C) ist, wird die dritte Betriebsart durchgeführt, um zuzulassen, dass das Kühlmittel zwischen dem Inverterkühler 16 und der zweiten Pumpe 12 zirkuliert und auch um zwischen dem vorstehend erwähnten Batteriekühler 15 und der ersten Pumpe 11 zu zirkulieren. Wenn folglich die Invertertemperatur hoch ist, kann der Inverter mit einer kleineren Wärmekapazität im Vergleich zu der Batterie mit einer größeren Wärmekapazität vorzugsweise gekühlt werden. Als ein Ergebnis kann der Inverter effizient gekühlt werden, während die Temperaturerhöhung der Batterie unterdrückt wird.
(Zehnte Ausführungsform)
Wie in 45 gezeigt, umfasst eine zehnte Ausführungsform der Erfindung neben der Struktur der ersten Ausführungsform einen Kühlmittelbehälter 70 zum Lagern von Kühlmittel darin.
Der Kühlmittelbehälter 70 ist mit einem ersten Kühlmittelauslass/Einlass 70a und einem zweiten Kühlmittelauslass/Einlass 70b versehen. Der erste Kühlmittelauslass/Einlass 70a ist mit einem ersten Verzweigungsabschnitt 71 verbunden, der zwischen einem Auslass 20e des zweiten Schaltventils 20 und einer Kühlmitteleinlassseite des Strahlers 13 bereitgestellt ist. Der zweite Kühlmittelauslass/Einlass 70b ist mit einem zweiten Verzweigungsabschnitt 72 verbunden, der zwischen einem Auslass 20f des zweiten Schaltventils 20 und einer Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 bereitgestellt ist.
Folglich steht ein Kühlmittelströmungsweg des ersten Kühlmittelkreises (Kühlmittelkreis auf der Seite der ersten Pumpe 11) auf der Ansaugseite der ersten Pumpe 11 über den Kühlmittelbehälter 70 mit einem Kühlmittelströmungsweg des zweiten Kühlmittelkreises (Kühlmittelkreis auf der Seite der zweiten Pumpe 12) auf der Ansaugseite der zweiten Pumpe 12 in Verbindung.
In dieser Ausführungsform steht der erste Kühlmittelkreis mit dem zweiten Kühlmittelkreis in Verbindung, was den Innendruck zwischen den ersten und zweiten Kühlmittelkreisen ausgleichen kann. Folglich kann eine Differenz des Drucks, der auf ein Ventilelement im Inneren jedes der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 wirkt, verringert werden, um dadurch das Lecken des Kühlmittels in dem Schaltventil zu verhindern.
Wenn zum Beispiel der erste Kühlmittelkreis und der zweite Kühlmittelkreis auf der Abgabeseite einer Pumpe ebenso wie auf der Ansaugseite der anderen Pumpe miteinander in Verbindung stehen, könnte der Innendruck des Kühlmittelkreis, der mit der Ansaugseite der Pumpe in Verbindung steht, unnormal erhöht werden. Im Gegensatz dazu stehen in dieser Ausführungsform der erste Kühlmittelkreis und der zweite Kühlmittelkreis auf den Ansaugseiten beider Pumpen miteinander in Verbindung, was verhindern kann, dass der Innendruck der Kühlmittelkreis unnormal steigt, wodurch die Konstruktion von Teilen mit guter Druckbeständigkeit vereinfacht wird.
(Elfte Ausführungsform)
Obwohl der erste Kühlmittelkreis und der zweite Kühlmittelkreis in der zehnten Ausführungsform auf den Ansaugseiten beider Pumpen miteinander in Verbindung stehen, stehen der erste Kühlmittelkreis und der zweite Kühlmittelkreis in einer elften Ausführungsform der Erfindung, wie in 46 gezeigt, auf den Abgabeseiten beider Pumpen miteinander in Verbindung.
Insbesondere ist der erste Verzweigungsabschnitt 71 des ersten Kühlmittelkreises zwischen der Abgabeseite der ersten Pumpe 11 und dem Einlass 19a des ersten Schaltventils 19 bereitgestellt, und der zweite Verzweigungsabschnitt 72 des zweiten Kühlmittelkreises ist zwischen der Abgabeseite der zweiten Pumpe 12 und dem Einlass 19b des ersten Schaltventils 19 bereitgestellt.
Wenngleich in der zehnten Ausführungsform der Kühlmittelbehälter 70 mit dem ersten Kühlmittelauslass/Einlass 70a für die Verbindung mit dem ersten Kühlmittelkreis und dem zweiten Kühlmittelauslass/Einlass 70b für die Verbindung mit dem zweiten Kühlmittelkreis versehen ist, ist der Kühlmittelbehälter 70 in einer elften Ausführungsform mit einem Kühlmittelauslass/Einlass 70c versehen, der sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Kühlmittelkreis verbunden ist.
Eine Kühlmittelrohrleitung, die mit dem Kühlmittelauslass/Einlass 70c des Kühlmittelbehälters 70 verbunden ist, ist in zwei Teile in Richtung des ersten Verzweigungsabschnitts 71 und des zweiten Verzweigungsabschnitts 72 verzweigt.
Diese Ausführungsform kann ebenso den gleichen Betrieb und Ergebnisse wie die der vorstehend beschriebenen zehnten Ausführungsform erhalten.
(Zwölfte Ausführungsform)
Eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung umfasst neben der Struktur der zweiten Ausführungsform, wie in 47 gezeigt, einen Zirkulationsströmungsweg 80, eine dritte Pumpe 81, ein Dreiwegeventil 82 und einen Einlasswassertemperatursensor 83.
Der Zirkulationsströmungsweg 80 ist ein Strömungsweg, durch den das Kühlmittel zirkuliert, ohne die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 zu durchlaufen. Ein Ende des Zirkulationsströmungswegs 80 ist mit der Kühlmittelauslassseite des Batteriekühlers 15 verbunden, und das andere Ende ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Batteriekühlers 15 verbunden.
Der Zirkulationsströmungsweg 80 ist parallel zu einem Strömungsweg 84 für den Batteriekühler (Nichtzirkulationsströmungsweg) versehen. Der Strömungsweg 84 für den Batteriekühler ist ein Strömungsweg, in dem der Batteriekühler 15 angeordnet ist. Ein Ende des Strömungswegs 84 ist mit dem Auslass 19e des ersten Schaltventils 19 verbunden und das andere Ende ist mit dem Einlass 20c des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
In dem in 47 gezeigten Beispiel sind Teile des Zirkulationsströmungswegs 80 und des Strömungswegs 84 für den Batteriekühler, die sich nahe an dem Batteriekühler 15 befinden, miteinander integriert, um einen Strömungsweg zu bilden. Folglich wird der Strömungsweg zwischen dem Batteriekühler 15 und dem zweiten Schaltventil 20 in den Zirkulationsströmungsweg 80 und den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler verzweigt, während der Zirkulationsströmungsweg 80 und der Strömungsweg 84 für den Batteriekühler zwischen dem Batteriekühler 15 und dem ersten Schaltventil 19 vereinigt werden.
Die dritte Pumpe 81 ist eine elektrische Pumpe, die geeignet ist, ein Kühlmittel (Wärmemedium) einzusaugen und abzugeben, und ist in dem Zirkulationsströmungsweg 80 angeordnet. In dem Beispiel von 47 ist die dritte Pumpe 81 in einem verzweigten Teil des Zirkulationsströmungswegs 80 außer dem Strömungsweg 84 für den Batteriekühler (oder einem Teil, der einen anderen Strömungsweg als den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler bildet) angeordnet.
Das Dreiwegeventil 82 ist ein Zirkulationsumschaltventil zum Umschalten zwischen dem Öffnen und Schließen des Zirkulationsströmungswegs 80 und des Strömungswegs 84 für den Batteriekühler und folglich in dem Verzweigungsabschnitt zwischen dem Zirkulationsströmungsweg 80 und dem Strömungsweg 84 für den Batteriekühler angeordnet.
Wenn das Dreiwegeventil 82 den Zirkulationsströmungsweg 80 öffnet und den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler schließt, zirkuliert das von dem Batteriekühler 15 strömende Kühlmittel durch den Zirkulationsströmungsweg 80 in den Batteriekühler 15. Wenn das Dreiwegeventil 82 im Gegensatz dazu den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler öffnet und den Zirkulationsströmungsweg 80 schließt, strömt das von dem Batteriekühler 15 strömende Kühlmittel durch den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler, um in das zweite Schaltventil 20 zu strömen.
Der Einlasswassertemperatursensor 83 ist auf der Kühlmitteleinlassseite des Batteriekühlers 15 angeordnet. Der Einlasswassertemperatursensor 83 ist eine Zuströmungstemperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur von Kühlmittel, das in den Batteriekühler 15 strömt (Zuströmungswärmemediumtemperatur).
Die Betriebe der dritten Pumpe 81 und des Dreiwegeventils 82 werden von der Steuerung 40 gesteuert. Ein Erfassungssignal von dem Einlasswassertemperatursensor 83 wird in die Steuerung 40 eingegeben.
Ein von der Steuerung dieser Ausführungsform ausgeführtes Steuerverfahren wird unter Bezug auf 48 beschrieben. Die Steuerung 40 führt ein Computerprogramm gemäß einem Flussdiagramm von 48 aus.
In S300 wird zuerst bestimmt, ob es notwendig ist, die Batterie zu kühlen oder nicht. Insbesondere wenn die Batterietemperatur höher oder gleich einer ersten vorgegebenen Temperatur (zum Beispiel 35°C) ist, wird das Kühlen der Batterie als notwendig erachtet. Wenn die Batterietemperatur im Gegensatz dazu niedriger als die erste vorgegebene Temperatur ist, wird das Kühlen der Batterie als nicht notwendig bestimmt.
Wenn das Kühlen der Batterie als notwendig bestimmt wird, geht der Betrieb weiter zu S310, in dem bestimmt wird, ob die Batterietemperatur eine Zielkühltemperatur (zum Beispiel 40°C) übersteigt. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur die Zielkühltemperatur übersteigt, geht der Betrieb weiter zu S320. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur die Zielkühltemperatur nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S300 zurück.
In S320 werden die Betriebe des ersten Schaltventils 19, des zweiten Schaltventils 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert, um eine in 49 gezeigte erste Kühlbetriebsart (Nichtzirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der ersten Kühlbetriebsart verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d ebenso wie den Einlass 19b mit den Auslässen 19c, 19e und 19f, während das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20e ebenso wie die Einlässe 20a, 20c und 20d mit dem Auslass 20f verbindet.
In der ersten Kühlbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler, um den Zirkulationsströmungsweg 80 zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 gestoppt wird.
Somit werden ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis), der durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 49 angezeigt wird, und ein zweiter Kühlmittelkreis (Niederdruckkühlmittelkreis), der durch einen massiven Pfeil in 49 angezeigt ist, ausgebildet.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet, während der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18, dem Batteriekühler 15 und dem Inverterkühler 16 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit dem Pfeil in 49 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und dann durch das zweite Schaltventil 20 und den Strahler 13, wodurch es in die erste Pumpe 11 gesaugt wird.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch die massive Linie mit dem Pfeil in 49 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16 verzweigt. Die Kühlmittel strömen parallel durch den Kühlmittelkühler 14, den Batteriekühler 15 und den Inverterkühler 16. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Das durch den Kühlerkern 18 strömende Kühlmittel, das durch den Batteriekühler 15 strömende Kühlmittel und das durch den Inverterkühler 16 strömende Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Wie vorstehend erwähnt, strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel in der ersten Kühlbetriebsart durch den Batteriekühler 15. Folglich wird die Batterie von dem Niedertemperaturkühlmittel gekühlt, das von dem Kühlmittekühler 14 gekühlt wird.
