車輛熱管理系統的制作方法
【專利摘要】從所述第一泵(11)中排出的熱介質和從所述第二泵(12)中排出的熱介質彼此并聯地連接到第一轉換閥(19)。多個溫度調節設備(15、16、17,18、50、65)的各自的熱介質入口側彼此并聯地連接第一轉換閥(19)。溫度調節設備的各自的熱介質出口側彼此并聯地連接第二轉換閥(20)。所述第一泵(11)的熱介質吸入側和所述第二泵(12)的熱介質吸入側彼此并聯地連接到第二轉換閥(20)。各個溫度調節設備在熱介質在所述設備和所述第一泵(11)之間循環的狀態和熱介質在所述設備和所述第二泵(12)之間循環的另一狀態之間轉換。
【專利說明】車輛熱管理系統
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請基于2012年2月2日提交的日本專利申請No. 2012-020905, 2012年4 月3日提交的日本專利申請No. 2012-084444和2012年12月20日提交的日本專利申請 No. 2012-278552,其內容通過引用全部納入此文。
【技術領域】
[0003] 本公開涉及一種用在車輛中的車輛熱管理系統。
【背景技術】
[0004] 傳統意義上,如專利文件1所公開的那樣,提出一種用于冷卻電動車輛的馬達發 電機、逆變器、電池和車廂的熱控制器。
[0005] 相關技術中的熱控制器包括:允許用于冷卻馬達發電機和逆變器的冷卻劑在其中 循環的冷卻回路,允許用于冷卻電池和車廂的冷卻劑在其中循環的第一循環回路,允許經 由外部熱交換器與外部空氣進行熱交換的冷卻劑在其中循環的第二循環回路。
[0006] 此外,熱控制器包括用于在冷卻回路和第一循環回路之間連接/斷開的第一閥, 用于將冷卻回路連接到第一循環回路或第二循環回路的第二閥,用于在冷卻回路和第二循 環回路之間連接/斷開的第三閥。各個閥被控制以在第一循環回路和第二循環回路之間轉 換冷卻回路的連接對象。
[0007] 通過熱傳遞裝置能夠在經由第一循環回路而循環的冷卻劑和經由第二循環回路 而循環的冷卻劑之間傳遞熱量。熱傳遞裝置在第一和第二循環回路的冷卻劑之間將熱量從 高溫冷卻劑傳遞到低溫冷卻劑。
[0008] 第一循環回路的冷卻劑的熱量經由熱傳遞裝置被傳遞到第二循環回路的冷卻劑 中,第二循環回路的冷卻劑的熱量可通過外部熱交換器而被散發到外部空氣中,由此冷卻 電池和車廂。
[0009] 利用第一閥至第三閥將冷卻回路連接到第一循環回路或第二循環回路,使得冷卻 回路中的冷卻劑的熱量可通過第二循環回路中的外部熱交換器被消散到外部空氣中,由此 冷卻馬達發電機和逆變器。
[0010] 現有技術文件
[0011] 專利文件 1 :JP 2011-121551A
【發明內容】
[0012] 上述的相關技術具有只需要一個外界熱交換器而冷卻多個溫度調節設備的優點, 多個溫度調節設備包括冷卻系統中的馬達發電機、逆變器、電池和車廂。然而,整個回路構 造可能變得復雜。在此情況下,隨著溫度調節設備的數量增加,回路構造變得更加復雜。
[0013] 例如,除了馬達發電機、逆變器、電池之外,需要冷卻的溫度調節設備包括EGR冷 卻器、吸入空氣冷卻器等。這些設備具有不同的必需冷卻溫度。
[0014] 為了適當地冷卻各個溫度調節設備,提出使循環通過各個設備的冷卻劑能夠在所 述設備之間轉換,這導致了根據用于溫度調節的設備的數量而增加了循環回路的數量。隨 著循環回路數量的增加,用于在各個循環回路和冷卻回路之間連接/斷開的閥的數量也增 加了,這導致了用于連接各個循環回路和冷卻回路的流路的復雜結構。
[0015] 在考慮到上述問題的情況下提出了本公開,本公開的一個目的是簡化車輛熱管理 系統的結構,該車輛熱管理系統能夠轉換循環通過多個熱調節設備的熱介質。
[0016] 為了實現上述目的,根據本公開的一個方面的車輛熱管理系統包括:
[0017] 吸入和排出熱介質的第一泵和第二泵;
[0018] 在熱介質和外部空氣之間交換熱量的熱介質熱交換器;
[0019] 具有被所述熱介質調節的溫度的多個溫度調節設備,各個溫度調節設備具有允許 所述熱介質從其中通過的流路;第一轉換閥,所述第一轉換閥在從所述第一泵中排出的熱 介質流入到所述溫度調節設備的一個狀態和從所述第二泵中排出的熱介質流入到所述溫 度調節設備的另一狀態之間轉換熱介質流入到各個溫度調節設備的流入狀態,其中,所述 第一泵的熱介質排出側和所述第二泵的熱介質排出側彼此并聯地連接,所述溫度調節設備 的各自的熱介質入口側彼此并聯地連接;第二轉換閥,所述第二轉換閥在從所述溫度調節 設備中流出的熱介質流入所述第一泵的一個狀態和從所述溫度調節設備中流出的熱介質 流入所述第二泵的另一狀態之間轉換熱介質從各個溫度調節設備中流出的流出狀態,其 中,所述第一泵的熱介質吸入側和所述第二泵的熱介質吸入側彼此并聯地連接,所述溫度 調節設備的各自的熱介質出口側彼此并聯地連接;以及控制器,其控制所述第一轉換閥和 所述第二轉換閥的操作,以在(i)熱介質在所述第一泵和所述溫度調節設備之間循環的一 個循環狀態和(ii)熱介質在所述第二泵和所述溫度調節設備之間循環的另一循環狀態之 間轉換。
[0020] 因此,溫度調節設備在用于轉換熱介質的流動的第一和第二轉換閥之間并聯地連 接。利用此簡單的結構,循環通過溫度調節設備的熱介質能夠在所關注的設備之間轉換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是根據本發明的第一實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0022] 圖2是用于解釋圖1的車輛熱管理系統的第一模式的圖;
[0023] 圖3是用于解釋圖1的車輛熱管理系統的第二模式的圖;
[0024] 圖4是用于解釋圖1的車輛熱管理系統的第三模式的圖;
[0025] 圖5是示出第一實施方式中的第一轉換閥和第二轉換閥的透視圖;
[0026] 圖6是圖5的第一轉換閥的分解透視圖;
[0027] 圖7是圖5的第一轉換閥的剖面圖;
[0028] 圖8是圖5的第一轉換閥的另一剖面圖;
[0029] 圖9是圖5的第一轉換閥的另一剖面圖;
[0030] 圖10是圖5的第一轉換閥的另一剖面圖;
[0031] 圖11是圖5的第一轉換閥的另一剖面圖;
[0032] 圖12是示出圖5的第一轉換閥的第一狀態的剖視圖;
[0033] 圖13是示出圖5的第一轉換閥的第二狀態的剖視圖;
[0034] 圖14是示出圖5的第一轉換閥的第三狀態的剖視圖;
[0035] 圖15是示出在圖1中示出的車輛熱管理系統的電控制器的方塊圖;
[0036] 圖16是根據本發明的第二實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0037] 圖17是用于解釋圖16的車輛熱管理系統的第一模式的圖;
[0038] 圖18是用于解釋圖16的車輛熱管理系統的第二模式的圖;
[0039] 圖19是用于解釋圖16的車輛熱管理系統的第三模式的圖;
[0040] 圖20是用于解釋圖16的車輛熱管理系統的第四模式的圖;
[0041] 圖21是用于解釋圖16的車輛熱管理系統的第五模式的圖;
[0042] 圖22是示出第二實施方式中的冷卻劑冷卻器和冷凝器的透視圖;
[0043] 圖23是示出由第二實施方式的控制器執行的控制程序的流程的流程圖;
[0044] 圖24是根據本發明的第三實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0045] 圖25是用于解釋圖24的車輛熱管理系統的第一模式的圖;
[0046] 圖26是用于解釋圖24的車輛熱管理系統的第二模式的圖;
[0047] 圖27是用于解釋圖24的車輛熱管理系統的第三模式的圖;
[0048] 圖28是示出第三實施方式中的冷卻劑冷卻器、冷凝器和過冷卻器的透視圖;
[0049] 圖29是根據本發明的第四實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0050] 圖30是用于解釋圖29的車輛熱管理系統的第一模式的圖;
[0051] 圖31是用于解釋圖29的車輛熱管理系統的第二模式的圖;
[0052] 圖32是用于解釋圖29的車輛熱管理系統的第三模式的圖;
[0053] 圖33是根據本發明的第五實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0054] 圖34是用于解釋圖33的車輛熱管理系統的第一模式的圖;
[0055] 圖35是用于解釋圖33的車輛熱管理系統的第二模式的圖;
[0056] 圖36是根據本發明的第六實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0057] 圖37是示出第七實施方式中的冷卻劑冷卻器、冷凝器和過冷卻器的透視圖;
[0058] 圖38是示出第八實施方式中的冷卻劑冷卻器、冷凝器和膨脹閥的透視圖;
[0059] 圖39是用于解釋根據本發明的第九實施方式的車輛熱管理系統的第一模式的 圖;
[0060] 圖40是用于解釋根據本發明的第九實施方式的車輛熱管理系統的第二模式的 圖;
[0061] 圖41是用于解釋根據本發明的第九實施方式的車輛熱管理系統的第三模式的 圖;
[0062] 圖42是用于解釋根據本發明的第九實施方式的車輛熱管理系統的第四模式的 圖;
[0063] 圖43是示出第九實施方式的車輛熱管理系統的電控制器的方塊圖;
[0064] 圖44是示出由第九實施方式的控制器執行的控制程序的流程的流程圖;
[0065] 圖45是根據本發明的第十實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0066] 圖46是根據本發明的第十一實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0067] 圖47是根據本發明的第十二實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0068] 圖48是示出由第十二實施方式的控制器執行的控制程序的流程的流程圖;
[0069] 圖49是用于解釋根據本發明的第十二實施方式的車輛熱管理系統的第一冷卻模 式的圖;
[0070] 圖50是用于解釋根據本發明的第十二實施方式的車輛熱管理系統的第二冷卻模 式的圖;
[0071] 圖51是用于解釋根據本發明的第十二實施方式的車輛熱管理系統的第一加熱模 式的圖;
[0072] 圖52是用于解釋根據本發明的第十二實施方式的車輛熱管理系統的第二加熱模 式的圖;
[0073] 圖53是用于解釋根據本發明的第十二實施方式的車輛熱管理系統的電池溫度平 衡操作模式的圖;
[0074] 圖54是根據本發明的第十三實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0075] 圖55是示出由第十三實施方式的控制器執行的控制程序的流程的流程圖;
[0076] 圖56是用于解釋第十三實施方式的車輛熱管理系統的第一冷卻模式的圖;
[0077] 圖57是用于解釋第十三實施方式的車輛熱管理系統的第二冷卻模式的圖;
[0078] 圖58是根據本發明的第十四實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0079] 圖59是根據本發明的第十五實施方式的車輛熱管理系統的整體配置圖;
[0080] 圖60是根據本發明的第十六實施方式的電池冷卻器的截面圖;
[0081] 圖61是示出由第十六實施方式的控制器執行的控制程序的流程的流程圖;
[0082] 圖62是是根據本發明的第十七實施方式的電池冷卻器的截面圖;以及
[0083] 圖63是示出由第十七實施方式的控制器執行的控制程序的流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0084] 第一實施方式
[0085] 在下文中,將基于圖1至圖15來說明本發明的第一實施方式。在圖1中示出的車 輛熱管理系統10用于將安裝在車輛上或車輛內部的多個設備(這些設備需要冷卻或加熱) 冷卻到適當的溫度。
[0086] 在此實施方式中,冷卻系統10適用于混合動力汽車,該混合動力汽車能夠從用于 行駛的內燃機(發動機)和電動機得到用于行駛的驅動力。
[0087] 該實施方式的混合動力汽車能夠構造為插入式混合動力汽車,該插入式混合動力 汽車能夠利用由外部電源(商用電源)所供給的電能來對安裝在車輛上的電池(車載電 池)充電。例如,鋰離子電池能夠用作電池。
[0088] 由發動機輸出的驅動力不僅用于使得車輛行駛,還用于操作發電機。由發電機產 生的電能和由外部電源所供給的電能能夠存儲在電池中。存儲在電池中的電能不僅能夠供 給到用于行駛的電動機,還被供給到多個車載設備,諸如包含在冷卻系統中的電氣部件。
[0089] 如圖1所示,冷卻系統10包括第一泵11、第二泵12、散熱器13、冷卻劑冷卻器14、 電池冷卻器15、逆變器冷卻器16、廢氣冷卻器17、冷卻器芯部18、第一轉換閥19和第二轉 換閥20。
[0090] 第一泵11和第二泵12是用于吸入和排出冷卻劑(熱介質)的電泵。冷卻劑優選 地是包含至少乙二醇或二甲聚硅氧烷的液體。
[0091] 散熱器13是用于散熱的熱交換器(散熱器),該熱交換器通過在冷卻劑和外部空 氣之間交換熱量而把冷卻劑的熱量消散到外部空氣中。散熱器13的冷卻劑出口側被連接 到第一泵11的冷卻劑吸入側。外部鼓風機21是用于將外部空氣吹送到散熱器13的電動 鼓風機。散熱器13和外部鼓風機21被設置在車輛的前側。因此,在車輛的行駛過程中,散 熱器13能夠面對流動的空氣。
[0092] 冷卻劑冷卻器14是通過在冷卻劑和制冷循環22的低壓制冷劑之間進行熱交換而 冷卻冷卻劑的制冷設備。冷卻劑冷卻器14的冷卻劑入口側被連接到第二泵12的冷卻劑排 出側。
[0093] 冷卻劑冷卻器14用作制冷循環22的蒸發器。制冷循環22是蒸發壓縮制冷機,該 制冷劑包括壓縮機23、冷凝器24、膨脹閥25和作為蒸發器的冷卻劑冷卻器14。該實施方式 的制冷循環22采用碳氟化合物制冷劑作為制冷劑,且形成高壓側制冷劑壓強不超過制冷 劑的臨界壓強的亞臨界制冷循環。
[0094] 壓縮機23是由電池供電而驅動的電動壓縮機。壓縮機23吸收和壓縮制冷循環22 中的制冷劑,以將壓縮的制冷劑從該壓縮機23中排出。冷凝器24是通過在外部空氣和從 壓縮機23中排出的高壓制冷劑之間進行熱交換而冷凝高壓制冷劑的高壓側熱交換器。 [0095] 膨脹閥25是用于使得由冷凝器24冷凝的液相制冷劑減壓和膨脹的減壓設備。冷 卻劑冷卻器14是用于通過在冷卻劑和由膨脹閥25減壓和膨脹的低壓制冷劑之間進行熱交 換而使得低壓制冷劑蒸發的低壓側熱交換器。在冷卻劑冷卻器14中蒸發的氣相制冷劑被 吸入到壓縮機23中且被壓縮機23壓縮。
[0096] 散熱器13用于通過外部空氣冷卻冷卻劑,而冷卻劑冷卻器14用于通過制冷循環 22的低壓制冷劑而冷卻冷卻劑。因此,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的制冷劑的溫度比由散熱 器13所冷卻的冷卻劑的溫度低。
[0097] 具體地,散熱器13不能將冷卻劑冷卻到外部空氣的溫度之下的溫度,然而冷卻劑 冷卻器14能夠將冷卻劑冷卻到外部空氣的溫度之下的溫度。
[0098] 在下文中,在散熱器13中由外部空氣所冷卻的冷卻劑稱為"中溫冷卻劑",在冷卻 劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的冷卻劑稱為"低溫冷卻劑"。
[0099] 冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16、廢氣冷卻器17、冷卻器芯部18 中的每一個是溫度通過中溫冷卻劑或低溫冷卻劑調整的設備。
[0100] 電池冷卻器15具有用于冷卻劑的流動通道,并且通過將電池的熱量分散到冷卻 劑而冷卻電池。為了防止輸出降低、充電效率惡化等,電池優選地具有保持在大約10至 40°C范圍內的溫度。
[0101] 逆變器冷卻器16具有用于冷卻劑的流動通道,并且通過將逆變器的熱量分散到 冷卻劑而冷卻逆變器。逆變器是將從電池供給的直流電(DC)轉換成交流電壓(AC)以向用 于行駛的電動機輸出AC電壓的電能轉換器。為了防止逆變器的退化等,逆變器優選地具有 保持在65 °C或以下的溫度。
[0102] 廢氣冷卻器17具有用于冷卻劑的流動通道,并且通過將發動機的廢氣的熱量分 散到冷卻劑而冷卻廢氣。通過廢氣冷卻器17而冷卻的廢氣返回到發動機的吸氣側。為了 降低發動機損耗且防止爆震聲和防止產生Ν0Χ,返回到發動機的吸氣側的廢氣具有保持在 40至100°C范圍內的溫度。
