JP7231348B2 - Vehicle air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等、走行用の電動モータに電力を供給するバッテリを備えた車両に適用される車両用空気調和装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来、この種の車両用空気調和装置では、圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器及び膨張弁を有する冷媒回路を備え、室内熱交換器において冷媒と熱交換した空気を車室内に供給することによって車室内の冷房、暖房、除湿等を行っている。 Conventionally, this type of vehicle air conditioner includes a refrigerant circuit having a compressor, an indoor heat exchanger, an outdoor heat exchanger, and an expansion valve, and supplies air into the passenger compartment after heat exchange with the refrigerant in the indoor heat exchanger. Air-conditioning, heating, dehumidification, etc., are performed in the passenger compartment.
また、前記車両用空気調和装置が搭載される車両としては、電気自動車やハイブリッド車等、駆動源としての電動モータに電力を供給するための走行用バッテリを備えているものがある。走行用バッテリは、車両の走行を継続したり急速充電を行ったりした場合に、熱を放出して高温となる場合がある。 Vehicles equipped with the vehicle air conditioner include electric vehicles, hybrid vehicles, and the like, which are equipped with a running battery for supplying electric power to an electric motor as a drive source. When the vehicle continues to run or is rapidly charged, the running battery may release heat and reach a high temperature.
このため、前記車両では、走行用バッテリを冷却するために、走行用バッテリを冷却水回路に接続するとともに、冷却水回路を水-冷媒熱交換器を介して冷媒回路に接続したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。前記車両では、冷却水回路を流通する冷却水によって走行用バッテリを冷却するとともに、走行用バッテリを冷却して熱を吸収した冷却水を、冷媒回路を流通する冷媒と熱交換させることで放熱させるバッテリ冷却運転を行っている。 For this reason, in order to cool the driving battery in the vehicle, it is known that the driving battery is connected to a cooling water circuit, and the cooling water circuit is connected to the refrigerant circuit via a water-refrigerant heat exchanger. (See, for example, Patent Document 1). In the vehicle, the driving battery is cooled by the cooling water flowing through the cooling water circuit, and the cooling water that has absorbed heat by cooling the driving battery is heat-exchanged with the refrigerant flowing through the refrigerant circuit, thereby dissipating heat. Battery cooling operation is in progress.
前記車両用空気調和装置では、例えば、車室内の暖房を行っている状態において、室外熱交換器が吸熱器として機能する。このため、車両用空気調和装置では、車室内の暖房と同時にバッテリ冷却運転を行う場合に、室外熱交換器及び水-冷媒熱交換器で吸熱し、室内熱交換器で放熱することになる。この場合において、車室内の暖房負荷が小さく、バッテリの冷却負荷が大きい場合に、冷媒回路における放熱量が小さくなって、必要な吸熱量が不足し、バッテリを十分に冷却できない可能性がある。 In the vehicle air conditioner, for example, the outdoor heat exchanger functions as a heat absorber while heating the vehicle interior. Therefore, in the vehicle air conditioner, when the vehicle interior is heated and the battery is cooled simultaneously, heat is absorbed by the outdoor heat exchanger and the water-refrigerant heat exchanger and released by the indoor heat exchanger. In this case, when the heating load in the passenger compartment is small and the battery cooling load is large, the amount of heat released in the refrigerant circuit becomes small, and the necessary amount of heat absorption is insufficient, so there is a possibility that the battery cannot be sufficiently cooled.
本発明の目的とするところは、バッテリの冷却運転時において、冷媒回路における放熱量を確保して確実にバッテリを冷却することのできる車両用空気調和装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air conditioner for a vehicle that can reliably cool the battery by ensuring the amount of heat released in the refrigerant circuit during the cooling operation of the battery.
本発明の車両用空気調和装置は、前記目的を達成するために、車両走行用の電動モータに電力を供給するバッテリを冷却するバッテリ冷却機能を有する車両用空気調和装置であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、車室内に供給する空気と冷媒とを熱交換させるための室内熱交換器と、バッテリから放出される熱を吸収するバッテリ冷却用吸熱器と、車室外の空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器と、車室内の温度または湿度の調整が必要であるか否かを判定する空調判定手段と、バッテリの冷却が必要であるか否かを判定するバッテリ冷却判定手段と、空調判定手段によって車室内の温度または湿度の調整の必要があると判定されるとともに、バッテリ冷却判定手段によってバッテリを冷却する必要があると判定された場合に、室外熱交換器を放熱器として機能させる室外熱交換器設定手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, a vehicle air conditioner of the present invention is a vehicle air conditioner having a battery cooling function for cooling a battery that supplies electric power to an electric motor for running a vehicle. an indoor heat exchanger for exchanging heat between the air supplied to the vehicle interior and the refrigerant; a battery cooling heat absorber for absorbing heat released from the battery; An outdoor heat exchanger that exchanges heat, air conditioning determination means for determining whether or not the temperature or humidity in the vehicle interior needs to be adjusted, and battery cooling determination means for determining whether or not cooling of the battery is required. When the air conditioning determination means determines that the temperature or humidity in the vehicle interior needs to be adjusted and the battery cooling determination means determines that the battery needs to be cooled, the outdoor heat exchanger is used as a radiator. and outdoor heat exchanger setting means for functioning.
これにより、室外熱交換器において冷媒が放熱することから、室内熱交換器及びバッテリ冷却用吸熱器において確実に冷媒に吸熱させることが可能となる。 As a result, since the refrigerant radiates heat in the outdoor heat exchanger, the refrigerant can reliably absorb heat in the indoor heat exchanger and the battery cooling heat absorber.
本発明によれば、吸熱器として機能する室内熱交換器及びバッテリ冷却用吸熱器において確実に冷媒に吸熱させることが可能となるので、バッテリの冷却及び車室内に供給する空気の冷却する際における冷却能力の不足を抑制することが可能となる。 According to the present invention, the heat can be reliably absorbed by the refrigerant in the indoor heat exchanger and the battery cooling heat absorber functioning as heat absorbers. Insufficient cooling capacity can be suppressed.
図1乃至図6は、本発明の一実施形態を示すものである。 1 to 6 show one embodiment of the invention.
本発明の車両用空気調和装置1は、例えば電気自動車やハイブリッド車等、電動モータの駆動力によって走行可能な車両に適用されるものである。
A
車両は、走行用の電動モータと、電動モータに供給する電力が蓄えられる走行用のバッテリBと、を有している。 The vehicle has an electric motor for running, and a battery B for running that stores electric power to be supplied to the electric motor.
バッテリBは、車両の走行時において電動モータに電力を供給したり、充電したりする際に熱を放出する。バッテリBは、供給を受ける電力の電圧及び電流の一方または両方を上昇させることによって充電を短時間で行う急速充電が可能であり、急速充電の際に特に放熱量が大きくなる。バッテリBは、例えば、10℃~30℃の範囲での使用が望ましく、50℃以上の高温となると劣化が促進されることになる。このため、バッテリBは、必要に応じて冷却し、所定の温度T1(例えば、50℃)未満を維持する必要がある。 The battery B releases heat when supplying electric power to the electric motor or charging the electric motor while the vehicle is running. Battery B is capable of rapid charging, in which charging is performed in a short time by increasing one or both of the voltage and current of the supplied power, and the amount of heat released is particularly large during rapid charging. Battery B is desirably used in the range of, for example, 10° C. to 30° C., and deterioration will be accelerated at a high temperature of 50° C. or higher. Therefore, it is necessary to cool battery B as necessary to keep it below a predetermined temperature T1 (eg, 50° C.).
