1.本发明涉及车辆用空调装置。
背景技术:
2.在电动汽车和混合动力汽车中,通过行驶时的再生对电池进行充电,但电池一旦过充电就会劣化。因此,当电池的剩余容量高时,使用电阻电路来消耗电力,或者如专利文献1所示,使电负载工作来消耗电力。现有技术文献专利文献
3.专利文献1:日本专利特开平6-105405号公报
技术实现要素:
发明所要解决的技术问题
4.为了防止电池过充电,如果使用电阻电路或电负载等放电单元,则要追加新的构成部件,因此还有改善的余地。本发明的课题是通过现有的构成部件消耗电池的电力,抑制过充电。用于解决技术问题的技术手段
5.本发明的一个方式的车辆用空调装置是在搭载了向电动机供电的电池的车辆上,包括:使加热用热媒循环的加热回路;以及为了进行车厢内的空气调节而使空调用热媒循环的制冷循环回路,加热回路包括:对加热用热媒进行加热的加热器;与制冷循环回路的空调用热媒之间进行热交换的热交换器;以及与热交换器并联设置并与外部空气之间进行热交换的散热器,该车辆用空调装置包括回路切换控制部,该回路切换控制部根据在车辆行驶时再生充电的电池的剩余容量来切换回路,回路切换控制部在车辆行驶时再生充电的电池的剩余容量达到预先确定的阈值以上时,使加热器工作,根据制冷循环回路的运转使加热后的加热用热媒在热交换器和散热器中的任一方中循环。发明效果
6.根据本发明,当电池的剩余容量在预先确定的阈值以上时,使加热回路的加热器工作以消耗电池的电力。加热回路的加热器越来越普遍地搭载在车辆上。因此,能通过现有的构成部件消耗电池的电力,抑制电池的过充电。
附图说明
7.图1是示出了车辆用空调装置的图。图2是示出制热运转的图。图3是示出除湿制热运转的图。图4是示出除湿制冷运转的图。图5是示出制冷运转的图。
图6是车辆用空调装置的框图。图7是示出放电控制处理的一例的流程图。图8是示出制热运转 加热器工作的图。图9是示出制冷运转 加热器工作的图。图10是示出制热运转 加热器工作(散热器散热)的图。图11是示出电池加热运转的图。图12是示出电池冷却运转的图。图13是示出利用加热器进行的制热辅助运转的图(发热芯)。图14是示出电动机冷却运转的图。
具体实施方式
8.以下,基于附图来说明本发明的实施方式。另外,各附图是示意性的,有时与实际不同。另外,下面的实施方式示出了用于实现本发明的技术思想的装置和方法,并非将结构特别规定为下记结构。也就是说,本发明的技术思想可以在权利要求所记载的技术范围内进行各种改变。
9.《一实施方式》《结构》图1是示出了车辆用空调装置的图。车辆是电动汽车或插电式混合动力汽车等能够通过来自外部电源的充电对电池45充电,并且利用对电池45充电的电力来驱动电动机46从而进行行驶的车辆。车辆用空调装置11搭载在车辆上并由电池45的电力驱动。车辆用空调装置11包括制冷循环回路12和hvac单元13,通过使用了空调用热媒的热泵选择性地执行制热运转、除湿制热运转、制冷运转和除湿制冷运转各种空调运转,来进行车厢内的空气调节。
10.首先,说明制冷循环回路12的基本构成要素。制冷循环回路12包括压缩机21、散热器22、室外膨胀阀23、室外热交换器24、室内膨胀阀25、吸热器26和储液器27。压缩机21通过压缩作为气相的低压空调用热媒,使其升压为容易液化的高压空调用热媒,例如涡旋压缩机、斜盘式压缩机等。压缩机21的驱动源例如是电动机。压缩机21是通过与空调用热媒一起循环的油进行润滑的供油式,并且油相对于空调用热媒的浓度为几个百分比的程度。
11.散热器22设置在hvac单元13内,并且在通过散热翅片周围的空气和通过管内的高温高压的空调用热媒(制热剂)之间进行热交换。即管内的空调用热媒通过散热而冷凝液化,从而对散热翅片周围的空气进行加热。室外膨胀阀23通过将液相且高压的空调用热媒变为雾状并吹出,从而减压成容易汽化的低压的空调用热媒,开度能从全闭调节到全开。
12.室外热交换器24设置在车身的前格栅的内侧,在通过散热翅片周围的外部空气和通过管内的空调用热媒之间进行热交换。外部空气主要是行驶风,然而,当没有获得足够的行驶风时,通过驱动送风机28将外部空气送风到散热翅片。当制热时或除湿制热时,室外热交换器24作为蒸发器起作用,也就是作为吸热器起作用,在通过散热翅片周围的外部空气
和通过管内的低温的空调用热媒(制冷剂)之间进行热交换。即,使管内的空调用热媒吸热并蒸发汽化。另一方面,当除湿制冷时或制冷时,使室外热交换器24作为冷凝器起作用,也就是作为散热器起作用,在通过散热翅片周围的外部空气和通过管内的高温空调用热媒(制热剂)之间进行热交换。即,使管内的空调用热媒散热并冷凝液化。
13.室内膨胀阀25通过将液相且高压的空调用热媒变为雾状并吹出,从而减压成容易汽化的低压的空调用热媒,开度能从全闭调节到全开。吸热器26设置在hvac单元13内,在通过散热翅片周围的空气和通过管内的低温的空调用热媒(制冷剂)之间进行热交换。也就是说,管内的空调用热媒通过吸热蒸发汽化,冷却散热翅片周围的空气,并在散热翅片表面产生结露并进行除湿。在储液器27中空调用热媒发生气液分离,仅将气相空调用热媒供给到压缩机21。
