JP7497857B2 - Vehicle air temperature control system - Google Patents

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Description

本発明は車両用空気調温システムに関し、特に、車室に加えてバッテリーモジュールを調温することができる車両用空気調温システムに関する。 The present invention relates to an air temperature control system for a vehicle, and in particular to an air temperature control system for a vehicle that can control the temperature of a battery module in addition to the passenger compartment.

バッテリーでモータを駆動することで推進力を得る電動車両として、モータのみから推進力を得る電気自動車、または、モータおよびエンジンから推進力を得るハイブリッド自動車がある。電動車両では、長時間にわたりモータに大電流を供給する必要があるため、モータに大電流を供給するための大型のバッテリが搭載される。 Electric vehicles that obtain propulsion power by driving a motor with a battery include electric vehicles that obtain propulsion power only from a motor, and hybrid vehicles that obtain propulsion power from a motor and an engine. Electric vehicles require a large current to be supplied to the motor for a long period of time, so they are equipped with a large battery to supply the large current to the motor.

車両に搭載されるバッテリを効率的に稼働させるためには、充電時に於いても、放電時に於いても、バッテリの温度が所定の温度帯域となるように温度管理を行わなくてはならない。例えば、バッテリとしてリチウムイオンバッテリを採用した場合、効率的に充電できる温度帯域は０℃以上４５℃以下であり、効率的に放電できる温度帯域は－２０℃以上５０℃以下である。 To operate a battery installed in a vehicle efficiently, temperature management must be performed so that the battery temperature remains within a specified temperature range, both during charging and discharging. For example, if a lithium-ion battery is used as the battery, the temperature range in which charging can be performed efficiently is between 0°C and 45°C, and the temperature range in which discharging can be performed efficiently is between -20°C and 50°C.

特許文献１には、車載バッテリの温度を調整するバッテリ温度調整装置が記載されている。具体的には、車両にバッテリ用送風手段とバッテリ用蒸発器とが備えられており、バッテリ用送風手段およびバッテリ用蒸発器でバッテリを冷却することで、特に夏期に於いてバッテリが過熱することを防止することができる。よって、バッテリを効率的に放電させることができ、エネルギ効率を向上することができる。 Patent Document 1 describes a battery temperature adjustment device that adjusts the temperature of an on-board battery. Specifically, the vehicle is equipped with a battery blower and a battery evaporator, and by cooling the battery with the battery blower and the battery evaporator, it is possible to prevent the battery from overheating, particularly in the summer. This allows the battery to be discharged efficiently, improving energy efficiency.

特許第５５１５８５８号公報Patent No. 5515858

しかしながら、特許文献１に記載されたバッテリ温度調整装置では、バッテリ用送風手段およびバッテリ用蒸発器は、バッテリを冷却するための専用部材であるため、バッテリを効率的に放電させるために追加の部品が必要となり、コスト高を招く恐れがある。 However, in the battery temperature adjustment device described in Patent Document 1, the battery blower and the battery evaporator are dedicated components for cooling the battery, so additional parts are required to efficiently discharge the battery, which may lead to higher costs.

また、上記したように、バッテリは所定の温度帯域で効率的に充放電が可能であり、過度な高温下および過度な低温下にて効率が低下してしまう。しかしながら、特許文献１にはバッテリを効率的に冷却する発明は記載されているが、バッテリを昇温する発明は記載されていないので、冬期に於いてバッテリが過度に冷却された場合、充放電時の効率が低下してしまう恐れがあった。 As mentioned above, a battery can be efficiently charged and discharged within a certain temperature range, but efficiency decreases when temperatures are excessively high or low. However, while Patent Document 1 describes an invention for efficiently cooling a battery, it does not describe an invention for raising the temperature of the battery. Therefore, if the battery becomes excessively cooled in winter, there is a risk that efficiency during charging and discharging will decrease.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成でバッテリの冷却および昇温を行うことで、バッテリの充放電時の効率を向上する車両用空気調温システムを提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide an air temperature control system for vehicles that improves the efficiency of charging and discharging the battery by cooling and heating the battery with a simple configuration.

本発明の車両用空気調温システムは、車外空気と冷媒とを熱交換する車外熱交換器と、車室内空気と前記冷媒とを熱交換する車室内熱交換器と、車室内から排出され、車両の駆動装置に電力を供給するバッテリーモジュールと熱交換し、車外に放出される前の前記車室内空気と熱交換する換気熱交換器と、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、前記車外からの前記車室内への前記車外空気の流入、前記車室内に於ける前記車室内空気の循環、および、前記車室内から外部への前記車室内空気の排出を制御する空調制御装置と、を具備し、前記バッテリーモジュールは、バッテリボックスに内蔵され、前記車室内から排出される前記車室内空気と、前記バッテリーモジュールとを熱交換させ、熱交換した後の前記車室内空気を前記車外に排出し、冷房運転する際には、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒は、前記車外熱交換器、前記換気熱交換器および前記車室内熱交換器の順番で流れ、暖房運転する際には、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒は、前記車室内熱交換器、前記換気熱交換器および前記車外熱交換器の順番で流れ、且つ、前記車室内空気、前記バッテリボックスの内部空気、および、前記車外空気は、この順番で温度が低くなることを特徴とする。
 The vehicle air temperature control system of the present invention includes an exterior heat exchanger that exchanges heat between outside air and a refrigerant, an interior heat exchanger that exchanges heat between interior air and the refrigerant, a ventilation heat exchanger that exchanges heat with a battery module that is exhausted from the interior of the vehicle and supplies power to a drive device of the vehicle, and exchanges heat with the interior air before being discharged to the outside of the vehicle, a compressor that compresses the refrigerant, and an air conditioning control device that controls the inflow of the outside air from the outside of the vehicle into the interior of the vehicle, the circulation of the interior air within the interior of the vehicle, and the exhaust of the interior air from the interior of the vehicle to the outside, and the battery module is a battery box the vehicle interior air discharged from the vehicle interior is heat exchanged with the battery module, and the vehicle interior air after heat exchange is discharged to the outside of the vehicle; during cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor flows through the vehicle interior heat exchanger, the ventilation heat exchanger, and the vehicle interior heat exchanger in that order; and during heating operation, the refrigerant compressed by the compressor flows through the vehicle interior heat exchanger, the ventilation heat exchanger, and the vehicle exterior heat exchanger in that order, and the temperatures of the vehicle interior air, the air inside the battery box, and the vehicle exterior air decrease in this order .

