JP2019115128A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機による回生制動時に蓄電装置の残容量が所定値以上に急激に上昇するのを抑制し、かつ、回生制動時に空調装置で消費するエネルギーを有効利用することができる電動車両を提供する。【解決手段】電動車両Ｖｅは、電動機１７と、蓄電装置１６と、空調装置１０と、制御装置１５と、を備えている。空調装置１０の冷媒回路１３は、圧縮機２１と、室外熱交換器２４と、冷房用膨張弁２７と、エバポレータ５３と、を有している。エバポレータ５３は蓄熱部材９０を有している。制御装置１５は、蓄電装置１６の残容量が所定値以上のときに電動機１７による回生制動が行われる場合には、蓄電装置１６の残容量が所定値未満のときよりも、エバポレータ５３の温度を低下させるように空調装置１０を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両に関するものである。

電動車両では、車両の制動時に電動機が発電機として機能する。すなわち、駆動輪の回転が電動機の出力軸に伝達され、出力軸の回転により電動機で電力が回生される。回生された交流電流がインバータで直流電流に変換され、変換された直流電流がインバータから蓄電装置（バッテリ）に供給されて蓄電装置に充電される。
電動車両のなかには、蓄電装置を過充電から保護するため、蓄電装置の残容量が所定値を超えたとき、電動機における回生量を制限するように構成されたものがある。しかし、電動機による回生量が制限されると、回生制動力が通常よりも弱まり、乗員にブレーキフィーリングの変化による違和感を与えてしまう。一方、ブレーキフィーリングの変化を抑えることを優先し、制動中における回生量の制限をなくすと、過充電による蓄電装置の劣化を招く。

この対策として、回生制動力の発生時に、蓄電装置の残容量が所定値を超えたとき、電動車両に搭載されている電気負荷の消費電力を増大させる手段が案出されている。
例えば、電動機による回生制動中に蓄電装置の残容量が所定値を超えたときに、車室内を冷房する冷房装置と車室内を暖房する暖房装置とを並行して動作させるようにした電動車両が案出されている（例えば、特許文献１参照）。
この電動車両の場合、電動機による回生制動中に蓄電装置の残容量が所定値を超えたときに、車両の電気負荷である冷房装置が電力を大きく消費し、かつ、暖房装置が平行して動作することで車室内の急激な温度変化が抑制される。

特開２０１５−１６２９４７号公報

特許文献１に記載の電動車両においては、冷房装置と暖房装置を同時に作動させることで蓄電装置の電力を消費し、それによって回生制動時における過充電を防止している。しかし、この電動車両の場合、車両の走行時に電力を無駄に消費することになるため、エネルギーの効率利用の観点からは好ましくない。

そこで本発明は、電動機による回生制動時に蓄電装置の残容量が所定値以上に急激に上昇するのを抑制し、かつ、回生制動時に空調装置で消費するエネルギーを有効利用することができる電動車両を提供しようとするものである。

本発明に係る電動車両は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る電動車両は、電動機（例えば、実施形態の電動機１７）と、前記電動機と電気的に接続される蓄電装置（例えば、実施形態の蓄電装置１６）と、車室内の空気調和を行う空調装置（例えば、実施形態の空調装置１０）と、前記電動機、前記蓄電装置、及び、前記空調装置を制御する制御装置（例えば、実施形態の制御装置１５）と、を備える電動車両において、前記空調装置は、冷媒が内部を循環する冷媒回路（例えば、実施形態の冷媒回路１３）を備え、前記冷媒回路は、吸引した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（例えば、実施形態の圧縮機２１）と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器（例えば、実施形態の室外熱交換器２４）と、前記室外熱交換器で熱交換を行った冷媒を減圧する膨張弁（例えば、実施形態の冷房用膨張弁２７）と、前記膨張弁で減圧された冷媒と車両の空調空気との間で熱交換を行い冷媒を前記圧縮機に戻す室内熱交換器（例えば、実施形態のエバポレータ５３）と、を有し、前記室内熱交換器は、当該室内熱交換器で発生した冷熱を蓄える蓄熱部（例えば、実施形態の蓄熱部材９０）を有し、前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合には、前記蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、前記室内熱交換器の温度を低下させるように前記空調装置を制御することを特徴とする。

上記の構成により、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われる場合には、蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、室内熱交換器の温度が低下するように空調装置が制御される。このとき、例えば、圧縮機の回転速度が高められることにより、蓄電装置の電力が大きく消費される。これにより、蓄電装置の残容量が低下し、若しくは、残容量の増加速度が抑制される。一方、回生制動時に蓄熱部を含む室内熱交換器に蓄えられた冷熱は、回生制動の終了後に車両の空調空気との間で熱交換を行うことができる。したがって、回生制動時に消費したエネルギー（電力）を回生制動の終了後に有効利用することができる。