14.接着,说明制冷循环回路12的基本回路结构。图中,用实线表示空调用热媒的流路。压缩机21的出口经由配管31a与散热器22的入口连通。散热器22的出口经由配管31b与室外热交换器24的入口连通,室外膨胀阀23设置在配管31b中。室外热交换器24的出口经由配管31c与压缩机21的入口连通,开关阀32、止回阀33、储液器27从室外热交换器24侧朝向散热器22侧依次设置于配管31c。开关阀32打开或关闭配管31c。止回阀33允许从开关阀32侧向储液器27侧的通过,并阻止反方向的通过。
15.在配管31b中,散热器22和室外膨胀阀23之间存在分岔点34,该分岔点34经由配管31d与吸热器26的入口连通,在配管31d中,从分岔点34侧朝向吸热器26侧依次设置有开关阀35和室内膨胀阀25。开关阀35打开或关闭配管31d。在配管31c中,室外热交换器24和开关阀32之间存在分岔点36,在配管31d中,开关阀35和室内膨胀阀25之间有分岔点37。分岔点36经由配管31e与分岔点37连通,止回阀38设置在配管31e中。止回阀38允许从分岔点36侧向分岔点37侧的通过,并阻止反方向的通过。在配管31c中,开关阀32和止回阀33之间存在分岔点39,吸热器26的出口经由配管31f与分岔点39连通。
16.接着,对hvac单元13的基本结构进行说明。hvac单元13(hvac:heating ventilation and air conditioning:暖通空调)配置在仪表盘的内部,由从一端侧导入外部空气和内部空气并从另一端侧向车厢内供给空气的管道形成。在hvac单元13的内部,设置有送风扇14、吸热器26、散热器22、空气混合风门15。送风扇14设置在hvac单元13的一端侧,当被驱动时吸引外部空气或内部空气并将其排出到另一端侧。吸热器26设置在送风扇14的下游侧。从送风扇14吹出的空气全部通过吸热器26。通过散热器22的流路16和绕过散热器22的流路17形成在hvac单元13的内部且位于吸热器26的下游侧。流路16和流路17在下游侧合流。
17.空气混合风门15可在打开流路16并关闭流路17的位置、关闭流路16并打开流路17的位置之间转动。当空气混合风门15处于打开流路16并关闭流路17的位置时,通过吸热器26的空气全部通过散热器22。当空气混合风门15处于关闭流路16并打开流路17的位置时,通过吸热器26的空气全部绕过散热器22。当空气混合风门15处于流路16和流路17双方都打开的位置时,通过吸热器26的空气中的一部分通过散热器22,剩余的空气绕过散热器22,在hvac单元13的下游侧,通过散热器22后的空气和绕过了散热器22的空气混合。
18.接着,对附加的结构进行说明。车辆用空调装置11包括温度调节回路41,并通过使温度调节用热媒循环来进行电池45的温度调节。温度调节是指调整或调节温度。温度调节用热媒例如是水,但也可以使用制冷剂或冷却液等其他流体。首先,对温度调节回路41的主要构成要素进行说明。温度调节回路41包括主泵42、加热器43、发热芯44、电池45、电动机46、热交换器47、散热器48和分泵49。
19.主泵42从一侧吸引温度调节回路41的温度调节用热媒并将其排出到另一侧,从而使温度调节用热媒循环。加热器43是用于加热温度调节用热媒的例如水加热器(ech:electric coolant heater:冷却液电加热器)。发热芯44设置在流路16的散热器22的下游侧,在通过散热翅片周围的空气和通过管内的温度调节用热媒(制热剂)之间进行热交换。当供给加热后的温度调节用热媒时,发热芯44对散热翅片周围的空气进行加热。
20.电池45是向电动机46供电的蓄电池,例如是锂离子电池。通过温度调节用热媒流过形成在电池45上的水套,来进行电池45的温度调节。电池45是需要温度调节的电力设备之一,但不限于此。作为要求温度管理的电力设备,还可以应用于电源系统、充电器、逆变器、高压部件等。电动机46是用于车辆行驶的电动机。通过在形成在电动机46上的水套中流过温度调节用热媒,从而进行向电动机46的蓄热或进行电动机46的冷却。
21.热交换器47包括温度调节用热媒通过的温度调节用热媒流路47a和空调用热媒通过的空调用热媒流路47b,在制冷循环回路12的一部分空调用热媒和温度调节回路41的温度调节用热媒之间进行热交换。散热器48配置在室外热交换器24的下风侧,在通过内部的温度调节用热媒和通过周围的外部空气之间进行热交换,并使管内的温度调节用热媒散热。送风机28设置在室外热交换器24的上风侧,即使在车辆停止时或低速行驶时也通过驱动送风机28来向室外热交换器24和散热器48送风。分泵49从一侧吸引温度调节回路41的温度调节用热媒并向另一侧排出,从而使温度调节用热媒循环。
22.接下来,说明温度调节回路41的回路结构。图中,用短划线表示温度调节用热媒的流路。主泵42的出口经由配管51a与发热芯44的入口连通。发热芯44的出口经由配管51b与主泵42的入口连通。在配管51a中,从主泵42侧朝向发热芯44侧依次设置有加热器43、三通阀52。在配管51b中,从发热芯44侧朝向主泵42侧依次设置有分岔点53、分岔点54。