本発明の車両用空気調温システムは、車外空気と冷媒とを熱交換する車外熱交換器と、車室内空気と前記冷媒とを熱交換する車室内熱交換器と、車室内から排出され、車両の駆動装置に電力を供給するバッテリーモジュールと熱交換し、車外に放出される前の前記車室内空気と熱交換する換気熱交換器と、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、前記車外からの前記車室内への前記車外空気の流入、前記車室内に於ける前記車室内空気の循環、および、前記車室内から外部への前記車室内空気の排出を制御する空調制御装置と、を具備し、前記車室内から排出される前記車室内空気と、前記バッテリーモジュールとを熱交換させ、熱交換した後の前記車室内空気を前記車外に排出し、冷房運転する際には、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒は、前記車外熱交換器、前記換気熱交換器および前記車室内熱交換器の順番で流れ、暖房運転する際には、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒は、前記車室内熱交換器、前記換気熱交換器および前記車外熱交換器の順番で流れることを特徴とする。従って、換気により排出される車室内空気で、バッテリーモジュールの温度を適切に管理することができる。具体的には、夏期に於いて換気により車室内から放出される冷却状態の車室内空気で、バッテリーモジュールを適切に冷却することができる。更に、冬期に於いて換気により車室内から放出される暖房状態の車室内空気で、バッテリーモジュールを適切に昇温することができる。よって、従来は単に外部に排気されていた車室内空気を用いて、効果的にバッテリーモジュールを温度調整することができる。 The vehicle air temperature control system of the present invention includes an exterior heat exchanger that exchanges heat between the outside air and a refrigerant, an interior heat exchanger that exchanges heat between the interior air and the refrigerant, a ventilation heat exchanger that exchanges heat with the interior air exhausted from the interior of the vehicle and a battery module that supplies power to the drive unit of the vehicle, and exchanges heat with the interior air before being discharged outside the vehicle, a compressor that compresses the refrigerant, and a ventilation system that controls the inflow of the outside air from outside the vehicle into the interior of the vehicle, the circulation of the interior air within the interior of the vehicle, and the exhaust of the interior air from the interior of the vehicle to the outside. The vehicle interior air conditioner includes an air conditioning control device that controls the vehicle interior air discharged from the vehicle interior to exchange heat with the battery module, and the vehicle interior air after the heat exchange is discharged to the outside of the vehicle. During cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor flows through the exterior heat exchanger, the ventilation heat exchanger, and the interior heat exchanger in this order, and during heating operation, the refrigerant compressed by the compressor flows through the interior heat exchanger, the ventilation heat exchanger, and the exterior heat exchanger in this order. Therefore, the temperature of the battery module can be appropriately managed with the interior air discharged by ventilation. Specifically, the battery module can be appropriately cooled with the cooled interior air discharged from the vehicle interior by ventilation in summer. Furthermore, the battery module can be appropriately heated with the heated interior air discharged from the vehicle interior by ventilation in winter. Therefore, the temperature of the battery module can be effectively adjusted using the interior air that was previously simply discharged to the outside.

本発明の実施形態に係る車両用空気調温システムを示す図であり、（Ａ）は冷房運転される車両用空気調温システムを備えた車両を示す模式図であり、（Ｂ）は車両用空気調温システムの回路構成図である。1A is a schematic diagram showing a vehicle equipped with a vehicle air temperature conditioning system operating in cooling mode, and FIG. 1B is a circuit configuration diagram of the vehicle air temperature conditioning system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る車両用空気調温システムを示す図であり、冷房運転される車両用空気調温システムの回路構成図である。1 is a diagram showing a vehicle air temperature conditioning system according to an embodiment of the present invention, and is a circuit configuration diagram of a vehicle air temperature conditioning system performing cooling operation. FIG. 本発明の実施形態に係る車両用空気調温システムを示す図であり、冷房運転時における空気の温度変化を示すグラフである。1 is a diagram showing a vehicle air temperature conditioning system according to an embodiment of the present invention, and is a graph showing changes in air temperature during cooling operation. 本発明の実施形態に係る車両用空気調温システムを示す図であり、（Ａ）は暖房運転される車両用空気調温システムを備えた車両を示す模式図であり、（Ｂ）は車両用空気調温システムの回路構成図である。1A is a schematic diagram showing a vehicle equipped with a vehicle air temperature control system in heating operation, and FIG. 1B is a circuit configuration diagram of the vehicle air temperature control system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る車両用空気調温システムを示す図であり、暖房運転される車両用空気調温システムの回路構成図である。1 is a diagram showing a vehicle air temperature control system according to an embodiment of the present invention, and is a circuit configuration diagram of the vehicle air temperature control system in heating operation. FIG. 本発明の実施形態に係る車両用空気調温システムを示す図であり、暖房運転時における空気の温度変化を示すグラフである。1 is a diagram showing a vehicle air temperature adjustment system according to an embodiment of the present invention, and is a graph showing changes in air temperature during heating operation.

以下、図を参照して本実施形態に係る車両用調温システム１０を説明する。以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。 The vehicle temperature control system 10 according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same components are generally designated by the same reference numerals, and repeated description will be omitted.

以下の説明では、図１から図３を参照して車両用調温システム１０を冷房運転する場合を説明し、図４から図６を参照して車両用調温システム１０を暖房運転する場合を説明する。 In the following explanation, the case where the vehicle temperature control system 10 is operated in cooling mode will be described with reference to Figures 1 to 3, and the case where the vehicle temperature control system 10 is operated in heating mode will be described with reference to Figures 4 to 6.

図１から図３を参照して、車両用調温システム１０を冷房運転する場合を説明する。車両用調温システム１０では、車両用調温システム１０を冷房運転することで、多くの専用部分や大きな設計変更を行うことなく、バッテリーモジュール１２を効率的に冷却して充放電することができる温度帯域に調温することができる。 Referring to Figures 1 to 3, the vehicle temperature control system 10 will be described in cooling mode. By operating the vehicle temperature control system 10 in cooling mode, the vehicle temperature control system 10 can efficiently cool the battery module 12 and control the temperature to a temperature range that allows charging and discharging without requiring many dedicated parts or major design changes.

図１（Ａ）は車両用調温システム１０を備えた車両１１を示す模式図であり、図１（Ｂ）は車両用調温システム１０を構成する冷凍サイクルを示す回路図である。ここで、車両１１としては、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）を採用することができる。また、大容量バッテリを持たないガソリン車などの従来車両においても、換気熱を利用して省燃費化をはかることが可能である。 Figure 1 (A) is a schematic diagram showing a vehicle 11 equipped with a vehicle temperature control system 10, and Figure 1 (B) is a circuit diagram showing a refrigeration cycle that constitutes the vehicle temperature control system 10. Here, an EV (Electric Vehicle) or an HV (Hybrid Vehicle) can be used as the vehicle 11. Also, even in conventional vehicles such as gasoline vehicles that do not have large-capacity batteries, it is possible to achieve fuel savings by utilizing ventilation heat.