前記空調装置は、車室内に吹き出す空調空気が流通する空調ダクト（例えば、実施形態の空調ダクト５１）を備え、前記空調ダクトには、前記室内熱交換器が内部に配置されるとともに、当該空調ダクトに導入される内気と外気の流量割合を調整する内外気調整手段（例えば、実施形態の内気ドア７２、及び、外気ドア７３）が設けられ、前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合には、前記蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、前記室内熱交換器の温度を低下させるように前記空調装置を制御し、かつ、内気が前記空調ダクト内に導入されるように前記内外気調整手段を制御するようにしても良い。
蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われる場合には、蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも室内熱交換器の温度が低下するように空調装置が制御されるとともに、空調ダクト内に車室の内気が循環して導入されることになる。この結果、例えば、圧縮機等によって蓄電装置の電力が消費されるとともに、早期に効率良く室内熱交換器が冷却される。したがって、この構成を採用した場合には、蓄電装置の電力消費を進めつつ、蓄熱部を含む室内熱交換器に効率良く冷熱を蓄熱することができる。

前記空調装置は、車室内に吹き出す空調空気が流通する空調ダクト（例えば、実施形態の空調ダクト５１）を備え、前記空調ダクトには、前記室内熱交換器が内部に配置され、前記空調ダクトの内部の前記室内熱交換器の下流側には、周囲の空気を昇温する昇温用熱交換器（例えば、実施形態のヒータコア５５）と、前記昇温用熱交換器を通過する空気と前記昇温用熱交換器を迂回する空気の割合を調整するエアミックスドア（例えば、実施形態のエアミックスドア５４）と、が配置され、前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合には、前記蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、前記室内熱交換器の温度を低下させるように前記空調装置を制御し、かつ、前記昇温用熱交換器を通過する空調空気の割合が増大するように、前記エアミックスドアを制御するようにしても良い。
蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われる場合には、蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも室内熱交換器の温度が低下するように空調装置が制御されるとともに、昇温用熱交換器を通過する空調空気の割合が増大するようになる。この結果、室内熱交換器で冷却された空調空気の多くが昇温用熱交換器で昇温され、空調ダクトから吹き出される空調空気が過度に冷却されるのを抑制される。

前記空調ダクトの内部の前記室内熱交換器の上流側には、前記室内熱交換器に空気を送る送風手段（例えば、実施形態のブロア５２）が設けられ、前記制御装置は、前記室内熱交換器の温度を低下させた状態のときに、前記蓄電装置の残容量が所定値未満となった際に、前記送風手段の送風量を減少させるように前記空調装置を制御するようにしても良い。
この場合、空調ダクトから吹き出される冷風の風量が抑制され、車室内の乗員の快適性が良好に保たれる。

本発明によれば、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われる場合に、蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、室内熱交換器の温度が低下するように空調装置が制御されるため、蓄電装置の残容量が所定値以上のときに、回生制動によって蓄電装置の残容量が急激に上昇するのを抑制することができる。また、本発明によれば、回生制動時に消費した電力を、蓄熱部を含む室内熱交換器に冷熱として蓄えることができるため、蓄えた冷熱を、回生制動の終了後に車両の空調空気との間で熱交換を行うことができる。したがって、本発明を採用した場合には、回生制動時に空調装置で消費するエネルギーを回生制動の終了後に有効利用することができる。

本発明の一実施形態に係る電動車両の空調装置を中心とした構成図である。 本発明の一実施形態に係る電動車両の空調装置の一部を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る電動車両の空調装置の各部の状態を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る電動車両の空調装置の制御の一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る電動車両の空調装置を中心とした構成図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明においては、電動車両として、エンジン（内燃機関）を具備せず蓄電装置（バッテリ）の電力のみによって駆動される電気自動車を例示するが、電動車両はこれに限定されるものではない。電動車両は、例えば、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle（ＨＶ））や燃料電池自動車（Fuel Cell Vehicle（ＦＣＶ））等の車両であってもよい。

図１は、本実施形態の電動車両Ｖｅの構成を示す図である。
図１に示すように、電動車両Ｖｅは、車両駆動用の電動機１７と、充電が可能な蓄電装置１６（バッテリ）と、車室内の空気調和を行う空調装置１０と、これらを制御する制御装置１５（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）と、を備えている。

電動機１７は、インバータ（図示せず）を介して蓄電装置１６に電気的に接続されている。電動機１７の駆動時には、蓄電装置１６から出力される直流電流がインバータで交流電流に変換されて電動機１７に供給される。電動機１７に交流電流が供給されることにより、電動機１７が駆動力を発生する。電動機１７が駆動力を発生することにより、駆動輪が前進方向または後進方向に回転駆動される。

