JP7057323B2 - Thermal cycle system - Google Patents

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Description

本発明は、熱サイクルシステムに関する。より詳しくは、内燃機関の冷却回路と、ランキンサイクル回路と、を備える熱サイクルシステムに関する。 The present invention relates to a thermodynamic cycle system. More specifically, the present invention relates to a thermodynamic cycle system including a cooling circuit of an internal combustion engine and a Rankine cycle circuit.

近年、ランキンサイクルを利用して、車両の内燃機関の廃熱から機械エネルギや電気エネルギを取り出す廃熱回収システムの開発が進められている。このような廃熱回生システムにおいて、廃熱からエネルギを取り出すランキンサイクルは、作動媒体を圧送するポンプと、作動媒体を内燃機関の廃熱で加熱する熱交換器と、熱交換器によって加熱された作動媒体を膨張させることにより機械エネルギや電気エネルギを発生する膨張機と、膨張機によって膨張された作動媒体を凝縮させるコンデンサと、を備えるランキンサイクル回路によって実現される(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, the development of a waste heat recovery system that extracts mechanical energy and electrical energy from the waste heat of an internal combustion engine of a vehicle by using the Rankine cycle has been promoted. In such a waste heat regeneration system, the Rankine cycle that extracts energy from waste heat is heated by a pump that pumps the working medium, a heat exchanger that heats the working medium with the waste heat of the internal combustion engine, and a heat exchanger. It is realized by a Rankine cycle circuit including an expander that generates mechanical energy or electrical energy by expanding the working medium and a capacitor that condenses the working medium expanded by the expander (see, for example, Patent Document 1). ..

特開2006-118754号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-118754

ところで駆動力発生源として内燃機関の他、電動機を備える所謂ハイブリッド車両には、電動機に電力を供給するバッテリを好ましい温度に維持するバッテリ温調システムが搭載される。しかしながら従来では、内燃機関の廃熱回収とバッテリの温調との両方を効率的に行うためには、バッテリ温調システムとランキンサイクル回路とをどのように組み合わせればよいか十分に検討されていなかった。 By the way, in addition to an internal combustion engine as a driving force generation source, a so-called hybrid vehicle equipped with an electric motor is equipped with a battery temperature control system that maintains a battery that supplies electric power to the electric motor at a preferable temperature. However, in the past, how to combine the battery temperature control system and the Rankine cycle circuit in order to efficiently recover both the waste heat of the internal combustion engine and control the temperature of the battery has been sufficiently studied. There wasn't.

本発明は、内燃機関の廃熱回収とバッテリの温調との両方を効率的に行うことができる熱サイクルシステムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a thermal cycle system capable of efficiently performing both waste heat recovery of an internal combustion engine and temperature control of a battery.

(1)本発明に係る熱サイクルシステム(例えば、後述の熱サイクルシステム1,1A)は、内燃機関(例えば、後述のエンジン2)及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環する内燃機関冷却回路(例えば、後述のエンジン冷却回路3)と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路(例えば、後述のランキンサイクル回路5,5A)と、を備えるものであって、前記ランキンサイクル回路の循環流路(例えば、後述の主循環流路50,50A)には、有機媒体の流れに沿って順に、有機媒体を減圧する膨張機(例えば、後述の膨張機55、圧縮膨張機59)と、有機媒体を外気によって冷却する凝縮器(例えば、後述の凝縮器56)と、有機媒体と電気装置(例えば、後述のバッテリ81)又は当該電気装置と熱交換可能な作動媒体との間で熱交換を行う第1熱交換部(例えば、後述のチラー52及びバッテリ容器65)と、有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う第2熱交換部(例えば、後述の熱交換器53及び蒸発器54)と、が設けられていることを特徴とする。 (1) The heat cycle system according to the present invention (for example, the heat cycle systems 1 and 1A described later) is an internal combustion engine cooling in which cooling water that exchanges heat with the internal combustion engine (for example, the engine 2 described later) and its exhaust is circulated. A circuit (for example, the engine cooling circuit 3 described later) and a Rankin cycle circuit in which an insulating organic medium circulates (for example, the Rankin cycle circuits 5 and 5A described later) are provided, and the Rankin cycle circuit includes the circuit (for example, the Rankin cycle circuit 5 and 5A described later). In the circulation flow path (for example, the main circulation flow path 50 and 50A described later), an expander (for example, an expander 55 and a compression expander 59 described later) for reducing the pressure of the organic medium in order along the flow of the organic medium is provided. , Heat between the condenser that cools the organic medium by the outside air (for example, the condenser 56 described later) and the organic medium and the electric device (for example, the battery 81 described later) or the electric device and the heat exchangeable working medium. The first heat exchange unit (for example, the chiller 52 and the battery container 65 described later) for exchanging heat and the second heat exchange unit (for example, the heat exchanger 53 described later) for exchanging heat between the organic medium and the cooling water. Evaporator 54) and is provided.

(2)この場合、前記熱サイクルシステムは、前記ランキンサイクル回路を操作する制御装置(例えば、後述の制御装置7,7A)をさらに備え、前記循環流路のうち前記凝縮器と前記第1熱交換部との間には有機媒体を圧縮するポンプ(例えば、後述の第1ポンプ51及び第2ポンプ64)が設けられ、前記制御装置は、前記電気装置又は作動媒体が前記第1熱交換部において有機媒体の顕熱によって冷却されかつ冷却水が前記第2熱交換部において有機媒体の潜熱によって冷却されるように前記ポンプを操作することが好ましい。 (2) In this case, the heat cycle system further includes a control device (for example, control devices 7 and 7A described later) for operating the Rankine cycle circuit, and the condenser and the first heat in the circulation flow path. A pump for compressing an organic medium (for example, a first pump 51 and a second pump 64, which will be described later) is provided between the exchange unit and the control device, wherein the electric device or the operating medium is the first heat exchange unit. It is preferable to operate the pump so that the cooling water is cooled by the sensible heat of the organic medium and the cooling water is cooled by the latent heat of the organic medium in the second heat exchange section.

(3)この場合、前記熱サイクルシステムは、前記電気装置と熱交換を行う作動媒体が循環する電気装置冷却回路(例えば、後述のバッテリ冷却回路4)を備え、前記電気装置冷却回路を循環する作動媒体は、前記第1熱交換部において有機媒体と熱交換可能であることが好ましい。 (3) In this case, the heat cycle system includes an electric device cooling circuit (for example, a battery cooling circuit 4 described later) in which an operating medium that exchanges heat with the electric device circulates, and circulates in the electric device cooling circuit. It is preferable that the working medium can exchange heat with the organic medium in the first heat exchange unit.

(4)この場合、前記熱サイクルシステムは、前記膨張機に接続されたモータジェネレータ(例えば、後述のモータジェネレータ57)をさらに備えることが好ましい。 (4) In this case, it is preferable that the thermodynamic cycle system further includes a motor generator (for example, a motor generator 57 described later) connected to the expander.

(1)本発明の熱サイクルシステムは、内燃機関及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環する内燃機関冷却回路と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路と、を備える。またランキンサイクル回路の循環流路には、有機媒体の流れに沿って順に、有機媒体を減圧する膨張機と、有機媒体を外気によって冷却する凝縮器と、有機媒体と電気装置又はこの電気装置と熱交換可能な作動媒体との間で熱交換を行う第1熱交換部と、有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う第2熱交換部と、が設けられている。例えば電気装置と内燃機関との両方を搭載する車両では、多くの状況において温度帯は電気装置よりも内燃機関の方が高い。そこで本発明では、内燃機関よりも温度帯が低い電気装置又はその作動媒体と熱交換を行う第1熱交換部を、内燃機関の冷却水と熱交換を行う第2熱交換部よりも凝縮器に近い方に設ける。よって本発明によれば、膨張機、凝縮器、第1熱交換部、及び第2熱交換部の順で有機媒体を循環させることにより、第1熱交換部においてより温度帯の低い電気装置又はその作動媒体を冷却した後、第1熱交換部における熱交換によって加温された有機媒体でより温度帯の高い内燃機関の冷却水をさらに冷却できる。よって本発明によれば、ランキンサイクル回路を循環する有機媒体で、温度帯が異なる電気装置と内燃機関との両方を効率的に冷却できる。 (1) The thermal cycle system of the present invention includes an internal combustion engine cooling circuit in which cooling water that exchanges heat with the internal combustion engine and its exhaust is circulated, and a Rankine cycle circuit in which an insulating organic medium circulates. Further, in the circulation flow path of the Rankin cycle circuit, an expander that depressurizes the organic medium in order along the flow of the organic medium, a condenser that cools the organic medium by the outside air, an organic medium and an electric device, or an electric device thereof. A first heat exchange unit for heat exchange between the heat exchangeable working medium and a second heat exchange unit for heat exchange between the organic medium and the cooling water are provided. For example, in a vehicle equipped with both an electric device and an internal combustion engine, the temperature range of the internal combustion engine is higher than that of the electric device in many situations. Therefore, in the present invention, the first heat exchange unit that exchanges heat with the electric device having a lower temperature zone than the internal combustion engine or its operating medium is more condensate than the second heat exchange unit that exchanges heat with the cooling water of the internal combustion engine. Install closer to. Therefore, according to the present invention, by circulating the organic medium in the order of the expander, the condenser, the first heat exchange section, and the second heat exchange section, the electric device having a lower temperature zone in the first heat exchange section or After cooling the working medium, the cooling water of the internal combustion engine having a higher temperature range can be further cooled by the organic medium heated by the heat exchange in the first heat exchange section. Therefore, according to the present invention, the organic medium circulating in the Rankine cycle circuit can efficiently cool both the electric device and the internal combustion engine having different temperature zones.