図１（Ａ）を参照して、本実施形態に係る車両用調温システム１０は、車両１１の車室２３の室内温度を、乗員が快適に過ごせる温度帯域に調温し、更に、バッテリーモジュール１２を所定の温度帯域に調温するためのシステムである。具体的には、車両用調温システム１０は、車外熱交換器１３、車室内熱交換器１４、換気熱交換器１８および空調制御装置１５を主要に有している。 Referring to FIG. 1(A), the vehicle temperature control system 10 according to this embodiment is a system for controlling the interior temperature of the passenger compartment 23 of the vehicle 11 to a temperature range in which the occupants can be comfortable, and further controlling the temperature of the battery module 12 to a predetermined temperature range. Specifically, the vehicle temperature control system 10 mainly includes an exterior heat exchanger 13, an interior heat exchanger 14, a ventilation heat exchanger 18, and an air conditioning control device 15.

車外熱交換器１３は、車両１１の前端近傍に配設されており、車外空気１６と冷媒とを熱交換する。車外熱交換器１３は、車両１１が走行することで発生する風としての車外空気１６と接触することで、または、車外熱交換器１３の近傍に配設されたファンが回転することで発生する風としての車外空気１６と接触することで、熱交換の効率を向上している。 The exterior heat exchanger 13 is disposed near the front end of the vehicle 11 and exchanges heat between the refrigerant and the exterior air 16. The exterior heat exchanger 13 improves the efficiency of heat exchange by coming into contact with the exterior air 16 as wind generated by the vehicle 11 moving, or by coming into contact with the exterior air 16 as wind generated by the rotation of a fan disposed near the exterior heat exchanger 13.

車室内熱交換器１４は、車両１１の車室２３の車室内空気１７を循環させながら、車室内空気１７と冷媒とを熱交換する。係る熱交換により、車室２３の室内温度を、車両１１に搭乗する乗員にとって快適な温度帯域にすることができる。ここでは、車室内熱交換器１４で熱交換することで車室内空気１７を循環冷却し、車室内空気１７の温度を、例えば２０℃程度に冷却することができる。 The interior heat exchanger 14 circulates the interior air 17 in the passenger compartment 23 of the vehicle 11 while exchanging heat between the interior air 17 and the refrigerant. This heat exchange makes it possible to bring the interior temperature of the passenger compartment 23 to a temperature range that is comfortable for the occupants of the vehicle 11. Here, the interior air 17 is circulated and cooled by exchanging heat in the interior heat exchanger 14, and the temperature of the interior air 17 can be cooled to, for example, about 20°C.

換気熱交換器１８は、バッテリボックス２４の内部でバッテリーモジュール１２と熱交換され、外部に排出される前の車室内空気１７と冷媒とを熱交換する。換気熱交換器１８は、バッテリボックス２４から車外空気１６が外部に放出される風路に介装される。換気熱交換器１８は、換気により排出される車外空気１６から更に熱エネルギを回収する熱交換器である。 The ventilation heat exchanger 18 exchanges heat with the battery module 12 inside the battery box 24, and exchanges heat between the refrigerant and the interior air 17 before it is discharged to the outside. The ventilation heat exchanger 18 is installed in the air passage through which the outside air 16 is discharged from the battery box 24 to the outside. The ventilation heat exchanger 18 is a heat exchanger that further recovers thermal energy from the outside air 16 discharged by ventilation.

バッテリーモジュール１２は、車両１１に駆動力を与える図示しないモータ（駆動装置）に電力を供給する二次電池である。バッテリーモジュール１２としては、例えばリチウムイオンバッテリが採用される。リチウムイオンバッテリは、高容量であり且つ小型であるメリットがあるが、一定の温度帯域よりも高温または低温であると、充電効率および放電効率が低下してしまう。本実施形態では、車室２３から車外に放出される車室内空気１７とバッテリーモジュール１２とを熱交換させることで、バッテリーモジュール１２の温度を適切な温度帯域にし、バッテリーモジュール１２を効率的に充放電させている。 The battery module 12 is a secondary battery that supplies power to a motor (drive device) (not shown) that provides driving force to the vehicle 11. For example, a lithium-ion battery is used as the battery module 12. Lithium-ion batteries have the advantage of being high capacity and small in size, but when the temperature is higher or lower than a certain temperature range, the charging and discharging efficiency decreases. In this embodiment, the temperature of the battery module 12 is kept within an appropriate temperature range by exchanging heat between the battery module 12 and the interior air 17 discharged from the passenger compartment 23 to the outside of the vehicle, and the battery module 12 is efficiently charged and discharged.

バッテリボックス２４は、バッテリーモジュール１２を収容する容器であり、例えば、車室２３の下方に配設される。バッテリボックス２４と車室２３とは、ここでは図示しないダクトで連通する。車室２３からバッテリボックス２４に送風された車室内空気１７は、バッテリーモジュール１２と熱交換しながらバッテリボックス２４の内部を流通する。バッテリボックス２４は、ここでは図示しない排気口を介して車外と連通している。バッテリボックス２４と排気口との間に、上記した換気熱交換器１８が配設される。 The battery box 24 is a container that houses the battery module 12, and is disposed, for example, below the vehicle interior 23. The battery box 24 and the vehicle interior 23 are in communication with each other through a duct (not shown). The vehicle interior air 17 blown from the vehicle interior 23 to the battery box 24 flows through the inside of the battery box 24 while exchanging heat with the battery module 12. The battery box 24 is in communication with the outside of the vehicle through an exhaust port (not shown). The above-mentioned ventilation heat exchanger 18 is disposed between the battery box 24 and the exhaust port.

空調制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭから成るＥＣＵであり、記憶された制御プログラムに基づいて、車両用調温システム１０を構成する各部位の動作を制御する。例えば、空調制御装置１５は、車室内空気１７の車室２３への流入の可否および流入量、車室２３内に於ける車室内空気１７の循環を制御している。 The air conditioning control device 15 is, for example, an ECU consisting of a CPU, RAM, and ROM, and controls the operation of each component of the vehicle temperature control system 10 based on a stored control program. For example, the air conditioning control device 15 controls whether or not the vehicle interior air 17 flows into the vehicle interior 23, the amount of flow, and the circulation of the vehicle interior air 17 within the vehicle interior 23.

