JP2017523371A

JP2017523371A - 冷媒回路の冷媒流のための分岐手段

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Publication number: JP2017523371A
Application number: JP2016575114A
Authority: JP
Inventors: ローラント、ハオスマン
Original assignee: ヴァレオクリマジステーメゲーエムベーハー
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2017-08-17
Also published as: EP3161393A1; US20170138651A1; WO2015197612A1; DE102014108989A1; CN106662380A

Abstract

冷媒回路（１０）、特にバッテリ冷却器回路（３０）の冷媒流のための分岐手段は、入口（５２）を有するとともに、２つの冷却分岐部（３４，３６）に通じる少なくとも２つの出口ライン（５８）を有し、少なくとも１つの絞り段が分岐手段（４４）に組み込まれる。

Description

本発明は、冷媒回路の、特にバッテリ冷却器回路の、冷媒流のための分岐手段に関する。

電気的に動作される車両又はハイブリッド車両では、バッテリモジュールが動作中に熱を発生させ、この熱はしばしば冷却回路によって放散される。ここで、バッテリモジュールの冷却においては、車両に既に設けられる車両空調システムの冷却サブ回路を使用することが都合良い。

大部分のバッテリセルは互いに熱的に切り離される別個のバッテリモジュールを形成するように組み合わされ、それにより、個々のバッテリモジュール間で熱が交換されないため、バッテリ冷却器回路は、しばしば、何れの場合にもバッテリモジュールのうちの１つ以上に対して割り当てられる複数の冷却分岐部に分けられる。この場合には、冷却分岐部に冷媒を平行に流通させようとする。

ガス冷却器の出口と冷媒を個々の冷却分岐部へと分ける分岐手段への入口との間に設けられる専用の膨張装置をバッテリ冷却器回路に割り当てることが知られている。ここで、膨張装置として、バッテリ冷却器回路内の状態にしたがって冷媒流通を制御する既知の自動調温膨張弁（ＴＸＶ）が使用される。この場合、自動調温膨張弁における圧力降下は、全体の圧力差の約６０〜９５％に相当し、一方、分岐手段における圧力降下は、単に３〜１０％に相当するにすぎない。この理由は、車両空調システムの高圧分岐部と低圧分岐部との間の圧力差が低温の存在下におけるよりも高い外気温度の存在下においてかなり大きいからである。しかしながら、自動調温膨張弁は、最小動作温度、したがって最小圧力差の存在下でさえ、適切な量の冷媒、すなわち、適切な冷媒流れを蒸発器へ供給しなければならず、これは、分岐部手段における圧力降下が小さい場合にだけ可能である。したがって、既知の分岐手段は、圧力降下を小さくするように構成される。

個々のバッテリセルの最も長い想定し得る耐用寿命を確保するためには、５Ｋ以下の非常に小さい温度差のみが個々のバッテリセル間に行き渡るようにしなければならない。しかしながら、分岐手段にわたる小さい圧力降下は、比較的高い温度の存在下において分岐ポイントの上流側で常に液体−気体混合物の状態で存在する冷媒の様々な冷却器分岐部への均質な分配を実現することを困難にする。

分岐手段における相混合に起因して、少ない流通の存在下でさえ様々な出口ラインへの２相混合物の可能な限り均質な分配を実現するためには、既知の分岐手段を正確に垂直方向で設置することも必要である。

また、バッテリモジュールの冷却の場合、冷却装置は、例えば−１０℃以下にまで至る低い外気温度の存在下でさえ機能しなければならず、これに対し、車室冷房装置は、通常、そのような温度の存在下で作動が停止される。

しかしながら、そのような低い温度の存在下では、分岐手段の上流側の液体冷媒の割合がほぼ１００％であり、既知の分岐手段はそのために構成されていない。

本発明の目的は、夏及び冬の両方の外気温度の全範囲にわたってバッテリ冷却器回路における均質な冷却性能を確保すると同時に、システムのコスト及び構造サイズが減少されるようにすることである。

前記目的は、冷媒回路、特にバッテリ冷却器回路の冷媒流のための分岐手段であって、入口を有するとともに、２つの冷却分岐部に通じる少なくとも２つの出口ラインを有し、少なくとも１つの絞り段が分岐手段に組み込まれる、分岐手段によって達成される。冷媒の分配機能と減圧機能とが１つの構成要素において組み合わされるという事実により、構造サイズ及び製造コストが減少される。既知の構成に対して、膨張装置、すなわち、減圧器と、個々の冷却分岐部における分岐手段との間の距離をかなり減少させることができ、それにより、個々の冷却分岐部への特に冷媒の液体部分のより均一な分配がもたらされる。したがって、バッテリ冷却器回路の個々の冷却分岐部への液体冷媒の均一で適切な供給も確保される。

