WO2022201568A1 - 車両用温調装置 - Google Patents

Abstract

本発明の車両用温調装置の一つの態様は、第１熱媒体が流れる第１回路と、第１熱媒体を気液分離するアキュムレータと、第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う空調用熱交換器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、を備える。第１回路は、第１熱媒体を同時に循環させる第１ループおよび第１サブループを有する。第１ループは、アキュムレータ、圧縮機、空調用熱交換器、および第１の膨張弁、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。第１サブループは、アキュムレータ、圧縮機、および第２の膨張弁、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。

Description

車両用温調装置

　本発明は、車両用温調装置に関する。
　本願は、２０２１年３月２３日に、アメリカ合衆国に出願された６３／１６４，６７２に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　電気自動車等に搭載される空調装置として、ヒートポンプ装置を備えた空調装置が知られている。これら車両用のヒートポンプ装置は、電動コンプレッサ、車室外に配設される車室外熱交換器、減圧弁、及び車室内に配設される車室内熱交換器を冷媒配管によって順に接続して構成されている。特許文献１には、外気温が低い場合など、室外熱交換器からの吸熱量が低下する場合に、室外熱交換器を通過しない冷媒（熱媒体）の循環を行うホットガス暖房モードを選択可能とする技術が開示されている。

国際公開第２０１４／１５５９８１号

　ホットガス暖房モードでは、室外熱交換器からの吸熱がない。このため、熱媒体の気化が十分に進まず、圧縮機の能力を十分に発揮させることが難しい。このため、ホットガス暖房モードでは、暖房能力を高め難いという問題があった。

　本発明の一つの態様は、ホットガス暖房モードにおける暖房能力を高めることができる車両用温調装置の提供を目的の一つとする。

　本発明の車両用温調装置の一つの態様は、第１熱媒体が流れる第１回路と、前記第１熱媒体を気液分離するアキュムレータと、前記第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、前記第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う空調用熱交換器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、を備える。前記第１回路は、前記第１熱媒体を同時に循環させる第１ループおよび第１サブループを有する。前記第１ループは、前記アキュムレータ、前記圧縮機、前記空調用熱交換器、および前記第１の膨張弁、の順で通過して前記第１熱媒体を循環させる。前記第１サブループは、前記アキュムレータ、前記圧縮機、および前記第２の膨張弁、の順で通過して前記第１熱媒体を循環させる。

　本発明の一つの態様によれば、ホットガス暖房モードにおける暖房能力を高めることができる車両用温調装置が提供される。

図１は、一実施形態の車両用温調装置の概略図である。 図２は、一実施形態の車両用温調装置の冷房モードを示す概略図である。 図３は、一実施形態の車両用温調装置の通常暖房モードを示す概略図である。 図４は、一実施形態の車両用温調装置のホットガス暖房モードを示す概略図である。 図５は、一実施形態の車両用温調装置の第１のバッテリ加熱モードを示す概略図である。 図６は、一実施形態の車両用温調装置の第２のバッテリ加熱モードを示す概略図である。 図７は、一実施形態の車両用温調装置のバッテリ冷却モードを示す概略図である。 図８は、一実施形態の車両用温調装置に採用可能な変形例の第２回路の一部を示す概略図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る温調装置について説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数などを異ならせる場合がある。

　図１は、一実施形態の車両用温調装置１の概略図である。
　車両用温調装置１は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、等、モータを動力源とする車両に搭載される。

　車両用温調装置１は、第１回路Ｃ１と、アキュムレータ７１と、圧縮機７２と、第１空調用熱交換器７３と、第２空調用熱交換器７４と、第１のラジエータ７７と、送風部８０と、第１の膨張弁６１と、第２の膨張弁６２と、第３の膨張弁６３と、第４の膨張弁６４と、第２回路Ｃ２と、モータ２と、電力制御装置４と、インバータ３と、第２のラジエータ５と、バッテリ６と、第１熱交換器７と、第２熱交換器８と、制御部６０と、を有する。

　車両用温調装置１の各部は、制御部６０と、温調部１ａと、冷却部１ｂと、接続部１ｃと、に分類される。

　車両用温調装置１は、温調部１ａにおいて車両の居住空間の気温を調整する。一方で、車両用温調装置１は、冷却部１ｂにおいても車両の駆動部（モータ２、インバータ３、および電力制御装置４など）を冷却する。車両用温調装置１は、接続部１ｃにおいて、温調部１ａと冷却部１ｂとの間の熱交換を行う。したがって、車両用温調装置１は、冷却部１ｂにおいて車両の駆動部から回収した廃熱を温調部１ａにおいて、居住空間の暖房に利用できる。制御部６０は、温調部１ａおよび冷却部１ｂを制御する。

　（制御部）
　制御部６０は、第１回路Ｃ１と、圧縮機７２と、第１のラジエータ７７と、送風部８０と、第１の膨張弁６１と、第２の膨張弁６２と、第３の膨張弁６３と、第４の膨張弁６４と、第２回路Ｃ２と、第２のラジエータ５と、に接続され、これらを制御する。

　（接続部）
　接続部１ｃは、温調部１ａおよび冷却部１ｂを接続する。接続部１ｃは、第１熱交換器７と、第２熱交換器８と、を有する。第１熱交換器７および第２熱交換器８は、温調部１ａの第１回路Ｃ１を流れる第１熱媒体と、冷却部１ｂの第２回路Ｃ２を流れる第２熱媒体と、の間で熱交換を行う。

　（温調部）
　温調部１ａは、第１回路Ｃ１と、アキュムレータ７１と、圧縮機７２と、第１空調用熱交換器（空調用熱交換器）７３と、第２空調用熱交換器７４と、第１のラジエータ（ラジエータ）７７と、第１の膨張弁６１と、第２の膨張弁６２と、第３の膨張弁６３と、第４の膨張弁６４と、送風部８０と、を有する。

　第１回路Ｃ１には、第１熱媒体が流れる。第１回路Ｃ１の経路中には、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第２空調用熱交換器７４、第１のラジエータ７７、第１の膨張弁６１、第２の膨張弁６２、第３の膨張弁６３、および第４の膨張弁６４が配置される。

　第１回路Ｃ１は、ヒートポンプ装置である。第１回路Ｃ１は、複数の管路９ａ～９ｎと、複数の開閉バルブ８ａ～８ｄ、およびチャッキバルブ８ｅ～８ｈと、を有する。複数の管路９ａ～９ｎは、互いに連結されて第１熱媒体を流すループを構成する。なお、本明細書において、ループとは、熱媒体を循環させるループ状の経路を意味する。

　開閉バルブ８ａ～８ｄは、制御部６０に接続される。開閉バルブ８ａ～８ｄは、管路の経路中に配置される。開閉バルブ８ａ～８ｄは、配置される管路の開放と閉塞とを切り替え可能である。第１回路Ｃ１は、開閉バルブ８ａ～８ｄおよび第１～第４の膨張弁６１～６４の制御によって、構成されるループが切り替えられる。

　チャッキバルブ８ｅ～８ｈは、管路の経路中に配置される。チャッキバルブ８ｅ～８ｈは、配置される管路の上流側の一端から下流側の他端に向かう第１冷媒の流動を許容し、他端から一端に向かう流動を許容しない。

