WO2014041960A1

WO2014041960A1 - ヒートポンプ式空調装置

Info

Publication number: WO2014041960A1
Application number: PCT/JP2013/072035
Authority: WO
Inventors: 眞一又野; 将浩大西; 賢二飯野
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2014-03-20
Also published as: BR112015005690A2; CN104822550B; EP2896526B1; RU2633453C2; RU2015113398A; MY158024A; EP2896526A4; MX360375B; JP6104256B2; US9987901B2; US20150165863A1; MX2015002451A; JPWO2014041960A1; EP2896526A1; BR112015005690B1; CN104822550A

Abstract

　電動コンプレッサの上方位置に脈動抑制手段を設定しながら、コンプレッサ停止時に脈動抑制手段から電動コンプレッサの冷媒逆流を防止すること。　ヒートポンプ式空調装置は、電気自動車(１)のモータルーム(Ｍ)に配置される電動コンプレッサ(１０)と、車室(Ｒ)に配置されるコンデンサ(２５)と、を連結し、電動コンプレッサ(１０)からコンデンサ(２５)へ冷媒を流す冷媒吐出管(３１)，(３２)と、を備える。このヒートポンプ式空調装置において、冷媒吐出管(３１)，(３２)の途中位置に、電動コンプレッサ(１０)から吐出された冷媒の脈動を抑制するマフラー(１１)を設け、マフラー(１１)を、電動コンプレッサ(１０)の冷媒吐出口(１０ｂ)よりも車両上方位置に配置する。そして、マフラー(１１)の冷媒流入口(１１ａ)を、マフラー(１１)の冷媒流出口(１１ｂ)よりも車両上方位置に設定した。

Description

ヒートポンプ式空調装置

　本発明は、電動コンプレッサとコンデンサを連結する冷媒吐出管の途中位置に配管内脈動を抑える脈動抑制手段を備えたヒートポンプ式空調装置に関する。

　車載空調装置を電気自動車に搭載する場合、電動コンプレッサへの振動入力を抑えるため、モータルームに配置設定される電動コンプレッサを、車体に対してソフトマウントされる走行用モータユニットに対し、さらにソフトマウントにより支持したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－２０６２３号公報

　しかしながら、特許文献１に記載されているように、走行用モータユニットに電動コンプレッサをソフトマウントすると、電動コンプレッサの下方に構成部品を設定する空間がなくなってしまう。加えて、電動コンプレッサの冷媒吐出口よりダッシュパネルの冷媒管接続部が高い位置になってしまう。そのため、ヒートポンプ式空調装置の電動コンプレッサの冷媒吐出管に、配管内脈動を抑える脈動抑制手段（マフラー等）を設ける場合、脈動抑制手段を電動コンプレッサの上方位置に配置せざるを得ない。このため、電動コンプレッサの停止により脈動抑制手段及び冷媒吐出管内に残っているガス冷媒の一部が液化し、この液状冷媒が脈動抑制手段の底に溜まると、脈動抑制手段から電動コンプレッサへと液状冷媒が逆流するおそれがある、という問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電動コンプレッサの上方位置に脈動抑制手段を設定しながら、コンプレッサ停止時に脈動抑制手段から電動コンプレッサの冷媒逆流を防止するヒートポンプ式空調装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は、電気自動車のモータルームに配置される電動コンプレッサと、車室に配置されるコンデンサと、前記電動コンプレッサと前記コンデンサを連結し、前記電動コンプレッサから前記コンデンサへ冷媒を流す冷媒吐出管と、を備えたことを前提とする。
　このヒートポンプ式空調装置において、前記冷媒吐出管の途中位置に、前記電動コンプレッサから吐出された冷媒の脈動を抑制する脈動抑制手段を設けた。
　前記脈流抑制手段を、前記電動コンプレッサの冷媒吐出口よりも車両上方位置に配置した。
　前記脈流抑制手段の冷媒流入口を、前記脈流抑制手段の冷媒流出口よりも車両上方位置に設定した。

　上記のように、電動コンプレッサの冷媒吐出口よりも車両上方位置に配置された脈流抑制手段の冷媒流入口は、脈流抑制手段の冷媒流出口よりも車両上方位置に設定される。
　したがって、電動コンプレッサが停止すると、脈動抑制手段及び冷媒吐出管内に残っているガス冷媒の一部が液化し、この液状冷媒が脈動抑制手段の底に溜まる。この溜まった液状冷媒は、脈動抑制手段の冷媒流入口より低い位置に設定されている冷媒流出口からコンデンサ側へ冷媒吐出管を経由して流れる。つまり、脈動抑制手段の底に溜まろうとする冷媒液位が冷媒流出口の高さ位置にて規定され、冷媒流出口より高い位置に設定されている冷媒流入口から電動コンプレッサへ戻る冷媒逆流が防止される。
　このように、電動コンプレッサの冷媒吐出口よりも車両上方位置に配置した脈流抑制手段の冷媒流入口と冷媒流出口の位置関係を、冷媒流入口を冷媒流出口よりも高い位置に設定する構成とした。このため、電動コンプレッサの上方位置に脈動抑制手段を設定しながら、コンプレッサ停止時に脈動抑制手段から電動コンプレッサの冷媒逆流を防止することができる。