In dem folgenden S330 wird bestimmt, ob die von dem Einlasswassertemperatursensor 83 erfasste Kühlmitteltemperatur (auf die hier nachstehend als eine „Batteriekühlerwassertemperatur” Bezug genommen wird) unter einer ersten Kühlbestimmungstemperatur Tc1 (zum Beispiel 10°C) ist oder nicht. Die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist eine Temperatur, die basierend auf der unteren Grenztemperatur in einem Bereich nutzbarer Temperaturen der Batterie (zum Beispiel von 10 bis 40°C) bestimmt wird und vorab in der Steuerung 40 gespeichert wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, geht der Betrieb weiter zu S340. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur nicht niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, kehrt der Betrieb zurück zu S310.
In S340 werden die Betriebe des ersten Schaltventils 19, des zweiten Schaltventils 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert, um eine in 50 gezeigte zweite Kühlbetriebsart (Zirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der zweiten Kühlbetriebsart verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19d ebenso wie den Einlass 19b mit den Auslässen 19c und 19f und schließt den Auslass 19e, während das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20b mit dem Auslass 20e ebenso wie die Einlässe 20a und 20d mit dem Auslass 20f verbindet und den Einlass 20c schließt.
In der zweiten Kühlbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Zirkulationsströmungsweg 80, um den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 arbeitet.
Folglich werden ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis), der durch einen massiven Pfeil in 50 angezeigt ist, ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis), der durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil angezeigt ist, und ein innerer Zirkulationskreis, der durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 50 angezeigt ist, ausgebildet.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Strahler 13 ausgebildet. Der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) ist aus der zweiten Pumpe 12, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Inverterkühler 16 ausgebildet. Ein innerer Zirkulationskreis ist aus der dritten Pumpe 81 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet.
Das heißt, wie durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit dem Pfeil in 50 angezeigt, strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und dann durch das zweite Schaltventil 20 und den Strahler 13, wodurch es in die erste Pumpe 11 gesaugt wird.
Andererseits wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 50 angezeigt, durch das erste Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14 und den Inverterkühler 16 verzweigt, um parallel durch den Kühlmittelkühler 14 und den Inverterkühler 16 zu strömen. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Kühlerkern 18. Die durch den Kühlerkern 18 und durch den Inverterkühler 16 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Wie ferner durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 50 angezeigt, strömt das von der dritten Pumpe 81 abgegebene Kühlmittel durch den Batteriekühler 15, um in die dritte Pumpe 81 gesaugt zu werden.
Wie vorstehend erwähnt, strömt in der zweiten Kühlbetriebsart das durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel durch den Batteriekühler 15. Folglich strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel nicht durch den Batteriekühler 15.
In dem folgenden S350 wird bestimmt, ob die Batteriekühlereinlasswassertemperatur eine zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 (zum Beispiel 12°C) übersteigt oder nicht. Die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 ist eine höhere Temperatur als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 und wird vorab in der Steuerung 40 gespeichert.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 übersteigt, kehrt der Betrieb zurück zu S310. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S350 zurück.
Wenn andererseits in S300 bestimmt wird, dass das Kühlen der Batterie nicht erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S360, in dem bestimmt wird, ob es erforderlich ist, die Batterie zu heizen oder nicht. Insbesondere wenn die Batterietemperatur niedriger als eine zweite vorgegebene Temperatur (zum Beispiel 15°C) ist, wird das Heizen der Batterie als erforderlich betrachtet. Wenn die Batterietemperatur im Gegensatz dazu, höher oder gleich der zweiten vorgegebenen Temperatur ist, wird bestimmt, dass das Heizen der Batterie nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass das Heizen der Batterie erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S370, in dem bestimmt wird, ob die Batterietemperatur unter einer Zielheiztemperatur (zum Beispiel 10°C) ist. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur niedriger als die Zielheiztemperatur ist, geht der Betrieb weiter zu S380. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur nicht niedriger als die Zielheiztemperatur ist, kehrt der Betrieb zurück zu S300.
In S380 werden die Betriebe des ersten Schaltventils 19, des zweiten Schaltventils 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert, um eine in 51b gezeigte erste Heizbetriebsart (Nichtzirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der ersten Heizbetriebsart verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19c ebenso wie den Einlass 19b mit den Auslässen 19d und 19e, während das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20a mit dem Auslass 20e ebenso wie die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20f verbindet.
In der ersten Heizbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler, um den Zirkulationsströmungsweg 80 zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 gestoppt wird.
Folglich werden ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis), der durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 51 angezeigt ist, und ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis), der durch einen massiven Pfeil in 51 angezeigt ist, ausgebildet.
Folglich ist ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Batteriekühler 15, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Strahler 13 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linien mit Pfeilen in 51 angezeigt, wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Batteriekühler 15 und den Kondensator 50 verzweigt, um parallel durch den Batteriekühler 15 und den Kondensator 50 zu strömen. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Batteriekühler 15 und durch den Heizungskern 51 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Andererseits strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel, wie durch einen massiven Pfeil in 51 angezeigt, über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kühlmittelkühler 14 und den Kühlerkern 18 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 und den Strahler 13 in die erste Pumpe 11 gesaugt.
Wie vorstehend erwähnt, strömt das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel in der ersten Heizbetriebsart durch den Batteriekühler 15. Folglich wird die Batterie mit dem von dem Kondensator 50 geheizten Zwischentemperaturkühlmittel geheizt.
In dem folgenden S390 wird bestimmt, ob die Batteriekühlereinlasswassertemperatur eine erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 (zum Beispiel 40°C) übersteigt oder nicht. Die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 ist eine Temperatur, die basierend auf der oberen Grenztemperatur in einem Bereich nutzbarer Temperaturen der Batterie (zum Beispiel von 10 bis 40°C) bestimmt wird und vorab in der Steuerung 40 gespeichert wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 übersteigt, geht der Betrieb weiter zu S400. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zurück zu S370.
In S400 werden die Betriebe des ersten Schaltventils 19, des zweiten Schaltventils 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert, um eine in 52 gezeigte zweite Heizbetriebsart (Zirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der zweiten Heizbetriebsart verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19c ebenso wie den Einlass 19b mit dem Auslass 19d und schließt den Auslass 19e, während das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20a mit dem Auslass 20e ebenso wie den Einlass 20b mit dem Auslass 20f verbindet und den Einlass 20c schließt.
In der zweiten Heizbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Zirkulationsströmungsweg 80, um den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 betrieben wird.
Folglich werden ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis), der durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 52 angezeigt ist, ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis), der durch einen massiven Pfeil in 52 angezeigt ist, und ein innerer Zirkulationskreis, der durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 52 angezeigt ist, ausgebildet.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kondensator 50 und dem Heizungskern 51 ausgebildet, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Strahler 13 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit dem Pfeil in 52 angezeigt, strömt das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kondensator 50 und den Heizungskern 51 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die zweite Pumpe 12 gesaugt.
Andererseits strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel, wie durch die massive Linie mit dem Pfeil in 52 angezeigt, über das erste Schaltventil 19 nacheinander durch den Kühlmittelkühler 14 und den Kühlerkern 18 und wird dann über das zweite Schaltventil 20 in die erste Pumpe 11 gesaugt.
Ferner strömt das von der dritten Pumpe 81 abgegebene Kühlmittel, wie durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 52 angezeigt, durch den Batteriekühler 15, um in die dritte Pumpe 81 gesaugt zu werden.
Wie vorstehend erwähnt, strömt das durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel in der zweiten Heizbetriebsart durch den Batteriekühler 15. Somit strömt das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel nicht durch den Batteriekühler 15.
In dem folgenden S410 wird bestimmt, ob die Batteriekühlereinlasswassertemperatur unter der zweiten Heizbestimmungstemperatur Tw2 (zum Beispiel 38°C) ist oder nicht. Die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist höher als die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 und wird vorab in der Steuerung 40 gespeichert.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist, kehrt der Betrieb zu S370 zurück. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur nicht niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, kehrt der Betrieb zurück zu S410.
Wenn andererseits in S360 bestimmt wird, dass das Heizen der Batterie nicht erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S420. In S420 wird bestimmt, ob eine Temperaturdifferenz zwischen Batteriezellen, die die Batterie bilden, nämlich eine Temperaturdifferenz zwischen einer Zelle mit der höchsten Temperatur und einer anderen Zelle mit der niedrigsten Temperatur einen vorgegebenen Wert (zum Beispiel 5°C) übersteigt.
Wenn bestimmt wird, dass die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen den vorgegebenen Wert übersteigt, geht der Betrieb weiter zu S430, in dem die Betriebe des ersten Schaltventils 19, des zweiten Schaltventils 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert werden, um eine in 53 gezeigte Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart (Zirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart schließt das erste Schaltventil 19 den Auslass 19e, und das zweite Schaltventil 20 schließt den Einlass 20c. In der Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Zirkulationsströmungsweg 80, um den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 betrieben wird.
Folglich wird der innere Zirkulationskreis aufgebaut, der durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 53 angezeigt ist. Folglich strömt das von der dritten Pumpe 81 abgegebene Kühlmittel, wie durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit dem Pfeil in 53 angezeigt ist, durch den Batteriekühler 15, um in die dritte Pumpe 81 gesaugt zu werden.
Wie vorstehend erwähnt, strömt in der Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart das durch den inneren Zirkulationskreis strömende Kühlmittel durch den Batteriekühler 15. Folglich strömen das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel und das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel nicht durch den Batteriekühler 15.
Wenn in S420 bestimmt wird, dass die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen den vorgegebenen Wert nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S300 zurück.
Wenn in dieser Ausführungsform das Kühlen der Batterie erforderlich ist, wird die erste Kühlbetriebsart auf die zweite Kühlbetriebsart umgeschaltet, wenn einmal die Batteriekühlereinlasswassertemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 wird, was den Betrieb der Batterie optimieren kann, während die Kühlleistung sichergestellt wird. Im Folgenden wird der Grund dafür beschrieben.
Die Temperatur von Kühlmittel, das in den Batteriekühler 15 strömt, ist vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 40°C. Dies liegt daran, dass die Temperatur, bei der die Batterie optimal arbeitet, von 10 bis 40°C reicht. Das heißt, wenn die Batterietemperatur 40°C übersteigt, wird die Verschlechterung der Batterie schnell vorangetrieben, was zu der Verringerung der Lebensdauer der Batterie oder dem Zusammenbruch der Batterie führt. Wenn die Batterietemperatur andererseits niedriger als 10°C ist, wird die chemische Reaktion der Batterie unterdrückt, um eine Eingangs-/Ausgangsleistung der Batterie zu verringern, was die Beschleunigung des Fahrzeugs oder den Wirkungsgrad bei der Regeneration und dem Laden der Batterie verringert.