[0103] 冷卻器芯部18是用于冷卻的熱交換器(空氣冷卻器),該熱交換器通過在冷卻劑 和吹送空氣之間交換熱量而冷卻吹送空氣。室內鼓風機26是用于將外部空氣吹入到冷卻 器芯部18的電動鼓風機。冷卻器芯部18和室內鼓風機26被設置在室內空氣調節單元的 殼體27內部。
[0104] 第一和第二轉換閥19和20中的每一個是轉換冷卻劑的流動的流動轉換設備。第 一轉換閥19和第二轉換閥20具有相同的基本結構。然而,第一轉換閥19和第二轉換閥20 的不同之處在于用于冷卻劑的入口和出口彼此相反。
[0105] 第一轉換閥19包括用作冷卻劑的入口的兩個入口 19a和19b和用作冷卻劑出口 的四個出口 19c、19d、19e 和 19f。
[0106] 入口 19a連接到第一泵11的冷卻劑排出側。入口 19b連接到冷卻劑冷卻器14的 冷卻劑出口側。
[0107] 出口 19c連接到冷卻器芯部18的冷卻劑入口側。出口 19d連接到廢氣冷卻器17 的冷卻劑入口側。出口 19e連接到電池冷卻器15的冷卻劑入口側。出口 19f連接到逆變 器冷卻器16的冷卻劑入口側。
[0108] 第二轉換閥20包括用作冷卻劑的入口的入口 20a、20b、20c和20d,以及用作冷卻 劑的出口的出口 20e和20f。
[0109] 入口 20a連接到冷卻器芯部18的冷卻劑出口側。入口 20b連接到廢氣冷卻器17 的冷卻劑出口側。入口 20c連接到電池冷卻器15的冷卻劑出口側。入口 20d連接到逆變 器冷卻器16的冷卻劑出口側。
[0110] 出口 20e連接到散熱器13的冷卻劑入口偵彳。出口 20f連接到第二泵12的冷卻劑 吸入側。
[0111] 第一轉換閥19被構造為能夠在入口 19a和19b與出口 19c、19d、19e和19f之間 在三種連通狀態之間轉換。第二轉換閥20也構造為能夠在入口 20a、20b、20c和20d與出 口 20e和20f之間在三種連通狀態之間轉換。
[0112] 圖2示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第一狀態時冷卻系統10的操作 (第一模式)。
[0113] 在第一狀態下,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d、19e和19f連接,也使得 入口 19b與出口 19c連接。因此,第一轉換閥19如圖2中的帶箭頭的長短交替虛線所示允 許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d、19e和19f流出,也如圖2的實線箭頭所示允許進入 入口 19b的冷卻劑從出口 19c流出。
[0114] 在第一狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b、20c和20d與出口 20e連接,也使得 入口 20a與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖2中的帶箭頭的長短交替虛線所示允 許進入入口 20b、20c和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖2的實線箭頭所示允許進入 入口 20a的冷卻劑從出口 20f流出。
[0115] 圖3示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第二狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0116] 在第二狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19f連接,也使得入口 19b與出口 19c和19e連接。因此,第一轉換閥19如圖3中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d和19f流出,也如圖3的實線箭頭所示允許進入入 口 19b的冷卻劑從出口 19c和19e流出。
[0117] 在第二狀態中,第二轉換閥20使得入口 20a和20c與出口 20f連接,也使得入口 20b和20d與出口 20e連接。因此,第二轉換閥20如圖3中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 20b和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖3的實線箭頭所示允許進入入 口 20a和20c的冷卻劑從出口 20f流出。
[0118] 圖4示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第三狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0119] 在第三狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與 出口 19c、19e和19f連接。因此,第一轉換閥19如圖4中的帶箭頭的長短交替虛線所示允 許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d流出,也如圖4的實線箭頭所示允許進入入口 19b的 冷卻劑從出口 19c、19e和19f流出。
[0120] 在第三狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a、20c 和20d與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖4中的帶箭頭的長短交替虛線所示允許 進入入口 20b的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖4的實線箭頭所示允許進入入口 20a、20c 和20d的冷卻劑從出口 20f流出。
[0121] 如圖5所示,第一轉換閥19和第二轉換閥20分別包括閥元件的轉動軸191和201。 電動機30的輸出軸30a的用于轉換閥的轉動力經由齒輪31、32、33和34被傳遞到轉動軸 191和201。因此,通過用于轉換閥的公用電動機30,第一和第二轉換閥19和20的閥元件 被驅動以協同地轉動。
[0122] 可選地,用于轉換閥的電動機可被單獨地設置在第一和第二轉換閥19和20中的 每一個中。在此情況下,用于各轉換閥的兩個電動機的操作能夠被協同地控制,由此第一和 第二轉換閥19和20的閥元件被驅動以協同地轉動。
[0123] 第一轉換閥19和第二轉換閥20具有相同的基本結構。在下文中,將描述第一轉 換閥19的詳細結構,因此將省略對第二轉換閥20的詳細結構的描述。
[0124] 第一轉換閥19包括用作外殼的殼體192。殼體192形成為基本圓筒形形狀,且在 閥元件的轉動軸191的縱向延伸(在圖5的堅直方向)。閥元件的轉動軸191貫穿殼體192 的一個端面(在圖5中示出的上端面)。
[0125] 殼體192的圓筒表面具有從一端側(圖5的上端側)向另一端側(圖5的下端 偵D在四級中逐漸減小的外徑和內徑。具體地,在殼體192的圓筒表面,從一端側到另一端 側依次形成了:帶有最大的外徑和內徑的第一圓筒部192a、帶有第二大的外徑和內徑的第 二圓筒部192b、帶有第三大的外徑和內徑的第三圓筒部192c和帶有最小的內徑和外徑的 第四圓筒部192d。
[0126] 第一圓筒部192a設置有出口 19c。第二圓筒部192b設置有出口 19d。第三圓筒 部192c設置有出口 19e。第四圓筒部192d設置有出口 19f。
[0127] 如圖6所示,在殼體192的另一端面(如圖6所示的下端面),形成有用于冷卻劑 的入口 19a和用于冷卻劑的入口 19b。
[0128] 內圓筒構件193被插入到殼體192的內部空間中。內圓筒構件193以內徑和外徑 恒定的圓筒形形狀形成,且相對于殼體192定位成同軸。殼體192的另一端側上(在圖6 中示出的下端)的內圓筒構件193的一端以與殼體192的另一端面緊密接觸的方式固定。
[0129] 分隔板193a設置在內圓筒構件193中。分隔板193a形成在內圓筒構件193的軸 向上的整個區域中,從而將內圓筒構件193的內部空間分成兩個半圓空間193b和193c。
[0130] 兩個空間193b和193c的第一空間193b與殼體192的入口 19a連通,第二空間 193c與殼體192的入口 19b連通。
[0131] 內部構件193的圓筒形表面設置有與第一空間193b連通的四個開口 193d、193e、 193f和193g,和與第二空間193c連通的四個開口 193h、193i、193j和193k。
[0132] 在內圓筒部193插入到殼體192中的情況下,內圓筒構件193的開口 193d和193h 面向圓筒構件193的第一圓筒部192a,開口 193e和193i面向內圓筒構件193的第二圓筒 部192b,開口 193f和193j面向內圓筒構件193的第三圓筒部192c,開口 193g和193k面 向內圓筒構件193的第四圓筒部192d。
[0133] 用于打開和關閉內圓筒構件193的八個開口 193d至193k的閥元件194被插入到 殼體192和內圓筒構件193之間。閥元件194以大致圓筒形形狀形成,并且相對于殼體192 和內圓筒構件193同軸地定位。
[0134] 轉動軸191固定到閥元件194的一個端面(圖6的上端面)的中心。閥元件194 與相對于殼體192和內圓筒構件193居中的轉動軸191 一起轉動。
[0135] 閥構件194的內徑被設為恒定值,類似于內圓筒構件193的外徑。類似于殼體192 的內徑,閥元件194的外徑從一端側向另一端側以四級的形式減小。
[0136] 具體地,在閥元件194的外周面,從一端側到另一端側依次形成有帶有最大外徑 的第一圓筒部194a,帶有第二大外徑的第二圓筒部194b,帶有第三大外徑的第三圓筒部 194c和帶有最小的外徑的第四圓筒部194d。
[0137] 在閥元件194插入到殼體192和內圓筒構件193之間的情況下,閥元件194的第 一圓筒部194a面向殼體192的第一圓筒部192a,閥元件194的第二圓筒部194b面向殼體 192的第二圓筒部192b,閥元件194的第三圓筒部194c面向殼體192的第三圓筒部192c, 閥元件194的第四圓筒部194d面向殼體192的第四圓筒部192d。
[0138] 多個孔194e形成在閥元件194的第一圓筒部194a。多個孔194f形成在閥元件 194的第二圓筒部194b。多個孔194g形成在閥元件194的第三圓筒部194c。多個孔194h 形成在閥元件194的第四圓筒部194d。
[0139] 圖7是在垂直于第一轉換閥19的軸向上沿著閥元件194的第一圓筒部194a的一 部分截取的第一轉換閥19的剖面圖。
[0140] 閥元件194的第一圓筒部194a的三個孔194e形成在第一圓筒部194a的圓周方 向上。當閥元件194位于預定轉動位置時,孔194e重疊在內圓筒構件193的開口 193d和 193h 上。
[0141] 填充物195被固定到內圓筒構件193的開口 193d和193h中的每一個的圓周面。 填充物195與閥元件194的第一圓筒部194a緊密接觸,且用于以液密的方式密封第一圓筒 部194a和內圓筒構件193的開口 193d和193h之間的間隙。
[0142] 第一環狀空間196a形成在閥元件194的第一圓筒部194a和殼體192的第一圓筒 部192a之間。第一環狀空間196a與出口 19c連通。
[0143] 圖8是在垂直于第一轉換閥19的軸向的方向上沿著閥元件194的第二圓筒部 194b的一部分截取的第一轉換閥19的剖面圖。
[0144] 閥元件194的第二圓筒部194b的三個孔194f形成在第二圓筒部194b的圓周方 向上。當閥元件194位于預定轉動位置時,孔194f重疊在內圓筒構件193的開口 193e和 193i 上。
[0145] 填充物195被固定到內圓筒構件193的開口 193e和193i中的每一個的圓周面。 填充物195與閥元件194的第二圓筒部194b緊密接觸,且用于以液密的方式密封第二圓筒 部194b和內圓筒構件193的開口 193e和193i之間的間隙。
[0146] 第二環狀空間196b形成在閥元件194的第二圓筒部194b和殼體192的第二圓筒 部192b之間。第二環狀空間196b與出口 19d連通。
[0147] 圖9是在垂直于第一轉換閥19的軸向的方向上沿著閥元件194的第三圓筒部 194c的一部分截取的第一轉換閥19的剖面圖。
[0148] 閥元件194的第三圓筒部194c的三個孔194g形成在第三圓筒部194c的圓周方 向上。當閥元件194位于預定轉動位置時,孔194g重疊在內圓筒構件193的開口 193f和 193j 上。
[0149] 填充物195被固定到內圓筒構件193的開口 193f和193j中的每一個的圓周面。 填充物195與閥元件194的第三圓筒部194c緊密接觸,且用于以液密的方式密封第三圓筒 部194c和內圓筒構件193的開口 193f和193j之間的間隙。
[0150] 第三環狀空間196c形成在閥元件194的第三圓筒部194c和殼體192的第三圓筒 部192c之間。第三環狀空間196c與出口 19e連通。
[0151] 圖10是在垂直于第一轉換閥19的軸向的方向上沿著閥元件194的第四圓筒部 194d的一部分截取的第一轉換閥19的剖面圖。
[0152] 閥元件194的第四圓筒部194d的三個孔194h形成在第四圓筒部194d的圓周方 向上。當閥元件194位于預定轉動位置時,孔194g重疊在內圓筒構件193的開口 193g和 193k 上。
[0153] 填充物195被固定到內圓筒構件193的開口 193g和193k中的每一個的圓周面。 填充物195與閥元件194的第四圓筒部194d緊密接觸,且用于以液密的方式密封第四圓筒 部194d和內圓筒構件193的開口 193g和193k之間的間隙。
[0154] 第四環狀空間196d形成在閥元件194的第四圓筒部194d和殼體192的第四圓筒 部192d之間。第四環狀空間196d與出口 19f連通。
[0155] 如圖11所示,第一環狀空間196a和第二環狀空間196b之間的間隙由填充物197 以液密的方式密封。填充物197以環狀的形狀形成,從而使得其整個圓周被夾持在閥元件 194的階梯面和殼體192的階梯面之間。
[0156] 雖然沒有示出,第二和第三環狀空間196b和196c之間的間隙以及第三和第四環 狀空間196c和196d之間的間隙由環狀填充物197以液密的方式密封。
[0157] 以下將基于圖12對第一轉換閥19的第一狀態進行描述。圖12是在垂直于第一轉 換閥19的軸向的方向上沿著閥元件194的第一圓筒部194a的一部分截取的第一轉換閥19 的剖面圖。為了更好地理解該說明書,圖12只示出了每一種類型的孔194e、194f、194g和 194h的三個孔中的一個,而省略了對各個類型的其他剩下兩個孔194e、194f、194g和194h 的說明。
[0158] 在第一狀態下,閥元件194被轉動到如圖12所示的位置,使得閥元件194的第一 圓筒部194a的孔194e重疊到內圓筒構件193的第二空間193c側的開口 193h之上,由此造 成閥元件194的第一圓筒部194a閉合內圓筒構件193的第一空間193b側上的開口 193d。
[0159] 因此,如圖12的是實線箭頭所示,內圓筒構件193的第二空間193c經由內圓筒構 件193的開口 193h、閥元件194的孔194e以及第一環狀空間196a與出口 19c連通。另一 方面,內圓筒構件193的第一空間193b不與出口 19c連通。
[0160] 因此,在第一狀態下,出口 19c與入口 19b連通,且不與入口 19a連通。
[0161] 雖然沒有示出,但是在第一狀態下,閥元件194的第二圓筒部194b的孔194f重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193e之上,由此造成閥元件194的第二圓筒 部194b閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193i。
[0162] 因此,如圖12的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第一空間193b與出口 19d連 通,并且內圓筒構件193的第二空間193c不與出口 19d連通。因此,出口 19d與入口 19a 連通,且不與入口 19b連通。
[0163] 雖然沒有示出,但是在第一狀態下,閥元件194的第三圓筒部194c的孔194g重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193f之上,由此造成閥元件194的第三圓筒 部194c閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193j。
