JP2024055536A - Vehicle air conditioning system - Google Patents
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Abstract
【課題】急速充電の充電時間の短縮を図りながら、車室の空調快適性の低下を抑制することが可能な車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置100は、送風空気を生成する送風機31と、送風空気を加熱するヒートポンプシステム1およびPTCヒータ32と、送風機31とヒートポンプシステム1とPTCヒータ32とを制御するエアコンECUとを備える。ヒートポンプシステム1は、車両走行用の電力を蓄える電池121を冷却可能に構成されている。エアコンECUは、電池121が急速充電されているときに車室の暖房が要求される場合に、ヒートポンプシステム1による電池121の冷却を行いながら、車室に乗員がいればPTCヒータ32を作動させるように構成されている。【選択図】図1[Problem] To provide a vehicle air conditioner capable of suppressing a decrease in the air-conditioning comfort of the vehicle cabin while shortening the charging time for rapid charging. [Solution] A vehicle air conditioner 100 includes a blower 31 that generates blown air, a heat pump system 1 and a PTC heater 32 that heat the blown air, and an air conditioner ECU that controls the blower 31, the heat pump system 1, and the PTC heater 32. The heat pump system 1 is configured to be capable of cooling a battery 121 that stores power for running the vehicle. The air conditioner ECU is configured to cool the battery 121 using the heat pump system 1 when heating of the vehicle cabin is required while the battery 121 is being rapid charged, while activating the PTC heater 32 if an occupant is present in the vehicle cabin. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、車両用空調装置に関する。 The present invention relates to an air conditioning system for vehicles.
従来、車室を冷暖房するためのヒートポンプシステムを備える車両用空調装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。このヒートポンプシステムは、車両走行用の電力を蓄える電池を冷却可能に構成されている。 Conventionally, there is known a vehicle air conditioner equipped with a heat pump system for heating and cooling the passenger compartment (see, for example, Patent Document 1). This heat pump system is configured to be capable of cooling a battery that stores electricity for running the vehicle.
ここで、電池の急速充電時に、電池の温度が上昇して電池の入力制限がかかると、充電を開始してから完了するまでに要する時間(充電時間)が長くなることが考えられる。 Here, if the battery temperature rises during rapid charging and battery input is limited, the time required from the start of charging to completion (charging time) may become longer.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、急速充電の充電時間の短縮を図りながら、車室の空調快適性の低下を抑制することが可能な車両用空調装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can reduce the charging time for quick charging while suppressing a decrease in the air conditioning comfort of the vehicle cabin.
本発明による車両用空調装置は、送風空気を生成する送風機と、送風空気を加熱するヒートポンプシステムおよび電気ヒータと、送風機とヒートポンプシステムと電気ヒータとを制御する制御装置とを備える。ヒートポンプシステムは、車両走行用の電力を蓄える電池を冷却可能に構成されている。制御装置は、電池が急速充電されているときに車室の暖房が要求される場合に、ヒートポンプシステムによる電池の冷却を行いながら、車室に乗員がいれば電気ヒータを作動させるように構成されている。 The vehicle air conditioning system according to the present invention includes a blower that generates blown air, a heat pump system and an electric heater that heat the blown air, and a control device that controls the blower, the heat pump system, and the electric heater. The heat pump system is configured to be capable of cooling a battery that stores power for running the vehicle. When heating of the passenger compartment is required while the battery is being quick-charged, the control device is configured to operate the electric heater if an occupant is present in the passenger compartment while cooling the battery using the heat pump system.
このように、急速充電時にヒートポンプシステムによって電池が冷却されることにより、電池の温度上昇が抑制されて電池の入力制限がかかりにくくなるので、急速充電の充電時間の短縮を図ることができる。また、車室に乗員がいれば電気ヒータが作動されることにより、送風空気が加熱されるので、車室の空調快適性の低下を抑制することができる。 In this way, the heat pump system cools the battery during rapid charging, suppressing the rise in battery temperature and reducing the likelihood of battery input restrictions, thereby shortening the charging time during rapid charging. In addition, if there is an occupant in the vehicle cabin, the electric heater is activated to heat the blown air, thereby suppressing a decrease in the comfort of the air conditioning in the vehicle cabin.