　次に、それぞれの管路９ａ～９ｎの構成について具体的に説明する。なお、それぞれの管路９ａ～９ｎの説明において、「一端」とは第１熱媒体の流動方向の上流側端部を示し、「他端」とは第１熱媒体の流動方向の下流側端部を示す。

　管路９ａの一端は、管路９ｂの他端および管路９ｌの他端に接続される。管路の９ａの他端は、管路９ｂの一端および管路９ｃの一端に接続される。管路９ａは、アキュムレータ７１および圧縮機７２を通過する。第１熱媒体は、管路９ａの一端から他端に向かってアキュムレータ７１、圧縮機７２の順で流れる。

　管路９ｂの一端は、管路９ａの他端および管路９ｃの一端に接続される。管路９ｂの他端は、管路９ａの一端および管路９ｌの他端に接続される。すなわち、管路９ａと管路９ｂとは両端部が互いに繋がりループを構成する。

　管路９ｃの一端は、管路９ａの他端および管路９ｂの一端に接続される。管路９ｃの他端は、管路９ｄの一端および管路９ｎの一端に接続される。

　管路９ｄの一端は、管路９ｃの他端および管路９ｎの一端に接続される。管路９ｄの他端は、管路９ｎの他端および管路９ｅの一端に接続される。管路９ｄは、開閉バルブ８ａ、第１空調用熱交換器７３、およびチャッキバルブ８ｅを通過する。第１熱媒体は、管路９ｄの一端から他端に向かって開閉バルブ８ａ、第１空調用熱交換器７３、チャッキバルブ８ｅの順で流れる。チャッキバルブ８ｅは、管路９ｄの一端から他端に向かう第１熱媒体の流れを許容し、他端から一端に向かう第１熱媒体の流れを制限する。

　管路９ｅの一端は、管路９ｄの他端および管路９ｎの他端に接続される。管路９ｅの他端は、管路９ｇの一端および管路９ｆの一端に接続される。

　管路９ｆの一端は、管路９ｅの他端および管路９ｇの一端に接続される。管路９ｆの他端は、管路９ｊの一端および管路９ｈの一端に接続される。管路９ｆは、第３の膨張弁６３および第１のラジエータ７７を通過する。第１熱媒体は、管路９ｆの一端から他端に向かって第３の膨張弁６３、第１のラジエータ７７の順で流れる。

　管路９ｇの一端は、管路９ｅの他端および管路９ｆの一端に接続される。管路９ｇの他端は、管路９ｊの他端および管路９ｋの一端に接続される。

　管路９ｈの一端は、管路９ｆの他端および管路９ｊの一端に接続される。管路９ｈの他端は、管路９ｉの一端および管路９ｍの他端に接続される。管路９ｈは、開閉バルブ８ｃを通過する。

　管路９ｉの一端は、管路９ｈの他端および管路９ｍの他端に接続される。管路９ｉの他端は、管路９ｂの経路中であって第２の膨張弁６２の下流側に接続される。管路９ｉは、チャッキバルブ８ｇを通過する。チャッキバルブ８ｇは、管路９ｉの一端から他端に向かう第１熱媒体の流れを許容し、他端から一端に向かう第１熱媒体の流れを制限する。

　管路９ｊの一端は、管路９ｆの他端および管路９ｈの一端に接続される。管路９ｊの他端は、管路９ｇの他端および管路９ｋの一端に接続される。管路９ｊは、チャッキバルブ８ｈを通過する。チャッキバルブ８ｈは、管路９ｊの一端から他端に向かう第１熱媒体の流れを許容し、他端から一端に向かう第１熱媒体の流れを制限する。

　管路９ｋの一端は、管路９ｇの他端および管路９ｊの他端に接続される。管路９ｋの他端は、管路９ｌの一端および管路９ｍの一端に接続される。

　管路９ｌの一端は、管路９ｋの他端および管路９ｍの一端に接続される。管路９ｌの他端は、管路９ｂの経路中であって第２の膨張弁６２の下流側に接続される。管路９ｌは、第１の膨張弁６１および第１熱交換器７を通過する。第１熱媒体は、管路９ｌの一端から他端に向かって第１の膨張弁６１、第１熱交換器７の順で流れる。

　管路９ｍの一端は、管路９ｋの他端および管路９ｌの一端に接続される。管路９ｍの他端は、管路９ｈの他端および管路９ｉの一端に接続される。管路９ｍは、第４の膨張弁６４および第２空調用熱交換器７４を通過する。第１熱媒体は、管路９ｍの一端から他端に向かって第４の膨張弁６４、第２空調用熱交換器７４の順で流れる。

　管路（第２迂回路）９ｎの一端は、管路９ｃの他端および管路９ｄの一端に接続される。管路９ｎの他端は、管路９ｄの他端および管路９ｅの一端に接続される。管路９ｎは、開閉バルブ８ｄ、第２熱交換器８、およびチャッキバルブ８ｆを通過する。第１熱媒体は、管路９ｎの一端から他端に向かって開閉バルブ８ｄ、第２熱交換器８、チャッキバルブ８ｆの順で流れる。チャッキバルブ８ｆは、管路９ｎの一端から他端に向かう第１熱媒体の流れを許容し、他端から一端に向かう第１熱媒体の流れを制限する。

　アキュムレータ７１は、圧縮機７２の上流側に配置される。アキュムレータ７１は、第１熱媒体を気液分離する。アキュムレータ７１は、気相の第１熱媒体のみを圧縮機７２に供給し、液相の第１熱媒体が圧縮機７２に吸入されることを抑制する。

　圧縮機７２は、通過する第１熱媒体を圧縮して温度を上昇させる。圧縮機７２は、下流側に高圧かつ気相の第１熱媒体を吐出する。圧縮機７２は、バッテリ６から供給される電力によって電気駆動される。

　第１のラジエータ７７は、ファンを有し第１熱媒体の熱を外気に放出することで第１熱媒体を冷却する。第１のラジエータ７７は、第１熱媒体と車室外の空気との間で熱交換を行う熱交換器である。

　第１の膨張弁６１、第２の膨張弁６２、第３の膨張弁６３、および第４の膨張弁６４は、第１熱媒体を膨張させて第１熱媒体の温度を低下させる。さらに、第１の膨張弁６１、第２の膨張弁６２、第３の膨張弁６３、および第４の膨張弁６４は、完全に開放して大きな圧力変化を伴わず第１熱媒体を通過させること、完全に閉塞して第１熱媒体の通過を制限することもできる。第１の膨張弁６１、第２の膨張弁６２、第３の膨張弁６３、および第４の膨張弁６４は、は、制御部６０によって開度調節されており、下流側の第１熱媒体の圧力および温度を調整する。なお、膨張弁が完全に開放する場合においても、膨張弁の通過時の熱媒体には若干程度の圧力低下が生じる。

　第１空調用熱交換器７３は、圧縮機７２を通過して温度が高められた第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。すなわち、第１空調用熱交換器７３は、第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。これにより、第１空調用熱交換器７３は、送風部８０において送風機８５から送られた空気流通路８６ｆ内の空気を温める。

　第２空調用熱交換器７４は、第４の膨張弁を通過して温度が低下した第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。すなわち、第２空調用熱交換器７４は、第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う。これにより、第２空調用熱交換器７４は、送風部８０において送風機８５から送られた空気流通路８６ｆ内の空気を冷やす、又は除湿する。

