JP7301714B2

JP7301714B2 - Cooling system

Info

Publication number: JP7301714B2
Application number: JP2019196294A
Authority: JP
Inventors: 承知李; 和也倉橋; 鳴笛王; 修高橋
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2023-07-03
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: JP2021072169A

Description

本発明は、車両用の複数のバッテリを冷却する冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for cooling multiple batteries for a vehicle.

車両に搭載されるバッテリは、充電時に比較的大容量の電力が投入され、発熱する。バッテリがこの発熱によって熱劣化すると、その製品寿命が短縮する虞がある。そこで、バッテリの冷却が行われる。特許文献１には、バッテリを冷却するための冷却装置が開示されている。 A battery mounted on a vehicle receives a relatively large amount of electric power during charging and generates heat. If the battery is thermally deteriorated by this heat generation, the product life may be shortened. Therefore, cooling of the battery is performed. Patent Literature 1 discloses a cooling device for cooling a battery.

特許文献１の冷却装置は、複数の熱交換ユニットを有し、同時に複数のバッテリを冷却可能である。冷却装置は冷凍サイクルに接続され、バッテリの冷却を行うとき、冷却装置の各熱交換ユニットには、冷凍サイクルで用いられる冷媒が流入する。各熱交換ユニットでバッテリと熱交換した冷媒は、冷却装置から流出して、冷凍サイクルへ向けられる。 The cooling device of Patent Document 1 has a plurality of heat exchange units and can cool a plurality of batteries at the same time. The cooling device is connected to the refrigerating cycle, and when cooling the battery, the refrigerant used in the refrigerating cycle flows into each heat exchange unit of the cooling device. Refrigerant that has exchanged heat with the battery in each heat exchange unit flows out of the cooling device and is directed to the refrigeration cycle.

特許文献１に記載の冷却装置のように複数の熱交換ユニットを有する冷却装置の場合、冷却装置は、冷媒を複数の熱交換ユニットに向けて分配する分配装置と、複数の熱交換ユニットからの冷媒が合流する合流装置と、を有する。そして、冷凍サイクルから流入した冷媒は、分配装置によって複数の熱交換ユニットへ分配され、熱交換ユニットを通過した後、合流装置で合流し、冷凍サイクルへ向けられる。 In the case of a cooling device having a plurality of heat exchange units like the cooling device described in Patent Document 1, the cooling device includes a distribution device that distributes the refrigerant toward the plurality of heat exchange units, and a distribution device that distributes the refrigerant from the plurality of heat exchange units. and a merging device for merging the refrigerants. Refrigerant that has flowed in from the refrigeration cycle is distributed to a plurality of heat exchange units by a distribution device, passes through the heat exchange units, joins in a confluence device, and is directed to the refrigeration cycle.

ところで、冷却装置が複数の熱交換ユニットを有する場合、複数の熱交換ユニットでの冷却能力のバラツキを抑えるため、各熱交換ユニットから流出する冷媒の過熱度を一定値以下に抑制することが望まれる。しかしながら、各熱交換ユニットの下流側にそれぞれセンサを設けると、冷却装置の製造コストが上昇してしまう。単純にセンサの個数を熱交換ユニットよりも減らすと、対応するセンサが存在しない熱交換ユニットでの過熱度を検出することができない。対応するセンサが存在する熱交換ユニットで過熱度が上昇しやすくなるように当該熱交換ユニットを流れる冷媒の流量を抑制すれば、当該熱交換ユニットの過熱度を制御することで対応するセンサが存在しない熱交換ユニットの過熱度の上昇も抑制することができる。しかしながら、この場合、対応するセンサが存在しない熱交換ユニットの湿り度を検出することはできない。このため、湿り度の高い冷媒が流出し、対応するセンサが存在する熱交換ユニットから流出した冷媒との合流後も、湿り度を有する状態が維持されるおそれがある。すなわち、圧縮機が液冷媒を吸入する虞がある。 By the way, when a cooling device has a plurality of heat exchange units, it is desirable to suppress the degree of superheat of the refrigerant flowing out of each heat exchange unit to a certain value or less in order to suppress variations in cooling capacity among the plurality of heat exchange units. be However, providing a sensor downstream of each heat exchange unit increases the manufacturing cost of the cooling device. If the number of sensors is simply reduced compared to the number of heat exchange units, the degree of superheat cannot be detected in heat exchange units that do not have corresponding sensors. If the flow rate of the refrigerant flowing through the heat exchange unit is suppressed so that the degree of superheat tends to increase in the heat exchange unit where the corresponding sensor exists, the corresponding sensor exists by controlling the degree of superheat of the heat exchange unit. It is also possible to suppress an increase in the degree of superheat of the heat exchange unit that does not. However, in this case it is not possible to detect the wetness of the heat exchange unit for which there is no corresponding sensor. For this reason, there is a possibility that even after the highly wet refrigerant flows out and merges with the refrigerant that has flowed out from the heat exchange unit in which the corresponding sensor is present, the wet state is maintained. That is, there is a possibility that the compressor will suck the liquid refrigerant.

欧州特許出願公開第２９４５２１９号明細書EP-A-2945219

本発明は、複数の熱交換ユニットを有するバッテリの冷却装置であって、熱交換ユニットよりも少ない数の検出装置を用いて圧縮機が液冷媒を吸入することを防止可能な冷却装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a cooling device for a battery having a plurality of heat exchange units, which can prevent the compressor from sucking liquid refrigerant by using fewer detection devices than the number of heat exchange units. It is intended to

本発明の好適な一実施の形態によれば、
圧縮機を含む冷凍サイクルに接続されて車両用の複数のバッテリを冷却する冷却装置であって、
前記バッテリと熱交換させる冷媒を導入する冷媒導入部と、
前記冷媒導入部から導入された冷媒を膨張させる膨張装置と、
前記膨張装置で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部と複数の分配冷媒流出部とを有し、前記膨張冷媒流入部から流入した冷媒を前記複数の分配冷媒流出部に分配する冷媒分配装置と、
前記複数の分配冷媒流出部の各々に接続された複数の熱交換ユニットであって、各熱交換ユニットを流れる冷媒が対応するバッテリとの間で熱交換を行う複数の熱交換ユニットと、
前記複数の熱交換ユニットに各々が接続された複数の合流冷媒流入部を有して前記複数の熱交換ユニットを流れた冷媒を合流するとともに、合流した冷媒を前記冷凍サイクルに流出する合流冷媒流出部を有する冷媒合流装置と、
を備え、
前記膨張装置の弁開度は、冷媒の流れ方向における前記冷媒合流装置の下流側且つ前記圧縮機の上流側における冷媒の状態に基づいて制御される
ことを特徴とする冷却装置が提供される。 According to one preferred embodiment of the present invention,
A cooling device connected to a refrigeration cycle including a compressor for cooling a plurality of vehicle batteries,
a refrigerant introduction unit that introduces a refrigerant that exchanges heat with the battery;
an expansion device that expands the refrigerant introduced from the refrigerant introduction portion;
a refrigerant distribution device having an expanded refrigerant inlet into which the refrigerant expanded by the expansion device flows and a plurality of distributed refrigerant outlets, and distributing the refrigerant introduced from the expanded refrigerant inlet to the plurality of distributed refrigerant outlets; ,
a plurality of heat exchange units connected to each of the plurality of distributed refrigerant outlets, wherein the refrigerant flowing through each heat exchange unit exchanges heat with a corresponding battery;
a plurality of combined refrigerant inflow ports each connected to the plurality of heat exchange units, for combining the refrigerants flowing through the plurality of heat exchange units and flowing out the combined refrigerant into the refrigeration cycle; a refrigerant combining device having a portion;
with
The cooling device is characterized in that the degree of valve opening of the expansion device is controlled based on the state of the refrigerant on the downstream side of the refrigerant combining device and on the upstream side of the compressor in a refrigerant flow direction.