一方、電動車両Ｖｅの制動時には、電動機１７が発電機として機能する。すなわち、駆動輪の回転が電動機１７の出力軸に伝達され、出力軸の回転により電動機１７で電力が回生される。このとき、電動機１７が抵抗になり、抵抗が回生制動力して電動車両Ｖｅに作用する。電動機１７で回生された交流電流は、インバータで直流電流に変換される。変換された直流電流はインバータから蓄電装置１６に供給され、蓄電装置１６に蓄えられる。

空調装置１０は、空調ユニット１１と、冷房用の冷媒回路１３と、暖房用の温水回路８と、を備えている。
空調ユニット１１は、空調空気が流通する空調ダクト５１と、この空調ダクト５１内に収容されたブロア５２（送風手段）、エバポレータ５３（室内熱交換器）、エアミックスドア５４、及び、ヒータコア５５（昇温用熱交換器）と、を備えている。

空調ダクト５１は、空気取込口５６ａ，５６ｂと空気吹出口５７ａ，５７ｂを有する。上述したブロア５２、エバポレータ５３、エアミックスドア５４、及び、ヒータコア５５は、空調ダクト５１における空調空気の流通方向の上流側（空気取込口５６ａ，５６ｂ側）から下流側（空気吹出口５７ａ，５７ｂ側）に向けてこの順で配置されている。

空気取込口５６ａ，５６ｂは、それぞれ内気を取り込む内気取込口と、外気を取り込む外気取込口を構成している。空気取込口５６ａ，５６ｂは、内気ドア７２と外気ドア７３によってそれぞれ開閉され、例えば、制御装置１５による制御により内気ドア７２と外気ドア７３の開度が調整されることで、空調ダクト５１内に流入する内気と外気の流量割合が調整される。本実施形態においては、内気ドア７２と外気ドア７３が内外気調整手段を構成している。

空気吹出口５７ａ，５７ｂは、それぞれＶＥＮＴ吹出口とＤＥＦ吹出口を構成している。各空気吹出口５７ａ，５７ｂは、ＶＥＮＴドア６３とＤＥＦドア６４によりそれぞれ開閉可能とされている。各空気吹出口５７ａ，５７ｂは、例えば、制御装置１５による制御によりＶＥＮＴドア６３とＤＥＦドア６４の開閉が切り替えられることで、車室内に対する空調空気の吹き出し位置を変更可能とされている。

ブロア５２は、駆動モータに印加される電圧が制御装置１５によって制御される。ブロア５２は、制御装置１５による駆動モータの制御によって風量を調整される。ブロア５２は、空気取込口５６ａ，５６ｂから空調ダクト５１内に取り込まれた空調空気（内気、及び、外気の少なくとも一方）を下流側、つまりエバポレータ５３、及び、ヒータコア５５に向けて送出する。

エバポレータ５３は、内部に流入した低温、かつ、低圧の冷媒と空調ダクト５１内の空調空気との間で熱交換を行ない、例えば、冷媒が蒸発する際の吸熱によって、エバポレータ５３を通過する空調空気を冷却する。

ヒータコア５５は、内部に流入した温度の高い循環液（熱伝導冷媒液）と空調空気との間で熱交換を行う。ヒータコア５５は、内部を流れる循環液の熱を放熱することによって、ヒータコア５５を通過する空調空気を加熱する。

エアミックスドア５４は、例えば、制御装置１５による制御によって回動操作される。エアミックスドア５４は、空調ダクト５１内のエバポレータ５３の下流からヒータコア５５に向かう通風経路を開放する加熱位置と、ヒータコア５５を迂回する通風経路を開放する冷却位置との間で回動する。これにより、エバポレータ５３を通過した空調空気のうちの、ヒータコア５５を通過する空調空気の風量と、ヒータコア５５を迂回する空調空気の風量の割合が調整される。

冷媒回路１３は、電動式の圧縮機２１（コンプレッサ）と、圧縮機２１で圧縮された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４で熱交換を行った冷媒を減圧する冷房用膨張弁２７（膨張弁）と、冷房用膨張弁２７で減圧された冷媒と空調ユニット１１内の流通空気との間で熱交換を行う前述したエバポレータ５３（室内熱交換器）と、を有している。冷媒回路内１３内には、空調用の冷媒が充填されている。

圧縮機２１は、駆動用モータ（図示せず）によって駆動される。駆動用モータは、制御装置１５によって駆動電圧を制御され、それによって圧縮機２１の出力（例えば、回転速度）を変更可能とされている。圧縮機２１は、上流側から吸引した冷媒を加圧して下流側に吐出する。冷媒回路１３のうちの、圧縮機２１の吸引側と吐出側の各近傍部には、圧縮機２１の吸引側と吐出側の各圧力を検出するための圧力センサＰ１，Ｐ２が設置されている。各圧力センサＰ１，Ｐ２の検出信号は制御装置１５に出力される。制御装置１５は、これらの検出信号に基づいて空調装置１０やその他の機器を制御する。