図１（Ｂ）を参照して、上記した車室内熱交換器１４、換気熱交換器１８および車外熱交換器１３は、冷媒配管２６を介して相互に接続されている。また、車室内熱交換器１４と換気熱交換器１８との間には膨張弁２７が介装され、車外熱交換器１３と車室内熱交換器１４との間には、三方弁１９、切替弁２８および圧縮機２５が介装されている。膨張弁２７は膨張手段である。車両用調温システム１０は、蒸気圧縮冷凍サイクルを構成しており、その内部を流通する冷媒としては、例えば、フロンガスＲ１３４ａ等が採用される。車両用調温システム１０は、ヒートポンプとも称される。 Referring to FIG. 1B, the above-mentioned interior heat exchanger 14, ventilation heat exchanger 18, and exterior heat exchanger 13 are connected to each other via refrigerant piping 26. An expansion valve 27 is interposed between the interior heat exchanger 14 and the ventilation heat exchanger 18, and a three-way valve 19, a switching valve 28, and a compressor 25 are interposed between the exterior heat exchanger 13 and the interior heat exchanger 14. The expansion valve 27 is an expansion means. The vehicle temperature control system 10 constitutes a vapor compression refrigeration cycle, and the refrigerant circulating therethrough is, for example, freon gas R134a. The vehicle temperature control system 10 is also called a heat pump.

三方弁１９は、車室内熱交換器１４側（圧縮機２５側）に接続する第１ポート２０と、換気熱交換器１８および車外熱交換器１３に接続する第２ポート２１と、車外熱交換器１３を経由せずに換気熱交換器１８に接続する第３ポート２２と、を有している。後述するように、調温に要する負荷等に応じて、空調制御装置１５の指示に基づいて、三方弁１９を切り替えることで、効率的に車室２３およびバッテリーモジュール１２を調温することができる。 The three-way valve 19 has a first port 20 that connects to the vehicle interior heat exchanger 14 side (compressor 25 side), a second port 21 that connects to the ventilation heat exchanger 18 and the exterior heat exchanger 13, and a third port 22 that connects to the ventilation heat exchanger 18 without passing through the exterior heat exchanger 13. As described below, the three-way valve 19 can be switched based on the instructions of the air conditioning control device 15 depending on the load required for temperature control, etc., to efficiently control the temperature of the vehicle interior 23 and the battery module 12.

切替弁２８は、圧縮機２５が冷媒を圧送する方向を規定する弁である。空調制御装置１５の指示に基づいて、切替弁２８は圧送方向を切り替える。具体的には、空調制御装置１５の指示に基づいて、切替弁２８は、冷房運転時には車外熱交換器１３側に冷媒を圧送し、暖房運転時には車室内熱交換器１４側に冷媒を圧送する。 The switching valve 28 is a valve that determines the direction in which the compressor 25 pumps the refrigerant. Based on the instructions of the air conditioning control device 15, the switching valve 28 switches the pumping direction. Specifically, based on the instructions of the air conditioning control device 15, the switching valve 28 pumps the refrigerant to the exterior heat exchanger 13 side during cooling operation, and pumps the refrigerant to the interior heat exchanger 14 side during heating operation.

ここで、車外熱交換器１３、換気熱交換器１８および車室内熱交換器１４は、近傍にファンを備えている。これらのファンが車外熱交換器１３、換気熱交換器１８および車室内熱交換器１４に送風することで、より効果的に熱交換を行うことができる。 Here, the exterior heat exchanger 13, the ventilation heat exchanger 18, and the interior heat exchanger 14 are provided with fans in their vicinity. These fans blow air to the exterior heat exchanger 13, the ventilation heat exchanger 18, and the interior heat exchanger 14, allowing for more effective heat exchange.

車両用調温システム１０を冷房運転する際には、空調制御装置１５は、圧縮機２５が吐出する冷媒が三方弁１９に流れるように切替弁２８を切り替える。また、空調制御装置１５は、三方弁１９の第３ポート２２を閉じ、第１ポート２０および第２ポート２１を開くことで、冷媒が圧縮機２５から車外熱交換器１３および換気熱交換器１８に流れるようにする。 When the vehicle temperature control system 10 is in cooling operation, the air conditioning control device 15 switches the switching valve 28 so that the refrigerant discharged from the compressor 25 flows to the three-way valve 19. The air conditioning control device 15 also closes the third port 22 of the three-way valve 19 and opens the first port 20 and the second port 21, allowing the refrigerant to flow from the compressor 25 to the exterior heat exchanger 13 and the ventilation heat exchanger 18.

上記のように切替弁２８および三方弁１９を切り替えると、圧縮機２５が吐出する冷媒は、切替弁２８、三方弁１９、車外熱交換器１３、換気熱交換器１８、膨張弁２７および車室内熱交換器１４の順番で循環する。 When the switching valve 28 and the three-way valve 19 are switched as described above, the refrigerant discharged from the compressor 25 circulates through the switching valve 28, the three-way valve 19, the exterior heat exchanger 13, the ventilation heat exchanger 18, the expansion valve 27, and the interior heat exchanger 14 in that order.

車両用調温システム１０の冷房運転を具体的に説明すると、先ず、圧縮機２５は、低温低圧の冷媒蒸気を高温高圧の状態に圧縮する。車外熱交換器１３は、冷媒と車外空気１６とを熱交換することで、冷媒から熱を奪って凝縮し液冷媒とする。換気熱交換器１８は、バッテリーモジュール１２を冷却することで昇温した車室内空気１７と冷媒とを熱交換することで、冷媒から更に熱を奪う。膨張弁２７は、冷媒を絞り膨張させて湿り蒸気とする。車室内熱交換器１４は、車室内空気１７と冷媒とを熱交換することで、冷媒を蒸発気化させる。車室内熱交換器１４が、車室内空気１７から熱を吸収することで、車室２３を冷却する。ここでは、車外熱交換器１３および換気熱交換器１８を凝縮器として利用し、車室内熱交換器１４を蒸発器（冷却器）として利用している。 To explain the cooling operation of the vehicle temperature control system 10 in detail, first, the compressor 25 compresses low-temperature, low-pressure refrigerant vapor to a high-temperature, high-pressure state. The exterior heat exchanger 13 exchanges heat between the refrigerant and the exterior air 16, thereby removing heat from the refrigerant and condensing it into liquid refrigerant. The ventilation heat exchanger 18 exchanges heat between the refrigerant and the interior air 17, which has been heated by cooling the battery module 12, thereby removing further heat from the refrigerant. The expansion valve 27 throttles and expands the refrigerant to make it wet vapor. The interior heat exchanger 14 exchanges heat between the interior air 17 and the refrigerant, thereby evaporating the refrigerant. The interior heat exchanger 14 absorbs heat from the interior air 17 to cool the interior 23. Here, the exterior heat exchanger 13 and the ventilation heat exchanger 18 are used as condensers, and the interior heat exchanger 14 is used as an evaporator (cooler).