本発明によれば、複数の熱交換ユニットを有するバッテリの冷却装置であって、熱交換ユニットよりも少ない数の検出装置を用いて圧縮機が液冷媒を吸入することを防止可能な冷却装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a cooling device for a battery having a plurality of heat exchange units, which is capable of preventing the compressor from sucking liquid refrigerant by using a smaller number of detection devices than the heat exchange units. can provide.

本発明の一実施の形態による冷却装置の斜視図である。1 is a perspective view of a cooling device according to an embodiment of the invention; FIG. 図１に示す冷却装置の構成を概略的に示す図である。2 is a diagram schematically showing the configuration of the cooling device shown in FIG. 1; FIG. 図１に示す熱交換ユニットの概略側面図である。2 is a schematic side view of the heat exchange unit shown in FIG. 1; FIG. 図１に示す冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。2 is a circuit diagram showing an example of a refrigeration cycle to which the cooling device shown in FIG. 1 is connected; FIG. 変形例による冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a refrigeration cycle to which a cooling device according to a modification is connected; 他の変形例による冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a refrigeration cycle to which a cooling device according to another modification is connected;

以下に、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施の形態による冷却装置の斜視図である。図２は、図１に示す冷却装置の構成を概略的に示す図である。図３は、図１に示す熱交換ユニットの概略側面図である。図４は、図１に示す冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。 FIG. 1 is a perspective view of a cooling device according to one embodiment of the invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the cooling device shown in FIG. 3 is a schematic side view of the heat exchange unit shown in FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a refrigeration cycle to which the cooling device shown in FIG. 1 is connected.

なお、図１乃至図４並びに後で参照する図５及び図６中に記載された矢印は冷媒の流れおよび状態を示している。本明細書における「上流側」および「下流側」の用語は冷媒の流れ方向を基準とした「上流側」および「下流側」を意味するものとする。 Arrows shown in FIGS. 1 to 4 and FIGS. 5 and 6, which will be referred to later, indicate the flow and state of the refrigerant. The terms "upstream side" and "downstream side" in this specification mean "upstream side" and "downstream side" relative to the flow direction of the refrigerant.

冷却装置１０は、車両用の複数のバッテリＢを冷却する装置である。冷却装置１０は、図４に示すように冷凍サイクル１に接続される。そして、冷凍サイクル１で用いられる熱媒体が、冷媒として冷却装置１０の内部を流れる。この冷媒がバッテリＢと熱交換することにより、冷却装置１０は、バッテリＢを冷却することができる。 Cooling device 10 is a device that cools a plurality of batteries B for a vehicle. The cooling device 10 is connected to the refrigeration cycle 1 as shown in FIG. A heat medium used in the refrigeration cycle 1 flows through the cooling device 10 as a refrigerant. Cooling device 10 can cool battery B by exchanging heat with this refrigerant.

冷媒は、液相から気相への相変化時の気化熱に相当する熱を冷却対象物から奪うことにより冷却対象物を冷却する流体である。具体的には、冷媒として、車両用空気調和装置用の冷媒、例えば従来から広く用いられているＨＦＣ－１３４ａ、近年のＥＵ規制に対応したＨＦＯ－１２３４ｙｆ等を用いることができる。 A refrigerant is a fluid that cools an object to be cooled by removing from the object heat corresponding to the heat of vaporization at the time of phase change from a liquid phase to a gas phase. Specifically, refrigerants for vehicle air conditioners, such as HFC-134a, which has been widely used in the past, and HFO-1234yf, which complies with recent EU regulations, can be used as the refrigerant.

冷却装置１０は、冷媒導入部１２と、膨張装置１４と、膨張冷媒導出部１５と、冷媒分配装置１６と、複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂと、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂと、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂと、冷媒合流装置２４と、冷媒導出部２７と、を含み、冷凍サイクル１から導入された冷媒は、冷却装置１０内をこの順で流れる。また、冷却装置１０は、図１及び図２に示されるように、冷媒導入部１２と冷媒導出部２７とを備えたコネクタ２８を備えていることが好ましい。冷凍サイクル１への接続作業を容易化することができる。 The cooling device 10 includes a refrigerant introduction portion 12, an expansion device 14, an expanded refrigerant discharge portion 15, a refrigerant distribution device 16, a plurality of upstream refrigerant flow paths 20a and 20b, and a plurality of heat exchange units 30a and 30b. , a plurality of downstream refrigerant passages 22a and 22b, a refrigerant combining device 24, and a refrigerant outlet portion 27, and the refrigerant introduced from the refrigerating cycle 1 flows through the cooling device 10 in this order. 1 and 2, the cooling device 10 preferably includes a connector 28 having a coolant introduction portion 12 and a coolant outlet portion 27. As shown in FIGS. Connection work to the refrigerating cycle 1 can be facilitated.

冷媒導入部１２は、冷凍サイクル１に接続される冷媒の流路である。図２では、冷媒導入部１２は管路として示されているが、これに限らない。例えば、コネクタ２８と膨張装置１４とが管路を介さずに直接的に接続されている場合には、コネクタ２８に形成された貫通孔が冷媒導入部１２となる。冷媒導入部１２を通じて、冷凍サイクル１を流れる冷媒が冷却装置１０に導入される。 The refrigerant introduction part 12 is a refrigerant flow path connected to the refrigeration cycle 1 . In FIG. 2, the coolant introduction part 12 is shown as a conduit, but it is not limited to this. For example, when the connector 28 and the expansion device 14 are directly connected without a conduit, the through hole formed in the connector 28 serves as the refrigerant introduction portion 12 . The refrigerant flowing through the refrigeration cycle 1 is introduced into the cooling device 10 through the refrigerant introduction portion 12 .

膨張装置１４は、例えば電子膨張弁である。膨張装置１４は、冷媒導入部１２から導入された冷媒を膨張させる。膨張装置１４の弁開度は調整可能であり、この弁開度に応じた流量の冷媒が、膨張装置１４から冷媒分配装置１６へ流出する。膨張装置１４の弁開度は、図４に示すようにＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）６０によって制御される。 The expansion device 14 is, for example, an electronic expansion valve. The expansion device 14 expands the refrigerant introduced from the refrigerant introduction portion 12 . The valve opening degree of the expansion device 14 can be adjusted, and a flow rate of refrigerant corresponding to the valve opening degree flows out from the expansion device 14 to the refrigerant distribution device 16 . The valve opening degree of the expansion device 14 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 60 as shown in FIG.

膨張冷媒導出部１５は、膨張装置１４と冷媒分配装置１６との間に配置された冷媒の流路である。膨張装置１４から流出した冷媒は、膨張冷媒導出部１５を通って冷媒分配装置１６に流入する。図２では、膨張冷媒導出部１５は管路として示されている。なお、膨張装置１４と冷媒分配装置１６とが管路を介さずに直接的に接続されている場合は、膨張冷媒導出部１５は設けられなくてもよい。この場合、後述する冷媒分配装置１６の膨張冷媒流入部１７が膨張装置１４に直接接続される。 The expanded refrigerant lead-out portion 15 is a refrigerant flow path disposed between the expansion device 14 and the refrigerant distribution device 16 . The refrigerant that has flowed out of the expansion device 14 flows into the refrigerant distribution device 16 through the expanded refrigerant lead-out portion 15 . In FIG. 2, the expanded refrigerant outlet 15 is shown as a conduit. Note that when the expansion device 14 and the refrigerant distribution device 16 are directly connected without a conduit, the expanded refrigerant lead-out portion 15 may not be provided. In this case, an expanded refrigerant inflow portion 17 of a refrigerant distribution device 16 to be described later is directly connected to the expansion device 14 .