[0164] 因此,如圖12的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第一空間193b與出口 19e連 通,并且內圓筒構件193的第二空間193c不與出口 19e連通。因此,出口 19e與入口 19a 連通,且不與入口 19b連通。
[0165] 雖然沒有示出,但是在第一狀態下,閥元件194的第四圓筒部194d的孔194h重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193g之上,由此造成閥元件194的第四圓筒 部194d閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193k。
[0166] 因此,如圖12的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第一空間193b與出口 19f連 通,并且內圓筒構件193的第二空間193c不與出口 19f連通。因此,出口 19f與入口 19a 連通,且不與入口 19b連通。
[0167] 以下將基于圖13對第一轉換閥19的第二狀態進行描述。圖13是在垂直于第一轉 換閥19的軸向的方向上沿著閥元件194的第一圓筒部194a的一部分截取的第一轉換閥19 的剖面圖。為了更好地理解該說明書,圖13只示出了每一種類型的孔194e、194f、194g和 194h的三個孔中的一個,而省略了對各個類型的其他剩下兩個孔194e、194f、194g和194h 的說明。
[0168] 在第二狀態下,閥元件194被轉動到如圖13所示的位置,使得閥元件194的第一 圓筒部194a的孔194e重疊到內圓筒構件193的第二空間193c側的開口 193h之上,由此造 成閥元件194的第一圓筒部194a閉合內圓筒構件193的第一空間193b側上的開口 193d。
[0169] 因此,如圖13的是實線箭頭所示,內圓筒構件193的第二空間193c與出口 19c連 通,內圓筒構件193的第一空間193b不與出口 19c連通。因此,出口 19c與入口 19b連通, 且不與入口 19a連通。
[0170] 雖然沒有示出,但是在第二狀態下,閥元件194的第二圓筒部194b的孔194f重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193e之上,由此造成閥元件194的第二圓筒 部194b閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193i。
[0171] 因此,如圖13的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第一空間193b與出口 19d連 通,并且內圓筒構件193的第二空間193c不與出口 19d連通。因此,出口 19d與入口 19a 連通,且不與入口 19b連通。
[0172] 雖然沒有示出,但是在第二狀態下,閥元件194的第三圓筒部194c的孔194g重疊 到內圓筒構件193的第二空間193c側的開口 193j之上,由此造成閥元件194的第三圓筒 部194c閉合內圓筒構件193的第一空間193b側上的開口 193f。
[0173] 因此,如圖13的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第二空間193c與出口 19e連 通,并且內圓筒構件193的第一空間193b不與出口 19e連通。因此,出口 19e與入口 19b 連通,且不與入口 19a連通。
[0174] 雖然沒有示出,但是在第二狀態下,閥元件194的第四圓筒部194d的孔194h重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193g之上,由此造成閥元件194的第四圓筒 部194d閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193k。
[0175] 因此,如圖13的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第一空間193b與出口 19f連 通,并且內圓筒構件193的第二空間193c不與出口 19f連通。因此,出口 19f與入口 19a 連通,且不與入口 19b連通。
[0176] 以下將基于圖14對第一轉換閥19的第三狀態進行描述。圖14是在垂直于第一轉 換閥19的軸向的方向上沿著閥元件194的第一圓筒部194a的一部分截取的第一轉換閥19 的剖面圖。為了更好地理解該說明書,圖14只示出了每一種類型的孔194e、194f、194g和 194h的三個孔中的一個,而省略了對各個類型的其他剩下兩個孔194e、194f、194g和194h 的說明。
[0177] 在第三狀態下,閥元件194被轉動到如圖14所示的位置,使得閥元件194的第一 圓筒部194a的孔194e重疊到內圓筒構件193的第二空間193c側的開口 193h之上,由此造 成閥元件194的第一圓筒部194a閉合內圓筒構件193的第一空間193b側上的開口 193d。
[0178] 因此,如圖14的是實線箭頭所示,內圓筒構件193的第二空間193c與出口 19c連 通,內圓筒構件193的第一空間193b不與出口 19c連通。因此,出口 19c與入口 19b連通, 且不與入口 19a連通。
[0179] 雖然沒有示出,但是在第三狀態下,閥元件194的第二圓筒部194b的孔194f重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193e之上,由此造成閥元件194的第二圓筒 部194b閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193i。
[0180] 因此,如圖14的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第一空間193b與出口 19d連 通,并且內圓筒構件193的第二空間193c不與出口 19d連通。因此,出口 19d與入口 19a 連通,且不與入口 19b連通。
[0181] 雖然沒有示出,但是在第三狀態下,閥元件194的第三圓筒部194c的孔194g重疊 到內圓筒構件193的第二空間193c側的開口 193j之上,由此造成閥元件194的第三圓筒 部194c閉合內圓筒構件193的第一空間193b側上的開口 193f。
[0182] 因此,如圖14的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第二空間193c與出口 19e連 通,并且內圓筒構件193的第一空間193b不與出口 19e連通。因此,出口 19e與入口 19b 連通,且不與入口 19a連通。
[0183] 雖然沒有示出,但是在第三狀態下,閥元件194的第四圓筒部194d的孔194h重疊 到內圓筒構件193的第一空間193b側的開口 193k之上,由此造成閥元件194的第四圓筒 部194d閉合內圓筒構件193的第二空間193c側上的開口 193g。
[0184] 因此,如圖14的虛線箭頭所示,內圓筒構件193的第二空間193c與出口 19f連 通,并且內圓筒構件193的第一空間193b不與出口 19f連通。因此,出口 19f與入口 19b 連通,且不與入口 19a連通。
[0185] 接著,將參考圖15對冷卻系統10的電控制器進行說明。控制器40由已知的包括 CPU、ROM、RAM等的微型計算機以及外圍電路組成。控制器40是控制設備,所述控制器40 通過基于存儲在ROM中的空氣調節控制程序執行多種計算和處理而控制連接到該控制器 的輸出側的多個設備的操作,所述設備包括第一泵11、第二泵12、壓縮機23和用于轉換閥 的電動機30,等。
[0186] 控制器40 -體地構造控制單元,該控制單元用于控制連接到該控制器40的輸出 側的用于控制的多種設備。用于控制被控制的設備的操作的控制單元具有適于控制各個用 于控制的設備的操作的結構(硬件和軟件)。
[0187] 在此實施例中,尤其是,控制用于轉換閥的電動機30的操作的結構(硬件和軟件) 用作轉換閥控制器40a。明顯地,轉換閥控制器40a可與控制器40獨立地設置。
[0188] 來自包括內部空氣傳感器41、外部空氣傳感器42、水溫傳感器43等的傳感器組的 檢測信號被輸入到控制器40的輸入側。
[0189] 內部空氣傳感器41是用于檢測內部空氣的溫度(車輛內部的溫度)的檢測器(內 部空氣溫度檢測器)。外部溫度傳感器42是用于檢測外部空氣的溫度的檢測器(外部空 氣溫度檢測器)。水溫傳感器43是用于檢測在經過散熱器13之后直接流進水溫傳感器43 的冷卻劑的溫度的檢測器(熱介質溫度檢測器)。
[0190] 從空氣調節開關44中將操作信號輸入到控制器40的輸入側。空氣調節開關44 是用于在0N和OFF (換句話說,制冷的0N和OFF)之間轉換空調器的開關,且被放置成在靠 近車廂的儀表盤。
[0191] 現在,將說明上述結構的操作。當通過外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣溫度 等于或低于15°C時,控制器40執行如圖2所示的第一模式。當通過外部空氣傳感器42檢 測到的外部空氣溫度高于15°C且低于40°C時,控制器40執行如圖3所示的第二模式。當 通過外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣溫度等于或高于40°C時,控制器40執行如圖4 所示的第三模式。
[0192] 在第一模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖2所示的第一狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0193] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d、19e和19f連接,也使得入口 19b與 出口 19c連接。第二轉換閥20使得入口 20b、20c和20d與出口 20e連接,也使得入口 20a 與出口 20f連接。
[0194] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、電池冷卻器15、逆變器冷 卻器16、廢氣冷卻器17和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵 12、冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18形成。
[0195] 也就是,如圖2中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通 過第一轉換閥19而被分流到電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和廢氣冷卻器17中。然而, 并聯地流過電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和廢氣冷卻器17的冷卻劑被收集到第二轉換 閥20中以流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11。
[0196] 另一方面,如圖2的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷卻 器14,然后經由第一轉換閥19而流過冷卻器芯部18,從而進入到第二轉換閥20。冷卻劑流 過第二轉換閥20,由此被吸入到第二泵12。
[0197] 因此,在第一模式中,由散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過電池冷卻器15、逆變 器冷卻器16和廢氣冷卻器17,而由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻器芯部 18。
[0198] 結果,電池、逆變器和廢氣被中溫冷卻劑冷卻,進入到車輛內部的吹送空氣被低溫 冷卻劑冷卻。
[0199] 例如,當外部空氣溫度是大約15°C時,在散熱器13中由外部空氣冷卻的中溫冷卻 劑變成大約25°C的溫度,使得中溫冷卻劑能夠充分冷卻電池、逆變器和廢氣。
[0200] 在冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫冷卻劑是大約 〇°C,使得進入到車輛內部的吹送空氣能夠被低溫冷卻劑充分冷卻。
[0201] 在第一模式中,電池、逆變器和廢氣被外部空氣冷卻,與電池、逆變器和廢氣被制 冷循環22的低壓制冷劑冷卻的情況相比,此模式能夠有效地達到節省能量的效果。
[0202] 在第二模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20被處于如圖3所示的第二狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0203] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19f連接,也使得入口 19b與出 口 19e和19e連接。第二轉換閥20使得入口 20b和20d與出口 20e連接,也使得入口 20a 和20c與出口 20f連接。
[0204] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、逆變器冷卻器16、廢氣冷 卻器17和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻 器14、冷卻器芯部18和電池冷卻器15形成。
[0205] 也就是,如圖3中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通 過第一轉換閥19被分流到逆變器冷卻器16和廢氣冷卻器17中。然而,并聯地流過逆變器 冷卻器16和廢氣冷卻器17的冷卻劑被收集到第二轉換閥20以流過散熱器13,由此被吸入 到第一泵11。
[0206] 另一方面,如圖3的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷卻 器14,然后經由第一轉換閥19而被分流到冷卻器芯部18和電池冷卻器15。然后,并聯地 流過冷卻器芯部18和電池冷卻器15的冷卻劑被收集到第二轉換閥20以被吸入到第二泵 12〇
[0207] 也就是,在第二模式中,被散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過逆變器冷卻器16和 廢氣冷卻器17,而被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻器芯部18和電池冷卻 器15。
[0208] 結果,逆變器和廢氣被中溫冷卻劑冷卻,電池和進入到車輛內部的吹送空氣被低 溫冷卻劑冷卻。
[0209] 例如,當外部空氣溫度是大約25°C時,在散熱器13中由外部空氣所冷卻的中溫冷 卻劑變成大約40°C的溫度,使得中溫冷卻劑能夠充分冷卻逆變器和廢氣。
[0210] 在冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫冷卻劑是大約 〇°c,使得電池和進入到車輛內部的吹送空氣能夠被低溫冷卻劑充分冷卻。
[0211] 因為在第二模式中,電池被制冷循環22的低壓制冷劑冷卻,所以即使當因為外部 空氣的溫度高而不能夠充分冷卻電池時,電池也能夠被充分冷卻。
[0212] 在第三模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于到如圖4所示的第三狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0213] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與出口 19c、 19e和19f連接。第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a、20c和20d 與出口 20f連接。
[0214] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、廢氣冷卻器17和散熱器 13形成,然而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、冷卻器芯 部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16形成。