室外熱交換器２４は、冷媒回路１３のうちの、圧縮機２１の下流側に接続されている。室外熱交換器２４は、車室外に配置され、内部に流入した高温、かつ高圧の冷媒と車室外雰囲気との間で熱交換を行なう。また、室外熱交換器２４には、電動式の室外ファン２８が設けられている。室外ファン２８は、制御装置１５による制御によって適宜駆動され、室外熱交換器２４での放熱を促進させる。

冷房用膨張弁２７は、冷媒回路１３のうちの、室外熱交換器２４の下流側に接続されている。冷房用膨張弁２７は、例えば、制御装置１５によって制御される弁開度に応じて冷媒を減圧して膨張させた後、低温、かつ低圧で気液２相（気相リッチ）の噴霧状の冷媒としてエバポレータ５３に吐出する。

エバポレータ５３は、冷媒回路１３のうちの、冷房用膨張弁２７の下流側と圧縮機２１の吸引側とに接続されている。エバポレータ５３は、前述のように空調ダクト５１内に配置され、冷房用膨張弁２７を通過した低温、かつ低圧の冷媒と空調ダクト５１内の空調空気との間で熱交換を行う。エバポレータ５３には、エバポレータ５３で発生した冷熱を蓄える蓄熱部材９０（蓄熱部）が付設されている。蓄熱部材９０は、蓄熱能力の高い金属その他の部材である。エバポレータ５３を通過した冷媒は、圧縮機２１の吸引部に戻される。
なお、図１中の符号７は、冷媒回路１３のうちの、冷房用膨張弁２７の上流側部分とエバポレータ５３の下流側部分に跨って配置された冷房用補助熱交換器である。冷房用補助熱交換器７は、冷房運転の実行時において、冷房用膨張弁２７の上流側部分とエバポレータ５３の下流側部分の間で熱交換を行い、上流側部分の冷媒をエバポレータ５３内に流入する前に冷却する。

冷媒回路１３のうちの、圧縮機２１の吐出側の近傍部には、圧縮機２１から吐出された直後の冷媒温度を検出するための温度センサＴ１が設けられている。また、エバポレータ５３には、エバポレータ５３の蓄熱部材９０の近傍部の温度を検出するための温度センサＴ２が設けられている。各温度センサＴ１，Ｔ２の検出信号は制御装置１５に出力される。制御装置１５は、これらの検出信号に基づいて空調装置１０やその他の機器を制御する。

また、温水回路８は、暖房用主回路４０と発熱部品の冷却回路４１が接続されて構成されている。暖房用主回路４０と冷却回路４１には、循環液（熱伝導冷媒液）が充填されている。

暖房用主回路４０は、循環液を送り出す電動式のオイルポンプ４２と、循環液を加熱するセラミックヒータ等の電気ヒータ４３と、電気ヒータ４３で加熱された循環液と空調ダクト５１内の空調空気との間で熱交換を行う前述したヒータコア５５と、を有している。

発熱部品の冷却回路４１は、モータやジェネレータ、パワードライブユニット（ＰＤＵ）、ＤＣ−ＤＣコンバータ、チャージャ等の発熱し易い電気部品や電子部品を循環液で冷却する回路である。本実施形態の電動車両Ｖｅは、エンジンを搭載しない電気自動車であるが、ハイブリッド自動車のようなエンジンを搭載する電動車両であれば、冷却回路４１によってエンジンを冷却するようにしても良い。

冷却回路４１は、循環液の導入部４１ａと導出部４１ｂを有している。冷却回路４１の導入部４１ａは、暖房用主回路４０のヒータコア５５の下流側部分に接続されている。冷却回路４１の導出部４１ｂは、暖房用主回路４０のオイルポンプ４２の上流側部分に接続されている。

冷却回路４１は、暖房用主回路４０に対し、三方弁等の流路切換弁４４を介して断接可能とされている。冷却回路４１は、流路切換弁４４によって暖房用主回路４０に接続された状態では、冷却回路４１を通過して昇温した循環液がオイルポンプ４２に戻され、その循環液がさらに電気ヒータ４３で暖められてヒータコア５５に導入される。このため、発熱部品の熱を有効利用してヒータコア５５を昇温させることができる。なお、空調装置１０の運転状況によっては、電気ヒータ４３を作動させずに冷却回路４１で昇温させた循環液の熱のみによってヒータコア５５を昇温させることも可能である。

制御装置１５は、車室内の各種の空調スイッチによる設定に基づいて、空調装置１０を制御する。具体的には、制御装置１５は、室内温度設定や運転モード設定等に応じて冷媒回路１３内の圧縮機２１や室外ファン２８、ブロア５２等の回転速度や、エアミックスドア５４の開度、内気ドア７２と外気ドア７３の開閉状態、温水回路８のオイルポンプ４２の運転の有無、流路切換弁４４の切り換え等を適宜制御する。