冷媒分配装置１６は、膨張装置１４で膨張した冷媒を複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂに分配する。具体的には、図２に示すように、冷媒分配装置１６は、膨張装置１４で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部１７と、複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂとを有し、膨張冷媒流入部１７から流入した冷媒を複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂに分配する。膨張冷媒流入部１７は、膨張冷媒導出部１５に接続されている。また、複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂには、複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂが接続されている。 The refrigerant distribution device 16 distributes the refrigerant expanded by the expansion device 14 to the plurality of upstream refrigerant flow paths 20a and 20b. Specifically, as shown in FIG. 2, the refrigerant distribution device 16 has an expanded refrigerant inlet portion 17 into which the refrigerant expanded by the expansion device 14 flows, and a plurality of distributed refrigerant outlet portions 18a and 18b. The refrigerant that has flowed in from the refrigerant inflow portion 17 is distributed to the plurality of distributed refrigerant outflow portions 18a and 18b. The expanded refrigerant inlet portion 17 is connected to the expanded refrigerant outlet portion 15 . A plurality of upstream refrigerant flow paths 20a and 20b are connected to the plurality of distributed refrigerant outlet portions 18a and 18b.

複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂは、冷媒分配装置１６と複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂとの間に配置されている。複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂの上流側の端部は、冷媒分配装置１６の複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂの各々に接続されている。また、複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂの下流側の端部は、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂの各々に接続されている。図示された例では、上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂは、それぞれ、上流側の端部が分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂに接続された第１上流側冷媒流路２０ａ１，２０ｂ１と、下流側の端部が熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに接続された第２上流側冷媒流路２０ａ２，２０ｂ２と、を有する。そして、第１上流側冷媒流路２０ａ１，２０ｂ１の下流側の端部と第２上流側冷媒流路２０ａ２，２０ｂ２の上流側の端部とを接続することにより、上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂが形成されている。 A plurality of upstream refrigerant flow paths 20a, 20b are arranged between the refrigerant distribution device 16 and a plurality of heat exchange units 30a, 30b. The upstream end portions of the plurality of upstream refrigerant flow paths 20a, 20b are connected to the plurality of distributed refrigerant outlet portions 18a, 18b of the refrigerant distribution device 16, respectively. Further, downstream ends of the plurality of upstream refrigerant flow paths 20a, 20b are connected to the plurality of heat exchange units 30a, 30b, respectively. In the illustrated example, the upstream coolant channels 20a and 20b are respectively composed of first upstream coolant channels 20a1 and 20b1 whose upstream ends are connected to the distribution coolant outlets 18a and 18b, and downstream coolant channels 20a1 and 20b1. and second upstream refrigerant flow paths 20a2 and 20b2 whose ends are connected to the heat exchange units 30a and 30b. By connecting the downstream ends of the first upstream refrigerant flow paths 20a1 and 20b1 to the upstream ends of the second upstream refrigerant flow paths 20a2 and 20b2, the upstream refrigerant flow paths 20a and 20b are connected. is formed.

複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、それぞれ、対応する上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂに接続されている。各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、１以上（図示された例では１つ）の熱交換器３１を含む。図３によく示されているように、熱交換器３１は、共に中空管状部材として構成された第１ヘッダ（マニホルド）３２および第２ヘッダ（マニホルド）３３と、第１ヘッダ３２と第２ヘッダ３３との間に配置された複数（図示された例では３つ）のチューブ３４と、を有する。 The plurality of heat exchange units 30a, 30b are connected to corresponding upstream refrigerant flow paths 20a, 20b, respectively. Each heat exchange unit 30 a , 30 b includes one or more (one in the example shown) heat exchangers 31 . As best shown in FIG. 3, the heat exchanger 31 includes a first header (manifold) 32 and a second header (manifold) 33, both configured as hollow tubular members, and a first header 32 and a second header (manifold) 33. 33 and a plurality of (three in the illustrated example) tubes 34 .

複数のチューブ３４は、鉛直方向に配列されており、かつ各々は水平方向に流路が延びている。好ましくは、第１チューブ３４Ａは、第２チューブ３４Ｂよりも上方にある。第１ヘッダ３２および第２ヘッダ３３は、互いに平行に、かつ、鉛直方向に配置されている。 A plurality of tubes 34 are arranged in the vertical direction, and each has a channel extending in the horizontal direction. Preferably, the first tube 34A is above the second tube 34B. The first header 32 and the second header 33 are arranged parallel to each other in the vertical direction.

第１ヘッダ３２は、対応する上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂの下流側の端部が接続されてバッテリＢと熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（入口ポート）３５と、バッテリＢと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（出口ポート）３６と、を有する。第１ヘッダ３２の内部は、仕切壁３７により、冷媒流入部３５側の上側空間と冷媒流出部３６側の下側空間とに分割されている。 The first header 32 includes a refrigerant inflow portion (inlet port) 35, to which the downstream ends of the corresponding upstream refrigerant flow paths 20a and 20b are connected and into which the refrigerant for heat exchange with the battery B flows, and a refrigerant outflow portion (outlet port) 36 through which the exchanged refrigerant flows out. The interior of the first header 32 is divided by a partition wall 37 into an upper space on the refrigerant inflow portion 35 side and a lower space on the refrigerant outflow portion 36 side.

複数のチューブ３４は、冷媒を第１ヘッダ３２から第２ヘッダ３３に向けて流すための１つ以上の第１チューブ３４Ａと、冷媒を第２ヘッダ３３から第１ヘッダ３２に向けて流すための１つ以上の第２チューブ３４Ｂとに分類される。図１乃至図３に示す例では、各熱交換器３１には、２つの第１チューブ３４Ａと、１つの第２チューブ３４Ｂが設けられている。第１チューブ３４Ａの第１ヘッダ３２側の端部は、冷媒流入部３５側の上側空間に接続されている。また、第２チューブ３４Ｂの第１ヘッダ３２側の端部は、冷媒流出部３６側の下側空間に接続されている。このような熱交換器３１において、第１ヘッダ３２の上側空間に流入した冷媒は、２つの第１チューブ３４Ａ内を並行して流れ、第２ヘッダ３３に流入した後、第２チューブ３４Ｂ内を流れ、第１ヘッダ３２の下側空間に流入する。 The plurality of tubes 34 includes one or more first tubes 34A for flowing the refrigerant from the first header 32 toward the second header 33 and one or more first tubes 34A for flowing the refrigerant from the second header 33 toward the first header 32. classified into one or more secondary tubes 34B. In the example shown in FIGS. 1 to 3, each heat exchanger 31 is provided with two first tubes 34A and one second tube 34B. The end of the first tube 34A on the first header 32 side is connected to the upper space on the refrigerant inflow portion 35 side. Also, the end of the second tube 34B on the first header 32 side is connected to the lower space on the coolant outflow portion 36 side. In such a heat exchanger 31, the refrigerant that has flowed into the upper space of the first header 32 flows in parallel through the two first tubes 34A, flows into the second header 33, and then flows through the second tubes 34B. flow into the lower space of the first header 32 .