　送風部８０は、ダクト８６と送風機８５とを有する。ダクト８６の内部には、空気流通路８６ｆが設けられる。空気流通路８６ｆは、車外の空気を車内に供給する経路である。また、空気流通路８６ｆは、車内の空気を取り込んで再び車内に供給する経路でもある。空気流通路８６ｆの一端側には、車外又は車内の空気を空気流通路８６ｆに流入させる吸気口８６ａが設けられる。また、空気流通路８６ｆの他端側には、空気流通路８６ｆの空気を車内に排気する吹出口８６ｂが設けられる。

　空気流通路８６ｆの内部には、吸気口８６ａ側から吹出口８６ｂ側に向かって送風機８５、第２空調用熱交換器７４、および第１空調用熱交換器７３が、この順で配置される。送風機８５は、空気流通路８６ｆの一端側から他端側に向かって空気を流通させる。すなわち、第２空調用熱交換器７４、および第１空調用熱交換器７３は、送風機８５の送風流路中に配置される。第２空調用熱交換器７４は、送風機８５によって送られる空気を冷却および除湿する。一方で、第１空調用熱交換器７３は、送風機８５によって送られる空気を加熱する。

　空気流通路８６ｆには、第１空調用熱交換器７３を迂回して空気を流すバイパス流通路８６ｃが設けられる。また、バイパス流通路８６ｃの上流側には、第２空調用熱交換器７４を通過した空気のうち、第１空調用熱交換器７３によって加熱される空気の割合を調整するエアミックスダンパ８６ｄが設けられている。エアミックスダンパ８６ｄは、制御部６０に接続され制御される。

　（冷却部）
　冷却部１ｂは、第２回路Ｃ２と、モータ２と、電力制御装置４と、インバータ３と、第２のラジエータ５と、バッテリ６と、を備える。

　第２回路Ｃ２には、第２熱媒体が流れる。第２回路Ｃ２の経路中には、モータ２、電力制御装置４、インバータ３、第２のラジエータ５、およびバッテリ６が配置される。第２回路Ｃ２は、複数の管路１１～２０と、第１切替部３１と、第２切替部３２と、第３切替部３３と、第１ポンプ４１と、第２ポンプ４２と、調整バルブ（バルブ）３９と、を有する。第１ポンプ４１および第２ポンプ４２は、配置される管路の第２熱媒体を一方向に圧送する。複数の管路は、互いに連結されて第２熱媒体を流すループを構成する。

　切替部３１～３３は、制御部６０に接続され、開放又は閉塞を切り替えることで、第２熱媒体が通過する管路を切り替える。切替部３１～３３は、３つ以上の管路が合流する部分に配置され、接続された複数の管路のうち何れか２つの管路を連通させる。以下の説明において、複数の切替部３１～３３を互いに区別する場合、これらを第１切替部３１、第２切替部３２、および第３切替部３３と呼ぶ。

　第１切替部３１は、四方弁である。第１切替部３１は、４つの接続口Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有する。第１切替部３１は、４つの接続口Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうち２つずつ二組の接続口同士を互いに連通させる。接続口Ａには、管路１９が接続される。接続口Ｃには、管路１８が接続される。接続口Ｂ、Ｄには、管路１２の両端部がそれぞれ接続される。

　第１切替部３１は、２つの接続状態（第１接続状態および第２接続状態）の何れかに切り替え可能である。第１切替部３１は、第１接続状態において、接続口Ａ、Ｃ、および接続口Ｂ、Ｄをそれぞれ連通させる。第１接続状態の第１切替部３１は、管路１８と管路１９とを連通させつつ管路１２の両端部を連通させる。第１切替部３１は、第１接続状態において、接続口Ａ、Ｂ、および接続口Ｃ、Ｄをそれぞれ連通させる。第２接続状態の第１切替部３１は、管路１８と管路１２の一端とを連通させつつ管路１９と管路１２の他端とを連通させる。

　第２切替部３２は、第１バルブ３２ａ、第２バルブ３２ｂ、第１連結管路３２ｃ、および第２連結管路３２ｄを有する。第１連結管路３２ｃは、管路１１および管路１６の接続部と、管路１９および管路１７の接続部と、の間に跨って延びる。また、第２連結管路３２ｄは、管路１５および管路１６の接続部と、管路１８および管路１７の接続部と、の間に跨って延びる。

　第１バルブ３２ａは、三方弁である。第１バルブ３２ａは、第１連結管路３２ｃ、管路１９、および管路１７の接続部に配置される。第１バルブ３２ａは、第１連結管路３２ｃ、および管路１７の何れか一方を管路１９と連通させる。これにより、第１バルブ３２ａは、管路１９を流れる第２熱媒体を第１連結管路３２ｃ又は管路１７の何れか一方に流す。

　第２バルブ３２ｂは、二方弁である。第２バルブ３２ｂは、管路１６の経路中に配置される。第２バルブ３２ｂは、管路１６に第２熱媒体が流れる開放状態と、第２熱媒体の流れを停止させる閉塞状態とを切り替え可能である。本実施形態の第２バルブ３２ｂは、制御部６０によって制御されるソレノイドバルブである。

　第３切替部３３は、三方弁である。第３切替部３３は、管路１１、管路１３、および管路１４の接続部に配置される。第３切替部３３は、管路１３又は管路１４の何れか一方を管路１１と連通させる。これにより、第３切替部３３は、管路１１を流れる第２熱媒体を管路１３又は管路１４の何れか一方に流す。

　調整バルブ３９は、下流側の二方向に流出させる第２熱媒体の流量を調整するミキシングバルブである。調整バルブ３９は、管路１９の経路中に配置される。また、調整バルブ３９には、管路２０の端部が接続される。すなわち、調整バルブ３９は、管路１９と管路２０との接続部に配置される。調整バルブ３９は、制御部６０からの信号に従って、管路１９の下流側に流れる第２熱媒体の流量と管路２０に流れる第２熱媒体の流量との比率を調整できる。

　次に、それぞれの管路１１～２０の構成について具体的に説明する。
　なお、管路１１～２０のうち一部の管路は、構成されるループによって内部を流れる第２熱媒体の流動方向が変わる。このため、それぞれの管路１１～２０の説明において、管路の「一端」および「他端」とは、単に管路の両端部のうち何れかであることを表すものであって、必ずしも第２熱媒体の流動方向を示すものではない。

　管路１１の一端は、管路１６および第１連結管路３２ｃに接続される。管路１１の他端は、管路１３および管路１４に接続される。管路１１は、第１ポンプ４１と電力制御装置４とインバータ３とモータ２とを通過する。第１ポンプ４１は、管路１１において一端側から他端側に向かって第２熱媒体を圧送する。

　管路１２の一端は、第１切替部３１の接続口Ｄに接続される。管路１２の他端は、第１切替部３１の接続口Ｂに接続される。管路１２は、第２ポンプ４２とバッテリ６と第２熱交換器８とを通過する。第２ポンプ４２は、管路１２において一端側から他端側に向かって第２熱媒体を圧送する。

　管路１３の一端は、第３切替部３３を介して、管路１１および管路１４に接続される。管路１３の他端は、管路１４および管路１５に接続される。管路１３は、第２のラジエータ５を通過する。管路１３を通過する第２熱媒体は、第２のラジエータ５によって冷却される。