また、制御装置１５は、運転操作や走行状況に応じて電動機１７と蓄電装置１６とを制御する。制御装置１５には、蓄電装置１６の電力の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）の情報や電動機１７による回生発電の情報等が入力される。制御装置１５は、さらにこれらの入力情報に基づいて、電動機１７による回生制動時に蓄電装置１６の過充電を防止するために、空調装置１０を制御する。
即ち、制御装置１５は、蓄電装置１６の残容量の情報と、電動機１７による回生発電の情報を受け取り、蓄電装置１６の残容量が所定値以上の状態で電動機１７による回生制動（回生発電）が行われているもの（以下、この状況を「過充電回生」と呼ぶ。）と判断した場合には、蓄電装置１６の電力を積極的に消費するための空調装置１０の運転（以下、「廃電運転」と呼ぶ。）を実行する。

図２は、廃電運転時における空調ユニット１１内の各部の動作の一例を示す図である。また、図３は、廃電運転が実行されるときの、時間経過に対応する空調装置１０の各部の状態を示すタイムチャートである。
制御装置１５は、具体的には、過充電回生と判断した場合（図３の「ＳＯＣ」のｔ１での状態参照）には、蓄電装置１６の残容量が所定値未満のときよりも、エバポレータ５３（室内熱交換器）の温度を低下させるように空調装置１０を制御する。このとき、例えば、電動式の圧縮機２１の回転速度を最大速度に高める（図３の「ＣＯＭＰ電力」のｔ１での状態参照）。これにより、エバポレータ５３の温度は、図３の「ＥＶＡ温度」のように次第に低下する。このとき、エバポレータ５３で発生した冷熱は、エバポレータ５３に付設された蓄熱部材９０に蓄積される。

さらに、制御装置１５は、過充電回生と判断した場合には、図２に示すように、空調ダクト５１内に内気のみが導入されるように内気ドア７２を開き、かつ、外気ドア７３を閉じる。このとき、図３の「内気率」のｔ１での状態のように、空調ダクト５１内に導入される空気の内気率が１００％になる。この結果、蓄熱部材９０を含むエバポレータ５３での蓄冷が促進される。

こうして、エバポレータ５３での蓄冷が進むと、エバポレータ５３の温度が下がり過ぎるため、図３の「ＥＶＡ温度」と「内気率」のｔ２，ｔ３の状態のように、エバポレータ５３の温度低下に応じて、空調ダクト５１内に導入される空気の内気率を段階的に低下させる。これにより、空調ダクト５１から室内に吹き出される空調空気の温度の急激な低下が抑制される（図３の「吐気温」参照）。
なお、制御装置１５が過充電回生と判断した場合であっても、エバポレータ５３の温度が充分に低い所定値以下のときには、空調ダクト５１内に導入される空気の内気率を０％（外気率を１００％）にし、圧縮機２１を最大速度よりも低い速度で運転するようにしても良い。

また、制御装置１５は、過充電回生と判断した場合には、図２に示すように、エバポレータ５３の温度低下に応じてエアミックスドア５４の開度を増大させる（図３中の「ＡＭ開度」参照）。これにより、ヒータコア５５（昇温用熱交換器）を通過する空調空気の割り合いが増大し、空調ダクト５１から室内に吹き出される空調空気の温度の急激な低下が抑制される（図３の「吐気温」参照）。

なお、本実施形態においては、制御装置１５が過充電回生と判断してエバポレータ５３の温度を低下させた場合に、エバポレータ５３の温度が下がり過ぎて室内温度が低下し過ぎるのを抑制するために、内気ドア７２と外気ドア７３の操作によって内気率を低下させている。しかし、室内温度が低下し過ぎるのを抑制する手段としては、ブロア５２（送風手段）の送風量を減少させるようにしても良い。

また、車両の回生制動（回生発電）の終了によって上述の廃電運転を終了した後には、空調装置１０は、制御装置１５による制御により、エバポレータ５３（蓄熱部材９０）に蓄えた冷熱を利用した冷房運転（以下、この冷房運転を「蓄冷冷房運転」と呼ぶ）を実行する。

図３の時間ｔ４において、蓄冷冷房運転が開始されると、制御装置１５は、圧縮機２１の運転を停止し（図３の「ＣＯＭＰ電力」参照）、その状態でエバポレータ５３（蓄熱部材９０）に蓄えられている冷熱と空調空気との間で熱交換を行わせる。蓄冷冷房運転の開始時には、内気ドア７２と外気ドア７３の操作によって内気率を１００％にし、その状態で空調空気を車室内に吹き出す。これにより、エバポレータ５３（蓄熱部材９０）の冷熱をできるだけ長期に亘って利用できるようにする。なお、蓄電装置１６の残容量が所定値未満になって蓄冷冷房運転が開始されたとき、空調ダクト５１から室内に吹き出される空調空気の温度が所定温度以下のとき（低過ぎるとき）には、ブロア５２の送風量を減少させる。