Da die Ausgangsleistung oder der Innenwiderstand der Batterie von der Temperatur der Batterie abhängen, bewirkt die drastische Änderung in der Temperatur der Batterie drastische Änderungen in der Eingangs- und Ausgangsleistung der Batterie, was die Steuerbarkeit der Batterie schlechter macht. Ferner bewirkt die drastische Änderung in der Temperatur der Batterie auch Temperaturschwankungen des Inneren der Batterie, was die Lebensdauer der Batterie verringert.
Wenn im Gegensatz dazu beabsichtigt ist, die Kühlleistung sicherzustellen, ist die Temperatur des in den Kühlerkern 18 strömenden Kühlmittels vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 10°C.
Folglich unterscheiden sich der Batteriekühler 15 und der Kühlerkern 18 in dem geeigneten Temperaturbereich für das in sie strömende Kühlmittel.
Unter diesem Aspekt strömt in der zweiten Kühlbetriebsart das durch den inneren Zirkulationskreis strömende Kühlmittel durch den Batteriekühler 15, und das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel strömt nicht durch den Batteriekühler 15, so dass durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel durch die Wärme von der Batterie geheizt wird, was zu einer allmählichen Zunahme der Temperatur des Kühlmittels führt.
Obwohl die Temperatur des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Niedertemperaturkühlmittels niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, kann die Temperatur von Kühlmittel, das durch den Batteriekühler 15 strömt, gleich der ersten Kühlbestimmungstemperatur Tc1 oder höher sein. Diese Ausführungsform kann die Verschlechterung der Eingangs- und Ausgangsleistung der Batterie aufgrund dessen, dass die Batterietemperatur niedriger als der nutzbare Temperaturbereich ist, ebenso wie die Verringerung des Ladewirkungsgrads der Batterie verhindern.
Andererseits strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel in den Kühlerkern 18. Das Niedertemperaturkühlmittel mit einer Temperatur kleiner oder gleich der ersten Kühlbestimmungstemperatur Tc1 kann in den Kühlerkern 18 strömen, um die Kühlleistung sicherzustellen.
Wenn außerdem die Temperatur des durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierenden Kühlmittels in der zweiten Kühlbetriebsart allmählich steigt, so dass sie die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 übersteigt, wird die zweite Kühlbetriebsart auf die erste Kühlbetriebsart umgeschaltet, wodurch das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel zu dem Batteriekühler 15 geleitet wird. Folglich kann verhindert werden, dass die Temperatur des durch den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittels kontinuierlich steigt, so dass sie viel höher als die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 ist.
Um ebenso die Heizleistung sicherzustellen, ist die Temperatur des in die Heizung 51 strömenden Kühlmittels vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 60°C. Der Batteriekühler 15 und der Heizungskern 51 unterscheiden sich in dem geeigneten Temperaturbereich des in sie strömenden Kühlmittels.
Unter Berücksichtigung dieses Punkts wird in dieser Ausführungsform wird, wenn das Kühlen der Batterie erforderlich ist, wenn einmal die Batteriekühlereinlasswassertemperatur den ersten Heizbestimmungswert Tw1 übersteigt, die erste Kühlbetriebsart auf die zweite Kühlbetriebsart geschaltet, welche den Betrieb der Batterie optimieren kann, während die Heizleistung sichergestellt wird.
Das heißt, in der zweiten Heizbetriebsart strömt das durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 und das durch den Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel strömt nicht durch den Batteriekühler 15, so dass das durch den inneren Zirkulationskreis strömende Kühlmittel von der Batterie gekühlt wird, was zu einer allmählichen Verringerung der Temperatur des Kühlmittels führt.
Selbst wenn die Temperatur des von dem Kondensator 50 geheizten Zwischentemperaturkühlmittels die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 übersteigt, kann die Temperatur von Kühlmittel, das durch den Batteriekühler 15 strömt, höher oder gleich der ersten Heizbestimmungstemperatur Tw1 sein. Diese Ausführungsform kann die schnelle Verschlechterung der Batterie und die Verringerung der Lebensdauer der Batterie aufgrund dessen, dass die Batterietemperatur den nutzbaren Temperaturbereich übersteigt, ebenso wie den Zusammenbruch der Batterie verhindern.
Andererseits strömt das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel in den Heizungskern 51. Das Zwischentemperaturkühlmittel mit einer Temperatur kleiner oder gleich der ersten Heizbestimmungstemperatur Tw1 kann in den Heizungskern 51 strömen, um die Heizleistung sicherzustellen.
Wenn die Temperatur des durch den inneren Zirkulationskreis strömenden Kühlmittels in der zweiten Heizbetriebsart einmal allmählich sinkt, so dass sie niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist, wird die zweite Heizbetriebsart auf die erste Heizbetriebsart umgeschaltet, wodurch das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel zu dem Batteriekühler 15 geleitet wird. Folglich kann verhindert werden, dass die Temperatur des durch den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittels kontinuierlich abnimmt, so dass sie viel niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist.
In dem Fall, in dem in dieser Ausführungsform weder das Kühlen noch das Heizen der Batterie erforderlich ist, wird die Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart durchgeführt, wenn die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen, die die Batterie bilden, den vorgegebenen Wert (zum Beispiel 5°C) übersteigt, so dass das Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 zirkulieren kann, um die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen, die die Batterie bilden, zu verringern. Im Folgenden wird der Grund dafür beschrieben.
Im Allgemeinen ist eine Batterie unter einem Boden oder einem Gepäckbereich eines Fahrzeugs montiert. Insbesondere sind in Batterieautos oder ähnlichem Batterien montiert, so dass sie aufgrund eines großen Volumens jeder Batterie verteilt werden, was die Temperaturverteilung in den Umgebungen der jeweiligen Batteriezellen erzeugt, was zu Temperaturschwankungen jeder Batteriezelle führt.
Eine derartige Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen bewirkt Schwankungen in dem Innenwiderstand der jeweiligen Zellen, was zu Schwankungen in der von jeder Zelle erzeugten Wärmemenge, der Ausgangsleistung der Zellen, ihrer Verschlechterungsgeschwindigkeit und ähnlichem führt, was nachteiligerweise zu der Verringerung der Ausgangsleistung von einer Batteriepackung und deren Lebensdauer führt.
Selbst wenn in dieser Ausführungsform unter diesem Gesichtspunkt weder die Kühlung noch die Heizung der Batterie erforderlich ist, wird, wenn einmal die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen den vorgegebenen Wert (zum Beispiel 5°C) übersteigt, die Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart durchgeführt, um zuzulassen, dass das Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 strömt, so dass die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen verringert werden kann.
In der Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart strömt das durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel durch den Batteriekühler 15, und das durch den Kühlmittelkühler 15 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel und das von dem Kondensator 50 geheizte Zwischentemperaturkühlmittel strömen nicht durch den Batteriekühler 15.
Wenn folglich die Klimatisierung nicht notwendig ist, das heißt, wenn das Kühlmittel nicht von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt zu werden braucht und auch nicht von dem Kondensator 50 geheizt zu werden braucht, wird zugelassen, dass das Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 zirkuliert.
Wenn die Klimatisierung nicht notwendig ist, kann das Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 zirkulieren, ohne zuzulassen, dass das Kühlmittel durch die ersten und zweiten Kühlmittelkreise zirkuliert, was den Wasserströmungswiderstand im Vergleich zu dem Fall, in dem das Kühlmittel des ersten oder zweiten Kühlmittelkreises durch den Batteriekühler 15 zirkuliert, verringern kann, was den Leistungsverbrauch durch die Pumpe weiter verringern kann.
(Dreizehnte Ausführungsform)
Wenngleich in der zwölften Ausführungsform der Zirkulationsströmungsweg 80 für den Batteriekühler 15 bereitgestellt wird, ist in einer dreizehnten Ausführungsform, wie in 54 gezeigt, der Zirkulationsströmungsweg 80 für den Kühlerkern 18 bereitgestellt.
Der Zirkulationsströmungsweg 80 ist parallel zu einem Strömungsweg 85 für einen Kühlerkern bereitgestellt. Der Strömungsweg 85 für den Kühlerkern ist ein Strömungsweg, in dem der Kühlerkern 18 angeordnet ist. Ein Ende des Strömungswegs 85 ist mit dem Auslass 19c des ersten Schaltventils 19 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Einlass 20a des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Ein Ende des Zirkulationsströmungswegs 80 ist mit der Kühlmittelauslassseite des Kühlerkerns 18 verbunden und das andere Ende des Zirkulationsströmungswegs 80 ist mit der Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 18 verbunden.
In dem in 54 gezeigten Beispiel sind Teile des Zirkulationsströmungswegs 80 und des Strömungswegs 85 für den Kühlerkern, die in der Nähe des Kühlerkerns 18 angeordnet sind, miteinander integriert, um einen Strömungsweg zu bilden. Folglich wird der Strömungsweg zwischen dem Kühlerkern 18 und dem zweiten Schaltventil 20 in den Zirkulationsströmungsweg 80 und den Strömungsweg 85 für den Kühlerkern verzweigt, während zwischen dem Kühlerkern 18 und dem ersten Schaltventil 19 der Zirkulationsströmungsweg 80 und der Strömungsweg 85 für den Kühlerkern 85 zu einem Weg vereinigt werden.
Das Dreiwegeventil 82 ist in dem Verzweigungsabschnitt zwischen dem Zirkulationsströmungsweg 80 und dem Strömungsweg 85 für den Kühlerkern angeordnet und geeignet, um zwischen dem Öffnen und Schließen des Zirkulationsströmungswegs 80 und des Strömungswegs 85 für den Kühlerkern umzuschalten.
Das heißt, wenn das Dreiwegeventil 82 den Zirkulationsströmungsweg 80 öffnet und den Strömungsweg 85 für den Kühlerkern schließt, zirkuliert das von dem Kühlerkern 18 strömende Kühlmittel durch den Zirkulationsströmungsweg 80 in den Kühlerkern 18. Wenn das Dreiwegeventil 82 im Gegensatz dazu den Strömungsweg 85 für den Kühlerkern öffnet und den Zirkulationsströmungsweg 80 schließt, zirkuliert das aus dem Kühlerkern 18 strömende Kühlmittel durch den Kühlerkern 18, um in das zweite Schaltventil 20 zu strömen.
Der Einlasswassertemperatursensor 83 ist auf der Kühlmitteleinlassseite des Kühlerkerns 18 angeordnet. Der Einlasswassertemperatursensor 83 ist geeignet, die Temperatur von Kühlmittel zu erfassen, das in den Kühlerkern 18 strömt (Einlasswärmemediumtemperatur).
Wenngleich in der vorstehenden zwölften Ausführungsform der Kühlmittelkühler 14 und der Kühlerkern 18 in dem gleichen Strömungsweg nacheinander angeordnet sind, sind in dieser Ausführungsform der Kühlmittelkühler 14 und der Kühlerkern 18 parallel in verschiedenen Strömungswegen angeordnet.