　管路１４の一端は、第３切替部３３を介して、管路１１および管路１３に接続される。管路１４の他端は、管路１３および管路１５に接続される。すなわち、管路１４は、管路１３の両端部に繋がる。管路１３および管路１４のうち一方は他方を迂回する。

　管路１５の一端は、管路１３および管路１４に接続される。管路１５の他端は、管路１６および第２連結管路３２ｄに接続される。

　管路１６の一端は、管路１５および第２連結管路３２ｄに接続される。管路１６の他端は、管路１１および第１連結管路３２ｃに接続される。

　管路１７の一端は、管路１９および第１連結管路３２ｃに接続される。管路１７の他端は、管路１８および第２連結管路３２ｄに接続される。

　管路１８の一端は、管路１７および第２連結管路３２ｄに接続される。管路１８の他端は、第１切替部３１の接続口Ｃに接続される。

　管路１９の一端は、第１切替部３１の接続口Ａに接続される。管路１９の他端は、第１バルブ３２ａを介して管路１７および第１連結管路３２ｃに接続される。管路１９は、第１熱交換器７を通過する。

　管路（第１迂回路）２０は、管路１９に接続される。管路２０は、第１熱交換器７を迂回可能である。管路２０の上流側の端部は、第１熱交換器７の上流側（すなわち、第１切替部３１と第１熱交換器７との間）で調整バルブ３９を介して管路１９から分岐する。また、管路２０の下流側の端部は、第１熱交換器７の下流側（すなわち、第１熱交換器７と第１バルブ３２ａとの間）で管路１９に合流する。

　モータ２は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。モータ２は、図示略の減速機構を介して、車両の車輪に接続される。モータ２は、インバータ３から供給される交流電流により駆動し、車輪を回転させる。これにより、モータ２は、車両を駆動する。また、モータ２は、車輪の回転を回生し交流電流を発電する。発電された電力は、インバータ３を通じてバッテリ６に蓄えられる。モータ２のハウジング内には、モータの各部を冷却および潤滑させるオイルが貯留される。

　インバータ３は、バッテリ６の直流電流を交流電流に変換する。インバータ３は、モータ２と電気的に接続される。インバータ３によって変換された交流電流は、モータ２に供給される。すなわち、インバータ３は、バッテリ６から供給される直流電流を交流電流に変換してモータ２に供給する。

　電力制御装置４は、ＩＰＳ（Integrated Power System）とも呼ばれる。電力制御装置４は、ＡＣ／ＤＣ変換回路およびＤＣ／ＤＣ変換回路を有する。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換しバッテリ６に供給する。すなわち、電力制御装置４は、ＡＣ／ＤＣ変換回路において、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換しバッテリ６に供給する。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、バッテリ６から供給される直流電流を電圧の異なる直流電流に変換し、制御部６０などに供給する。

　バッテリ６は、インバータ３を介してモータ２に電力を供給する。また、バッテリ６は、モータ２によって発電された電力を充電する。バッテリ６は、外部電源によって充填されていてもよい。バッテリ６は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ６は、繰り返し充電および放電が可能な二次電池であれば、他の形態であってもよい。

　第２のラジエータ５は、ファンを有し第２熱媒体の熱を外気に放出することで第２熱媒体を冷却する。すなわち、第２のラジエータ５は、外気との間の熱交換を行う交換器である。

　（各モード）
　本実施形態の車両用温調装置１は、冷房モード、通常暖房モード（第２モード）と、ホットガス暖房モード（第１モード）と、第１のバッテリ加熱モードと、第２のバッテリ加熱モードと、バッテリ冷却モードと、を有する。各モードは、開閉バルブ８ａ～８ｄの切り替えによって互いに遷移可能である。なお、車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａ～８ｄを切り替えることで構成し得る他のモードを有していてもよい。

　（冷房モード）
　図２は、冷房モードの車両用温調装置１の概略図である。
　冷房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、第２空調用熱交換器７４で空気流通路８６ｆ内を流れる車内の空気から吸熱して第１のラジエータ７７で車外に放熱する。すなわち、第１熱媒体は、車内から車外に熱を移送する。これにより、第１熱媒体は、車内の空気を冷却する。

　冷房モードの第１回路Ｃ１は、冷房用ループＬｃを有する。冷房用ループＬｃは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第３の膨張弁６３、第１のラジエータ７７、第４の膨張弁６４、および第２空調用熱交換器７４、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。

　なお、冷房モードにおいて、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２との間に熱のやり取りは発生しない。したがって、冷房モードにおいて、第２回路Ｃ２に形成されるループは限定されない。

　車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａ～８ｄ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることで冷房モードとされる。すなわち、冷房モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａを開放し、開閉バルブ８ｂを閉塞し、開閉バルブ８ｃを閉塞し、開閉バルブ８ｄを閉塞する。さらに、冷房モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１を完全に閉塞し、第２の膨張弁６２を完全に閉塞し、第３の膨張弁６３を完全に開放し、第４の膨張弁６４において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させる。

　また、冷房モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を塞ぎ、バイパス流通路を開放する。これにより、送風部８０は、第２空調用熱交換器７４によって冷却された空気を、第１空調用熱交換器７３を通過させることなく車室内に送る。

　冷房モードにおいて圧縮機７２を動作させると、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３および第１のラジエータ７７を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第４の膨張弁６４を通過することで減圧され、さらに第２空調用熱交換器７４において気化するとともに、空気流通路８６ｆ内の空気から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。

　（通常暖房モード）
　図３は、通常暖房モードの車両用温調装置１の概略図である。
　通常暖房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、第１のラジエータ７７で外気から吸熱して第１空調用熱交換器７３で空気流通路８６ｆ内に放熱する。すなわち、第１熱媒体は、車外から車内に熱を移送する。これにより、第１熱媒体は、車内の空気を冷却する。

　通常暖房モードの第１回路Ｃ１は、暖房用ループ（第２ループ）Ｌｈを有する。暖房用ループＬｈは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第３の膨張弁６３、および第１のラジエータ７７、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。

　なお、通常暖房モードにおいて、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２との間に熱のやり取りは発生しない。したがって、通常暖房モードにおいて、第２回路Ｃ２に形成されるループは限定されない。

　車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａ～８ｄ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることで通常暖房モードとされる。すなわち、通常暖房モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａを開放し、開閉バルブ８ｂを閉塞し、開閉バルブ８ｃを開放し、開閉バルブ８ｄを閉塞する。さらに、通常暖房モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１を完全に閉塞し、第２の膨張弁６２を完全に閉塞し、第３の膨張弁６３において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第４の膨張弁６４を完全に閉塞する。

　また、通常暖房モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を開放させる。これにより、送風部８０は、第１空調用熱交換器７３によって加熱された空気を車室内に送る。

　通常暖房モードにおいて圧縮機７２を動作させると、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第３の膨張弁６３を通過することで減圧され、さらに第１のラジエータ７７において気化するとともに外気から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。

　なお、図示を省略するが、車室内の暖房とともに除湿を行う場合には、除湿暖房モードを選択してもよい。この場合、通常暖房モードから、開閉バルブ８ｃを閉塞し、開閉バルブ８ｂを開放し、第３の膨張弁６３を完全に閉塞し、第４の膨張弁６４において開度を調整しながら開放して通過する第１熱媒体を減圧させる。これにより、第１熱媒体は、第１のラジエータ７７で気化することなく、第２空調用熱交換器７４を通過する際に気化して空気流通路８６ｆ内の空気から吸熱し結露を生じさせることで空気を除湿する。