蓄冷冷房運転が継続されると、エバポレータ５３の温度が次第に上昇する。エバポレータ５３の温度が、図３の時間ｔ５において、所定温度以上に上昇すると、制御装置１５は、圧縮機２１の運転速度を、過充電回生と判断する前の状態に戻す（図３の「ＣＯＭＰ電力」のｔ５での状態参照）。また、制御装置１５は、エバポレータ５３の温度の上昇に応じて、エアミックスドア５４を閉方向（開度０％方向）に向けて操作する。これにより、空調ダクト５１から吹き出される空調空気が急激に温度上昇するのを抑制される。
制御装置１５は、エバポレータ５３の温度が、過充電回生と判断する前の温度に復帰すると、その時点で空調装置１０による蓄冷冷房運転を終了する。この結果、空調装置１０は、通常の冷房運転に復帰する。

つづいて、本実施形態の電動車両Ｖｅの空調装置１０の制御の一例を、図４を参照して説明する。
制御装置１５は、図４のステップＳ１００において、現在、過充電回生の状況であるか否か（廃電運転が必要であるか否か）を判断し、過充電回生と判断した場合には、ステップＳ１０１に進み、過充電回生ではないと判断したときには、ステップＳ１０２へと進む。

ステップＳ１０２に進んだ場合には、蓄電装置１６の電力消費を抑制した通常モードで空調装置１０の運転を実行する。即ち、ステップＳ１０３において、エアミックスドア５４の開度が所定値以上であるか否かを判断し、エアミックスドア５４の開度が所定値未満の場合には、そのままの制御を継続し、エアミックスドア５４の開度が所定値以上の場合には、エバポレータ５３の目標温度を下げ、かつブロア５２の印加電圧を下げて風量を低減させる。これにより、ブロア５２での電力消費が抑制される。

また、過充電回生と判断してステップＳ１０１に進んだ場合には、ステップＳ１０１において、現在のエバポレータ５３の温度が所定値以下であるか否かを判断し、エバポレータ５３の温度が所定値以下の場合には、ステップＳ１０５に進み、エバポレータ５３の温度が所定値未満の場合には、ステップＳ１０６へと進む。
ステップＳ１０５では、例えば、空調ダクト５１への導入空気の内気率を０％（外気率１００％）にし、かつ、圧縮機２１を最大速度よりも低い速度にして、空調装置１０の廃電運転を開始する。そして、廃電運転が開始した後に車両の回生制動が終了すると、ステップＳ１０７に進んで蓄冷冷房運転に移行する。
また、ステップＳ１０６では、空調ダクト５１への導入空気の内気率を１００％（外気率０％）にし、かつ、圧縮機２１を最大速度にして、空調装置１０の廃電運転を開始する。廃電運転が開始した後に車両の回生制動が終了すると、ステップＳ１０８に進んで蓄冷冷房運転に移行する。

以上のように、本実施形態の電動車両Ｖｅは、制御装置１５が過充電回生と判断した場合に、蓄電装置１６の残容量が所定値未満のときよりもエバポレータ５３の温度が低下するように空調装置１０を制御する。このため、蓄電装置１６の残容量が所定値以上のときに回生制動が行われても、空調装置１０によって電力が多く消費されることから、回生制動によって蓄電装置１６の残容量が急激に上昇するのを抑制することができる。
さらに、本実施形態の電動車両Ｖｅにおいては、過充電回生の状況で空調装置１０で消費した電力を、エバポレータ５３（蓄熱部材９０）に冷熱として蓄えることができる。このため、回生制動が終了した後にエバポレータ５３（蓄熱部材９０）に蓄えた冷熱を空調空気との間で熱交換を行うことができる。
したがって、本実施形態の電動車両Ｖｅを採用した場合には、過充電回生の状況で空調装置１０で消費したエネルギー（電力）を、回生制動の終了後に有効利用することができる。

また、本実施形態の電動車両Ｖｅは、制御装置１５が過充電回生と判断した場合に、蓄電装置１６の残容量が所定値未満のときよりもエバポレータ５３の温度が低下するように空調装置１０を制御し、かつ、内気が空調ダクト５１内に導入されるように内気ドア７２と外気ドア７３とを制御する。このため、過充電回生の状況でエバポレータ５３の温度を低下させるときに、空調ダクト５１内を内気が循環することになり、その結果、エバポレータ５３（蓄熱部材９０）に効率良く冷熱を蓄熱することが可能になる。