本発明の車両用空調装置によれば、急速充電の充電時間の短縮を図りながら、車室の空調快適性の低下を抑制することができる。 The vehicle air conditioning system of the present invention can reduce the charging time for quick charging while suppressing any decrease in the comfort of the air conditioning in the vehicle cabin.
以下、本発明の一実施形態を説明する。 One embodiment of the present invention is described below.
まず、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態による車両用空調装置100の構成について説明する。車両用空調装置100は、たとえば、車両走行用の駆動力源として内燃機関110および電動機(図示省略)を備えるプラグインハイブリッド車両(以下、単に「車両」という)に適用される。車両には電池パック120が搭載され、その電池パック120には電池121が収容されている。電池121は、充放電可能な高圧バッテリであり、車両走行用の電動機を駆動するための電力を蓄えるように構成されている。また、車両は、外部電源(図示省略)を用いて電池121を普通充電および急速充電することが可能なように構成されている。急速充電では、普通充電に比べて充電時間の短縮を図ることが可能である。車両用空調装置100は、図1に示すように、ヒートポンプシステム1と、エアコンECU2(図2参照)と、室内空調ユニット3とを備えている。
First, the configuration of a
-ヒートポンプシステム-
ヒートポンプシステム1は、車室内の冷暖房を行うとともに、電池121の冷却を行うように構成されている。このヒートポンプシステム1の運転モードは、冷房モード、暖房モード、電池単独冷却モードおよび冷房電池冷却モードなどを含んでいる。各運転モードの詳細については後述する。ヒートポンプシステム1は、熱媒体である冷媒が循環される冷媒回路10と、熱媒体である冷却水が循環される冷却水回路20とを含んでいる。
-Heat pump system-
The heat pump system 1 is configured to cool and heat the vehicle interior and also cool the
[冷媒回路]
冷媒回路10には、冷媒通路10a~10h、圧縮機11、中間熱交換器12、室外熱交換器13、室内熱交換器14、アキュムレータ15、電池用熱交換器16および膨張弁17a~17cが設けられている。
[Refrigerant circuit]
The
圧縮機11は、冷媒回路10において冷媒を循環させるように構成されている。圧縮機11の吐出口は、冷媒通路10aによって中間熱交換器12の冷媒入口と接続されている。中間熱交換器12は、暖房モード時にコンデンサとして機能して、冷却水回路20の冷却水を暖めるために設けられている。中間熱交換器12は、冷媒流通部および冷却水流通部を有し、冷媒流通部を流通する冷媒と冷却水流通部を流通する冷却水との間で熱交換するように構成されている。中間熱交換器12の冷媒出口は、冷媒通路10bによって室外熱交換器13の冷媒入口と接続されている。冷媒通路10bには膨張弁17aが設けられている。膨張弁17aは、開度を調整可能な電子弁であり、暖房モード時に開度を絞ることにより、通過する冷媒を減圧して膨張させるように構成されている。なお、膨張弁17aは、冷房モード時などに開度が全開にされて減圧作用を発揮しないようになっている。
The
室外熱交換器13は、エンジンコンパートメントに配置され、内部を通過する冷媒と外気との間で熱交換するように構成されている。室外熱交換器13は、冷房モード時などにコンデンサとして機能し、暖房モード時にエバポレータとして機能する。室外熱交換器13の冷媒出口は、冷媒通路10cによって室内熱交換器14の冷媒入口と接続されている。冷媒通路10cには、冷媒の流れ方向の上流側から順に、逆止弁18a、電磁弁19aおよび膨張弁17bが設けられている。逆止弁18aは、冷媒の逆流(室外熱交換器13側に向かう流れ)を防止するために設けられている。電磁弁19aは、冷媒通路10cを開閉可能に構成され、冷媒の循環経路を切り替えるために設けられている。膨張弁17bは、開度を調整可能な電子弁であり、冷房モードおよび冷房電池冷却モード時に開度を絞ることにより、通過する冷媒を減圧して膨張させるように構成されている。