熱交換器３１のチューブ３４、第１ヘッダ３２および第２ヘッダ３３は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成することができる。また、複数のチューブ３４は、製造技術上の理由（押出金型費用、ろう付けの均一性等）により、互いに同じ形状寸法を有することが好ましい。各チューブ３４の側面には、対応するバッテリＢ（バッテリモジュール）の表面が、直接的または間接的に（好ましくは直接的に）熱的に接触する。 Tubes 34, first header 32 and second header 33 of heat exchanger 31 may be formed from a high thermal conductivity material, such as an aluminum alloy. Also, the plurality of tubes 34 preferably have the same geometry as each other for reasons of manufacturing technology (extrusion tool cost, uniformity of brazing, etc.). The side surface of each tube 34 is in thermal contact directly or indirectly (preferably directly) with the surface of the corresponding battery B (battery module).

図３において、各チューブ３４（３４Ａ，３４Ｂ）とバッテリＢとが重なった部分（チューブ３４の背後に隠れているバッテリＢの部分）の面積が、１つのチューブ３４とバッテリＢとの熱交換面の面積（以下「熱交換面積」とも称する）となる。図３においては、チューブ３４が互いに同じ形状寸法を有しているため、各チューブの熱交換面積は互いに等しい値Ａ（「Ａ」は適当な正数である）をとる。そして、熱交換器３１全体の熱交換面積は、３Ａである。 In FIG. 3, the area of the portion where each tube 34 (34A, 34B) and the battery B overlap (the portion of the battery B hidden behind the tube 34) is the heat exchange surface between one tube 34 and the battery B. area (hereinafter also referred to as “heat exchange area”). In FIG. 3, since the tubes 34 have the same geometry, the heat exchange areas of each tube have the same value A (where "A" is a suitable positive number). The heat exchange area of the entire heat exchanger 31 is 3A.

熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、冷媒がその内部を通過するとき、蒸発器として作用する。すなわち、膨張装置１４を出た冷媒は、第１ヘッダ３２の上側空間に流入する際、液体状態であるか、あるいは十分な量の液体を含む気液混合状態であるが、熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを通過するときにバッテリＢと熱交換することにより気化し、気化熱によりバッテリＢから熱を奪う。 The heat exchange units 30a, 30b act as evaporators when refrigerant passes through them. That is, when the refrigerant exiting the expansion device 14 flows into the upper space of the first header 32, it is in a liquid state or in a gas-liquid mixed state containing a sufficient amount of liquid. When passing through 30b, it evaporates by exchanging heat with the battery B, and takes heat from the battery B by the heat of vaporization.

複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂは、図２に示すように、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂと冷媒合流装置２４との間に配置されている。複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂの上流側の端部は、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂの各々に（具体的には第１ヘッダ３２の冷媒流出部３６に）接続されている。また、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂの下流側の端部は、冷媒合流装置２４に接続されている。図示された例では、各下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂは、上流側の端部が熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに接続された第１下流側冷媒流路２２ａ１，２２ｂ１と、下流側の端部が冷媒合流装置２４に接続された第２下流側冷媒流路２２ａ２，２２ｂ２と、を有する。そして、第１下流側冷媒流路２２ａ１，２２ｂ１の下流側の端部と第２下流側冷媒流路２２ａ２，２２ｂ２の上流側の端部とを接続することにより、下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂが形成されている。 The plurality of downstream refrigerant flow paths 22a, 22b are arranged between the plurality of heat exchange units 30a, 30b and the refrigerant combining device 24, as shown in FIG. The upstream ends of the plurality of downstream coolant flow paths 22a, 22b are connected to each of the plurality of heat exchange units 30a, 30b (specifically, to the coolant outlet 36 of the first header 32). Further, downstream ends of the plurality of downstream refrigerant flow paths 22 a and 22 b are connected to a refrigerant combining device 24 . In the illustrated example, each of the downstream refrigerant flow paths 22a, 22b includes a first downstream refrigerant flow path 22a1, 22b1 connected at its upstream end to the heat exchange unit 30a, 30b, and a downstream end are connected to the refrigerant combining device 24, and second downstream refrigerant flow paths 22a2 and 22b2. By connecting the downstream ends of the first downstream coolant flow paths 22a1 and 22b1 and the upstream ends of the second downstream coolant flow paths 22a2 and 22b2, the downstream coolant flow paths 22a and 22b are connected. is formed.

冷媒合流装置２４は、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂを流れた冷媒を合流させるとともに、合流した冷媒を冷凍サイクル１に流出する。具体的には、図２に示すように、冷媒合流装置２４は、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂの下流側端部に各々が接続された複数の合流冷媒流入部２５ａ，２５ｂと、合流した冷媒を流出させる合流冷媒流出部２６と、を有する。 The refrigerant merging device 24 merges the refrigerants that have flowed through the plurality of downstream refrigerant flow paths 22 a and 22 b and causes the merged refrigerant to flow out to the refrigeration cycle 1 . Specifically, as shown in FIG. 2, the refrigerant confluence device 24 includes a plurality of merged refrigerant inflow portions 25a and 25b each connected to the downstream end of a plurality of downstream refrigerant flow paths 22a and 22b, and a merged refrigerant outflow portion 26 for flowing out the merged refrigerant.

冷媒導出部２７は、冷凍サイクル１に接続される冷媒の流路である。図２では、冷媒導出部２７は、一方の端部が冷媒合流装置２４の合流冷媒流出部２６に接続された管路として示されているが、これに限らない。例えば、コネクタ２８と膨張装置１４とが管路を介さずに直接的に接続されている場合には、コネクタ２８に形成された貫通孔が冷媒導出部２７となる。複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを流れてきた冷媒は冷媒合流装置２４で合流した後、冷媒導出部２７を通じて、冷凍サイクル１に導出される。 The refrigerant lead-out portion 27 is a refrigerant flow path connected to the refrigeration cycle 1 . In FIG. 2 , the refrigerant lead-out portion 27 is shown as a pipe having one end connected to the merged refrigerant outlet portion 26 of the refrigerant junction device 24 , but this is not the only option. For example, when the connector 28 and the expansion device 14 are directly connected without a conduit, the through hole formed in the connector 28 serves as the refrigerant outlet portion 27 . Refrigerant that has flowed through the plurality of heat exchange units 30a and 30b is merged in the refrigerant confluence device 24 and then discharged to the refrigeration cycle 1 through the refrigerant discharge portion 27. FIG.

このような点を踏まえ、本実施の形態の冷却装置は、複数の熱交換ユニットよりも少ない数の検知装置を用いても、圧縮機が液冷媒を吸入することを防止可能とするための工夫がなされている。 Based on this point, the cooling device of the present embodiment is designed to prevent the compressor from sucking liquid refrigerant even if the number of detection devices is smaller than the number of heat exchange units. is done.

具体的には、本実施の形態では、冷却装置１０を流れる冷媒の流量を、圧縮機Ｃに吸入される冷媒の状態に基づいて調整する。より具体的には、膨張装置１４の弁開度を、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側における冷媒の状態に基づいて制御する。これにより、圧縮機Ｃに液状冷媒が吸入されて圧縮機Ｃに不具合が生じる、ということを防止することができる。 Specifically, in the present embodiment, the flow rate of refrigerant flowing through cooling device 10 is adjusted based on the state of the refrigerant sucked into compressor C. As shown in FIG. More specifically, the valve opening degree of the expansion device 14 is controlled based on the state of the refrigerant on the downstream side of the refrigerant combining device 24 and on the upstream side of the compressor C. As a result, it is possible to prevent the liquid refrigerant from being sucked into the compressor C and causing a problem with the compressor C.