好ましい実施形態では、絞り段が個々の出口ラインへの分岐ポイントの上流側に配置され、この場合、絞り段は特に分岐ポイントの直ぐ上流側に位置される。冷媒流を個々の出口ラインへと分ける部分に対する絞りポイントの空間的な近接性に起因して、絞りポイントの下流側では冷媒流における液相及び気相が依然として十分に混合されたままであり、それにより、冷媒の液体部分を含めて、個々の出口ラインへの冷媒の均質な分配が確保される。冷却性能は主に冷媒の液相の蒸発と関連があるため、それにより、両方の冷却分岐部で非常に均質な冷却性能を得ることができる。

分岐ポイントの上流側で絞り段を使用することにより、絞り段の直ぐ下流側でフィルタを使用して、冷媒の液相及び気相を十分に混合させた状態に維持するとともに、個々の出口ラインへの分割中に２つの相の最良の想定し得る均質化を実現するのが都合良いことが分かってきた。

他の好ましい実施形態では、絞り段が２つの出口ラインへの分岐ポイントの下流側に配置される。このとき、分岐手段の入口における圧力は、冷媒回路における高圧側の圧力にほぼ対応し続けてもよく、また、冷媒の熱力学的状態は、少なくとも高い外気温度の存在下で超臨界のままである。分岐ポイントそれ自体においては、冷媒が単相状態で存在し、したがって、２相混合物の分配に関する既知の問題に直面することなく、冷媒を容易に個々の出口ラインへと均一に分配できる。

絞り段は、出口ラインのそれぞれの絞りポイント、すなわち、流れ断面の収縮部を有することが好ましく、前記絞りポイントは特に同一の形状を成し、それにより、出口ラインの全てにおいて及び前記出口ラインから供給される冷却分岐部の全てにおいて同じ状態が行き渡る。

絞り段の絞りポイントを較正孔によって形成することができる。較正孔は分岐手段の本体に直接に形成されることが好ましく、また、較正孔は、分岐ポイントの上流側のメインライン或いは分岐ポイントの下流側の出口ラインのいずれかの一体構成部分を形成する。較正孔の長さ及び内径を非常に正確に規定して再生可能に製造することができ、それにより、絞りポイントにわたる圧力降下を正確に設定できる。また、付加的な構成要素を使用する必要性がない。

絞り段が出口ラインに設けられる場合には、分岐手段の構造長さを小さく維持するために、較正孔がメインラインの分岐ポイントに直接に隣接するように形成されてもよい。

他の好ましい実施形態において、絞り段は、較正内径を伴う挿入パイプによって形成される絞りポイントを有する。この場合、減圧の既知の原理にしたがって、絞りポイントにおける流れ断面の正確な減少を実現するために、別個のパイプが入口、メインライン及び／又は又は出口ラインに挿入される。そのようなパイプは、簡単且つ安価な方法で高い精度をもって予め製造することができるとともに、分岐手段における適切な場所に挿入して締結することができる。

分岐手段の本体にパイプを締結するために、パイプは、例えば、分岐手段の本体にねじ込まれるネジ込みスリーブ内に挿入されてもよい。これは、分岐手段の入口又はメインラインの領域内の絞りポイント及び出口ラインの領域内の絞りポイントの両方において考えられる。したがって、絞りポイントの容易な交換及び簡単なメンテナンスも可能である。

ネジ込みスリーブに端部ストッパを設けることが都合良く、この端部ストッパは、分岐手段の本体内へのパイプの正確な位置決めを確保する。

絞りポイントにおける、較正孔及び較正内径を有するパイプの両方における適切な内径は例えば０．２〜１．０ｍｍであり、また、適した長さは１０〜４０ｍｍである。絞りポイントの長さの増大に伴って、流れが更に安定になるとともに、流れにおける振動の生成に対する感度が低下される。