[0215] 也就是,如圖4中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而流過廢氣冷卻器17,然后經由第二轉換閥20流過散熱器13,由此被吸 入到第一泵11。
[0216] 另一方面,如圖4的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷卻 器14,然后經由第一轉換閥19而被分流到冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器 16。然后,并聯地流過冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16的冷卻劑被收集到 第二轉換閥20,從而被吸入到第二泵12。
[0217] 因此,在第三模式中,被散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過廢氣冷卻器17,然而 被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻 器16。
[0218] 因此,廢氣被散熱器13所冷卻的冷卻劑冷卻,進入到車輛內部的吹送空氣、電池 和逆變器被冷卻劑冷卻器14所冷卻的冷卻劑冷卻。
[0219] 例如,當外部空氣溫度是大約40°C時,在散熱器13中由外部空氣所冷卻的中溫冷 卻劑變成大約50°C的溫度,使得中溫冷卻劑能夠充分冷卻廢氣。
[0220] 在冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫冷卻劑是大約 〇°C,使得進入到車輛內部的吹送空氣、電池和逆變器能夠被低溫冷卻劑充分冷卻。
[0221] 因為在第三模式中,電池和逆變器被制冷循環22的低壓制冷劑冷卻,所以即使當 因為外部空氣的溫度非常高而不能夠充分冷卻電池和逆變器時,電池和逆變器也能夠被充 分冷卻。
[0222] 該實施例采用簡單的結構,在該結構中,溫度調節設備15、16、17和18在第一和第 二轉換閥19和20之間并聯連接,使得循環通過各個溫度調節設備15、16、17和18的冷卻 劑能夠在這些設備之間轉換。
[0223] 具體地,檢測外部空氣溫度以作為與在由散熱器13執行熱交換之后所獲得的冷 卻劑的溫度相關的溫度,然后基于檢測到的外部空氣溫度,來控制第一轉換閥19和第二轉 換閥20的操作,由此執行第一至第三模式。因此,循環通過溫度調節設備15、16、17和18 中的每一個的冷卻劑能夠根據在由散熱器13執行熱交換之后所獲得的冷卻劑的溫度來在 這些設備間轉換。
[0224] 更具體地,當外部空氣溫度比預定溫度(在本實施例中是15°C)低時,執行第一模 式以允許冷卻劑在第一泵11和溫度調節設備15、16、17和18中的每一個之間循環。當外 部空氣溫度比預定溫度(在本實施例中是15°C)高時,隨著外部空氣溫度變得更高,操作從 第二模式轉換到第三模式,這樣增加了允許冷卻劑循環通過第二泵12的溫度調節設備的 數量。
[0225] 因此,冷卻劑冷卻器14的冷卻負載(也就是,制冷循環22的冷卻負載)能夠根據 在由散熱器13執行熱交換之后所獲得的冷卻劑的溫度而被改變,這樣能夠達到節省能量 的效果。
[0226] 更具體地,溫度調節設備15、16、17和18具有不同的必需冷卻溫度。當外部空氣 溫度比預定溫度(本實施例中的15°C )高時,隨著外部空氣溫度變高,操作從第二模式轉換 到第三模式,由此冷卻劑從需要低冷卻溫度的設備開始按照必需冷卻溫度增大的順序循環 到第二泵12。
[0227] 因此,該實施方式能夠根據溫度調節設備15、16、17和18的必需冷卻溫度使得在 低溫冷卻劑和高溫冷卻劑之間轉換通過各個溫度調節設備15、16、17和18的循環,這樣能 夠適當地冷卻溫度調節設備15、16、17和18,同時達到節省能量的效果。
[0228] (第二實施例)
[0229] 雖然在第一實施例中,廢氣冷卻器17連接在第一轉換閥19的出口 19d和第二轉 換閥20的入口 20b之間,但是在第二實施例中,如圖16所示,冷凝器50 (溫度調節設備) 和加熱器芯部51被連接在第一轉換閥19的出口 19d和第二轉換閥20的入口 20b之間。
[0230] 冷凝器50是高壓側熱交換器,其通過在冷卻劑和從壓縮機23中排出的高壓制冷 劑之間進行熱交換而冷凝高壓制冷劑,由此加熱冷卻劑。冷凝器50的冷卻劑入口側被連接 到第一轉換閥19的出口 19d。
[0231] 加熱器芯部51是用于加熱的熱交換器,其通過在冷卻劑和已經通過冷卻器芯部 18的吹送空氣之間進行熱交換而加熱吹送空氣。加熱器芯部51在室內空氣調節單元的殼 體27內部被設置在冷卻器芯部18的氣流下游。
[0232] 加熱器芯部51的冷卻劑入口側被連接到冷凝器50的冷卻劑出口側。加熱器芯部 51的冷卻劑出口側被連接第二轉換閥20的入口 20b。
[0233] 雖然在第一實施例中,冷卻劑冷卻器14被連接在第二泵12的排出側和第一轉換 閥19的入口 19b之間,但是在該實施例中,冷卻劑冷卻器14被連接到第一轉換閥19和冷 卻器芯部18之間。具體地,冷卻劑冷卻器14的冷卻劑入口側連接到第一轉換閥19的出口 側19c,冷卻劑冷卻器14的冷卻劑出口側連接到冷卻器芯部18的冷卻劑入口側。
[0234] 第一轉換閥19被構造為能夠在入口 19a和19b以及出口 19c、19d、19e和19f之 間在五種連通狀態之間轉換。第二轉換閥20也構造為能夠在入口 20a、20b、20c和20d以 及出口 20e、20f之間在五種連通狀態之間轉換。
[0235] 圖17示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第一狀態時冷卻系統10的操作 (第一模式)。
[0236] 在第一狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d、19e和19f連接,也使得 入口 19b與出口 19c連接。因此,第一轉換閥19如圖17中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d、19e和19f流出,也如圖17的實線箭頭所示允許進 入入口 19b的冷卻劑從出口 19c流出。
[0237] 在第一狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b、20c和20d與出口 20e連接,也使得 入口 20a與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖17中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 20b、20c和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖17的實線箭頭所示允許進 入入口 20a的冷卻劑從出口 20f流出。
[0238] 圖18示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第二狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0239] 在第二狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19f連接,也使得入口 19b與出口 19c和19e連接。因此,第一轉換閥19如圖18中的點狀虛線所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d和19f流出,也如圖18的實線箭頭所示允許進入入口 19b的冷卻 劑從出口 19c和19e流出。
[0240] 在第二狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b和20d與出口 20e連接,也使得入口 20a和20c與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖18中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 20b和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖18的實線箭頭所示允許進入入 口 20a和20c的冷卻劑從出口 20f流出。
[0241] 圖19示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第三狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0242] 在第三狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與 出口 19c、19e和19f連接。因此,第一轉換閥19如圖19中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d流出,也如圖19的實線箭頭所示允許進入入口 19b 的冷卻劑從出口 19c、19e和19f流出。
[0243] 在第三狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a、20c 和20d與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖19中的帶箭頭的長短交替虛線所示允 許進入入口 20b的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖19的實線箭頭所示允許進入入口 20a、 20c和20d的冷卻劑從出口 20f流出。
[0244] 圖20示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第四狀態時冷卻系統10的操作 (第四模式)。
[0245] 在第四狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c、19e和19f連接,也使得 入口 19b與出口 19d連接。因此,第一轉換閥19如圖20的實線箭頭所示允許進入入口 19a 的冷卻劑從出口 19c、19e和19f流出,也如圖20的帶箭頭的長短交替虛線所示允許進入入 口 19b的冷卻劑從出口 19d流出。
[0246] 在第四狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20f連接,也使得入口 20a、20c 和20d與出口 20e連接。因此,第二轉換閥20如圖20的實線箭頭所示允許進入入口 20a、 20c和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖20的帶箭頭的長短交替虛線所示允許進入入 口 20b的冷卻劑從出口 20f流出。
[0247] 圖21示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第五狀態時冷卻系統10的操作 (第五模式)。
[0248] 在第五狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c連接,也使得入口 19b與出 口 19d、19e和19f連接。因此,第一轉換閥19如圖21的帶箭頭的虛線所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19c流出,也如圖21的帶箭頭的長短交替虛線所示允許進入入口 19b 的冷卻劑從出口 19d、19e和19f流出。
[0249] 在第五狀態中,第二轉換閥20使得入口 20a與出口 20e連接,也使得入口 20b、20c 和20d與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖21的帶箭頭的虛線所示允許進入入口 20a的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖21的帶箭頭的長短交替虛線所示允許進入入口 20b、 20c和20d的冷卻劑從出口 20f流出。
[0250] 以下將參考圖22對本實施例中的冷卻劑冷卻器14和冷凝器50的特定結構進行 說明。冷卻劑冷卻器14和冷凝器50被包括在箱-管類型的一個熱交換器52中。熱交換 器52的一半構成冷卻劑冷卻器14,熱交換器52的另一半構成冷凝器50。
[0251] 熱交換器52包括熱交換器芯部52a、箱部52b和52c以及分隔部52d。熱交換器 芯部52a包括多個管,冷卻劑和制冷劑經由這些管獨立地流動。這些管并聯地堆疊在彼此 之上。
[0252] 箱部52b和52c被設置在管的兩側,從而相對于這些管分配和收集冷卻劑和制冷 齊[J。箱部52b和52c的內部空間被一分隔構件(未示出)分成允許冷卻劑從中流過的空間, 以及允許制冷劑從中流過的另一空間。
[0253] 分隔部52d在管的堆疊方向(圖22的左右方向)上將箱部52b和52c的內部分 成兩個空間。熱交換器52相對于分隔部52d在管的堆疊方向上的一側(圖22的右側)構 成了冷卻劑冷卻器14,而熱交換器52相對于分隔部52d在管的堆疊方向上的另一側(圖 22的左側)構成了冷凝器50。
[0254] 構成熱交換器芯部52a、箱部52b和52c以及分隔部52d的構件由金屬(例如,鋁 合金)形成,并且通過釬焊而被接合在一起。;
[0255] 用作冷卻劑冷卻器14的箱部52b的一部分設置有用于冷卻劑的入口 52e和用于 制冷劑的出口 52f。用作冷卻劑冷卻器14的箱部52c的另一部分設置有用于冷卻劑的出口 52g和用于制冷劑的入口 52h。
[0256] 因此,在冷卻劑冷卻器14中,冷卻劑從入口 52e流入箱部52b,然后通過箱部52b 而分配到用于冷卻劑的管中。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部52c 中,然后從出口 52g流出。
[0257] 在冷卻劑冷卻器14中,制冷劑從入口 52h流入到箱部52c中,然后通過箱部52c而 分配到用于制冷劑的管中。制冷劑在已經經過用于制冷劑的管之后被收集到箱部52b中, 然后從出口 52f流出。
[0258] 用作冷凝器50的箱部52b的一部分設置有用于冷卻劑的入口 52h和用于制冷劑 的出口 52i。用作冷凝器50的箱部52c的另一部分設置有用于冷卻劑的出口 52j和用于制 冷劑的入口 52k。
[0259] 因此,在冷凝器50中,冷卻劑從入口 52h流動到箱部52b,然后通過箱部52b而分 配到用于冷卻劑的管中。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部52c中,然 后從出口 52j流出。
[0260] 在冷凝器50中,制冷劑從入口 52k流入到箱部52c中,然后通過箱部52c而分配 到用于制冷劑的管中。制冷劑在已經經過用于制冷劑的管之后被收集到箱部52b中,然后 從出口 52i流出。
[0261] 熱交換器52不限于箱-管類型熱交換器,而是可采用其他類型的熱交換器。例如, 可采用包括多個板狀構件的疊層的層疊類型的熱交換器。
[0262] 以下將參考圖23來對本實施例的控制器40所執行的控制程序進行說明。控制器 40執行根據圖23的流程圖的計算程序。
[0263] 首先,在步驟S100中,確定空氣調節開關44是打開或關閉。當空氣調節器44確 定被打開時,冷卻被認為是有必要的,然后操作進行到步驟S110。在步驟S110中,確定由水 溫檢測器43所檢測到的冷卻劑溫度是否低于40°C。
[0264] 當由水溫檢測器43所檢測到的冷卻劑溫度被確定為低于40°C時,散熱器13中由 外部空氣所冷卻的冷卻劑(中溫冷卻劑)的溫度被認為是低的,然后操作進行到步驟S120。 在步驟S120中,執行如圖17所示的第一模式。
[0265] 在第一模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖17所示的第一狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0266] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d、19e和19f連接,也使得入口 19b與 出口 19c連接。第二轉換閥20使得入口 20b、20c和20d與出口 20e連接,也使得入口 20a 與出口 20f連接。
