JP2014095487A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第２温度調整対象物の冷却時と加熱時で共通する１つの補助熱交換器を使用する構成の冷凍サイクル装置において、冷媒封入量や冷媒変動量の増大の抑制と、冷媒の圧力損失の増大の抑制との両立を図る。
【解決手段】第２温度調整対象物である電池用送風空気を加熱する運転モードでは、冷媒流路切換手段は、室内凝縮器１３から流出したガス冷媒を含む冷媒が、流路断面積が大きな第１配管２４を介して補助熱交換器１５へ流入し、補助熱交換器１５から流出した液冷媒が、流路断面積が小さな第２配管２５を介して室外熱交換器１７入口側へ導かれる第１冷媒流路に切り替える。一方、電池用送風空気の冷却する運転モードでは、冷媒流路切換手段は、室外熱交換器１７から流出した液冷媒が、第２配管２５を介して補助熱交換器１５へ流入し、補助熱交換器１５から流出したガス冷媒が、第１配管２４を介して圧縮機１１吸入口側へ導かれる第２冷媒流路に切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数種類の温度調整対象物の温度調整を行う冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両では、二次電池等の蓄電手段に蓄えられた電力を、インバータ等を介して電動モータへ供給して車両走行用の駆動力を出力させている。これらの二次電池、インバータ、電動モータ等の電気機器は、自己発熱等によって高温化すると、作動不良を起こしたり、破損したりしてしまうことがある。そのため、電動車両には、これらの電気機器を冷却するための温度調整手段が必要となる。

例えば、特許文献１には、車両用空調装置において車室内へ送風される送風空気を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置を、電気機器を冷却するための温度調整手段として用いた例が開示されている。より具体的には、特許文献１の冷凍サイクル装置では、並列的に接続された２つの蒸発器を備え、一方の蒸発器にて送風空気を冷却し、他方の蒸発器にて電気機器冷却用の熱媒体を冷却している。

換言すると、特許文献１の冷凍サイクル装置は、送風空気（第１温度調整対象物）および熱媒体（第２温度調整対象物）の２種類の温度調整対象物の温度調整を行うように構成されている。

特開２００２−３１３４４１号公報

ところが、上述した電気機器には、低温になると充分な性能を発揮できなくなってしまうものもある。例えば、二次電池は、低温になると入出力特性が悪化する。そのため、二次電池を自己発熱等だけでは暖機することができない程度の低温環境下で使用すると、充分な電力を出力できなくなってしまうことや、回生電力を充分に充電できなくなってしまうことがある。

従って、電動車両に適用される電気機器用の温度調整手段には、単に電気機器を冷却する機能に加えて、電気機器を加熱して電気機器の温度を所定の温度範囲内に調整する機能が必要となる。しかしながら、特許文献１の冷凍サイクル装置では、熱媒体を冷却することしかできないため、低温環境下では電気機器の温度を所定の温度範囲内に調整することができない。

これに対して、本発明者らは、先に、特願２０１２−１７６８７３号（以下、先願例と言う。）にて、車両用空調装置の冷凍サイクル装置を、電気機器の温度を所定の温度範囲内に調整するための温度調整手段として用いたものを提案している。

この先願例の冷凍サイクル装置は、具体的には、車両用空調装置の冷凍サイクル装置に対して、電気機器の温度調整用の熱媒体（第２温度調整対象物）の温度調整を行うための補助熱交換器を１つ追加したものである。そして、この先願例の冷凍サイクル装置では、この１つの補助熱交換器に、電気機器の加熱時には高温高圧冷媒が、電気機器の冷却時には低温低圧冷媒が、それぞれ供給されるようにすることで、電気機器の温度を所定の温度範囲内に調整することができるようになっている。

しかし、この先願例の冷凍サイクル装置では、以下のような問題点がある。

すなわち、車両用空調装置の冷凍サイクル装置では、圧縮機、室外熱交換器、アキュムレータ等のサイクル構成部品は、一般的に、車両前方に配置されるのに対し、二次電池等の電気機器は、搭載スペースを確保するために、車両中央の乗員床下、あるいはリヤシート下やラゲージ下等の車両後方に配置される。このため、車両前方に配置されるサイクル構成部品から補助熱交換器までの配管が長くなり、配置によっては片道５ｍ程にもなる。

また、冷凍サイクル内の冷媒は、液体（液冷媒）と気体（ガス冷媒）の相変化により熱輸送を行っているが、液冷媒とガス冷媒の密度差が大きく、必要冷媒量を低減させるためには、液冷媒配管の内径、すなわち、流路断面積を小さくする必要がある。ちなみに、液冷媒密度はガス冷媒密度の約１０倍である。一方、ガス冷媒は、液冷媒に比べて冷媒配管を流れる際の圧力損失が大きいため、この圧力損失を低減させるためには、ガス冷媒配管の流路断面積を大きくする必要がある。

ところが、先願例の冷凍サイクル装置では、電気機器の加熱時と冷却時ともに、補助熱交換器に連通する２つの冷媒配管内における冷媒流れ方向が同じであったため、一方の冷媒配管の流路断面積を小さくし、他方の冷媒配管の流路断面積を大きくすることができない。

具体的には、先願例の冷凍サイクル装置では、補助熱交換器の冷媒入口側に連通し、補助熱交換器に流入する冷媒が流れる行きの配管と、補助熱交換器の冷媒出口側に連通し、補助熱交換器から流出する冷媒が流れる帰りの配管とを備えている。そして、電気機器の加熱時には、行き配管にガス冷媒が流れ、帰りの配管に液冷媒が流れる。一方、電気機器の冷却時には、行きの配管に液冷媒が流れ、帰りの配管にガス冷媒が流れる。そのため、冷媒の圧力損失を抑制するためには、行き・帰り両方の配管の流路断面積を大きくする必要があるが、背反として、両方の配管の内容積も大きくなり、冷媒封入量の増大あるいは運転モードごとの冷媒変動量の増大を招いてしまう。反対に、冷媒封入量や冷媒変動量を抑制するために、行き・帰り両方の配管の流路断面積を小さくすると、冷媒の圧力損失の増大を招いてしまう。なお、冷媒封入量の増大は冷媒コスト増加につながり、冷媒変動量の増大はアキュムレータ容量の増加につながってしまう。また、冷媒の圧力損失の増大は、冷凍サイクルの性能低下につながってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、第２温度調整対象物の冷却時と加熱時で共通する１つの補助熱交換器を使用する構成の冷凍サイクル装置において、冷媒封入量や冷媒変動量の増大の抑制と、冷媒の圧力損失の増大の抑制との両立を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
圧縮機から吐出された冷媒と外気とを熱交換させて圧縮機吸入口側へ流出させる室外熱交換器（１７）と、
圧縮機から吐出された冷媒および室外熱交換器から流出した冷媒のうち一方の冷媒と第１温度調整対象物とを熱交換させる利用側熱交換器（１３、２０）と、
冷媒と第２温度調整対象物とを熱交換させる補助熱交換器（１５）と、
補助熱交換器に連通する流路断面積が大きな第１配管（２４）と、
補助熱交換器に連通する流路断面積が小さな第２配管（２５）と、
サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１８ａ、１９、２１ａ、２６）とを備え、
冷媒流路切替手段は、少なくとも、圧縮機吐出口側から室外熱交換器入口側へ至る範囲の冷媒が、第１配管を介して補助熱交換器へ流入するとともに、補助熱交換器から流出した冷媒が、第２配管を介して室外熱交換器入口側へ導かれる第１冷媒流路と、室外熱交換器出口側から圧縮機吸入口側へ至る範囲の冷媒が、第２配管を介して補助熱交換器へ流入するとともに、補助熱交換器から流出した冷媒が、第１配管を介して圧縮機吸入口側へ導かれる第２冷媒流路とを切替可能に構成されていることを特徴としている。

これによれば、第２温度調整対象物の冷却時、加熱時のどちらにおいても、流路断面積が小さな第２配管を液冷媒が流れ、流路断面積が大きな第１配管をガス冷媒が流れるので、冷媒封入量や冷媒変動量の増大の抑制と、冷媒の圧力損失の増大の抑制とを両立させることができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の冷凍サイクル装置、すなわち、利用側熱交換器として、圧縮機から吐出された冷媒を、第１温度調整対象物と熱交換させて放熱させ、室外熱交換器入口側へ流出させる放熱用熱交換器（１３）が設けられており、
第１冷媒流路に切り替えられたとき、放熱用熱交換器出口側から室外熱交換器入口側へ至る範囲の冷媒が、第１配管を介して補助熱交換器へ流入するとともに、補助熱交換器から流出した冷媒が、第２配管を介して室外熱交換器入口側へ導かれる冷凍サイクル装置において、
補助熱交換器は、冷媒が流入する冷媒入口（１５ｃ）と冷媒が流出する冷媒出口（１５ｄ）とを有し
冷媒流路切替手段は、補助熱交換器の冷媒入口と第１配管とが連通するとともに、補助熱交換器の冷媒出口と第２配管とが連通する第１連通状態と、補助熱交換器の冷媒入口と第２配管とが連通するとともに、補助熱交換器の冷媒出口と第１配管とが連通する第２連通状態とを切り替える連通状態切換手段（２６）を有し、
連通状態切換手段は、第１冷媒流路に切り替えられたとき、第１連通状態とし、第２冷媒流路に切り替えられたとき、第２連通状態とし、
補助熱交換器の冷媒入口と連通状態切換手段との間に配置され、補助熱交換器（１５）の冷媒入口に流入する冷媒を減圧する減圧手段（２１）を備えることを特徴としている。