　（ホットガス暖房モード）
　図４は、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１の概略図である。
　ホットガス暖房モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、圧縮機７２から熱を取り出すとともに、第１熱交換器７において第２回路Ｃ２から熱を受け取り、第２空調用熱交換器７４で空気流通路８６ｆ内の空気に放熱することで車内を暖房する。ホットガス暖房モードは、外気温が極端に低く、第１のラジエータ７７での吸熱が難しい場合に選択される。

　ホットガス暖房モードの第１回路Ｃ１は、第１熱媒体を同時に循環させるホットガス用ループ（第１ループ）Ｌ１および蓄熱用ループ（第１サブループ）Ｌ１ａを有する。ホットガス用ループＬ１は、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第１の膨張弁６１、および第１熱交換器７、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。蓄熱用ループＬ１ａは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、および第２の膨張弁６２、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。

　ホットガス暖房モードの第２回路Ｃ２は、モータ放熱ループ（第３ループ）Ｐ１を有する。モータ放熱ループＰ１は、第１ポンプ４１、電力制御装置４、インバータ３、モータ２、および第１熱交換器７を通過して第２熱媒体を循環させる。モータ放熱ループＰ１において、モータ２、インバータ３、および電力制御装置４の熱は、第２熱媒体に移動する。さらにこの熱は、第１熱交換器７において、第１回路Ｃ１の第１熱媒体に移動する。

　車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａ～８ｄ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることでホットガス暖房モードとされる。すなわち、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａを開放し、開閉バルブ８ｂを開放し、開閉バルブ８ｃを閉塞し、開閉バルブ８ｄを閉塞する。さらに、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第２の膨張弁６２において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第３の膨張弁６３を完全に閉塞し、第４の膨張弁６４を完全に閉塞する。

　さらに、車両用温調装置１は、切替部３１～３３を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２にモータ放熱ループＰ１を構成する。すなわち、第１切替部３１は、管路１８と管路１９とを連通させる。第２切替部３２は、管路１９と第１連結管路３２ｃと管路１１とを連通させ、管路１５と第２連結管路３２ｄと管路１８とを連通させる。第３切替部３３は、管路１１と管路１４とを連通させ、管路１３を閉塞させる。

　ホットガス暖房モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を開放させる。これにより、送風部８０は、第１空調用熱交換器７３によって加熱された空気を車室内に送る。

　ホットガス暖房モードにおいて、ホットガス用ループＬ１と蓄熱用ループＬ１ａとの共通部分である管路９ａには、アキュムレータ７１および圧縮機７２が配置される。圧縮機７２から吐出された第１熱媒体は、管路９ｃと管路９ｂとに分岐して流れる。管路９ｃに流れた第１熱媒体は、ホットガス用ループＬ１を循環しアキュムレータ７１に戻る。管路９ｂに流れた第１熱媒体は、蓄熱用ループＬ１ａを循環しアキュムレータ７１に戻る。すなわち、管路９ｃと管路９ｂとに分岐して流れた第１熱媒体は、アキュムレータ７１の上流側で合流した後に、アキュムレータ７１および圧縮機７２に吸入される。

　蓄熱用ループＬ１ａにおいて、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第２の膨張弁６２を通過することで減圧されて低圧気相とされ、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２に吸入される。

　蓄熱用ループＬ１ａにおいて、第１熱媒体は、第２の膨張弁６２で減圧されるものの放熱を行うことがない。このため、蓄熱用ループＬ１ａを循環する第１熱媒体は、圧縮機７２のエネルギを熱として蓄える。すなわち、蓄熱用ループＬ１ａは、圧縮機７２から熱を取り出して蓄えるループである。本実施形態によれば、第１熱媒体を蓄熱用ループＬ１ａで循環させることで、第１熱媒体の温度を高めることができる。

　ホットガス用ループＬ１において、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第１の膨張弁６１を通過することで減圧され、第１熱交換器７において気化するとともに第２回路Ｃ２の第２熱媒体から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。

　ホットガス用ループＬ１を循環する第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３で放熱して液化し、第１熱交換器７において第２回路Ｃ２の第２熱媒体から吸熱して気化する。しかしながら、第２回路Ｃ２から十分な吸熱を得ることができない場合に、第１熱媒体の温度が高まらず第１熱媒体の気化が進みにくい。この場合、アキュムレータ７１から圧縮機７２に、気相の第１熱媒体を十分に供給できなくなる虞がある。

　本実施形態によれば、ホットガス暖房モードの車両用温調装置１は、ホットガス用ループＬ１とともに蓄熱用ループＬ１ａにおいて第１熱媒体を循環させる。このため、アキュムレータ７１を介して圧縮機７２には、ホットガス用ループＬ１と蓄熱用ループＬ１ａとをそれぞれ循環する第１熱媒体が混合して吸入される。このため、アキュムレータ７１には、温度が十分に高く気化が進んだ第１熱媒体が流入する。本実施形態の車両用温調装置１によれば、圧縮機７２の機能を十分に発揮させ高温高圧の第１熱媒体を第１空調用熱交換器７３に供給することで、外気温が極低温の場合でも車室内の暖房を行うことができる。

　本実施形態において、ホットガス用ループＬ１の第１熱媒体は、第１の膨張弁６１の下流側かつアキュムレータ７１の上流側で第１熱交換器７を通過する。第１熱交換器７は、第１回路Ｃ１の第１熱媒体と第２回路Ｃ２の第２熱媒体との間で熱交換を行う。すなわち、ホットガス用ループＬ１の第１熱媒体は、第１熱交換器７において第２熱媒体から熱を受け取る。

　本実施形態の車両用温調装置１によれば、ホットガス用ループＬ１において、第１の膨張弁６１で減圧された低圧液相の第１熱媒体に、第２回路の第２熱媒体から熱を受け取らせることができる。これにより車両用温調装置１は、第２回路Ｃ２の熱を第１回路Ｃ１で効率的に利用して、アキュムレータ７１に流入する第１熱媒体の気化を進行させることができる。

　第２回路Ｃ２のモータ放熱ループＰ１には、第１熱交換器７を通過する管路１９と第１熱交換器７を迂回する管路２０が設けられる。また、管路１９と管路２０との接続部には、第１熱交換器７を通過する第２熱媒体の流量と管路２０を通過する第２熱媒体の流量との比率を調整できる調整バルブ３９が設けられる。

　調整バルブ３９は、上流側から調整バルブ３９に達する全ての第２熱媒体を第１熱交換器７又は管路２０の何れか一方に流す１００：０の調整をも行うことができる。調整バルブ３９が、全ての第２熱媒体を管路２０に流す場合、モータ放熱ループＰ１を循環する第２熱媒体は第１熱交換器７を通過しない。

　モータ２の駆動直後など、モータ２、インバータ３、および電力制御装置４の発熱量が小さい場合、第１熱交換器７を通過する第２熱媒体の温度が第１熱交換器７を通過する第１熱媒体の温度より低くなる場合がある。この場合、第１熱媒体は、第１熱交換器７を通過する際に第２熱媒体に熱を奪われてしまい、ホットガス暖房モードにおける暖房効率がかえって低下する。