Das heißt, die Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittelkühlers 14 ist mit dem Auslass 19g des ersten Schaltventils 19 verbunden. Die Kühlmittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 ist mit dem Einlass 20g des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 ist fähig, die Verbindungszustände zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e, 19f und 19g umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch fähig, die Verbindungszustände zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c, 20d und 20g und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
Wenngleich eine Beschreibung in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen weggelassen wurde, ist, wie in 54 gezeigt, innerhalb des Gehäuses 27 der Innenklimatisierungseinheit eine Luftmischklappe 86 zwischen dem Kühlerkern 18 und dem Heizungskern 51 angeordnet. Die Luftmischklappe 86 ist eine Temperatureinstellvorrichtung zum Steuern der Temperatur von klimatisierter Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, durch Einstellen des Verhältnisses des Luftvolumens, das den Heizungskern 51 durchläuft, zu dem von Luft, die den Heizungskern 51 umgeht, in der Blasluft, die den Kühlerkern 18 durchlaufen hat.
Ein von der Steuerung 40 ausgeführtes Steuerverfahren dieser Ausführungsform wird unter Bezug auf 55 beschrieben. Die Steuerung 40 führt ein Computerprogramm gemäß einem Flussdiagramm von 55 aus.
In S500 wird zuerst bestimmt, ob die Kühlung erforderlich ist oder nicht. Insbesondere, wenn der Klimaanalgenschalter 44 eingeschaltet wird, wird bestimmt, dass die Kühlung erforderlich ist. Wenn der Klimaanalgenschalter 44 im Gegensatz dazu ausgeschaltet wird, wird bestimmt, dass die Kühlung nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlung nicht erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S510. In S510 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert, um die in 56 gezeigte erste Kühlbetriebsart (Nichtzirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der ersten Kühlbetriebsart verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit den Auslässen 19c und 19g ebenso wie den Einlass 19b mit den Auslässen 19d und 19e, während das zweite Schaltventil 20 die Einlässe 20a und 20g mit dem Auslass 20e ebenso wie die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20f verbindet.
In der ersten Kühlbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Strömungsweg 85 für den Kühlerkern, um den Zirkulationsströmungsweg 80 zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 gestoppt wird.
Folglich werden ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis), der durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 56 angezeigt ist, und ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis), der durch einen massiven Pfeil in 56 angezeigt ist, ausgebildet.
Folglich ist ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet, während ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14, dem Kühlerkern 18 und dem Strahler 13 ausgebildet ist.
Das heißt, wie durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien mit Pfeilen in 56 angezeigt, wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Kondensator 50 und den Batteriekühler 15 verzweigt. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die Kühlmittel, die durch den Heizungskern 51 und durch den Batteriekühler 15 strömen, werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Andererseits wird das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel, wie durch massive Pfeile in 56 angezeigt, von dem ersten Schaltventil 19 in den Kühlmittelkühler 14 und den Kühlerkern 18 verzweigt, um parallel durch den Kühlmittelkühler 14 und den Kühlerkern 18 zu strömen. Die durch den Kühlmittelkühler 14 und durch den Kühlerkern 18 strömenden Kühlmittel werden von dem zweiten Schaltventil 20 gesammelt, um durch den Strahler 13 zu strömen, wodurch sie in die erste Pumpe 11 gesaugt werden.
Wie vorstehend erwähnt, strömt in der ersten Kühlbetriebsart das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel durch den Kühlerkern 18. Folglich wird die Blasluft in das Fahrzeuginnere durch das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel gekühlt.
In dem folgenden S520 wird bestimmt, ob die von dem Einlasswassertemperatursensor 83 erfasste Kühlmitteltemperatur (auf die hier nachstehend als eine „Kühlerkerneinlasswassertemperatur” Bezug genommen wird) niedriger als eine erste Kühlmittelbestimmungstemperatur Tf1 (zum Beispiel 1°C) ist oder nicht. Die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist eine Temperatur, die basierend auf der unteren Grenztemperatur in einem Temperaturbereich, der keine Frostbildung (Frost) auf der Oberfläche des Kühlerkerns 18 bewirkt, bestimmt wird, und im Voraus in der Steuerung 40 gespeichert wird. Anstelle der Kühlerkerneinlasswassertemperatur kann die Oberflächentemperatur (Rippentemperatur) des Kühlerkerns 18 verwendet werden.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerneinlasswassertemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist, geht der Betrieb weiter zu S530. Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerneinlasswassertemperatur nicht niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist, kehrt der Betrieb zurück zu S500.
In S530 werden die Betriebe des ersten Schaltventils 19, des zweiten Schaltventils 20, des Dreiwegeventils 82 und der dritten Pumpe 81 gesteuert, um eine in 57 gezeigte zweite Kühlbetriebsart (Zirkulationsbetriebsart) zu erreichen.
In der zweiten Kühlbetriebsart verbindet das erste Schaltventil 19 den Einlass 19a mit dem Auslass 19g ebenso wie den Einlass 19b mit den Auslässen 19d und 19e und schließt den Auslass 19c, während das zweite Schaltventil 20 den Einlass 20g mit dem Auslass 20e ebenso wie die Einlässe 20b und 20c mit dem Auslass 20f verbindet und den Einlass 20a schließt.
In der zweiten Kühlbetriebsart öffnet das Dreiwegeventil 82 den Zirkulationsströmungsweg 80, um den Strömungsweg 85 für den Kühlerkern zu schließen, so dass die dritte Pumpe 81 betrieben wird.
Folglich werden ein erster Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis), der durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie mit einem Pfeil in 57 angezeigt ist, ein zweiter Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis), der durch einen massiven Pfeil in 57 angezeigt ist, und ein innerer Zirkulationskreis, der durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 57 angezeigt ist, ausgebildet.
Folglich ist der erste Kühlmittelkreis (Zwischentemperaturkühlmittelkreis) aus der zweiten Pumpe 12, dem Kondensator 50, dem Heizungskern 51 und dem Batteriekühler 15 ausgebildet. Der zweite Kühlmittelkreis (Niedertemperaturkühlmittelkreis) aus der ersten Pumpe 11, dem Kühlmittelkühler 14 und dem Strahler 13 ausgebildet. Der innere Zirkulationskreis ist aus der dritten Pumpe 81 und dem Kühlerkern 18 ausgebildet.
Das heißt, wie durch die abwechselnd langen und kurzen gestrichelten Linien mit Pfeilen in 57 angezeigt, wird das von der zweiten Pumpe 12 abgegebene Kühlmittel durch das erste Schaltventil 19 in den Kondensator 50 und den Batteriekühler 15 verzweigt. Das durch den Kondensator 50 strömende Kühlmittel strömt in Folge durch den Heizungskern 51. Die durch den Heizungskern 51 und durch den Batteriekühler 15 strömenden Kühlmittel werden in dem zweiten Schaltventil 20 vereinigt, um in die zweite Pumpe 12 gesaugt zu werden.
Andererseits strömt das von der ersten Pumpe 11 abgegebene Kühlmittel, wie durch die massive Linie mit dem Pfeil in 57 angezeigt, über das erste Schaltventil 19 durch den Kühlmittelkühler 14. Das durch den Kühlmittelkühler 14 strömende Kühlmittel wird dann über das zweite Schaltventil 20 und den Strahler 13 in die zweite Pumpe 12 gesaugt.
Wie durch die Linien mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit einem Pfeil in 57 angezeigt, strömt das von der dritten Pumpe 81 abgegebene Kühlmittel durch den Batteriekühler 18, um in die dritte Pumpe 81 gesaugt zu werden.
Wie vorstehend erwähnt, strömt das durch den inneren Zirkulationskreis strömende Kühlmittel in der zweiten Kühlbetriebsart durch den Kühlerkern 18. Somit strömt das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel nicht durch den Kühlerkern 18.
In dem folgenden S540 wird bestimmt, ob die Kühlerkerneinlasswassertemperatur eine zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 (die zweite Kühlbestimmungstemperatur) übersteigt oder nicht. Die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 ist eine Temperatur (zum Beispiel 3°C), die höher als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist und wird im Voraus in der Steuerung 40 gespeichert.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerneinlasswassertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 übersteigt, kehrt der Betrieb zu S500 zurück. Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerneinlasswassertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S540 zurück.
Wenn in dieser Ausführungsform die Kühlung erforderlich ist, wird, wenn einmal die Kühlerkerneinlasswassertemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 wird, die erste Kühlbetriebsart auf die zweite Kühlbetriebsart umgeschaltet, was die Erzeugung der Forstbildung (Frost) auf der Oberfläche des Kühlerkerns 18 unterdrücken kann. Im Folgenden wird der Grund für die vorstehende Beschreibung beschrieben.
Wenn die Oberflächentemperatur des Kühlerkerns 18 niedriger als 0°C ist, wird das an der Oberfläche des Kühlerkerns 18 haftende Kondenswasser gefroren, so dass die Frostbildung (Frost) erzeugt wird. Als ein Ergebnis wird ein Luftdurchgang des Kühlerkerns 18 geschlossen, um das Volumen von Blasluft in das Fahrzeuginnere zu verringern, was die Klimatisierungsleistung verringert. Folglich ist der geeignete Temperaturbereich von Kühlmittel in den Kühlerkern 18 gleich 0°C oder höher.
Wenn unter diesem Gesichtspunkt das Kühlen erforderlich ist, wird in dieser Ausführungsform, wenn einmal die Kühlerkerneinlasswassertemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 in der ersten Kühlbetriebsart ist, die erste Kühlbetriebsart auf die zweite Kühlbetriebsart umgeschaltet, so dass das durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel durch den Kühlerkern 18 strömt und das durch den Kühlmittelkühler 14 gekühlte Niedertemperaturkühlmittel nicht durch den Kühlerkern 18 strömt.
Zu dieser Zeit wird das durch den inneren Zirkulationskreis zirkulierende Kühlmittel von der Blasluft in das Fahrzeuginnere geheizt, wobei seine Temperatur allmählich erhöht wird. Obwohl die Temperatur des von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlten Niedertemperaturkühlmittels niedriger als die der ersten Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist, kann die Temperatur von Kühlmittel, das durch den Kühlerkern 18 strömt, gleich der ersten Kühlbestimmungstemperatur Tf1 oder höher sein, was die Frostbildung (Frost) auf der Oberfläche des Kühlerkerns 18 unterdrücken kann.
(Vierzehnte Ausführungsform)
Wenngleich in der zwölften Ausführungsform die dritte Pumpe 81 in einem Teil angeordnet ist, der von dem Strömungsweg 84 für den Batteriekühler in dem Zirkulationsströmungsweg 80 verzweigt ist, ist die dritte Pumpe 81 in einer vierzehnten Ausführungsform, wie in 58 gezeigt, in einem Teil des Zirkulationsströmungswegs 80 angeordnet, der mit dem Strömungsweg 84 für den Batteriekühler (nahe dem Batteriekühler 15) angeordnet ist.
Diese Ausführungsform kann den gleichen Betrieb und die Ergebnisse wie die der vorstehend beschriebenen zwölften Ausführungsform erzielen. Ferner wird in dieser Ausführungsform die dritte Pumpe 81 die ganze Zeit betrieben, wodurch die Zuführung des Kühlmittels an den Batteriekühler 15 gesteuert werden kann, so dass sie beim Umschalten zwischen der Nichtzirkulationsbetriebsart (erste Kühlbetriebsart oder ähnliches) und der Zirkulationsbetriebsart (zweite Kühlbetriebsart oder ähnliches) nicht gestoppt wird.