実施例１のヒートポンプ式空調装置が搭載されたセダンタイプの電気自動車の概略構成を示す斜視図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置の全体を示すシステム回路構成図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置に有する電動コンプレッサ及びマフラーのモータルーム内での配置を示す側面図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置に有する電動コンプレッサ及びマフラーのモータルーム内での配置を示す斜視図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置の暖房モードにおける動作を示す暖房モード作用説明図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置の冷房モードにおける動作を示す冷房モード作用説明図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置の除湿暖房モードにおける動作を示す除湿暖房モード作用説明図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置のデアイスモード（溶氷モード）における動作を示すデアイスモード作用説明図である。比較例のヒートポンプ式空調装置における冷媒逆流作用を示す作用説明図である。実施例１のヒートポンプ式空調装置における冷媒逆流防止作用を示す作用説明図である。

　以下、本発明のヒートポンプ式空調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

　まず、構成を説明する。
　実施例１のヒートポンプ式空調装置における構成を、「ヒートポンプ式空調装置の車載概要構成」、「ヒートポンプ式空調装置の全体システム構成」、「モータルーム内に配置された装置構成要素の詳細構成」に分けて説明する。

　［ヒートポンプ式空調装置の車載概要構成］
　図１は、実施例１のヒートポンプ式空調装置が搭載されたセダンタイプの電気自動車の概略構成を示す。以下、図１に基づき、ヒートポンプ式空調装置の車載概要構成を説明する。

　実施例１のヒートポンプ式空調装置が搭載された電気自動車１は、図１に示すように、走行用モータユニット２と、駆動モータインバータ３と、DC/DCジャンクションボックス４と、バッテリパック５と、充電ポート６と、車載充電器７と、エアコンユニット８と、１２ボルト車載バッテリ９と、を備えている。

　前記走行用モータユニット２は、走行用駆動モータと減速機により構成された走行用駆動源であり、車両前部に設けられたモータルームＭに配置される。この走行用モータユニット２の図外の出力軸は、駆動輪である左右前輪（左前輪FLのみを図示）に連結される。この走行用モータユニット２は、駆動モータインバータ３に対して正のトルク指令が出力されている時には、バッテリパック５からの放電電力を使って駆動トルクを発生する駆動動作をし、左右前輪を駆動する（力行）。一方、駆動モータインバータ３に対し負のトルク指令が出力されている時には、左右前輪からの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電動作をし、発電した電力をバッテリパック５の充電電力とする（回生）。

　前記DC/DCジャンクションボックス４は、DC/DCコンバータを内蔵し、バッテリパック５からの高電圧の放電電力を分配し、１２ボルト電源系システムへの電力供給及び１２ボルト車載バッテリ９への充電を行う。また、このDC/DCジャンクションボックス４は、普通充電リレー及び急速充電リレーを有しており、充電モードに合わせて充電回路の切り替えができるようにしている。

　前記バッテリパック５は、フロアパネルＦの下側である床下空間Ｙであって、ホイールベースの中央部位置に配置される。このバッテリパック５は、駆動モータ２の電力源となると共に、エアコンユニット８の電力源となる。

　前記充電ポート６は、充電スタンドや家庭用充電設備等の車外電源からの充電コネクタが接続される部位であり、車両前部中央位置に設けられると共に、ポートリッド６ａによって開閉可能に覆われている。この充電ポート６は、ここでは普通充電ポート６ｂと、急速充電ポート６ｃと、を有している。前記普通充電ポート６ｂは、家庭用充電設備や普通充電スタンド等による充電時に用いる充電ポートであり、車載充電器７を介してDC/DCジャンクションボックス４に接続されている。前記急速充電ポート６ｃは、急速充電スタンド等による充電時に用いる充電ポートであり、DC/DCジャンクションボックス４に直接接続されている。

　前記エアコンユニット８は、フロアパネルＦの上側、つまり車室Ｒであって、バッテリパック５よりも車両前方側に配置されている。ここでは、モータルームＭと車室Ｒを区画するダッシュパネルＤと、図外のインストルメントパネルとの間に配置される。このエアコンユニット８は、設定温度が得られるように温度調整した温調風を車室Ｒ内へ向かって送風する。このエアコンユニット８を含んで構成されるヒートポンプ式空調装置の詳細構成については後述する。