絞りポイントの汚染を防止するために、フィルタが絞りポイントの上流側に配置されることが好ましい。

１つの想定し得る実施態様では、流れに関して直列を成す２つの絞り段によって２段減圧が行われ、これらの絞り段のそれぞれが絞りポイントを有する。ここで、第１の絞り段が分岐ポイントの上流側で分岐手段のメインラインに又は入口の領域内に設けられてもよく、また、第２の絞り段が分岐ポイントの下流側で出口ラインに配置されてもよい。

絞りポイントの内径は何れの場合にも固定して予め規定され、また、挿入パイプに関しては分岐手段を構造的に交換することなく絞りポイントの内径を変えることができない。

分岐手段にわたる所望の圧力降下は、絞りポイントの形態、具体的には絞りポイントの配置、断面、及び、長さによって設定される。

分岐手段は、圧力降下全体の例えば１０〜５０％をもたらす場合がある。

約２０〜４０℃の外気温度の存在下で、すなわち、夏の条件下で、冷媒は、分岐手段の入口において、単相のみを伴って、依然としてほぼ超臨界状態又は液体状態にあることが好ましい。

約−１０〜０℃の低い外気温度の存在下で、すなわち、冬使用中に、冷媒は、分岐手段の入口で完全にその液相状態にあることが好ましい。この場合も、２つの出口ラインへの均質な分配が問題なく可能である。

好ましくは、実情は、冷媒流が任意の動作状態で分岐ポイントの下流側において明らかに分離された相を有し、それにより、２つの出口ラインへの冷媒流の均質な分配が常に実現される。したがって、２つの冷却分岐部におけるバッテリモジュールの均一な冷却が常に確保される。また、垂直設置位置からの偏位に関する感度が大きく減少される。

好ましい実施形態では、分岐手段が２つの出口ラインを有する。２つの出口ラインの代わりに３つ以上の出口ラインを分岐手段に設けることが自明に想定し得る。同様に、同一又は同様の構成の更なるバッテリ冷却器回路を前述の分岐手段を有するバッテリ冷却器回路に対して並列に接続することも想定し得る。

以下、複数の典型的な実施形態に基づき、添付の図を参照して、本発明を更に詳しく説明する。

本発明に係る分岐手段を伴うバッテリ冷却器システムを有する車両空調システムの概略図である。第１の実施形態における本発明に係る分岐手段の概略断面図を示す。第２の実施形態における本発明に係る分岐手段の概略断面図を示す。第３の実施形態における本発明に係る分岐手段を有する減圧器の概略断面図を示す。バッテリ冷却器システムの減圧器の遮断弁の切り換えサイクルの概略図である。外気温度に応じたバッテリ冷却器システムの減圧器における最大圧力差の線図である。外気温度に応じたＲ７４４の蒸発におけるエンタルピー差の線図である。低い外気温度及び高い外気温度の存在下におけるバッテリ冷却器システムの動作範囲を示す冷媒Ｒ７４４のモリエ線図を示す。

図１は、車両空調システムの冷媒回路１０を示す（これ以上詳しく説明しない）。冷媒、この場合にはＲ７４４が、複数の冷却サブ回路を通じて流れる。前記冷媒は、例えば外気を用いて冷却することによってガス冷却器１４内で冷却される前に圧縮機１２内で圧縮される。その後、ガス状の高加圧冷媒が内側熱交換器１６を通過し、該内側熱交換器１６内で、ガス状の高加圧冷媒は、その熱エネルギーの一部を戻り流路上の膨張冷媒へ解放する。

第１の冷却サブ回路１８内では、冷媒流が車両空調システムの蒸発器２０を通過し、該蒸発器２０を用いて例えば車両内部の車室が冷却される。

蒸発器２０の上流側には遮断弁２２が配置され、冷却が必要とされないときに該遮断弁２２を用いて冷却サブ回路１８を遮断できる。この例において、遮断弁２２は、断面が減少された開口の形態を成す減圧段を備え、この減圧段は、絞りポイントとして作用するとともに、減圧によって冷媒の部分的な膨張をもたらす。

高圧側から低圧側への減圧は、ここでは、例えばＲ７４４冷媒回路に関して知られるような固定して予め規定された断面収縮によって実現される。前記絞りポイントの直径は、とりわけ、蒸発器の所要の性能に依存する態様で選択される。

遮断弁２２は、バイパスライン２４を用いて安全弁２６とブリッジされる。安全弁２６は、該安全弁２６で臨界圧閾値に達するときに冷却サブ回路１８を通じた冷媒流を可能にするように構成され、この臨界圧閾値は例えば約１２０〜１５０ｂａｒ（１２〜１５ＭＰａ）であってもよい。