The
室内熱交換器14は、室内空調ユニット3のケーシング33内に配置され、ケーシング33内の送風空気を冷却するために設けられている。室内熱交換器14は、冷房モードおよび冷房電池冷却モード時にエバポレータとして機能し、内部を通過する冷媒と送風空気との間で熱交換するように構成されている。室内熱交換器14の冷媒出口は冷媒通路10dによりアキュムレータ15の冷媒入口と接続されている。冷媒通路10dには蒸発圧力調整弁14aが設けられ、蒸発圧力調整弁14aにより室内熱交換器14での冷媒の蒸発圧力が調整される。アキュムレータ15は冷媒の気液を分離するために設けられ、アキュムレータ15の冷媒出口が冷媒通路10eにより圧縮機11の吸入口と接続されている。
The
冷媒通路10fは、室内熱交換器14を迂回するように設けられている。冷媒通路10fの一方端部(上流側の端部)は、室外熱交換器13の冷媒出口と逆止弁18aとの間の冷媒通路10cに接続され、冷媒通路10fの他方端部(下流側の端部)は、蒸発圧力調整弁14aとアキュムレータ15の冷媒入口との間の冷媒通路10dに接続されている。冷媒通路10fには電磁弁19bが設けられている。電磁弁19bは、冷媒通路10fを開閉可能に構成され、冷媒の循環経路を切り替えるために設けられている。
The
冷媒通路10gは、室外熱交換器13を迂回するように設けられている。冷媒通路10gは、説明を省略した並列除湿暖房モード時に用いられるものである。冷媒通路10gは、一方端部が冷媒通路10bに接続され、他方端部が冷媒通路10cに接続されている。冷媒通路10gには電磁弁19cが設けられている。電磁弁19cは、冷媒通路10gを開閉可能に構成され、冷媒の循環経路を切り替えるために設けられている。
冷媒通路10hは、室内熱交換器14を迂回するように設けられている。冷媒通路10hの一方端部(上流側の端部)は、逆止弁18aと電磁弁19aとの間の冷媒通路10cに接続され、冷媒通路10hの他方端部(下流側の端部)は、蒸発圧力調整弁14aとアキュムレータ15の冷媒入口との間の冷媒通路10dに接続されている。冷媒通路10hには、冷媒の流れ方向の上流側から順に、電磁弁19d、膨張弁17c、電池用熱交換器16および逆止弁18bが設けられている。電磁弁19dは、冷媒通路10hを開閉可能に構成され、冷媒の循環経路を切り替えるために設けられている。膨張弁17cは、開度を調整可能な電子弁であり、電池単独冷却モードおよび冷房電池冷却モード時に開度を絞ることにより、通過する冷媒を減圧して膨張させるように構成されている。逆止弁18bは、冷媒の逆流(電池用熱交換器16側に向かう流れ)を防止するために設けられている。電池用熱交換器16は、電池パック120内に配置され、電池パック120に収容された電池121を冷却するために設けられている。電池用熱交換器16は、内部に冷媒が流通する冷媒流通部が設けられ、冷媒入口が膨張弁17cに接続されるとともに、冷媒出口が逆止弁18bに接続されている。電池用熱交換器16は、電池単独冷却モードおよび冷房電池冷却モード時にエバポレータとして機能し、その気化熱を利用して電池121を冷やすように構成されている。たとえば、電池用熱交換器16に電池121が載置され、電池121が電池用熱交換器16によって直接冷やされるようになっている。
The
なお、冷媒回路10には、温度センサ41~47および圧力センサ48および49が設けられている。温度センサ41は、圧縮機11から吐出された冷媒の温度を検出する。温度センサ42および圧力センサ48は、それぞれ、中間熱交換器12を通過した冷媒の温度および圧力を検出する。温度センサ43は、室外熱交換器13を通過した冷媒の温度を検出し、温度センサ45は、室内熱交換器14を通過した冷媒の温度を検出する。温度センサ44は、室内熱交換器14の温度(蒸発器温度)を検出する。温度センサ46および47は、電池用熱交換器16を通過する前後の冷媒の温度を検出し、圧力センサ49は、電池用熱交換器16を通過した冷媒の圧力を検出する。
The
[冷却水回路]