これによれば、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路と第２冷媒流路とを切り替えた際の補助熱交換器の冷媒入口と冷媒出口とを同一にできる。このため、第１、第２冷媒流路のどちらに切り替えられても、補助熱交換器の内部の冷媒流れ方向が一定となるので、補助熱交換器の仕様の最適化が容易に実現できる。

また、これによれば、第１、第２冷媒流路のどちらに切り替えられても、共通する１つの減圧手段によって補助熱交換器の冷媒入口に流入する冷媒を減圧できる。このため、第１冷媒流路に切り替えられたとき、この減圧手段を補助熱交換器に流入する冷媒を減圧させて中間圧とする中間絞りとして作動させることが可能となる。この結果、第１冷媒流路に切り替えられたとき、補助熱交換器の冷媒入口に流入する冷媒を減圧する中間絞りが配置されていない場合と比較して、放熱用熱交換器にて加熱される第１温度調整対象物の温度を高くすることができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項２に記載の冷凍サイクル装置において、補助熱交換器と第１配管との間に配置され、補助熱交換器に流入する冷媒を減圧する第１減圧手段（２７）と、
補助熱交換器と第２配管との間に配置され、補助熱交換器に流入する冷媒を減圧する第２減圧手段（２１）とを備えることを特徴としている。

これによれば、第１冷媒流路に切り替えられたとき、第１減圧手段を上述の中間絞りとして作動させることが可能となる。この結果、第１冷媒流路に切り替えられたとき、補助熱交換器の冷媒入口に流入する冷媒を減圧する中間絞りが配置されていない場合と比較して、放熱用熱交換器にて加熱される第１温度調整対象物の温度を高くすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の冷凍サイクル装置の冷房＋冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の冷房運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の暖房＋加熱運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の暖房運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の加熱運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の暖房＋冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の冷房＋冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の暖房＋加熱運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の加熱運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の暖房＋冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第２実施形態の冷凍サイクル装置の暖房＋加熱運転モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第３実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。 第４実施形態の冷凍サイクル装置の冷房＋冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第４実施形態の冷凍サイクル装置の冷房運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第５実施形態の冷凍サイクル装置の冷房＋冷却運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。 第５実施形態の冷凍サイクル装置の暖房＋加熱運転モードにおける冷媒流れを示す全体構成図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１〜図７により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０を、車両走行用の駆動力を走行用の電動モータから得る電気自動車に適用している。さらに、本実施形態の電気自動車では、冷凍サイクル装置１０を、車室内の空調（冷房および暖房）、並びに、走行用の電動モータへ供給される電力を蓄える蓄電手段としての二次電池５５の温度調整（加熱および冷却）を行うために用いている。

より詳細には、冷凍サイクル装置１０は、車室内へ送風される室内用送風空気の温度を調整する機能を果たすとともに、二次電池５５に向けて送風される電池用送風空気の温度を調整する機能を果たす。換言すると、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、室内用送風空気（第１温度調整対象物）および電池用送風空気（第２温度調整対象物）の複数種類の温度調整対象物の温度調整を行う。

冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両ボンネット内に配置され、冷凍サイクル装置１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機として構成されている。圧縮機１１の電動モータは、後述する制御装置から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。

なお、冷凍サイクル装置１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、この冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

圧縮機１１の吐出口側には、室内凝縮器１３の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１３は、室内空調ユニット３０において室内用送風空気の空気通路を形成するケーシング３１内に配置されている。さらに、室内凝縮器１３は、特許請求の範囲に記載された利用側熱交換器のうち、圧縮機１１から吐出された冷媒を、後述する室内蒸発器２０通過後の室内用送風空気と熱交換させて放熱させる放熱用熱交換器を構成している。なお、室内空調ユニット３０の詳細については後述する。

室内凝縮器１３の冷媒出口側には、三方継手で構成された第１接続部１２ａ、第２三方弁１４ｂおよび暖房用膨張弁１６を介して、室外熱交換器１７の冷媒入口側が接続されている。第１接続部１２ａおよび第２三方弁１４ｂは、後述する補助熱交換器１５を接続するためのものである。

暖房用膨張弁１６は、室内用送風空気を加熱して車室内の暖房を行う際に、室内凝縮器１３から流出した冷媒を減圧させる減圧手段である。この暖房用膨張弁１６は、絞り開度（弁開度）を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度（弁開度）を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成された電気式膨張弁であり、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。本実施形態の暖房用膨張弁１６は、弁体の絞り開度を全開にすることで減圧作用を殆ど発揮させない全開機能を有するものである。

室外熱交換器１７は、車両ボンネット内に配置され、その内部を流通する冷媒と送風ファン１７ａから送風された外気とを熱交換させるものである。より具体的には、この室外熱交換器１７は、室内用送風空気を加熱して車室内の暖房を行う際等には低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、室内用送風空気を冷却して車室内の冷房を行う際等には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する。また、送風ファン１７ａは、制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数（送風空気量）が制御される電動送風機である。

室外熱交換器１７の出口側には、三方継手で構成された第３接続部１２ｃ、逆止弁１８、三方継手で構成された第４接続部１２ｄ、冷房用膨張弁１９を介して、室内蒸発器２０の冷媒入口側が接続されている。

逆止弁１８は、第３接続部１２ｃ側（室外熱交換器１７の冷媒出口側）から第４接続部１２ｄ側（室内蒸発器２０の冷媒入口側または補助熱交換器１５の冷媒入口側）へ冷媒が流れることのみを許容している。従って、この逆止弁１８により、冷媒が室内蒸発器２０の冷媒入口側または補助熱交換器１５の冷媒入口側から室外熱交換器１７の冷媒出口側へ逆流してしまうことが防止される。

冷房用膨張弁１９は、室内用送風空気を冷却して車室内の冷房を行う際に、室外熱交換器１７から流出して室内蒸発器２０へ流入する冷媒を減圧させる減圧手段である。冷房用膨張弁１９は、暖房用膨張弁１６と同様の構成の電気式膨張弁であり、全開機能に加えて、弁体の絞り開度を全閉にすることで冷媒通路を閉じることができる全閉機能を有するものである。このため、本実施形態の冷房用膨張弁１９は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。

室内蒸発器２０は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内の室内凝縮器１３よりも空気流れ上流側に配置されている。さらに、室内蒸発器２０は、特許請求の範囲に記載された利用側熱交換器のうち、冷房用膨張弁１９にて減圧された冷媒を室内用送風空気と熱交換させて蒸発させる蒸発用熱交換器を構成している。室内蒸発器２０の冷媒出口側には、三方継手で構成された第６接続部１２ｆ、三方継手で構成された第５接続部１２ｅを介して、アキュムレータ２３の入口側が接続されている。

アキュムレータ２３は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ２３の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入側が接続されている。従って、このアキュムレータ２３は、圧縮機１１に液相冷媒が吸入されてしまうことを抑制して、圧縮機１１の液圧縮を防止する機能を果たす。

室外熱交換器１７と逆止弁１８との間の第３接続部１２ｃと、室内蒸発器２０とアキュムレータ２３との間の第５接続部１２ｅとに、室内蒸発器１７から流出した冷媒を室内蒸発器２０を迂回させて流すためのバイパス流路が接続されている。バイパス流路にはバイパス開閉弁１８ａが設けられている。

バイパス開閉弁１８ａは、制御装置から出力される制御電圧によって、その開閉作動が制御される電磁弁である。さらに、バイパス開閉弁１８ａが開いた際には、室外熱交換器１７から流出した冷媒が第５接続部１２ｅを介してアキュムレータ２３へ流入し、バイパス開閉弁１８ａが閉じた際には、室外熱交換器１７から流出した冷媒が逆止弁１８を介して第４接続部１２ｄ側へ流入する。従って、バイパス開閉弁１８ａは、冷媒流路切替手段を構成している。

また、冷凍サイクル装置１０の構成機器のうち、補助熱交換器１５は、二次電池５５に向けて送風される電池用送風空気の空気通路を形成する電池パック５０内に配置されており、その内部を流通する冷媒と電池用送風空気とを熱交換させて電池用送風空気の温度を調整するものである。なお、電池パック５０の詳細については後述する。

補助熱交換器１５は、冷媒が流出入する第１出入口１５ａと第２出入口１５ｂとを備えている。補助熱交換器１５は、第１、第２出入口１５ａ、１５ｂの一方から他方に向かって、補助熱交換器１５の内部を冷媒が流れるように構成されている。

補助熱交換器１５は、第１出入口１５ａに第１配管２４が連通しており、第２出入口１５ｂに電池用膨張弁２１を介して第２配管２５が連通している。第１、第２配管２４、２５を比較すると、第１配管２４は流路断面積が大きく、第２配管２５は流路断面積が小さいものである。例えば、第１配管２４として流路断面が円形状であって内径が１０．３ｍｍのものを採用し、第２配管２５として流路断面が円形状であって内径が６ｍｍのものを採用できる。