図４に示す例では、冷凍サイクル１は、冷媒導出部２７から流出する冷媒の湿り度および過熱度を検知するための下流側検知装置４０を含む。そして、ＥＣＵ６０は、下流側検知装置４０によって検知される冷媒の湿り度が０％且つ過熱度が所定値未満となるように、膨張装置１４の弁開度を制御する。これにより、液状冷媒が圧縮機Ｃに吸入されることを防止することができる。また、冷却装置１０に含まれる複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂよりも少ない数の検知装置４０で、冷却装置１０を通流する冷媒の流量を調整するので、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂから流出する冷媒の状態（湿り度および過熱度）を検知するために各下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂに冷媒の状態（湿り度および過熱度）を検知するための検知装置を設ける場合と比較して、冷却装置１０を通流する冷媒の流量を低コストで調整することができる。 In the example shown in FIG. 4 , the refrigerating cycle 1 includes a downstream detector 40 for detecting the wetness and superheat of the refrigerant flowing out from the refrigerant lead-out portion 27 . Then, the ECU 60 controls the valve opening degree of the expansion device 14 so that the wetness of the refrigerant detected by the downstream detection device 40 is 0% and the degree of superheat is less than a predetermined value. Thereby, it is possible to prevent the liquid refrigerant from being sucked into the compressor C. In addition, since the flow rate of the refrigerant flowing through the cooling device 10 is adjusted by the detection devices 40, which are fewer in number than the plurality of heat exchange units 30a and 30b included in the cooling device 10, Compared to the case where a detection device for detecting the state (wetness and superheat) of the refrigerant is provided in each of the downstream refrigerant flow paths 22a and 22b in order to detect the state (wetness and superheat) of the refrigerant , the flow rate of the refrigerant through the cooling device 10 can be regulated at low cost.

なお、このように冷媒の流量を調整しても、複数のバッテリＢとして互いに同じ仕様のものを用い、また、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂのバッテリＢとの熱交換面の面積が互いに等しければ、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける熱交換量の差異を無くすことができるので、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける冷却能力のバラツキも抑制される。この結果、一部のバッテリＢが過剰に加熱されて劣化する、という虞を十分に低くすることができる。 Even if the flow rate of the refrigerant is adjusted in this way, as long as the same specifications are used as the plurality of batteries B, and the areas of the heat exchange surfaces of the plurality of heat exchange units 30a and 30b with respect to the battery B are the same. For example, since it is possible to eliminate the difference in the amount of heat exchanged between the plurality of heat exchange units 30a and 30b, the variation in the cooling capacity of the plurality of heat exchange units 30a and 30b is also suppressed. As a result, it is possible to sufficiently reduce the possibility that some of the batteries B are excessively heated and deteriorated.

下流側検知装置４０は、図４に示す例では、冷却装置１０の冷媒導出部２７から流出する冷媒の温度を測定する。具体的には、下流側検知装置４０は、冷媒導出部２７から流出した冷媒を圧縮機Ｃに導く管路（後述する第２管路６ｂ）を流れる冷媒の温度および圧力を検知する圧力温度センサである。下流側検知装置４０によって検知された温度および圧力に関する情報をＥＣＵ６０に入力することで、ＥＣＵ６０は、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度及び過熱度を判定して、膨張装置１４の弁開度を調節することができる。 In the example shown in FIG. 4 , the downstream detection device 40 measures the temperature of the coolant flowing out from the coolant lead-out portion 27 of the cooling device 10 . Specifically, the downstream detection device 40 is a pressure temperature sensor that detects the temperature and pressure of refrigerant flowing through a conduit (a second conduit 6b described later) that guides the refrigerant flowing out of the refrigerant lead-out portion 27 to the compressor C. is. By inputting information about the temperature and pressure detected by the downstream detection device 40 to the ECU 60, the ECU 60 determines the degree of wetness and superheat of the refrigerant flowing out of the cooling device 10, and determines the valve opening degree of the expansion device 14. can be adjusted.

以下、図４を参照して、冷凍サイクル１に接続された冷却装置１０の作用について説明する。図４には、上述した冷却装置１０を車両用空調装置の冷凍サイクル１に接続した一例が示されている。冷凍サイクル１は、冷媒循環路２に設けられた室外熱交換器３と、室内熱交換器４と、圧縮機Ｃと、膨張弁５とを有している。室外熱交換器３は、例えば車両のフロントグリルの背後に設置される。室内熱交換器４は、例えば空調装置の送風路内に設置される。車両用空調装置により、当業者において周知の方法により車両の室内の空調が行われる。 The action of the cooling device 10 connected to the refrigeration cycle 1 will be described below with reference to FIG. FIG. 4 shows an example in which the cooling device 10 described above is connected to the refrigerating cycle 1 of a vehicle air conditioner. The refrigerating cycle 1 includes an outdoor heat exchanger 3 provided in a refrigerant circulation path 2, an indoor heat exchanger 4, a compressor C, and an expansion valve 5. The outdoor heat exchanger 3 is installed, for example, behind the front grill of the vehicle. The indoor heat exchanger 4 is installed, for example, in the air duct of an air conditioner. Vehicle air conditioners provide air conditioning for the interior of a vehicle in a manner well known to those skilled in the art.

冷媒循環路２上に設定された分岐点２ａに接続された第１管路６ａに、冷却装置１０の冷媒導入部１２が接続されている。また、冷媒循環路２上に設定された合流点２ｂに接続された第２管路６ｂに、冷却装置１０の冷媒導出部２７が接続されている。膨張弁５は遮断弁としての機能を有していることが好ましい。 A coolant introduction part 12 of a cooling device 10 is connected to a first pipe line 6a connected to a branch point 2a set on the coolant circulation path 2 . A refrigerant lead-out portion 27 of the cooling device 10 is connected to the second pipe line 6b connected to the confluence point 2b set on the refrigerant circuit 2. As shown in FIG. The expansion valve 5 preferably functions as a shutoff valve.

バッテリＢの急速充電は、通常、車両の停止（駐車）中に行われる。バッテリＢの急速充電時に、室内熱交換器４へ冷媒を流す必要が無い場合には、膨張弁５は遮断弁として作用する。従って、このときには、室外熱交換器３、冷却装置１０および圧縮機Ｃから、バッテリＢを冷却するための冷凍サイクルが構成される。バッテリＢの急速充電時に、室内熱交換器４へ冷媒を流す必要が有る場合には、膨張弁５及び冷却装置１０の膨張装置１４は、膨張弁として作用する。従って、このときには、圧縮機Ｃから吐出された冷媒は、室外熱交換器３を通過し、分岐点２ａで分岐し、一方の冷媒が膨張弁５および室内熱交換器４へ流れ、他方の冷媒が冷却装置１０へと流れる。その後、２つの冷媒の流れは合流点２ｂで合流し、圧縮機Ｃに吸入される。従って、このときにも、バッテリＢを冷却するための冷凍サイクルが構成される。 Rapid charging of battery B is normally performed while the vehicle is stopped (parked). When it is not necessary to flow the refrigerant to the indoor heat exchanger 4 during rapid charging of the battery B, the expansion valve 5 acts as a cutoff valve. Therefore, at this time, the outdoor heat exchanger 3, the cooling device 10 and the compressor C form a refrigeration cycle for cooling the battery B. As shown in FIG. When it is necessary to flow the refrigerant to the indoor heat exchanger 4 during rapid charging of the battery B, the expansion valve 5 and the expansion device 14 of the cooling device 10 act as an expansion valve. Therefore, at this time, the refrigerant discharged from the compressor C passes through the outdoor heat exchanger 3 and branches at the branch point 2a, one refrigerant flows to the expansion valve 5 and the indoor heat exchanger 4, and the other refrigerant flows to the cooling device 10 . The two refrigerant flows then join at a junction 2b and are sucked into the compressor C. As shown in FIG. Therefore, a refrigerating cycle for cooling battery B is also formed at this time.