一般に、Ｒ７４４を冷媒として使用する際には、冷媒回路が過度の圧力から保護されなければならない。これは、この場合には、圧力の突然の増大時に冷媒回路の高圧側から低圧側への流れ接続を開放する安全弁２６によって実現される。前記バイパス機能は、この場合には、全ての動作条件下で利用できる。そのような圧力上昇は、例えば激しい車両加速時に生じる場合があり、その場合には、圧縮機スループットを十分迅速に下方調整することができず、そのため、多量のガスがガス冷却器１４内へ導かれる。

蒸発器２０から逆流する冷媒は、再び内側熱交換器１６を通過するとともに、アキュムレータ２８を通過し、このアキュムレータ２８内で、存在する任意の冷媒は、該冷媒が元の圧縮機１２へと逆流する前に分離される。

第１の冷却サブ回路１８に対して平行に、冷媒は、バッテリ冷却器システム３２の一部であるバッテリ冷却回路３０を通じて流れる。バッテリ冷却器回路は約０．５〜２ｋＷの冷却能力を有してもよい。ハイブリッド車両又は電気車両のバッテリセル（ここではこれ以上説明しない）は、この場合、並列に接続される２つの冷却分岐部３４，３６によって冷却される複数のモジュールを成して配置される。したがって、この場合、バッテリ冷却器回路３０は、バッテリモジュールを通過した後に共通の戻し吸引ライン３８に通じる２つの冷却分岐部３４，３６に分けられる。冷却分岐部３４，３６は蒸発器としての機能を果たし、該蒸発器では、その内部に位置される液状冷媒が、バッテリセルから熱を吸収し、したがってガス状態へと変化する。

蒸発器２０の出口の下流側で、第１の冷却サブ回路１８が戻し吸引ライン３８に通じる。

減圧器４０が２つの冷却分岐部３４，３６の上流側に配置される。ここに示される変形において、減圧器４０は、分岐手段４４の上流側に配置される遮断弁４２を有する。

以下で更に説明される想定し得る実施形態（図４参照）では、遮断弁４２及び分岐手段４４が組み合わされて単一の構成要素を成す。しかしながら、これらが別個の構成要素として形成されてもよい。遮断弁４２を省いて、専ら分岐手段４４を用いて減圧を実現することもできる。

遮断弁４２は、該遮断弁４２の開放状態を規定できるコントローラ４６に接続される。この例において、遮断弁４２は、２つの制御状態「開放」及び「閉鎖」のみをとることができる。

この例では、遮断弁４２の直ぐ下流側に、同様にコントローラ４６に接続される温度センサＴ_１が配置される。ここでは、コントローラ４６に同様に接続される第２の温度センサＴ_２が、２つの冷却分岐部３４，３６の接続ポイント４８に直接に設けられる。

図２〜図４は、分岐手段４４の様々な実施形態を示す。明確にするために、３つの全ての実施形態において参照符号４４が使用されている。

図２に示される分岐手段４４は本体５０を有し、該本体５０には、メインライン５４へと移行する入口５２が陥凹状に形成される。メインライン５４の端部には分岐ポイント５６が位置され、該分岐ポイントから進んで、メインライン５４は、これらの例では何れの場合にも同一の形状を成す２つの出口ライン５８に分かれる。出口ライン５８のそれぞれは出口６０へと移行し、該出口６０によってそれぞれの出口ライン５８がバッテリ冷却器回路３０の２つの冷却分岐部３４，３６のうちの一方に接続される。

絞り段が分岐手段４４に組み込まれ、該絞り段は、絞りポイントとして作用し、したがって絞りポイントの下流側で圧力減少をもたらす収縮部を有する。

図２に示される例において、絞り段は、出口ライン５８のそれぞれで、何れの場合にも固定して予め規定された直径及び長さの１つの較正孔６２を用いて実現される。この場合、較正孔６２は、分岐ポイント５６に直接に隣接し、したがって、前述のメインライン５４の直ぐ下流側に位置される。

２つの出口ライン５８への分岐の代わりに、３つ以上の出口ライン５８への分岐をもたらすこともできる。同様に、バッテリ冷却器回路３０に対して平行に接続される更なるバッテリ冷却器回路（図示せず）に複数の分配器４４を設けることもできる。

