JP6203490B2 - 電気自動車用空調装置およびその運転方法 - Google Patents
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Description
即ち、本発明に係る電気自動車用空調装置は、走行用モータに冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記走行用モータを冷却し終えた前記冷却水を外気と熱交換させる空冷熱交換器と、前記空冷熱交換器を強制的に冷却する車室外ファンと、を有してなるモータ冷却回路を備えるとともに、冷媒を圧縮する電動圧縮機と、前記電動圧縮機の吐出側、且つ車室外に設けられた水冷媒熱交換器と、車室内のHVACユニット内に設けられた車室内蒸発器と、を有してなる冷房回路を備え、前記水冷媒熱交換器は、前記冷房回路において前記電動圧縮機から吐出された前記冷媒と、前記モータ冷却回路を流れる前記冷却水とを熱交換させるように構成されていることを特徴とする。
図1は、本発明の実施形態に係る空調装置の基本構成を示す回路図である。この空調装置1は、電気自動車を対象に備えられるものであり、HVACユニット2と、モータ冷却回路3と、冷房回路4と、暖房回路5とを備えて構成されている。
図2に示すように、冷房運転時には、冷房回路4の電動圧縮機20で圧縮された高温、高圧な冷媒が水冷媒熱交換器21に流れ、ここでモータ冷却回路3を流れる冷却水と熱交換されることによって凝縮液化される。この液冷媒はレシーバ22に一旦貯留された後で膨張弁23により減圧されて気液二相状態となり、HVACユニット2内の車室内蒸発器11に供給される。そして、車室内蒸発器11でブロア8から送風されてくる内気または外気と熱交換されて気化した冷媒は、再び電動圧縮機20に流れて圧縮され、以下、同様のサイクルが繰り返される。
図3に示すように、暖房運転時には、暖房回路5の熱媒水ポンプ35から吐出された熱媒水が熱媒水ヒータ36によって加熱された後、HVACユニット2内のヒータコア12に流れ、HVAC2の内部でブロア8から送風されてくる内気または外気と熱交換されて放熱され、再び熱媒水ポンプ35に供給されるサイクルが繰り返される。
図4に示すように、除湿暖房運転時には、冷房回路4と暖房回路5の両方が作動する。このため、HVACユニット2内でブロア8から送風されてくる内気または外気は、まず車室内蒸発器11を通過することによって冷却および除湿され、次にヒータコア12を通過することによって適温まで再加熱され、その後、吹出しモード切替ダンパ16,17,18により切り替えられる吹出しモードに応じて、デフ吹出し口13、フェイス吹出し口14、フット吹出し口15のいずれかから車室内に吹き出される。このため、車室内の温度を下げることなく除湿が行われる。
さらに、バッテリ28の性能が低下するような低外気温時には、冷房回路4を作動させ、電動圧縮機20で圧縮された高温、高圧な冷媒の熱を水冷媒熱交換器21においてモータ冷却回路3を流れる冷却水と熱交換されることによって冷却水に圧縮冷媒の熱を移送して加熱する。この時には、空冷熱交換器29の車室外ファン32を停止させて冷却水の温度上昇を早める。この熱移送運転は、冷却水の温度がバッテリ28にとって好適な温度に昇温するまで行われる。
本実施形態に係る空調装置1によれば、以下の作用効果が奏される。
まず、この空調装置1は、冷房回路4の電動圧縮機20から吐出された圧縮冷媒の凝縮熱が、水冷媒熱交換器21において、モータ冷却回路3を流れる冷却水と熱交換されるように構成されているため、モータ冷却回路3を流れる冷却水によって圧縮冷媒を効率良く冷却することができる。即ち、通常時において圧縮冷媒の温度はモータ冷却回路3の冷却水温よりも格段に高いため、圧縮冷媒の熱が水冷媒熱交換器21においてモータ冷却回路3の冷却水に移送され、移送された熱は空冷熱交換器29および車室外ファン32によって外部に放熱される。
2 HVACユニット
3 モータ冷却回路
4 冷房回路
5 暖房回路
11 車室内蒸発器
12 ヒータコア
20 電動圧縮機
21 水冷媒熱交換器
26 冷却水ポンプ
27 走行用モータ
28 バッテリ
29 空冷熱交換器
32 車室外ファン
35 熱媒水ポンプ
36 熱媒水ヒータ
Claims (3)
- 走行用モータに冷却水を供給する冷却水ポンプと、
前記走行用モータを冷却し終えた前記冷却水を外気と熱交換させる空冷熱交換器と、
前記空冷熱交換器を強制的に冷却する車室外ファンと、を有してなるモータ冷却回路を備えるとともに、
冷媒を圧縮する電動圧縮機と、
前記電動圧縮機の吐出側、且つ車室外に設けられた水冷媒熱交換器と、
車室内のHVACユニット内に設けられた車室内蒸発器と、を有してなる冷房回路を備え、
前記水冷媒熱交換器は、前記冷房回路において前記電動圧縮機から吐出された前記冷媒と、前記モータ冷却回路を流れる前記冷却水とを熱交換させるように構成されていることを特徴とする電気自動車用空調装置の運転方法であり、
前記モータ冷却回路が前記走行用モータのバッテリを冷却するように構成されている場合において、
前記バッテリの性能が低下するような低外気温時には、前記車室外ファンを停止させるとともに、前記冷却水の温度が前記バッテリにとって好適な温度に昇温するまで、前記電動圧縮機を作動させて前記水冷媒熱交換器において前記冷媒の凝縮熱を前記冷却水に熱移送することを特徴とする電気自動車用空調装置の運転方法。 - 前記水冷媒熱交換器は、前記モータ冷却回路における前記空冷熱交換器の直ぐ上流側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電気自動車用空調装置の運転方法。
- 前記電気自動車用空調装置は、
前記HVACユニット内に設けられたヒータコアと、
前記ヒータコアに熱媒水を供給する熱媒水ポンプと、
前記熱媒水を加熱する熱媒水ヒータと、を有してなる、前記モータ冷却回路とは別系統の暖房回路をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の電気自動車用空調装置の運転方法。
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