　［ヒートポンプ式空調装置の全体システム構成］
　図２は、実施例１のヒートポンプ式空調装置の全体を示すシステム回路構成図である。以下、図２に基づき、ヒートポンプ式空調装置の全体システム構成を説明する。

　実施例１のヒートポンプ式空調装置は、図２に示すように、ダッシュパネルＤを挟んで車室ＲとモータルームＭに分けられ、車室Ｒ内には、エアコンユニット８が配置される。一方、モータルームＭ内には、電動コンプレッサ１０と、マフラー１１（脈動抑制手段）と、室外熱交換器１２と、アキュムレータ１３と、３方向弁１４と、冷房用絞り１５と、電磁弁１６と、暖房用絞り１７と、が配置される。

　前記エアコンユニット８は、ユニットケース２０内に、内外気切替ドア２１と、ブロワファン２２と、エバポレータ２３と、モード切替ドア２４と、コンデンサ２５と、ＰＴＣヒータ２６と、を備える。

　前記ブロワファン２２は、ファンモータ２７により回転駆動され、内外気切替ドア２１により選択された内気あるいは外気を導入し、エバポレータ２３等が設けられた下流側に向かって送風する。

　前記エバポレータ２３（蒸発器）は、ブロワファン２２の下流位置に配置され、「冷房モード」や「除湿暖房モード」の選択時、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱する機能を発揮する。

　前記モード切替ドア２４は、エバポレータ２３の下流位置に配置され、「暖房モード」や「除湿暖房モード」の選択時、送風がコンデンサ２５を通るように開く側とされ、「冷房モード」や「デアイスモード」の選択時、送風がコンデンサ２５を通らないように閉じる側とされる。なお、「デアイスモード」とは、室外熱交換器１２に付着した氷を溶かす溶氷モードのことをいう。

　前記コンデンサ２５（凝縮器）は、エバポレータ２３及びモード切替ドア２４の下流位置に配置され、「暖房モード」や「除湿暖房モード」の選択時、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱する機能を発揮する。

　前記ＰＴＣヒータ２６は、コンデンサ２５の下流位置に配置され、例えば、寒冷地仕様である場合にのみ付加される補助熱源である。つまり、ヒートポンプ式空調装置の場合、コンデンサ２５をユニットケース２０内に配置して暖房熱源としているため、寒冷地以外の仕様では、特にＰＴＣヒータ２６を要さない。

　前記電動コンプレッサ１０は、モータ駆動による圧縮機であり、アキュムレータ１３から冷媒吸入管３０を介して送られる低温・低圧のガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とし、コンプレッサ側冷媒吐出管３１に送り出す。

　前記マフラー１１は、電動コンプレッサ１０から吐出された冷媒の脈動を抑制する脈動抑制手段であり、電動コンプレッサ１０からコンプレッサ側冷媒吐出管３１を介して送られる高温・高圧のガス冷媒が有する圧力変動である脈動を抑え、コンデンサ側冷媒吐出管３２に送り出す。

　前記室外熱交換器１２は、車両前部位置に配置され、熱交換面の車両後方位置にモータファン２８を備える。この室外熱交換器１２には、コンデンサ２５から冷媒管３３，３４を介して冷媒が送られ、冷媒管３５，３６を介してアキュムレータ１３に送り出す、あるいは、冷媒管３５，３７，３８を介してエバポレータ２３に送り出す。すなわち、室外熱交換器１２は、暖房モードでエバポレータ（吸熱）になり、冷房モードでコンデンサ（放熱）になるというように、条件によってエバポレータにもコンデンサにもなる熱交換器である。

　前記アキュムレータ１３は、室外熱交換器１２あるいはエバポレータ２３から送られる気液混合冷媒をガス冷媒と液状冷媒とに分離し、分離したガス冷媒を、冷媒吸入管３０を介して電動コンプレッサ１０に送る。

　前記３方向弁１４と冷房用絞り１５と電磁弁１６と暖房用絞り１７は、モータルームＭ内に配置される複数のバルブ類を構成する。３方向弁１４は、冷媒管３５と冷媒管３６を連通する冷媒経路と、冷媒管３５と冷媒管３７を連通する冷媒経路と、を切り替える弁である。冷房用絞り１５は、「冷房モード」の選択時、室外熱交換器１２から冷媒管３５，３７を介して送られる冷媒を膨張させて低温・低圧の液状冷媒とし、冷媒管３８を介してエバポレータ２３へ送る。電磁弁１６は、冷媒管３３，３４の間に暖房用絞り１７と並列配置され、暖房用絞り１７を通す冷媒経路（弁閉）と、絞り効果を無くす冷媒経路（弁開）を切り替える弁である。暖房用絞り１７は、「暖房モード」の選択時、コンデンサ２５から冷媒管３３を介して送られる冷媒を膨張させて低温・低圧の液状冷媒とし、冷媒管３４を介して室外熱交換器１２へ送る。