23.三通阀52的入口与加热器43连通,一个出口与发热芯44的入口连通,另一个出口经由配管51c与热交换器47中的温度调节用热媒流路47a的入口连通。热交换器47中的温度调节用热媒流路47a的出口经由配管51d与分岔点54连通。在配管51c中,从三通阀52侧朝向热交换器47侧,依次设置有三通阀61、电池45、分岔点62、三通阀63、分岔点64、电动机46、三通阀65、分岔点66。在配管51d中设置有三通阀68。
24.三通阀61的入口与三通阀52连通,一个出口与电池45连通,另一个出口经由配管51e与分岔点62连通。三通阀63的入口与分岔点62连通,一个出口与分岔点64连通,另一个出口经由配管51f与分岔点53连通。在配管51f中设置有三通阀68。三通阀68的入口与三通阀63连通,一个出口与分岔点53连通,另一个出口经由配管51g与分岔点66连通。
25.分泵49的出口经由配管51h与分岔点64连通。三通阀65的入口与电动机46连通,一个出口与分岔点66连通,另一个出口经由配管51i与分泵49的入口连通。在配管51i中,从三通阀65侧朝向分泵49侧依次设置有散热器48、分岔点69。三通阀68的一个入口与热交换器47中的温度调节用热媒流路47a连通,另一个入口经由配管51j与分岔点69连通,并且出口与分岔点54连通。
26.接着,说明制冷循环回路12的附加的构成要素。制冷循环回路12包括膨胀阀55和热交换器47。膨胀阀55通过将液相且高压的空调用热媒变为雾状并吹出,从而减压成容易汽化的低压的空调用热媒,开度能从全闭调节到全开。接着,说明制冷循环回路12的附加的回路结构。在配管31d中的分岔点37和室内膨胀阀25之间存在分岔点56,在配管31c中的止回阀33和储液器27之间存在分岔点57。分岔点56经由配管31g与热交换器47中的空调用热媒流路47b的入口连通,并且热交换器47中的空调用热媒流路47b的出口经由配管31h与分岔点57连通。膨胀阀55设置在配管31g中。
27.接下来,说明车辆用空调装置11的基本运转。控制器71例如是微型计算机,根据来自用户的运转请求,选择性地执行制热运转、除湿制热运转、制冷运转、除湿制冷运转各种空调运转,进行车厢内的空气调节。这里,为了说明基本的运转,对制冷循环回路12的动作和hvac单元13的动作进行说明。即,控制器71对压缩机21、室外膨胀阀23、开关阀32、开关阀35、室内膨胀阀25、膨胀阀55、送风机28、送风扇14以及空气混合风门15进行驱动控制。
28.[制热运转]图2是示出制热运转的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。当通过制冷循环回路12进行制热运转时,在略微打开室外膨胀阀23,打开开关阀32,关闭开关阀35,关闭室内膨胀阀25,关闭膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。
[0029]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、开关阀32、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。在该循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在散热器22处散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室外膨胀阀23处膨胀成低压,并通过在室外热交换器24处进行吸热,从而蒸发汽化,变成高温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在由空气混合风门15使流路17处于关闭状态的同时,调节通过散热器22的比例。由此,导入的空气被散热器22加热,温暖空气被供给到车厢内。
[0030]
另外,在制热运转时,室外热交换器24作为蒸发器起作用,因此,由于室外热交换
器24的周围被冷却,空气中的水分升华,在散热翅片上有时会结霜。此外,若霜生长导致散热翅片的通风路径被堵住,则室外热交换器24的热交换效率降低。因此,当从室外热交换器24的温度检测到发生结霜时,进行除霜运转。在进行除霜运转时,除了停止送风扇14并通过空气混合风门15堵住流路16以外,与制热运转相同。由此,空调用热媒在散热器22处的散热被抑制,因此保持高温的状态供给到室外热交换器24,从而将霜融化。
[0031]
[除湿制热运转]图3是示出除湿制热运转的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。当通过制冷循环回路12进行除湿制热运转时,在略微打开室外膨胀阀23,打开开关阀32,打开开关阀35,略微打开室内膨胀阀25,关闭膨胀阀55的状态下,驱动压缩机21。