冷却装置１０の複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、バッテリＢ冷却用の冷凍サイクル１における蒸発器として作用する。図４に示す冷凍サイクル１において、低温低圧の気体状態の冷媒が、圧縮機Ｃに流入し（吸入され）、圧縮機Ｃで圧縮されることにより、高温高圧の気体状態となる。次いで、冷媒は、凝縮器として作用する室外熱交換器３において周囲空気（外気）と熱交換することにより冷却され、中温高圧の液体となる。次いで、冷媒は、冷却装置１０の膨張装置１４を通過するときに膨張し、低温低圧の液体または気液混合流体となる。次いで、冷媒は、冷媒分配装置１６によって複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂに分配される。次いで、冷媒は、蒸発器として作用する複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する。冷媒は、熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを通過するとき、バッテリＢと熱交換することにより気化し、気化熱によりバッテリＢから熱を奪い、低温低圧の気体となる。次いで、冷媒は、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂに流入し、冷媒合流装置２４で合流する。次いで、冷媒は、冷媒導出部２７から第２管路６ｂに流入し、再び圧縮機Ｃに戻されて（吸入されて）圧縮される。 A plurality of heat exchange units 30a, 30b of the cooling device 10 act as evaporators in the refrigeration cycle 1 for battery B cooling. In the refrigerating cycle 1 shown in FIG. 4, a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant flows into (is sucked into) the compressor C and is compressed by the compressor C, thereby becoming a high-temperature, high-pressure gaseous state. The refrigerant is then cooled by exchanging heat with ambient air (outside air) in the outdoor heat exchanger 3, which acts as a condenser, and becomes a medium temperature and pressure liquid. The refrigerant then expands as it passes through expansion device 14 of chiller 10 to become a low temperature, low pressure liquid or gas-liquid mixture. The refrigerant is then distributed by the refrigerant distribution device 16 to the plurality of upstream refrigerant flow paths 20a, 20b. The refrigerant then flows into a plurality of heat exchange units 30a, 30b which act as evaporators. When the refrigerant passes through the heat exchange units 30a and 30b, it is vaporized by exchanging heat with the battery B, takes heat from the battery B by the heat of vaporization, and becomes a low-temperature, low-pressure gas. The refrigerant then flows into the plurality of downstream refrigerant flow paths 22 a and 22 b and joins at the refrigerant combining device 24 . Next, the refrigerant flows from the refrigerant lead-out portion 27 into the second pipe line 6b, is returned to the compressor C again (sucked in), and is compressed.

冷却装置１０から流出する冷媒の温度および圧力は、常時、下流側検知装置４０によって検知され、検知された温度および圧力に関する情報は、ＥＣＵ６０に送られる。ＥＵＣ６０は、下流側検知装置４０から取得した情報に基づいて、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度および過熱度を判定し、判定結果に基づいて膨張装置１４の弁開度を調整する。具体的には、ＥＣＵ６０は、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度が０％よりも大きいと判定した場合、膨張装置１４を、その弁開度を、より絞るように制御する。これにより複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂへの冷媒の流量を減少させて、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂから流出する冷媒に含まれる液冷媒の総量を減らし（すなわち冷却装置１０から流出する液冷媒の量を減らし）、圧縮機Ｃの不具合を回避する。また、ＥＣＵ６０は、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度が０％であっても過熱度が所定値以上であると判定した場合、膨張装置１４を、その弁開度を拡げるように制御する。これにより複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂへの冷媒の流量を増加させて、熱交換ユニット３０ａ，３０ｂによるバッテリＢの冷却能力を向上させる。なお、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度が０％であり過熱度が所定値未満であると判定した場合は、膨張装置１４を、その弁開度が維持されるように制御する。 The temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the cooling device 10 are constantly detected by the downstream detection device 40 , and information regarding the detected temperature and pressure is sent to the ECU 60 . The EUC 60 determines the degree of wetness and degree of superheat of the refrigerant flowing out of the cooling device 10 based on the information obtained from the downstream detection device 40, and adjusts the valve opening of the expansion device 14 based on the determination result. Specifically, when the ECU 60 determines that the wetness of the refrigerant flowing out of the cooling device 10 is greater than 0%, the ECU 60 controls the expansion device 14 so that the opening degree of the valve thereof is further reduced. This reduces the flow rate of the refrigerant to the plurality of heat exchange units 30a and 30b, thereby reducing the total amount of liquid refrigerant contained in the refrigerant flowing out of the plurality of heat exchange units 30a and 30b (that is, the liquid refrigerant flowing out of the cooling device 10). reduce the amount of refrigerant) to avoid compressor C failure. Further, when the ECU 60 determines that the degree of superheat is equal to or higher than a predetermined value even if the wetness of the refrigerant flowing out of the cooling device 10 is 0%, the ECU 60 controls the expansion device 14 so as to increase the opening degree of the valve. . This increases the flow rate of refrigerant to the plurality of heat exchange units 30a and 30b, thereby improving the cooling capacity of the battery B by the heat exchange units 30a and 30b. When it is determined that the wetness of the refrigerant flowing out of the cooling device 10 is 0% and the degree of superheat is less than the predetermined value, the expansion device 14 is controlled to maintain its valve opening.

以上、図１乃至図４を参照して、本実施の形態による冷却装置１０について説明してきたが、冷却装置１０の全体構成は上述したものに限られない。図１乃至図４に示す冷却装置１０および冷凍サイクル１の全体構成には、種々の変更を施すことが可能である。 Although the cooling device 10 according to the present embodiment has been described above with reference to FIGS. 1 to 4, the overall configuration of the cooling device 10 is not limited to that described above. Various modifications can be made to the overall configuration of the cooling device 10 and the refrigerating cycle 1 shown in FIGS.

例えば、図１乃至図４に示す例では、下流側検知装置４０は、冷凍サイクル１の第２管路６ｂに設けられ、冷却装置１０に含まれていないが、これに限られない。下流側検知装置４０は、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側に設けられていればよい。例えば、図５に示すように、下流側検知装置４０は、冷媒導出部２７に設けられてよい。この場合、下流側検知装置４０は、冷却装置１００に含まれる。 For example, in the examples shown in FIGS. 1 to 4, the downstream detection device 40 is provided in the second pipeline 6b of the refrigeration cycle 1 and is not included in the cooling device 10, but is not limited to this. The downstream detection device 40 may be provided downstream of the refrigerant combining device 24 and upstream of the compressor C. As shown in FIG. For example, as shown in FIG. 5 , the downstream detection device 40 may be provided in the refrigerant lead-out section 27 . In this case, the downstream detection device 40 is included in the cooling device 100 .