　［モータルーム内に配置された装置構成要素の詳細構成］
　図３及び図４は、実施例１のヒートポンプ式空調装置に有する電動コンプレッサ１０及びマフラー１１のモータルームＭ内での配置を示す。以下、図３及び図４に基づき、モータルーム内に配置された装置構成要素の詳細構成を説明する。

　上記のように、ヒートポンプ式空調装置の場合、車室Ｒ内に高温の熱を放熱するコンデンサ２５と、条件によってコンデンサにもエバポレータにもなる室外熱交換器１２と、車室Ｒ内の冷却に用いるエバポレータ２３との三つの熱交換器を用いている。そして、モータルームＭに配置される電動コンプレッサ１０と、車室Ｒに配置されるコンデンサ２５とが、コンプレッサ側冷媒吐出管３１→マフラー１１→コンデンサ側冷媒吐出管３２を介して連結されている。

　前記マフラー１１は、図３及び図４に示すように、電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂよりも車両上方位置に配置し、マフラー１１の冷媒流入口１１ａを、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂよりも車両上方位置に設定している。なお、電動コンプレッサ１０の冷媒吸入口１０ａには、アキュムレータ１３から冷媒吸入管３０が連結されている。

　前記コンプレッサ側冷媒吐出管３１は、電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂとマフラー１１の冷媒流入口１１ａを繋ぐ冷媒管であり、前記コンデンサ側冷媒吐出管３２は、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂとコンデンサ２５を繋ぐ冷媒管である。そして、コンデンサ側冷媒吐出管３２を、図３及び図４に示すように、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂよりも車両下方に向かって延在した後、車両上方に向かって延在するＵ字状曲がり管部３２ａを有する設定としている。

　前記マフラー１１は、図４に示すように、円筒板部１１ｃと両端板部１１ｄ，１１ｅを有する円筒状容器であり、コンプレッサ側冷媒吐出管３１からマフラー１１の冷媒流入口１１ａを、円筒板部１１ｃの中程位置であって、且つ、側方に向かって開口設定し、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂを、円筒板部１１ｃの底位置であって、且つ、下方に向かって開口設定している。

　前記電動コンプレッサ１０は、図３及び図４に示すように、モータ部１０ｃとインバータ部１０ｄと圧縮部１０ｅを一体に有して構成される。この電動コンプレッサ１０は、図３に示すように、車体４０（サスペンションメンバ等）に対しソフトマウント部４１，４２等にて弾性支持される走行用モータユニット２に対し、さらに、ソフトマウント部４３，４４，４５にて弾性支持している。そして、マフラー１１を、一端を電動コンプレッサ１０にボルト固定し、他端を端板部１１ｄにボルト固定したマフラーブラケット４６を介して支持している。このように、モータルームＭの最も低い位置に配置される走行用モータユニット２に電動コンプレッサ１０を弾性支持することにより、電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂより高い位置にマフラー１１が配置されることになる。さらに、マフラー１１より高い位置にダッシュパネルＤのコンデンサ側冷媒吐出管３２の接続継手部４７が配置されることになる。

　前記電動コンプレッサ１０よりも車両上方位置のモータルームＭ内に、図３及び図４に示すように、底板部４８ａと側板部４８ｂを有するバルブブラケット４８を車体４０（サイドメンバ等）に固定している。これは、図２に示すように、電動コンプレッサ１０を備えたシステム回路のうち、モータルームＭ内に配置される構成要素として、３方向弁１４と冷房用絞り１５と電磁弁１６と暖房用絞り１７による複数のバルブ類を有する。これら複数のバルブ類１４，１５，１６，１７を、バラバラに配置して取り付けるのではなく、モータルームＭ内に固定されたバルブブラケット４８の側板部４８ｂに集中配置して取り付けている。

　次に、作用を説明する。
　実施例１のヒートポンプ式空調装置における作用を、「空調モード選択によるモード別作用」、「マフラーの冷媒逆流防止作用」、「モータルーム内構成要素の支持作用」に分けて説明する。

　［空調モード選択によるモード別作用］
　実施例１のヒートポンプ式空調装置は、空調モードとして、「暖房モード」・「冷房モード」・「除湿暖房モード」・「デアイスモード」に分けることができる。以下、図５～図８に基づいて、空調モード選択によるモード別作用を説明する。