この車両用空気調和装置1は、バッテリBを冷却するためのバッテリ冷却機能を有している。車両用空気調和装置1は、図1に示すように、車両の車室内に設けられる空調ユニット10と、車室内および車室外にわたって設けられる冷媒回路20と、バッテリBから放出された熱を吸収する熱媒体を流通させるための熱媒体回路30と、を備えている。
This
空調ユニット10は、車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路11を有している。空気流通路11の一端側には、車室外の空気を空気流通路11に流入させるための外気吸入口11aと、車室内の空気を空気流通路11に流入させるための内気吸入口11bと、が設けられている。また、空気流通路11の他端側には、空気流通路11を流通した空気を、搭乗者の足元に向かって吹き出させる図示しないフット吹出口、搭乗者の上半身に向かって吹き出させる図示しないベント吹出口、及び、車両のフロントガラスの車室内側の面に向かって吹き出させる図示しないデフ吹出口、が設けられている。
The
空気流通路11内の一端側には、空気流通路11の一端側から他端側に向かって空気を流通させるためのシロッコファン等の室内送風機12が設けられている。
An
空気流通路11の一端側には、外気吸入口11a及び内気吸入口11bの一方を開放して他方を閉鎖することが可能な吸入口切換えダンパ13が設けられている。吸入口切換えダンパ13は、内気吸入口11bを閉鎖して外気吸入口11aが開放する外気供給モードと、外気吸入口11aを閉鎖して内気吸入口11bを開放する内気循環モードと、外気吸入口11aと内気吸入口11bとの間に位置させることで外気吸入口11aと内気吸入口11bとをそれぞれ開放する内外気吸入モードと、を切換えることが可能である。
At one end of the
空気流通路11における室内送風機12の空気流通方向下流側には、空気流通路11を流通する空気を冷却及び除湿するための室内熱交換器としての吸熱器14が設けられている。また、空気流通路11における吸熱器14の空気流通方向下流側には、空気流通路11を流通する空気を加熱するための室内熱交換器としての放熱器15が設けられている。
A heat absorber 14 as an indoor heat exchanger for cooling and dehumidifying the air flowing through the
放熱器15は、空気流通路11の直交方向一方側に配置され、空気流通路11の直交方向他方側には、放熱器15を迂回する放熱器バイパス流通路11cが形成される。空気流通路11における放熱器15の空気流通方向下流側には、車室内に供給する空気を加熱するための空気加熱ヒータ16が設けられている。
The
空気流通路11における吸熱器14と放熱器15との間には、吸熱器14を通過した空気のうち、放熱器15によって加熱される空気の割合を調整するためのエアミックスダンパ17が設けられている。エアミックスダンパ17は、放熱器15及び放熱器バイパス流通路11cの空気流通方向上流側において、放熱器バイパス流通路11c及び放熱器15の一方の空気流通方向上流側を閉鎖して他方を開放したり、放熱器バイパス流通路11c及び放熱器15の両方を開放し、放熱器15の空気流通方向上流側の開度を調整したりする。エアミックスダンパ17は、空気流通路11における放熱器15の空気流通方向上流側を閉鎖して放熱器バイパス流通路11cを開放した状態で開度が0%となり、空気流通路11における放熱器15の空気流通方向上流側を開放し、放熱器バイパス流通路11cを閉鎖した状態で開度が100%となる。
An
冷媒回路20は、前記吸熱器14、前記放熱器15、冷媒を圧縮するための圧縮機21、冷媒と車室外の空気とを熱交換するための室外熱交換器22、吸熱器14に流入する冷媒と吸熱器14から流出する冷媒とを熱交換するための内部熱交換器23、冷媒回路20を流通する冷媒と熱媒体回路30を流通する熱媒体とを熱交換するためのバッテリ冷却用吸熱器としての熱媒体熱交換器24、全閉と全開との間で弁開度の調整が可能な電子式の第1膨張弁25a、吸熱器14及び熱媒体熱交換器24の出口における冷媒の温度変化に応じて弁開度が調整される機械式の第2及び第3膨張弁25b,25c、冷媒の流路を開閉するための流路開閉弁としての第1乃至第5電磁弁26a,26b,26c,26d,26e、冷媒の流路における冷媒の流通方向を規制するための逆止弁27、気体の冷媒と液体の冷媒を分離して液体の冷媒が圧縮機21に吸入されることを防止するためのアキュムレータ28を有し、これらは例えばアルミニウム管や銅管によって接続されている。冷媒回路20を流通する冷媒としては、例えば、R-134a等が用いられる。
The
室外熱交換器22は、冷媒と熱交換する空気の流通方向が車両の前後方向となるように、エンジンルーム等の車室外に配置されている。室外熱交換器22の近傍には、車両の停止時に車室外の空気を前後方向に流通させるための室外送風機22dが設けられている。室外熱交換器22は、冷媒を放熱または吸熱させるための本体部22aと、放熱させた冷媒を流入させて液体状の冷媒から気体状の冷媒を分離するためのレシーバ部22bと、レシーバ部22bから流出した液体の冷媒を過冷却の状態とするための過冷却部22cと、を有している。
The
冷媒回路20の構成について具体的に説明すると、圧縮機21の冷媒吐出側には、放熱器15の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路20aが形成されている。放熱器15の冷媒流出側には、室外熱交換器22の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路20bが形成されている。冷媒流通路20bには、第1膨張弁25aが設けられている。室外熱交換器22における本体部22aの冷媒流出側には、レシーバ部22bの冷媒流入側を接続することにより冷媒流通路20cが形成されている。冷媒流通路20cには、第1電磁弁26aが設けられている。また、室外熱交換器22におけるレシーバ部22bの冷媒流出側には、過冷却部22cの冷媒流入側が接続されている。過冷却部22cの冷媒流出側には、内部熱交換器23の高圧冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路20dが形成されている。内部熱交換器23の高圧冷媒流出側には、吸熱器14の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路20eが形成されている。冷媒流通路20eには、内部熱交換器23側から順に、逆止弁27、第2電磁弁26b、第2膨張弁25bが設けられている。吸熱器14の冷媒流出側には、内部熱交換器23の低圧冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路20fが形成されている。内部熱交換器23の低圧冷媒流出側には、圧縮機21の冷媒吸入側を接続することにより、冷媒流通路20gが形成されている。冷媒流通路20gには、アキュムレータ28が設けられている。また、冷媒流通路20bにおける放熱器15と第1膨張弁25aとの間には、室外熱交換器22を迂回し、冷媒流通路20eにおける逆止弁27と第2電磁弁26bとの間を接続することにより、冷媒流通路20hが形成されている。冷媒流通路20hには、第3電磁弁26cが設けられている。冷媒流通路20cにおける室外熱交換器22の本体部22aと第1電磁弁26aとの間には、冷媒流通路20gにおける内部熱交換器23とアキュムレータ28との間を接続することにより、冷媒流通路20iが形成されている。冷媒流通路20iには、第4電磁弁26dが設けられている。また、冷媒流通路20eにおける逆止弁27と第2電磁弁26bとの間には、熱媒体熱交換器24の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路20jが形成されている。冷媒流通路20jには、冷媒流通路20e側から順に、第5電磁弁26e、第3膨張弁25cが設けられている。熱媒体熱交換器24の冷媒流出側には、冷媒流通路20gにおけるアキュムレータ28と圧縮機21の冷媒吸入側との間を接続することにより、冷媒流通路20kが形成されている。
Specifically describing the configuration of the
熱媒体回路30は、前記熱媒体熱交換器24、熱媒体を圧送するための熱媒体ポンプ31、バッテリB、を有し、これらは例えばアルミニウム管や銅管によって接続されている。熱媒体回路30を流通する熱媒体としては、例えば、エチレングリコール等の不凍液が用いられる。
The
具体的に説明すると、熱媒体ポンプ31の熱媒体吐出側には、熱媒体熱交換器24の熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路30aが形成されている。熱媒体熱交換器24の熱媒体流出側には、バッテリBの熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路30bが形成されている。バッテリBの熱媒体流出側には、熱媒体ポンプ31の熱媒体吸入側を接続することにより、熱媒体流通路30cが形成されている。
More specifically, a heat
また、この車両用空気調和装置1は、車室内の温度及び湿度を設定された温度及び湿度とする制御、バッテリBを所定の温度以下に冷却するための制御を行うためのコントローラ40を備えている。
The
コントローラ40は、CPU、ROM,RAMを有している。コントローラ40は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、CPUが、入力信号に基づいてROMに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をRAMに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。 The controller 40 has a CPU, ROM, and RAM. When the controller 40 receives an input signal from a device connected to the input side, the CPU reads the program stored in the ROM based on the input signal, and stores the state detected by the input signal in the RAM. , and send an output signal to a device connected to the output side.