さらに、本実施形態の電動車両Ｖｅにおいては、制御装置１５が過充電回生と判断した場合に、蓄電装置１６の残容量が所定値未満のときよりもエバポレータ５３の温度を低下させるように空調装置１０を制御するとともに、空調ダクト５１内でヒータコア５５を通過する空調空気の割合が増大するようにエアミックスドア５４を制御する。このため、廃電運転時には、エバポレータ５３で冷却された空調空気の多くがヒータコア５５で昇温されることになる。したがって、本実施形態の電動車両Ｖｅを採用した場合には、空調ダクト５１から車室内に吹き出される空調空気が過度に冷却されるのを抑制することができる。

また、制御装置１５が過充電回生と判断し、蓄電装置１６の残容量が所定値未満のときよりもエバポレータ５３の温度を低下させ、その後に、蓄電装置１６の残容量が所定値未満になって蓄冷冷房運転が開始されたときに、空調ダクト５１から車室内に吹き出される空調空気の温度が所定値以下の場合（低過ぎる場合）には、制御装置１０は、ブロア５２の送風量を減少させる。したがって、空調ダクト５１から吹き出される冷風の風量が抑制され、その結果、車室内の乗員の快適性を良好に保つことができる。

つづいて、図５に示す他の実施形態について説明する。本実施形態は、基本的な構成は上記の実施形態とほぼ同様とされているが、空調装置１１０の構成が上記の実施形態と異なっている。なお、上記の実施形態と共通機能部分には同一符号を付し、重複する説明を一部省略するものとする。
本実施形態で採用する空調装置１１０は、冷房と暖房をヒートポンプサイクルによって行うものである。ヒートポンプサイクルを構成する冷媒回路１１３は、圧縮機２１と、コンデンサ５９と、暖房用膨張弁２２と、冷房用バイパス弁２３と、室外熱交換器２４と、三方弁２５と、冷房用膨張弁２７と、エバポレータ５３、気液分離器２６と、を備えている。

圧縮機２１は、気液分離器２６とコンデンサ５９の間に設けられ、気液分離器２６側の気相の冷媒を吸引してコンデンサ５９側に吐出する。コンデンサ５９の下流側には、暖房用膨張弁２２と、冷房用バイパス弁２３とが並列に配置されている。暖房用膨張弁２２は、コンデンサ５９を通過した冷媒を、減圧して膨張させた後に室外熱交換器２４に吐出する。冷房用バイパス弁２３は、暖房用膨張弁２２の上流側と下流側に設けられた第１分岐部３２ａと第２分岐部３２ｂの間を接続するとともに、暖房用膨張弁２２を迂回する迂回流路３２上に設けられている。冷房用バイパス弁２３は、暖房運転の実行時には閉状態とされ、冷房運転の実行時には開状態とされる。

室外熱交換器２４は、暖房運転の実行時には、内部に流入する低温、かつ低圧の冷媒が車室外雰囲気から吸熱する。一方、室外熱交換器２４は、冷房運転の実行時には、内部に流入する高温、かつ高圧の冷媒が車室外雰囲気に放熱する。

三方弁２５は、室外熱交換器２４から流出した冷媒を、気液分離器２６または冷房用膨張弁２７に切り換えて吐出する。三方弁２５は、室外熱交換器２４と、気液分離器２６側に配置された合流部３３と、冷房用膨張弁２７と、に接続され、例えば、制御装置１５による制御によって冷媒の流通方向が切り換えられる。
三方弁２５は、暖房運転の実行時には、室外熱交換器２４から流出した冷媒を気液分離器２６側の合流部３３に向けて吐出する。一方、冷房運転の実行時には、三方弁２５は、室外熱交換器２４から流出した冷媒を冷房用膨張弁２７に向けて吐出する。

また、気液分離器２６は、冷媒回路１１３中の合流部３３と圧縮機２１の間に設けられ、合流部３３から流入した冷媒の気液を分離し、気相の冷媒（冷媒ガス）を圧縮機２１に吸入させる。また、冷房用膨張弁２７の下流側には、エバポレータ５３が接続されている。エバポレータ５３は、冷房用膨張弁２７と合流部３３（気液分離器２６）の間に設けられている。

空調装置１１０が暖房運転モードで運転されるときには、圧縮機２１から吐出された高温、高圧の冷媒はコンデンサ５９に流入し、そのコンデンサ５９において放熱する。コンデンサ５９を通過した冷媒は、暖房用膨張弁２２を通過することで減圧され、低温、低圧となって室外熱交換器２４に流入する。このとき、室外熱交換器２４では室外雰囲気から吸熱する。そして、室外熱交換器２４を通過した冷媒は三方弁２５を通って気液分離器２６に流入する。気液分離器２６で分離された気相の冷媒は圧縮機２１へと戻される。