第１配管２４は、第１三方弁１４ａを介して、第１接続部１２ａと、第６接続部１２ｆとに接続されている。第１三方弁１４ａは、第１配管２４と第１接続部１２ａとを接続する冷媒流路と、第１配管２４と第６接続部１２ｆとを接続する冷媒流路とを切り替える。従って、第１三方弁１４ａは、冷媒流路切替手段を構成している。

第２配管２５は、第２接続部１２ｂを介して、第２三方弁１４ｂと、第４接続部１２ｄと接続されている。第２三方弁１４ｂは、第２配管２５と室外熱交換器１７の冷媒入口側とを接続する冷媒流路と、室内凝縮器１３の冷媒出口側と室外熱交換器１７の冷媒入口側とを接続する冷媒流路とを切り替える。従って、第２三方弁１４ｂは、第１三方弁１４ａと同様に、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。

第２接続部１２ｂと第４接続部１２ｄとを接続する冷媒流路には電池用開閉弁２１ａが設けられている。電池用開閉弁２１ａは、バイパス開閉弁１８ａと同様の構成の電磁弁であり、第４接続部１２ｄの他方の冷媒流出口側から第２配管２５へ至る冷媒通路を開閉して、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替えることができる。従って、電池用開閉弁２１ａは、冷媒流路切替手段を構成している。

このようにして、本実施形態では、第１、第２三方弁１４ａ、１４ｂおよびバイパス開閉弁１８ａ等によって、室内凝縮器１３から流出した冷媒が、第１配管２４を介して、補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した冷媒が、第２配管２５を介して、室外熱交換器１７入口側へ導かれる第１冷媒流路と、室外熱交換器１７から流出した冷媒が、第２配管２５を介して、補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した冷媒が、第１配管２４を介して、アキュムレータ２３入口側へ導かれる第２冷媒流路と切換可能に構成されている。

また、電池用膨張弁２１は、電池用送風空気を冷却して二次電池５５を冷却する際等に、補助熱交換器１５へ流入する冷媒を減圧させるものである。電池用膨張弁２１は、暖房用膨張弁１６と同様の構成の電気式膨張弁であり、全閉機能および全開機能を有している。

次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、温度調整された室内用送風空気を車室内に送風するもので、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、前述の室内凝縮器１３、室内蒸発器２０等を収容することによって構成されている。

ケーシング３１は、内部に室内用送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂にて成形されている。ケーシング３１内の室内用送風空気の空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。

内外気切替装置３３には、ケーシング３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口が形成されている。さらに、内外気切替装置３３の内部には、内気導入口および外気導入口の開口面積を連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドアが配置されている。

内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入された空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機であって、制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２０および室内凝縮器１３が、室内用送風空気の流れに対して、この順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２０は、室内凝縮器１３に対して、室内用送風空気の流れ方向上流側に配置されている。

さらに、室内蒸発器２０の空気流れ下流側であって、かつ、室内凝縮器１３の空気流れ上流側には、室内蒸発器２０通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１３を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。また、室内凝縮器１３の空気流れ下流側には、室内凝縮器１３にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気と室内凝縮器１３を迂回して加熱されていない送風空気とを混合させる混合空間３５が設けられている。

ケーシング３１の空気流れ最下流部には、混合空間３５にて混合された空調風を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴、および車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴（いずれも図示せず）が設けられている。

従って、エアミックスドア３４が室内凝縮器１３を通過させる風量の割合を調整することによって、混合空間３５にて混合された空調風の温度が調整され、各開口穴から吹き出される空調風の温度が調整される。つまり、エアミックスドア３４は、車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整手段を構成している。なお、エアミックスドア３４は、制御装置から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。

さらに、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイス開口穴の開口面積を調整するフェイスドア、フット開口穴の開口面積を調整するフットドア、デフロスタ開口穴の開口面積を調整するデフロスタドア（いずれも図示せず）が配置されている。

これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、開口穴モードを切り替える開口穴モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。

次に、電池パック５０について説明する。電池パック５０は、車両後方のトランクルームと後部座席との間の車両底面側に配置されて、電気的な絶縁処理（例えば、絶縁塗装）が施された金属製のケーシング５１内に電池用送風空気を循環送風させる空気通路を形成し、この空気通路に送風機５２、前述の補助熱交換器１５および二次電池５５等を収容して構成されたものである。

送風機５２は、補助熱交換器１５の空気流れ上流側に配置されて、電池用送風空気を補助熱交換器１５へ向けて送風するもので、制御装置から出力される制御電圧によって稼働率、すなわち回転数（送風空気量）が制御される電動送風機である。さらに、補助熱交換器１５の空気流れ下流側には二次電池５５が配置され、二次電池５５の空気流れ下流側は、送風機５２の吸込口側に連通している。

従って、送風機５２を作動させると、補助熱交換器１５にて温度調整された電池用送風空気が二次電池５５に吹き付けられて、二次電池５５の温度調整がなされる。さらに、二次電池５５の温度調整を行った電池用送風空気は、送風機５２に吸入されて再び補助熱交換器１５に向けて送風される。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器１１、１４ａ、１４ｂ、１６、１７ａ、１８ａ、１９、２１、２１ａ、３２、５２等の作動を制御する。

また、制御装置の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ、室内蒸発器２０の吹出空気温度（蒸発器温度）Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ４１、室内凝縮器１３の吹出空気温度を検出する暖房吹出温度センサ４２、圧縮機１１の吐出冷媒の温度、圧力をそれぞれ検出する第１冷媒温度センサ４３、第１圧力センサ４４、暖房用膨張弁１６の流入冷媒の温度、圧力をそれぞれ検出する第２冷媒温度センサ４５、第２圧力センサ４６、室外熱交換器１４の流出冷媒の温度を検出する第３冷媒温度センサ４７、室内蒸発器２０の流出冷媒の温度を検出する第４冷媒温度センサ４８、補助熱交換器１５の第１出入口１５ａから流出した冷媒の温度を検出する第５冷媒温度センサ４９、二次電池５３の温度を直接検出する電池温度センサ５６、補助熱交換器１５の吹出空気温度を検出する電池用第１空気温度センサ５７、補助熱交換器１５に流入する前の電池用送風空気の温度を検出する電池用第２空気温度センサ５８等の種々の制御用センサ群が接続されている。

本実施形態では、電池温度センサ５６によって二次電池５５の温度である電池温度Ｔｂを検出するが、電池用第１、第２空気温度センサ５７、５８によって、電池温度Ｔｂを間接的に検出することもできる。したがって、電池温度センサ５６や電池用第１、第２空気温度センサ５７、５８が、電池温度Ｔｂを検出する電池温度検出手段を構成する。なお、二次電池５５を冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサや、外気温センサの検出結果を用いて、電池温度Ｔｂを間接的に検出しても良い。

さらに、制御装置の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種操作スイッチとしては、車室内空調を行うことを要求する空調作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、空調運転モードの選択スイッチ等が設けられている。

ここで、本実施形態の制御装置は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、制御装置のうち、圧縮機１１の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が冷媒吐出能力制御手段を構成し、冷媒流路切替手段を構成する各種機器１４ａ、１４ｂ、１８ａ、１９、２１ａの作動を制御する構成が冷媒流路切替制御手段を構成している。

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置１０の作動を説明する。前述の如く、この冷凍サイクル装置１０は、車室内の空調、および二次電池５５の温度調整を行うことができる。

さらに、車室内の空調の運転モードには、車室内を冷房する冷房モードと車室内を暖房する暖房モードがあり、二次電池５５の温度調整の運転モードには、二次電池５５を加熱する加熱モードと二次電池５５を冷却する冷却モードがある。これらの運転モードの切り替えは、制御装置が予め記憶回路に記憶している制御プログラムを実行することによって行われる。

この制御プログラムでは、操作パネルの操作信号および制御用センサ群の検出信号を読み込み、読み込まれた検出信号および操作信号の値に基づいて各種制御対象機器の制御状態を決定し、決定された制御状態が得られるように各種制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧を出力するといった制御ルーチンを繰り返す。

そして、車室内の空調を行う際の運転モードについては、操作パネルの操作信号を読み込んだ際に、空調作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で選択スイッチにて冷房が選択されている場合には冷房モードに切り替えられ、空調作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で選択スイッチにて暖房が選択されている場合には暖房モードに切り替えられる。

また、二次電池５５の温度調整を行う際の運転モードについては、制御用センサ群の検出信号を読み込んだ際に、電池温度Ｔｂが第１基準温度Ｔｋ１（本実施形態では、１５℃）以下になっている際には二次電池５５を加熱する加熱モードに切り替え、電池温度Ｔｂが第２基準温度Ｔｋ２（本実施形態では、３５℃）以上になっている際には二次電池を冷却する冷却モードに切り替える。

以下に、各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）冷房＋冷却運転モード
冷房＋冷却運転モードは、車室内の冷房を行うと同時に二次電池５５の冷却を行う運転モードである。より詳細には、この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房が選択され、かつ、電池温度Ｔｂが第２基準温度Ｔｋ２以上となった際に実行される。