コントローラ40の入力側には、図2に示すように、圧縮機21、車室外の温度Tamを検出するための外気温度センサ41、車室内の温度Trを検出するための内気温度センサ42、空気流通路11に流入する空気の温度Tiを検出するための吸気温度センサ43、吸熱器14において冷却された後の空気の温度Teを検出するための冷却空気温度センサ44、放熱器15において加熱された後の空気の温度Tcを検出するための加熱空気温度センサ45、車室内の湿度Rhを検出するための内気湿度センサ46、室外熱交換器22において熱交換した後の冷媒の温度Thexを検出するための冷媒温度センサ47、日射量Tsを検出するための例えばフォトセンサ式の日射センサ48、車両の速度Vを検出するための速度センサ49、冷媒回路20の高圧側の圧力Pdを検出するための圧力センサ50、熱媒体回路30において熱媒体熱交換器24から流出した熱媒体の温度を検出するための熱媒体温度センサ51、搭乗者による車室内の設定温度Tsetの設定や空調の運転内容の切換えに関する設定を行うための設定操作部52、バッテリB、が接続されている。
On the input side of the controller 40, as shown in FIG. 2, a
コントローラ40の出力側には、図2に示すように、空気加熱ヒータ16、圧縮機21、第1膨張弁25a、第1乃至第5電磁弁26a,26b,26c,26d,26e、車室内の温度や運転状態等の情報を表示するための液晶ディスプレイ等の報知手段としての表示部53が接続されている。
On the output side of the controller 40, as shown in FIG. A
以上のように構成された車両用空気調和装置1では、空調ユニット10及び冷媒回路20を用いて車室内の空気の温度及び湿度を調節する。具体的には、車両用空気調和装置1は、車室内の温度を低下させる冷房運転と、車室内の湿度を低下させると共に温度を低下させる除湿冷房運転と、車室内の温度を上昇させる暖房運転と、車室内の湿度を低下させると共に温度を上昇させる除湿暖房運転と、を行う。
In the
例えば、冷房運転を行う場合には、空調ユニット10において、室内送風機12を駆動させるとともに、エアミックスダンパ17を0%の開度に設定する。また、冷媒回路20においては、第1膨張弁25aを全開、第1及び第2電磁弁26a,26bを開放、第3乃至第5電磁弁26c,26d,26eを閉鎖した状態で圧縮機21を駆動させる。さらに、熱媒体回路30においては、熱媒体ポンプ31を駆動させる。
For example, when performing cooling operation, in the
これにより、冷媒回路20において、圧縮機21から吐出された冷媒は、図1の実線の矢印で示すように、冷媒流通路20a、放熱器15、冷媒流通路20b、室外熱交換器22の本体部22a、冷媒流通路20c、レシーバ部22b、過冷却部22c、冷媒流通路20d、内部熱交換器23の高圧側、冷媒流通路20e、吸熱器14、冷媒流通路20f、内部熱交換器23の低圧側、冷媒流通路20gの順に流通して圧縮機21に吸入される。
As a result, in the
また、熱媒体回路30において、熱媒体ポンプ31から吐出された熱媒体は、図1の破線の矢印で示すように、熱媒体流通路30a、熱媒体熱交換器24、熱媒体流通路30b、バッテリB、熱媒体流通路30cの順に流通して熱媒体ポンプ31に吸入される。
In the
冷媒回路20を流通する冷媒は、エアミックスダンパ17の開度が0%であるため放熱器15において放熱することなく、室外熱交換器22において放熱し、吸熱器14において吸熱する。
The refrigerant flowing through the
空気流通路11を流通する空気は、吸熱器14において吸熱する冷媒と熱交換することによって目標吹出温度TAOまで冷却されて車室内に吹き出される。
The air flowing through the
また、熱媒体回路30を流通する熱媒体は、熱媒体熱交換器24において冷媒と熱交換することなく、バッテリBにおいてバッテリBから放出された熱を受けて加熱される。
Further, the heat medium flowing through the
また、例えば、車室内の温度及び湿度を低下させる除湿冷房運転では、冷房運転時における冷媒回路20の冷媒の流路において、空調ユニット10のエアミックスダンパ17の開度を0%よりも大きい開度に設定する。
Further, for example, in a dehumidifying cooling operation that lowers the temperature and humidity in the vehicle interior, the opening degree of the
これにより、冷媒回路20を流通する冷媒は、放熱器15及び室外熱交換器22において放熱し、吸熱器14において吸熱する。
Thereby, the refrigerant flowing through the
空気流通路11を流通する空気は、吸熱器14において吸熱する冷媒と熱交換することによって除湿されるとともに冷却され、放熱器15において目標吹出温度TAOまで加熱されて車室内に吹き出される。
The air flowing through the
また、例えば、車室内の湿度を低下させるとともに温度を上昇させる除湿暖房運転では、冷房運転時における冷媒回路20の冷媒の流路において、第1膨張弁25aを全開よりも小さい所定の弁開度とする。また、空調ユニット10のエアミックスダンパ17の開度を0%よりも大きい開度に設定する。
Further, for example, in a dehumidification heating operation that lowers the humidity in the passenger compartment and raises the temperature, the
これにより、冷媒回路20を流通する冷媒は、放熱器15において放熱し、室外熱交換器22及び吸熱器14において吸熱する。
Thereby, the refrigerant flowing through the
空調ユニット10の空気流通路11を流通する空気は、吸熱器14において吸熱する冷媒と熱交換することによって除湿されるとともに冷却され、放熱器15において目標吹出温度TAOまで加熱されて吹出される。
The air flowing through the
また、この車両用空気調和装置1は、冷媒回路20及び熱媒体回路30を用いてバッテリBを冷却するバッテリ冷却運転を行う。
The
車室内の温度及び湿度の調整を行うことなく、バッテリBの冷却のみを行うバッテリ冷却単独運転を行う場合には、空調ユニット10において室内送風機12の駆動を停止させるとともに、エアミックスダンパ17を0%の開度に設定する。また、冷媒回路20においては、第1膨張弁25aを全開、第1及び第5電磁弁26a,26eを開放、第2乃至第4電磁弁26b,26c,26dを閉鎖した状態で圧縮機21を駆動させる。さらに、熱媒体回路30においては、熱媒体ポンプ31を駆動させる。
In the case of battery cooling independent operation in which only the battery B is cooled without adjusting the temperature and humidity in the vehicle interior, the
これにより、冷媒回路20において、圧縮機21から吐出された冷媒は、図3の実線の矢印で示すように、冷媒流通路20a、放熱器15、冷媒流通路20b、室外熱交換器22の本体部22a、冷媒流通路20c、レシーバ部22b、過冷却部22c、冷媒流通路20d、内部熱交換器23の高圧側、冷媒流通路20e,20j、熱媒体熱交換器24、冷媒流通路20k,20gの順に流通して圧縮機21に吸入される。
As a result, in the
また、熱媒体回路30において、熱媒体ポンプ31から吐出された熱媒体は、図3の破線の矢印で示すように、熱媒体流通路30a、熱媒体熱交換器24、熱媒体流通路30b、バッテリB、熱媒体流通路30cの順に流通して熱媒体ポンプ31に吸入される。
In the
冷媒回路20を流通する冷媒は、室内送風機12が停止していると共にエアミックスダンパ17の開度が0%であるため放熱器15において放熱することなく、室外熱交換器22において放熱し、熱媒体熱交換器24において吸熱する。
The refrigerant flowing through the
また、熱媒体回路30を流通する熱媒体は、熱媒体熱交換器24において吸熱する冷媒と熱交換することによって冷却され、バッテリBにおいてバッテリBから放出された熱を受けて加熱される。
Further, the heat medium flowing through the
バッテリBは、熱媒体熱交換器24において冷却された熱媒体によって冷却される。
Battery B is cooled by the heat medium cooled in heat
また、冷房運転と同時にバッテリ冷却運転を行う場合には、空調ユニット10において、室内送風機12を駆動させるとともに、エアミックスダンパ17を0%の開度に設定する。また、冷媒回路20においては、第1膨張弁25aを全開、第1及び第2電磁弁26a,26bを開放、第3及び第4電磁弁26c,26dを閉鎖、第5電磁弁26eを開放した状態で圧縮機21を駆動させる。さらに、熱媒体回路30においては、熱媒体ポンプ31を駆動させる。
Further, when the battery cooling operation is performed simultaneously with the cooling operation, in the
これにより、冷媒回路20において、圧縮機21から吐出された冷媒は、図4の実線の矢印で示すように、冷媒流通路20a、放熱器15、冷媒流通路20b、室外熱交換器22の本体部22a、冷媒流通路20c、レシーバ部22b、過冷却部22c、冷媒流通路20d、内部熱交換器23の高圧側、冷媒流通路20eの順に流通する。冷媒流通路22eを流通する冷媒の一部は、吸熱器14、冷媒流通路20f、内部熱交換器23の低圧側、冷媒流通路20gの順に流通して圧縮機21に吸入される。また、冷媒流通路22eを流通するその他の冷媒は、冷媒流通路20j、熱媒体熱交換器24、冷媒流通路20k,20gの順に流通して圧縮機21に吸入される。