(Fünfzehnte Ausführungsform)
In einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung des Kühlmittelkühlers 14, des Kondensators 50 und des Strahlers 13 in Bezug auf die Anordnung der vorstehend erwähnten zwölften Ausführungsform modifiziert.
Der Kühlmittelkühler 14 ist zwischen der zweiten Pumpe 12 und dem ersten Schaltventil 19 angeordnet. Das heißt, die Kühlmitteleinlassseite des Kühlmittelkühlers 14 ist mit der Kühlmittelabgabeseite der zweiten Pumpe 12 verbunden, und die Kühlmittelauslassseite des Kühlmittelkühlers 14 ist mit dem Einlass 19b des ersten Schaltventils 19 verbunden.
Der Kondensator 50 ist zwischen der ersten Pumpe 11 und dem ersten Schaltventil 19 angeordnet. Das heißt, die Kühlmitteleinlassseite des Kondensators 50 ist mit der Kühlmittelabgabeseite der ersten Pumpe 11 verbunden, und die Kühlmittelauslassseite des Kondensators 50 ist mit dem Einlass 19a des ersten Schaltventils 19 verbunden.
Der Strahler 13 ist zwischen den ersten und zweiten Schaltventilen 19 und 20 angeordnet. Das heißt, die Kühlmitteleinlassseite des Strahlers 13 ist mit dem Auslass 19g des ersten Schaltventils 19 verbunden, und die Kühlmittelauslassseite des Strahlers 13 ist mit dem Einlass 20g des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Das erste Schaltventil 19 ist derart aufgebaut, dass es fähig ist, den Verbindungszustand zwischen den Einlässen 19a und 19b und den Auslässen 19c, 19d, 19e, 19f und 19g umzuschalten. Das zweite Schaltventil 20 ist auch derart aufgebaut, dass es fähig ist, zwischen dem Verbindungszustand zwischen den Einlässen 20a, 20b, 20c, 20d und 20g und den Auslässen 20e und 20f umzuschalten.
Diese Ausführungsform kann den gleichen Betrieb und die Ergebnisse wie die der vorstehend beschriebenen zwölften Ausführungsform erhalten.
(Sechzehnte Ausführungsform)
In der vorstehend erwähnten zwölften Ausführungsform wird zugelassen, dass das Kühlmittel durch den Batteriekühler 15 zirkuliert, ohne durch die ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 zu strömen, was den Betrieb der Batterie optimiert, während die Klimatisierungsleistung (Kühl- und Heizleistung) sichergestellt wird. Andererseits besteht der Batteriekühler 15 in einer in 60 gezeigten sechzehnten Ausführungsform aus einem Rohrleitungswärmetauscher, der den Betrieb der Batterie optimiert, während die Klimatisierungsleistung sichergestellt wird.
Die in 60 gezeigten Aufwärts- und Abwärtspfeile zeigen die Vertikalrichtung (Richtung der Schwerkraft) in einem fahrzeugmontierten Zustand an. Der Batteriekühler 15 umfasst einen ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 und einen zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152, die geeignet sind, das Kältemittel (Arbeitsfluid) zu kondensieren.
Der Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 umfasst einen Behälter 151a und eine Kühlmittelrohrleitung 151b. Das Kältemittel ist in dem Behälter 151a in zwei Phasen, nämlich in gasförmigen und flüssigen Phasen, eingeschlossen. Die Einlassseite der Kühlmittelrohrleitung 151b ist mit dem Auslass des ersten Schaltventils 19 verbunden, und die Auslassseite der Kühlmittelrohrleitung 151b ist mit dem Einlass des zweiten Schaltventils 20 verbunden. Ein Zwischenteil der Kühlmittelrohrleitung 151b ist in dem Behälter 151a angeordnet.
Das in dem Behälter 151a eingeschlossene Kältemittel tauscht Wärme mit durch die Kühlmittelrohrleitung 151b strömendem Kühlmittel aus, um zu kondensieren oder zu verdampfen.
Der zweite Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152 umfasst eine Kältemittelrohrleitung 152a, durch die das Kältemittel strömt. Ein Ende der Kältemittelrohrleitung 152a ist mit einem unteren Abschnitt des Behälters 151a des ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitts 151, das heißt, einem Abschnitt, in dem das flüssigphasige Kältemittel vorhanden ist, verbunden. Das andere Ende der Kältemittelrohrleitung 152a ist mit einem oberen Abschnitt des Behälters 151a des ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitts 151, das heißt einem Abschnitt, in dem das gasphasige Kältemittel vorhanden ist, verbunden.
In dem zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152 verdampft oder kondensiert das durch die Kältemittelrohrleitung 152a strömende Kältemittel, indem es durch eine Batterie 90 geheizt oder gekühlt wird.
Die Batterie 90 besteht aus mehreren Batteriezellen. Die Batterie 90 ist mit einem Batterietemperatursensor 91 zum Erfassen einer Temperatur der Batteriezellen versehen. Ein Erfassungssignal von dem Batterietemperatursensor 91 wird in die Steuerung 40 eingegeben.
Wenn die Temperatur von in den ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 strömendem Kühlmittel niedrig ist, wird das gasphasige Kältemittel von dem Kühlmittel gekühlt, um in dem ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 zu kondensieren. Wenn zu dieser Zeit das flüssigphasige Kältemittel in dem zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152 verdampft, indem es von der Batterie 90 geheizt wird, zirkuliert das Kältemittel, wie durch die Pfeile in 60 angezeigt, zwischen dem ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 und dem zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152, so dass die Batterie 90 gekühlt wird.
Wenn im Gegensatz dazu die Temperatur von Kühlmittel, das in den ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 (Batteriekühler 15) strömt, hoch ist, wird das flüssigphasige Kältemittel von dem Kühlmittel geheizt, um in dem ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 zu verdampfen. Wenn gleichzeitig das gasphasige Kältemittel von der Batterie 90 gekühlt wird, um in dem zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152 zu kondensieren, zirkuliert das Kältemittel zwischen dem ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 151 und dem zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 152 in der zu den Pfeilen in 60 entgegengesetzten Richtung, so dass die Batterie 90 geheizt wird.
Ein von der Steuerung 40 dieser Ausführungsform ausgeführtes Steuerverfahren wird unter Bezug auf 61 beschrieben. Die Steuerung 40 führt ein Computerprogramm gemäß einem Flussdiagramm von 61 aus.
In S600 wird zuerst bestimmt, ob erforderlich ist, dass die Batterie gekühlt wird, oder nicht. Insbesondere wenn die Batterietemperatur gleich einer ersten vorgegebenen Temperatur (zum Beispiel 35°C) oder höher ist, wird das Kühlen der Batterie als notwendig erachtet. Wenn die Batterietemperatur im Gegensatz dazu niedriger als die erste vorgegebene Temperatur ist, wird bestimmt, dass das Kühlen der Batterie nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass das Kühlen der Batterie erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S610, in dem bestimmt wird, ob die Batterietemperatur eine Zielkühltemperatur (zum Beispiel 40°C) übersteigt. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur die Zielkühltemperatur übersteigt, geht der Betrieb weiter zu S620. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur die Zielkühltemperatur nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S600 zurück.
In S620 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 derart gesteuert, dass das Niedertemperaturkühlmittel (Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird) an den Batteriekühler 15 geliefert wird. Folglich wird die Batterie 90 gekühlt.
In dem folgenden S630 wird bestimmt, ob die von dem Batterietemperatursensor 91 erfasste Temperatur der Batteriezelle niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 (zum Beispiel 15°C) ist oder nicht. Die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist die untere Grenztemperatur in einem Bereich nutzbarer Temperaturen der Batterie (zum Beispiel 15 bis 35°C).
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, geht der Betrieb weiter zu S640. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur nicht niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, kehrt der Betrieb zu S610 zurück.
In S640 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 derart gesteuert, dass die Lieferung des Niedertemperaturkühlmittels an den Batteriekühler 15 gestoppt wird.
In dem folgenden S650 wird bestimmt, ob die Batteriekühlereinlasswassertemperatur eine zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 (zum Beispiel 17°C) übersteigt oder nicht. Die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 ist höher als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 übersteigt, kehrt der Betrieb zu S610 zurück. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S650 zurück.
Wenn andererseits in S600 bestimmt wird, dass das Kühlen der Batterie erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S660, in dem bestimmt wird, ob es erforderlich ist, dass die Batterie geheizt wird, oder nicht. Insbesondere wenn die Batterietemperatur niedriger als eine zweite vorgegebene Temperatur (zum Beispiel 15°C) ist, wird bestimmt, dass das Heizen der Batterie erforderlich ist. Wenn im Gegensatz dazu die Batterietemperatur gleich der zweiten vorgegebenen Temperatur oder höher ist, wird bestimmt, dass das Heizen der Batterie nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass das Heizen der Batterie erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S670. Wenn in S670 bestimmt wird, dass das Heizen der Batterie nicht erforderlich ist, kehrt der Betrieb zu S600 zurück.
In dem folgenden S670 wird bestimmt, ob die Batterietemperatur niedriger als eine Zielheiztemperatur (zum Beispiel 10°C) ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur niedriger als die Zielheiztemperatur ist, geht der Betrieb weiter zu S680. Wenn bestimmt wird, dass die Batterietemperatur nicht niedriger als die Zielheiztemperatur ist, kehrt der Betrieb zurück zu S600.
In S680 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 derart gesteuert, dass das Hochtemperaturkühlmittel (Kühlmittel, das von dem Kondensator 50 geheizt wird) an den Batteriekühler 15 geliefert wird. Folglich wird die Batterie 90 geheizt.
In dem folgenden S690 wird bestimmt, ob die Temperatur der Batteriezelle, die von dem Batterietemperatursensor 91 erfasst wird, höher als die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 (zum Beispiel 35°C) ist oder nicht. Die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 ist die obere Grenztemperatur in einem Bereich nutzbarer Temperaturen (zum Beispiel 15 bis 35°C) der Batterie.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 übersteigt, geht der Betrieb weiter zu S700. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S670 zurück.
In S700 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 gesteuert, um die Lieferung des Hochtemperaturkühlmittels an den Batteriekühler 15 zu stoppen.
In dem folgenden S710 wird bestimmt, ob die Batteriekühlereinlasswassertemperatur niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 (zum Beispiel 33°C) ist oder nicht. Die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist niedriger als die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1.
Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist, kehrt der Betrieb zu S670 zurück. Wenn bestimmt wird, dass die Batteriekühlereinlasswassertemperatur nicht niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist, kehrt der Betrieb zu S710 zurück.
Wenn in dieser Ausführungsform das Kühlen der Batterie erforderlich ist, wird die Lieferung des Niedertemperaturkühlmittels an den Batteriekühler 15 gestoppt, wenn einmal die Batteriezellentemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tc1 ist, was die Verringerung in der Eingangs- und Ausgangsleistung der Batterie und des Ladewirkungsgrads der Batterie aufgrund der niedrigen Batterietemperatur, die niedriger als der nutzbare Temperaturbereich ist, verhindern kann.