冷房＋冷却運転モードでは、制御装置が、第１配管２４と第６接続部１２ｆとの間を接続するように第１三方弁１４ａの作動を制御し、室内凝縮器１３の冷媒出口側と室外熱交換器１７の冷媒入口側との間を接続するように第２三方弁１４ｂの作動を制御し、バイパス開閉弁１８ａを閉じ、電池用開閉弁２１ａを開く。また、制御装置は、暖房用膨張弁１６を全開状態とし、冷房用膨張弁１９を減圧作用が発揮される絞り状態とする。

これにより、冷房＋冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図１の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

この冷媒流路の構成で、制御装置が、読み込まれた検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、制御装置は、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、制御装置の出力側に接続された各種制御対象機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め制御装置に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２０の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。

そして、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器２０からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２０からの吹出空気温度が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

送風機３２の電動モータに出力される制御電圧については、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め記憶回路に記憶されている制御マップを参照して決定される。

冷房用膨張弁１９へ出力される制御信号については、第３冷媒温度センサ４７によって検出された冷媒の温度に基づいて、室外熱交換器１７から流出した冷媒の過冷却度がサイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。

エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１３の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２０通過後の送風空気の全量が室内凝縮器１３を迂回するように決定される。

電池用膨張弁２１へ出力される制御信号については、第５冷媒温度センサ４９によって検出された冷媒の温度に基づいて、補助熱交換器１５から流出した冷媒の過熱度が予め定めた過熱度となるように、電池用膨張弁２１の絞り開度が決定される。

電池パック５０の送風機５２へ出力される制御信号については、送風機５２の送風能力が、予め定めた所定送風能力となるように決定される。そして、上記の如く決定された制御状態が得られるように制御装置から制御対象機器へ制御信号あるいは制御電圧が出力される。

従って、冷房＋冷却運転モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が室内凝縮器１３へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１３の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１３に流入した冷媒は実質的に送風空気へ放熱せず、室内凝縮器１３から流出する。室内凝縮器１３から流出した冷媒は、全開状態の暖房用膨張弁１６を通過して、室外熱交換器１７へ流入する。

室外熱交換器１７へ流入した冷媒は、送風ファン１７ａから送風された外気と熱交換して放熱して液冷媒となる。室外熱交換器１７から流出した液冷媒は、第３接続部１２ｃから逆止弁１８を介して第４接続部１２ｄ側へ流れ、第４接続部１２ｄから室内蒸発器２０側と補助熱交換器１５側とに分岐して流れる。

室内蒸発器２０側に分岐した液冷媒は、冷房用膨張弁１９にて減圧された後、室内蒸発器２０へ流入して、送風機３２によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。室内蒸発器２０から流出した冷媒は、第６接続部１２ｆ、第５接続部１２ｅを介して、アキュムレータ２３へ流入する。

また、第４接続部１２ｄから補助熱交換器１５側に分岐した液冷媒は、第２配管２５を通過し、電池用膨張弁２１に低圧冷媒となるまで減圧される。電池用膨張弁２１から流出した冷媒は、第２出入口１５ｂから補助熱交換器１５へ流入して、送風機５２によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発し、ガス冷媒となる。これにより、電池用送風空気が冷却される。補助熱交換器１５の第１出入口１５ａから流出したガス冷媒は、第１配管２４を通過し、第６接続部１２ｆ、第５接続部１２ｅを介して、アキュムレータ２３へ流入する。そして、アキュムレータ２３にて分離されたガス冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

上記の如く、冷房＋冷却運転モードでは、室内蒸発器２０にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができるとともに、補助熱交換器１５にて電池用送風空気が冷却されて二次電池５５の冷却を行うことができる。

このとき、補助熱交換器１５に流入する液冷媒は、流路断面積が小さな第２配管２５を通過し、補助熱交換器１５から流出したガス冷媒は、流路断面積が大きな第１配管２４を通過する。

（ｂ）冷房運転モード
冷房運転モードは、二次電池５５の温度調整を行うことなく、車室内の冷房を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房が選択され、さらに、電池温度Ｔｂが第１基準温度Ｔｋ１よりも高く、かつ、第２基準温度Ｔｋ２より低くなっている際に実行される。

冷房運転モードでは、制御装置が、冷房＋冷却運転モードと同様に、第１、第２三方弁１４ａ、１４ｂの作動を制御し、バイパス開閉弁１８ａを閉じ、暖房用膨張弁１６を全開状態とし、冷房用膨張弁１９を絞り状態とする。また、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと異なり、電池用開閉弁２１ａを閉じる。

これにより、冷房運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図２の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

さらに、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと同様に、圧縮機１１、冷房用膨張弁１９、送風機３２、エアミックスドア３４の作動を制御する。このとき、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと異なり、電池パック５０の送風機５２を停止させる。なお、送風機５２については冷房＋冷却運転モードと同様に作動させてもよい。

従って、冷房運転モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、冷房＋冷却運転モードと同様に、室内凝縮器１３→全開状態の暖房用膨張弁１６→室外熱交換器１７の順に流れる。

室外熱交換器１７から流出した冷媒は、第３接続部１２ｃおよび逆止弁１８を介して第４接続部１２ｄへ流入し、冷房用膨張弁１９側へ流れる。冷房用膨張弁１９にて減圧された冷媒は室内蒸発器２０へ流入して、送風機３２によって送風された室内用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内用送風空気が冷却される。

室内蒸発器２０から流出した冷媒は、第６接続部１２ｆ、第５接続部１２ｅを介して、アキュムレータ２３へ流入する。そして、アキュムレータ２３にて分離されたガス冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

上記の如く、冷房運転モードでは、室内蒸発器２０にて室内用送風空気が冷却されて車室内の冷房を行うことができる。

（ｃ）冷却運転モード
冷却運転モードは、車室内の空調を行うことなく、二次電池５５の冷却を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが非投入（ＯＦＦ）となっている状態で、さらに、電池温度Ｔｂが第２基準温度Ｔｋ２以上となった際に実行される。

冷却運転モードでは、制御装置が、冷房＋冷却運転モードと同様に、第１、第２三方弁１４ａ、１４ｂの作動を制御し、バイパス開閉弁１８ａを閉じ、電池用開閉弁２１ａを開き、暖房用膨張弁１６を全開状態とする。また、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと異なり、冷房用膨張弁１９を全閉状態とする。

これにより、冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図３の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

さらに、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと同様に、圧縮機１１、電池用膨張弁２１、電池パック５０の送風機５２、エアミックスドア３４の作動を制御する。このとき、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと異なり、室内空調ユニット３０の送風機３２を停止させる。

従って、冷却運転モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、冷房＋冷却運転モードと同様に、室内凝縮器１３→全開状態の暖房用膨張弁１６→室外熱交換器１７の順に流れる。

室外熱交換器１７から流出した液冷媒は、バイパス開閉弁１８ａおよび冷房用膨張弁１９が閉じているので、第３接続部１２ｃ、逆止弁１８、第４接続部１２ｄを介して、第２配管２５へ流入する。第２配管２５を通過した液冷媒は、電池用膨張弁２１に低圧冷媒となるまで減圧される。電池用膨張弁２１から流出した冷媒は、第２出入口１５ｂから補助熱交換器１５へ流入して、送風機５２によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発し、ガス冷媒となる。これにより、電池用送風空気が冷却される。

補助熱交換器１５の第１出入口１５ａから流出したガス冷媒は、第１配管２４を通過し、第６接続部１２ｆ、第５接続部１２ｅを介して、アキュムレータ２３へ流入する。そして、アキュムレータ２３にて分離されたガス冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

上記の如く、冷却運転モードでは、補助熱交換器１５にて電池用送風空気が冷却されて二次電池５５の冷却を行うことができる。

このとき、補助熱交換器１５に流入する液冷媒は、流路断面積が小さな第２配管２５を通過し、補助熱交換器１５から流出したガス冷媒は、流路断面積が大きな第１配管２４を通過する。

（ｄ）暖房＋加熱運転モード
暖房＋加熱運転モードは、車室内の暖房を行うと同時に二次電池５５の加熱を行う運転モードである。より詳細には、この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房が選択され、かつ、電池温度Ｔｂが第１基準温度Ｔｋ１以下となった際に実行される。

暖房＋加熱運転モードでは、制御装置が、第１配管２４と第１接続部１２ａとの間を接続するように第１三方弁１４ａの作動を制御し、第２配管２５と室外熱交換器１７の冷媒入口側との間を接続するように第２三方弁１４ｂの作動を制御し、バイパス開閉弁１８ａを開き、電池用開閉弁２１ａを閉じる。また、制御装置は、暖房用膨張弁１６を減圧作用が発揮される絞り状態とし、冷房用膨張弁１９を閉じ、電池用膨張弁２１を全開状態とする。

これにより、暖房＋加熱運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図４の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。さらに、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと同様に、室内空調ユニット３０の送風機３２および電池パック５０の送風機５２の作動を制御する。

また、圧縮機１１の冷媒吐出能力については、暖房吹出温度センサ４２によって検出される吹出空気温度が、目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定される。なお、車室内の暖房時に決定される目標吹出温度ＴＡＯは、４０℃〜６０℃程度である。

暖房用膨張弁１６へ出力される制御信号については、第２冷媒温度センサ４５および第２圧力センサ４６によって検出された冷媒の温度、圧力状態に基づいて、暖房用膨張弁１６へ流入する冷媒の過冷却度が、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が略最大値となるように決定された目標過冷却度に近づくように決定される。

エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１３側の空気通路を全開するように決定される。

従って、暖房＋加熱運転モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒の流れが室内凝縮器１３へ流入し、室内用送風空気と熱交換して放熱する。これにより、室内用送風空気が加熱される。室内凝縮器１３から流出した冷媒は、第１合流部１２ｂ、第１三方弁１４ａおよび第１配管２４を介して、第１出入口１５ａから補助熱交換器１５へ流入し、電池用送風空気と熱交換してさらに放熱する。これにより、電池用送風空気が加熱される。補助熱交換器１５の第２出入口１５ｂから流出した冷媒は、全開状態の電池用膨張弁２１を通過し、第２接続部１２ｂ、第２三方弁１４ｂを介して、暖房用膨張弁１６へ流入して減圧される。暖房用膨張弁１６にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１７へ流入して、送風ファン１７ａから送風された外気から吸熱して蒸発する。

室外熱交換器１７から流出した冷媒は、バイパス開閉弁１８ａが開き、冷房用膨張弁１９が閉じ、電池用開閉弁２１ａが閉じているので、第５接続部１２ｅを介して、アキュムレータ２３へ流入する。そして、アキュムレータ２３にて分離されたガス冷媒が、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される。

上記の如く、暖房＋加熱運転モードでは、室内凝縮器１３にて室内用送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができるとともに、補助熱交換器１５にて電池用送風空気が加熱されて二次電池５５の加熱を行うことができる。

このとき、補助熱交換器１５に流入する冷媒は、気液２相状態、すなわち、ガス冷媒を含む冷媒であり、流路断面積が大きな第１配管２４を通過する。また、補助熱交換器１５から流出する冷媒は、液冷媒であり、流路断面積が小さな第２配管２５を通過する。

（ｅ）暖房運転モード
暖房運転モードは、二次電池５５の温度調整を行うことなく、車室内の暖房を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房が選択され、さらに、電池温度Ｔｂが第１基準温度Ｔｋ１よりも高く、かつ、第２基準温度Ｔｋ２より低くなっている際に実行される。

暖房運転モードでは、制御装置が、冷房＋冷却運転モードと同様に、第１、第２三方弁１４ａ、１４ｂの作動を制御する。また、制御装置は、暖房＋加熱運転モードと同様に、暖房用膨張弁１６を絞り状態とし、バイパス開閉弁１８ａを開き、冷房用膨張弁１９および電池用開閉弁２１ａを閉じる。

これにより、暖房運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図５の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。さらに、制御装置は、暖房＋加熱運転モードと同様に、圧縮機１１、暖房用膨張弁１６、送風機３２、エアミックスドア３４の作動を制御する。また、制御装置は、暖房＋加熱運転モードと異なり、電池パック５０の送風機５２を停止させる。なお、送風機５２については暖房＋加熱運転モードと同様に作動させてもよい。

従って、暖房運転モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１３へ流入して室内用送風空気と熱交換して放熱し、室内凝縮器１３から流出する。これにより、室内用送風空気が加熱される。室内凝縮器１３から流出した冷媒は、補助熱交換器１５に向かうことなく、暖房用膨張弁１６へ流入して減圧される。以降の作動は暖房＋加熱運転モードと同様である。

上記の如く、暖房運転モードでは、室内凝縮器１３にて室内用送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができる。

（ｆ）加熱運転モード
加熱運転モードは、車室内の空調を行うことなく、二次電池５５の冷却を行う運転モードである。この運転モードは、操作パネルの作動スイッチが非投入（ＯＦＦ）となっている状態で、さらに、電池温度Ｔｂが第１基準温度Ｔｋ１以下となった際に実行される。

この加熱運転モードでは、制御装置が、暖房＋加熱運転モードと同様に、第１、第２三方弁１４ａ、１４ｂの作動を制御し、暖房用膨張弁１６を絞り状態とし、バイパス開閉弁１８ａを開き、冷房用膨張弁１９および電池用開閉弁２１ａを閉じる。

さらに、制御装置は、暖房＋加熱運転モードと同様に、圧縮機１１、電池パック５０の送風機５２の作動を制御する。また、制御装置は、暖房＋加熱運転モードとは異なり、室内空調ユニット３０の送風機３２を停止させ、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１３側の空気通路を全閉するように決定される。

これにより、暖房運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図６の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられ、暖房＋加熱運転モードと全く同様に冷媒が流れる。従って、補助熱交換器１５へ流入した冷媒が電池用送風空気と熱交換して放熱することにより、電池用送風空気が加熱される。

このとき、補助熱交換器１５に流入する冷媒は、ガス冷媒であり、流路断面積が大きな第１配管２４を通過する。また、補助熱交換器１５から流出する冷媒は、液冷媒であり、流路断面積が小さな第２配管２５を通過する。

ただし、加熱運転モードでは、送風機３２の作動を停止させるとともに、エアミックスドア３４が室内凝縮器１３側の空気通路を全閉にするので、室内凝縮器１３へ流入した冷媒は、室内用送風空気と熱交換することなく、室内凝縮器１３から流出する。従って、室内用送風空気は加熱されない。

上記の如く、加熱運転モードでは、補助熱交換器１５にて電池用送風空気が加熱されて二次電池５５の加熱を行うことができる。

（ｇ）暖房＋冷却運転モード
上述した（ａ）〜（ｃ）の各運転モードは、主に夏季等の比較的外気温が高い時に車室内あるいは二次電池５５を冷却するために実行され、（ｄ）〜（ｆ）に記載された各運転モードは、主に冬季等の比較的外気温が低い時に車室内あるいは二次電池５５を加熱するために実行される。

これに対して、春季や秋季には、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房が選択されながらも、二次電池５５が自己発熱することによって電池温度Ｔｂが第２基準温度Ｔｋ２以上になってしまうことがある。このような場合には、暖房＋冷却運転モードの運転が実行される。

暖房＋冷却運転モードでは、制御装置が、冷房＋冷却運転モードと同様に、第１、第２三方弁１４ａ、１４ｂの作動を制御し、暖房用膨張弁１６を全開状態とし、バイパス開閉弁１８ａを閉じ、電池用開閉弁２１ａを開く。また、制御装置は、冷房＋冷却運転モードと異なり、冷房用膨張弁１９を閉じる。

これにより、暖房＋冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図７の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

さらに、制御装置は、暖房＋加熱運転モードと同様に、圧縮機１１、室内空調ユニット３０の送風機３２および電池パック５０の送風機５２の作動を制御し、エアミックスドアの作動を制御する。また、制御装置は、冷却運転モードと同様に、電池用膨張弁２１の作動を制御する。

従って、暖房＋冷却運転モードの冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１３へ流入し、室内用送風空気と熱交換して放熱し、室内凝縮器１３から流出する。これにより、室内用送風空気が加熱される。

室内凝縮器１３から流出した冷媒は、補助熱交換器１５に向かうことなく、全開状態の暖房用膨張弁１６を介して、室外熱交換器１７へ流入して、送風ファン１７ａから送風された外気と熱交換してさらに放熱し、液冷媒となる。室外熱交換器１７から流出した液冷媒は、冷却運転モードと同様に、第３接続部１２ｃ→逆止弁１８→第４接続部１２ｄの順に流れ、第２配管２５を介して、電池用膨張弁２１に流入して減圧される。電池用膨張弁２１にて減圧された冷媒は補助熱交換器１５へ流入して、送風機５２によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電池用送風空気が冷却される。以降の作動は冷却運転モードと同様である。

このとき、冷却運転モードと同様に、補助熱交換器１５に流入する液冷媒は、流路断面積が小さな第２配管２５を通過し、補助熱交換器１５から流出したガス冷媒は、流路断面積が大きな第１配管２４を通過する。

上記の如く、暖房＋冷却運転モードでは、室内凝縮器１３にて室内用送風空気が加熱されて車室内の暖房を行うことができるとともに、補助熱交換器１５にて電池用送風空気が冷却されて二次電池５５の冷却を行うことができる。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、上述した（ａ）〜（ｇ）の運転モードの他に、車室内の冷房を行うと同時に二次電池５５の加熱を行う冷房＋加熱運転モードを実現できる。なお、車室内の冷房は、夏季の比較的外気温が高い時期に実行されるので、二次電池５５が第１基準温度Ｔｋ１以下になる機会は少ない。従って、冷房＋加熱運転モードでの運転が実行される機会は少ない。

次に、本実施形態の効果について説明する。

（１）本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、上記の（ｄ）暖房＋加熱運転モード、（ｆ）加熱運転モードの説明の通り、電池用送風空気の加熱時に、冷媒流路切換手段が、圧縮機１１吐出口側（具体的には、室内凝縮器１３出口側）から室外熱交換器１７入口側へ至る範囲のガス冷媒を含む冷媒が、第１配管２４を介して補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した液冷媒が、第２配管２５を介して室外熱交換器１７入口側へ導かれる第１冷媒流路に切り替えている。

一方、上記の（ａ）冷房＋冷却運転モード、（ｃ）冷却運転モード、（ｇ）暖房＋冷却運転モードの説明の通り、電池用送風空気の冷却時に、冷媒流路切換手段が、室外熱交換器１７出口側から圧縮機１１吸入口側（具体的には、室内蒸発器２０入口側）へ至る範囲の液冷媒が、第２配管２５を介して補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出したガス冷媒が、第１配管２４を介して圧縮機１１吸入口側へ導かれる第２冷媒流路に切り替えている。なお、第２配管２５を通過した液冷媒は電池用膨張弁２１で減圧されて補助熱交換器１５へ流入する。