この例では、絞り段が分岐ポイント５６の下流側に設けられる。これは、メインライン５４内で完全に或いは略完全に単相（以下で更に詳しく説明されるように、外気温度に応じて超臨界又は液体）状態で存在する冷媒が２つの出口ライン５８へと均一に分けられるという効果を有する。凝集の均一な状態に起因して、分岐手段４４の非垂直設置位置も何ら問題をもたらさない。

ここでは、分岐手段４４の汚染を防止するフィルタ６４が入口５２内に設けられる。

これらの例では、入口５２がコネクタピース６６を成して形成され、該コネクタピース６６によって分岐手段４４をバッテリ冷却器回路３０のパイプラインに或いは遮断弁４２に接続できる（図４参照）。

較正孔６２は、例えば、０．２〜１．０ｍｍの直径と、１０〜４０ｍｍの長さとを有し、この場合、絞りポイントの長さを増大させることにより、流れが更に安定するようになるとともに、流れにおいて振動をもたらす傾向も減少される。

図３は、メインライン５４の領域に絞り段が設けられる分岐手段４４の一実施形態を示す。この場合、分岐ポイント５６の上流側で既に減圧が行われる。

絞りポイントの下流側にはフィルタ６８が配置され、該フィルタ６８は、液体部分と気体部分とが完全に混合されることによって絞りポイントの下流側で冷媒を均質化し、それにより、２つの出口ライン５８への均質な分配が実現される。

図３の例では、較正内径を有する別個の挿入パイプ７０によって絞りポイントが形成される。内径及び長さは、先行する典型的な実施形態の較正孔６２の場合と同じ方法で選択されてもよい。

分岐手段４４の本体５０にパイプ７０を締結するために、入口５２のコネクタピース６６にねじ込まれるネジ込みスリーブ７２が設けられる。ネジ込みスリーブ７２の代わりに、コネクタピース６６に差し込まれるプラグインスリーブを使用することもできる。

ネジ込みスリーブ７２は、メインライン５４内のパイプ７０の正確な位置決めに役立つ端部ストッパ７４を有する。

入口側において、パイプ７０は、分岐手段４４の汚染を防止するフィルタ６４によって覆われる。

挿入パイプ７０の較正内径を孔として高い精度でもたらすことができる。

挿入パイプ７０の代わりに、例えば出口ライン５８に関して図２で説明されたように、メインラインで孔を本体５０に形成することもできる。同様に、図２に示される実施形態では、較正孔６２の代わりに、何れの場合にも較正内径を有する１つのパイプ７０を出口ライン５８に挿入することもできる。

更に、１つの絞りポイントだけでなく、流れに関して直列を成す２つの絞りポイントを分岐手段４４に設けることもでき、この場合、第１の絞りポイントがメインライン５４内に配置され、第２の絞りポイントは、出口ライン５８のそれぞれに何れの場合にも１つの収縮部によって形成される。

図４は、流れに関して直列を成す２つの絞り段を有する減圧器４０を示す。

減圧器４０は、この場合には、分岐手段４４と遮断弁４２とから構成され、これらは分岐手段４４のコネクタピース６６を用いて互いに螺合される。この例では、分岐手段４４が図２に示される分岐手段４４に対応する。しかしながら、図３に示される実施形態のような分岐手段又は何らかの他の適した分岐手段４４を使用することもできる。

この例において、遮断弁４２は、バッテリ冷却器システム３２のコントローラ４６に接続される電磁石７６によって切り換えられる。電磁石７６を用いて、遮断弁４２は、該遮断弁４２の入口７８を通じた冷媒流れが全体的に許容され或いは完全に停止されるその２つの切り換え状態「開放」及び「閉鎖」間で切り換えられる。

遮断弁４２の弁座８０の直ぐ下流側には、この場合には冷媒のための流通断面の収縮部を構成する較正孔８２によって第１の絞り段が実現される。較正孔８２の断面は、入口７８の断面に対して及び分岐手段４４の隣接する入口５２の断面に対しても狭められる。このようにすると、冷媒の第１の膨張、及び、第１の減圧が、較正孔８２内でもたらされる。

分岐手段４４には、この場合には出口ライン５８に較正孔６２により形成される収縮部によって第２の絞り段が形成され、これらの較正孔６２は、冷媒の第２の減圧及び更なる膨張をもたらす。