(2)本発明の熱サイクルシステムにおいて、制御装置は、電気装置又はその作動媒体が第1熱交換部において有機媒体の顕熱によって冷却されかつ内燃機関の冷却水が第2熱交換部において有機媒体の潜熱によって冷却されるようにポンプを操作する。ここで有機媒体の潜熱によって冷却する場合、有機媒体の温度を所定の目標温度で一定に維持できるため、顕熱によって冷却する場合よりも効率的に冷却することができる。よって本発明によれば、循環流路を循環する有機媒体によって、電気装置と、これより温度帯が高い内燃機関との両方を効率的に冷却することができる。 (2) In the heat cycle system of the present invention, in the control device, the electric device or its operating medium is cooled by the sensible heat of the organic medium in the first heat exchange section, and the cooling water of the internal combustion engine is organic in the second heat exchange section. Operate the pump to be cooled by the latent heat of the medium. Here, when cooling by the latent heat of the organic medium, the temperature of the organic medium can be kept constant at a predetermined target temperature, so that the cooling can be performed more efficiently than the case of cooling by sensible heat. Therefore, according to the present invention, both the electric device and the internal combustion engine having a higher temperature range can be efficiently cooled by the organic medium circulating in the circulation flow path.

(3)本発明の熱サイクルシステムは、電気装置と熱交換を行う作動媒体が循環する電気装置冷却回路を備える。また本発明において、電気装置冷却回路を循環する作動媒体は、第1熱交換部において有機媒体と熱交換可能とする。これにより、例えばランキンサイクル回路において有機媒体を循環させながら電気装置冷却回路における作動媒体の循環を停止することにより、内燃機関のみを積極的に冷却することができる。 (3) The heat cycle system of the present invention includes an electric device cooling circuit in which an operating medium that exchanges heat with an electric device circulates. Further, in the present invention, the working medium circulating in the cooling circuit of the electric device can exchange heat with the organic medium in the first heat exchange unit. Thereby, for example, by stopping the circulation of the working medium in the electric device cooling circuit while circulating the organic medium in the Rankine cycle circuit, only the internal combustion engine can be positively cooled.

(4)本発明の熱サイクルシステムは、膨張機に接続されたモータジェネレータをさらに備える。これにより、膨張機、凝縮器、第1熱交換部、及び第2熱交換部の順で有機媒体を循環させながらモータジェネレータをジェネレータとして機能させることにより、第1及び第2熱交換部における熱交換によって加温された有機媒体を膨張機において減圧する過程で、電気装置及び内燃機関の廃熱の一部を電気エネルギとして回収することができる。また本発明の熱サイクルシステムによれば、第1及び第2熱交換部において有機媒体と電気装置や冷却水との間で効果的な熱交換が行われるように、モータジェネレータを用いて第1及び第2熱交換部における有機媒体の圧力を制御することもできる。 (4) The thermodynamic cycle system of the present invention further includes a motor generator connected to an inflator. As a result, the motor generator functions as a generator while circulating the organic medium in the order of the expander, the condenser, the first heat exchange section, and the second heat exchange section, thereby causing heat in the first and second heat exchange sections. In the process of depressurizing the organic medium heated by exchange in the expander, a part of the waste heat of the electric device and the internal combustion engine can be recovered as electric energy. Further, according to the heat cycle system of the present invention, the first heat exchange unit uses a motor generator so that effective heat exchange between the organic medium and the electric device or the cooling water is performed in the first and second heat exchange units. And the pressure of the organic medium in the second heat exchange section can also be controlled.

本発明の第1実施形態に係る熱サイクルシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the thermal cycle system which concerns on 1st Embodiment of this invention. ハイブリッド冷却モードで実現される有機媒体の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the organic medium realized in the hybrid cooling mode. ハイブリッド冷却モードの実行時にランキンサイクル回路において実現される熱サイクルのモリエル線図である。It is a Moriel diagram of the thermal cycle realized in the Rankine cycle circuit when the hybrid cooling mode is executed. 本発明の第2実施形態に係る熱サイクルシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the thermal cycle system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. ハイブリッド冷却モードで実現される有機媒体の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the organic medium realized in the hybrid cooling mode. ハイブリッド冷却モードの実行時にランキンサイクル回路において実現される熱サイクルのモリエル線図である。It is a Moriel diagram of the thermal cycle realized in the Rankine cycle circuit when the hybrid cooling mode is executed.

<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る熱サイクルシステム1の構成を示す図である。熱サイクルシステム1は、内燃機関2(以下、「エンジン2」という)及び駆動モータ(図示せず)を駆動発生源とするハイブリッド車両に搭載される。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a thermal cycle system 1 according to the present embodiment. The thermodynamic cycle system 1 is mounted on a hybrid vehicle whose drive source is an internal combustion engine 2 (hereinafter referred to as "engine 2") and a drive motor (not shown).

熱サイクルシステム1は、エンジン2を冷却する冷却水が循環するエンジン冷却回路3と、上述の駆動モータに電力を供給するバッテリ81を冷却する作動媒体が循環するバッテリ冷却回路4と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路5と、これらエンジン冷却回路3、バッテリ冷却回路4及びランキンサイクル回路5を操作する制御装置7と、を備える。 The thermal cycle system 1 is insulated from an engine cooling circuit 3 in which cooling water for cooling the engine 2 circulates, a battery cooling circuit 4 in which an operating medium for cooling the battery 81 that supplies electric power to the drive motor described above circulates, and the battery cooling circuit 4. It includes a Rankine cycle circuit 5 in which an organic medium circulates, and a control device 7 for operating the engine cooling circuit 3, the battery cooling circuit 4, and the Rankine cycle circuit 5.

エンジン冷却回路3は、エンジン2及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環する冷却水の循環流路33と、この循環流路33に設けられた複数の装置によって構成される。より具体的には、エンジン冷却回路3は、ランキンサイクル回路5に設けられる後述の熱交換器53及び蒸発器54を流路に含む循環流路33と、この循環流路33の一部である第1冷却水流路31と、循環流路33の一部である第2冷却水流路32と、循環流路33において冷却水を圧送する第1ウォータポンプ35及び第2ウォータポンプ36と、循環流路33を流れる冷却水によってキャビンを加温するヒータコア37と、循環流路33のうち第2冷却水流路32、第2ウォータポンプ36、及びヒータコア37を迂回するバイパス流路34と、を備える。 The engine cooling circuit 3 is composed of a cooling water circulation flow path 33 through which cooling water that exchanges heat with the engine 2 and its exhaust is circulated, and a plurality of devices provided in the circulation flow path 33. More specifically, the engine cooling circuit 3 is a circulation flow path 33 including a heat exchanger 53 and an evaporator 54, which will be described later, provided in the Rankine cycle circuit 5, and a part of the circulation flow path 33. The first cooling water flow path 31, the second cooling water flow path 32 that is a part of the circulation flow path 33, the first water pump 35 and the second water pump 36 that pump the cooling water in the circulation flow path 33, and the circulation flow. It includes a heater core 37 that heats the cabin with cooling water flowing through the passage 33, and a bypass flow path 34 that bypasses the second cooling water flow path 32, the second water pump 36, and the heater core 37 among the circulation flow paths 33.

第1冷却水流路31は、エンジン2のシリンダブロックに形成された冷却水の流路であり、冷却水とエンジン2との間の熱交換を促進する。第2冷却水流路32は、冷却水と排気との間の熱交換を促進する冷却水の流路である。この第2冷却水流路32は、排気管のうち排気浄化触媒21よりも下流側に形成される。熱交換器53及び蒸発器54は、環状の循環流路33において、第1ウォータポンプ35及び第2ウォータポンプ36で冷却水を循環させた場合に第2冷却水流路32及びヒータコア37より下流側でありかつ第1冷却水流路31より上流側であるような位置に設けられる。 The first cooling water flow path 31 is a flow path for cooling water formed in the cylinder block of the engine 2 and promotes heat exchange between the cooling water and the engine 2. The second cooling water flow path 32 is a cooling water flow path that promotes heat exchange between the cooling water and the exhaust. The second cooling water flow path 32 is formed in the exhaust pipe on the downstream side of the exhaust purification catalyst 21. The heat exchanger 53 and the evaporator 54 are located on the downstream side of the second cooling water flow path 32 and the heater core 37 when the cooling water is circulated by the first water pump 35 and the second water pump 36 in the annular circulation flow path 33. It is provided at a position such that it is on the upstream side of the first cooling water flow path 31.

第1ウォータポンプ35は、循環流路33のうち熱交換器53及び蒸発器54と第1冷却水流路31との間に設けられる。第1ウォータポンプ35は、制御装置7からの制御信号に応じて作動し、循環流路33内において熱交換器53及び蒸発器54側から第1冷却水流路31側へ冷却水を圧送する。 The first water pump 35 is provided between the heat exchanger 53 and the evaporator 54 and the first cooling water flow path 31 in the circulation flow path 33. The first water pump 35 operates in response to a control signal from the control device 7, and pumps cooling water from the heat exchanger 53 and the evaporator 54 side to the first cooling water flow path 31 side in the circulation flow path 33.

バイパス流路34は、循環流路33のうち、第1冷却水流路31と第2冷却水流路32との間の第1分岐部38と、熱交換器53及び蒸発器54の間の第2分岐部39とを接続する。このため第1冷却水流路31から流出する冷却水の一部は、このバイパス流路34を介して熱交換器53へ還流される。 The bypass flow path 34 is a second circulation flow path 33 between the first branch portion 38 between the first cooling water flow path 31 and the second cooling water flow path 32, and the heat exchanger 53 and the evaporator 54. Connect to the branch portion 39. Therefore, a part of the cooling water flowing out from the first cooling water flow path 31 is returned to the heat exchanger 53 through the bypass flow path 34.