また、図１乃至図５に示す例では、下流側検知装置４０は圧力温度センサであるが、これに限られない。図６に示す冷却装置２００においては、下流側検知装置２４０は、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側を流れる冷媒の温度を検知する温度センサである。図示された例では、下流側検知装置２４０は、冷媒導出部２７に設けられており、冷媒導出部２７の表面温度を検知する。なお、冷媒導出部２７の表面温度を検知することで冷媒導出部２７の内部を流れる冷媒の温度を検知することができるよう、冷媒導出部２７は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成されている。下流側検知装置２４０によって検知された温度に関する情報をＥＣＵ６０に入力することで、ＥＣＵ６０は、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の湿り度及び過熱度を判定して、膨張装置１４の弁開度を調節することができる。なお、図示された例では、ＥＣＵ６０は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度と、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の温度とを比較することで、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の湿り度および過熱度を判定する。このため、図６に示す例では、冷却装置２００は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度を検知する上流側検知装置２５０を更に備えている。具体的には、上流側検知装置２５０は、膨張冷媒導出部１５の表面温度を検知する温度センサである。なお、膨張冷媒導出部１５の表面温度を検知することで膨張冷媒導出部１５の内部を流れる冷媒の温度を検知することができるよう、膨張冷媒導出部１５は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成されている。上流側検知装置２５０によって検知された温度に関する情報をＥＣＵ６０に入力することで、ＥＣＵ６０は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度と、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の温度とを比較することができる。 Further, in the examples shown in FIGS. 1 to 5, the downstream detection device 40 is a pressure temperature sensor, but it is not limited to this. In the cooling device 200 shown in FIG. 6, the downstream detection device 240 is a temperature sensor that detects the temperature of the refrigerant flowing downstream of the refrigerant combining device 24 and upstream of the compressor C. As shown in FIG. In the illustrated example, the downstream detection device 240 is provided in the coolant lead-out portion 27 and detects the surface temperature of the coolant lead-out portion 27 . The coolant lead-out portion 27 is made of a highly thermally conductive material such as an aluminum alloy so that the temperature of the coolant flowing through the coolant lead-out portion 27 can be detected by detecting the surface temperature of the coolant lead-out portion 27. ing. By inputting information about the temperature detected by the downstream detection device 240 to the ECU 60, the ECU 60 determines the degree of wetness and superheat of the refrigerant flowing out of the refrigerant combining device 24, and adjusts the valve opening degree of the expansion device 14. can be adjusted. In the illustrated example, the ECU 60 compares the temperature of the refrigerant after being expanded by the expansion device 14 and before flowing into the heat exchange units 30a and 30b with the temperature of the refrigerant flowing out of the refrigerant combining device 24. , the wetness and superheat of the refrigerant flowing out of the refrigerant combining device 24 are determined. Therefore, in the example shown in FIG. 6, the cooling device 200 further includes an upstream detection device 250 that detects the temperature of the refrigerant after being expanded by the expansion device 14 and before flowing into the heat exchange units 30a and 30b. . Specifically, the upstream detection device 250 is a temperature sensor that detects the surface temperature of the expansion refrigerant lead-out portion 15 . Note that the expanding refrigerant outlet portion 15 is made of a highly thermally conductive material such as an aluminum alloy so that the temperature of the refrigerant flowing inside the expanding refrigerant outlet portion 15 can be detected by detecting the surface temperature of the expanded refrigerant outlet portion 15. is formed from By inputting information about the temperature detected by the upstream detection device 250 to the ECU 60, the ECU 60 can determine the temperature of the refrigerant after being expanded by the expansion device 14 and before flowing into the heat exchange units 30a and 30b, and the refrigerant combining device. The temperature of the coolant exiting from 24 can be compared.

なお、下流側検知装置２４０が温度センサである場合も、下流側検知装置２４０は、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側に設けられていればよい。すなわち、下流側検知装置２４０は、冷却装置２００に含まれていなくてもよく、例えば冷凍サイクル１の第２管路６ａに設けられていてもよい。また、膨張装置１４または冷媒分配装置１６が、それ自体、膨張装置１４で膨張後の冷媒の温度または圧力を検知する機能を有する場合、冷却装置２００は上流側検知装置２５０を含まなくてもよい。 Even if the downstream detection device 240 is a temperature sensor, the downstream detection device 240 may be provided downstream of the refrigerant combining device 24 and upstream of the compressor C. That is, the downstream detection device 240 may not be included in the cooling device 200, and may be provided in the second pipeline 6a of the refrigeration cycle 1, for example. Also, if the expansion device 14 or the refrigerant distribution device 16 itself has the function of detecting the temperature or pressure of the refrigerant after expansion in the expansion device 14, the cooling device 200 may not include the upstream detection device 250. .

さらに、図示された例では、冷却装置１０は、２つの熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを含むが、これに限られない。冷却装置１０は、３以上の熱交換ユニットを含んでもよい。 Furthermore, in the illustrated example, the cooling device 10 includes two heat exchange units 30a, 30b, but is not limited to this. Cooling device 10 may include three or more heat exchange units.

また、図示された例では、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、単一の熱交換器３１を含むが、これに限られない。各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、互いに流体連通された複数の熱交換器３１を含んでもよい。 Also, in the illustrated example, each heat exchange unit 30a, 30b includes a single heat exchanger 31, but is not limited to this. Each heat exchange unit 30a, 30b may include multiple heat exchangers 31 in fluid communication with each other.

以上のように、本実施の形態およびその変形例によれば、圧縮機Ｃを含む冷凍サイクル１に接続されて車両用の複数のバッテリＢを冷却する冷却装置１０，１００，２００は、
バッテリＢと熱交換させる冷媒を導入する冷媒導入部１２と、
冷媒導入部１２から導入された冷媒を膨張させる膨張装置１４と、
膨張装置１４で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部１７と複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂとを有し、膨張冷媒流入部１７から流入した冷媒を複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂに分配する冷媒分配装置１６と、
複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂの各々に接続された複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂであって、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを流れる冷媒が対応するバッテリＢとの間で熱交換を行う複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂと、
複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに各々が接続された複数の合流冷媒流入部２５ａ，２５ｂを有して複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを流れた冷媒を合流するとともに、合流した冷媒を冷凍サイクル１に流出する合流冷媒流出部２６を有する冷媒合流装置２４と、を備えている。
そして、膨張装置１４の弁開度は、冷媒の流れ方向における冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側における冷媒の状態に基づいて制御される。 As described above, according to the present embodiment and its modification, the cooling devices 10, 100, 200 connected to the refrigeration cycle 1 including the compressor C and cooling the plurality of vehicle batteries B are:
a refrigerant introduction part 12 for introducing a refrigerant for heat exchange with the battery B;
an expansion device 14 that expands the refrigerant introduced from the refrigerant introduction part 12;
It has an expanded refrigerant inlet 17 into which the refrigerant expanded by the expansion device 14 flows and a plurality of distributed refrigerant outlets 18a and 18b. a refrigerant distribution device 16 to distribute;
A plurality of heat exchange units 30a, 30b connected to each of the plurality of distributed refrigerant outflow portions 18a, 18b, wherein the refrigerant flowing through each of the heat exchange units 30a, 30b exchanges heat with the corresponding battery B. a plurality of heat exchange units 30a and 30b;
A plurality of merged refrigerant inflow portions 25a and 25b each connected to a plurality of heat exchange units 30a and 30b are provided to merge the refrigerant that has flowed through the plurality of heat exchange units 30a and 30b, and to merge the merged refrigerant into a refrigeration cycle. a refrigerant combining device 24 having a combined refrigerant outflow portion 26 that flows out to 1.
The valve opening degree of the expansion device 14 is controlled based on the state of the refrigerant on the downstream side of the refrigerant combining device 24 and on the upstream side of the compressor C in the refrigerant flow direction.