冷却水回路20には、冷却水通路20a~20d、ウォータポンプ21、中間熱交換器12、三方弁22およびヒータコア23が設けられている。ウォータポンプ21は、電動であり、内燃機関110の停止時に冷却水回路20において冷却水を循環させるように構成されている。ウォータポンプ21の吐出口は、冷却水通路20aにより中間熱交換器12の冷却水入口と接続されている。中間熱交換器12の冷却水出口は、冷却水通路20bにより三方弁22の冷却水入口と接続されている。冷却水通路20bには、中間熱交換器12を通過した冷却水の温度(冷却水温度)を検出する温度センサ40が設けられている。三方弁22は、冷却水の循環経路を切り替えるために設けられている。三方弁22の冷却水出口の一方は、冷却水通路20cによってヒータコア23の冷却水入口と接続されている。ヒータコア23は、ケーシング33内に配置され、ケーシング33内の送風空気を加熱するために設けられている。ヒータコア23は、暖房モード時などに内部を通過する冷却水と送風空気との間で熱交換するように構成されている。ヒータコア23の冷却水出口は、冷却水通路20dによりウォータポンプ21の吸入口と接続されている。
[Cooling water circuit]
The
また、冷却水回路20には、冷却水通路20eが設けられている。冷却水通路20eには、冷却水の流れ方向の上流側から順に、ウォータポンプ24、内燃機関110のウォータジャケットおよび切替弁25が設けられている。冷却水通路20eの一方端部(上流側の端部)は、冷却水通路20dに接続され、冷却水通路20eの他方端部(下流側の端部)は、冷却水通路20cに接続されている。また、ウォータポンプ24よりも上流側の冷却水通路20eは、冷却水通路20fにより三方弁22の冷却水出口の他方と接続されている。ウォータポンプ24は、内燃機関110の運転時に冷却水回路20において冷却水を循環させるように構成されている。ウォータジャケットは、内燃機関110に形成された冷却水流通部であり、流通する冷却水によって内燃機関110の熱を奪うために設けられている。このため、ウォータジャケットを流通する冷却水が内燃機関110によって暖められる。切替弁25は、FSV(Flow Shutting Valve)であり、冷却水通路20eを開閉するために設けられている。なお、冷却水回路20には、冷却水の熱を外気に排出するラジエータ(図示省略)などが設けられているが、簡略化のために説明を省略する。
The cooling
このような冷却水回路20では、内燃機関110の運転時に、切替弁25が開かれるとともに、三方弁22の冷却水入口が冷却水出口の他方と接続されている。そして、ウォータポンプ24が駆動されることにより、ウォータポンプ24から吐出された冷却水がウォータジャケットを通過する際に暖められ、その暖められた冷却水がヒータコア23に流れ込む。ヒータコア23から流出する冷却水は、中間熱交換器12および三方弁22を介してウォータポンプ24に吸入されるとともに、中間熱交換器12および三方弁22を迂回してウォータポンプ24に吸入される。また、内燃機関110の停止時には、切替弁25が閉じられるとともに、三方弁22の冷却水入口が冷却水出口の一方と接続されている。このため、冷却水回路20では、内燃機関110を経由しない冷却水の循環経路が形成されている。そして、たとえば暖房モード時には、ウォータポンプ21が駆動されることにより、ウォータポンプ21から吐出された冷却水が中間熱交換器12を通過する際に暖められ、その暖められた冷却水が三方弁22を介してヒータコア23に流れ込み、ヒータコア23から流出する冷却水がウォータポンプ21に吸入される。
In such a
-室内空調ユニット-
室内空調ユニット3は、ヒートポンプシステム1によって温度が調整された空調風を車室内に吹き出すために設けられている。室内空調ユニット3は、送風機31と、室内熱交換器14と、ヒータコア23と、PTCヒータ32と、ケーシング33とを含んでいる。
-Indoor air conditioning unit-
The interior
ケーシング33は、送風機31が生成する送風空気の通路を構成する。ケーシング33には、送風空気の流れ方向における上流端部に外気導入口34aおよび内気導入口34bが形成されている。外気導入口34aは外気(車室外空気)を導入するために設けられ、内気導入口34bは内気(車室内空気)を導入するために設けられている。外気導入口34aおよび内気導入口34bの近傍には、内外気切替ドア34と送風機31とが設けられている。内外気切替ドア34は、外気導入口34aおよび内気導入口34bの開口面積を調整して、ケーシング33に導入される内外気の割合を調整するために設けられている。