第2ウォータポンプ36は、循環流路33のうち第1分岐部38と第2冷却水流路32との間に設けられる。第2ウォータポンプ36は、制御装置7からの制御信号に応じて作動し、循環流路33内において第1冷却水流路31側から第2冷却水流路32側へ冷却水を圧送する。 The second water pump 36 is provided between the first branch portion 38 and the second cooling water flow path 32 in the circulation flow path 33. The second water pump 36 operates in response to a control signal from the control device 7, and pumps cooling water from the first cooling water flow path 31 side to the second cooling water flow path 32 side in the circulation flow path 33.

バッテリ冷却回路4は、バッテリ81と熱交換を行う作動媒体が循環する作動媒体の循環流路41と、この循環流路41に設けられた複数の装置によって構成される。より具体的には、バッテリ冷却回路4は、ランキンサイクル回路5に設けられる後述のチラー52を流路に含む循環流路41と、この循環流路41に設けられた熱交換器42、第2ポンプ43、及びバッテリ容器45と、を備える。なお以下では、循環流路41を循環する作動媒体としてオイルや有機媒体等の絶縁性の流体を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。循環流路41を循環する作動媒体には、エンジン冷却回路3の循環流路33を循環する冷却水を用いてもよい。 The battery cooling circuit 4 is composed of a circulation flow path 41 of the working medium in which the working medium that exchanges heat with the battery 81 circulates, and a plurality of devices provided in the circulation flow path 41. More specifically, the battery cooling circuit 4 includes a circulation flow path 41 including a chiller 52, which will be described later, provided in the Rankine cycle circuit 5, a heat exchanger 42 provided in the circulation flow path 41, and a second. A pump 43 and a battery container 45 are provided. In the following, a case where an insulating fluid such as oil or an organic medium is used as the working medium circulating in the circulation flow path 41 will be described, but the present invention is not limited to this. As the working medium that circulates in the circulation flow path 41, cooling water that circulates in the circulation flow path 33 of the engine cooling circuit 3 may be used.

循環流路41には、図1における時計回りの順で、チラー52と、外気と作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器42と、作動媒体を圧縮する第2ポンプ43と、バッテリ81を収容するバッテリ容器45と、が設けられている。 The circulation flow path 41 includes a chiller 52, a heat exchanger 42 that exchanges heat between the outside air and the working medium, a second pump 43 that compresses the working medium, and a battery in the clockwise order in FIG. A battery container 45 for accommodating 81 is provided.

第2ポンプ43は、循環流路41のうち熱交換器42とバッテリ容器45との間に設けられている。第2ポンプ43は、熱交換器42側を入口としかつバッテリ容器45を出口として循環流路41に設けられている。第2ポンプ43は、制御装置7からの制御信号に応じて作動し、熱交換器42から供給される作動媒体を圧縮し、これをバッテリ容器45へ供給する。第2ポンプ43の回転数は、制御装置7によって調整される。 The second pump 43 is provided between the heat exchanger 42 and the battery container 45 in the circulation flow path 41. The second pump 43 is provided in the circulation flow path 41 with the heat exchanger 42 side as the inlet and the battery container 45 side as the outlet. The second pump 43 operates in response to a control signal from the control device 7, compresses the working medium supplied from the heat exchanger 42, and supplies the working medium to the battery container 45. The rotation speed of the second pump 43 is adjusted by the control device 7.

熱交換器42は、循環流路41のうちチラー52と第2ポンプ43との間に設けられている。熱交換器42は、作動流体が通流する作動媒体流路と、この作動媒体流路に外気を供給するファンと、を備え、作動媒体と外気との間で熱交換を行う。 The heat exchanger 42 is provided between the chiller 52 and the second pump 43 in the circulation flow path 41. The heat exchanger 42 includes a working medium flow path through which the working fluid flows and a fan for supplying outside air to the working medium flow path, and heat exchanges between the working medium and the outside air.

バッテリ容器45は、循環流路41のうち第2ポンプ43とチラー52との間に設けられる。バッテリ容器45の内部には、作動媒体が通流する。またバッテリ容器45の内部には、作動流体に浸漬するようにバッテリ81が設けられている。このためバッテリ81は、バッテリ容器45内を通流する作動媒体との間で熱交換が可能となっている。 The battery container 45 is provided between the second pump 43 and the chiller 52 in the circulation flow path 41. A working medium passes through the inside of the battery container 45. Further, inside the battery container 45, a battery 81 is provided so as to be immersed in the working fluid. Therefore, the battery 81 can exchange heat with the working medium flowing through the battery container 45.

なお上述のように作動媒体として絶縁性を有しない冷却水を用いる場合、この冷却水とバッテリ81とが接触しないように、バッテリ容器45内に設けられたバッテリ81と接触するウォータジャケット内に冷却水を通流させることが好ましい。これにより、バッテリ81と冷却水との間の絶縁性を確保しながら、バッテリ81と冷却水との間で熱交換を行うことができる。 When cooling water having no insulating property is used as the working medium as described above, the cooling water is cooled in a water jacket provided in the battery container 45 in contact with the battery 81 so that the cooling water does not come into contact with the battery 81. It is preferable to let water flow. As a result, heat exchange can be performed between the battery 81 and the cooling water while ensuring the insulation between the battery 81 and the cooling water.

制御装置7は、バッテリ81を冷却する必要がある場合には、第2ポンプ43を駆動することにより、チラー52、熱交換器42、第2ポンプ43、及びバッテリ容器45の順で所定の流量で作動媒体を循環させる。循環流路41を循環する作動媒体は、チラー52においてランキンサイクル回路5を循環する有機媒体との熱交換によって冷却され、熱交換器42において外気との熱交換によって冷却され、バッテリ容器45においてバッテリ81との熱交換によって加温される。よって制御装置7は、第2ポンプ43を用いて循環流路41を循環する作動媒体の流量を調整することにより、バッテリ81の温度を使用に適した所定の目標温度で維持することができる。 When the battery 81 needs to be cooled, the control device 7 drives the second pump 43 to obtain a predetermined flow rate in the order of the chiller 52, the heat exchanger 42, the second pump 43, and the battery container 45. Circulate the working medium with. The working medium circulating in the circulation flow path 41 is cooled by heat exchange with the organic medium circulating in the Rankine cycle circuit 5 in the chiller 52, cooled by heat exchange with the outside air in the heat exchanger 42, and the battery in the battery container 45. It is heated by heat exchange with 81. Therefore, the control device 7 can maintain the temperature of the battery 81 at a predetermined target temperature suitable for use by adjusting the flow rate of the working medium circulating in the circulation flow path 41 by using the second pump 43.

ランキンサイクル回路5は、冷却水より低沸点かつ低比熱でありさらに絶縁性の有機媒体が循環する環状の主循環流路50と、この主循環流路50に設けられた第1ポンプ51と、チラー52と、熱交換器53と、蒸発器54と、膨張機55と、凝縮器56と、を備える。 The Rankine cycle circuit 5 includes an annular main circulation flow path 50 in which an insulating organic medium having a boiling point and a lower specific heat than that of cooling water circulates, and a first pump 51 provided in the main circulation flow path 50. It includes a chiller 52, a heat exchanger 53, an evaporator 54, an expander 55, and a condenser 56.

主循環流路50には、図1における時計回りの順で、有機媒体を圧縮する第1ポンプ51と、バッテリ冷却回路4の作動媒体と有機媒体との間で熱交換を行うチラー52と、エンジン冷却回路3の冷却水と有機媒体との間で熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54と、蒸発器54を経た有機媒体を減圧させる膨張機55と、外気と有機媒体との間で熱交換を行う凝縮器56と、が設けられている。 The main circulation flow path 50 includes a first pump 51 that compresses an organic medium, a chiller 52 that exchanges heat between the working medium of the battery cooling circuit 4 and the organic medium, in the clockwise order in FIG. Between the heat exchanger 53 and the evaporator 54 that exchange heat between the cooling water of the engine cooling circuit 3 and the organic medium, the expander 55 that decompresses the organic medium that has passed through the evaporator 54, and the outside air and the organic medium. A condenser 56 for heat exchange is provided.

第1ポンプ51は、主循環流路50のうち凝縮器56とチラー52との間に設けられる。第1ポンプ51は、凝縮器56側を入口としかつチラー52側を出口として主循環流路50に設けられている。第1ポンプ51は、制御装置7からの制御信号に応じて作動し、凝縮器56から供給される有機媒体を圧縮し、これをチラー52へ供給する。第1ポンプ51の回転数は、制御装置7によって調整される。 The first pump 51 is provided between the condenser 56 and the chiller 52 in the main circulation flow path 50. The first pump 51 is provided in the main circulation flow path 50 with the condenser 56 side as an inlet and the chiller 52 side as an outlet. The first pump 51 operates in response to a control signal from the control device 7, compresses the organic medium supplied from the condenser 56, and supplies the organic medium to the chiller 52. The rotation speed of the first pump 51 is adjusted by the control device 7.

チラー52は、主循環流路50のうち第1ポンプ51と熱交換器53との間に設けられる。チラー52は、第1ポンプ51の出口に接続される。チラー52は、有機媒体が通流する有機媒体流路と、バッテリ冷却回路4の作動媒体が通流する作動媒体流路とを備え、有機媒体と作動媒体との間で熱交換を行う。 The chiller 52 is provided between the first pump 51 and the heat exchanger 53 in the main circulation flow path 50. The chiller 52 is connected to the outlet of the first pump 51. The chiller 52 includes an organic medium flow path through which the organic medium flows and an operating medium flow path through which the working medium of the battery cooling circuit 4 passes, and heat exchanges between the organic medium and the working medium.