したがって、本実施形態によれば、電池用送風空気の加熱時、冷却時のどちらにおいても、流路断面積が小さな第２配管を液冷媒が流れ、流路断面積が大きな第１配管をガス冷媒が流れるので、冷媒封入量や冷媒変動量の増大の抑制と、冷媒の圧力損失の増大の抑制とを両立させることができる。

（２）本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、共通する１つの補助熱交換器１５にて電池用送風空気を冷却あるいは加熱することができるので、複数の熱交換器を用いて電池用送風空気を冷却あるいは加熱する構成に対して、補助熱交換器１５の搭載スペースの縮小化を図ることができる。延いては、冷凍サイクル装置１０全体としての小型化および低コスト化を図ることができる。

さらに、共通する１つの補助熱交換器１５へ低温冷媒あるいは高温冷媒を導く構成となるので、複数の熱交換器のそれぞれに低温冷媒あるいは高温冷媒を導く構成に対して冷凍サイクル装置全体としてのサイクル構成の簡素化を図ることができる。その結果、冷凍サイクル装置を製品に搭載する際の搭載性の向上を図ることもできる。

また、複数の熱交換器を用いて電池用送風空気を冷却あるいは加熱する構成を採用するときと同等の熱交換器搭載スペースが確保できる場合は、補助熱交換器１５を１つにすることでより大きな熱交換器を配置でき、二次電池５５の温度調整の大能力化が可能となる。

（３）本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、いずれの温度調整対象物を加熱する場合も、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル）にて加熱するので、温度調整対象物を電気ヒータやホットガスサイクルにて加熱する場合に対して、エネルギー効率を向上させることができる。

（４）本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、暖房＋加熱運転モードのときに、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路に切り替えると、室内凝縮器１３出口側から室外熱交換器１７入口側へ至る範囲の冷媒が補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した冷媒が室外熱交換器１７入口側へ導かれる。つまり、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路に切り替えると、室内凝縮器１３および補助熱交換器１５が直列的な接続関係となり、補助熱交換器１５が室内凝縮器１３の冷媒流れ下流側となる。

従って、本実施形態によれば、室内凝縮器１３で放熱し、圧縮機１１から吐出された直後よりも低い温度となった冷媒を補助熱交換器１５へできるため、二次電池５５の温度が上昇しすぎるのを抑制しつつ二次電池５５を加熱できる。このことは、所定の温度以上となると破損しやすい二次電池５５を採用する場合に有効である。

（５）本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷房＋冷却運転モード、冷却運転モード、暖房＋冷却運転モードのように、冷媒流路切替手段が第２冷媒流路に切り替えると、室外熱交換器１７出口側から室内蒸発器２０入口側へ至る範囲の冷媒が補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した冷媒が圧縮機１１吸入口側へ導かれている。つまり、冷媒流路切替手段が第２冷媒流路に切り替えると、室内蒸発器２０および補助熱交換器１５が並列的な接続関係となる。従って、例えば、冷房＋冷却運転モードから冷房運転モードへ運転モードを切り替えた場合でも、室内蒸発器２０および補助熱交換器１５が直列的な接続関係のときと比較して、室内蒸発器２０入口側冷媒の乾き度等が急変してしまうことを抑制できるので、空調フィーリングの悪化を抑制できる。

（第２実施形態）
図８〜図１２に示すように、本実施形態は、第１実施形態に対して、補助熱交換器１５側に四方弁２６を追加したものである。

本実施形態では、補助熱交換器１５は、冷媒が流入する冷媒入口１５ｃと、冷媒が流出する冷媒出口１５ｄとを備えている。補助熱交換器１５は、冷媒入口１５ｃから冷媒出口１５ｄに向かって、補助熱交換器１５の内部を冷媒が流れるように構成されている。

そして、冷媒入口１５ｃは、電池用膨張弁２１を介して、四方弁２６の第１接続口に接続されている。冷媒出口１５ｄは、四方弁２６の第２接続口に接続されている。四方弁２６の第３、第４接続口には、それぞれ、第１、第２配管２４、２５が接続されている。

四方弁２６は、冷媒入口１５ｃと第１配管２４とが連通するとともに、冷媒出口１５ｄと第２配管２５とが連通する第１連通状態と、冷媒入口１５ｃと第２配管２５とが連通するとともに、冷媒出口１５ｄと第１配管２４とが連通する第２連通状態とを切り替える連通状態切換手段である。

四方弁２６は、補助熱交換器１５の運転モードとして加熱、冷却のどちらを選択しても、補助熱交換器１５の冷媒入口側と冷媒出口側とが同一となるように、第１、第２連通状態を切り替える。四方弁２６は、制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

以下に、各運転モードにおける作動を説明する。

（ａ）冷房＋冷却運転モード
冷房＋冷却運転モードでは、制御装置が、第２連通状態となるように四方弁２６の作動を制御する。その他の制御対象機器の作動状態については、第１実施形態の冷房＋冷却運転モードと同じである。

これにより、冷房＋冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図８の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。このときの冷媒流れおよび各機器の作動は、補助熱交換器１５の内部の冷媒流れ方向を除き、第１実施形態の冷房＋冷却運転モードと同じである。

本実施形態では、図８に示すように、第２配管２５を通過した冷媒は、四方弁２６を介して、補助熱交換器１５の冷媒入口１５ｃ側に流れる。その際、電池用膨張弁２１にて減圧された冷媒が、冷媒入口１５ｃから補助熱交換器１５へ流入し、補助熱交換器１５の内部を冷媒出口１５ｄに向かって流れ、送風機５２によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発し、ガス冷媒となる。補助熱交換器１５の冷媒出口１５ｄから流出したガス冷媒は、四方弁２６を介して、第１配管２４に流入する。

（ｂ）冷房運転モード
冷房運転モードにおける制御対象機器の作動状態は、第１実施形態の冷房運転モードと同じである。このため、冷凍サイクル装置１０の冷媒流れおよび各機器の作動は、第１実施形態の冷房運転モードと同じである。

（ｃ）冷却運転モード
冷却運転モードでは、制御装置が、冷房＋冷却運転モードと同様に、第２連通状態となるように四方弁２６の作動を制御する。その他の制御対象機器の作動状態については、第１実施形態の冷却運転モードと同じである。

これにより、冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図９の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。このときの冷媒流れおよび各機器の作動は、補助熱交換器１５の内部の冷媒流れ方向を除き、第１実施形態の冷却運転モードと同じである。

本実施形態では、冷房＋冷却運転モードと同様に、図９に示すように、第２配管２５を通過した冷媒は、四方弁２６を介して、補助熱交換器１５の冷媒入口１５ｃ側に流れる。また、補助熱交換器１５の冷媒出口１５ｄから流出したガス冷媒は、四方弁２６を介して、第１配管２４に流入する。

（ｄ）暖房＋加熱運転モード
暖房＋加熱運転モードでは、制御装置が、第１連通状態となるように四方弁２６の作動を制御し、電池用膨張弁２１を全開状態ではなく、絞り状態とし、電池用膨張弁２１を中間絞りとして作用させる。

電池用膨張弁２１へ出力される制御信号については、第２圧力センサ４６によって検出された冷媒圧力に基づいて、補助熱交換器１５内の冷媒圧力が、電池温度Ｔｂを適切な温度範囲内（本実施形態では、１０℃〜４０℃）とする圧力となるように、電池用膨張弁２１の絞り開度が決定される。その他の制御対象機器の作動状態については、第１実施形態の暖房＋加熱運転モードと同じである。

なお、本実施形態では、圧縮機１１の冷媒吐出能力は、室内凝縮器１３の吹出空気温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように決定されるので、室内凝縮器１３内の冷媒圧力は、車室内の暖房を実現可能な圧力（すなわち、室内用送風空気が４０℃〜６０℃程度まで加熱可能な圧力）に調整される。

これにより、暖房＋加熱運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図１０の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。このときの冷媒流れおよび各機器の作動は、下記の点を除いて、第１実施形態の暖房＋加熱運転モードと同じである。

本実施形態では、図１０に示すように、第１配管２４を通過した冷媒が、四方弁２６を介して、電池用膨張弁２１に流入し、中間圧となるまで減圧される。そして、電池用膨張弁２１で減圧された冷媒が、冷媒入口１５ｃから補助熱交換器１５へ流入し、補助熱交換器１５の内部を冷媒出口１５ｄに向かって流れ、送風機５２によって送風された電池用送風空気へ放熱して凝縮し、液冷媒となる。補助熱交換器１５の冷媒出口１５ｄから流出した液冷媒は、四方弁２６を介して、第２配管２５に流入する。

（ｅ）暖房運転モード
暖房運転モードにおける制御対象機器の作動状態は、第１実施形態の暖房運転モードと同じである。このため、冷凍サイクル装置１０の冷媒流れおよび各機器の作動は、第１実施形態の暖房運転モードと同じである。