　＊暖房モード（図５）
　「暖房モード」の選択時には、３方向弁１４は、冷房用絞り１５を迂回する経路を選択し、電磁弁１６は、弁閉として暖房用絞り１７を使う経路を選択する。また、モード切替ドア２４は、送風がコンデンサ２５を通るように開く側とされる。
　「暖房モード」では、電動コンプレッサ１０において、アキュムレータ１３から送られるガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とする。そして、電動コンプレッサ１０で高温・高圧とされたガス冷媒は、図５に矢印に示すように、マフラー１１を経由し、コンデンサ２５に入り、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱する。このコンデンサ２５からの放熱を車室Ｒ内に送風し、車室Ｒ内の空気に熱を与え、車室内温度を上昇させて暖房する。
　そして、凝縮された冷媒は、暖房用絞り１７を通り、低温・低圧の液状冷媒となり、室外熱交換器１２において、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱する。この室外熱交換器１２にて空気中の熱を汲み上げることで“ヒートポンプ”と呼ばれる。

　＊冷房モード（図６）
　「冷房モード」の選択時には、３方向弁１４は、冷房用絞り１５を通過する経路を選択し、電磁弁１６は、弁開として暖房用絞り１７を使わない経路を選択する。また、モード切替ドア２４は、送風がコンデンサ２５を通らないように閉じる側とされる。
　「冷房モード」では、電動コンプレッサ１０において、アキュムレータ１３から送られるガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とする。そして、電動コンプレッサ１０で高温・高圧とされたガス冷媒は、図６に矢印に示すように、マフラー１１を経由し、コンデンサ２５に入るが、モード切替ドア２４を閉じているため、熱交換が行われず、そのまま開いた電磁弁１６を通過し、車外熱交換器１２に入る。車外熱交換器１２においては、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱し、常温・高圧の気液混合冷媒とし、次の冷房用絞り１５において、膨張させて低温・低圧の液状冷媒とする。そして、車室Ｒ内に配置したエバポレータ２３において、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱し、車室Ｒ内の空気から熱を奪い、車室内温度を低下させて冷房する。

　＊除湿暖房モード（図７）
　「除湿暖房モード」の選択時には、３方向弁１４は、冷房用絞り１５を通る経路を選択し、電磁弁１６は、弁閉として暖房用絞り１７を使う経路を選択する。また、モード切替ドア２４は、送風がコンデンサ２５を通るように開く側とされる。
　「除湿暖房モード」では、「暖房モード」と同様に、電動コンプレッサ１０において、アキュムレータ１３から送られるガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とする。そして、電動コンプレッサ１０で高温・高圧とされたガス冷媒は、図７に矢印に示すように、マフラー１１を経由し、コンデンサ２５に入り、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱する。このコンデンサ２５からの放熱を車室Ｒ内に送風し、車室Ｒ内の空気に熱を与え、車室内温度を上昇させて暖房する。
　そして、凝縮された冷媒は、暖房用絞り１７を通り、低温・低圧の液状冷媒となり、室外熱交換器１２に入る。このとき、暖房用絞り１７の冷媒温度が外気温度よりも高ければ室外熱交換器１２は凝縮器として働き、暖房用絞り１７の冷媒温度が外気温度よりも低ければ室外熱交換器１２は蒸発器として働く。そして、冷房用絞り１５を介してエバポレータ２３に入り、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱し、飽和水蒸気を結露させて除湿する。すなわち、この除湿暖房モードでは、コンデンサ２５と室外熱交換器１２とエバポレータ２３の３つの熱交換器を用い、除湿能力と再加熱能力が制御される。

　＊デアイスモード（図８）
　「デアイスモード」の選択時には、３方向弁１４は、冷房用絞り１５を通過する経路を選択し、電磁弁１６は、弁開として暖房用絞り１７を使わない経路を選択する。また、モード切替ドア２４は、閉じ側とされ、且つ、ファン２２による送風を停止する。
　「デアイスモード」では、電動コンプレッサ１０において、アキュムレータ１３から送られるガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とする。そして、電動コンプレッサ１０で高温・高圧とされたガス冷媒は、図８に矢印に示すように、マフラー１１を経由し、コンデンサ２５に入るが、モード切替ドア２４を閉じているため、熱交換が行われず、そのまま開いた電磁弁１６を通過し、車外熱交換器１２に入る。この車外熱交換器１２において、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱することで溶氷する。そして、車外熱交換器１２の冷媒は、そのままアキュムレータ１３へ送られる。

　［マフラーの冷媒逆流防止作用］
　上記の空調モード選択によるモード別作用では、電動コンプレッサ１０が作動しているが、ヒートポンプ式空調装置を停止した後、マフラー１１から電動コンプレッサ１０の冷媒逆流防止対策が必要となる。以下、図９及び図１０に基づき、これを反映するマフラーの冷媒逆流防止作用を説明する。