熱交換器53は、主循環流路50のうちチラー52と蒸発器54との間に設けられる。熱交換器53は、有機媒体が通流する有機媒体流路と、エンジン冷却回路3の冷却水が通流する冷却水流路とを備え、有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う。 The heat exchanger 53 is provided between the chiller 52 and the evaporator 54 in the main circulation flow path 50. The heat exchanger 53 includes an organic medium flow path through which the organic medium flows and a cooling water flow path through which the cooling water of the engine cooling circuit 3 passes, and heat exchanges between the organic medium and the cooling water.

蒸発器54は、主循環流路50のうち熱交換器53と膨張機55との間に設けられる。蒸発器54は、有機媒体が通流する有機媒体流路と、エンジン冷却回路3の冷却水が通流する冷却水流路とを備え、有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う。 The evaporator 54 is provided between the heat exchanger 53 and the expander 55 in the main circulation flow path 50. The evaporator 54 includes an organic medium flow path through which the organic medium flows and a cooling water flow path through which the cooling water of the engine cooling circuit 3 passes, and heat exchanges between the organic medium and the cooling water.

凝縮器56は、第1ポンプ51の入口に接続される。凝縮器56は、有機媒体が通流する有機媒体流路と、この有機媒体流路に外気を供給するファンと、を備え、有機媒体と外気との間で熱交換を行う。 The condenser 56 is connected to the inlet of the first pump 51. The condenser 56 includes an organic medium flow path through which the organic medium flows and a fan that supplies outside air to the organic medium flow path, and exchanges heat between the organic medium and the outside air.

膨張機55は、蒸発器54と凝縮器56との間に設けられている。膨張機55は、蒸発器54から凝縮器56へ流れる有機媒体を減圧する。膨張機55の駆動軸55aには、モータジェネレータ57が接続されている。このモータジェネレータ57は、制御装置7からの制御信号に応じてバッテリ81との間で電気エネルギの授受が可能となっている。このためモータジェネレータ57は、バッテリ81から供給される電力を用いて膨張機55を回転させたり、膨張機55において有機媒体を減圧させる過程で回収した機械エネルギで発電し、この発電電力でバッテリ81を充電したりすることが可能となっている。 The expander 55 is provided between the evaporator 54 and the condenser 56. The expander 55 decompresses the organic medium flowing from the evaporator 54 to the condenser 56. A motor generator 57 is connected to the drive shaft 55a of the expander 55. The motor generator 57 can transfer electric energy to and from the battery 81 in response to a control signal from the control device 7. Therefore, the motor generator 57 uses the electric power supplied from the battery 81 to rotate the expander 55, or generates electricity with the mechanical energy recovered in the process of depressurizing the organic medium in the expander 55, and the generated electric power is used to generate the battery 81. It is possible to charge the battery.

以上のような熱サイクルシステム1によれば、制御装置7によってランキンサイクル回路5の第1ポンプ51、及びモータジェネレータ57を操作することにより、バッテリ81及びその作動媒体並びにエンジン2及びその冷却水を冷却するとともに、バッテリ81やエンジン2の廃熱の一部を回収することができる。 According to the thermal cycle system 1 as described above, by operating the first pump 51 of the Rankine cycle circuit 5 and the motor generator 57 by the control device 7, the battery 81 and its operating medium, the engine 2 and its cooling water are controlled. While cooling, a part of the waste heat of the battery 81 and the engine 2 can be recovered.

図2は、バッテリ81及びエンジン2の両方を冷却するハイブリッド冷却モードの実行時においてエンジン冷却回路3、バッテリ冷却回路4、及びランキンサイクル回路5において実現される冷却水等の流れを示す図である。制御装置7は、ハイブリッド冷却モードでは、図2において太矢印で示すように、第1ポンプ51、チラー52、熱交換器53、蒸発器54、膨張機55、及び凝縮器56の順で有機媒体が循環するようにランキンサイクル回路5を操作する。制御装置7は、ハイブリッド冷却モードでは、図2において太矢印で示すように、第2ポンプ43、バッテリ容器45、チラー52、及び熱交換器42の順で作動媒体が循環するようにバッテリ冷却回路4を操作する。また制御装置7は、ハイブリッド冷却モードでは、図2において太矢印で示すように、第1ウォータポンプ35、第1冷却水流路31、バイパス流路34、及び熱交換器53の順で構成される第1循環流路に沿って冷却水が循環するようにエンジン冷却回路3を操作する。また制御装置7は、ハイブリッド冷却モードにおいてエンジン2の排気の熱を回収する際には、上記第1循環流路に加えて、第1ウォータポンプ35、第1冷却水流路31、第2ウォータポンプ36、第2冷却水流路32、ヒータコア37、蒸発器54、及び熱交換器53の順で構成される第2循環流路に沿って冷却水が循環するようにエンジン冷却回路3を操作する。ハイブリッド冷却モードでは、制御装置7によって上述のようにエンジン冷却回路3、バッテリ冷却回路4、及びランキンサイクル回路5を操作することによって、図3に示すような熱サイクルが実現される。 FIG. 2 is a diagram showing the flow of cooling water and the like realized in the engine cooling circuit 3, the battery cooling circuit 4, and the Rankine cycle circuit 5 when the hybrid cooling mode for cooling both the battery 81 and the engine 2 is executed. .. In the hybrid cooling mode, the control device 7 is an organic medium in the order of the first pump 51, the chiller 52, the heat exchanger 53, the evaporator 54, the expander 55, and the condenser 56, as shown by the thick arrows in FIG. Operate the Rankine cycle circuit 5 so that In the hybrid cooling mode, the control device 7 has a battery cooling circuit so that the working medium circulates in the order of the second pump 43, the battery container 45, the chiller 52, and the heat exchanger 42, as shown by the thick arrows in FIG. Operate 4. Further, in the hybrid cooling mode, the control device 7 is configured in the order of the first water pump 35, the first cooling water flow path 31, the bypass flow path 34, and the heat exchanger 53, as shown by the thick arrow in FIG. The engine cooling circuit 3 is operated so that the cooling water circulates along the first circulation flow path. Further, when the control device 7 recovers the heat of the exhaust of the engine 2 in the hybrid cooling mode, in addition to the first circulation flow path, the control device 7 has a first water pump 35, a first cooling water flow path 31, and a second water pump. The engine cooling circuit 3 is operated so that the cooling water circulates along the second circulation flow path composed of 36, the second cooling water flow path 32, the heater core 37, the evaporator 54, and the heat exchanger 53 in this order. In the hybrid cooling mode, the thermal cycle as shown in FIG. 3 is realized by operating the engine cooling circuit 3, the battery cooling circuit 4, and the Rankine cycle circuit 5 by the control device 7 as described above.

図3は、ハイブリッド冷却モードの実行時にランキンサイクル回路5において実現される熱サイクルを示すモリエル線図である。図3に示すように、ハイブリッド冷却モードの実行時には、有機媒体は、第1ポンプ51によって圧縮され、過冷却液の状態でチラー52に供給される。第1ポンプ51によって圧縮された有機媒体は、チラー52を流れる過程でバッテリ冷却回路4の循環流路41を循環する作動媒体との熱交換によって加温され、熱交換器53へ供給される。チラー52から過冷却液の状態で流出した有機媒体は、熱交換器53及び蒸発器54を流れる過程で、エンジン冷却回路3の第1及び第2循環流路を循環する冷却水との熱交換によって加温され、これにより沸騰し、さらに過熱蒸気の状態となる。蒸発器54から過熱蒸気の状態で流出した有機媒体は、膨張機55において減圧され、過熱蒸気の状態で凝縮器56に供給される。膨張機55から供給された有機媒体は、凝縮器56を流れる過程で外気との熱交換によって冷却され、過冷却液の状態で第1ポンプ51に供給される。 FIG. 3 is a Moriel diagram showing the thermal cycle realized in the Rankine cycle circuit 5 when the hybrid cooling mode is executed. As shown in FIG. 3, when the hybrid cooling mode is executed, the organic medium is compressed by the first pump 51 and supplied to the chiller 52 in the state of a supercooled liquid. The organic medium compressed by the first pump 51 is heated by heat exchange with the working medium circulating in the circulation flow path 41 of the battery cooling circuit 4 in the process of flowing through the chiller 52, and is supplied to the heat exchanger 53. The organic medium flowing out of the chiller 52 in the form of a supercooled liquid exchanges heat with the cooling water circulating in the first and second circulation channels of the engine cooling circuit 3 in the process of flowing through the heat exchanger 53 and the evaporator 54. It is heated by, which causes it to boil and become a superheated steam. The organic medium flowing out of the evaporator 54 in the state of superheated steam is depressurized in the expander 55 and supplied to the condenser 56 in the state of superheated steam. The organic medium supplied from the expander 55 is cooled by heat exchange with the outside air in the process of flowing through the condenser 56, and is supplied to the first pump 51 in the state of a supercooled liquid.