車両用調温システム１０を上記のように冷房運転することで、車室２３の室内温度が例えば２０℃程度に冷却され、車室２３に搭乗する乗員は爽快感を得ることができる。また、バッテリーモジュール１２は、車室２３から外部に排出される車室内空気１７と熱交換することで好適に冷却され、効率的に充放電することができる。更に、バッテリーモジュール１２を冷却した車室内空気１７は、車外熱交換器１３を経た冷媒よりも温度が低いので、換気熱交換器１８で車室内空気１７と冷媒とを熱交換することで、冷媒を更に冷却し、車両用調温システム１０を効率的に運転することができる。 By operating the vehicle temperature control system 10 in cooling mode as described above, the interior temperature of the vehicle compartment 23 is cooled to, for example, about 20°C, allowing passengers in the vehicle compartment 23 to feel refreshed. The battery module 12 is also suitably cooled by heat exchange with the interior air 17 discharged from the vehicle compartment 23 to the outside, allowing efficient charging and discharging. Furthermore, since the interior air 17 that has cooled the battery module 12 is at a lower temperature than the refrigerant that has passed through the exterior heat exchanger 13, the refrigerant is further cooled by exchanging heat between the interior air 17 and the refrigerant in the ventilation heat exchanger 18, allowing the vehicle temperature control system 10 to operate efficiently.

図２を参照して、車両用調温システム１０を冷房運転する別の方法を説明する。ここでは、三方弁１９は、第１ポート２０および第３ポート２２を開き、第２ポート２１を閉じることで、第１ポート２０から流入した冷媒を第３ポート２２から吐出している。従って、空調制御装置１５は、冷房負荷が一定値よりも低い場合等に、圧縮機２５から吐出された冷媒を、車外熱交換器１３を経由せずに、換気熱交換器１８に流入させる。具体的には、圧縮機２５で圧縮された冷媒は、換気熱交換器１８で車室内空気１７と熱交換することで凝縮され、膨張弁２７で膨張されることで湿り蒸気となり、車室内熱交換器１４で車室内空気１７と熱交換することで蒸発し、圧縮機２５に帰還する。このようにすることで、より効率的に車室２３を冷却することができる。 With reference to FIG. 2, another method of cooling operation of the vehicle temperature control system 10 will be described. Here, the three-way valve 19 opens the first port 20 and the third port 22 and closes the second port 21, thereby discharging the refrigerant that has flowed in from the first port 20 from the third port 22. Therefore, when the cooling load is lower than a certain value, the air conditioning control device 15 causes the refrigerant discharged from the compressor 25 to flow into the ventilation heat exchanger 18 without passing through the exterior heat exchanger 13. Specifically, the refrigerant compressed by the compressor 25 is condensed by heat exchange with the interior air 17 in the ventilation heat exchanger 18, expanded by the expansion valve 27 to become wet steam, evaporates by heat exchange with the interior air 17 in the interior heat exchanger 14, and returns to the compressor 25. In this way, the passenger compartment 23 can be cooled more efficiently.

ここで、車室２３を調温するモードとしては、外気導入モードと内気循環モードとがあり、インストルメントパネルに設置された操作ボタン等を操作することで、両モードを切り替えることができる。外気導入モードでは、車両１１の前部から車室２３に車外空気１６を導入しながら、車室２３を調温する。内気循環モードでは、車室２３で車室内空気１７を循環させながら、車室２３を調温する。本実施形態の車両用調温システム１０は、外気導入モードおよび内気循環モードの両方に適用可能である。外気導入モードであれば、車室２３から比較的多量の車室内空気１７が排出されるので、車室内空気１７でバッテリーモジュール１２を調温する効果を大きくすることができる。また、内気循環モードであっても、車室内空気１７は外部に放出されるので、バッテリーモジュール１２を調温することは可能である。 Here, the modes for adjusting the temperature of the passenger compartment 23 include an outside air introduction mode and an inside air circulation mode, and the two modes can be switched by operating an operation button or the like installed on the instrument panel. In the outside air introduction mode, the temperature of the passenger compartment 23 is adjusted while introducing outside air 16 from the front of the vehicle 11 into the passenger compartment 23. In the inside air circulation mode, the temperature of the passenger compartment 23 is adjusted while circulating the passenger compartment air 17 in the passenger compartment 23. The vehicle temperature adjustment system 10 of this embodiment is applicable to both the outside air introduction mode and the inside air circulation mode. In the outside air introduction mode, a relatively large amount of the passenger compartment air 17 is discharged from the passenger compartment 23, so that the effect of adjusting the temperature of the battery module 12 with the passenger compartment air 17 can be increased. Even in the inside air circulation mode, the passenger compartment air 17 is discharged to the outside, so that the temperature of the battery module 12 can be adjusted.

具体的には、冷房運転では、基本的には、車室２３で車室内空気１７を循環させつつ車室内熱交換器１４で冷却することで、車室２３を例えば２０℃程度に冷却する。車両用調温システム１０が走行する際は、車外空気１６を車室２３に導入し、且つ、車室内空気１７を車室２３から外部に放出している。 Specifically, in cooling operation, the vehicle interior 23 is cooled, for example, to about 20° C. by circulating the vehicle interior air 17 in the vehicle interior 23 and cooling it with the vehicle interior heat exchanger 14. When the vehicle temperature control system 10 is running, outside air 16 is introduced into the vehicle interior 23, and the vehicle interior air 17 is discharged from the vehicle interior 23 to the outside.

本実施形態では、車室２３から放出される冷たい車室内空気１７を用いて、バッテリーモジュール１２を冷却している。一般に、夏期に於いて何ら対策を施さないと、バッテリーモジュール１２は例えば５０℃以上の高温になり、充放電時の効率が低下する恐れがある。また、充放電時の効率を向上するためにバッテリーモジュール１２を冷却するための冷却機構を設けると、コスト高になる。そこで本実施形態では、車室２３から放出される冷たい車室内空気１７をバッテリボックス２４に導入し、バッテリーモジュール１２を好適に冷却している。よって、バッテリーモジュール１２を冷却することで充放電時の効率を向上し、更には、バッテリーモジュール１２を低コストで冷却することができる。 In this embodiment, the battery module 12 is cooled using the cold interior air 17 discharged from the passenger compartment 23. Generally, if no measures are taken in the summer, the battery module 12 may reach a high temperature of, for example, 50°C or more, which may reduce the efficiency during charging and discharging. In addition, providing a cooling mechanism to cool the battery module 12 to improve the efficiency during charging and discharging increases the cost. Therefore, in this embodiment, the cold interior air 17 discharged from the passenger compartment 23 is introduced into the battery box 24 to appropriately cool the battery module 12. Therefore, by cooling the battery module 12, the efficiency during charging and discharging is improved, and furthermore, the battery module 12 can be cooled at low cost.