As a result, in the
また、熱媒体回路30において、熱媒体ポンプ31から吐出された熱媒体は、図4の破線の矢印で示すように、熱媒体流通路30a、熱媒体熱交換器24、熱媒体流通路30b、バッテリB、熱媒体流通路30cの順に流通して熱媒体ポンプ31に吸入される。
In the
冷媒回路20を流通する冷媒は、エアミックスダンパ17の開度が0%であるため放熱器15において放熱することなく、室外熱交換器22において放熱し、吸熱器14及び熱媒体熱交換器24において吸熱する。
Since the opening of the
空気流通路11を流通する空気は、吸熱器14において吸熱する冷媒と熱交換することによって目標吹出温度TAOまで冷却されて車室内に吹き出される。
The air flowing through the
また、熱媒体回路30を流通する熱媒体は、熱媒体熱交換器24において吸熱する冷媒と熱交換することによって冷却され、バッテリBにおいてバッテリBから放出された熱を受けて加熱される。
Further, the heat medium flowing through the
バッテリBは、熱媒体熱交換器24において冷却された熱媒体によって冷却される。
Battery B is cooled by the heat medium cooled in heat
ここで、冷房運転または除湿冷房運転と同時にバッテリ冷却運転を行う場合等、吸熱器14及び熱媒体熱交換器24において同時に冷媒に吸熱させる場合には、冷媒が吸収した熱を確実に放出させるため、室外熱交換器設定手段として、室外熱交換器22を放熱器として機能させる。
Here, when the refrigerant absorbs heat simultaneously in the
また、コントローラ40は、空調ユニット10及び冷媒回路20による空調運転の開始および停止、冷媒回路20及び熱媒体回路30によるバッテリ冷却運転の開始及び停止を切り換える運転切替制御処理を行う。この時のコントローラ40の動作を図5及び図6のフローチャートを用いて説明する。
The controller 40 also performs operation switching control processing for switching between starting and stopping the air conditioning operation by the
(ステップS1)
ステップS1においてCPUは、急速充電判定手段として、バッテリBが急速充電によって充電中であるか否かを判定する。バッテリBが急速充電による充電中であると判定した場合にはステップS16に処理を移し、バッテリBが急速充電によって充電中であると判定しなかった場合にはステップS2に処理を移す。
ここで、バッテリBが急速充電による充電中であるか否かは、バッテリBに供給される電力の電圧や電流の検出値に基づいて判定される。
(Step S1)
In step S1, the CPU, as quick charge determination means, determines whether or not the battery B is being charged by quick charging. If it is determined that the battery B is being charged by rapid charging, the process proceeds to step S16, and if it is not determined that the battery B is being charged by rapid charging, the process is moved to step S2.
Here, whether or not the battery B is being charged by rapid charging is determined based on the detected values of the voltage and current of the electric power supplied to the battery B. FIG.
(ステップS2)
ステップS1においてバッテリBが急速充電によって充電中であると判定しなかった場合に、ステップS2においてCPUは、バッテリ冷却判定手段及び空調判定手段として、バッテリBの冷却が必要で、且つ、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であるか否かを判定する。バッテリBの冷却が必要で、且つ、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であると判定した場合にはステップS3に処理を移し、バッテリBの冷却が必要で、且つ、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であると判定しなかった場合にはステップS10に処理を移す。
ここで、バッテリBの冷却が必要であるか否かは、熱媒体温度センサ51によって検出される熱媒体回路30を流通する熱媒体の温度Twに基づいて判定される。
また、車室内の空調が必要であるか否かは、搭乗者によって設定された設定温度Tsetと内気温度センサ42によって検出された温度Trとの差異や、内気湿度センサ46によって検出された湿度Rhに基づいて判定される。
(Step S2)
If it is not determined in step S1 that the battery B is being charged by rapid charging, in step S2 the CPU determines that cooling of the battery B is necessary and dehumidification/heating operation is performed as battery cooling determination means and air conditioning determination means. It is determined whether or not air conditioning in the passenger compartment is necessary. If it is determined that the cooling of the battery B is necessary and the air conditioning of the vehicle interior such as the dehumidification/heating operation is necessary, the process proceeds to step S3, and the cooling of the battery B is necessary and the dehumidification/heating operation etc. is performed. If it is not determined that air conditioning in the vehicle interior is necessary, the process proceeds to step S10.
Here, whether or not battery B needs to be cooled is determined based on the temperature Tw of the heat medium flowing through
Further, whether or not air conditioning in the passenger compartment is necessary depends on the difference between the set temperature Tset set by the passenger and the temperature Tr detected by the inside
(ステップS3)
ステップS2においてバッテリBの冷却が必要で、且つ、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であると判定した場合に、ステップS3においてCPUは、空調判定手段として、車室内の除湿及び冷房の必要がないか否かを判定する。車室内の除湿及び冷房の必要がないと判定した場合にはステップS5に処理を移し、車室内の除湿及び冷房の必要がないと判定しなかった場合にはステップS4に処理を移す。
ここで、車室内の除湿が必要であるか否かの判定は、設定操作部52に対する除湿の実行または実行の解除の切り替えの入力に基づいて行う。
(Step S3)
When it is determined in step S2 that cooling of the battery B is necessary and air conditioning in the vehicle compartment such as dehumidification/heating operation is necessary, in step S3, the CPU determines dehumidification and cooling of the vehicle compartment as air conditioning determination means. Determine whether or not it is necessary. If it is determined that there is no need to dehumidify and cool the vehicle interior, the process proceeds to step S5, and if it is determined that there is no need to dehumidify and cool the vehicle interior, the process proceeds to step S4.