　まず、電動コンプレッサの冷媒吐出管の途中位置にマフラーを設定する理由を説明する。
　エンジン車等に搭載される冷凍サイクル式空調装置は、車室内にエバポレータのみが配置され、車室外にコンデンサが配置され、コンプレッサの吐出口を車室外のコンデンサに連結する構成となっている。これを電気自動車に搭載すると、エンジン廃熱を利用できないため、ＰＴＣヒータ等の暖房熱源を設ける必要があり、「暖房モード」のとき、バッテリエネルギーの消費量が大きくなり、その分、実走行距離が低下する。
　そこで、電気自動車には、空調装置として、冷媒を利用して暖房熱源を確保できるヒートポンプ式空調装置を搭載することで、暖房必要時に実走行距離の向上が図られる。しかし、ヒートポンプ式空調装置を搭載した場合、電動コンプレッサの冷媒吐出口が、車室に配置されるコンデンサに連結される構成であり、コンプレッサの吐出口を車室外のコンデンサに連結する冷凍サイクル式空調装置と異なる。
　よって、電動コンプレッサから吐出される冷媒に脈動がある場合、車室に配置されるコンデンサに流入すると、車室内の音振性能を悪化させるため、高い静粛性が要求される電気自動車においては、コンデンサに流入する前に脈動を抑えておくことが好ましいことによる。

　このように、電動コンプレッサの冷媒吐出管の途中位置にマフラーを設定した場合であって、冷媒吐出口よりも車両上方位置にそのままマフラーを配置すると、図９に示すように、マフラーの冷媒流入口よりもマフラーの冷媒流出口が高い位置になる。これを比較例とする。
　しかし、この比較例の場合、電動コンプレッサが停止すると、マフラー及び冷媒吐出管内に残っているガス冷媒の一部が液化し、この液状冷媒がマフラーの底に溜まる。この溜まった液状冷媒は、マフラーの冷媒流入口からそのまま電動コンプレッサの冷媒吐出口に向かって戻る冷媒逆流が発生する。

　これに対し、実施例１では、図１０に示すように、電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂよりも車両上方位置に配置されたマフラー１１の冷媒流入口１１ａを、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂよりも車両上方位置に設定する構成を採用した。
　したがって、電動コンプレッサ１０が停止すると、マフラー１１及びコンプレッサ側冷媒吐出管３１内に残っているガス冷媒の一部が液化し、この液状冷媒がマフラー１１の底に溜まる。この溜まった液状冷媒は、マフラー１１の冷媒流入口１１ａより低い位置に設定されている冷媒流出口１１ｂからコンデンサ側冷媒吐出管３２を経由して流れる。つまり、マフラー１１の底に溜まろうとする冷媒液位が冷媒流出口１１ｂの高さ位置にて規定され、冷媒流出口１１ｂより高い位置に設定されている冷媒流入口１１ａから電動コンプレッサ１０へ戻る冷媒逆流が防止される。
　このように、電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂよりも車両上方位置に配置したマフラー１１の冷媒流入口１１ａと冷媒流出口１１ｂの位置関係を、冷媒流入口１１ａを冷媒流出口１１ｂよりも高い位置に設定する構成とした。このため、電動コンプレッサ１０の上方位置にマフラー１１を設定しながら、コンプレッサ停止時にマフラー１１から電動コンプレッサ１０の冷媒逆流が防止される。

　実施例１では、コンデンサ側冷媒吐出管３２を、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂよりも車両下方に向かって延在した後、車両上方に向かって延在するＵ字状曲がり管部３２ａを有する構成を採用した。
　このため、マフラー１１の底に溜まった液状冷媒やＵ字状曲がり管部３２ａの上流側の管路にて液化した液状冷媒は、マフラー１１を含む冷媒管系のうち、最も低いＵ字状曲がり管部３２ａの底に溜まることになる。
　したがって、コンプレッサ停止時、液状冷媒の容量が増加しても、Ｕ字状曲がり管部３２ａによりこれが吸収されることで、マフラー１１から電動コンプレッサ１０の冷媒逆流が確実に防止される。

　実施例１では、コンプレッサ側冷媒吐出管３１からマフラー１１の冷媒流入口１１ａを、円筒板部１１ｃの中程位置であって、且つ、側方に向かって開口設定し、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂを、円筒板部１１ｃの底位置であって、且つ、下方に向かって開口設定する構成を採用した。
　このように、冷媒流入口１１ａと冷媒流出口１１ｂの開口方向が、互いに直角の位置関係となっているため、電動コンプレッサ１０の駆動時、高温・高圧で脈動しているガス冷媒が、マフラー１１の冷媒流入口１１ａに入っても、そのまま冷媒流出口１１ｂから出ることが無い。つまり、マフラー１１へ入ってきたガス冷媒がマフラー内壁に当たり、マフラー１１の内部に一時滞留するため、効果的にガス冷媒の脈動が抑制される。加えて、マフラー１１の冷媒流出口１１ｂが、円筒板部１１ｃの底位置に設定されているため、マフラー１１の底に液状冷媒が溜まることが防止される。