更に本実施形態では、車室２３から外部に放出される車室内空気１７で、換気熱交換器１８を用いて冷媒を更に冷却し、車両用調温システム１０の冷却効率を高めている。よって、熱回収機構を追加することなく、車両用調温システム１０の冷却効率を高めている。 Furthermore, in this embodiment, the refrigerant is further cooled by the ventilation heat exchanger 18 using the interior air 17 discharged from the passenger compartment 23 to the outside, thereby improving the cooling efficiency of the vehicle temperature control system 10. Therefore, the cooling efficiency of the vehicle temperature control system 10 is improved without adding a heat recovery mechanism.

図３に、上記のように車両用調温システム１０を冷房運転した場合の温度の変化の一例を示す。先ず、車外空気１６の温度は、例えば４０℃である。車室内熱交換器１４の表面温度は例えば５℃であり、導入される車外空気１６と車内を循環する車室内空気１７は、混合し車室内熱交換器１４で冷却されることにより２０℃程度となる。車室内空気１７の一部は換気により車室２３から排出され、バッテリボックス２４の内部を通り、バッテリーモジュール１２を冷却することで２０℃程度から３０℃程度まで上昇する。更に、車室内空気１７は、換気熱交換器１８にて冷媒を冷却することで３０℃程度から４０℃程度まで上昇し、車外に放出される。 Figure 3 shows an example of temperature change when the vehicle temperature control system 10 is operated in cooling mode as described above. First, the temperature of the outside air 16 is, for example, 40°C. The surface temperature of the interior heat exchanger 14 is, for example, 5°C, and the outside air 16 introduced and the interior air 17 circulating inside the vehicle are mixed and cooled by the interior heat exchanger 14 to about 20°C. A part of the interior air 17 is exhausted from the vehicle compartment 23 by ventilation, passes through the inside of the battery box 24, and cools the battery module 12, thereby increasing the temperature from about 20°C to about 30°C. Furthermore, the interior air 17 is increased to about 30°C to about 40°C by cooling the refrigerant in the ventilation heat exchanger 18, and is released outside the vehicle.

内気循環モードであっても、外気導入モードであっても、上記したように車室内空気１７の一部は、換気のために車室２３から放出される。ここでは、車室２３から放出される車室内空気１７を、バッテリボックス２４に導入している。車室内空気１７は、バッテリボックス２４の内部でバッテリーモジュール１２を冷却することで温度上昇しながら流動する。その後、車室内空気１７は換気熱交換器１８で冷媒を冷却することで更に温度上昇する。例えば、車室内空気１７は４０℃程度まで温度上昇する。その後に、車室内空気１７は、車両１１の車外に放出される。 Whether in the internal air circulation mode or the outside air introduction mode, as described above, a portion of the interior air 17 is discharged from the passenger compartment 23 for ventilation. Here, the interior air 17 discharged from the passenger compartment 23 is introduced into the battery box 24. The interior air 17 flows while its temperature increases by cooling the battery module 12 inside the battery box 24. The temperature of the interior air 17 then increases further by cooling the refrigerant in the ventilation heat exchanger 18. For example, the temperature of the interior air 17 increases to about 40°C. The interior air 17 is then discharged outside the vehicle 11.

図４から図６を参照して、車両用調温システム１０を暖房運転する場合を説明する。車両用調温システム１０では、車両用調温システム１０を暖房運転することで、多くの専用部分や大きな設計変更を行うことなく、バッテリーモジュール１２を効率的に昇温し、効率的に充放電できる温度帯域に昇温することができる。 The case where the vehicle temperature control system 10 is operated in heating mode will be described with reference to Figures 4 to 6. By operating the vehicle temperature control system 10 in heating mode, the vehicle temperature control system 10 can efficiently raise the temperature of the battery module 12 to a temperature range where charging and discharging can be performed efficiently without the need for many dedicated parts or major design changes.

図４（Ａ）は車両用調温システム１０を備えた車両１１を示す模式図であり、図４（Ｂ）は車両用調温システム１０を構成する冷凍サイクルを示す回路図である。この図に示す各部位の構成等は、図１に示した場合と同様である。 Figure 4 (A) is a schematic diagram showing a vehicle 11 equipped with a vehicle temperature control system 10, and Figure 4 (B) is a circuit diagram showing a refrigeration cycle that constitutes the vehicle temperature control system 10. The configuration of each part shown in this figure is the same as that shown in Figure 1.

車両用調温システム１０を暖房運転する際には、空調制御装置１５は、圧縮機２５が吐出する冷媒が車室内熱交換器１４に流れるように、切替弁２８を切り替える。また、空調制御装置１５は、三方弁１９の第３ポート２２を閉じ、第２ポート２１および第１ポート２０を開くことで、車外熱交換器１３および換気熱交換器１８からの冷媒が切替弁２８に流れるように切り替える。 When the vehicle temperature control system 10 is in heating operation, the air conditioning control device 15 switches the switching valve 28 so that the refrigerant discharged from the compressor 25 flows to the vehicle interior heat exchanger 14. The air conditioning control device 15 also switches the three-way valve 19 so that the refrigerant from the exterior heat exchanger 13 and the ventilation heat exchanger 18 flows to the switching valve 28 by closing the third port 22 and opening the second port 21 and the first port 20.

上記のように切替弁２８および三方弁１９を切り替えると、圧縮機２５が吐出する冷媒は、切替弁２８、車室内熱交換器１４、膨張弁２７、換気熱交換器１８、車外熱交換器１３、三方弁１９、切替弁２８、圧縮機２５の順番で循環する。 When the switching valve 28 and the three-way valve 19 are switched as described above, the refrigerant discharged from the compressor 25 circulates through the switching valve 28, the interior heat exchanger 14, the expansion valve 27, the ventilation heat exchanger 18, the exterior heat exchanger 13, the three-way valve 19, the switching valve 28, and the compressor 25 in that order.