ここで制御装置7は、ハイブリッド冷却モードでは、膨張機55において有機媒体を減圧させる過程で駆動軸55aにおいて生じる機械エネルギを利用することによってモータジェネレータ57によって発電させ、これによって得られる電力でバッテリ81を充電する。このためハイブリッド冷却モードの実行時には、バッテリ81の作動媒体の熱エネルギの一部及びエンジン2の冷却水の熱エネルギの一部が、外気に放出されるとともにモータジェネレータ57によって電気エネルギとして回収されるため、これによりバッテリ81及びその作動媒体並びにエンジン2及びその冷却水の温度が低下する。 Here, in the hybrid cooling mode, the control device 7 is generated by the motor generator 57 by utilizing the mechanical energy generated in the drive shaft 55a in the process of depressurizing the organic medium in the expander 55, and the battery 81 is generated by the electric power obtained thereby. To charge. Therefore, when the hybrid cooling mode is executed, a part of the heat energy of the operating medium of the battery 81 and a part of the heat energy of the cooling water of the engine 2 are released to the outside air and recovered as electric energy by the motor generator 57. Therefore, this lowers the temperature of the battery 81, its operating medium, the engine 2, and its cooling water.

ここで制御装置7は、ハイブリッド冷却モードでは、チラー52からは沸点又は沸点よりもやや低い温度で有機媒体が流出し、かつ熱交換器53及び蒸発器54内において有機媒体が沸騰した状態で維持されるように、換言すれば、バッテリ81の作動媒体がチラー52において有機媒体の顕熱によって冷却され、かつエンジン2の冷却水が熱交換器53及び蒸発器54内において有機媒体の潜熱によって冷却されるように、第1ポンプ51、及びモータジェネレータ57を操作する。 Here, in the hybrid cooling mode, the control device 7 maintains a state in which the organic medium flows out from the chiller 52 at a boiling point or a temperature slightly lower than the boiling point, and the organic medium is boiled in the heat exchanger 53 and the evaporator 54. In other words, the working medium of the battery 81 is cooled by the sensible heat of the organic medium in the chiller 52, and the cooling water of the engine 2 is cooled by the latent heat of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54. The first pump 51 and the motor generator 57 are operated so as to be performed.

ところで熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の沸点は、これら熱交換器53及び蒸発器54内における有機媒体の量及び圧力によって変化する。そこで制御装置7は、ハイブリッド冷却モードでは、チラー52から流出する有機媒体の温度が沸点又は沸点よりもやや低い温度で流出し、かつ熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の沸点が冷却水の目標温度で維持されるように第1ポンプ51及びモータジェネレータ57を用いて熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の量及び圧力を制御する。より具体的には、制御装置7は、チラー52からは有機媒体が沸点又は沸点よりもやや低い温度で流出しかつ熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の沸点が上記目標温度で維持されるように、熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の目標量及び目標圧を算出するとともに、これら目標量及び目標圧が実現するように第1ポンプ51の回転数及びモータジェネレータ57における発電量を調整する。 By the way, the boiling point of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 changes depending on the amount and pressure of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54. Therefore, in the hybrid cooling mode, the control device 7 flows out at a temperature at which the temperature of the organic medium flowing out from the chiller 52 is slightly lower than the boiling point or the boiling point, and the boiling point of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 is the cooling water. The amount and pressure of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 are controlled by using the first pump 51 and the motor generator 57 so as to be maintained at the target temperature of. More specifically, in the control device 7, the organic medium flows out from the chiller 52 at a boiling point or a temperature slightly lower than the boiling point, and the boiling point of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 is maintained at the above target temperature. As described above, the target amount and target pressure of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 are calculated, and the rotation speed of the first pump 51 and the power generation in the motor generator 57 are realized so that these target amounts and target pressures are realized. Adjust the amount.

本実施形態の熱サイクルシステム1によれば、以下の効果を奏する。
(1)熱サイクルシステム1は、エンジン2及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環するエンジン冷却回路3と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路5と、を備える。またランキンサイクル回路5の主循環流路50には、有機媒体の流れに沿って順に、有機媒体を減圧する膨張機55と、有機媒体を外気によって冷却する凝縮器56と、有機媒体とバッテリ81の作動媒体との間で熱交換を行うチラー52と、有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54と、が設けられている。例えばバッテリ81とエンジン2との両方を搭載するハイブリッド車両では、多くの状況において温度帯はバッテリ81よりもエンジン2の方が高い。そこで熱サイクルシステム1では、エンジン2よりも温度帯が低いバッテリ81の作動媒体と熱交換を行うチラー52を、エンジン2の冷却水と熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54よりも凝縮器56に近い方に設ける。よって熱サイクルシステム1によれば、膨張機55、凝縮器56、チラー52、熱交換器53及び蒸発器54の順で有機媒体を循環させることにより、チラー52においてより温度帯の低いバッテリ81の作動媒体を冷却した後、チラー52における熱交換によって加温された有機媒体でより温度帯の高いエンジン2の冷却水をさらに冷却できる。よって熱サイクルシステム1によれば、ランキンサイクル回路5を循環する有機媒体で、温度帯が異なるバッテリ81とエンジン2との両方を効率的に冷却できる。
According to the thermodynamic cycle system 1 of the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) The thermal cycle system 1 includes an engine cooling circuit 3 in which cooling water that exchanges heat with the engine 2 and its exhaust is circulated, and a Rankine cycle circuit 5 in which an insulating organic medium circulates. Further, in the main circulation flow path 50 of the Rankine cycle circuit 5, an expander 55 for reducing the pressure of the organic medium in order along the flow of the organic medium, a condenser 56 for cooling the organic medium with outside air, an organic medium and a battery 81 are provided. A chiller 52 that exchanges heat with the working medium of the above, and a heat exchanger 53 and an evaporator 54 that exchange heat between the organic medium and the cooling water are provided. For example, in a hybrid vehicle equipped with both a battery 81 and an engine 2, the temperature range of the engine 2 is higher than that of the battery 81 in many situations. Therefore, in the heat cycle system 1, the chiller 52 that exchanges heat with the operating medium of the battery 81 whose temperature zone is lower than that of the engine 2 is condensed more than the heat exchanger 53 and the evaporator 54 that exchange heat with the cooling water of the engine 2. It is provided closer to the vessel 56. Therefore, according to the heat cycle system 1, the organic medium is circulated in the order of the expander 55, the condenser 56, the chiller 52, the heat exchanger 53, and the evaporator 54, so that the battery 81 having a lower temperature zone in the chiller 52 can be used. After cooling the working medium, the cooling water of the engine 2 having a higher temperature range can be further cooled by the organic medium heated by the heat exchange in the chiller 52. Therefore, according to the thermal cycle system 1, both the battery 81 and the engine 2 having different temperature zones can be efficiently cooled by the organic medium circulating in the Rankine cycle circuit 5.

(2)熱サイクルシステム1において、制御装置7は、バッテリ81の作動媒体がチラー52において有機媒体の顕熱によって冷却されかつエンジン2の冷却水が熱交換器53及び蒸発器54において有機媒体の潜熱によって冷却されるように第1ポンプ51を操作する。ここで有機媒体の潜熱によって冷却する場合、有機媒体の温度を所定の目標温度で一定に維持できるため、顕熱によって冷却する場合よりも効率的に冷却することができる。よって熱サイクルシステム1によれば、循環流路を循環する有機媒体によって、バッテリ81と、これより温度帯が高いエンジン2との両方を効率的に冷却することができる。 (2) In the heat cycle system 1, in the control device 7, the operating medium of the battery 81 is cooled by the sensible heat of the organic medium in the chiller 52, and the cooling water of the engine 2 is the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54. The first pump 51 is operated so as to be cooled by latent heat. Here, when cooling by the latent heat of the organic medium, the temperature of the organic medium can be kept constant at a predetermined target temperature, so that the cooling can be performed more efficiently than the case of cooling by sensible heat. Therefore, according to the thermodynamic cycle system 1, both the battery 81 and the engine 2 having a higher temperature range can be efficiently cooled by the organic medium circulating in the circulation flow path.

(3)熱サイクルシステム1は、バッテリ81と熱交換を行う作動媒体が循環するバッテリ冷却回路4を備える。また熱サイクルシステム1において、バッテリ冷却回路4を循環する作動媒体は、チラー52において有機媒体と熱交換可能とする。これにより、例えばランキンサイクル回路5において有機媒体を循環させながらバッテリ冷却回路4における作動媒体の循環を停止することにより、エンジン2のみを積極的に冷却することができる。 (3) The thermal cycle system 1 includes a battery cooling circuit 4 in which a working medium that exchanges heat with the battery 81 circulates. Further, in the thermal cycle system 1, the working medium circulating in the battery cooling circuit 4 is heat exchangeable with the organic medium in the chiller 52. Thereby, for example, by stopping the circulation of the working medium in the battery cooling circuit 4 while circulating the organic medium in the Rankine cycle circuit 5, only the engine 2 can be positively cooled.

(4)熱サイクルシステム1は、膨張機55に接続されたモータジェネレータ57をさらに備える。これにより、膨張機55、凝縮器56、チラー52、熱交換器53及び蒸発器54の順で有機媒体を循環させながらモータジェネレータ57をジェネレータとして機能させることにより、チラー52、熱交換器53、及び蒸発器54における熱交換によって加温された有機媒体を膨張機55において減圧する過程で、バッテリ81及びエンジン2の廃熱の一部を電気エネルギとして回収することができる。また熱サイクルシステム1によれば、チラー52、熱交換器53及び蒸発器54において有機媒体とバッテリ81の作動媒体やエンジン2の冷却水との間で効果的な熱交換が行われるように、モータジェネレータ57を用いてチラー52、熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の圧力を制御することもできる。 (4) The thermodynamic cycle system 1 further includes a motor generator 57 connected to the expander 55. As a result, the motor generator 57 functions as a generator while circulating the organic medium in the order of the expander 55, the condenser 56, the chiller 52, the heat exchanger 53, and the evaporator 54, whereby the chiller 52, the heat exchanger 53, In the process of reducing the pressure of the organic medium heated by the heat exchange in the evaporator 54 in the expander 55, a part of the waste heat of the battery 81 and the engine 2 can be recovered as electric energy. Further, according to the heat cycle system 1, effective heat exchange is performed between the organic medium and the working medium of the battery 81 and the cooling water of the engine 2 in the chiller 52, the heat exchanger 53 and the evaporator 54. The motor generator 57 can also be used to control the pressure of the organic medium in the chiller 52, heat exchanger 53 and evaporator 54.