　本実施形態によれば、モータ放熱ループＰ１において、第１熱交換器７を通過する第２熱媒体の温度が第１熱媒体の温度より低い場合に、第１熱交換器７を迂回させて第２熱媒体を循環させることができる。このため、ホットガス暖房モードにいて、第１熱媒体が第１熱交換器７で冷却されてしまうことを抑制することができ、暖房効率を維持できる。

　なお、ホットガス暖房モードの調整バルブ３９は、第１熱交換器７と管路２０との何れか一方にのみ第２熱媒体を流し、他方には流さない１００：０の制御を行う。このため、第２回路Ｃ２は、図８に変形例として示すように、調整バルブ３９に替えて、三方弁の切替バルブ（バルブ）１３９を有していてもよい。すなわち、第２回路Ｃ２は、第１熱交換器７を迂回する管路２０（第１迂回路）と、第１熱交換器７および管路２０の何れか一方に第２熱媒体を流す切替バルブ１３９を有していてもよい。

　本実施形態では、ホットガス用ループＬ１の経路中に、吸熱部としての第１熱交換器７が配置される場合について説明した。しかしながら、ホットガス暖房モードの第１回路Ｃ１は、ホットガス用ループＬ１とともに蓄熱用ループＬ１ａを有していれば、蓄熱用ループＬ１ａにおいて圧縮機７２から熱エネルギを受け取ることができるため、ホットガス用ループＬ１が第１熱交換器７を通過しないループであってもよい。

　なお、ホットガス暖房モードでは、第１の膨張弁６１および第２の膨張弁６２の開度を調整することで、ホットガス用ループＬ１および蓄熱用ループＬ１ａを循環する第１熱媒体の流量の比率を調整できる。したがって、第１の膨張弁６１の開度を０にする場合（すなわち、第１の膨張弁６１を完全に閉塞する場合）、第１熱媒体は、蓄熱用ループＬ１ａのみを循環する。一方で、第２の膨張弁６２の開度を０にする場合（すなわち、第２の膨張弁６２を完全に閉塞）、第１熱媒体は、ホットガス用ループＬ１のみを循環する。

　本実施形態において、アキュムレータ７１の上流側の第１熱媒体の温度および圧力が低い場合、蓄熱用ループＬ１ａのみに第１熱媒体を循環させて第１熱媒体の温度および圧力が十分に高まった後に、ホットガス用ループＬ１にも第１熱媒体を流すようにしてもよい。さらに、第１熱媒体の温度および圧力が十分に高まるに従い、ホットガス用ループＬ１を循環させる第１熱媒体の流量を徐々に高め、最終的に、蓄熱用ループＬ１ａでの第１熱媒体の循環を停止させてもよい。

　第１回路Ｃ１の管路９ａには、管路９ａ内の圧力又は温度を測定するセンサＳが設けられる。センサＳは、温度センサ又は圧力センサである。センサＳは、制御部６０に接続される。本実施形態のセンサＳは、アキュムレータ７１の流入口に設けられ、アキュムレータ７１に流入する第１熱媒体の圧力又は温度を測定する。なお、アキュムレータ７１の通過前後で第１熱媒体の温度および圧力はほとんど変化しない。したがって、センサＳは、圧縮機７２に流入する第１熱媒体の圧力又は温度を測定すると見做される。なお、センサＳは、圧縮機７２の吸入口に設けられていてもよい。

　第１回路Ｃ１は、制御部６０において、センサＳの測定結果を基に、ホットガス用ループＬ１と蓄熱用ループＬ１ａとをそれぞれ循環する第１熱媒体の比率を決める。より具体的には、第１回路Ｃ１は制御部６０で、圧縮機７２に流入する第１熱媒体の圧力又は温度が低い場合に、蓄熱用ループＬ１ａを循環する第１熱媒体の比率を高める。これにより、圧縮機７２に流入する第１熱媒体の圧力又は温度が低くなりすぎることを抑制して、圧縮機７２の機能を十分に発揮させることができる。

　本実施形態によれば、第１回路Ｃ１は、ホットガス用ループＬ１および蓄熱用ループＬ１ａに第１熱媒体を同時に循環させるホットガス暖房モードと、暖房用ループＬｈに第１熱媒体を循環させる通常暖房モードと、の間を切り替え可能である。このため、外気温が著しく低く第１のラジエータ７７における外気からの吸熱が難しい場合に、ホットガス暖房モードを選択することで車室内を安定的に暖房できる。

　通常暖房モードとホットガス暖房モードとの相互の移行は、開閉バルブおよび膨張弁を以下のように切り替えることで、行われる。開閉バルブ８ｂは、通常暖房モードにおいて閉塞し、ホットガス暖房モードにおいて開放する。開閉バルブ８ｃは、通常暖房モードにおいて開放し、ホットガス暖房モードにおいて閉塞する。第１の膨張弁６１および第２の膨張弁６２は、通常暖房モードにおいて閉塞し、ホットガス暖房モードにおいて開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させる。第３の膨張弁６３は、通常暖房モードにおいて開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、ホットガス暖房モードにおいて閉塞する。

　（第１のバッテリ加熱モード）
　図５は、第１のバッテリ加熱モードの車両用温調装置１の概略図である。
　第１のバッテリ加熱モードは、ホットガスの熱を利用して、バッテリを加熱するモードである。

　第１のバッテリ加熱モードの第１回路Ｃ１において、第１熱媒体は、上述のホットガス暖房モードと同様の経路を循環する。すなわち、第１のバッテリ加熱モードの第１回路Ｃ１は、ホットガス暖房モードと同様に、第１熱媒体を同時に循環させるホットガス用ループＬ１および蓄熱用ループＬ１ａを有する。なお、第１のバッテリ加熱モードにおいて、第１の膨張弁６１は、開度を全開とし完全に開放される。

　第１のバッテリ加熱モードの第２回路Ｃ２は、第２バッテリループ（第５ループ）Ｐ３を有する。第２バッテリループＰ３は、バッテリ６、第１熱交換器７および第２熱交換器８を通過して第２熱媒体を循環させる。

　車両用温調装置１は、第１切替部３１および第２切替部３２を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２に第２バッテリループＰ３を構成する。すなわち、第１切替部３１は、管路１８と管路１２の一端とを連通させ、管路１２の他端と管路１９とを連通させる。第２切替部３２は、管路１９と管路１７と管路１８を連通させ、管路１５と管路１６と管路１１とを連通させる。

　また、第１のバッテリ加熱モードにおいて、送風部８０のエアミックスダンパ８６ｄは、吹出口８６ｂ側の流路口を塞ぐ。これにより、第１空調用熱交換器７３における第１熱媒体と空気との熱交換は抑制される。

　第１のバッテリ加熱モードの第１回路Ｃ１において、蓄熱用ループＬ１ａは、圧縮機７２から熱を取り出して蓄え、第１熱媒体の温度を高める。第１のバッテリ加熱モードでは、エアミックスダンパ８６ｄの働きにより、第１空調用熱交換器７３での熱交換が抑制されため、第１熱媒体は第１空調用熱交換器７３で冷却され難い。したがって、圧縮機７２から吐出された第１熱媒体は、高温を保ったまま第１熱交換器７に達し、第１熱交換器７において第２熱媒体に熱を移動させる。第２回路Ｃ２において、第２熱媒体は、バッテリ６を通過する第２バッテリループＰ３を循環する。第２熱媒体は、第１回路Ｃ１から受け取った熱をバッテリ６に伝えてバッテリ６を加熱する。