Wenn die Batteriezellentemperatur allmählich erhöht wird, so dass sie die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 übersteigt, während die Lieferung des Niedertemperaturkühlmittels an den Batteriekühler 15 gestoppt wird, kann das Niedertemperaturkühlmittel an den Batteriekühler 15 geliefert werden, um zu verhindern, dass die Batteriezellentemperatur kontinuierlich viel weiter als auf die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tc2 zunimmt.
Ebenso wird, wenn das Heizen der Batterie erforderlich ist, wenn die Batteriezellentemperatur einmal die erste Heizbestimmungstemperatur Tw1 übersteigt, die Lieferung des Hochtemperaturkühlmittels an den Batteriekühler 15 gestoppt, was die schnelle Verschlechterung der Batterie, die Verringerung der Lebensdauer der Batterie und den Zusammenbruch der Batterie aufgrund der hohen Batterietemperatur, die den nutzbaren Temperaturbereich übersteigt, verhindern kann.
Wenn die Batteriezellentemperatur allmählich verringert wird, so dass sie niedriger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 ist, während die Lieferung des Hochtemperaturkühlmittels an das Batteriekühlmittel 15 gestoppt wird, kann das Hochtemperaturkühlmittel an den Batteriekühler 15 geliefert werden, um zu verhindern, dass die Batteriezellentemperatur kontinuierlich auf viel weniger als die zweite Heizbestimmungstemperatur Tw2 abnimmt.
In dieser Ausführungsform besteht der Batteriekühler 15 aus einem Warmerohrleitungswärmetauscher, so dass die Temperaturdifferenz zwischen den Batteriezellen, die die Batterie 90 bilden, durch die Wirkung des Kältemittels verringert werden kann, selbst wenn die Lieferung des Kühlmittels in den Batteriekühler 15 gestoppt wird.
(Siebzehnte Ausführungsform)
Wenngleich der Batteriekühler 15 in der vorstehend erwähnten sechzehnten Ausführungsform aus dem Wärmerohrleitungswärmetauscher besteht, besteht der Kühlerkern 18 in einer siebzehnten Ausführungsform, wie in 62 gezeigt, aus einem Wärmerohrleitungswärmetauscher.
Die in 62 gezeigten Aufwärts- und Abwärtspfeile zeigen die Vertikalrichtung (Schwerkraftrichtung) in einem fahrzeugmontierten Zustand an. Der Kühlerkern 18 umfasst einen ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 181 und einen zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 182, die geeignet sind, das Kältemittel zu kondensieren oder zu verdampfen. Der erste Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 181 umfasst einen oberen Behälter 181a und eine Kühlmittelrohrleitung 181b. Der zweite Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt 182 umfasst Rohre 182a, Rippen 182b und einen unteren Behälter 182c.
Eine Anzahl der Rohre 182a bildet Kältemittelströmungswege, um zuzulassen, dass das Kältemittel durch sie hindurch strömt und ist parallel zueinander angeordnet, so dass ihre Längsrichtung vertikal ausgerichtet ist. Luftdurchgänge, durch die die Blasluft in das Fahrzeuginnere strömt, sind zwischen den Rohren 182a ausgebildet.
Die Rippen 182b sind ein Wärmeübertragungsförderungselement zum Fördern des Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel und der Blasluft in das Fahrzeuginnere durch Vergrößern einer Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Rohr 182a und der Blasluft in das Fahrzeug. Die Rippen 182b sind mit den Außenoberflächen der Rohre 182a verbunden.
Der obere Behälter 181a und der untere Behälter 182c sind jeweils der Behälter zum Verteilen von Kältemittel oder Sammeln von Kältemitteln in Bezug auf die Rohre 182a. Der obere Behälter 181a ist über der großen Anzahl von Rohren 182a angeordnet, und der untere Behälter 182c ist unter einer großen Anzahl von Rohren 182a angeordnet.
Die Kühlmittelrohrleitung 181b ist im Inneren des oberen Behälters 181a angeordnet. Die Einlassseite der Kühlmittelrohrleitung 181b ist mit dem Auslass des ersten Schaltventils 19 verbunden und die Auslassseite der Kühlmittelrohrleitung 181b ist mit dem Einlass des zweiten Schaltventils 20 verbunden.
Das Kältemittel ist in dem Kühlerkern 18 in zwei Phasen, nämlich in gasförmigen und flüssigen Phasen, eingeschlossen. Insbesondere ist das Kältemittel in den Rohren 182a und dem unteren Behälter 182c in der flüssigen Phase eingeschlossen, und das Kältemittel ist in dem oberen Behälter 181 in der Gasphase eingeschlossen.
Die Rippen 182b sind mit einem Kühlerkerntemperatursensor 95 zum Erfassen der Temperatur der Rippen 182b, das heißt, der Oberflächentemperatur des Kühlerkerns 18, bereitgestellt. Ein Erfassungssignal von dem Kühlerkerntemperatursensor 95 wird in die Steuerung 40 eingegeben.
Wenn die Temperatur des in die Kühlmittelrohrleistung 181b strömenden Kühlmittels niedrig ist, wird das gasphasige Kältemittel in dem oberen Behälter 181a gekühlt und kondensiert, indem das Kühlmittel durch die Kühlmittelrohrleitung 181b strömt. Wenn zu dieser Zeit das flüssigphasige Kältemittel in jedem Rohr 182a durch die Blasluft in das Fahrzeuginnere geheizt wird und verdampft, zirkuliert das Kältemittel zwischen dem oberen Behälter 181a und den Rohren 182a, wodurch die Blasluft in das Fahrzeuginnere gekühlt wird.
Ein von der Steuerung 40 dieser Ausführungsform ausgeführtes Steuerverfahren wird unter Bezug auf 63 beschrieben. Die Steuerung 40 führt ein Computerprogramm gemäß einem Flussdiagramm von 63 aus.
In S700 wird zuerst bestimmt, ob es erforderlich ist, dass die Batterie gekühlt wird oder nicht. Insbesondere wenn der Klimaanalagenschalter 44 eingeschaltet wird, wird bestimmt, dass die Kühlung erforderlich ist. Wenn im Gegensatz dazu der Klimaanlagenschalter 44 ausgeschaltet wird, wird bestimmt, dass die Kühlung nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlung erforderlich ist, geht der Betrieb weiter zu S710. Wenn bestimmt wird, dass die Kühlung nicht erforderlich ist, kehrt der Betrieb zu S700 zurück.
In S710 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 derart gesteuert, dass das Niedertemperaturkühlmittel (Kühlmittel, das von dem Kühlmittelkühler 14 gekühlt wird) an den Kühlerkern 18 geliefert wird. Folglich wird die Blasluft in das Fahrzeuginnere in dem Kühlerkern 18 gekühlt.
In dem folgenden S720 wird bestimmt, ob die von dem Kühlerkerntemperatursensor 95 erfasste Kühlerkerntemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 (zum Beispiel 1°C) ist oder nicht. Die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist eine Temperatur, die basierend auf der unteren Grenztemperatur in einem Temperaturbereich bestimmt wird, der keine Frostbildung (Frost) auf der Oberfläche des Kühlerkerns 18 bewirkt und vorab in der Steuerung 40 gespeichert wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerntemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist, geht der Betrieb weiter zu S730. Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerntemperatur nicht niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist, kehrt der Betrieb zu S700 zurück.
In S730 werden die Betriebe der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 derart gesteuert, dass die Lieferung des Niedertemperaturkühlmittels an den Kühlerkern 18 gestoppt wird.
In dem folgenden S740 wird bestimmt, ob die Kühlerkerntemperatur eine zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 (zum Beispiel 3°C) übersteigt oder nicht. Die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 ist eine Temperatur (zum Beispiel 3°C), die höher als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 ist und vorab in der Steuerung 40 gespeichert wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Kühlerkerntemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 übersteigt, kehrt der Betrieb zu S700 zurück. Wenn bestimmt wird, dass die Kühlertemperatur die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 nicht übersteigt, kehrt der Betrieb zu S740 zurück.
Wenn in dieser Ausführungsform das Kühlen der Batterie erforderlich ist, wird, wenn einmal die Kühlerkerntemperatur niedriger als die erste Kühlbestimmungstemperatur Tf1 wird, die Lieferung des Niedertemperaturkühlmittels an den Kühlerkern 18 gestoppt, was die Erzeugung der Frostbildung (Frost) auf der Oberfläche des Kühlerkerns 18 unterdrücken kann.
Wenn die Kühlerkerntemperatur allmählich erhöht wird, so dass sie die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 übersteigt, während die Lieferung des Niedertemperaturkühlmittels an den Kühlerkern 18 gestoppt wird, kann das Niedertemperaturkühlmittel an den Kühlerkern 18 geliefert werden, um zu verhindern, dass die Kühlerkerntemperatur kontinuierlich viel höher als die zweite Kühlbestimmungstemperatur Tf2 steigt.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt, und vielfältige Modifikationen und Änderungen können wie folgt an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden.

(1) Verschiedene Vorrichtungen können als die Temperatureinstellvorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel kann die Temperatureinstellvorrichtung zum Gebrauch ein Wärmetauscher sein, der in einen Sitz, wo ein Fahrgast sitzt, eingebaut ist und geeignet ist, den Sitz durch Kühlmittel zu kühlen und zu heizen. Die Anzahl von Temperatureinstellvorrichtungen kann jede Anzahl sein, solange die Anzahl mehrere (zwei oder mehr) ist.
(2) Die vorstehende erste Ausführungsform zeigt ein Beispiel des Lochanordnungsmusters, das in Ventilelementen der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 ausgebildet ist. Jedoch kann das Anordnungsmuster von Löchern, die in den Ventilelementen der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 angeordnet sind, auf vielfältige Weise geändert werden. Der Verbindungszustand zwischen dem Einlass und Auslass für das Kühlmittel kann auf eine Vielzahl an Arten geändert werden, indem das Anordnungsmuster der in den Ventilelementen der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 ausgebildeten Löcher modifiziert wird, was leicht an Spezifikationsänderungen einschließlich des Hinzufügens einer Betriebsart und ähnliches angepasst werden kann.
(3) Wenngleich in der vorstehenden ersten Ausführungsform das Schalten zwischen den ersten bis dritten Betriebsarten basierend auf der von dem Außenluftsensor 42 erfassten Außenlufttemperatur durchgeführt wird, kann das Schalten zwischen den ersten bis dritten Betriebsarten basierend auf der von dem Wassertemperatursensor 43 erfassten Kühlmitteltemperatur durchgeführt werden.
(4) Wenngleich in der vorstehenden dritten Ausführungsform die in der Batterie gespeicherte Kälteenergie verwendet wird, um das Hochdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 in der zweiten Betriebsart zu unterkühlen, kann die in der Batterie gespeicherte Kälteenergie verwendet werden, um die Luft des Fahrzeuginneren, des Inverters und ähnliches zu kühlen.
(5) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Kühlmittelkühler 14 zum Kühlen des Kühlmittels durch das Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs 22 als der Kühler zum Herunterkühlen des Kühlmittels auf eine niedrigere Temperatur als die Außenlufttemperatur verwendet. Jedoch kann eine Peltier-Vorrichtung als der Kühler verwendet werden.
(6) In jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann das Kühlmittel intermittierend durch den Batteriekühler 15 zirkulieren, um dadurch die Kühlkapazität der Batterie zu steuern.