<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図4は、本実施形態に係る熱サイクルシステム1Aの構成を示す図である。熱サイクルシステム1Aは、第1実施形態に係る熱サイクルシステム1と、ランキンサイクル回路5Aの構成が異なる。なお以下の熱サイクルシステム1Aの説明において、熱サイクルシステム1と同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the thermal cycle system 1A according to the present embodiment. The thermodynamic cycle system 1A has a different configuration of the Rankine cycle circuit 5A from the thermodynamic cycle system 1 according to the first embodiment. In the following description of the thermal cycle system 1A, the same components as those of the thermal cycle system 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

ランキンサイクル回路5Aは、冷却水より低沸点かつ低比熱でありさらに絶縁性の有機媒体が循環する主循環流路50Aと、この主循環流路50Aに設けられた第1ポンプ51A、電子膨張弁58、バッテリ容器65、熱交換器53、蒸発器54、圧縮膨張機59、及び凝縮器56と、主循環流路50Aに設けられた複数の装置の一部を迂回するバイパス流路60と、このバイパス流路60に設けられた第2ポンプ64と、を備える。 The Rankine cycle circuit 5A includes a main circulation flow path 50A in which an insulating organic medium having a boiling point and a lower specific heat than cooling water circulates, a first pump 51A provided in the main circulation flow path 50A, and an electronic expansion valve. 58, a battery container 65, a heat exchanger 53, an evaporator 54, a compression expander 59, and a condenser 56, and a bypass flow path 60 that bypasses a part of a plurality of devices provided in the main circulation flow path 50A. A second pump 64 provided in the bypass flow path 60 is provided.

圧縮膨張機59は、主循環流路50Aのうち蒸発器54と凝縮器56との間に設けられる。圧縮膨張機59は、主循環流路50Aを蒸発器54側から凝縮器56側へ流れる有機媒体を減圧し(以下、この流れ方向を「第1の流れ方向F1」ともいう)、主循環流路50Aを凝縮器56側から蒸発器54側へ流れる有機媒体を圧縮する(以下、この流れ方向を「第2の流れ方向F2」ともいう)。圧縮膨張機59は、主循環流路50Aを有機媒体が第1の流れ方向F1に沿って流れる正転時には、蒸発器54を経た有機媒体を減圧して凝縮器56へ供給する。また圧縮膨張機59は、主循環流路50Aを有機媒体が第2の流れ方向F2に沿って流れる逆転時には、凝縮器56を経た有機媒体を圧縮して蒸発器54へ供給する。 The compression expander 59 is provided between the evaporator 54 and the condenser 56 in the main circulation flow path 50A. The compression expander 59 decompresses the organic medium flowing through the main circulation flow path 50A from the evaporator 54 side to the condenser 56 side (hereinafter, this flow direction is also referred to as “first flow direction F1”), and the main circulation flow. The organic medium flowing through the path 50A from the condenser 56 side to the evaporator 54 side is compressed (hereinafter, this flow direction is also referred to as "second flow direction F2"). The compression expander 59 decompresses the organic medium that has passed through the evaporator 54 and supplies it to the condenser 56 at the time of normal rotation in which the organic medium flows through the main circulation flow path 50A along the first flow direction F1. Further, the compression expander 59 compresses the organic medium that has passed through the condenser 56 and supplies it to the evaporator 54 at the time of reversal in which the organic medium flows through the main circulation flow path 50A along the second flow direction F2.

また圧縮膨張機59の駆動軸59aには、モータジェネレータ57が接続されている。このモータジェネレータ57は、制御装置7Aからの制御信号に応じて、バッテリ81との間で電気エネルギの授受が可能となっている。このためモータジェネレータ57は、バッテリ81から供給される電力を用いて圧縮膨張機59を正転又は逆転させたり、圧縮膨張機59において有機媒体を減圧させる過程で回収した機械エネルギで発電し、この発電電力でバッテリ81を充電したりすることが可能となっている。 A motor generator 57 is connected to the drive shaft 59a of the compression expander 59. The motor generator 57 can transfer electric energy to and from the battery 81 in response to a control signal from the control device 7A. Therefore, the motor generator 57 uses the electric power supplied from the battery 81 to rotate the compression / expander 59 in the forward or reverse direction, or generates electricity with the mechanical energy recovered in the process of depressurizing the organic medium in the compression / expansion machine 59. It is possible to charge the battery 81 with the generated power.

凝縮器56は、主循環流路50Aにおいて第1の流れ方向F1に沿って圧縮膨張機59の下流側に設けられる。蒸発器54は、主循環流路50Aにおいて第1の流れ方向F1に沿って圧縮膨張機59の上流側に設けられる。熱交換器53は、主循環流路50Aにおいて第1の流れ方向F1に沿って蒸発器54の上流側に設けられる。 The condenser 56 is provided on the downstream side of the compression expander 59 along the first flow direction F1 in the main circulation flow path 50A. The evaporator 54 is provided on the upstream side of the compression expander 59 along the first flow direction F1 in the main circulation flow path 50A. The heat exchanger 53 is provided on the upstream side of the evaporator 54 along the first flow direction F1 in the main circulation flow path 50A.

バッテリ容器65は、主循環流路50Aにおいて第1の流れ方向F1に沿って熱交換器53の上流側に設けられる。バッテリ容器65の内部には、有機媒体が通流する。またバッテリ容器65の内部には、有機媒体に浸漬するようにバッテリ81が設けられている。このためバッテリ81は、バッテリ容器65内を通流する有機媒体との間で熱交換が可能となっている。 The battery container 65 is provided on the upstream side of the heat exchanger 53 along the first flow direction F1 in the main circulation flow path 50A. An organic medium passes through the inside of the battery container 65. Further, inside the battery container 65, a battery 81 is provided so as to be immersed in an organic medium. Therefore, the battery 81 can exchange heat with the organic medium flowing through the battery container 65.

主循環流路50Aのうち凝縮器56とバッテリ容器65との間の部分は、第1分岐路501と第2分岐路502とに枝分かれしている。また第1分岐路501には第1ポンプ51Aが設けられ、第2分岐路502には電子膨張弁58が設けられている。すなわちこれら第1ポンプ51A及び電子膨張弁58は、主循環流路50Aにおいて並列に設けられている。 The portion of the main circulation flow path 50A between the condenser 56 and the battery container 65 is branched into a first branch path 501 and a second branch path 502. Further, a first pump 51A is provided in the first branch passage 501, and an electronic expansion valve 58 is provided in the second branch passage 502. That is, the first pump 51A and the electronic expansion valve 58 are provided in parallel in the main circulation flow path 50A.

第1ポンプ51Aは、第1分岐路501において第1の流れ方向F1に沿って凝縮器56の下流側かつバッテリ容器65の上流側に設けられている。第1ポンプ51Aは、制御装置7Aからの制御信号に応じて作動し、第1分岐路501において第1の流れ方向F1に沿って流れる有機媒体を圧縮する。第1ポンプ51Aの回転数は、制御装置7Aによって調整される。 The first pump 51A is provided on the downstream side of the condenser 56 and the upstream side of the battery container 65 along the first flow direction F1 in the first branch path 501. The first pump 51A operates in response to a control signal from the control device 7A to compress an organic medium flowing along the first flow direction F1 in the first branch path 501. The rotation speed of the first pump 51A is adjusted by the control device 7A.

電子膨張弁58は、第2分岐路502において第2の流れ方向F2に沿ってバッテリ容器65の下流側かつ凝縮器56の上流側に設けられている。電子膨張弁58は、絞り弁であり、第2分岐路502において第2の流れ方向F2に沿って流れる有機媒体を減圧する。電子膨張弁58の開度は、制御装置7Aからの制御信号に応じて調整される。 The electronic expansion valve 58 is provided on the downstream side of the battery container 65 and on the upstream side of the condenser 56 along the second flow direction F2 in the second branch path 502. The electronic expansion valve 58 is a throttle valve and reduces the pressure of the organic medium flowing along the second flow direction F2 in the second branch path 502. The opening degree of the electronic expansion valve 58 is adjusted according to the control signal from the control device 7A.

以上より、第1の流れ方向F1に沿った順では、主循環流路50Aには、圧縮膨張機59と、凝縮器56と、第1ポンプ51Aと、バッテリ容器65と、熱交換器53と、蒸発器54と、が設けられている。また第2の流れ方向F2に沿った順では、主循環流路50Aには、圧縮膨張機59と、蒸発器54と、熱交換器53と、バッテリ容器65と、電子膨張弁58と、凝縮器56と、が設けられている。 From the above, in the order along the first flow direction F1, the main circulation flow path 50A includes a compression expander 59, a condenser 56, a first pump 51A, a battery container 65, and a heat exchanger 53. , And an evaporator 54 are provided. Further, in the order along the second flow direction F2, the compression expander 59, the evaporator 54, the heat exchanger 53, the battery container 65, the electronic expansion valve 58, and the condensation are condensed in the main circulation flow path 50A. A vessel 56 is provided.