　バッテリ６は、温度が低すぎる場合に性能が低下する場合がある。第１のバッテリ加熱モードによれば、第１熱交換器７を用いて、第１回路Ｃ１の第１熱媒体から第２回路Ｃ２のバッテリ６に熱を移動してバッテリを加熱できる。これにより、バッテリ６の信頼性を高めることができる。

　後述するように、本実施形態の車両用温調装置１には、第１熱交換器７に加えて第２熱交換器８を有する。すなわち、本実施形態の車両用温調装置１には、第１回路Ｃ１と第２回路Ｃ２との間で熱交換を行う２つの熱交換器が設けられる。第２熱交換器８の主な機能は、第１回路Ｃ１から第２回路Ｃ２に熱を移動させるものである（後述の第２のバッテリ加熱モード（図６参照））。しかしながら、第１のバッテリ加熱モードを採用する場合には、第２熱交換器８を用いることなく、第１回路Ｃ１から第２回路Ｃ２に熱を移動させることができる。すなわち、第１のバッテリ加熱モードを採用する場合には、第２熱交換器８を省略することができ車両用温調装置１を安価に構成できる。

　第１のバッテリ加熱モードによれば、バッテリ６を加熱してバッテリ６の性能を安定させることができるが、一方で、バッテリ６を加熱し過ぎると、バッテリ６の性能が低下する虞がある。本実施形態の第２バッテリループＰ３には、第１熱交換器７を通過する管路１９と第１熱交換器７を迂回する管路２０が設けられる。また、管路１９と管路２０との接続部には、第１熱交換器７を通過する第２熱媒体の流量と管路２０を通過する第２熱媒体の流量との比率を調整できる調整バルブ３９が設けられる。このため、調整バルブ３９の操作によって、第２回路Ｃ２から第１回路Ｃ１に移動させる熱量を調整できる。本実施形態によれば、バッテリ６が過度に加熱されることを抑制でき、バッテリ６の信頼性を高めることができる。

　（第２のバッテリ加熱モード）
　図６は、第２のバッテリ加熱モードの車両用温調装置１の概略図である。
　第２のバッテリ加熱モードは、外気の熱を利用して、バッテリを加熱するモードである。第２のバッテリ加熱モードの第１熱媒体は、上述の通常暖房モードと類似した経路を循環し、通常暖房モードと比較して、第１空調用熱交換器７３ではなく第２熱交換器８を通過する。第２のバッテリ加熱モードの車両用温調装置１において第１熱媒体は、第１のラジエータ７７で外気から熱を受け取り、受け取った熱を第２熱交換器８で第２回路Ｃ２の第２熱媒体を介しバッテリ６に伝えることでバッテリ６を加熱する。

　第２のバッテリ加熱モードの第１回路Ｃ１は、熱移送用ループＬｂｈを有する。熱移送用ループＬｂｈは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第２熱交換器８、第３の膨張弁６３、および第１のラジエータ７７、の順で通過して第１熱媒体を循環させる。

　第２のバッテリ加熱モードの第２回路Ｃ２は、第１バッテリループ（第４ループ）Ｐ２を有する。第１バッテリループＰ２は、バッテリ６および第２熱交換器８を通過して第２熱媒体を循環させる。第２のバッテリ加熱モードにおいて、第２熱交換器８は、第１回路Ｃ１の熱移送用ループＬｂｈを循環する第１熱媒体から熱を受け取り、第２回路Ｃ２の第１バッテリループＰ２を循環する第２熱媒体に移動させる。さらにこの熱は、第１バッテリループＰ２においてバッテリ６に移動してバッテリ６を温める。

　車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａ～８ｄ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることで第２のバッテリ加熱モードとされる。すなわち、第２のバッテリ加熱モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａを閉塞し、開閉バルブ８ｂを閉塞し、開閉バルブ８ｃを開放し、開閉バルブ８ｄを開放する。さらに、第２のバッテリ加熱モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１を完全に閉塞し、第２の膨張弁６２を完全に閉塞し、第３の膨張弁６３において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第４の膨張弁６４を完全に閉塞する。さらに、車両用温調装置１は、第１切替部３１を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２に第１バッテリループＰ２を構成する。すなわち、第１切替部３１は管路１２の両端部を互いに連通させる。

　第２のバッテリ加熱モードにおいて圧縮機７２を動作させると、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第２熱交換器８を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第３の膨張弁６３を通過することで減圧され、さらに第１のラジエータ７７において気化するとともに外気から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。

　第２のバッテリ加熱モードにおいて、管路９ｎは、第１空調用熱交換器７３を迂回して第２熱交換器を通過する迂回路として機能する。また、開閉バルブ（バルブ）８ａおよび開閉バルブ（バルブ）８ｄは、何れか一方を開放し他方を閉塞することで、第１空調用熱交換器７３および管路９ｎの何れか一方に第１熱媒体を流すかを、切り替える。

　バッテリ６は、温度が低すぎる場合に性能が低下する場合がある。本実施形態によれば、２つの開閉バルブ８ａ、８ｄを切り替えることで第２熱交換器８に高温の第１熱媒体を通過させ、第２回路Ｃ２の第２熱媒体を加熱できる。これによ、第２回路Ｃ２の第１バッテリループＰ２を循環する第２熱媒体を介してバッテリを加熱しバッテリ６の信頼性を高めることができる。

　なお、本実施形態では、２つの開閉バルブ８ａ、８ｄを用いて、第１空調用熱交換器７３および管路９ｎの何れに第１熱媒体を循環させるかを切り替える。しかしながら、２つの開閉バルブ８ａ、８ｄの代わりに、管路９ｎ、管路９ｃ、管路９ｄの交差部、又は管路９ｎ、管路９ｄ、管路９ｅの交差部に配置される三方弁又はミキシングバルブを採用してもよい。この場合であっても、連通させる管路を三方弁で切り替えることで第１空調用熱交換器７３および管路９ｎの何れに第１熱媒体を通過させるかを変更することができる。

　本実施形態において、熱移送用ループＬｂｈは、バッテリ６を加熱するための熱を第２回路Ｃ２に移送させるために用いられている。しかしながら、熱移送用ループＬｂｈは、第１回路Ｃ１に熱を伝えるものであればよく、第１回路Ｃ１を循環する他のループに熱を伝え他の部位を加熱するために用いてもよい。

　（バッテリ冷却モード）
　図７は、バッテリ冷却モードの車両用温調装置１の概略図である。
　バッテリ冷却モードは、バッテリ６を冷却するモードである。バッテリ冷却モードにおいて第１熱媒体は、第１熱交換器７で第２回路Ｃ２からバッテリ６の熱を受け取り、受け取った熱を第１空調用熱交換器７３および第１のラジエータ７７で空気に放出する。

　バッテリ冷却モードの第１回路Ｃ１は、熱受け取り用ループＬｂｃを有する。熱受け取り用ループＬｂｃは、アキュムレータ７１、圧縮機７２、第１空調用熱交換器７３、第３の膨張弁６３、第１のラジエータ７７、第１の膨張弁６１、および第１熱交換器７の順で通過して第１熱媒体を循環させる。