(7) In jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen kann das Schalten zwischen einem Zirkulationszustand des Zwischentemperaturkühlmittels durch den Abgaskühler 17 und einem anderen Zirkulationszustand des Niedertemperaturkühlmittels durch ihn gemäß einer Last an einem Verbrennungsmotor durchgeführt werden. Wenn eine Last an dem Verbrennungsmotor klein ist, während das Fahrzeug zum Beispiel in der Innenstadt fährt, kann das Schalten auf die Niedertemperaturkühlmittelzirkulation durchgeführt werden, um das Abgas durch den Kältekreislauf 22 zu kühlen, was zu einer Erhöhung der Dichte des Abgases führt, das an die Motoreinlassseite rückgeführt wird, wodurch der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert wird.
(8) In jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird das Kühlmittel als das Wärmemedium zum Kühlen oder Heizen der Temperatureinstellvorrichtung verwendet. Alternativ können verschiedene Arten von Medien, wie etwa Öl, als das Wärmemedium verwendet werden.
(9) Der Kältekreislauf 22 jeder der vorstehenden Ausführungsformen verwendet ein Fluorkohlenstoffkältemittel als das Kältemittel. Jedoch ist die Art des Kältemittels nicht darauf beschränkt. Insbesondere können ein natürliches Kältemittel, wie etwa Kohlendioxid, ein Kohlenwasserstoff-basiertes Kältemittel und ähnliche ebenfalls als das Kältemittel verwendet werden. Der Kältekreislauf 22 jeder der vorstehenden Ausführungsformen bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Alternativ kann der Kältekreislauf 22 einen überkritischen Kältekreislauf bilden, dessen hochdruckseitiger Kältemitteldruck den kritischen Druck des Kältemittels übersteigt.
(10) In jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird das Fahrzeugwärmemanagementsystem der vorliegenden Offenbarung beispielhaft auf das Hybridauto angewendet. Alternativ kann die vorliegende Offenbarung auf ein Elektrofahrzeug angewendet werden, das eine Antriebskraft zum Fahren von einem Elektromotor zum Fahren erhält, ohne einen Verbrennungsmotor zu enthalten.
(11) In den vorstehenden zwölften bis fünfzehnten Ausführungsformen ist das Dreiwegeventil 82 geeignet, um zwischen dem Öffnen und Schließen des Zirkulationsströmungswegs 80 und des Strömungswegs 84 für den Batteriekühler durch das Dreiwegeventil 82 umzuschalten. Alternativ wird das Dreiwegeventil 82 entfernt, und dann kann ein Rückschlagventil in dem Zirkulationsströmungsweg 80 bereitgestellt werden. In diesem Fall schließen das erste und zweite Schaltventil 19 und 20 den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler, so dass Umschalten auf die Zirkulationsbetriebsart (zweite Kühlbetriebsart, zweite Heizbetriebsart, Batterietemperatur-Ausgleichsbetriebsart oder zweite Kühlbetriebsart) durchgeführt werden kann. Alternativ kann das Schalten auch auf die Zirkulationsbetriebsart durchgeführt werden, indem bewirkt wird, dass das erste Schaltventil 19 den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler auf den ersten oder zweiten Kühlmittelkreis schaltet, und auch bewirkt, dass das zweite Schaltventil 20 den Strömungsweg 84 für den Batteriekühler auf den anderen der ersten und zweiten Kühlmittelkreise schaltet.
(12) In den zwölften bis fünfzehnten Ausführungsformen ist der innere Zirkulationskreis beispielhaft in dem Batteriekühler 15 oder dem Kühlerkern 18 ausgebildet. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und der innere Zirkulationskreis kann für andere Temperatureinstellvorrichtungen ausgebildet werden. Zum Beispiel kann der innere Zirkulationskreis für den Inverterkühler 16 ausgebildet werden. Folglich kann die Kühlkapazität des Inverters derart eingestellt werden, dass verhindert wird, dass sie aufgrund der Einleitung des Niedertemperaturkühlmittels in den Inverterkühler 16 bei Fahrtbedingungen, bei denen von dem Inverter die kleine Wärmemenge erzeugt wird, übermäßig zunimmt.
(13) Wenngleich das Kühlmittel in der vorstehenden sechzehnten Ausführungsform gemäß der Temperatur der Batterie 90 intermittierend in den Batteriekühler 15 zugeführt wird, kann der Durchsatz des an den Batteriekühler 15 gelieferten Kühlmittels gemäß der Temperatur der Batterie 90 eingestellt werden. Wenngleich das Kühlmittel in der vorstehenden siebzehnten Ausführungsform gemäß der Temperatur des Kühlerkerns 18 intermittierend in den Kühlerkern 18 zugeführt wird, kann der Durchsatz des an den Kühlerkern 18 zugeführten Kühlmittels ebenso gemäß der Temperatur des Kühlerkerns 18 eingestellt werden. Der Durchsatz des Kühlmittels kann durch Steuern des Betriebs wenigstens eines der ersten und zweiten Schaltventile 19 und 20 eingestellt werden.
(14) Der Kühlerkern 18 der vorstehenden siebzehnten Ausführungsform kann mit einer Kältemittelrohrleitung zur direkten Rückführung des in dem oberen Behälter 181a kondensierten Kältemittels an den unteren Behälter 182c versehen sein.

Claims

Fahrzeugwärmemanagementsystem, das umfasst: eine ersten Pumpe (11) und eine zweite Pumpe (12), die ein Wärmemedium ansaugen und abgeben; einen Wärmemedium-Wärmetauscher (13), der Wärme zwischen dem Wärmemedium und Außenluft austauscht; mehrere Temperatureinstellvorrichtungen (15, 16, 17, 18, 50, 65) mit Temperaturen, die durch das Wärmemedium eingestellt werden, wobei jede der Temperatureinstellvorrichtungen einen Strömungsweg hat, der zulässt, dass das Wärmemedium durch ihn strömt; ein erstes Schaltventil (19), das einen Zuströmungszustand des Wärmemediums, das in jede der Temperatureinstellvorrichtungen strömt, zwischen einem Zustand, in dem das von der ersten Pumpe (11) abgegebene Wärmemedium zu den Temperatureinstellvorrichtungen strömt, und einem anderen Zustand, in dem das von der zweiten Pumpe (12) abgegebene Wärmemedium zu den Temperatureinstellvorrichtungen strömt, umschaltet, wobei eine Wärmemedium-Abgabeseite der ersten Pumpe (11) und eine Wärmemedium-Abgabeseite der zweiten Pumpe (12) parallel zueinander verbunden sind und jeweilige Wärmemedium-Einlassseiten der Temperatureinstellvorrichtungen parallel zueinander verbunden sind; in zweites Schaltventil (20), das einen Ausströmungszustand des Wärmemediums von jeder der Temperatureinstellvorrichtungen zwischen einem Zustand, in dem das aus den Temperatureinstellvorrichtungen strömende Wärmemedium zu der ersten Pumpe (11) strömt, und einem anderen Zustand, in dem das aus den Temperatureinstellvorrichtungen strömende Wärmepumpe zu der zweiten Pumpe (12) strömt, umschaltet, wobei eine Wärmemedium-Ansaugseite der ersten Pumpe (11) und eine Wärmemedium-Ansaugseite der zweiten Pumpe (12) parallel zueinander verbunden sind und jeweilige Wärmemedium-Auslassseiten der Temperatureinstellvorrichtungen parallel zueinander verbunden sind: und eine Steuerung (40), die Betriebe des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) steuert, um zwischen (i) einem Zirkulationszustand des Wärmemediums, das zwischen der ersten Pumpe (11) und den Temperatureinstellvorrichtungen zirkuliert, und (ii) einem anderen Zirkulationszustand des Wärmemediums, das zwischen der zweiten Pumpe (12) und den Temperatureinstellvorrichtungen zirkuliert, umzuschalten.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 1, das ferner umfasst: eine Erfassungseinrichtung (42, 43), die eine Temperatur in Verbindung mit einer Temperatur des Wärmemediums erfasst, nachdem es an dem Wärmemedium-Wärmetauscher (13) Wärme ausgetauscht hat, wobei die Steuerung (40) die Betriebe des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) gemäß der von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfassten Temperatur steuert.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 2, das ferner umfasst: einen Kühler (14), der das von der zweiten Pumpe (12) abgegebene Wärmemedium auf eine Temperatur kühlt, die niedriger als eine Außenlufttemperatur ist, wobei der Wärmemedium-Wärmetauscher (13) Wärme zwischen Außenluft und dem von der ersten Pumpe (11) abgegebenen Wärmemedium austauscht, und die Steuerung (40) die Betriebe des ersten Schaltventils (19) und des zweiten Schaltventils (20) steuert, so dass das Wärmemedium, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist, zwischen der ersten Pumpe (11) und allen Temperatureinstellvorrichtungen zirkuliert und so dass die Anzahl der Temperatureinstellvorrichtungen, durch die das Wärmemedium in Bezug auf die zweite Pumpe (12) zirkuliert, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur höher als die vorgegebene Temperatur ist, erhöht wird, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur steigt.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 3, wobei die Temperatureinstellvorrichtungen verschiedene erforderliche Kühltemperaturen haben, und die Steuerung (40) das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) derart steuert, dass das Wärmemedium, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist, zwischen der zweiten Pumpe (12) und den Temperatureinstellvorrichtungen in der Reihenfolge zunehmender erforderlicher Kühltemperatur von einer niedrigsten zirkuliert, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur steigt.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 2, das ferner umfasst: einen niederdruckseitigen Wärmetauscher (14), der Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem Niederdruckkältemittel des Kältekreislaufs (22) austauscht, wobei eine Wärmemedium-Einlassseite des niederdruckseitigen Wärmetauschers (14) mit dem ersten Schaltventil (19) verbunden ist, eine Wärmemedium-Auslassseite des niederdruckseitigen Wärmetauschers (14) mit dem zweiten Schaltventil (20) verbunden ist, das erste Schaltventil (19) zwischen einem Zuströmungszustand des von der ersten Pumpe (11) abgegebenen Wärmemediums in den niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) und einem anderen Zuströmungszustand des von der zweiten Pumpe (12) abgegebenen Wärmemediums in den niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) umschaltet, das zweite Schaltventil (20) zwischen einem Ausströmungszustand des aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) strömenden Kältemittels in die erste Pumpe (11) und einem anderen Ausströmungszustand des aus dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) in die zweite Pumpe (12) strömenden Wärmemediums umschaltet, eine Vorrichtung (50) aus den Temperatureinstellvorrichtungen ein hochdruckseitiger Wärmetauscher ist, der Wärme zwischen dem Wärmemedium und einem Hochdruckkältemittel des Kältekreislaufs (22) austauscht, der Wärmemedium-Wärmetauscher (13) geeignet ist, Wärme zwischen Außenluft und dem von der ersten Pumpe (11) abgegebenen Wärmemedium auszutauschen, und die Steuerung (40) das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) derart steuert, dass das Wärmemedium zwischen dem niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) und der ersten Pumpe (11) zirkuliert und das Wärmemedium zwischen dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (50) und der zweiten Pumpe (12) zirkuliert, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 5, das ferner umfasst: einen Heizwärmetauscher (51), der Luft, die in ein Inneres des Fahrzeugs geblasen werden soll, unter Verwendung des Wärmemediums heizt, nachdem es an dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (50) Wärme ausgetauscht hat.