遮断弁４２の本体における較正孔８２の代わりに、較正内径を有する較正孔又はパイプ７０を分岐手段４４の入口５２に設けることもできる。このようにすると、遮断弁４２の構成を更に簡略化できる。

出口ライン５８から、冷媒は、バッテリ冷却器回路３０の２つの冷却分岐部３４，３６内へ流れる。

図１に示される実施形態において、バッテリ冷却器システム３２は、「冬条件」下の低い外気温度の存在下で、すなわち、約−１０〜０℃の温度の存在下で、約１０ｂａｒの圧力差及び約２４０ｋＪ／ｋｇのエンタルピー差が減圧器の両端間で得られるように構成される。圧力差は、冷媒回路１０全体の高圧側と低圧側との間の圧力差に関して設定されてもよい。これらのパラメータは、減圧器４０の絞り段の特定の形態によって得られる。

絞り段における断面収縮によって実現される冷媒流が低い外気温度の存在下でさえバッテリ冷却器回路３０におけるバッテリモジュールにとって適した冷却性能を与えるのに十分大きいことが重要である。これらの外気条件下では、超臨界状態に対する相境界を約１〜５ケルビンだけ通り越す（図８も参照）。

夏に広く行き渡る外気温度の存在下、すなわち、最大で約４０℃の温度の存在下では、かなり大きい圧力差が冷媒回路１０及びバッテリ冷却器回路３０の高圧側と低圧側との間に行き渡る。冷却分岐部３４，３６内で十分に蒸発され得ない、したがって、車室の空調における蒸発器２０の冷却性能を低下させる、そのような条件下での分岐手段４４を通じた液状冷却剤の過度に大きい流量を防止するために、遮断弁４２がパルス態様で動作される。

これが図５に概略的に示される。実線の曲線は、高い外気温度の存在下で冷却性能が最適化されるように遮断弁４２がコントローラ４６によりパルス幅変調を伴って動作されることを示す。遮断弁４２の開放持続時間は、温度センサＴ_１，Ｔ_２により送信される値から、すなわち、分岐手段４４の入口５２での冷媒温度と前記冷媒がバッテリ冷却器回路３０の冷却分岐部３４，３６を通過した後の冷媒温度とから、コントローラ４６によって計算される。

遮断弁４２が２つの開放状態間で閉鎖されたままになっている時間は３０秒以上に相当してもよく、これは、遮断弁４２が閉鎖段階間で開放している時間にも当てはまる。これは、バッテリモジュールを伴うバッテリ冷却器回路３０が例えば車両空調システムの蒸発器２０よりも高い熱的に活性な質量を有しているために可能である。

一方、冬には、すなわち、低い外気温度及び小さい圧力差の存在下では、遮断弁４２が継続的に開放しているというのが実情である（図５の破線参照）。

図６及び図７は、冷媒回路１０の高圧側で及びその低圧側で広く行き渡る圧力を外気温度の関数として示す。高圧側の圧力プロファイルが菱形によって示され、一方、低圧側の圧力プロファイルが正方形によって示される。図６から読み取ることができるように、−１０〜０℃の冬条件の存在下では、７〜９ｂａｒ（０．７〜０．９ＭＰａ）の圧力差を予期することができ、一方、外気温度が２５〜４０℃の夏条件の存在下では、かなり高い圧力差、例えば３５〜６５ｂａｒ（３．５〜６．５ＭＰａ）が広く行き渡り、この場合、９０ｂａｒの圧力差さえも広く行き渡る場合がある。

そのような測定値から、冷媒回路１０における既存のバッテリ冷却器システム３２に関して、減圧器４０の最適な形態を計算することができる。この目的のため、図７において外気温度の関数としてプロットされる、冷媒、この場合にはＲ７４４の蒸発中のエンタルピー差を考慮に入れることも必要である。

高圧側と低圧側との間の圧力差は、上昇する外気温度に伴って大きく増大する。生成される質量流量は、圧力差の平方根にほぼ伴って変化するため、例えば、−１０℃の外気温度においては、バッテリ冷却器回路３０の想定し得る冷却性能が＋４０℃の外気温度に対して約４０％低下されるというのが実情である。バッテリ冷却器システム３２、特に減圧器４０が低い外気温度の存在下で動作において最適化される場合、これは、高い外気温度の存在下での動作中に遮断弁４２がその時間の約３０〜９０％にわたって閉じられるべきであるという効果を有する。