[0267] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、電池冷卻器15、逆變器冷 卻器16、冷凝器50、加熱器芯部51和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回 路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18形成。
[0268] 也就是,如圖17中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通 過第一轉換閥19而被分流到電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和冷凝器50中以并聯地流過 電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和冷凝器50。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過加熱器 芯部51。流過加熱器芯部51、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16的冷卻劑被收集到第二轉 換閥20以流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11。
[0269] 另一方面,如圖17的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19串聯地流過冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18,然后經由第二轉換閥20被吸入到第二泵 12〇
[0270] 因此,在第一模式中,由散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過電池冷卻器15、逆變 器冷卻器16、冷凝器50和加熱器芯部51,而由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過 冷卻器芯部18。
[0271] 因此,在電池冷卻器15和逆變器冷卻器16中,電池和逆變器被中溫冷卻劑冷卻。 在冷凝器50中,中溫冷卻劑通過與制冷循環22的高壓制冷劑進行熱交換而被加熱。在冷 卻器芯部18中,進入車輛內部的吹送空氣通過低溫冷卻劑和進入到車輛內部的吹送空氣 之間的熱交換而被冷卻。
[0272] 由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑在流過加熱器芯部51時與已經經過冷卻器芯部18 的吹送空氣交換熱量。因此,加熱器芯部51加熱已經經過冷卻器芯部18的吹送空氣。也 就是說,由冷卻器芯部18冷卻和除濕的吹送空氣能夠被加熱器芯部51加熱以形成期望溫 度的被調節空氣。
[0273] 例如,當外部空氣溫度是大約15°C時,在散熱器13中由外部空氣所冷卻的中溫冷 卻劑變成大約25°C的溫度,使得中溫冷卻劑能夠充分冷卻電池和逆變器。
[0274] 在冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫冷卻劑是大約 〇°c,使得低溫冷卻劑能夠充分冷卻進入到車輛內部的吹送空氣。
[0275] 在第一模式中,電池和逆變器被外部空氣冷卻,與電池和逆變器被制冷循環22的 低壓制冷劑冷卻的情況相比,此模式能夠有效地達到節省能量的效果。
[0276] 相反地,在步驟S110中,當由水溫檢測器43所檢測到的冷卻劑溫度被確定為不低 于40°C時,中溫冷卻劑的溫度被認為是高的,然后操作進行到步驟S130。在步驟S130中, 確定由水溫檢測器43所檢測到的冷卻劑的溫度是否為40°C以上且低于50°C。
[0277] 當由水溫檢測器43所檢測到的冷卻劑的溫度確定為40°C以上且低于50°C時,操 作進行到步驟S140,在此步驟中,執行如圖18所示的第二模式。
[0278] 在第二模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖18所示的第二狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0279] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19f連接,也使得入口 19b與出 口 19c和19e連接。第二轉換閥20使得入口 20b和20d與出口 20e連接,也使得入口 20a 和20c與出口 20f連接。
[0280] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、逆變器冷卻器16、冷凝器 50、加熱器芯部51和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、 冷卻劑冷卻器14、冷卻器芯部18和電池冷卻器15形成。
[0281] 也就是,如圖18的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通過 第一轉換閥19而被分流到逆變器冷卻器16和冷凝器50以并聯地流過逆變器冷卻器16和 冷凝器50。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51和逆 變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥20收集以流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11。
[0282] 另一方面,如圖18的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19被分流到冷卻劑冷卻器14和電池冷卻器15以并聯地流過冷卻劑冷卻器14和電池冷卻 器15。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑串聯地流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部18和 電池冷卻器15的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0283] 因此,在第二模式中,被散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過逆變器冷卻器16、冷 凝器50和加熱器芯部51,而被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻器芯部18和 電池冷卻器15。
[0284] 因此,逆變器能夠被中溫冷卻劑冷卻,電池能夠被低溫冷卻劑冷卻。因此,類似于 第一模式,被冷卻器芯部18冷卻和除濕的吹送空氣被加熱器芯部51加熱,這能夠使得被調 節空氣處于期望的溫度。
[0285] 例如,當外部空氣溫度是大約30°C時,在散熱器13中由外部空氣所冷卻的中溫冷 卻劑變成大約40°C的溫度,使得中溫冷卻劑能夠充分冷卻逆變器。
[0286] 在冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫冷卻劑是大約 〇°c,使得電池和進入到車輛內部的吹送空氣能夠被低溫冷卻劑充分冷卻。
[0287] 因為在第二模式中,電池被制冷循環22的低壓制冷劑冷卻,所以即使當因為外部 空氣的溫度高而不能夠充分冷卻電池時,電池也能夠被充分冷卻。
[0288] 在步驟S130中,當由水溫檢測器43所檢測到的冷卻劑的溫度被確定為不是高于 40°C且低于50°C時,中溫冷卻劑的溫度被認為非常高,然后操作進行到步驟S150。在步驟 S150中,執行如圖19所示的第三模式。
[0289] 在第三模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖19所示的第三狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0290] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與出口 19c、 19e和19f連接。第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a、20c和20d 與出口 20f連接。
[0291] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷凝器50、加熱器芯部51 和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、 冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16形成。
[0292] 也就是,如圖19的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經由 第一轉換閥19而串聯地流到冷凝器50和加熱器芯部51,然后經由第二轉換閥20流過散熱 器13,由此被吸入到第一泵11。
[0293] 另一方面,如圖19的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19被分流到冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14的 冷卻劑串聯地流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16 冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0294] 因此,在第三模式中,被散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過冷凝器50和加熱器芯 部51,而被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆 變器冷卻器16。
[0295] 因此,電池和逆變器能夠被低溫冷卻劑冷卻,并且類似于第一和第二模式,被冷卻 器芯部18冷卻和除濕的吹送空氣被加熱器芯部51加熱,這能夠使得被調節空氣處于期望 的溫度。
[0296] 例如,當外部空氣溫度是大約40°C時,散熱器13中的由外部空氣所冷卻的中溫冷 卻劑變成大約50°C的溫度。冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫 冷卻劑是大約〇°C,使得進入到車輛內部的吹送空氣、電池和逆變器能夠被低溫冷卻劑充分 冷卻。
[0297] 因為在第三模式中,電池和逆變器被制冷循環22的低壓制冷劑冷卻,所以即使當 因為外部空氣的溫度很高而不能夠充分冷卻電池和逆變器時,電池和逆變器也能夠被充分 冷卻。
[0298] 當在步驟S100中空氣調節開關44被確定為不打開時,制冷被認為是沒有必要的, 然后操作進行到步驟S160。在步驟S160中,確定由外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣 溫度是否低于15°C。
[0299] 當由外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣溫度確定為低于15°C時,高加熱能力 被認為是有必要的,然后操作進行到步驟S170,在該步驟S170中,執行如圖20所示的第四 模式。
[0300] 在第四模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖20所示的第四狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0301] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c、19e和19f連接,也使得入口 19b與 出口 19d連接。第二轉換閥20使得入口 20a、20c和20d與出口 20e連接,也使得入口 20b 與出口 20f連接。
[0302] 因此,第一冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器14、冷卻器 芯部18、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16、散熱器13形成,然而第二冷卻劑回路(中溫冷卻 劑回路)由第二泵12、冷凝器50和加熱器芯部51形成。
[0303] 也就是,如圖20的實線箭頭所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通過第一轉換閥19 而被分流到冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14的冷 卻劑串聯地流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部18、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16的冷 卻劑被第二轉換閥20收集以流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11。
[0304] 另一方面,如圖20的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19串聯地流過冷凝器50和加熱器芯部51,然后經由第二轉換閥20被吸入到 第二泵12。
[0305] 因此,在第四模式中,被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻器芯部 18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16,這可以通過低溫外冷卻劑冷卻進入車輛內部的吹送 空氣、電池和逆變器。
[0306] 在第四模式中0,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過散熱器13,允許冷 卻劑在散熱器13中從外部空氣吸收熱量。然后,已經在散熱器13中從外部空氣吸收熱量 的冷卻劑在冷卻劑冷卻器14中與制冷循環22的制冷劑交換熱量,以此將其熱量消散出去。 因此,在冷卻劑冷卻器14中,制冷循環22的制冷劑經由冷卻劑從外部空氣吸收熱量。
[0307] 已經在冷卻劑冷卻器14中從外部空氣吸收熱量的制冷劑冷凝器50中與中溫冷卻 劑回路的冷卻劑交換熱量,由此中溫冷卻劑回路的冷卻劑被加熱。被冷凝器50加熱的中溫 冷卻劑回路的冷卻劑在流動經過加熱器芯部51時與已經經過冷卻器芯部18的吹送空氣交 換熱量,以此將其熱量消散出去。因此,加熱器芯部51加熱已經經過冷卻器芯部18的吹送 空氣。因此,第四模式通過從外部空氣吸收熱量能夠達到加熱車輛內部的熱泵加熱的效果。
[0308] 例如,當外部空氣溫度是10°C時,由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑變成大約50°C, 從而已經經過冷卻器芯部18的吹送空氣能夠被中溫冷卻劑充分加熱。
[0309] 在冷卻劑冷卻器14中由制冷循環22的低壓制冷劑所冷卻的低溫冷卻劑變成大約 〇°c,使得電池和逆變器能夠被低溫冷卻劑充分冷卻。
[0310] 注意到第四模式通過允許加熱器芯部51加熱由冷卻器芯部18所冷卻和除濕的吹 送空氣可以達到除濕加熱的效果。
[0311] 在接下來的步驟S180中,確定由內部空氣傳感器41所檢測到的內部空氣溫度是 否為25°C以上。當由內部空氣傳感器41所檢測到的內部空氣溫度不是25°C以上時,高加 熱能力認為是有必要的,然后操作返回到步驟S180。因此,一直執行第四模式直到內部空氣 溫度增加到25°C以上。
[0312] 當由內部空氣傳感器41所檢測到的內部空氣溫度被確定為25°C以上時,高加熱 能力認為是沒有必要的,然后操作進行到步驟S190,在此步驟中,執行如圖21所示的第五 模式。
[0313] 在第五模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20變成如圖21所示的第五狀態。
[0314] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c連接,也使得入口 19b與出口 19d、 19e和19f連接。第二轉換閥20使得入口 20a與出口 20e連接,也使得入口 20b、20c和20d 與出口 20f連接。