バイパス流路60は、主循環流路50Aのうち凝縮器56及び分岐路501,502の間と、バッテリ容器65及び熱交換器53の間とを接続する。すなわちバイパス流路60は、主循環流路50Aにおいて第1ポンプ51A、電子膨張弁58、及びバッテリ容器65を迂回する流路を形成する。 The bypass flow path 60 connects between the condenser 56 and the branch paths 501 and 502 of the main circulation flow path 50A and between the battery container 65 and the heat exchanger 53. That is, the bypass flow path 60 forms a flow path that bypasses the first pump 51A, the electronic expansion valve 58, and the battery container 65 in the main circulation flow path 50A.

第2ポンプ64は、制御装置7Aからの制御信号に応じて作動し、主循環流路50Aにおいて第1の流れ方向F1に沿って流れる有機媒体を圧縮する。第2ポンプ64の回転数は、制御装置7Aによって調整される。すなわちこの第2ポンプ64をオンにすることにより、凝縮器56から第1の流れ方向F1に沿って流出する有機媒体の一部を第1ポンプ51A、電子膨張弁58、及びバッテリ容器65から迂回して熱交換器53へ還流させる。 The second pump 64 operates in response to a control signal from the control device 7A to compress the organic medium flowing along the first flow direction F1 in the main circulation flow path 50A. The rotation speed of the second pump 64 is adjusted by the control device 7A. That is, by turning on the second pump 64, a part of the organic medium flowing out from the condenser 56 along the first flow direction F1 is detoured from the first pump 51A, the electronic expansion valve 58, and the battery container 65. Then, it is returned to the heat exchanger 53.

以上のような熱サイクルシステム1Aによれば、制御装置7Aによってランキンサイクル回路5Aの第1ポンプ51A、モータジェネレータ57、電子膨張弁58、及び第2ポンプ64等を操作することにより、様々な制御モードでランキンサイクル回路5Aを作動させることができる。 According to the thermal cycle system 1A as described above, various controls are performed by operating the first pump 51A, the motor generator 57, the electronic expansion valve 58, the second pump 64, etc. of the Rankine cycle circuit 5A by the control device 7A. The Rankine cycle circuit 5A can be operated in the mode.

図5は、バッテリ81及びエンジン2の両方を冷却するハイブリッド冷却モードの実行時においてエンジン冷却回路3及びランキンサイクル回路5Aにおいて実現される冷却水等の流れを示す図である。制御装置7Aは、ハイブリッド冷却モードでは、図5において太矢印で示すように、第1ポンプ51A、バッテリ容器65、熱交換器53、蒸発器54、圧縮膨張機59、及び凝縮器56の順で構成される第1循環流路と、第2ポンプ64、熱交換器53、蒸発器54、圧縮膨張機59、及び凝縮器56の順で構成される第2循環流路と、の2つの循環流路に沿って有機媒体が循環するように、ランキンサイクル回路5Aを操作する。また制御装置7Aは、ハイブリッド冷却モードでは、図5において太矢印で示すように、第1ウォータポンプ35、第1冷却水流路31、バイパス流路34、及び熱交換器53の順で構成される第3循環流路に沿って冷却水が循環するようにエンジン冷却回路3を操作する。また制御装置7Aは、ハイブリッド冷却モードにおいてエンジン2の排気の熱を回収する際には、上記第3循環流路に加えて、第1ウォータポンプ35、第1冷却水流路31、第2ウォータポンプ36、第2冷却水流路32、ヒータコア37、蒸発器54、及び熱交換器53の順で構成される第4循環流路に沿って冷却水が循環するようにエンジン冷却回路3を操作する。ハイブリッド冷却モードでは、制御装置7Aによって上述のようにエンジン冷却回路3及びランキンサイクル回路5Aを操作することによって、図6に示すような熱サイクルが実現される。 FIG. 5 is a diagram showing the flow of cooling water and the like realized in the engine cooling circuit 3 and the Rankine cycle circuit 5A when the hybrid cooling mode for cooling both the battery 81 and the engine 2 is executed. In the hybrid cooling mode, the control device 7A has the first pump 51A, the battery container 65, the heat exchanger 53, the evaporator 54, the compression expander 59, and the condenser 56 in this order, as shown by the thick arrow in FIG. Two circulations, a first circulation flow path configured and a second circulation flow path configured in the order of a second pump 64, a heat exchanger 53, an evaporator 54, a compression expander 59, and a condenser 56. The Rankine cycle circuit 5A is operated so that the organic medium circulates along the flow path. Further, in the hybrid cooling mode, the control device 7A is configured in the order of the first water pump 35, the first cooling water flow path 31, the bypass flow path 34, and the heat exchanger 53, as shown by the thick arrow in FIG. The engine cooling circuit 3 is operated so that the cooling water circulates along the third circulation flow path. Further, when the control device 7A recovers the heat of the exhaust of the engine 2 in the hybrid cooling mode, in addition to the third circulation flow path, the first water pump 35, the first cooling water flow path 31, and the second water pump The engine cooling circuit 3 is operated so that the cooling water circulates along the fourth circulation flow path composed of 36, the second cooling water flow path 32, the heater core 37, the evaporator 54, and the heat exchanger 53 in this order. In the hybrid cooling mode, the thermal cycle as shown in FIG. 6 is realized by operating the engine cooling circuit 3 and the Rankine cycle circuit 5A by the control device 7A as described above.

図6は、ハイブリッド冷却モードの実行時にランキンサイクル回路5Aにおいて実現される熱サイクルを示すモリエル線図である。図6に示すように、ハイブリッド冷却モードの実行時には、有機媒体は、第1ポンプ51Aによって圧縮され、過冷却液の状態でバッテリ容器65に供給される。第1ポンプ51Aによって圧縮された有機媒体は、バッテリ容器65を流れる過程でバッテリ81との熱交換によって加温され、液体の状態で熱交換器53に供給される。バッテリ容器65から液体の状態で流出した有機媒体は、熱交換器53及び蒸発器54を流れる過程で冷却水との熱交換によってさらに加温され、過熱蒸気又は沸騰した状態で圧縮膨張機59に供給される。蒸発器54から過熱蒸気の状態で流出した有機媒体は、圧縮膨張機59において減圧され、過熱蒸気の状態で凝縮器56に供給される。圧縮膨張機59から供給された有機媒体は、凝縮器56を流れる過程で外気との熱交換によって冷却され、過冷却液の状態で第1ポンプ51Aに供給される。また上述のようにハイブリッド冷却モードでは、第1ポンプ51Aに加えて第2ポンプ64をオンにする。このため、凝縮器56から過冷却液の状態で流出する有機媒体の一部は、第2ポンプ64によって圧縮され、過冷却液の状態で熱交換器53及び蒸発器54に供給される。 FIG. 6 is a Moriel diagram showing the thermal cycle realized in the Rankine cycle circuit 5A when the hybrid cooling mode is executed. As shown in FIG. 6, when the hybrid cooling mode is executed, the organic medium is compressed by the first pump 51A and supplied to the battery container 65 in the state of a supercooled liquid. The organic medium compressed by the first pump 51A is heated by heat exchange with the battery 81 in the process of flowing through the battery container 65, and is supplied to the heat exchanger 53 in a liquid state. The organic medium flowing out of the battery container 65 in a liquid state is further heated by heat exchange with cooling water in the process of flowing through the heat exchanger 53 and the evaporator 54, and is further heated to the compression expander 59 in a superheated steam or boiling state. Will be supplied. The organic medium flowing out of the evaporator 54 in the state of superheated steam is depressurized in the compression expander 59 and supplied to the condenser 56 in the state of superheated steam. The organic medium supplied from the compression expander 59 is cooled by heat exchange with the outside air in the process of flowing through the condenser 56, and is supplied to the first pump 51A in the state of a supercooled liquid. Further, as described above, in the hybrid cooling mode, the second pump 64 is turned on in addition to the first pump 51A. Therefore, a part of the organic medium flowing out of the condenser 56 in the state of the supercooled liquid is compressed by the second pump 64 and supplied to the heat exchanger 53 and the evaporator 54 in the state of the supercooled liquid.

ここで制御装置7Aは、ハイブリッド冷却モードでは、圧縮膨張機59において有機媒体を減圧させる過程で駆動軸59aにおいて生じる機械エネルギを利用することによってモータジェネレータ57によって発電させ、これによって得られる電力でバッテリ81を充電する。このためハイブリッド冷却モードの実行時には、バッテリ81の熱エネルギの一部及びエンジン2の冷却水の熱エネルギの一部が、外気に放出されるとともにモータジェネレータ57によって電気エネルギとして回収されるため、これによりバッテリ81及び冷却水及びエンジン2の温度が低下する。 Here, in the hybrid cooling mode, the control device 7A is generated by the motor generator 57 by utilizing the mechanical energy generated in the drive shaft 59a in the process of depressurizing the organic medium in the compression expander 59, and the battery is generated by the electric power obtained thereby. Charge 81. Therefore, when the hybrid cooling mode is executed, a part of the heat energy of the battery 81 and a part of the heat energy of the cooling water of the engine 2 are released to the outside air and recovered as electric energy by the motor generator 57. As a result, the temperatures of the battery 81, the cooling water, and the engine 2 are lowered.

ここで制御装置7Aは、ハイブリッド冷却モードでは、バッテリ容器65からは沸点よりもやや低い温度で有機媒体が流出し、かつ熱交換器53及び蒸発器54内において有機媒体が沸騰した状態で維持されるように、換言すれば、バッテリ81がバッテリ容器65内において有機媒体の顕熱によって冷却され、かつ冷却水が熱交換器53及び蒸発器54内において有機媒体の潜熱によって冷却されるように、第1ポンプ51A、第2ポンプ64、及びモータジェネレータ57を操作する。 Here, in the hybrid cooling mode, the control device 7A is maintained in a state where the organic medium flows out from the battery container 65 at a temperature slightly lower than the boiling point and the organic medium is boiled in the heat exchanger 53 and the evaporator 54. In other words, the battery 81 is cooled by the sensible heat of the organic medium in the battery container 65, and the cooling water is cooled by the latent heat of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54. The first pump 51A, the second pump 64, and the motor generator 57 are operated.