冷却装置１０，１００，２００をこのように構成することで、冷却装置１０，１００，２００に対して複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂよりも少ない数の検知装置４０を用いても、圧縮機Ｃが液冷媒を吸入する虞がなくなる。また、冷却装置１０に含まれる複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂよりも少ない数の検知装置４０で、冷却装置１０を通流する冷媒の流量を調整するので、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂから流出する冷媒の状態を検知するために各下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂに冷媒の状態を検知するための検知装置を設ける場合と比較して、冷却装置１０，１００，２００を通流する冷媒の流量を低コストで調整することができる。 By configuring the cooling devices 10, 100, 200 in this way, even if the number of detection devices 40 for the cooling devices 10, 100, 200 is smaller than the number of the plurality of heat exchange units 30a, 30b, the compressor C is no longer a risk of inhaling the liquid refrigerant. In addition, since the flow rate of the refrigerant flowing through the cooling device 10 is adjusted by the detection devices 40, which are fewer in number than the plurality of heat exchange units 30a and 30b included in the cooling device 10, Compared to the case where a detection device for detecting the state of the refrigerant is provided in each of the downstream refrigerant flow paths 22a and 22b in order to detect the state of the refrigerant flowing through the cooling devices 10, 100, and 200, Flow rate can be regulated at low cost.

図５及び図６に示す変形例によれば、冷却装置１００，２００は、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の温度又は温度及び圧力を検知する下流側検知装置４０，２４０を更に備えている。そして、膨張装置１４の弁開度は、下流側検知装置４０，２４０が検知した温度又は温度及び圧力に基づいて制御される。 5 and 6, the cooling device 100, 200 further comprises a downstream detection device 40, 240 for detecting the temperature or temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the refrigerant combining device 24. FIG. The degree of valve opening of the expansion device 14 is controlled based on the temperature or the temperature and pressure detected by the downstream detection devices 40 and 240 .

また、図６に示す変形例によれば、冷却装置２００は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度又は圧力を検知する上流側検知装置２５０を更に備える。この場合、上流側検知装置２５０で検知された冷媒の温度又は圧力と下流側検知装置４０，２４０で検知された温度又は温度及び圧力とを比較することにより、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側における冷媒の状態（湿り度および過熱度）を検知することができる。 Further, according to the modification shown in FIG. 6, the cooling device 200 includes an upstream detection device 250 that detects the temperature or pressure of the refrigerant after being expanded by the expansion device 14 and before flowing into the heat exchange units 30a and 30b. Prepare more. In this case, by comparing the temperature or pressure of the refrigerant detected by the upstream detection device 250 and the temperature or temperature and pressure detected by the downstream detection devices 40 and 240, the downstream side of the refrigerant combining device 24 and the compression The state of the refrigerant (wetness and superheat) on the upstream side of machine C can be sensed.

また、本実施の形態並びに図５及び図６に示す変形例によれば、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂのバッテリＢとの熱交換面の面積は、互いに等しい。この場合、複数のバッテリＢとして互いに同じ仕様のものを用いれば、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける熱交換量の差異を無くすことができるので、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける冷却能力のバラツキも抑制される。これにより、一部のバッテリＢが過剰に加熱されて劣化する、という虞を効果的に低くすることができる。 Further, according to the present embodiment and the modifications shown in FIGS. 5 and 6, the areas of the heat exchange surfaces of the plurality of heat exchange units 30a and 30b with respect to the battery B are equal to each other. In this case, if the same specifications are used for the plurality of batteries B, it is possible to eliminate the difference in the amount of heat exchanged between the plurality of heat exchange units 30a and 30b. Variation is also suppressed. As a result, it is possible to effectively reduce the possibility that some of the batteries B are excessively heated and deteriorated.

本発明に係る空調装置は、工業的に製造することができ、また商取引の対象とすることができるから、経済的価値を有して産業上利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The air conditioner according to the present invention can be manufactured industrially and can be used for commercial transactions, so it can be used industrially with economic value.

１冷凍サイクル
１０，１００，２００冷却装置
１４膨張装置
１６冷媒分配装置
２０ａ，２０ｂ上流側冷媒流路
２２ａ，２２ｂ下流側冷媒流路
２４冷媒合流装置
３０ａ，３０ｂ熱交換ユニット
４０，２４０下流側検知装置
２５０上流側検知装置
６０ＥＣＵ
Ｃ圧縮機 Reference Signs List 1 refrigerating cycle 10, 100, 200 cooling device 14 expansion device 16 refrigerant distribution device 20a, 20b upstream refrigerant passages 22a, 22b downstream refrigerant passages 24 refrigerant combining device 30a, 30b heat exchange unit 40, 240 downstream detection device 250 upstream detection device 60 ECU
C Compressor

Claims

A cooling device (10, 100, 200) for cooling a plurality of vehicle batteries (B) connected to a refrigeration cycle (1) including a compressor (C),
a refrigerant introduction part (12) for introducing a refrigerant for heat exchange with the battery (B);
an expansion device (14) for expanding the refrigerant introduced from the refrigerant introduction part (12);
It has an expanded refrigerant inlet (17) into which the refrigerant expanded by the expansion device (14) flows and a plurality of distributed refrigerant outlets (18a, 18b). a refrigerant distribution device (16) for distributing to the plurality of distribution refrigerant outlets (18a, 18b);
A plurality of heat exchange units (30a, 30b) connected to each of the plurality of distributed refrigerant outlet portions (18a, 18b), wherein the refrigerant flowing through each heat exchange unit is connected to the corresponding battery (B). a plurality of heat exchange units (30a, 30b) that exchange heat;
a plurality of merged refrigerant inflow portions (25a, 25b) respectively connected to the plurality of heat exchange units (30a, 30b) for merging the refrigerants flowing through the plurality of heat exchange units (30a, 30b); a refrigerant combining device (24) having a combined refrigerant outflow portion (26) for flowing out the combined refrigerant into the refrigeration cycle (1);
with
each heat exchange unit having a first header and a second header; and a plurality of tubes disposed between the first header and the second header;
refrigerant from the refrigerant distribution device (16) flows through the first header, the second header and the plurality of tubes;
The area of the heat exchange surface with the battery (B) of each heat exchange unit (30a, 30b) is the area of the heat exchange surface with the battery (B) of the plurality of tubes of the heat exchange unit (30a, 30b). is the area,
the areas of the heat exchange surfaces of the plurality of heat exchange units (30a, 30b) with the battery (B) are equal to each other,
The degree of valve opening of the expansion device (14) is controlled based on the state of the refrigerant downstream of the refrigerant combining device (24) and upstream of the compressor (C) in the refrigerant flow direction. A cooling device (10, 100, 200).

Further comprising a downstream detection device (40, 240) for detecting the temperature or temperature and pressure of the refrigerant flowing out of the refrigerant combining device (24),
2. The cooling device according to claim 1, wherein the valve opening degree of the expansion device (14) is controlled based on the temperature or the temperature and pressure detected by the downstream detection device (40, 240). 100, 200).

The refrigerant further comprises an upstream detection device (250) for detecting the temperature or pressure of the refrigerant after being expanded by the expansion device (14) and before flowing into the heat exchange units (30a, 30b). 3. The cooling device (200) of Claim 2.