[0032]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、开关阀32、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。此外,通过散热器22的空调用热媒的一部分从分岔点34被分流,并且经由开关阀35、分岔点37、分岔点56、室内膨胀阀25和吸热器26到分岔点39合流。在这些循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在散热器22处散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室外膨胀阀23处膨胀成低压,并通过在室外热交换器24处进行吸热,从而蒸发汽化,变成高温。另外,液相的空调用热媒的一部分在室内膨胀阀25处膨胀成低压,通过在吸热器26处吸热从而蒸发汽化并变成高温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在由空气混合风门15使流路17处于关闭状态的同时,调节通过散热器22的比例。由此,在通过吸热器26对被导入的空气进行除湿之后,通过散热器22进行加热,除湿后的温暖空气被供给到车厢内。
[0033]
[除湿制冷运转]图4是示出除湿制冷运转的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗短划线表示中压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开的开关阀,用涂黑表示关闭的开关阀。当通过制冷循环回路12进行除湿制冷运转时,在室外膨胀阀23处于打开状态,关闭开关阀32,关闭开关阀35,略微打开室内膨胀阀25,并关闭膨胀阀55的状态下,驱动压缩机21。
[0034]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、止回阀38、分岔点37、分岔点56、室内膨胀阀25、吸热器26、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。在该循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,在室外膨胀阀23处膨胀成中压,在室外热交换器24处进行散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室内膨胀阀25处膨胀成低压,在吸热器26处进行吸热从而蒸发汽化并变成高温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在空气混合风门15使流路16处于关闭状态的同时,调节绕过散热器22的比例。由此,导入的空气被吸热器26除湿冷却,凉快的空气被供给到车厢内。
[0035]
[制冷运转]
图5是示出制冷运转的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。当通过制冷循环回路12进行制冷运转时,在使室外膨胀阀23处于全开,关闭开关阀32,关闭开关阀35,略微打开室内膨胀阀25,并关闭膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。
[0036]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、止回阀38、分岔点37、分岔点56、室内膨胀阀25、吸热器26、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。在该循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在室外热交换器器24进行散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室内膨胀阀25处膨胀成低压,在吸热器26处进行吸热从而蒸发汽化并变成高温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在空气混合风门15使流路16处于关闭状态的同时,调节绕过散热器22的比例。由此,导入的空气被吸热器26冷却,凉快的空气被供给到车厢内。
[0037]
接下来,说明车辆用空调装置11的主要的控制处理。图6是车辆用空调装置的框图。车辆用空调装置11包括控制器71、soc获取部72、温度传感器73。soc获取部72获取相当于电池45的剩余容量的充电状态(soc:state of charge)。例如,通过测量电池45内的充放电电流和单体电池电压,获取电池45的充电状态。温度传感器73检测热交换器47的温度调节用热媒流路47a出口侧的温度调节用热媒的温度tc。各个信号被输入到控制器71。
[0038]
控制器71执行放电控制处理,并对制冷循环回路12、hvac单元13以及温度调节回路41进行驱动控制。即,控制器71对制冷循环回路12的压缩机21、室外膨胀阀23、开关阀32、开关阀35、室内膨胀阀25、膨胀阀55以及送风机28进行驱动控制。此外,控制器71对hvac单元13的送风扇14以及空气混合风门15进行驱动控制。此外,控制器71对温度调节回路41的主泵42、加热器43、分泵49、三通阀52、三通阀61、三通阀63、三通阀65、三通阀68以及三通阀68进行驱动控制。
[0039]