[0315] 因此,第一冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器14、冷卻器 芯部18、散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵12、電池冷卻器 15、逆變器冷卻器16、冷凝器50和加熱器芯部51形成。
[0316] 此時,操作第二泵12以停止第一泵11和壓縮機23。因此,在如圖21的虛線箭頭 所示的第一冷卻劑回路中,冷卻劑不在其中循環。
[0317] 另一方面,如圖21中的帶箭頭的長短交替虛線所示,在第二冷卻劑回路中,從第 二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥19而被分流到電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和 冷凝器50。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51、電池 冷卻器15和逆變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0318] 因此,在第五模式中,已經在電池冷卻器15中從電池吸收熱量的冷卻劑和已經在 逆變器冷卻器16中從逆變器吸收熱量的冷卻劑流動經過加熱器芯部51,從而進入車輛內 部的吹送空氣能夠被來自電池和逆變器的廢熱加熱。
[0319] 例如,當外部空氣溫度是10°C時,由電池冷卻器15和逆變器冷卻器16所加熱的冷 卻劑變成大約30°C,由此進入車輛內部的吹送空氣能夠被加熱到25°C以上,使得內部空氣 溫度保持在25°C以上。
[0320] 在此實施方式中,當外部空氣溫度低于預定溫度(在此實施方式中,是15°C )時, 能夠執行第四模式或第五模式從而執行加熱。
[0321] 在第四模式中,冷卻劑在冷卻劑冷卻器14和第一泵11之間循環,而冷卻劑加熱介 質在冷凝器50和第二泵12之間循環。
[0322] 因此,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的冷卻劑流過散熱器13,從而冷卻劑冷卻器14中 的制冷循環22的制冷劑能夠經由流過散熱器13的冷卻劑來從外部空氣吸收熱量。因此, 外部空氣的熱量能夠從制冷循環22的冷卻劑冷卻器14(低壓側熱交換器)泵送到冷凝器 50 (高壓側熱交換器)。
[0323] 由制冷循環22所泵送的外部空氣的熱量通過使用加熱器芯部51能夠加熱進入到 車輛內部的吹送空氣,這能夠達到熱泵加熱的效果,該熱泵加熱通過從外部空氣吸收熱量 加熱車輛內部。
[0324] 在第五模式中,冷卻劑在電池冷卻器15和加熱器芯部51的每一個和第二泵12之 間循環,由此停止第一泵11的操作。因此,冷卻劑在電池冷卻器15中從電池吸收熱量,并 且已經從電池吸收熱量的冷卻劑通過加熱器芯部51可加熱進入到車輛內部的吹送空氣, 從而來自電池的廢熱能夠用于加熱車輛內部。
[0325] 第三實施方式
[0326] 在第二實施方式中,制冷循環22的低壓制冷劑被冷卻劑冷卻器14蒸發,由此通過 冷卻器芯部18來冷卻進入到車輛內部的吹送空氣。然而,在第三實施方式中,如圖24所示, 制冷循環22的低壓制冷劑在冷卻劑冷卻器14和蒸發器55中被蒸發,由此通過制冷循環22 的蒸發器55來冷卻進入到車輛內部的吹送空氣。
[0327] 蒸發器55允許制冷劑并聯地流入到冷卻劑冷卻器14。具體地,制冷循環22具有: 用于制冷劑流的分支部56,該分支部56位于壓縮機23的制冷劑排出側和膨脹閥25的制冷 劑入口側之間;以及用于制冷劑流的收集部57,該收集部57位于冷卻劑冷卻器14的制冷 劑出口側和壓縮機23的制冷劑吸入側之間。膨脹閥58和蒸發器55連接在分支部56和收 集部57之間。
[0328] 膨脹閥58是用于減壓和膨脹由分支部56所分流的液相制冷劑的減壓設備。蒸發 器55適用于蒸發低壓制冷劑從而通過在進入到車輛內部的吹送空氣和由膨脹閥25所減壓 和膨脹的低壓制冷劑之間交換熱量而冷卻吹送空氣。
[0329] 電磁閥59(開關閥)被連接在分支部56和膨脹閥25之間。當電磁閥59被打開 時,從壓縮機23中排出的制冷劑流過膨脹閥25和冷卻劑冷卻器14。當電磁閥59被關閉 時,朝向膨脹閥25和冷卻劑冷卻器14的制冷劑流被阻斷。通過控制器40來控制電磁閥59 的操作。
[0330] 制冷循環22包括過冷卻器60。過冷卻器60是通過在冷卻劑和由冷凝器50所冷 凝的液相制冷劑之間交換熱量而進一步冷卻液相制冷劑以增強制冷劑的過冷度的熱交換 器。
[0331] 過冷卻器60的冷卻劑入口側被連接到第一轉換閥19的出口 19e。過冷卻器60的 冷卻劑出口側被連接到電池冷卻器15的冷卻劑入口側。
[0332] 在此實施方式中,電池冷卻器15和電池被容納在由熱隔離材料形成的隔熱容器 中。因此,防止存儲在電池中的冷能量溢出到外部,由此保持電池是涼的。
[0333] 第一轉換閥19被構造為能夠在入口 19a和19b與出口 19c、19d、19e和19f之間 在兩種連通狀態之間轉換。第二轉換閥20也構造為能夠在入口 20a、20b、20c和20d與出 口 20e和20f之間在兩種連通狀態之間轉換。
[0334] 圖25示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第一狀態時且電磁閥59被轉換 到打開狀態時冷卻系統10的操作(第一模式)。圖26示出了當第一和第二轉換閥19和 20轉換到第一狀態時且電磁閥59被轉換到關閉狀態時冷卻系統10的操作(第二模式)。
[0335] 在第一和第二狀態下,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19f連接,也使 得入口 19b與出口 19c和19e連接。因此,第一轉換閥19如圖25和26的帶箭頭的長短交 替虛線所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d和19f流出,也如圖25和26的實線箭 頭所示允許進入入口 19b的冷卻劑從出口 19c和19e流出。
[0336] 在第一和第二狀態下,第二轉換閥20使得入口 20b和20d與出口 20e連接,也使 得入口 20a和20c與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖25和26中的帶箭頭的長短 交替虛線所示允許進入入口 20b和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖25和26中的實 線箭頭所示允許進入入口 20a和20c的冷卻劑從出口 20f流出。
[0337] 圖27示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第三狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0338] 在第三狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c和19f連接,也使得入口 19b與出口 19d連接,由此關閉出口 19e。因此,第一轉換閥19如圖27中的實線箭頭所示 允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19c和19f流出,也如圖27中的帶箭頭的長短交替虛線 所示允許進入入口 19b的冷卻劑從出口 19d流出,由此防止冷卻劑從出口 19e排出。
[0339] 在第三狀態下,第二轉換閥20使得入口 20a和20d與出口 20e連接,也使得入口 20b與出口 20f連接,由此關閉入口 20c。因此,第二轉換閥20如圖27中的實線箭頭所示 允許進入入口 20a和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖27中的帶箭頭的長短交替虛線 所示允許進入入口 20b的冷卻劑從出口 20f流出,由此防止冷卻劑從入口 20c中流出。
[0340] 以下將參考圖28來說明本實施例的冷卻劑冷卻器14、冷凝器50和過冷卻器60的 詳細結構。
[0341] 冷卻劑冷卻器14、冷凝器50和過冷卻器60被包含在箱-管類型的一個熱交換器 61中。具體地,過冷卻器60被設置在冷卻劑冷卻器14和冷凝器50之間。
[0342] 熱交換器61包括熱交換器芯部61a、箱部61b和61c以及兩個分隔部61d和61d。 熱交換器芯部61a包括多個管,冷卻劑和制冷劑經由這些管獨立地流動。這些管并聯地堆 疊在彼此之上。
[0343] 箱部61b和61c被設置在管的兩側,從而相對于這些管分配和收集冷卻劑和制冷 齊[J。箱部61b和61c的內部空間被一分隔構件(未示出)分隔成允許冷卻劑從中流過的空 間,以及允許制冷劑從中流過的另一空間。
[0344] 兩個分隔部61d和61d在管的堆疊方向(圖28的左右方向)上將箱部61b和61c 的內部分成三個空間。熱交換器61相對于分隔部61d在管的堆疊方向上的一側(圖28的 右側)構成了冷卻劑冷卻器14,而熱交換器61相對于分隔部6Id在管的堆疊方向上的另一 偵圖28的左側)構成了冷凝器50,由此在分隔部61d和61d之間的間隙用作過冷卻器 60 〇
[0345] 構成熱交換器芯部61a、箱部61b和61c以及分隔部61d的構件由金屬(例如,鋁 合金)形成,并且通過釬焊而被接合在一起。
[0346] 用作冷卻劑冷卻器14的箱部61b的一部分設置有用于冷卻劑的入口 61e和用于 制冷劑的出口 61f。用作冷卻劑冷卻器14的箱部61c的另一部分設置有用于冷卻劑的出口 61g和用于制冷劑的入口 61h。
[0347] 因此,在冷卻劑冷卻器14中,冷卻劑從入口 61e流動到箱部61b,然后通過箱部 61b而分配到用于冷卻劑的管中。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部 61c中,然后從出口 61g流出。
[0348] 在冷卻劑冷卻器14中,制冷劑從入口 6lh流入到箱部61c中,然后通過箱部61c而 分配到用于制冷劑的管中。制冷劑在已經經過用于制冷劑的管之后被收集到箱部61b中, 然后從出口 61f排出。
[0349] 用作冷凝器50的箱部61b的一部分設置有用于冷卻劑的入口 61i。用于使得制冷 劑流過的孔61j形成在分隔部61的一部分中,該分隔部用于將箱部61b的內部空間分成用 于冷凝器50的箱體空間和用于過冷卻器60的另一箱體空間。用作冷凝器50的箱部61c 的另一部分設置有用于冷卻劑的出口 61k和用于制冷劑的入口 611。
[0350] 因此,在冷凝器50中,冷卻劑從入口 61i流動到箱部61b,然后通過箱部61b而分 配到用于冷卻劑的管中。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部61c中,然 后從出口 61k流出。
[0351] 在冷凝器50中,制冷劑從入口 611流入到箱部61c中,然后通過箱部61c而分配 到用于制冷劑的管中。制冷劑在已經經過用于制冷劑的管之后被收集到箱部61b中,以經 由分隔部61d的孔61 j而從過冷卻器60中流出。
[0352] 用作過冷卻器60的箱部61b的一部分設置由用于冷卻劑的出口 61m。用作過冷卻 器60的另一箱部61c的另一部分設置由用于冷卻劑的入口 61η和用于制冷劑的出口 61〇。
[0353] 因此,在過冷卻器60中,冷卻劑從入口 61η流入到箱部61c,然后經由箱部61c而 被分配到用于冷卻劑的管。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部61b,以從 出口 61m中流出。
[0354] 在過冷卻器60中,制冷劑經由分隔部61d的孔61 j流入到箱部61b,然后經由箱 部61b而被分配到用于制冷劑的管。制冷劑在已經經過用于制冷劑的管之后被收集到箱部 61c,以從出口 61〇中流出。
[0355] 以下,將說明上述結構的操作。當電池被外部電源充電時,控制器執行如圖25所 不的第一模式。
[0356] 在第一模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20處于如圖25所示的第一狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23,由此 將電磁閥59轉換到打開狀態。
[0357] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19f連接,也使得入口 19b與出 口 19c和19e連接。第二轉換閥20使得入口 20b和20d與出口 20e連接,也使得入口 20a 和20c與出口 20f連接。
[0358] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、逆變器冷卻器16、冷凝器 50、加熱器芯部51和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、 冷卻劑冷卻器14、過冷卻器60和電池冷卻器15形成。
[0359] 也就是,如圖25中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通 過第一轉換閥19而被分流到逆變器冷卻器16和冷凝器50,以并聯地流過逆變器冷卻器16 和冷凝器50。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51和逆 變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥20收集以流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11。
[0360] 另一方面,如圖25的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19而分流到冷卻劑冷卻器14和過冷卻器60以并聯地流過冷卻劑冷卻器14和過冷卻器60。 流過過冷卻器60的冷卻劑串聯地流過電池冷卻器15。流過電池冷卻器15和冷卻劑冷卻器 14的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0361] 以此方式,在第一模式中,由散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過逆變器冷卻器 16、冷凝器50和加熱器芯部51,而由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過過冷卻器 60和電池冷卻器15。
[0362] 結果,逆變器和冷凝器50的高壓制冷劑被中溫冷卻劑冷卻,電池和過冷卻器60的 液相制冷劑被低溫冷卻劑冷卻。因此,冷能量被儲存在電池中。
[0363] 當電池被外部電源充電時,制冷循環22的壓縮機23被從外界電源供給的電能驅 動。因此,在第一模式中,將冷能量儲存在使用從外界電源供給的電能的電池中。
[0364] 在第一模式中,蒸發器55在進入到車輛內部的吹送空氣和制冷循環22的低壓制 冷劑之間交換熱量,由此冷卻進入到車輛內部的吹送空氣。在第一模式中,冷凝器50在中 溫冷卻劑和制冷循環22的高壓制冷劑之間交換熱量,由此來加熱中溫冷卻劑,而加熱器芯 部51在進入到車輛內部的吹送空氣和中溫冷卻劑之間交換熱量,由此加熱進入到車輛內 部的吹送空氣。
[0365] 因此,處于期望溫度的被調節空氣能夠被用于調節車輛內部的空氣的溫度。例如, 當在乘客乘坐到車輛之前給電池充電時,能夠執行預先的空氣調節以在乘客乘坐之前執行 車輛內部的空氣調節。
[0366] 當電池不被外界電源充電且車輛內部需要冷卻時,控制器40執行如圖26所示的 第二模式。
[0367] 在第二模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖26所示的第一狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23,由此 將電磁閥59轉換到關閉狀態。也就是,第二模式使得第一和第二轉換閥19和20具有與第 一模式相同的狀態,但是與第一模式的不同之處在于電磁閥59被關閉。
[0368] 因此,制冷循環22的低壓制冷劑不流經冷卻劑冷卻器14,結果冷卻劑不被冷卻劑 冷卻器14冷卻。然而,在第一模式中,在電池冷卻器15中,冷卻劑被儲存在電池中的冷能 量冷卻。
[0369] 因為由電池冷卻器15冷卻的低溫冷卻劑流過過冷卻器60,過冷卻器60的液相制 冷劑(高壓制冷劑)被低溫冷卻劑冷卻。