The
送風機31に対して送風空気の流れ方向における下流側には、室内熱交換器14が配置されている。ケーシング33内における室内熱交換器14の下流側には、エアミックスドア35および仕切壁36が設けられている。仕切壁36により、ケーシング33内に加熱用通路33aおよびバイパス通路33bが形成されている。加熱用通路33aには、ヒータコア23およびPTCヒータ32が配置されている。加熱用通路33aを通過する送風空気は、ヒータコア23の冷却水の温度が送風空気の温度よりも高い場合に加熱され、PTCヒータ32が作動中の場合に加熱される。バイパス通路33bは、送風空気がヒータコア23およびPTCヒータ32を迂回可能なように設けられている。エアミックスドア35は、加熱用通路33aおよびバイパス通路33bを通過する風量の割合を調整して、車室内に供給される空調風の温度を調整するように構成されている。PTCヒータ32は、ヒータコア23による送風空気の加熱を補助するために設けられている。PTCヒータ32は複数のPTC素子を有し、各PTC素子は通電によって発熱する発熱体である。このため、PTCヒータ32は、通電するPTC素子の数を調整して加熱能力を調整することが可能である。なお、PTCヒータ32は本発明の「電気ヒータ」の一例である。
The
ケーシング33には、送風空気の流れ方向における下流端部に吹出口37a~39aが形成されている。吹出口37a~39aには、それぞれ、開口面積を調整するためのドア37~39が設けられている。吹出口37aは、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口であり、吹出口38aは、車室内の乗員の足元に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口であり、吹出口39aは、フロントガラス(図示省略)の内面に向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口である。
-エアコンECU-
エアコンECU2は、ヒートポンプシステム1および室内空調ユニット3を制御するように構成されている。エアコンECU2には、図2に示すように、上記した温度センサ40~47および圧力センサ48および49と、内気温センサ51と、外気温センサ52と、日射センサ53と、窓表面湿度センサ54とが接続され、各センサの検出結果が入力されている。内気温センサ51は車室内の空気の温度(内気温)を検出し、外気温センサ52は車室外の空気の温度(外気温)を検出する。日射センサ53は車室内に照射される日射量を検出する。窓表面湿度センサ54は、フロントガラス近傍の車室内の空気の相対湿度を算出するために設けられている。また、エアコンECU2には電池ECU6が接続され、電池ECU6は電池121を管理するように構成されている。電池ECU6には、電池121の温度を検出する電池温度センサ61が接続され、その電池温度センサ61の検出結果が入力されている。そして、エアコンECU2は、各センサおよび電池ECU6からの入力などに基づいて、ヒートポンプシステム1および室内空調ユニット3を制御するように構成されている。なお、エアコンECU2は本発明の「制御装置」の一例である。
-Air Conditioner ECU-
The
-ヒートポンプシステムの運転モード-
次に、ヒートポンプシステム1の運転モードについて説明する。以下では、内燃機関110が停止状態であり、PTCヒータ32が非作動状態である場合について説明する。
-Heat pump system operation modes-
Next, a description will be given of the operation modes of the heat pump system 1. The following describes the case where the