（ｆ）加熱運転モード
加熱運転モードでは、制御装置が、暖房＋加熱運転モードと同様に、第２連通状態となるように四方弁２６の作動を制御する。ただし、暖房＋加熱運転モードと異なり、電池用膨張弁２１を全開状態とする。その他の制御対象機器の作動状態については、第１実施形態の加熱運転モードと同じである。

これにより、冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図１１の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。このときの冷媒流れおよび各機器の作動は、第１実施形態の加熱運転モードと同じである。

ちなみに、本実施形態では、暖房＋加熱運転モードと同様に、図１１に示すように、第１配管２４を通過したガス冷媒は、四方弁２６を介して、補助熱交換器１５の冷媒入口１５ｃ側に流れる。また、補助熱交換器１５の冷媒出口１５ｄから流出した液冷媒は、四方弁２６を介して、第１配管２５に流入する。

（ｇ）暖房＋冷却運転モード
暖房＋冷却運転モードでは、制御装置が、第２連通状態となるように四方弁２６の作動を制御する。その他の制御対象機器の作動状態については、第１実施形態の暖房＋冷却運転モードと同じである。

これにより、暖房＋冷却運転モードでは、冷凍サイクル装置１０は、図１２の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。このときの冷媒流れおよび各機器の作動は、補助熱交換器１５の内部の冷媒流れ方向を除き、第１実施形態の暖房＋冷却運転モードと同じである。

本実施形態では、図１２に示すように、第２配管２５を通過した冷媒は、四方弁２６を介して、補助熱交換器１５の冷媒入口１５ｃ側に流れる。その際、電池用膨張弁２１にて減圧された冷媒が、冷媒入口１５ｃから補助熱交換器１５へ流入し、補助熱交換器１５の内部を冷媒出口１５ｄに向かって流れ、送風機５２によって送風された電池用送風空気から吸熱して蒸発し、ガス冷媒となる。補助熱交換器１５の冷媒出口１５ｄから流出したガス冷媒は、四方弁２６を介して、第１配管２４に流入する。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、第１実施形態で説明した効果（１）〜（５）に加えて、以下の効果を奏する。

本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路（図１０、図１１参照）と第２冷媒流路（図８、図９、図１２参照）とを切り替えても、四方弁２６が第１、第２連通状態を切り替えることで、補助熱交換器１５における冷媒入口側と冷媒出口側が変化しないように構成されている。

換言すると、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路に切り替えた際の補助熱交換器１５内の冷媒の流れ方向と第２冷媒流路に切り替えた際の補助熱交換器１５内の冷媒の流れ方向が、同一となるように、四方弁２６が第１、第２連通状態を切り替えている。従って、補助熱交換器１５の仕様の最適化が容易に実現できる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、四方弁２６の作動により、冷却時だけでなく加熱時にも、補助熱交換器１５の冷媒入口１５ｃの冷媒流れ上流側に、電池温調用膨張弁２１が配置される構成となる。このため、「暖房＋加熱運転モード」において、電池温調用膨張弁２１を、補助熱交換器１５へ流入する冷媒を減圧させて中間圧とする中間絞りとして作用させることが可能となる。なお、中間圧とは、圧縮機１１吐出後の冷媒の圧力（高圧）と、圧縮機１１に吸入される冷媒の圧力（低圧）との間の圧力を意味する。

以下に中間絞り作用の効果を説明する。一般に、暖房に必要とされる室内送風空気の温度は４０℃〜６０℃程度であり、二次電池５５（例えば、リチウムイオン電池）の出力を維持するための最適な電池温度は１０℃〜４０℃程度であり、冬季の二次電池５５の暖機に必要な電池温度は２０℃〜４０℃程度である。つまり、暖房に必要とされる室内送風空気の温度の方が二次電池５５の暖機に必要な電池温度よりも高い。

ここで、第１実施形態のように、室内凝縮器１３の冷媒流れ下流に補助熱交換器１５を直列配置し、室内凝縮器１３と補助熱交換器１５との間に中間絞りが配置されていない場合、暖房＋加熱運転モードで運転すると、放熱が大きいために、室内凝縮器１３を単独で放熱器として作用させる暖房運転モードと比較して、高圧冷媒の圧力が低下し、暖房に必要な吹き出し温度も低下してしまう。

これに対して、本実施形態によれば、暖房＋加熱運転モードにおいて、電池温調用膨張弁２１を中間絞りとして作用させることで、図１３のモリエル線図に示すように、中間絞りが配置されていない場合と比較して、室内凝縮器１３を流れる冷媒の圧力を高くできる。なお、図１３のモリエル線図において、破線が中間絞りが配置されていない場合を示しており、実線が本実施形態を示している。

従って、本実施形態によれば、暖房＋加熱運転モードにおいて、中間絞りが配置されていない場合と比較して、室内凝縮器１３にて加熱される室内用送風空気の温度を高くすることができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、図１４に示すように、第１実施形態の冷凍サイクル装置１０に対して、電池用膨張弁２７を追加したものである。本実施形態の第２電池用膨張弁２１が第１実施形態の電池用膨張弁２１に対応している。

本実施形態では、補助熱交換器１５は、第１出入口１５ａに第１電池用膨張弁２７を介して第１配管２４が連通しており、第２出入口１５ｂに第２電池用膨張弁２１を介して第２配管２５が連通している。

第１、第２電池用膨張弁２７、２１は、どちらも、暖房用膨張弁１６と同様の構成の電気式膨張弁であり、全閉機能および全開機能を有している。

各運転モードにおける第１、第２電池用膨張弁２７、２１の作動状態は次の通りであり、他の機器の作動状態は第１実施形態の各運転モードと同じである。

冷房＋冷却運転モード、冷却運転モード、暖房＋冷却運転モードでは、第２電池用膨張弁２１は絞り状態、第１電池用膨張弁２７は全開状態とされる。

冷房運転モード、暖房運転モードでは、第２電池用膨張弁２１は全閉状態、第１電池用膨張弁２７は全閉状態とされる。

加熱運転モードでは、第２電池用膨張弁２１は全開状態、第１電池用膨張弁２７は全開状態とされる。

暖房＋加熱運転モードでは、第２電池用膨張弁２１は全開状態、第１電池用膨張弁２７は絞り状態とされる。

ここで、第２実施形態では、第１実施形態の冷凍サイクル装置１０の構成に対して、四方弁２６を追加することで、暖房＋加熱運転モードにおいて、冷却運転モード時等に冷却絞りとして作動させる電池温調用膨張弁２１を、中間絞りとして作動させていた。

これに対して、本実施形態では、第１実施形態の冷凍サイクル装置１０の構成に対して、第１電池用膨張弁２７を追加することによって、上記した中間絞り作用を実現できる。よって、本実施形態によれば、四方弁を用いる場合よりも、安価で簡素な構成で、中間絞りを形成できる。

（第４実施形態）
第１実施形態では、冷房＋冷却運転モード、冷却運転モード、暖房＋冷却運転モードのように、冷媒流路切替手段が第２冷媒流路に切り替えると、室内蒸発器２０および補助熱交換器１５が並列的な接続関係となるように、冷凍サイクル装置１０が構成されていた。これに対して、本実施形態では、室内蒸発器２０および補助熱交換器１５が直列的な接続関係となるように、冷凍サイクル装置１０が構成されている。

すなわち、本実施形態では、図１５、１６に示すように、第１実施形態の冷凍サイクル装置１０の構成に対して、第４接続部１２ｄを第３三方弁１４ｃに変更し、第６接続部１２ｆの接続位置を、室内蒸発器２０入口側と第３三方弁１４ｃとの間の位置に変更している。

第３三方弁１４ｃは、室外熱交換器１７の冷媒出口側と補助熱交換器１５とを接続する冷媒流路と、室外熱交換器１７の冷媒出口側と室内蒸発器２０とを接続する冷媒流路とを切り替える。従って、第３三方弁１４ｃは、冷媒流路切替手段を構成する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。

次に、各運転モードにおける作動について、第１実施形態との主な相違点を説明する。

冷房＋冷却運転モードでは、制御装置は、室外熱交換器１７の冷媒出口側と補助熱交換器１５とを接続するように第３三方弁１４ｃを作動させる。その他の制御対象機器の作動状態は第１実施形態と同じである。これにより、冷凍サイクル装置１０は、図１５の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

このとき、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、室外熱交換器１７出口側から室内蒸発器２０入口側へ至る範囲の冷媒が、第２配管２５を介して補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した冷媒が、第１配管２４を介して圧縮機１１吸入口側のうち室内蒸発器２０入口側へ導かれる。つまり、冷媒流路切替手段が第２冷媒流路に切り替えると、補助熱交換器１５の冷媒流れ下流側に室内蒸発器２０が直列的に配置された状態となる。なお、冷却運転モード、暖房＋冷却運転モードにおいても、同様である。

また、冷房運転モードでは、制御装置は、室外熱交換器１７の冷媒出口側と室内蒸発器２０の冷媒入口側とを接続するように第３三方弁１４ｃを作動させる。その他の制御対象機器の作動状態は第１実施形態と同じである。これにより、冷凍サイクル装置１０は、図１６の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

本実施形態においても、第１実施形態の効果（１）〜（４）を奏する。

（第５実施形態）
第１実施形態では、暖房＋加熱運転モードのように、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路に切り替えると、室内凝縮器１３の冷媒流れ下流側に補助熱交換器１５が直列的に配置された状態となるように、冷凍サイクル装置１０が構成されていた。これに対して、本実施形態では、室内凝縮器１３および補助熱交換器１５が並列的な接続関係となるように、冷凍サイクル装置１０が構成されている。