また制御装置7Aは、ハイブリッド冷却モードでは、バッテリ容器65から流出する有機媒体の温度が沸点よりもやや低い温度で流出し、かつ熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の沸点が冷却水の目標温度で維持されるように、第1ポンプ51A、第2ポンプ64、及びモータジェネレータ57を用いて熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の量及び圧力を制御する。より具体的には、制御装置7Aは、バッテリ容器65からは有機媒体が沸点よりもやや低い温度で流出しかつ熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の沸点が上記目標温度で維持されるように、バッテリ容器65における有機媒体の目標量並びに熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の目標量及び目標圧を算出するとともに、バッテリ容器65における有機媒体の量が上記目標量になるように第1ポンプ51Aの回転数を調整し、熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の量が上記目標量になるように第2ポンプ64の回転数を調整し、さらに熱交換器53及び蒸発器54における有機媒体の圧力が上記目標圧になるようにモータジェネレータ57における発電量を調整する。 Further, in the control device 7A, in the hybrid cooling mode, the temperature of the organic medium flowing out from the battery container 65 flows out at a temperature slightly lower than the boiling point, and the boiling point of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 is the cooling water. A first pump 51A, a second pump 64, and a motor generator 57 are used to control the amount and pressure of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 so that the target temperature is maintained. More specifically, in the control device 7A, the organic medium flows out from the battery container 65 at a temperature slightly lower than the boiling point, and the boiling point of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 is maintained at the above target temperature. As described above, the target amount of the organic medium in the battery container 65 and the target amount and the target pressure of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 are calculated, and the amount of the organic medium in the battery container 65 becomes the above target amount. The rotation speed of the first pump 51A is adjusted, the rotation speed of the second pump 64 is adjusted so that the amount of the organic medium in the heat exchanger 53 and the evaporator 54 becomes the above target amount, and the heat exchanger 53 and the heat exchanger 53 and The amount of heat generated by the motor generator 57 is adjusted so that the pressure of the organic medium in the evaporator 54 becomes the target pressure.

本実施形態の熱サイクルシステム1Aによれば、以下の効果を奏する。
(5)熱サイクルシステム1Aは、内燃機関及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環するエンジン冷却回路3と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路5Aと、を備える。またランキンサイクル回路5Aの主循環流路50Aには、有機媒体の流れに沿って順に、有機媒体を減圧する圧縮膨張機59と、有機媒体を外気によって冷却する凝縮器56と、有機媒体とバッテリ81との間で熱交換を行うバッテリ容器65と、有機媒体とエンジン2の冷却水との間で熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54と、が設けられている。また熱サイクルシステム1Aでは、エンジン2よりも温度帯が低いバッテリ81と熱交換を行うバッテリ容器65を、エンジン2の冷却水と熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54よりも凝縮器56に近い方に設ける。よって熱サイクルシステム1Aによれば、圧縮膨張機59、凝縮器56、バッテリ容器65、熱交換器53及び蒸発器54の順で有機媒体を循環させることにより、バッテリ容器65においてより温度帯の低いバッテリ81を冷却した後、バッテリ容器65における熱交換によって加温された有機媒体でより温度帯の高いエンジン2の冷却水をさらに冷却できる。よって本発明によれば、ランキンサイクル回路5Aを循環する有機媒体で、温度帯が異なるエンジン2との両方を効率的に冷却できる。
According to the thermodynamic cycle system 1A of the present embodiment, the following effects are obtained.
(5) The thermal cycle system 1A includes an engine cooling circuit 3 in which cooling water that exchanges heat with the internal combustion engine and its exhaust is circulated, and a Rankine cycle circuit 5A in which an insulating organic medium circulates. Further, in the main circulation flow path 50A of the Rankine cycle circuit 5A, a compression expander 59 for reducing the pressure of the organic medium in order along the flow of the organic medium, a condenser 56 for cooling the organic medium with the outside air, an organic medium and a battery are provided. A battery container 65 that exchanges heat with the 81, and a heat exchanger 53 and an evaporator 54 that exchange heat between the organic medium and the cooling water of the engine 2 are provided. Further, in the heat cycle system 1A, the battery container 65 that exchanges heat with the battery 81 whose temperature zone is lower than that of the engine 2 is the condenser 56 rather than the heat exchanger 53 and the evaporator 54 that exchange heat with the cooling water of the engine 2. Install closer to. Therefore, according to the heat cycle system 1A, the temperature zone of the battery container 65 is lower by circulating the organic medium in the order of the compression expander 59, the condenser 56, the battery container 65, the heat exchanger 53, and the evaporator 54. After cooling the battery 81, the cooling water of the engine 2 having a higher temperature range can be further cooled by the organic medium heated by the heat exchange in the battery container 65. Therefore, according to the present invention, the organic medium circulating in the Rankine cycle circuit 5A can efficiently cool both the engine 2 and the engine 2 having different temperature zones.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. Within the scope of the present invention, the detailed configuration may be changed as appropriate.

1,1A…熱サイクルシステム
2…エンジン(内燃機関)
3…エンジン冷却回路(内燃機関冷却回路)
4…バッテリ冷却回路(電気装置冷却回路)
5,5A…ランキンサイクル回路
50,50A…主循環流路(循環流路)
51,51A…第1ポンプ(ポンプ)
52…チラー(第1熱交換部)
53…熱交換器(第2熱交換部)
54…蒸発器(第2熱交換部)
55…膨張機
56…凝縮器
59…圧縮膨張機(膨張機)
57…モータジェネレータ
65…バッテリ容器(第1熱交換部)
7,7A…制御装置
81…バッテリ(電気装置)
1,1A ... Thermal cycle system 2 ... Engine (internal combustion engine)
3 ... Engine cooling circuit (internal combustion engine cooling circuit)
4 ... Battery cooling circuit (electrical device cooling circuit)
5,5A ... Rankine cycle circuit 50, 50A ... Main circulation flow path (circulation flow path)
51, 51A ... 1st pump (pump)
52 ... Chiller (1st heat exchange section)
53 ... Heat exchanger (second heat exchanger)
54 ... Evaporator (second heat exchanger)
55 ... Inflator 56 ... Condenser 59 ... Compression inflator (expansion)
57 ... Motor generator 65 ... Battery container (1st heat exchange section)
7,7A ... Control device 81 ... Battery (electrical device)

Claims (4)

内燃機関及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環する内燃機関冷却回路と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路と、
前記ランキンサイクル回路を操作する制御装置と、を備える熱サイクルシステムであって、
前記ランキンサイクル回路の循環流路には、有機媒体の流れに沿って順に、
有機媒体を減圧する膨張機と、
有機媒体を外気によって冷却する凝縮器と、
有機媒体を圧縮する第1ポンプと、
有機媒体と電気装置又は当該電気装置と熱交換可能な作動媒体との間で熱交換を行う第1熱交換部と、
有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う第2熱交換部と、が設けられ、
前記制御装置は、前記電気装置又は作動媒体が前記第1熱交換部において有機媒体の顕熱によって冷却されかつ冷却水が前記第2熱交換部において有機媒体が潜熱によって冷却されるように前記第1ポンプを操作することを特徴とする熱サイクルシステム。
An internal combustion engine cooling circuit in which cooling water that exchanges heat with the internal combustion engine and its exhaust circulates, and a Rankine cycle circuit in which an insulating organic medium circulates.
A thermodynamic cycle system including a control device for operating the Rankine cycle circuit .
In the circulation flow path of the Rankine cycle circuit, in order along the flow of the organic medium,
An expander that decompresses the organic medium,
A condenser that cools the organic medium with the outside air,
The first pump that compresses the organic medium and
A first heat exchange unit that exchanges heat between an organic medium and an electric device or an operating medium capable of exchanging heat between the electric device and the electric device.
A second heat exchange unit that exchanges heat between the organic medium and the cooling water is provided .
The control device is such that the electric device or the operating medium is cooled by the sensible heat of the organic medium in the first heat exchange section and the cooling water is cooled by the latent heat of the organic medium in the second heat exchange section. 1 A thermal cycle system characterized by operating a pump .
前記ランキンサイクル回路は、前記循環流路のうち前記凝縮器及び前記第1ポンプの間と前記第1熱交換部及び前記第2熱交換部の間とを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられた第2ポンプと、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の熱サイクルシステム。 The Rankine cycle circuit includes a bypass flow path connecting the condenser and the first pump and the first heat exchange section and the second heat exchange section of the circulation flow path, and the bypass flow. The heat cycle system according to claim 1 , further comprising a second pump provided on the road . 前記電気装置と熱交換を行う作動媒体が循環する電気装置冷却回路を備え、
前記電気装置冷却回路を循環する作動媒体は、前記第1熱交換部において有機媒体と熱交換可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱サイクルシステム。
An electric device cooling circuit for circulating an operating medium that exchanges heat with the electric device is provided.
The heat cycle system according to claim 1 or 2, wherein the working medium circulating in the electric device cooling circuit can exchange heat with an organic medium in the first heat exchange unit.
前記膨張機に接続されたモータジェネレータをさらに備えることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の熱サイクルシステム。 The thermodynamic cycle system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a motor generator connected to the expander.
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