冷房モードは、送風空気を冷却して車室内を冷房するモードである。冷房モード時には、エアコンECU2により、電磁弁19aが開かれ、電磁弁19b~19dが閉じられ、膨張弁17aが全開状態にされており、圧縮機11が駆動されるとともに、膨張弁17bが絞り状態で制御される。なお、膨張弁17cは、閉じられていてもよいし、開かれていてもよい。これにより、圧縮機11から吐出された冷媒は、中間熱交換器12、室外熱交換器13、電磁弁19a、膨張弁17b、室内熱交換器14およびアキュムレータ15の順に流れ、圧縮機11に戻される。このとき、室外熱交換器13がコンデンサとして機能するとともに、室内熱交換器14がエバポレータとして機能することから、室内熱交換器14での冷媒の気化熱により、室内熱交換器14を通過する送風空気が冷やされる。
The cooling mode is a mode in which the blown air is cooled to cool the interior of the vehicle. In the cooling mode, the
暖房モードは、送風空気を加熱して車室内を暖房するモードである。暖房モード時には、エアコンECU2により、切替弁25が閉じられるとともに、三方弁22の冷却水入口が冷却水出口の一方と接続された状態で、ウォータポンプ21が駆動される。これにより、ウォータポンプ21から吐出された冷却水は、中間熱交換器12、三方弁22およびヒータコア23の順に流れ、ウォータポンプ21に戻される。また、エアコンECU2により、電磁弁19bが開かれ、電磁弁19a、19cおよび19dが閉じられており、圧縮機11が駆動されるとともに、膨張弁17aが絞り状態で制御される。なお、膨張弁17bおよび17cは、閉じられていてもよいし、開かれていてもよい。これにより、圧縮機11から吐出された冷媒は、中間熱交換器12、膨張弁17a、室外熱交換器13、電磁弁19bおよびアキュムレータ15の順に流れ、圧縮機11に戻される。このとき、中間熱交換器12がコンデンサとして機能するとともに、室外熱交換器13がエバポレータとして機能することから、中間熱交換器12での冷媒の凝縮熱により、中間熱交換器12を通過する冷却水が暖められる。そして、ヒータコア23において冷却水と送風空気とが熱交換することにより、ヒータコア23を通過する送風空気が暖められる。
The heating mode is a mode in which the blown air is heated to heat the interior of the vehicle. In the heating mode, the
電池単独冷却モードは、電池121の冷却のみを行うモードである。電池単独冷却モード時には、エアコンECU2により、電磁弁19dが開かれ、電磁弁19a~19cが閉じられ、膨張弁17aが全開状態にされており、圧縮機11が駆動されるとともに、膨張弁17cが絞り状態で制御される。なお、膨張弁17bは、閉じられていてもよいし、開かれていてもよい。これにより、圧縮機11から吐出された冷媒は、中間熱交換器12、室外熱交換器13、電磁弁19d、膨張弁17c、電池用熱交換器16およびアキュムレータ15の順に流れ、圧縮機11に戻される。このとき、室外熱交換器13がコンデンサとして機能するとともに、電池用熱交換器16がエバポレータとして機能することから、電池用熱交換器16での冷媒の気化熱により電池121が冷やされる。
The battery only cooling mode is a mode in which only the
冷房電池冷却モードは、送風空気を冷却して車室内を冷房しながら、電池121の冷却を行うモードである。冷房電池冷却モード時には、エアコンECU2により、電磁弁19aおよび19dが開かれ、電磁弁19bおよび19cが閉じられ、膨張弁17aが全開状態にされており、圧縮機11が駆動されるとともに、膨張弁17bおよび17cが絞り状態で制御される。これにより、圧縮機11から吐出され冷媒は、中間熱交換器12および室外熱交換器13を通過した後に、電磁弁19a、膨張弁17b、室内熱交換器14およびアキュムレータ15の順に流れるとともに、電磁弁19d、膨張弁17c、電池用熱交換器16およびアキュムレータ15の順に流れ、圧縮機11に戻される。このとき、室外熱交換器13がコンデンサとして機能するとともに、室内熱交換器14および電池用熱交換器16がエバポレータとして機能する。そして、室内熱交換器14での冷媒の気化熱により、室内熱交換器14を通過する送風空気が冷やされるとともに、電池用熱交換器16での冷媒の気化熱により、電池121が冷やされる。