すなわち、本実施形態では、図１７、１８に示すように、第１実施形態の冷凍サイクル装置１０の構成に対して、第１接続部１２ａの接続位置を、圧縮機１１の吐出口側と室内凝縮器１３の入口側との間の位置に変更している。また、第２接続部１２ｂと第２三方弁１４ｂとを入れ替えている。

第２三方弁１４ｂは、第２配管２５と第２接続部１２ｂ（室外熱交換器１７の冷媒入口側）とを接続する冷媒流路と、第２配管２５と第４接続部１２ｄ（室外熱交換器１７の冷媒出口側）とを接続する冷媒流路とを切り替える。その他の構成は、第１実施形態と同じである。

次に、各運転モードにおける作動について、第１実施形態との主な相違点を説明する。

冷房＋冷却運転モードでは、制御装置は、第２配管２５と第４接続部１２ｄとを接続するように第２三方弁１４ｂを作動させる。その他の制御対象機器の作動状態は第１実施形態の冷房＋冷却運転モードと同じである。これにより、冷凍サイクル装置１０は、図１７の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

また、暖房＋加熱運転モードでは、制御装置は、第２配管２５と第２接続部１２ｂとを接続するように第２三方弁１４ｂを作動させる。その他の制御対象機器の作動状態は第１実施形態の暖房＋加熱運転モードと同じである。これにより、冷凍サイクル装置１０は、図１８の矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

このとき、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、圧縮機１１吐出口側から室内凝縮器１３入口側へ至る範囲の冷媒が、第１配管２４を介して補助熱交換器１５へ流入するとともに、補助熱交換器１５から流出した冷媒が、第２配管２５を介して室外熱交換器１７入口側へ導かれる。つまり、冷媒流路切替手段が第１冷媒流路に切り替えると、室内凝縮器１３および補助熱交換器１５が並列的な接続関係となる。

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０によれば、圧縮機１１から吐出された直後の高温冷媒によって二次電池５５の即効暖機を行うことができる。なお、本実施形態においても、第１実施形態の効果（１）〜（３）、（５）を奏する。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）第２実施形態では、補助熱交換器１５の冷媒入口１５ｃ、冷媒出口１５ｄと第１、第２配管２４、２５との連通状態を切り替える連通状態切替手段として、四方弁２６を用いたが、これ以外のものを用いても良い。例えば、冷媒入口１５ｃ、冷媒出口１５ｄのそれぞれと第１、第２配管２４、２５側とをそれぞれ接続する冷媒通路と、各冷媒通路を開閉する開閉手段とを用いても良い。

（２）上記した各実施形態では、暖房用膨張弁１３として電気式膨張弁を用いたが、電気式膨張弁の代わりにキャピラリ等の固定絞りを用いても良い。この場合、暖房用膨張弁１３を迂回させて冷媒を流すバイパス経路と、このバイパス経路を開閉する開閉弁とを設ける。冷房運転モード時では、開閉弁を開くことで、暖房用膨張弁１３を迂回させて冷媒を流す。同様に、冷房用膨張弁１９として、電気式膨張弁の代わりに固定絞りを用いても良い。

（３）上記した各実施形態では、補助熱交換器１５で電池用送風空気を冷却あるいは加熱することによって、二次電池５５を冷却あるいは加熱したが、補助熱交換器を水―冷媒熱交換器で構成し、補助熱交換器で水を冷却あるいは加熱することによって、二次電池５５を冷却あるいは加熱しても良い。この場合、水が第２温度調整対象物となる。また、補助熱交換器を冷媒と二次電池５５とが直接熱交換する構成としても良い。この場合、二次電池５５が第２温度調整対象物となる。

（４）上記した各実施形態では、冷凍サイクル装置１０を電気自動車に適用した例を説明したが、もちろん内燃機関から車両走行用の駆動力を得る通常の車両や、内燃機関と走行用電動モータの双方から車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用してもよい。内燃機関を有する車両に適用する場合には、内燃機関の冷却水を熱源として室内用送風空気を加熱するヒータコアを設けてもよい。

（５）上記した各実施形態では、第２温度調整対象物が二次電池５５に送風される電池用送風空気であったが、車室内空間に送風される車室内用送風空気であっても良い。この場合、例えば、室内蒸発器２０にて車室内の前席に吹き出される車室内用送風空気を冷却あるいは加熱し、補助熱交換器１５にて車室内の後席に吹き出される車室内用送風空気を冷却あるいは加熱しても良い。これによれば、ヒートポンプを用いたデュアルエアコンとして後席での冷房あるいは暖房が可能となる。

（６）上記した各実施形態では、第１温度調整対象物として空調対象空間へ送風される室内用送風空気を加熱あるいは冷却した例を説明したが、第１温度調整対象物はこれに限定されない。例えば、第１温度調整対象物として飲料水や生活用水等を採用してもよい。また、上記した各実施形態では、第２温度調整対象物を冷却あるいは加熱することによって、二次電池５５を冷却あるいは加熱した例を説明したが、始動前あるいは始動直後、走行中に最適温度範囲内で冷却や加熱を必要とされる車載機器の冷却あるいは加熱を行ってもよい。例えば、内燃機関（エンジン）、電動モータ、インバータ、トランスミッション等の冷却あるいは加熱を行ってもよい。

（７）上記した各実施形態では、冷凍サイクル装置１０を車両に適用したが、冷凍サイクル装置１０を車両以外に適用してもよい。例えば、第１温度調整対象物を室内へ送風させる送風空気とし、第２温度調整対象物を発電装置の温度調整を行うための熱媒体としてもよい。

（８）なお、上記した各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

１０ 冷凍サイクル装置
１１ 圧縮機
１３ 室内凝縮器
１５ 補助熱交換器
１６ 暖房用膨張弁
１７ 室外熱交換器
１９ 冷房用膨張弁
２０ 室内蒸発器
２１ 電池用膨張弁、第２電池用膨張弁
２４ 第１配管
２５ 第２配管
２６ 四方弁
２７ 第１電池用膨張弁

Claims (4)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒と外気とを熱交換させて前記圧縮機吸入口側へ流出させる室外熱交換器（１７）と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒および前記室外熱交換器から流出した冷媒のうち一方の冷媒と第１温度調整対象物とを熱交換させる利用側熱交換器（１３、２０）と、
   冷媒と第２温度調整対象物とを熱交換させる補助熱交換器（１５）と、
   前記補助熱交換器に連通する流路断面積が大きな第１配管（２４）と、
   前記補助熱交換器に連通する流路断面積が小さな第２配管（２５）と、
   サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１８ａ、１９、２１ａ、２６）とを備え、
   前記冷媒流路切替手段は、少なくとも、前記圧縮機吐出口側から前記室外熱交換器入口側へ至る範囲の冷媒が、前記第１配管を介して前記補助熱交換器へ流入するとともに、前記補助熱交換器から流出した冷媒が、前記第２配管を介して前記室外熱交換器入口側へ導かれる第１冷媒流路と、前記室外熱交換器出口側から前記圧縮機吸入口側へ至る範囲の冷媒が、前記第２配管を介して前記補助熱交換器へ流入するとともに、前記補助熱交換器から流出した冷媒が、前記第１配管を介して前記圧縮機吸入口側へ導かれる第２冷媒流路とを切替可能に構成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 前記利用側熱交換器として、前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記第１温度調整対象物と熱交換させて放熱させ、前記室外熱交換器入口側へ流出させる放熱用熱交換器（１３）が設けられており、
   前記第１冷媒流路に切り替えられたとき、前記放熱用熱交換器出口側から前記室外熱交換器入口側へ至る範囲の冷媒が、前記第１配管を介して前記補助熱交換器へ流入するとともに、前記補助熱交換器から流出した冷媒が、前記第２配管を介して前記室外熱交換器入口側へ導かれることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記補助熱交換器は、冷媒が流入する冷媒入口（１５ｃ）と冷媒が流出する冷媒出口（１５ｄ）とを有し
   前記冷媒流路切替手段は、前記補助熱交換器の冷媒入口と前記第１配管とが連通するとともに、前記補助熱交換器の冷媒出口と前記第２配管とが連通する第１連通状態と、前記補助熱交換器の冷媒入口と前記第２配管とが連通するとともに、前記補助熱交換器の冷媒出口と前記第１配管とが連通する第２連通状態とを切り替える連通状態切換手段（２６）を有し、
   前記連通状態切換手段は、前記第１冷媒流路に切り替えられたとき、前記第１連通状態とし、前記第２冷媒流路に切り替えられたとき、前記第２連通状態とし、
   前記補助熱交換器の冷媒入口と前記連通状態切換手段との間に配置され、前記補助熱交換器（１５）の冷媒入口に流入する冷媒を減圧する減圧手段（２１）を備えることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記補助熱交換器と前記第１配管との間に配置され、前記補助熱交換器に流入する冷媒を減圧する第１減圧手段（２７）と、
   前記補助熱交換器と前記第２配管との間に配置され、前記補助熱交換器に流入する冷媒を減圧する第２減圧手段（２１）とを備えることを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。

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