[0370] 因此,在第二模式中,儲存在電池中的冷能量能夠用于過冷制冷循環22的高壓制 冷劑,這能夠提高制冷循環22的效率,由此達到節省能量的效果。
[0371] 注意在第二模式中,在電磁閥59打開的狀態下低溫冷卻劑能夠被冷卻劑冷卻器 14冷卻。
[0372] 當電池處于預定溫度(例如,40°C )或之下因此不需要冷卻時,且當車輛內部需要 被加熱時,控制器40執行如圖27所示的第三模式。
[0373] 在第三模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖27所示的第二狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23,由此 將電磁閥59轉換到打開狀態。
[0374] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c和19f連接,也使得入口 19b與出 口 19d連接,由此關閉出口 19e。第二轉換閥20使得入口 20a和20d與出口 20e連接,也使 得入口 20b與出口 20f連接,由此關閉入口 20c。
[0375] 因此,第一冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器14、逆變器 冷卻器16和散熱器13形成,而第二冷卻回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷凝器50 和加熱器芯部51形成。
[0376] 也就是,如圖27中的實線箭頭所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通過第一轉換閥 19而被分流到冷卻劑冷卻器14和逆變器冷卻器16以并聯地流過冷卻劑冷卻器14和逆變 器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14和逆變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥20收集以 流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11
[0377] 另一方面,如圖27的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而串聯地流過冷凝器50和加熱器芯部51,然后經由第二轉換閥20而被吸 入到第二泵12。
[0378] 因此,在第三模式下,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑流過逆變器冷卻器 16,這樣能夠通過低溫冷卻劑冷卻逆變器。
[0379] 在此情況下,電池處于預定溫度(例如,40°C )或之下,因此不需要被冷卻,從而到 電池冷卻器15的冷卻劑循環被停止。
[0380] 在第三模式下,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑流過散熱器13,從而允許冷 卻劑在散熱器13中從外部空氣吸收熱量。然后,已經在散熱器13中從外部空氣吸收熱量 的冷卻劑在冷卻劑冷卻器14中與制冷循環22的制冷劑交換熱量,以此將其熱量消散出去。 因此,在冷卻劑冷卻器14中,制冷循環22的制冷劑經由冷卻劑而從外部空氣吸收熱量。
[0381] 已經在冷卻劑冷卻器14中從外部空氣吸收熱量的制冷劑在冷凝器50中與中溫冷 卻劑回路的冷卻劑交換熱量,由此中溫冷卻劑回路的冷卻劑被加熱。被冷凝器50加熱的中 溫冷卻劑回路的冷卻劑在流動經過加熱器芯部51時與已經經過蒸發器55的吹送空氣交換 熱量,以此將其熱量消散出去。因此,加熱器芯部51加熱已經經過蒸發器55的吹送空氣。 因此,第三模式通過從外部空氣吸收熱量能夠達到加熱車輛內部的熱泵加熱的效果。
[0382] 由加熱器芯部51加熱的吹送空氣是被蒸發器55中的制冷循環22的低壓制冷劑 冷卻和除濕的干燥冷空氣。因此,在第三模式中,能夠執行除濕加熱。
[0383] 可選地,當電池的溫度在第三模式中增大時,中溫冷卻劑或低溫冷卻劑可循環到 電池冷卻器15中,由此冷卻電池。
[0384] 在此實施方式中,當電池被外部電源供給的電能充電時,電磁閥59被打開以允許 制冷循環的低壓制冷劑流入冷卻劑冷卻器14中,從而由冷卻劑冷卻器14冷卻的冷卻劑流 過電池冷卻器15,由此來冷卻電池。因此,由制冷循環22所形成的冷能量能夠被儲存在電 池中。
[0385] 在電池被外部電源供給的電能充電之后,流過電池冷卻器15的冷卻劑流過過冷 卻器60,從而使得流過過冷卻器60的制冷劑能夠被儲存在電池中的冷能量所冷卻,進一步 提高了制冷循環22的效率。此時,電磁閥59被關閉以防止制冷循環的低壓制冷劑流進冷 卻劑冷卻器14,由此降低制冷循環22上的冷卻負載。
[0386] 因此,例如,當在車輛的行駛期間不能使用外部電源時,儲存在電池中的冷能量能 夠用于冷卻溫度調節設備,由此降低電能消耗。
[0387] 在此實施方式中,過冷卻器60和電池冷卻器15被串聯地連接在一起,與過冷卻器 60和電池冷卻器15并聯地連接在一起的情況相比,這能夠有效地利用儲存在電池冷卻器 15中的冷能量而冷卻經由過冷卻器60而加熱的冷卻劑。
[0388] 第四實施方式
[0389] 在本公開的第四實施方式中,如圖29所示,吸入空氣冷卻器65(溫度調節設備) 被添加到上述第三實施方式的結構中。吸入空氣冷卻器65是熱交換器,其通過在冷卻劑和 由發動機的增壓器而壓縮的處于高溫下的吸入空氣之間交換熱量而冷卻吸入空氣。吸入空 氣優選地被冷卻到大約30°C。
[0390] 吸入空氣冷卻器65的冷卻劑入口側被連接到第一轉換閥19的出口 19g。吸入空 氣冷卻器65的冷卻劑出口側被連接到第二轉換閥20的入口 20g。
[0391] 在此實施方式中,過冷卻器60被連接到冷卻劑冷卻器14的制冷劑出口側和第二 轉換閥20的入口 20a。
[0392] 第一轉換閥19被構造為能夠在入口19&和1%以及出口19(:、19(1、196、19€和19 8 之間在三種連通狀態之間轉換。第二轉換閥20也構造為能夠在入口 20a、20b、20c、20d和 20g以及出口 20e和20f之間在三種連通狀態之間轉換。
[0393] 圖30示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第一狀態時冷卻系統10的操作 (第一模式)。
[0394] 在第一狀態下,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d、19f和19g連接,也使得 入口 19b與出口 19c和19e連接。因此,第一轉換閥19如圖30中的帶箭頭的長短交替虛 線所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d、19f和19g流出,也如圖30的實線箭頭所示 允許進入入口 19b的冷卻劑從出口 19c和19e流出。
[0395] 在第一狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b、20d和20g與出口 20e連接,也使得 入口 20a和20c與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖30中的帶箭頭的長短交替虛 線所示允許進入入口 20b、20d和20g的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖30的實線箭頭所示 允許進入入口 20a和20c的冷卻劑從出口 20f流出。
[0396] 圖31示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第二狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0397] 在第二狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與 出口 19c、19e、19f和19g連接。因此,第一轉換閥19如圖31中的帶箭頭的長短交替虛線 所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d流出,也如圖31的實線箭頭所示允許進入入口 19b的冷卻劑從出口 19c、19e、19f和19g流出。
[0398] 在第二狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a、 20c、20d和20g與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖31中的帶箭頭的長短交替虛線 所示允許進入入口 20b的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖31的實線箭頭所示允許進入入口 20a、20c、20d和20g的冷卻劑從出口 20f流出。
[0399] 圖32示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第三狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0400] 在第三狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c和19f連接,也使得入口 19b與出口 19d、19e和19g連接。因此,第一轉換閥19如圖32中的實線箭頭所示允許進入 入口 19a的冷卻劑從出口 19c和19f流出,也如圖32的帶箭頭的長短交替虛線所示允許進 入入口 19b的冷卻劑從出口 19d、19e和19g流出。
[0401] 在第三狀態中,第二轉換閥20使得入口 20a和20d與出口 20e連接,也使得入口 20b、20c和20g與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖32中的實線箭頭所示允許進入 入口 20a和20d的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖32的帶箭頭的長短交替虛線所示允許進 入入口 20b、20c和20g的冷卻劑從出口 20f流出。
[0402] 現在,將說明上述結構的操作。當由外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣溫度是 高于15°C而低于40°C時,控制器40執行如圖30所示的第一模式。
[0403] 在第一模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖30所示的第一狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23,由此 將電磁閥59轉換到打開狀態。
[0404] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d、19f和19g連接,也使得入口 19b 與出口 19c和19e連接。第二轉換閥20使得入口 20b、20d和20g與出口 20e連接,也使得 入口 20a和20c與出口 20f連接。
[0405] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、逆變器冷卻器16、冷凝器 50、加熱器芯部51、吸入空氣冷卻器65、散熱器13形成,而第二冷卻回路(低溫冷卻劑回 路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、過冷卻器60和電池冷卻器15形成。
[0406] 也就是,如圖30中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通 過第一轉換閥19而被分流到逆變器冷卻器16、冷凝器50和吸入空氣冷卻器65以并聯地流 過逆變器冷卻器16、冷凝器50和吸入空氣冷卻器65。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過 加熱器芯部51。流過加熱器芯部51、逆變器冷卻器16和吸入空氣冷卻器65的冷卻劑被第 二轉換閥20收集以流過散熱器13,由此被吸入到第一泵11。
[0407] 另一方面,如圖30的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19而分流到冷卻劑冷卻器14和電池冷卻器15以并聯地流過冷卻劑冷卻器14和電池冷卻 器15。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑串聯地流過過冷卻器60。流過過冷卻器60和電池 冷卻器15的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0408] 因此,在第一模式中,由散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過逆變器冷卻器16、冷 凝器50、加熱器芯部51以及吸入空氣冷卻器65,然而由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷 卻劑流過過冷卻器60和電池冷卻器15。
[0409] 結果,逆變器、吸入空氣和冷凝器50的高壓制冷劑被中溫冷卻劑冷卻,過冷卻器 60的液相制冷劑和電池被低溫冷卻劑冷卻。
[0410] 在第一模式中,蒸發器55在進入到車輛內部的吹送空氣和制冷循環22的低壓制 冷劑之間交換熱量,由此冷卻進入到車輛內部的吹送空氣。在第一模式中,冷凝器50在中 溫冷卻劑和制冷循環22的高壓制冷劑之間交換熱量,由此來加熱中溫冷卻劑,而加熱器芯 部51在進入到車輛內部的吹送空氣和中溫冷卻劑之間交換熱量,由此加熱進入到車輛內 部的吹送空氣。因此處于期望溫度的被調節空氣能夠用于調節車廂內部的空氣的溫度。
[0411] 當由外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣溫度為40°C以上時,控制器40執行如 圖31所示的第二模式。
[0412] 在第二模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖31所示的第二狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23,由此 將電磁閥59轉換到打開狀態。
[0413] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與出口 19c、 19e、19f和19g連接。第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a和 20c、20d和20g與出口 20f連接。
[0414] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷凝器50、加熱器芯部51 和散熱器13形成,而第二冷卻回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、過 冷卻器60、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和吸入空氣冷卻器65形成。
[0415] 也就是,如圖31中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通 過第一轉換閥19而串聯地經過冷凝器50和加熱器芯部51,然后經由第二轉換閥20而被吸 入到第一泵11。
[0416] 另一方面,如圖31的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19而分流到冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和吸入空氣冷卻器65。流 過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑串聯地流過過冷卻器60。流過過冷卻器60、電池冷卻器15、 逆變器冷卻器16和吸入空氣冷卻器65的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵 12〇