图7是示出放电控制处理的一例的流程图。放电控制处理作为每隔规定时间的计时器中断处理而执行。在步骤s101中,判定电池45的剩余容量是否为预先确定的阈值th以上。阈值th是比充满电略低的值,例如90%左右。这里,当电池45的剩余容量小于阈值th时,判断为还能够进行再生充电,直接恢复到规定的主程序。另一方面,当电池45的剩余容量在阈值th以上时,判断为不能再进行再生充电,转移到步骤s102。
[0040]
在步骤s102中,使加热器43工作。接着,在步骤s103中,判断制冷循环回路12是否在进行加热运转。这里,当制冷循环回路12在进行制热运转时,转移到步骤s103。另一方面,当制冷循环回路12未进行制热运转,即在进行制冷运转或空调运转已停止时,转移至步骤s106。这里,为了使说明简单,仅仅判定是否在进行制热运转,但因为在对车厢内进行制热方面,制热运转和除湿制热运转是相同的,因此判定是否在进行制热运转和除湿制热运转中的任一个也包括在内。
[0041]
在步骤s104中,判定热交换器47的温度调节用热媒流路47a出口侧的温度调节用热媒的温度tc是否小于预先确定的阈值t1。阈值t1例如是大约40℃至50℃。这里,当温度调节用热媒的温度tc小于阈值t1时,判断为热交换器47已充分散热,转移至步骤s105。另一方面,当温度调节用热媒的温度tc为阈值t1以上时,判断为热交换器47未充分散热,转移至步骤s106。
[0042]
在步骤s105中,由制冷循环回路12进行制热运转,并且通过热交换器47的温度调节用热媒流路47a使由加热器43加热的温度调节用热媒散热,并返回到规定的主程序。具体地说,在制冷循环回路12中,在略微打开室外膨胀阀23,打开开关阀32,打开开关阀35,关闭室内膨胀阀25,略微打开膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。另一方面,在温度调节回路41中,在使加热器43进行工作的状态下驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、热交换器47的温度调节用热媒流路47a、三通阀67以及分岔点54进行循环。
[0043]
在步骤s106中,无论制冷循环回路12是否运转,由加热器43加热后的温度调节用热媒均在散热器48处散热,并返回到预先确定的主程序。具体地,在温度调节回路41中,对主泵42进行驱动,使分泵49停止,从而使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、三通阀65、散热器48、分岔点69、三通阀67以及分岔点54进行循环。
[0044]
接下来,说明一个实施方式的主要的运转模式。[制热运转 加热器工作]图8是示出制热运转 加热器工作的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。此外,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。这里,对进行制热运转并且使加热器43工作的运转进行说明。当通过制冷循环回路12进行制热运转时,在略微打开室外膨胀阀23,打开开关阀32,关闭开关阀35,关闭室内膨胀阀25,关闭膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。另一方面,在温度调节回路41中,使加热器43进行工作,驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、热交换器47的温度调节用热媒流路47a、三通阀67以及分岔点54进行循环。
[0045]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、开关阀32、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。此外,通过散热器22的空调用热媒的一部分从分岔点34被分流,并经由开关阀35、分岔点37、分岔点56、膨胀阀55以及热交换器47的空调用热媒流路47b与分岔点57合流。在这些循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在散热器22处散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室外膨胀阀23处膨胀成低压,并通过在室外热交换器24处进行吸热,从而蒸发汽化,变成高温。另外,液相的空调用热媒的一部分在膨胀阀55处膨
胀成低压,通过在热交换器47的空调用热媒流路47b处进行吸热从而蒸发汽化,变成高温。
[0046]
此外,温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、热交换器47的温度调节用热媒流路47a、三通阀67以及分岔点54进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在加热器43处进行吸热而变成高温,通过在热交换器47的温度调节用热媒流路47a进行散热而变成低温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在由空气混合风门15使流路17处于关闭状态的同时,调节通过散热器22的比例。由此,导入的空气被散热器22加热,温暖空气被供给到车厢内。