一方、空調装置１１０が冷房運転モードで運転されるときには、圧縮機２１から吐出された高温、高圧の冷媒はコンデンサ５９と冷房用バイパス弁２３を通って室外熱交換器２４に流入する。このとき、室外熱交換器２４では冷媒の熱が室外雰囲気に放熱される。室外熱交換器２４を通過した冷媒は、三方弁２５を通って冷房用膨張弁２７に入り、冷房用膨張弁２７で減圧された後にエバポレータ５３に流入する。このとき、エバポレータ５３を通過する冷媒は、空調ダクト５１内において空調空気から吸熱する。そして、エバポレータ５３を通過した冷媒は気液分離器２６に流入し、気液分離器２６で分離された気相分が圧縮機２１へと戻される。

また、冷媒回路１１３のコンデンサ５９には、温水回路１０８の暖房用主回路４０のうちの、オイルポンプ４２の下流側の配管が挿通されている。コンデンサ５９では、内部を流通する冷媒と暖房用主回路４０の配管を流通する循環液との間で熱交換が行われる。したがって、暖房用主回路４０の配管内を流れる循環液は、冷媒回路１３が暖房運転モードで運転しているときコンデンサ５９の熱によって加熱される。コンデンサ５９で加熱された温水回路１０８の循環液は、空調ダクト５１内に配置されたヒータコア５５において、空調空気と熱交換される。

本実施形態の電動車両Ｖｅは、空調装置１１０がヒントポンプサイクルを使用している点と、ヒートポンプサイクルで加熱されたコンデンサ５９の熱によってヒータコア５５が加熱される点で、上記の実施形態と異なっているが、過充電回生時における廃電運転や、その後の蓄冷冷房運転等は上記の実施形態と同様に実行可能とされている。
したがって、本実施形態の場合も、上記の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１０，１１０…空調装置
１３…冷媒回路
１５…制御装置
１６…蓄電装置（バッテリ）
１７…電動機
２１ 圧縮機
２４ 室外熱交換器
２７ 冷房用膨張弁（膨張弁）
５１…空調ダクト
５２…ブロア（送風手段）
５３…エバポレータ（室内熱交換器）
５４…エアミックスドア
５５…ヒータコア（昇温用熱交換器）
７２…内気ドア（内外気調整手段）
７３…外気ドア（内外気調整手段）
９０…蓄熱部材（蓄熱部）
Ｗｅ…電動車両

Claims (4)

1. 電動機と、
   前記電動機に電気的に接続される蓄電装置と、
   車室内の空気調和を行う空調装置と、
   前記電動機、前記蓄電装置、及び、前記空調装置を制御する制御装置と、を備える電動車両において、
   前記空調装置は、冷媒が内部を循環する冷媒回路を備え、
   前記冷媒回路は、
   吸引した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
   前記圧縮機で圧縮された冷媒と外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、
   前記室外熱交換器で熱交換を行った冷媒を減圧する膨張弁と、
   前記膨張弁で減圧された冷媒と車両の空調空気との間で熱交換を行い冷媒を前記圧縮機に戻す室内熱交換器と、を有し、
   前記室内熱交換器は、当該室内熱交換器で発生した冷熱を蓄える蓄熱部を有し、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合には、前記蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、前記室内熱交換器の温度を低下させるように前記空調装置を制御することを特徴とする電動車両。
2. 前記空調装置は、車室内に吹き出す空調空気が流通する空調ダクトを備え、
   前記空調ダクトには、前記室内熱交換器が内部に配置されるとともに、当該空調ダクトに導入される内気と外気の流量割合を調整する内外気調整手段が設けられ、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに電動機による回生制動が行われる場合には、前記蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、前記室内熱交換器の温度を低下させるように前記空調装置を制御し、かつ、内気が前記空調ダクト内に導入されるように前記内外気調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 前記空調装置は、車室内に吹き出す空調空気が流通する空調ダクトを備え、
   前記空調ダクトには、前記室内熱交換器が内部に配置され、
   前記空調ダクトの内部の前記室内熱交換器の下流側には、周囲の空気を昇温する昇温用熱交換器と、前記昇温用熱交換器を通過する空気と前記昇温用熱交換器を迂回する空気の割合を調整するエアミックスドアと、が配置され、
   前記制御装置は、前記蓄電装置の残容量が所定値以上のときに前記電動機による回生制動が行われる場合には、前記蓄電装置の残容量が所定値未満のときよりも、前記室内熱交換器の温度を低下させるように前記空調装置を制御し、かつ、前記昇温用熱交換器を通過する空調空気の割合が増大するように、前記エアミックスドアを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両。
4. 前記空調ダクトの内部の前記室内熱交換器の上流側には、前記室内熱交換器に空気を送る送風手段が設けられ、
   前記制御装置は、前記室内熱交換器の温度を低下させた状態のときに、前記蓄電装置の残容量が所定値未満となった際に、前記送風手段の送風量を減少させるように前記空調装置を制御することを特徴とする請求項３に記載の電動車両。

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