車両用調温システム１０の暖房運転を具体的に説明すると、先ず、圧縮機２５は、低温低圧の冷媒蒸気を高温高圧の状態に圧縮する。車室内熱交換器１４は、冷媒と車室内空気１７とを熱交換することで、冷媒から熱を奪って凝縮して液冷媒とし、同時に車室２３の室内温度を上昇させる。膨張弁２７は、冷媒を絞り膨張させて湿り蒸気とする。換気熱交換器１８は、バッテリーモジュール１２を昇温した後の車室内空気１７と冷媒とを熱交換することで、冷媒を熱交換して蒸発気化させる。車外熱交換器１３では、車外空気１６と冷媒とを熱交換することで、冷媒を蒸発気化させる。ここでは、車室内熱交換器１４を凝縮器として利用し、車外熱交換器１３および換気熱交換器１８を蒸発器として利用している。 To explain the heating operation of the vehicle temperature control system 10 in detail, first, the compressor 25 compresses low-temperature, low-pressure refrigerant vapor to a high-temperature, high-pressure state. The interior heat exchanger 14 exchanges heat between the refrigerant and the interior air 17, removing heat from the refrigerant and condensing it into liquid refrigerant, and at the same time raising the interior temperature of the passenger compartment 23. The expansion valve 27 throttles and expands the refrigerant to make it wet vapor. The ventilation heat exchanger 18 exchanges heat between the refrigerant and the interior air 17 after the temperature of the battery module 12 is raised, thereby heat exchanging the refrigerant and evaporating it. The exterior heat exchanger 13 exchanges heat between the refrigerant and the exterior air 16, thereby evaporating the refrigerant. Here, the interior heat exchanger 14 is used as a condenser, and the exterior heat exchanger 13 and the ventilation heat exchanger 18 are used as evaporators.

車両用調温システム１０を上記のように暖房運転することで、車室２３の室内温度が例えば２５℃程度に暖められ、車室２３に搭乗する乗員は快適感を得ることができる。また、バッテリーモジュール１２は、車室２３から外部に排出される車室内空気１７と熱交換することで好適に昇温され、効率的に充放電することができる。更に、換気熱交換器１８で、バッテリーモジュール１２を昇温した車室内空気１７と冷媒とを更に熱交換することで、車両用調温システム１０を効率的に運転することができる。 By performing the heating operation of the vehicle temperature control system 10 as described above, the interior temperature of the vehicle compartment 23 is heated to, for example, about 25°C, allowing passengers in the vehicle compartment 23 to feel comfortable. The battery module 12 is also appropriately heated by heat exchange with the interior air 17 discharged from the vehicle compartment 23 to the outside, allowing efficient charging and discharging. Furthermore, the ventilation heat exchanger 18 further exchanges heat between the interior air 17 that has heated the battery module 12 and the refrigerant, allowing the vehicle temperature control system 10 to be operated efficiently.

図５を参照して、車両用調温システム１０を暖房運転する別の方法を説明する。ここでは、三方弁１９は、第１ポート２０および第３ポート２２を開き、第２ポート２１を閉じることで、第３ポート２２から流入した冷媒を第１ポート２０から吐出している。従って、空調制御装置１５は、暖房負荷が低いときに、または車外熱交換器１３に着霜が発生した際に、膨張弁２７を経た冷媒を、換気熱交換器１８のみを経由させ、車外熱交換器１３を経由せずに、圧縮機２５に流入させる。具体的には、圧縮機２５で圧縮された冷媒は、車室内熱交換器１４で車室内空気１７と熱交換することで凝縮され、膨張弁２７で膨張されることで湿り蒸気となり、換気熱交換器１８でバッテリーモジュール１２を昇温した後の車室内空気１７と熱交換することで蒸発気化し、圧縮機２５に帰還する。このようにすることで、より効率的に車室２３を昇温することができる。また、上記のように、車外熱交換器１３で熱交換することなく、換気熱交換器１８のみを蒸発器として用いて車両用調温システム１０を暖房運転することで、車外空気１６からの熱エネルギの汲み上げ量が減少するので、車外熱交換器１３への着霜を抑止することができる。 With reference to FIG. 5, another method of heating the vehicle temperature control system 10 will be described. Here, the three-way valve 19 opens the first port 20 and the third port 22 and closes the second port 21, thereby discharging the refrigerant that has flowed in from the third port 22 from the first port 20. Therefore, when the heating load is low or when frost has formed on the exterior heat exchanger 13, the air conditioning control device 15 causes the refrigerant that has passed through the expansion valve 27 to flow only through the ventilation heat exchanger 18 and into the compressor 25 without passing through the exterior heat exchanger 13. Specifically, the refrigerant compressed by the compressor 25 is condensed by heat exchange with the interior air 17 in the interior heat exchanger 14, expanded by the expansion valve 27 to become wet steam, and evaporated by heat exchange with the interior air 17 after the temperature of the battery module 12 has been increased in the ventilation heat exchanger 18, and returned to the compressor 25. In this way, the temperature of the interior 23 can be increased more efficiently. In addition, as described above, by operating the vehicle temperature control system 10 for heating using only the ventilation heat exchanger 18 as an evaporator without exchanging heat with the exterior heat exchanger 13, the amount of heat energy pumped from the exterior air 16 is reduced, which makes it possible to prevent frost formation on the exterior heat exchanger 13.

図６に、上記のように車両用調温システム１０を暖房運転した場合の温度の変化の一例を示す。先ず、車外空気１６の温度は、例えば５℃である。車室内熱交換器１４の表面温度は例えば４０℃であり、導入される車外空気１６と車内を循環する車室内空気１７は、混合し車室内熱交換器１４で昇温されることにより２５℃程度となる。車室内空気１７の一部は換気により車室２３から排出され、バッテリボックス２４の内部を通り、バッテリーモジュール１２を昇温することで２５℃程度から１５℃程度まで低下する。更に、車室内空気１７は、換気熱交換器１８にて冷媒を沸騰させることで１５℃程度から５℃程度まで低下し車外に放出される。 Figure 6 shows an example of temperature change when the vehicle temperature control system 10 is operated in heating mode as described above. First, the temperature of the outside air 16 is, for example, 5°C. The surface temperature of the interior heat exchanger 14 is, for example, 40°C, and the outside air 16 introduced and the interior air 17 circulating inside the vehicle are mixed and heated by the interior heat exchanger 14 to about 25°C. A part of the interior air 17 is exhausted from the vehicle compartment 23 by ventilation, passes through the inside of the battery box 24, and heats the battery module 12, decreasing the temperature from about 25°C to about 15°C. Furthermore, the interior air 17 is cooled from about 15°C to about 5°C by boiling the refrigerant in the ventilation heat exchanger 18, and is released outside the vehicle.