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 5 oder 6, das auf ein Fahrzeug angewendet wird, das fähig ist, eine Batterie mit einer elektrischen Leistung zu laden, die von einer externen Leistungsquelle geliefert wird, wobei das Fahrzeugwärmemanagementsystem ferner umfasst: einen Unterkühler (60), der das Kältemittel unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, nachdem es an dem hochdruckseitigen Wärmetauscher (50) Wärme ausgetauscht hat; und ein Öffnungs-/Schließventil (59), das einen Kältemittelströmungsweg, in dem das in den niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) strömende Kältemittel strömt, öffnet oder schließt, wobei eine Vorrichtung (15) aus den Temperatureinstellvorrichtungen ein Batteriekühler ist, der die Batterie unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, der Unterkühler (60) derart bereitgestellt ist, dass das Wärmemedium nach dem Strömen durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher (14) und den Batteriekühler (15) zu dem Unterkühler (60) strömt, und die Steuerung (40) das Öffnungs-/Schließventil (59) öffnet, wenn die Batterie mit der elektrischen Leistung geladen wird, die von der externen Leistungsquelle geliefert wird, und das Öffnungs-/Schließventil (59) schließt, nachdem die Batterie mit der von der externen Leistungsquelle gelieferten elektrischen Leistung geladen ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 7, wobei eine Wärmemedium-Einlassseite des Unterkühlers (60) mit dem ersten Schaltventil (19) verbunden ist, und eine Wärmemedium-Auslassseite des Unterkühlers (60) mit einer Wärmemedium-Einlassseite des Batteriekühlers (15) verbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 1, das ferner umfasst: einen Kühler (14), der das von der zweiten Pumpe (12) abgegebene Wärmemedium auf eine Temperatur kühlt, die niedriger als eine Außenlufttemperatur ist, wobei der Wärmemedium-Wärmetauscher (13) geeignet ist, Wärme zwischen Außenluft und dem von der ersten Pumpe (11) abgegebenen Wärmemedium auszutauschen, zwei Temperatureinstellvorrichtungen ein Batteriekühler (15), der eine Batterie unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, und ein Inverterkühler (16), der einen Inverter mit einer kleineren Wärmekapazität als der der Batterie unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, und die Steuerung (40) das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) derart steuert, dass, wenn eine Temperatur des Inverters höher als eine vorgegebene Temperatur ist, das Wärmemedium zwischen dem Inverterkühler (16) als die Temperatureinstellvorrichtung und der zweiten Pumpe (12) zirkuliert und das Wärmemedium zwischen dem Batteriekühler (15) als die zweite Temperatureinstellvorrichtung und der ersten Pumpe (11) zirkuliert.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 1, das ferner umfasst: einen Heizwärmetauscher (51), der Luft, die in ein Fahrzeuginneres geblasen werden soll, unter Verwendung des Wärmemediums heizt, wobei eine Wärmemedium-Einlassseite des Heizwärmetauschers (51) mit dem ersten Schaltventil (19) verbunden ist, eine Wärmemedium-Auslassseite des Heizwärmetauschers (51) mit dem zweiten Schaltventil (20) verbunden ist, das erste Schaltventil (19) einen Zuströmungszustand des Wärmemediums zu dem Heizwärmetauscher (51) zwischen einem Zustand, in dem das von der ersten Pumpe (11) abgegebene Wärmemedium in den Heizwärmetauscher (51) strömt, und einem anderen Zustand, in dem das von der zweiten Pumpe (12) abgegebene Wärmemedium in den Heizwärmetauscher (51) strömt, umschaltet, das zweite Schaltventil (20) zwischen einem Ausströmungszustand des Wärmemediums von dem Heizwärmetauscher (51) zwischen einem Zustand, in dem das Wärmemedium von dem Wärmetauscher (51) in die erste Pumpe (11) strömt, und einem anderen Zustand, in dem das Wärmemedium von dem Heizwärmetauscher (51) in die zweite Pumpe (12) strömt, umschaltet, eine der Temperatureinstellvorrichtungen ein Batteriekühler (15) ist, der eine Batterie unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, der Wärmemedium-Wärmetauscher (13) geeignet ist, Wärme zwischen Außenluft und dem von der ersten Pumpe (11) abgegebenen Wärmemedium auszutauschen, und die Steuerung (40) das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) derart steuert, dass das Wärmemedium zwischen der zweiten Pumpe (12) und jeweils dem Batteriekühler (15) und dem Heizwärmetauscher (51) zirkuliert, wenn die von der Erfassungseinrichtung (42, 43) erfasste Temperatur niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das erste Schaltventil (19) geeignet ist, eine Strömung des Wärmemediums zwischen (i) zwei Einlässen (19a, 19b), die einzeln mit einer Wärmemedium-Abgabeseite der ersten Pumpe (11) und jeweils einer Wärmemedium-Abgabeseite der zweiten Pumpe (12) verbunden sind, und (ii) mehreren Auslässen (19c, 19d, 19e, 19f, 19g), die einzeln mit jeweiligen Wärmemedium-Einlassseiten der Temperatureinstellvorrichtungen verbunden sind, umzuschalten, und das zweite Schaltventil (20) geeignet ist, die Strömung des Wärmemediums zwischen (i) mehreren Einlässen (20a, 20b, 20c, 20d, 20g), die einzeln mit jeweiligen Wärmemedium-Auslassseiten der Temperatureinstellungsvorrichtungen verbunden sind, und (ii) zwei Auslässen (20e, 20f), die jeweils einzeln mit einer Wärmemedium-Abgabeseite der ersten Pumpe (11) und einer Wärmemedium-Abgabeseite der zweiten Pumpe (12) verbunden sind, umzuschalten.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner umfasst: eine dritte Pumpe (81), die in einem Zirkulationsweg (80) angeordnet ist, durch den das Wärmemedium zirkuliert, ohne das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) zu durchlaufen, wobei die dritte Pumpe geeignet ist, das Wärmemedium einzusaugen und abzugeben, wobei wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) aus den Temperatureinstellvorrichtungen zulässt, dass beide Wärmemedien durch sie strömen, wobei die beiden Wärmemedien umfassen: (i) das Wärmemedium, das von dem ersten Schaltventil (19) durch einen Nichtzirkulationsströmungsweg (84) über wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) zu dem zweiten Schaltventil (20) strömt, und (ii) das durch den Zirkulationsströmungsweg (80) strömende Wärmemedium, und das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil fähig sind, zwischen einer Nichtzirkulationsbetriebsart, die zulässt, dass das durch den Nichtzirkulationsweg (84) strömende Wärmemedium durch die wenigstens einen Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) strömt, und einer Zirkulationsbetriebsart, die zulässt, dass das durch den Zirkulationsströmungsweg (80) strömende Wärmemedium durch die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) strömt, umzuschalten.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 12, wobei das erste Schaltventil (19) und das zweite Schaltventil (20) betrieben werden, um zwischen der Zirkulationsbetriebsart und der Nichtzirkzulationsbetriebsart umzuschalten, indem eine Strömung des Wärmemediums in Bezug auf den Nichtzirkulationsströmungsweg (84) umgeschaltet wird.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 12 oder 13, das ferner ein Zirkulationsschaltventil (82) zum Umschalten zwischen dem Öffnen und Schließen jeweils des Nichtzirkulationsströmungswegs (84) und des Zirkulationsströmungswegs (80) umfasst.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei basierend auf einer Zuströmungswärmemediumtemperatur, die eine Temperatur des in die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) strömenden Wärmemediums ist, die Zirkulationsbetriebsart oder die Nichtzirkulationsbetriebsart geschaltet wird.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 15, wobei die Zirkulationsbetriebsart in einem Kühlbetrieb der wenigstens einen Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) geschaltet wird, wenn die Zuströmungswärmemediumtemperatur gleich einer ersten Kühlbestimmungstemperatur (Tc1, Tf1) oder niedriger ist, und die Nichtzirkulationsbetriebsart geschaltet wird, wenn die Zuströmungswärmemediumtemperatur größer oder gleich einer zweiten Kühlbestimmungstemperatur (Tc2, Tf2) ist, die höher als die erste Kühlbestimmungstemperatur (Tc1, Tf1) ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die Zirkulationsbetriebsart in einem Heizbetrieb der wenigstens einen Temperatureinstellvorrichtung (15) geschaltet wird, wenn die Zuströmungswärmemediumtemperatur gleich einer ersten Heizbestimmungstemperatur (Tw1) oder höher ist, und die Nichtzirkulationsbetriebsart geschaltet wird, wenn die Zuströmungswärmemediumtemperatur kleiner oder gleich einer zweiten Heizbestimmungstemperatur (Tw2) ist, die niedriger als die erste Heizbestimmungstemperatur (Tw1) ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 16, wobei die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung ein Batteriekühler (15) ist, der eine Batterie unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, und die erste Kühlbestimmungstemperatur (Tc1) eine Temperatur ist, die basierend auf einer unteren Grenztemperatur in einem Bereich nutzbarer Temperaturen der Batterie bestimmt wird.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 16, wobei die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung ein Luftkühler (18) ist, der Luft, die in ein Inneres eines Fahrzeugs geblasen werden soll, unter Verwendung des Wärmemediums kühlt, und die erste Kühlbestimmungstemperatur (Tf1) eine Temperatur ist, die basierend auf einer unteren Grenztemperatur in einem Bereich von Temperaturen bestimmt wird, die keine Frostbildung auf dem Luftkühler (18) bewirken.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 17, wobei die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung eine Vorrichtung (15) ist, die eine Batterie unter Verwendung des Wärmemediums heizt, und die erste Heizbestimmungstemperatur (Tw1) eine Temperatur ist, die basierend auf einer oberen Grenztemperatur in einem Bereich nutzbarer Temperaturen der Batterie bestimmt wird.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) ein Wärmerohrleitungswärmetauscher ist, der umfasst: einen ersten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt (151, 181), der ein Arbeitsfluid kondensiert oder verdampft, indem Wärme zwischen dem Wärmemedium und dem Arbeitsfluid ausgetauscht wird, und einen zweiten Gas-Flüssigphasen-Änderungsabschnitt (152, 182), der das Arbeitsfluid durch Aufnehmen in oder Abführen von Wärme von dem Arbeitsfluid verdampft oder kondensiert.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 21, wobei die Steuerung (40) einen Betrieb des ersten Schaltventils (19) und/oder des zweiten Schaltventils (20) und/oder der ersten Pumpe (11) und/oder der zweiten Pumpe (12) steuert, um einen Durchsatz des in die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung (15, 18) strömenden Wärmemediums einzustellen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung ein Batteriekühler (15) ist, der das Arbeitsfluid, das Wärme aus der Batterie (91) aufgenommen hat, kühlt und kondensiert.
Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei die wenigstens eine Temperatureinstellvorrichtung ein Luftkühler (18) ist, der das Arbeitsfluid, das Wärme aus der in das Fahrzeuginnere geblasenen Luft aufgenommen hat, kühlt und kondensiert.