[0047]
[制冷运转 加热器工作]图9是示出制冷运转 加热器工作的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。此外,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。这里,对作为制热以外的运转,例如进行制冷运转,由加热器43消耗电力,并且在散热器48处散热时的运转进行说明。当通过制冷循环回路12进行制冷运转时,在使室外膨胀阀23处于全开,关闭开关阀32,关闭开关阀35,略微打开室内膨胀阀25,并关闭膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。另一方面,在温度调节回路41中,使加热器43进行工作,驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、三通阀65、散热器48、分岔点69、三通阀67以及分岔点54进行循环。在此,虽然对进行制冷运转作为制热以外的运转进行了说明,但制热以外也包括空调运转已停止的情况。
[0048]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、止回阀38、分岔点37、分岔点56、室内膨胀阀25、吸热器26、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。在该循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在室外热交换器器24进行散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室内膨胀阀25处膨胀成低压,在吸热器26处进行吸热从而蒸发汽化并变成高温。此外,温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、三通阀65、散热器48、分岔点69、三通阀67以及分岔点54进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在加热器43处吸热而变成高温,通过在散热器48处散热而变成低温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在空气混合风门15使流路16处于关闭状态的同时,调节绕过散热器22的比例。由此,导入的空气被吸热器26冷却,凉快的空气被供给到车厢内。
[0049]
[制热运转 加热器工作(散热器散热)]图10是示出制热运转 加热器工作(散热器散热)的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。此外,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。
在此,对进行制热运转,由加热器43消耗电力,并且在散热器48处散热时的运转进行说明。当通过制冷循环回路12进行制热运转时,在略微打开室外膨胀阀23,打开开关阀32,关闭开关阀35,关闭室内膨胀阀25,关闭膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。另一方面,在温度调节回路41中,使加热器43进行工作,驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、三通阀65、散热器48、分岔点69、三通阀67以及分岔点54进行循环。
[0050]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、开关阀32、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。在该循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在散热器22处散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室外膨胀阀23处膨胀成低压,并通过在室外热交换器24处进行吸热,从而蒸发汽化,变成高温。此外,温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、配管51e、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、三通阀65、散热器48、分岔点69、三通阀67以及分岔点54进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在加热器43处吸热而变成高温,通过在散热器48处散热而变成低温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在由空气混合风门15使流路17处于关闭状态的同时,调节通过散热器22的比例。由此,导入的空气被散热器22加热,温暖空气被供给到车厢内。
[0051]