車両空調システムの蒸発器２０に役立つ冷媒回路１０の残りの形態、特に冷却サブ回路１８の形態は、これらの配慮によって影響されない。これは、バッテリ冷却器回路３０における減圧器４０のみがそれに対応して構成されなければならないからである。

図８は、モリエ線図に基づき、幾つかの条件（高い外気温度）下及び冬の条件（低い外気温度）下で冷媒回路１０の動作において通り抜けられるサイクルを示す。

ポイントＡ〜Ｇを伴うグラフの上側のサイクルは、高い外気温度の存在下での動作を表す。

この場合には好ましくは８０〜１２０ｂａｒにある高圧側は、超臨界範囲内で動作される。ポイントＡからポイントＢまで、圧縮機１２内で冷媒の圧縮が行われる。ポイントＢからポイントＣまで、超臨界冷媒がガス冷却器１４内で冷却される。ポイントＣからポイントＤまで、冷媒回路１０の高圧側で内側熱交換器１６によって更なる冷却が実現される。ポイントＤからポイントＥまで、減圧器４０の第１の絞り段で減圧が行われ、この場合、減圧は最大で液体境界のところまで行われ、それにより、冷媒は、それが分岐手段４４に入るときには、単相形態のみの状態にとどまり、或いは、超臨界状態にある。ポイントＥからポイントＦまで、減圧器４０の第２の絞り段で、この場合には分岐手段４４の出口ライン５８で更なる減圧が行われる。ポイントＦからポイントＧまで、バッテリ冷却器回路３０の冷却分岐部３４，３６内のバッテリモジュールの冷却が行われ、この場合、冷媒が蒸発されて、冷媒がバッテリモジュールから熱を吸収する。最後に、ポイントＧからポイントＡまで、冷媒は、戻し吸引ライン３８を介して流れて、内側熱交換器１６を通過し、元の圧縮機１２へと流れ、この場合、前記冷媒が高圧分岐部から熱を吸収する。

冬の動作（ポイントａ〜ｆを伴う図８の下側のサイクル）では、臨界点未満で同じサイクルが行われる。ポイントａからポイントｂまで、冷媒が圧縮され、また、ポイントｂからポイントｄまで、前記冷媒が冷却される。減圧器４０の第１の絞り段における冷媒の膨張後（ポイントｄ〜ポイントｅ）、冷媒は完全に液相状態にある。冷媒は、それが第２の絞り段を通過するときだけ、気体部分を有することができる。

しかしながら、ここで説明される例において、冷媒は、それが分岐手段４４にあるときに依然として単相形態のみの状態にある。このようにすると、相混合の存在下にあるよりも容易に２つの冷却分岐部３４，３６への均質な分配が可能である。

Claims

冷媒回路（１０）の、特にバッテリ冷却器回路（３０）の、冷媒流のための分岐手段であって、入口（５２）を有するとともに、２つの冷却分岐部（３４，３６）に通じる少なくとも２つの出口ライン（５８）を有し、少なくとも１つの絞り段が前記分岐手段（４４）に組み込まれる、分岐手段。
前記絞り段が前記２つの出口ライン（５８）への分岐ポイント（５６）の上流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の分岐手段。
前記絞り段の下流側にフィルタ（６８）が配置されることを特徴とする請求項２に記載の分岐手段。
前記絞り段が前記２つの出口ライン（５８）への分岐ポイント（５６）の下流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の分岐手段。
前記絞り段が前記出口ライン（５８）のそれぞれにおいて収縮部を有することを特徴とする請求項４に記載の分岐手段。
前記絞り段は、較正孔（６２）によって形成される絞りポイントを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の分岐手段。
前記較正孔（６２）は、メインライン（５４）の分岐ポイント（５６）に直接に隣接するように形成されることを特徴とする請求項６に記載の分岐手段。
前記絞り段は、較正内径を有する挿入パイプ（７０）によって形成される絞りポイントを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の分岐手段。
前記パイプ（７０）は、前記分岐手段（４４）の本体（５０）にねじ込まれる又は差し込まれるネジ込みスリーブ（７２）又はプラグインスリーブに挿入されることを特徴とする請求項８に記載の分岐手段。
第１の絞り段が前記分岐ポイント（５６）の上流側に配置され、第２の絞り段が前記分岐ポイント（５６）の下流側に配置されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の分岐手段。