　［モータルーム内構成要素の支持作用］
　実施例１では、電動コンプレッサ１０を、車体４０に対しソフトマウント部４１，４２等にて弾性支持される走行用モータユニット２に対し、さらに、ソフトマウント部４３，４４，４５にて弾性支持する。そして、マフラー１１を、一端を電動コンプレッサ１０にボルト固定し、他端を端板部１１ｄにボルト固定したマフラーブラケット４６を介して支持する構成を採用している。
　すなわち、電動コンプレッサ１０及びマフラー１１は、車体４０に対し二重防振支持構造によりマウントされることになる。したがって、車体４０からの振動入力に対し、電動コンプレッサ１０及びマフラー１１の振れが小さく抑えられることになり、電動コンプレッサ１０による安定した圧縮機能及びマフラー１１による安定した脈動抑制機能が発揮される。

　実施例１では、電動コンプレッサ１０よりも車両上方位置のモータルームＭ内に、底板部４８ａと側板部４８ｂを有するバルブブラケット４８を車体４０に固定し、このバルブブラケット４８の側板部４８ｂに、複数のバルブ類１４，１５，１６，１７を集中配置して取り付ける構成を採用している。
　このため、複数のバルブ類１４，１５，１６，１７に対する下からの跳ね石等に対し、底板部４８ａがこれを受けることで、複数のバルブ類１４，１５，１６，１７が損傷から保護される。加えて、電動コンプレッサ１０よりも車両上方位置にバルブブラケット４８を固定しているため、複数のバルブ類１４，１５，１６，１７に接続される冷媒管系が、電動コンプレッサ１０よりも車両上方側に配索されることになり、冷媒管系の保護も達成される。

　次に、効果を説明する。
　実施例１のヒートポンプ式空調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

　(1) 電気自動車１のモータルームＭに配置される電動コンプレッサ１０と、車室Ｒに配置されるコンデンサ２５と、前記電動コンプレッサ１０と前記コンデンサ２５を連結し、前記電動コンプレッサ１０から前記コンデンサ２５へ冷媒を流す冷媒吐出管３１，３２と、を備えたヒートポンプ式空調装置において、
　前記冷媒吐出管３１，３２の途中位置に、前記電動コンプレッサ１０から吐出された冷媒の脈動を抑制する脈動抑制手段（マフラー１１）を設け、
　前記脈流抑制手段（マフラー１１）を、前記電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂよりも車両上方位置に配置し、
　前記脈流抑制手段（マフラー１１）の冷媒流入口１１ａを、前記脈流抑制手段（マフラー１１）の冷媒流出口１１ｂよりも車両上方位置に設定した（図３）。
　このため、電動コンプレッサ１０の上方位置に脈動抑制手段（マフラー１１）を設定しながら、コンプレッサ停止時に脈動抑制手段（マフラー１１）から電動コンプレッサ１０の冷媒逆流を防止することができる。

　(2) 前記冷媒吐出管を、前記電動コンプレッサ１０の冷媒吐出口１０ｂと前記脈流抑制手段（マフラー１１）の冷媒流入口１１ａを繋ぐコンプレッサ側冷媒吐出管３１と、前記脈流抑制手段（マフラー１１）の冷媒流出口１１ｂと前記コンデンサ２５を繋ぐコンデンサ側冷媒吐出管３２と、に分け、
　前記コンデンサ側冷媒吐出管３２を、前記脈流抑制手段（マフラー１１）の冷媒流出口１１ｂよりも車両下方に向かって延在した後、車両上方に向かって延在する設定とした（図３）。
　このため、(1)の効果に加え、コンプレッサ停止時、液状冷媒の容量増加に対する吸収作用を発揮することで、脈流抑制手段（マフラー１１）から電動コンプレッサ１０の冷媒逆流を確実に防止することができる。

　(3) 前記脈流抑制手段は、円筒板部１１ｃと両端板部１１ｄ，１１ｅを有する円筒状容器によるマフラー１１であり、
　前記コンプレッサ側冷媒吐出管３２から前記マフラー１１の冷媒流入口１１ａを、円筒板部１１ｃの中程位置であって、且つ、側方に向かって開口設定し、前記マフラー１１の冷媒流出口１１ｂを、前記円筒板部１１ｃの底位置であって、且つ、下方に向かって開口設定した（図４）。
　このため、(2)の効果に加え、電動コンプレッサ１０の作動時、マフラー１１により効果的にガス冷媒の脈動を抑制することができると共に、電動コンプレッサ１０の停止時、マフラー１１の底に液状冷媒が溜まることを防止することができる。