Here, whether dehumidification of the vehicle interior is necessary or not is determined based on an input to the
(ステップS4)
ステップS3において車室内の除湿及び冷房の必要がないと判定しなかった場合に、ステップS4においてCPUは、冷媒回路20において、室外熱交換器設定手段として、第1膨張弁25aの弁開度を全開として室外熱交換器22を放熱器として機能させるとともに、第2及び第5電磁弁26b,26eを開放して吸熱器14によって空気流通路11を流通する空気を冷却し、熱媒体熱交換器24によって熱媒体回路30を流通する熱媒体を冷却するバッテリ冷却・空調モードとして、ステップS6に処理を移す。
ここで、空気流通路11を流通する空気は、エアミックスダンパ17の開度を0%よりも大きくすることによって、放熱器15によって加熱される。
バッテリBの冷却を車室内の冷房に対して優先するバッテリ冷却優先モードでは、熱媒体温度センサ51によって検出された熱媒体の温度Twが目標熱媒体温度TWOとなるように圧縮機21の回転数を制御する。また、バッテリ冷却優先モードでは、第2電磁弁26bの開閉によって吸熱器14における冷媒の流通を調整することによって吸熱器14における冷媒の温度を制御する。
また、車室内の冷房をバッテリBの冷却に対して優先する空調優先モードでは、冷却空気温度センサ44によって検出された空気の温度Teが目標冷却空気温度TEOとなるように圧縮機21の回転数を制御する。また、空調優先モードでは、第5電磁弁26eの開閉によって熱媒体熱交換器24における冷媒の流通を調整することによって熱媒体熱交換器24における冷媒の温度を制御する。
(Step S4)
If it is not determined in step S3 that dehumidification and cooling of the passenger compartment are not necessary, in step S4 the CPU sets the valve opening degree of the
Here, the air flowing through the
In the battery cooling priority mode in which cooling of the battery B is prioritized over cooling of the vehicle interior, the rotation speed of the
In the air conditioning priority mode in which the cooling of the passenger compartment is prioritized over the cooling of the battery B, the rotational speed of the
(ステップS5)
ステップS3において車室内の除湿及び冷房の必要がないと判定した場合に、ステップS5においてCPUは、冷媒回路20において、室外熱交換器設定手段として、第1膨張弁25aの弁開度を全開として室外熱交換器22を放熱器として機能させるとともに、第2電磁弁26bを閉鎖して吸熱器14による空気流通路11を流通する空気の冷却を停止し、第5電磁弁26eを開放して熱媒体熱交換器24によって熱媒体回路30を流通する熱媒体を冷却するバッテリ冷却単独モードとして、ステップS6に処理を移す。
ここで、空気流通路11を流通する空気は、供給空気加熱手段として、エアミックスダンパ17の開度を0%よりも大きくすることによって、放熱器15によって加熱される。
(Step S5)
When it is determined in step S3 that dehumidification and cooling of the vehicle interior are not necessary, in step S5, the CPU sets the valve opening degree of the
Here, the air flowing through the
(ステップS6)
ステップS6においてCPUは、バッテリ冷却運転を行っている旨の表示を表示部53に行い、ステップS7に処理を移す。
(Step S6)
In step S6, the CPU displays on the
(ステップS7)
ステップS7においてCPUは、放熱器15における放熱量が不足しているか否かを判定する。放熱器15における放熱量が不足していると判定した場合にはステップS8に処理を移し、放熱器15における放熱量が不足していると判定しなかった場合にステップS9に処理を移す。
ここで、放熱器15における放熱量が不足しているとは、加熱空気温度センサ45によって検出された放熱器15において加熱された後の空気の温度Tcが目標加熱空気温度TCOよりも所定温度α低い状態が所定時間継続している状態である。
(Step S7)
In step S7, the CPU determines whether or not the amount of heat released by the
Here, the fact that the amount of heat released by the
(ステップS8)
ステップS7において放熱器15における放熱量が不足していると判定した場合に、ステップS8においてCPUは、不足熱量補償手段及び供給空気加熱手段として、空気加熱ヒータ16を駆動し、運転切替制御処理を終了する。
(Step S8)
When it is determined in step S7 that the amount of heat radiated by the
(ステップS9)
ステップS7において放熱器15における放熱量が不足していると判定しなかった場合に、ステップS9においてCPUは、空気加熱ヒータ16の駆動を停止し、運転切替制御処理を終了する。
(Step S9)
If it is not determined in step S7 that the amount of heat radiated by the
(ステップS10)
ステップS2においてバッテリBの冷却が必要で、且つ、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であると判定しなかった場合に、ステップS10においてCPUは、空調判定手段として、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であるか否かを判定する。車室内の空調が必要であると判定した場合にはステップS11に処理を移し、車室内の空調が必要であると判定しなかった場合にはステップS12に処理を移す。
ここで、車室内の空調が必要であるか否かは、搭乗者によって設定された設定温度Tsetと内気温度センサ42によって検出された温度Trとの差異や、内気湿度センサ46によって検出された湿度Rhに基づいて判定される。
(Step S10)
If it is not determined in step S2 that cooling of the battery B is required and air conditioning in the vehicle compartment such as dehumidifying heating operation is not required, in step S10 the CPU determines whether air conditioning such as dehumidifying heating operation is required as air conditioning determination means. It is determined whether or not air conditioning in the passenger compartment is required. If it is determined that the vehicle interior needs to be air-conditioned, the process proceeds to step S11, and if it is determined that the vehicle interior does not need to be air-conditioned, the process proceeds to step S12.
Here, whether air conditioning in the passenger compartment is necessary or not depends on the difference between the set temperature Tset set by the passenger and the temperature Tr detected by the inside
(ステップS11)
ステップS10において車室内の空調が必要であると判定した場合に、ステップS11においてCPUは、冷房運転、除湿冷房運転、暖房運転、除湿暖房運転等、通常の空調運転を行う空調単独モードとして、運転切替制御処理を終了する。
(Step S11)
When it is determined in step S10 that air conditioning in the passenger compartment is necessary, in step S11, the CPU selects an air conditioning single mode that performs normal air conditioning operation such as cooling operation, dehumidifying cooling operation, heating operation, dehumidifying heating operation, etc. End the switching control process.
(ステップS12)
ステップS10において車室内の空調が必要であると判定しなかった場合に、ステップS12においてCPUは、バッテリ冷却判定手段として、バッテリBの冷却が必要であるか否かを判定する。バッテリBの冷却が必要であると判定した場合にはステップS13に処理を移し、バッテリBの冷却が必要であると判定しなかった場合にはステップS15に処理を移す。
ここで、バッテリBの冷却が必要であるか否かは、熱媒体温度センサ51によって検出される熱媒体回路30を流通する熱媒体の温度Twに基づいて判定される。
(Step S12)
If it is not determined in step S10 that air conditioning in the vehicle interior is necessary, the CPU, as battery cooling determination means, determines in step S12 whether cooling of battery B is necessary. If it is determined that battery B needs to be cooled, the process proceeds to step S13, and if it is determined that battery B does not need to be cooled, the process proceeds to step S15.
Here, whether or not battery B needs to be cooled is determined based on the temperature Tw of the heat medium flowing through
(ステップS13)
ステップS12において、バッテリBの冷却が必要であると判定した場合に、ステップS13において、冷媒回路20において、第1膨張弁25aの弁開度を全開として室外熱交換器22を放熱器として機能させるとともに、第2電磁弁26bを閉鎖して吸熱器14による空気流通路11を流通する空気の冷却を停止し、第5電磁弁26eを開放して熱媒体熱交換器24によって熱媒体回路30を流通する熱媒体を冷却するバッテリ冷却単独モードとして、ステップS14に処理を移す。
(Step S13)
When it is determined in step S12 that the battery B needs to be cooled, in step S13, the
(ステップS14)
ステップS14においてCPUは、バッテリ冷却運転を行っている旨の表示を表示部53に行い、運転切替制御処理を終了する。
(Step S14)
In step S14, the CPU displays on the
(ステップS15)
ステップS12においてバッテリBの冷却が必要であると判定しなかった場合に、ステップS15においてCPUは、空調運転及びバッテリ冷却運転を停止し、運転切替制御処理を終了する。
ここで、空調運転及びバッテリ冷却運転の停止とは、室内送風機12及び圧縮機21の駆動を停止し、第2及び第5電磁弁26b,26eを閉鎖する。
(Step S15)
If it is not determined in step S12 that battery B needs to be cooled, in step S15 the CPU stops the air conditioning operation and the battery cooling operation, and terminates the operation switching control process.