ここで、上記したように、本実施形態に係る車両用調温システム１０は、暖房運転する場合に於いても、顕著な効果を得ることができる。 As described above, the vehicle temperature control system 10 according to this embodiment can achieve significant benefits even during heating operation.

具体的には、代表的な物理特性として、車室内空気１７を２５℃、ＲＨを５０％とした場合、単位体積当たりの熱容量Ｃは１．２ｋＪ／ｍ３Ｋ程度である。 Specifically, as a representative physical property, when the temperature of the air 17 in the vehicle compartment is 25° C. and the RH is 50%, the heat capacity C per unit volume is about 1.2 kJ/m 3 K.

一方、車両１１の換気量が２００ｍ３／ｈ程度とすれば、車室内空気１７の温度変化１０℃に対応する熱量は、上記熱容量よりＱ＝６７０Ｗとなる。 On the other hand, if the ventilation amount of the vehicle 11 is about 200 m 3 /h, the amount of heat corresponding to a temperature change of 10° C. in the air 17 inside the vehicle compartment is Q=670 W from the above heat capacity.

よって、バッテリーモジュール１２を調温する際に車室内空気１７の温度が２５℃から１５℃に変化すれば、６７０Ｗの熱量でバッテリーモジュール１２を調温することができる。また、換気熱交換器１８で車室内空気１７の温度が１５℃から５℃まで変化すれば、ヒートポンプのＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を３とすれは、約２ｋＷの暖房効果を得ることができる。従って、本実施形態の車両用調温システム１０によれば、換気により車室２３から排出される車室内空気１７で、バッテリーモジュール１２を好適に熱管理することができ、更に、ヒートポンプの効率を改善することができる。 Therefore, if the temperature of the vehicle interior air 17 changes from 25°C to 15°C when adjusting the temperature of the battery module 12, the temperature of the battery module 12 can be adjusted with a heat quantity of 670 W. Also, if the temperature of the vehicle interior air 17 changes from 15°C to 5°C in the ventilation heat exchanger 18, a heating effect of about 2 kW can be obtained if the COP (Coefficient of Performance) of the heat pump is 3. Therefore, according to the vehicle temperature adjustment system 10 of this embodiment, the battery module 12 can be appropriately thermally managed with the vehicle interior air 17 discharged from the vehicle interior 23 by ventilation, and further, the efficiency of the heat pump can be improved.

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。 Although the above describes an embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment.

１０ 車両用調温システム
１１ 車両
１２ バッテリーモジュール
１３ 車外熱交換器
１４ 車室内熱交換器
１５ 空調制御装置
１６ 車外空気
１７ 車室内空気
１８ 換気熱交換器
１９ 三方弁
２０ 第１ポート
２１ 第２ポート
２２ 第３ポート
２３ 車室
２４ バッテリボックス
２５ 圧縮機
２６ 冷媒配管
２７ 膨張弁
２８ 切替弁 REFERENCE SIGNS LIST 10 Vehicle temperature control system 11 Vehicle 12 Battery module 13 Exterior heat exchanger 14 Vehicle interior heat exchanger 15 Air conditioning control device 16 Exterior air 17 Vehicle interior air 18 Ventilation heat exchanger 19 Three-way valve 20 First port 21 Second port 22 Third port 23 Vehicle interior 24 Battery box 25 Compressor 26 Refrigerant piping 27 Expansion valve 28 Switching valve

Claims (1)

外気導入モードにより運転され、車室内から排出される車室内空気と、車両の駆動装置に電力を供給するバッテリーモジュールとを熱交換させ、熱交換した後の前記車室内空気を車外に排出するシステムであり、
車外熱交換器と、車室内熱交換器と、換気熱交換器と、圧縮機と、空調制御装置と、を具備し、
前記車外熱交換器は、車外空気と冷媒とを熱交換するように構成され、
前記車室内熱交換器は、前記車室内空気と前記冷媒とを熱交換するように構成され、
前記換気熱交換器は、前記バッテリーモジュールが内蔵されるバッテリボックスから空気が外部に放出される風路に介装され、前記車室内から排出されて前記バッテリーモジュールと熱交換した後に前記車外に放出される前の前記車室内空気と熱交換するように構成され、
前記圧縮機は、前記冷媒を圧縮するように構成され、
前記空調制御装置は、前記車外からの前記車室内への前記車外空気の流入、前記車室内に於ける前記車室内空気の循環、および、前記車室内から外部への前記車室内空気の排出を制御するように構成され、
冷房運転する際には、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒は、前記車外熱交換器、前記換気熱交換器および前記車室内熱交換器の順番で流れ、且つ、前記車室内空気、前記バッテリボックスの内部空気、および、前記車外空気は、この順番で温度が高くなり、
暖房運転する際には、前記圧縮機により圧縮された前記冷媒は、前記車室内熱交換器、前記換気熱交換器および前記車外熱交換器の順番で流れ、且つ、前記車室内空気、前記バッテリボックスの内部空気、および、前記車外空気は、この順番で温度が低くなることを特徴とする車両用空気調温システム。 The system is operated in an outside air introduction mode, exchanges heat between interior air discharged from the vehicle interior and a battery module that supplies power to a drive device of the vehicle, and discharges the interior air after heat exchange to the outside of the vehicle,
The vehicle hood includes an exterior heat exchanger, an interior heat exchanger, a ventilation heat exchanger, a compressor, and an air conditioning control device.
The exterior heat exchanger is configured to exchange heat between exterior air and a refrigerant,
the vehicle interior heat exchanger is configured to exchange heat between the vehicle interior air and the refrigerant,
the ventilation heat exchanger is disposed in an air passage through which air is discharged to the outside from a battery box in which the battery module is built-in, and is configured to exchange heat with the air discharged from the vehicle interior and then with the battery module before being discharged to the outside of the vehicle;
The compressor is configured to compress the refrigerant;
the air conditioning control device is configured to control an inflow of the outside air from outside the vehicle into the vehicle compartment, a circulation of the vehicle compartment air within the vehicle compartment, and a discharge of the vehicle compartment air from the vehicle compartment to the outside,
During cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor flows through the exterior heat exchanger, the ventilation heat exchanger, and the interior heat exchanger in this order , and the temperatures of the interior air, the air inside the battery box, and the exterior air increase in this order.
This vehicle air temperature control system is characterized in that, during heating operation, the refrigerant compressed by the compressor flows through the interior heat exchanger, the ventilation heat exchanger, and the exterior heat exchanger in that order, and the temperatures of the air inside the vehicle cabin, the air inside the battery box, and the air outside the vehicle decrease in this order.
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