The air conditioning battery cooling mode is a mode in which the
-電池の急速充電-
ここで、車両では、外部電源を用いて電池121を急速充電することが可能である。急速充電は、たとえば、充電スタンド(図示省略)に車両が駐車され、充電スタンドの充電ケーブル(図示省略)が車両のインレット(図示省略)に接続された状態で行われる。なお、この車両では、マイルームモードおよびリモート空調モードが設定されている。マイルームモードとは、車両が駐車された状態で、車両用空調装置100などの車載電気機器を利用可能にするためのものである。リモート空調モードとは、ユーザの乗車前に車両用空調装置100を作動させて車室内を予め空調するためのものである。
- Rapid battery charging -
Here, in the vehicle, the
そして、車両用空調装置100は、電池121の急速充電時にヒートポンプシステム1を用いて電池121の冷却を行うように構成されている。これにより、電池121の温度上昇が抑制されて電池121の入力制限がかかりにくくなることから、急速充電の充電時間の短縮を図ることが可能である。
The
また、車両用空調装置100は、電池121の急速充電時に車室の暖房が要求される場合に、PTCヒータ32を用いて車室の暖房を行うように構成されている。これにより、車室の空調快適性の低下を抑制することが可能である。具体的に、エアコンECU2は、急速充電時に車室の暖房が要求される場合に、車室に乗員がいれば、外気温および目標吹出温度に基づいてPTCヒータ32および送風機31を作動させるように構成されている。目標吹出温度は、車室内に供給される空調風の目標温度であり、車室内設定温度、内気温、外気温および日射量に基づいて算出される。その一方、エアコンECU2は、急速充電時に車室の暖房が要求される場合に、車室に乗員がいなければ、PTCヒータ32を作動させることなく、送風機31を作動させるように構成されている。
The
[急速充電時に車室の暖房が要求される場合の動作]
次に、図3を参照して、本実施形態の車両用空調装置100において急速充電時に車室の暖房が要求される場合の動作について説明する。この動作時には、たとえば内気循環に設定される。なお、以下の各ステップは、エアコンECU2により実行される。
[Operation when vehicle cabin heating is required during quick charging]
Next, the operation of the
まず、図3のステップS1において、車室の乗員の有無が判断される。たとえば、マイルームモードに設定されている場合に車室に乗員がいると判断され、リモート空調モードに設定されている場合に車室に乗員がいないと判断される。そして、車室に乗員がいると判断された場合には、ステップS2に移る。その一方、車室に乗員がいないと判断された場合には、ステップS3に移る。 First, in step S1 of FIG. 3, it is determined whether or not there is an occupant in the vehicle cabin. For example, if the vehicle is set to the My Room mode, it is determined that there is an occupant in the vehicle cabin, and if the vehicle is set to the remote air conditioning mode, it is determined that there is no occupant in the vehicle cabin. If it is determined that there is an occupant in the vehicle cabin, the process proceeds to step S2. On the other hand, if it is determined that there is no occupant in the vehicle cabin, the process proceeds to step S3.