Here, stopping the air conditioning operation and the battery cooling operation means stopping the driving of the
(ステップS16)
ステップS1においてバッテリBが急速充電による充電中であると判定した場合に、ステップS16においてCPUは、バッテリ冷却判定手段として、バッテリBの冷却が必要であるか否かを判定する。バッテリBの冷却が必要であると判定した場合にはステップS17に処理を移し、バッテリBの冷却が必要であると判定しなかった場合にはステップS18に処理を移す。
ここで、バッテリBの冷却が必要であるか否かは、熱媒体温度センサ51によって検出される熱媒体回路30を流通する熱媒体の温度Twに基づいて判定される。
(Step S16)
When it is determined in step S1 that the battery B is being charged by rapid charging, in step S16 the CPU determines whether cooling of the battery B is necessary as battery cooling determining means. If it is determined that battery B needs to be cooled, the process proceeds to step S17, and if it is determined that battery B does not need to be cooled, the process proceeds to step S18.
Here, whether or not battery B needs to be cooled is determined based on the temperature Tw of the heat medium flowing through
(ステップS17)
ステップS16においてバッテリBの冷却が必要であると判定した場合に、ステップS17においてCPUは、空調判定手段として、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であるか否かを判定する。車室内の空調が必要であると判定した場合にはステップS3に処理を移し、車室内の空調が必要であると判定しなかった場合にはステップS13に処理を移す。
ここで、車室内の空調が必要であるか否かは、搭乗者によって設定された設定温度Tsetと内気温度センサ42によって検出された温度Trとの差異や、内気湿度センサ46によって検出された湿度Rhに基づいて判定される。
(Step S17)
When it is determined in step S16 that battery B needs to be cooled, in step S17 the CPU, as air conditioning determination means, determines whether air conditioning in the vehicle compartment such as dehumidification/heating operation is required. If it is determined that air conditioning in the passenger compartment is required, the process proceeds to step S3, and if it is not determined that air conditioning in the passenger compartment is required, the process proceeds to step S13.
Here, whether air conditioning in the passenger compartment is necessary or not depends on the difference between the set temperature Tset set by the passenger and the temperature Tr detected by the inside
(ステップS18)
ステップS16においてバッテリBの冷却が必要であると判定しなかった場合に、ステップS18においてCPUは、急速充電の開始後にバッテリBの冷却が必要であるとの判定がなされたか否かを判定する。急速充電の開始後にバッテリBの冷却が必要であるとの判定がなされたと判定した場合には設定保持手段としてステップS19に処理を移し、急速充電の開始後にバッテリBの冷却が必要であるとの判定がなされたと判定しなかった場合にはステップS20に処理を移す。
(Step S18)
If it is not determined in step S16 that battery B needs to be cooled, in step S18 the CPU determines whether or not it has been determined that battery B needs to be cooled after the start of rapid charging. If it is determined that cooling of battery B is necessary after the start of quick charging, the process proceeds to step S19 as setting holding means, and it is determined that cooling of battery B is necessary after the start of quick charging. If it is not determined that the determination has been made, the process proceeds to step S20.
(ステップS19)
ステップS18において急速充電の開始後にバッテリBの冷却が必要であるとの判定がなされたと判定した場合に、ステップS19においてCPUは、空調判定手段として、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であるか否かを判定する。車室内の空調が必要であると判定した場合にはステップS3に処理を移し、車室内の空調が必要であると判定しなかった場合にはステップS15に処理を移す。
ここで、車室内の空調が必要であるか否かは、搭乗者によって設定された設定温度Tsetと内気温度センサ42によって検出された温度Trとの差異や、内気湿度センサ46によって検出された湿度Rhに基づいて判定される。
(Step S19)
When it is determined in step S18 that it is determined that cooling of the battery B is necessary after the start of rapid charging, in step S19 the CPU, as air conditioning determination means, determines whether air conditioning in the vehicle compartment such as dehumidification/heating operation is necessary. Determine whether or not there is If it is determined that the air conditioning of the passenger compartment is required, the process proceeds to step S3, and if it is determined that the air conditioning of the passenger compartment is not required, the process proceeds to step S15.
Here, whether air conditioning in the passenger compartment is necessary or not depends on the difference between the set temperature Tset set by the passenger and the temperature Tr detected by the inside
(ステップS20)
ステップS18において急速充電の開始後にバッテリBの冷却が必要であるとの判定がなされたと判定しなかった場合に、ステップS20においてCPUは、空調判定手段として、除湿暖房運転等の車室内の空調が必要であるか否かを判定する。車室内の空調が必要であると判定した場合にはステップS11に処理を移し、車室内の空調が必要であると判定しなかった場合にはステップS15に処理を移す。
ここで、車室内の空調が必要であるか否かは、搭乗者によって設定された設定温度Tsetと内気温度センサ42によって検出された温度Trとの差異や、内気湿度センサ46によって検出された湿度Rhに基づいて判定される。
(Step S20)
If it is not determined in step S18 that the battery B needs to be cooled after the start of rapid charging, in step S20 the CPU determines whether the vehicle interior air conditioning such as dehumidification/heating operation is on as the air conditioning determination means. Determine whether it is necessary. If it is determined that air conditioning in the passenger compartment is required, the process proceeds to step S11, and if it is not determined that air conditioning in the passenger compartment is required, the process proceeds to step S15.
Here, whether air conditioning in the passenger compartment is necessary or not depends on the difference between the set temperature Tset set by the passenger and the temperature Tr detected by the inside
このように、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、車室内の温度または湿度の調整の必要があると判定されるとともに、バッテリBを冷却する必要があると判定された場合に、室外熱交換器22を放熱器として機能させる。
As described above, according to the vehicle air conditioner of the present embodiment, when it is determined that the temperature or humidity in the vehicle compartment needs to be adjusted and it is determined that the battery B needs to be cooled, The
これにより、吸熱器14及び熱媒体熱交換器24において確実に冷媒に吸熱させることが可能となるので、バッテリBの冷却及び車室内に供給する空気を冷却する際における冷却能力の不足を抑制することが可能となる。
As a result, the heat can be reliably absorbed by the refrigerant in the
また、室外熱交換器22が放熱器として機能することで、放熱器15からの放熱量が不足する場合に、不足する放熱量を空気加熱ヒータ16によって補う。
Moreover, since the
これにより、室外熱交換器22が放熱器として機能することで、放熱器15において不足する放熱量を空気加熱ヒータ16によって補うことができるので、空調運転における加熱能力の低下を防止することが可能となる。
As a result, the
また、車室内の除湿及び冷房の必要がなく、車室内に供給する空気の加熱の必要がある場合に、吸熱器14への冷媒の流通を規制し、放熱器15から放出される熱、または、放熱器15及び空気加熱ヒータ16から放出される熱によって車室内に供給する空気を加熱する。
In addition, when there is no need to dehumidify and cool the vehicle interior and it is necessary to heat the air supplied to the vehicle interior, the flow of the refrigerant to the
これにより、冷媒を吸熱器14において冷媒に吸熱させることなく熱媒体熱交換器24においてのみ冷媒に吸熱させることが可能となるので、バッテリBを確実に冷却することが可能となる。また、車室内の暖房が必要な場合に暖房を実行することが可能である。
This allows the refrigerant to absorb heat only in the heat
室外熱交換器22の冷媒流通方向上流側には、弁開度の調整が可能な第1膨張弁25aが設けられている。
A
これにより、第1膨張弁25aの弁開度を全開とすることで、室外熱交換器22を放熱器として機能させることが可能となり、冷媒回路20を簡単な回路構成とすることで、製造コストの低減を図ることが可能となる。
As a result, by fully opening the valve opening of the