　バッテリ冷却モードの第２回路Ｃ２は、第２バッテリループＰ３を有する。第２バッテリループＰ３は、バッテリ６、第１熱交換器７および第２熱交換器８を通過して第２熱媒体を循環させる。バッテリ冷却モードにおいて、第１熱交換器７は、第１回路Ｃ１の熱受け取り用ループＬｂｃを循環する第１熱媒体に熱を受け渡し、第２回路Ｃ２の第２バッテリループＰ３を循環する第２熱媒体を冷却する。これにより、第２バッテリループＰ３中のバッテリ６は冷却される。

　車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａ～８ｄ、および第１～第４の膨張弁６１～６４を以下のように切り替えることでバッテリ冷却モードとされる。すなわち、バッテリ冷却モードの車両用温調装置１は、開閉バルブ８ａを開放し、開閉バルブ８ｂを閉塞し、開閉バルブ８ｃを閉塞し、開閉バルブ８ｄを閉塞する。さらに、バッテリ冷却モードの車両用温調装置１は、第１の膨張弁６１において開度を調整し通過する第１熱媒体を減圧させ、第２の膨張弁６２を完全に閉塞し、第３の膨張弁６３を完全に開放し、第４の膨張弁６４を完全に閉塞する。

　さらに、車両用温調装置１は、第１切替部３１および第２切替部３２を以下のように切り替えることで第２回路Ｃ２に第２バッテリループＰ３を構成する。すなわち、第１切替部３１は、管路１８と管路１２の一端とを連通させ、管路１２の他端と管路１９とを連通させる。第２切替部３２は、管路１９と管路１７と管路１８を連通させ、管路１５と管路１６と管路１１とを連通させる。

　バッテリ冷却モードにおいて圧縮機７２を動作させると、圧縮機７２から吐出された高圧気相の第１熱媒体は、第１空調用熱交換器７３および第１のラジエータ７７を通過する過程で放熱し液化する。高圧液相の第１熱媒体は、第１の膨張弁６１を通過することで減圧され、さらに第１熱交換器７において気化するとともに第２回路Ｃ２の第２熱媒体から吸熱する。さらに、低圧気相の第１熱媒体は、アキュムレータ７１を経て再び圧縮機７２吸入される。

　本実施形態のバッテリ冷却モードによれば、バッテリ６を効率的に冷却することができる。一方で、バッテリ６は、冷却し過ぎてしまう場合に性能が低下する虞がある。本実施形態の第２バッテリループＰ３には、第１熱交換器７を通過する管路１９と第１熱交換器７を迂回する管路２０が設けられる。また、管路１９と管路２０との接続部には、第１熱交換器７を通過する第２熱媒体の流量と管路２０を通過する第２熱媒体の流量との比率を調整できる調整バルブ３９が設けられる。このため、調整バルブ３９の操作によって、第２回路Ｃ２から第１回路Ｃ１に移動させる熱量を調整できる。本実施形態によれば、バッテリ６が過剰に冷却されることを抑制でき、バッテリ６の信頼性を高めることができる。

　以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態おける各構成およびそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１…車両用温調装置、２…モータ、６…バッテリ、７…第１熱交換器、８…第２熱交換器、８ａ，８ｄ…開閉バルブ（バルブ）、９ｎ…管路（第２迂回路）、２０…管路（第１迂回路）、３９…調整バルブ（バルブ）、６１…第１の膨張弁、６２…第２の膨張弁、７１…アキュムレータ、７２…圧縮機、７３…第１空調用熱交換器（空調用熱交換器）、７７…第１のラジエータ（ラジエータ）、１３９…切替バルブ（バルブ）、Ｃ１…第１回路、Ｃ２…第２回路、Ｌ１…ホットガス用ループ（第１ループ）、Ｌ１ａ…蓄熱用ループ（第１サブループ）、Ｌｈ…暖房用ループ（第２ループ）、Ｐ１…モータ放熱ループ（第３ループ）、Ｐ２…第１バッテリループ（第４ループ）、Ｐ３…第２バッテリループ（第５ループ）

Claims (8)

1. 　第１熱媒体が流れる第１回路と、
   　前記第１熱媒体を気液分離するアキュムレータと、
   　前記第１熱媒体を圧縮する圧縮機と、
   　前記第１熱媒体と空気との間で熱交換を行う空調用熱交換器と、
   　第１の膨張弁と、
   　第２の膨張弁と、を備え、
   　前記第１回路は、前記第１熱媒体を同時に循環させる第１ループおよび第１サブループを有し、
   　前記第１ループは、前記アキュムレータ、前記圧縮機、前記空調用熱交換器、および前記第１の膨張弁、の順で通過して前記第１熱媒体を循環させ、
   　前記第１サブループは、前記アキュムレータ、前記圧縮機、および前記第２の膨張弁、の順で通過して前記第１熱媒体を循環させる、
   車両用温調装置。
2. 　前記第１回路は、前記圧縮機に流入する前記第１熱媒体の圧力又は温度が低い場合に前記第１サブループを循環する前記第１熱媒体の比率を高める、
   請求項１に記載の車両用温調装置。
3. 　前記第１熱媒体の熱を外気に放出するラジエータを備え、
   　前記第１回路は、前記アキュムレータ、前記圧縮機、前記空調用熱交換器、前記ラジエータ、および前記第１の膨張弁、の順で通過して前記第１熱媒体を循環させる第２ループを有し、
   　前記第１回路は、
   　　前記第１ループおよび前記第１サブループに前記第１熱媒体を同時に循環させる第１モードと、
   　　前記第２ループに前記第１熱媒体を循環させる第２モードと、の間を切り替え可能である、
   請求項１又は２に記載の車両用温調装置。
4. 　第２熱媒体が流れる第２回路と、
   　車両を駆動するモータと、
   　前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う第１熱交換器と、を備え、
   　前記第２回路は、前記モータおよび前記第１熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第３ループを有する、
   　前記第１ループは、前記第１の膨張弁の下流側かつ前記アキュムレータの上流側で前記第１熱交換器を通過する、
   請求項１～３の何れか一項に記載の車両用温調装置。
5. 　バッテリを備え、
   　前記第２回路は、前記バッテリおよび前記第１熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第５ループと、を有する、
   請求項４に記載の車両用温調装置。
6. 　前記第２回路は、
   　　前記第１熱交換器を迂回可能な第１迂回路と、
   　　前記第１熱交換器を通過する前記第２熱媒体の流量と前記第１迂回路を通過する前記第２熱媒体の流量との比率を調整できるバルブを有する、
   請求項４又は５に記載の車両用温調装置。
7. 　前記第２回路は、
   　　前記第１熱交換器を迂回する第１迂回路と、
   　　前記第１熱交換器および前記第１迂回路の何れか一方に前記第２熱媒体を流すバルブを有する、
   請求項４又は５に記載の車両用温調装置。
8. 　第２熱媒体が流れる第２回路と、
   　バッテリと、
   　前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行う第２熱交換器と、を備え、
   　前記第２回路は、前記バッテリおよび前記第２熱交換器を通過して前記第２熱媒体を循環させる第４ループと、を有し、
   　前記第１回路は、
   　　前記空調用熱交換器を迂回して前記第２熱交換器を通過する第２迂回路と、
   　　前記空調用熱交換器および前記第２迂回路の何れか一方に前記第１熱媒体を流すバルブと、を有する、
   請求項１～３の何れか一項に記載の車両用温調装置。

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