接下来,对其他运转进行补充说明。[电池加热运转]图11是示出电池加热运转的图。图中,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。这里,对在电池45的温度比预先确定的阈值要低时执行的电池加热运转进行说明。制冷循环回路12独立地发挥作用,从而省略其说明。在温度调节回路41中,使加热器43工作,驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、电池45、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点53和分岔点54进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在加热器43处吸热而变成高温,通过在电池45处散热而变成低温。由此,电池45被温度调节用热媒加热。
[0052]
[电池冷却运转]图12是示出电池冷却运转的图。图中,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。这里,对在电池45的温度比预先确定的阈值要高时执行的电池冷却运转进行说明。制冷循环回路12独立地发挥作用,从而省略其说明。在温度调节回路41中,停止加热器43,驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、三通阀61、电池45、分岔点62、三通阀63、三通阀68、分岔点66、三通阀65、散热器48、分岔点69、三通阀67以及分岔点54进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在电池45处吸热而变成高温,通过在散热器48处散热而变成低温。由此,电池45被温度调节用热媒冷却。
[0053]
[通过加热器进行的制热辅助运转]图13是示出通过加热器进行的制热辅助运转的图。图中,用粗虚线表示低压的空调用热媒通过的流路,用粗实线表示高压的空调用热媒通过的流路,用留白表示打开后的开关阀,用涂黑表示关闭后的开关阀。此外,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。这里,对通过加热器43进行的制热辅助运转进行说明。当通过制冷循环回路12进行制热运转时,在略微打开室外膨胀阀23,打开开关阀32,关闭开关阀35,关闭室内膨胀阀25,关闭膨胀阀55的状态下驱动压缩机21。另一方面,在温度调节回路41中,使加热器43进行工作,驱动主泵42,停止分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、发热芯44、分岔点53以及分岔点54循环。
[0054]
由此,空调用热媒依次经由压缩机21、散热器22、分岔点34、室外膨胀阀23、室外热交换器24、分岔点36、开关阀32、分岔点39、止回阀33、分岔点57以及储液器27进行循环。在这些循环路径中,气相的空调用热媒被压缩机21压缩成高压,并通过在散热器22处散热从而冷凝液化并变成低温。液相的空调用热媒在室外膨胀阀23处膨胀成低压,并通过在室外热交换器24处进行吸热,从而蒸发汽化,变成高温。此外,温度调节用热媒依次经由主泵42、加热器43、三通阀52、发热芯44、分岔点53以及分岔点54进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在加热器43处吸热而变成高温,通过在发热芯44处散热而变成低温。另一方面,hvac单元13驱动送风扇14,并且在由空气混合风门15使流路17处于关闭状态的同时,调节通过散热器22的比例。由此,导入的空气在散热器22处被加热,并且在发热芯44处被加热,进而温暖空气被供给到车厢内。
[0055]
[电动机冷却运转]图14是示出电动机冷却运转的图。图中,用粗短划线表示温度调节用热媒通过的流路。这里,对在电动机46的温度比预先确定的阈值要高时执行的电动机冷却运转进行说明。制冷循环回路12独立地发挥作用,从而省略其说明。在温度调节回路41中,停止加热器43,停止主泵42,驱动分泵49,并使温度调节用热媒循环。此外,控制各个三通阀,使得温度调节用热媒依次经由分泵49、分岔点64、电动机46、三通阀65、散热器48以及分岔点69进行循环。在该循环路径中,温度调节用热媒通过在电动机46处进行吸热从而变为高温,并通过在散热器48处进行散热从而变为低温。由此,电动机46被温度调节用热媒冷却。
[0056]
如上所述,温度调节回路41对应于“加热回路”,制冷循环回路12对应于“制冷循环回路”,加热器43对应于“加热器”,热交换器47对应于“热交换器”,散热器48对应于“散热器”。步骤s101~s106的处理对应于“回路切换控制部”。电池45对应于“电力设备”和“电池”。温度调节用热媒对应于“加热用热媒”。
[0057]
《作用》接下来,说明一实施方式的主要作用效果。通过行驶时的再生来进行电池45的充电,但由于电池45在过充电时劣化,所以当电池45充满电时,不能再进行再生。为了防止电池45过充电,通常使用电阻电路或电负载等
放电单元,但会追加新的构成部件,因此还有改善的余地。
[0058]