また、吸熱器14の冷媒流通方向上流側には、冷媒流通路20eを開閉する第2電磁弁26bと、冷媒を減圧する第2膨張弁25bが設けられ、熱媒体熱交換器24の冷媒流通方向上流側には、冷媒流通路20jを開閉する第5電磁弁26eと、冷媒を減圧する第3膨張弁25cと、が接続され、吸熱器14によって冷却される空気の温度、及び、熱媒体熱交換器24によって冷却されるバッテリBの温度の一方を圧縮機21の回転数の調整によって制御し、吸熱器14によって冷却される空気の温度、及び、熱媒体熱交換器24によって冷却されるバッテリBの温度の他方を、第2及び第5電磁弁26b,26eの開度の全開と全閉との切り替えによって制御する。
A
これにより、第2電磁弁26bの切り替えのみで吸熱器14において冷却される空気の温度Teを制御することができるとともに、第5電磁弁26eの切り替えのみで熱媒体熱交換器24において冷却されるバッテリBの温度を制御することができるので、制御が簡単な構成となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。
As a result, the temperature Te of the air cooled in the
また、車室内の温度または湿度の調整が必要と判定され、バッテリBを冷却する必要があると判定されなかった場合に、熱媒体熱交換器24に対する冷媒の流通を規制する。
Further, when it is determined that the temperature or humidity in the vehicle compartment needs to be adjusted and it is not determined that the battery B needs to be cooled, the flow of the refrigerant to the heat
これにより、バッテリBの冷却の必要がない場合に、冷媒回路20を流通する冷媒が熱媒体熱交換器24を流通することがないので、冷媒回路20を流通する冷媒の圧力損失の低減を図ることができ、運転効率の向上を図ることが可能となる。
As a result, when there is no need to cool the battery B, the refrigerant flowing through the
また、車室内の温度または湿度の調整が必要と判定されず、バッテリBを冷却する必要があると判定された場合に、吸熱器14に対する冷媒の流通を規制する。
Further, when it is determined that the temperature or humidity in the passenger compartment does not need to be adjusted and it is determined that the battery B needs to be cooled, the flow of refrigerant to the
これにより、車室内の空調の必要がない場合に、冷媒回路20を流通する冷媒が吸熱器14を流通することがないので、冷媒回路20を流通する冷媒の圧力損失の低減を図ることができ、運転効率の向上を図ることが可能となる。
As a result, the refrigerant flowing through the
また、バッテリBが急速充電によって充電されていると判定している状態で、バッテリBの冷却が必要であると判定した後に、バッテリBの冷却が必要であると判定しなくなった場合に、室外熱交換器22の放熱器としての設定を保持する。
Further, when it is determined that the battery B needs to be cooled in a state where it is determined that the battery B is being charged by rapid charging, and after it is determined that the battery B needs to be cooled, the outdoor The setting of the
これにより、バッテリBの冷却の必要性が高い急速充電中において、バッテリBの冷却を再開する際に、圧縮機21の停止や冷媒回路20における冷媒流路の切り替え等、室外熱交換器22の設定を切り替えるために必要な切替動作の必要がないため、バッテリBの冷却を効率的に実行することが可能となる。
As a result, during rapid charging in which the cooling of the battery B is highly necessary, when restarting cooling of the battery B, the operation of the
また、バッテリBの冷却に関する情報を報知する表示部53を備えている。
Further, a
これにより、バッテリ冷却運転を実行している状態を使用者に報知することができるので、誤って機器が故障している判断が使用者によってなされることを防止することが可能となる。 As a result, it is possible to notify the user of the state in which the battery cooling operation is being performed, so that it is possible to prevent the user from erroneously determining that the device is out of order.
尚、前記実施形態では、バッテリ冷却優先モードにおいて、吸熱器14によって冷却される空気の温度Teの制御を、機械式の第2膨張弁25bの冷媒流通方向上流側に設けられた第2電磁弁26bの開度の全開と全閉との切り替えによって行うものを示したが、これに限られるものではない。例えば、機械式の第2膨張弁25bと第2電磁弁26bの代りに、吸熱器14の冷媒流通方向上流側に弁開度が可変の電子膨張弁を設け、バッテリ冷却優先モードにおいて、吸熱器14によって冷却される空気の温度Teの制御を、電子膨張弁の弁開度の調整によって行ってもよい。
In the above-described embodiment, in the battery cooling priority mode, the control of the temperature Te of the air cooled by the
また、前記実施形態では、空調優先モードにおいて、熱媒体熱交換器24によって冷却される熱媒体の温度Twの制御を、機械式の第3膨張弁25cの冷媒流通方向上流側に設けられた第5電磁弁26eの開度の全開と全閉との切り替えによって行うものを示したが、これに限られるものではない。例えば、機械式の第3膨張弁25cと第5電磁弁26eの代りに、熱媒体熱交換器24の冷媒流通方向上流側に弁開度が可変の電磁膨張弁を設け、空調優先モードにおいて、熱媒体熱交換器24によって冷却される熱媒体の温度Twの制御を、電子膨張弁の弁開度の調整によって行ってもよい。
In the above-described embodiment, in the air conditioning priority mode, the temperature Tw of the heat medium cooled by the heat
また、前記実施形態では、バッテリ冷却優先モードにおいて、吸熱器14によって冷却される空気の温度Teの制御を、第2電磁弁26bの全開と全閉との切り替えによって行うものを示したが、第2電磁弁26bの全開と全閉の切り替えに限られるものではない。例えば、電磁弁の弁開度の全開及び全閉を除く異なる二種類の弁開度を互いに切り替えることによって吸熱器14によって冷却される空気の温度Teの制御を行ってもよい。
Further, in the above-described embodiment, in the battery cooling priority mode, the temperature Te of the air cooled by the
また、前記実施形態では、空調優先モードにおいて、熱媒体熱交換器24によって冷却される熱媒体の温度Twの制御を、第5電磁弁26eの全開と全閉との切り替えによって行うものを示したが、第5電磁弁26eの全開と全閉の切り替えに限られるものではない。例えば、電磁弁の弁開度の全開及び全閉を除く異なる二種類の弁開度を互いに切り替えることによって熱媒体熱交換器24によって冷却される熱媒体の温度Twの制御を行ってもよい。
Further, in the above-described embodiment, in the air conditioning priority mode, the temperature Tw of the heat medium cooled by the heat
また、前記実施形態では、バッテリ冷却運転を行っている状態を表示部53に表示することによって、バッテリ冷却運転を行っている状態を搭乗者に報知するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、スピーカからの音声によって、空調運転及びバッテリ冷却運転のそれぞれの運転状態を搭乗者に報知するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the state in which the battery cooling operation is being performed is displayed on the
また、前記実施形態では、熱媒体回路30を流通する熱媒体を介して、冷媒回路20を流通する冷媒によってバッテリBを冷却するものを示したが、これに限られるものではない。例えば、冷媒回路20を流通する冷媒によって直接的にバッテリBを冷却するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the battery B is cooled by the refrigerant flowing through the
また、前記実施形態では、空気加熱ヒータ16を、空気流通路11における放熱器15の冷媒流通方向下流側に配置し、放熱器15において加熱した後の空気を空気加熱ヒータ16によって加熱するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。空気加熱ヒータは、空気流通路11における放熱器15の冷媒流通方向上流側に配置し、放熱器15において加熱される前の空気を空気加熱ヒータによって加熱するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、室外熱交換器22の冷媒流通方向上流側に、弁開度の調整が可能な第1膨張弁25aを設け、第1膨張弁25aの弁開度を全開とすることで室外熱交換器22を放熱器として機能させるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。室外熱交換器22の冷媒流通方向上流側に、機械式の膨張弁と、膨張弁が接続された冷媒流路と並列に接続されたバイパス流路と、バイパス流路を開閉する電磁弁と、を設け、電磁弁を開放してバイパス流路に冷媒を流通させることで、室外熱交換器22を放熱器として機能させるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、前記実施形態では、バッテリBの冷却の必要が有るか否かの判定を、熱媒体温度センサ51によって検出される熱媒体回路30を流通する熱媒体の温度Twに基づいて行うものを示したが、これに限られるものではない。例えば、バッテリBの温度を直接的に検出することが可能なバッテリ温度センサによって検出されるバッテリBの温度に基づいて、バッテリBの冷却の必要が有るか否かの判定を行ってもよい。また、熱媒体温度センサ51によって検出される熱媒体回路30を流通する熱媒体の温度Twと、バッテリ温度センサによって検出されるバッテリBの温度と、に基づいてバッテリBの冷却の必要が有るか否かの判定を行ってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the judgment as to whether or not the battery B needs to be cooled is performed based on the temperature Tw of the heat medium flowing through the
1…車両用空気調和装置、11…空気流通路、14…吸熱器、15…放熱器、16…空気加熱ヒータ、20…冷媒回路、21…圧縮機、22…室外熱交換器、22d…室外送風機、24…熱媒体熱交換器、25a…第1膨張弁、25b…第2膨張弁、25c…第3膨張弁、26b…第2電磁弁、26e…第5電磁弁、30…熱媒体回路、40…コントローラ、47…冷媒温度センサ、53…表示部、B…バッテリ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
冷媒を圧縮する圧縮機と、
車室内に供給する空気と冷媒とを熱交換させるための室内熱交換器と、
バッテリから放出される熱を吸収するバッテリ冷却用吸熱器と、
車室外の空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器と、
車室内の温度または湿度の調整が必要であるか否かを判定する空調判定手段と、
バッテリの冷却が必要であるか否かを判定するバッテリ冷却判定手段と、
空調判定手段によって車室内の温度または湿度の調整の必要があると判定されるとともに、バッテリ冷却判定手段によってバッテリを冷却する必要があると判定された場合に、室外熱交換器を放熱器として機能させる室外熱交換器設定手段と、
バッテリが急速充電によって充電されているか否かを判定する急速充電判定手段と、
急速充電判定手段によってバッテリが急速充電によって充電されていると判定している状態で、バッテリ冷却判定手段によってバッテリの冷却が必要であると判定した後に、バッテリ冷却判定手段によってバッテリの冷却が必要であると判定しなくなった場合に、室外熱交換器設定手段による室外熱交換器の放熱器としての設定を保持する設定保持手段と、を備え、
室内熱交換器としての吸熱器の冷媒流通方向上流側、及び、バッテリ冷却用吸熱器の冷媒流通方向上流側には、それぞれ、冷媒流通路を開閉する流路開閉弁と、冷媒を減圧する膨張弁と、が接続され、
吸熱器によって冷却される空気の温度、及び、バッテリ冷却用吸熱器によって冷却されるバッテリの温度の一方を圧縮機の回転数の調整によって制御し、吸熱器によって冷却される空気の温度、及び、バッテリ冷却用吸熱器によって冷却されるバッテリの温度の他方を流路開閉弁の開度の互いに異なる二種類の開度の切り替えによって制御する、