　(4) 前記モータルームＭに配置され、車体４０に対しソフトマウントされる走行用モータユニット２に、前記電動コンプレッサ１０をソフトマウントし、
　前記マフラー１１を、一端を前記電動コンプレッサ１０に固定し、他端を前記端板部１１ｄに固定したマフラーブラケット４６を介して支持した（図３）。
　このため、(1)～(3)の効果に加え、電動コンプレッサ１０及びマフラー１１を、車体４０に対する二重防振支持構造により支持したことで、電動コンプレッサ１０による圧縮機能及びマフラー１１による脈動抑制機能を安定して発揮することができる。

　(5) 前記電動コンプレッサ１０を備えたエアコンシステム回路のうち、前記モータルームＭ内に配置される構成要素として複数のバルブ類１４，１５，１６，１７を有し、
　前記電動コンプレッサ１０よりも車両上方位置のモータルームＭ内に、底板部４８ａと側板部４８ｂを有するバルブブラケット４８を固定し、
　前記複数のバルブ類１４，１５，１６，１７を、前記モータルームＭ内に固定された前記バルブブラケット４８の側板部４８ｂに集中配置して取り付けた（図４）。
　このため、(1)～(4)の効果に加え、複数のバルブ類１４，１５，１６，１７を損傷から保護できると共に、複数のバルブ類１４，１５，１６，１７に接続される冷媒管系の保護を達成することができる。

　以上、本発明のヒートポンプ式空調装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１では、脈流抑制手段として、円筒状容器によるマフラー１１の例を示した。しかし、脈流抑制手段としては、電動コンプレッサから吐出された冷媒の脈動を抑制する機能を持つ手段であれば、具体的な構成は、円筒状容器によるマフラーに限られない。

　実施例１では、本発明のヒートポンプ式空調装置を走行用モータユニットのみを搭載したセダンタイプの電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明のヒートポンプ式空調装置は、セダンタイプ以外に、ワゴンタイプやミニバンタイプやＳＵＶタイプ等の様々な電気自動車に適用できるのは勿論である。さらに、走行用モータユニットとエンジンを搭載したプラグインハイブリッド電気自動車に対しても適用することができる。

Claims

　電気自動車のモータルームに配置される電動コンプレッサと、車室に配置されるコンデンサと、前記電動コンプレッサと前記コンデンサを連結し、前記電動コンプレッサから前記コンデンサへ冷媒を流す冷媒吐出管と、を備えたヒートポンプ式空調装置において、
　前記冷媒吐出管の途中位置に、前記電動コンプレッサから吐出された冷媒の脈動を抑制する脈動抑制手段を設け、
　前記脈流抑制手段を、前記電動コンプレッサの冷媒吐出口よりも車両上方位置に配置し、
　前記脈流抑制手段の冷媒流入口を、前記脈流抑制手段の冷媒流出口よりも車両上方位置に設定した
　ことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。
　請求項１に記載されたヒートポンプ式空調装置において、
　前記冷媒吐出管を、前記電動コンプレッサの冷媒吐出口と前記脈流抑制手段の冷媒流入口を繋ぐコンプレッサ側冷媒吐出管と、前記脈流抑制手段の冷媒流出口と前記コンデンサを繋ぐコンデンサ側冷媒吐出管と、に分け、
　前記コンデンサ側冷媒吐出管を、前記脈流抑制手段の冷媒流出口よりも車両下方に向かって延在した後、車両上方に向かって延在する設定とした
　ことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。
　請求項２に記載されたヒートポンプ式空調装置において、
　前記脈流抑制手段は、円筒板部と両端板部を有する円筒状容器によるマフラーであり、
　前記コンプレッサ側冷媒吐出管から前記マフラーの冷媒流入口を、円筒板部の中程位置であって、且つ、側方に向かって開口設定し、前記マフラーの冷媒流出口を、前記円筒板部の底位置であって、且つ、下方に向かって開口設定した
　ことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。
　請求項１から３までの何れか１項に記載されたヒートポンプ式空調装置において、
　前記モータルームに配置され、車体に対しソフトマウントされる走行用モータユニットに、前記電動コンプレッサをソフトマウントし、
　前記マフラーを、一端を前記電動コンプレッサに固定し、他端を前記端板部に固定したマフラーブラケットを介して支持した
　ことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。
　請求項１から４までの何れか１項に記載されたヒートポンプ式空調装置において、
　前記電動コンプレッサを備えたエアコンシステム回路のうち、前記モータルーム内に配置される構成要素として複数のバルブ類を有し、
　前記電動コンプレッサよりも車両上方位置のモータルーム内に、底板部と側板部を有するバルブブラケットを固定し、
　前記複数のバルブ類を、前記モータルーム内に固定された前記バルブブラケットの側板部に集中配置して取り付けた
　ことを特徴とするヒートポンプ式空調装置。