次に、ステップS2において、ヒートポンプシステム1が電池単独冷却モードで運転されることにより、電池121の冷却が行われる。また、室内空調ユニット3では外気温および目標吹出温度に基づいてPTCヒータ32が作動される。たとえば、外気温が所定値未満の場合、および、目標吹出温度が所定値以上の場合には、PTCヒータ32および送風機31が作動されることにより、PTCヒータ32によって加熱された空気が車室に送り出される。この2つの所定値は、PTCヒータ32を作動させる必要があるか否かを判定するために、それぞれ予め設定された値である。このとき、外気温が低いほどPTCヒータ32の発熱量を大きくするようにしてもよいし、目標吹出温度が高いほどPTCヒータ32の発熱量を大きくするようにしてもよい。なお、外気温が所定値以上、かつ、目標吹出温度が所定値未満の場合には、送風機31のみが作動されることにより、調温されていない空気が車室に送り出される。
Next, in step S2, the heat pump system 1 is operated in the battery only cooling mode to cool the
また、ステップS3において、ヒートポンプシステム1が電池単独冷却モードで運転されることにより、電池121の冷却が行われる。また、室内空調ユニット3では送風機31のみが作動されることにより、調温されていない空気が車室に送り出される。
In step S3, the heat pump system 1 is operated in the battery only cooling mode to cool the
-効果-
本実施形態では、上記のように、電池121が急速充電されているときに車室の暖房が要求される場合に、ヒートポンプシステム1による電池121の冷却を行いながら、車室に乗員がいればPTCヒータ32が作動される。このように、急速充電時にヒートポンプシステム1によって電池121が冷却されることにより、電池121の温度上昇が抑制されて電池121の入力制限がかかりにくくなるので、急速充電の充電時間の短縮を図ることができる。また、車室に乗員がいればPTCヒータ32が作動されることにより、送風空気が加熱されるので、車室の空調快適性の低下を抑制することができる。
-effect-
In this embodiment, as described above, when heating of the vehicle compartment is required while the
-他の実施形態-
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
-Other embodiments-
It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not intended to be limiting. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted solely by the above-described embodiments, but is defined by the claims. The technical scope of the present invention includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims.
たとえば、上記実施形態では、車両走行用の駆動力源として内燃機関110および電動機を備える車両に本発明が適用される例を示したが、これに限らず、車両走行用の駆動力源として電動機のみを備える電動車両に本発明が適用されていてもよい。
For example, in the above embodiment, an example was shown in which the present invention is applied to a vehicle equipped with an
また、上記実施形態では、急速充電されているときに車室の暖房が要求される場合に、ヒートポンプシステム1による電池121の冷却が行われる例を示したが、これに限らず、急速充電されているときに車室の暖房が要求される場合において、車室に乗員がいる場合に、電池温度が所定値以下であればヒートポンプシステムによる車室の暖房が行われ、電池温度が所定値を上回ると、PTCヒータおよび送風機が作動されるとともに、ヒートポンプシステムによる電池の冷却が行われるようにしてもよい。
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the heat pump system 1 cools the
1…ヒートポンプシステム,2…エアコンECU(制御装置),31…送風機
32…PTCヒータ(電気ヒータ),100…車両用空調装置,121…電池
REFERENCE SIGNS LIST 1... heat pump system, 2... air conditioner ECU (controller), 31... blower, 32... PTC heater (electric heater), 100... vehicle air conditioner, 121... battery
Claims (1)
前記制御装置は、前記電池が急速充電されているときに車室の暖房が要求される場合に、前記ヒートポンプシステムによる前記電池の冷却を行いながら、車室に乗員がいれば前記電気ヒータを作動させるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 An air conditioner for a vehicle, comprising: a blower that generates blown air; a heat pump system and an electric heater that heat the blown air; and a control device that controls the blower, the heat pump system, and the electric heater, wherein the heat pump system is configured to be capable of cooling a battery that stores electric power for running the vehicle,
The control device is configured to, when heating of the vehicle cabin is required while the battery is being rapidly charged, cool the battery using the heat pump system, while operating the electric heater if there is an occupant in the vehicle cabin.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022162555A JP2024055536A (en) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | Vehicle air conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022162555A Pending JP2024055536A (en) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | Vehicle air conditioning system |
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2022
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