車両用空気調和装置。 A vehicle air conditioner having a battery cooling function for cooling a battery that supplies electric power to an electric motor for running a vehicle,
a compressor that compresses a refrigerant;
an indoor heat exchanger for exchanging heat between the air supplied to the vehicle interior and the refrigerant;
a battery cooling heat sink that absorbs heat emitted from the battery;
an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the air outside the vehicle and the refrigerant;
air conditioning determination means for determining whether or not the temperature or humidity in the vehicle interior needs to be adjusted;
battery cooling determination means for determining whether cooling of the battery is necessary;
When the air conditioning determination means determines that the temperature or humidity in the vehicle interior needs to be adjusted and the battery cooling determination means determines that the battery needs to be cooled, the outdoor heat exchanger functions as a radiator. an outdoor heat exchanger setting means for
rapid charging determination means for determining whether or not the battery is being charged by rapid charging;
After the battery cooling determining means determines that the battery needs to be cooled while the rapid charging determining means determines that the battery is being charged by rapid charging, the battery cooling determining means determines that the battery needs to be cooled. a setting holding means for holding the setting of the outdoor heat exchanger as a radiator by the outdoor heat exchanger setting means when it is no longer determined that there is,
On the upstream side in the refrigerant flow direction of the heat absorber as an indoor heat exchanger and on the upstream side in the refrigerant flow direction of the heat absorber for cooling the battery, a flow path opening/closing valve for opening and closing the refrigerant flow path and an expansion valve for decompressing the refrigerant are provided. valve and are connected,
One of the temperature of the air cooled by the heat absorber and the temperature of the battery cooled by the battery cooling heat absorber is controlled by adjusting the rotation speed of the compressor, and the temperature of the air cooled by the heat absorber and The other temperature of the battery cooled by the battery cooling heat absorber is controlled by switching between two different opening degrees of the flow path on-off valve.
Vehicle air conditioner.
室内熱交換器としての放熱器と、
室外熱交換器設定手段によって室外熱交換器が放熱器として機能している状態で、放熱器からの放熱量が不足する場合に、放熱器における不足する放熱量を空気加熱ヒータによって補う不足熱量補償手段と、を備えた
請求項1に記載の車両用空気調和装置。 an air heater for heating the air supplied to the vehicle interior;
a radiator as an indoor heat exchanger;
When the outdoor heat exchanger functions as a radiator by the outdoor heat exchanger setting means and the heat radiation from the radiator is insufficient, the lack of heat radiation from the radiator is compensated for by the air heater. The vehicle air conditioner according to claim 1, comprising means.
空調判定手段によって、車室内の除湿及び冷房の必要がなく、車室内に供給する空気の加熱が必要と判定された場合に、吸熱器への冷媒の流通を規制し、放熱器から放出される熱、または、放熱器及び空気加熱ヒータから放出される熱によって車室内に供給する空気を加熱する供給空気加熱手段と、を備えた
請求項2に記載の車両用空気調和装置。 a heat absorber as an indoor heat exchanger;
When the air-conditioning determining means determines that there is no need to dehumidify or cool the vehicle interior and that it is necessary to heat the air supplied to the vehicle interior, the flow of refrigerant to the heat absorber is regulated, and the refrigerant is discharged from the radiator. 3. The vehicle air conditioning apparatus according to claim 2, further comprising supply air heating means for heating the air supplied to the vehicle interior by heat or heat emitted from the radiator and the air heater.
請求項1乃至3のいずれかに記載の車両用空気調和装置。 4. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein an expansion valve whose valve opening degree is adjustable is provided on the upstream side of the outdoor heat exchanger in the refrigerant flow direction.
請求項1乃至3のいずれかに記載の車両用空気調和装置。 An expansion valve, a bypass channel connected in parallel to the channel to which the expansion valve is connected, and an on-off valve that opens and closes the bypass channel are provided on the upstream side of the outdoor heat exchanger in the refrigerant flow direction. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3.
吸熱器によって冷却される空気の温度、及び、バッテリ冷却用吸熱器によって冷却されるバッテリの温度の一方を圧縮機の回転数の調整によって制御し、吸熱器によって冷却される空気の温度、及び、バッテリ冷却用吸熱器によって冷却されるバッテリの温度の他方を、流路開閉弁の開度の全開と全閉との切り替えによって制御する
請求項1乃至5のいずれかに記載の車両用空気調和装置。 On the upstream side in the refrigerant flow direction of the heat absorber as an indoor heat exchanger and on the upstream side in the refrigerant flow direction of the heat absorber for cooling the battery, a flow path opening/closing valve for opening and closing the refrigerant flow path and an expansion valve for decompressing the refrigerant are provided. valve and are connected,
One of the temperature of the air cooled by the heat absorber and the temperature of the battery cooled by the battery cooling heat absorber is controlled by adjusting the rotation speed of the compressor, and the temperature of the air cooled by the heat absorber and 6. The vehicle air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the other temperature of the battery cooled by the battery cooling heat absorber is controlled by switching the opening degree of the flow passage opening/closing valve between fully open and fully closed. .
請求項1乃至6のいずれかに記載の車両用空気調和装置。 When the air-conditioning determination means determines that the temperature or humidity in the passenger compartment needs to be adjusted, and the battery cooling determination means determines that the battery does not need to be cooled, the refrigerant flow to the battery cooling heat absorber is restricted. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7のいずれかに記載の車両用空気調和装置。 When the air conditioning determining means does not determine that the temperature or humidity in the vehicle interior needs to be adjusted, and the battery cooling determining means determines that the battery needs to be cooled, the amount of refrigerant to the heat absorber as the indoor heat exchanger is reduced. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 7, wherein circulation is regulated.
請求項1乃至8のいずれかに記載の車両用空気調和装置。 9. The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 8 , further comprising an informing means for informing a state in which the battery is being cooled by the battery cooling heat absorber.
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