因此,使用对电池45进行温度调节的温度调节回路41的加热器43。即,在电池45的剩余容量为阈值th以上时(步骤s101的判定为“是”),使加热器43工作(步骤s102)。这样,当电池45中剩余容量为阈值th以上时,使温度调节回路41的加热器43工作从而消耗电池45的电力。温度调节回路41的加热器43通常搭载在电动汽车或混合动力汽车上。因此,能通过现有构成部件消耗电池45的电力,并能抑制电池45的过充电。另外,由加热器43加热的温度调节用热媒在热交换器47处进行散热,或者在散热器48处进行散热。热交换器47和散热器48通常都是温度调节回路41附带的,因此还是可以通过现有构成部件可靠地进行散热。
[0059]
此外,在由制冷循环回路12进行制热时(步骤s103的判定为“是”),使由加热器43加热的温度调节用热媒在热交换器47的温度调节用流路47a散热(步骤s105)。另一方面,在制冷循环回路12停止或进行制冷运转时(步骤s103的判定为“否”),使由加热器43加热后的温度调节用热媒在散热器48处进行散热(步骤s106)。由此,能根据制冷循环回路12的运转来切换温度调节用热媒的循环路径,因而能适当地对温度调节用热媒进行散热。此外,在通常的制热运转中,在室外热交换器24处吸热,但是在室外热交换器24的吸热量越大,越容易发生结霜。然而,若使用加热器43辅助制热运转,则能相应地减少在室外热交换器24处的吸热量。因此,具有使室外热交换器24的结霜延迟的效果。
[0060]
此外,即使在由制冷循环回路12进行制热运转时(步骤s103的判定为“是”),当热交换器47的温度调节用热媒流路47a出口侧的温度调节用热媒的温度tc为阈值t1以上时(步骤s104的判定为“否”),加热器43加热后的温度调节用热媒也在散热器48处进行散热(步骤s106)。如果在热交换器47的温度调节用热媒流路47a出口侧的温度调节用热媒的温度tc为高温,则这意味着无法充分散热。在这种时候,通过使温度调节用热媒在散热器48处进行散热,能可靠地降低温度调节用热媒的温度。
[0061]
此外,温度调节回路41是用于使温度调节用热媒循环以辅助制冷循环回路12的制热的回路。这种温度调节回路41通常搭载在电动汽车或混合动力汽车上。因此,能通过现有构成部件消耗电池45的电力,并能抑制电池45的过充电。另外,温度调节回路41也是为了对电池45进行加热而使温度控制用热媒循环的回路。这种温度调节回路41通常搭载在电动汽车或混合动力汽车上。因此,能通过现有构成部件消耗电池45的电力,并能抑制电池45的过充电。
[0062]
《变形例》在本实施方式中,说明了对电池45进行加热或冷却的结构,但不限于此。即,在本实施方式中,只要能够至少对电池45进行加热即可,因此也可以省略对电池45进行冷却的结构。在本实施方式中,在温度调节回路41中通过三通阀切换温度调节用热媒的流动,但并不限于此。例如,可以在各个流路的每一个流路上设置可开闭的二通阀,当打开一边时关闭另一边,当关闭一边时打开另一边,来代替设置三通阀。在本实施方式中,说明了在制冷时使室外膨胀阀23完全打开的结构,但不限于此。例如,可以设置绕过室外膨胀阀23的旁通流路,并且该旁通流路可以构成为能够开闭。由
此,如果在制冷时关闭室外膨胀阀23并打开旁通流路,则能减少压力损失。
[0063]
以上参照有限数量的实施方式进行了说明,但是权利范围并不限于这些,基于上述公开的实施方式的改变对于本领域技术人员来说是显而易见的。标号说明
[0064]
11
…
车辆用空调装置,12
…
制冷循环回路,13
…
hvac单元,14
…
送风扇,15
…
空气混合风门,16
…
流路,17
…
流路,21
…
压缩机,22
…
散热器,23
…
室外膨胀阀,24
…
室外热交换器,25
…
室内膨胀阀,26
…
吸热器,27
…
储液器,28
…
送风机,31a
…
配管,31b
…
配管,31c
…
配管,31d
…
配管,31e配管,31f
…
配管,31g
…
配管,31h
…
配管,32
…
开关阀,33
…
止回阀,34
…
分岔点,35
…
开关阀,36
…
分岔点,37
…
分岔点,38
…
止回阀,39
…
分岔点,41
…
温度调节回路,42
…
主泵,43
…
加热器,44
…
发热芯,45
…
电池,46
…
电动机,47
…
热交换器,47a
…
温度调节用热媒流路,47b
…
空调用热媒流路,48
…
散热器,49
…
分泵,51a
…
配管,51b
…
配管,51c
…
配管,51d
…
配管,51e
…
配管,51f
…
配管,51g
…
配管,51h
…
配管,51i
…
配管,51j
…
配管,52
…
三通阀,53
…
分岔点,54
…
分岔点,55
…
膨胀阀,56
…
分岔点,57
…
分岔点,61
…
三通阀,62
…
分岔点,63
…
三通阀,64
…
分岔点,65
…
三通阀,66
…
分岔点,67
…
三通阀,68
…
三通阀,69
…
分岔点,71
…
控制器,72
…
soc获取部,73
…
温度传感器。
再多了解一些
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