[0417] 因此,在第二模式中,由散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過冷凝器50和加熱器芯 部51,而由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過過冷卻器60、電池冷卻器15、逆變器 冷卻器16和吸入空氣冷卻器65。
[0418] 結果,冷凝器50的高壓制冷劑被中溫冷卻劑冷卻,過冷卻器60的液相制冷劑、電 池、逆變器和吸入空氣被低溫冷卻劑冷卻。
[0419] 在第二模式中,蒸發器55在進入到車輛內部的吹送空氣和制冷循環22的低壓制 冷劑之間交換熱量,由此冷卻進入到車輛內部的吹送空氣。在第二模式中,冷凝器50在制 冷循環22的高壓制冷劑和中溫冷卻劑之間交換熱量,由此來加熱中溫冷卻劑,而加熱器芯 部51在中溫冷卻劑和進入到車輛內部的吹送空氣之間交換熱量,由此加熱進入到車輛內 部的吹送空氣。因此處于期望溫度的被調節空氣能夠用于調節車廂內部的空氣的溫度。
[0420] 即使在執行第一模式的過程中,在忽然加速的情況下,諸如在啟動時,低溫冷卻劑 被允許流過吸入空氣冷卻器65,由此利用低溫冷卻劑以與第二模式相同的方式來冷卻吸入 空氣。因此,即使吸入空氣溫度由于忽然加速時增壓壓力增加而增加,吸入空氣也能夠被充 分冷卻以提高燃料效率。
[0421] 當由外部空氣傳感器42檢測到的外部空氣溫度是0°C或以下時,控制器40執行如 圖32所示的第三模式。
[0422] 在第三模式中,控制器40控制用于轉換閥門的電動機30,使得第一轉換閥19和第 二轉換閥20進入如圖32所示的第三狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23,由 此將電磁閥59轉換到打開狀態。
[0423] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c和19f連接,也使得入口 19b與出 口 19d、19e和19g連接。第二轉換閥20使得入口 20a和20d與出口 20e連接,也使得入口 和20b、20c和20g與出口 20f連接。
[0424] 因此,第一冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器14、過冷卻 器60、逆變器冷卻器16和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵 12、電池冷卻器15、冷凝器50、加熱器芯部51、吸入空氣冷卻器65形成。
[0425] 也就是,如圖32的實線箭頭所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通過第一轉換閥19 而被分流到冷卻劑冷卻器14和逆變器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑串聯地流 過過冷卻器60。流過過冷卻器60和逆變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被 吸入到第一泵11。
[0426] 另一方面,如圖32的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19被分流到電池冷卻器15、冷凝器50和吸入空氣冷卻器65。流過冷凝器50 的冷卻劑串聯地流過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51、電池冷卻器15以及吸入空氣冷 卻器65的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0427] 在第三模式中,被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過逆變器冷卻器16,這 使得能夠通過低溫冷卻劑來冷卻逆變器。
[0428] 在第三模式中,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑流過散熱器13,從而允許冷 卻劑在散熱器13中從外部空氣吸收熱量。然后,已經在散熱器13中從外部空氣吸收熱量 的冷卻劑在冷卻劑冷卻器14中與制冷循環22的制冷劑交換熱量,以此將其熱量消散出去。 因此,在冷卻劑冷卻器14中,制冷循環22的制冷劑經由冷卻劑而從外部空氣吸收熱量。
[0429] 已經在冷卻劑冷卻器14中從外部空氣吸收熱量的制冷劑在冷凝器50中與中溫冷 卻劑回路的冷卻劑交換熱量,由此中溫冷卻劑回路的冷卻劑被加熱。被冷凝器50加熱的中 溫冷卻劑回路的冷卻劑在流動經過加熱器芯部51時與已經經過蒸發器55吹送空氣交換熱 量,以此將其熱量消散出去。因此,加熱器芯部51加熱已經經過蒸發器55的吹送空氣。因 此,第三模式通過從外部空氣吸收熱量能夠達到加熱車輛內部的熱泵加熱的效果。
[0430] 由加熱器芯部51加熱的吹送空氣是被蒸發器55冷卻和除濕的干燥冷空氣。因此, 在第三模式中,能夠執行除濕加熱。
[0431] 在第三模式中,被冷凝器50加熱的中溫冷卻劑流過電池冷卻器15和吸入空氣冷 卻器65。因此,第三模式能夠通過加熱電池而提高電池的輸出,并且通過加熱吸入空氣而促 進燃料的霧化,進一步提高燃料的效率。特別是,在由于冷的發動機而使得燃料很難霧化的 冷啟動時刻,促進燃料的霧化可提高燃燒效率。
[0432] 第五實施方式
[0433] 雖然在第二實施方式中,散熱器13連接在第二轉換閥20的出口 20e和第一泵11 的吸入側之間,但是在第五實施方式中,如圖33所示,散熱器13連連接在第一轉換閥19的 出口 19g和第二轉換閥20的入口 20g之間。
[0434] 散熱器13的冷卻劑入口側連接到第一轉換閥19的出口 19g。散熱器13的冷卻劑 出口側連接到第二轉換閥20的入口 20g。
[0435] 第一轉換閥19被構造為能夠在入口19&和1%以及出口19(:、19(1、196、19€和19 8 之間在兩種連通狀態之間轉換。第二轉換閥20也構造為能夠在入口 20a、20b、20c、20d和 20g以及出口 20e和20f之間在兩種連通狀態之間轉換。
[0436] 圖34示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第一狀態時冷卻系統10的操作 (第一模式)。
[0437] 在第一狀態下,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19e連接,也使得入口 19b與出口 19c、19f和19g連接。因此,第一轉換閥19如圖34中的帶箭頭的長短交替虛線 所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d和19e流出,也如圖34的實線箭頭所示允許進 入入口 19b的冷卻劑從出口 19c、19f和19g流出。
[0438] 在第一狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b和20c與出口 20e連接,也使得入口 20a、20d和20g與出口 20f連接。因此,第二轉換閥20如圖34中的帶箭頭的長短交替虛線 所示允許進入入口 20b和20c的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖34的實線箭頭所示允許進 入入口 20a、20d和20g的冷卻劑從出口 20f流出。
[0439] 圖35示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第二狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0440] 在第二狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與 出口 19c、19e、19f連接,由此關閉出口 19g。因此,第一轉換閥19如圖35中的帶箭頭的長 短交替虛線所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d流出,也如圖35的實線箭頭所示允 許進入入口 19b的冷卻劑從出口 19c、19e、19f流出,由此防止冷卻劑從出口 19g流出。
[0441] 在第二狀態中,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入口 20a、 20c、20d與出口 20f連接,由此關閉入口 20g。因此,第二轉換閥20如圖35中的帶箭頭的 長短交替虛線所示允許進入入口 20b的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖35的實線箭頭所示 允許進入入口 20a、20c、20d的冷卻劑從出口 20f流出,由此防止冷卻劑流入入口 20g。
[0442] 當在冬天外部空氣的溫度特別低(例如,0°C )的情況下電池由外部電源供給的電 能充電時,控制器40執行如圖34所示的第一模式。
[0443] 在第一模式下,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖34所示的第一狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0444] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19e連接,也使得入口 19b與出 口 19c、19f和19g連接。第二轉換閥20使得入口 20b和20c與出口 20e連接,也使得入口 和20a、20d和20g與出口 20f連接。
[0445] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、電池冷卻器15、冷凝器50 和加熱器芯部51形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器 14、冷卻器芯部18、逆變器冷卻器16和散熱器13形成。
[0446] 也就是,如圖34的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑通過 第一轉換閥19而被分流到電池冷卻器15和冷凝器50從而并聯的流過電池冷卻器15和冷 凝器50。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51、電池冷 卻器15的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第一泵11。
[0447] 另一方面,如圖34的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19被分流到冷卻劑冷卻器14、逆變器冷卻器16和散熱器13。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻 劑串聯地流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部18、逆變器冷卻器16和散熱器13的冷卻劑 被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0448] 在第一模式中,被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過逆變器冷卻器16和 冷卻器芯部18,這使得能夠通過低溫冷卻劑來冷卻逆變器和進入到車輛內部的吹送空氣。
[0449] 在第一模式中,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑流過散熱器13,從而允許冷 卻劑在散熱器13中從外部空氣吸收熱量。然后,已經在散熱器13中從外部空氣吸收熱量 的冷卻劑在冷卻劑冷卻器14中與制冷循環22的制冷劑交換熱量,以此將其熱量消散出去。 因此,在冷卻劑冷卻器14中,制冷循環22的制冷劑經由冷卻劑而從外部空氣吸收熱量。
[0450] 在冷卻劑冷卻器14中已經從外部空氣吸收熱量的制冷劑在冷凝器50中與中溫冷 卻劑回路的冷卻劑交換熱量,由此中溫冷卻劑回路的冷卻劑被加熱。被冷凝器50加熱的中 溫冷卻劑回路的冷卻劑在流動經過加熱器芯部51時與已經經過冷卻器芯部18的吹送空氣 交換熱量,以此將其熱量消散出去。因此,加熱器芯部51加熱已經經過冷卻器芯部18的吹 送空氣。因此,第一模式通過從外部空氣吸收熱量能夠達到加熱車輛內部的熱泵加熱的效 果。
[0451] 由加熱器芯部51加熱的吹送空氣是被冷卻器芯部18冷卻和除濕的干燥冷空氣。 因此,在第一模式中,能夠執行除濕加熱。
[0452] 例如,當在乘客乘坐到車輛之前給電池充電時,能夠執行預先的空氣調節以在乘 客乘坐之前執行車輛內部的空氣調節。
[0453] 此外,在第一模式中,由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑流過電池冷卻器15,從而暖 能量能夠通過加熱電池而被儲存在電池中。在此實施方式中,在第一模式中,電池被加熱到 大約40°C。
[0454] 當來自外部電源的電能對電池進行的充電被完成且車輛開始行駛時,控制器40 執行如圖35所示的第二模式。
[0455] 在第二模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一轉換閥19和第二 轉換閥20進入如圖35所示的第二狀態,以操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0456] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與出口 19c、 19e和19f連接,由此關閉出口 19g。第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得 入口和20a、20c和20d與出口 20f連接,由此關閉入口 20g。
[0457] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷凝器50和加熱器芯部 51形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、冷卻器芯部 18、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16形成,因此停止止朝向散熱器13的制冷劑循環。
[0458] 也就是,如圖35的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經由 第一轉換閥19而串聯地流過冷凝器50和加熱器芯部50,然后經由第二轉換閥20而被吸入 到第一泵11。
[0459] 另一方面,如圖35的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換閥 19被分流到冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14的 冷卻劑串聯地流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16 的冷卻劑被第二轉換閥20收集以被吸入到第二泵12。
[0460] 在第二模式中,被冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過電池冷卻器15,從而 允許低溫冷卻劑在電池冷卻器15中從電池吸收熱量。然后,在電池冷卻器15中從電池吸 收熱量的冷卻劑在冷卻劑冷卻器14中與制冷循環22的制冷劑交換熱量,以此將其熱量消 散出去。因此,在冷卻劑冷卻器14中,制冷循環22的制冷劑經由冷卻劑從電池吸收熱量。
[0461] 已經在冷卻劑冷卻器14中從電池吸收熱量的制冷劑在冷凝器50中與中溫冷卻劑 回路的冷卻劑交換熱量,由此中溫冷卻劑回路的冷卻劑被加熱。被冷凝器50加熱的中溫冷 卻劑回路的冷卻劑在流動經過加熱器芯部51時與已經經過冷卻器芯部18的吹送空氣交換 熱量,以此將其熱量消散出去。因此,加熱器芯部51加熱已經經過冷卻器芯部18的吹送空 氣。因此,第二模式通過從電池吸收熱量能夠達到加熱車輛內部的熱泵加熱的效果。
[0462] 由加熱器芯部51加熱的吹送空氣是被冷卻器芯部18冷卻和除濕的干燥冷空氣。 因此,在第二模式中,能夠執行除濕加熱。
[0463] 在此實施方式中,在第一模式中,電池被加熱到大約40°C,因此,在第二模式中,通 過從40°C的電池吸收熱量能夠達到熱泵效果。因此,與制冷循環22的低壓制冷劑從外部空 氣(例如,〇°C )吸收熱量的情況相比,該實施方式能夠在較高的溫度下操作熱管理系統,由 此提高熱泵的操作效率。
[0464] 在第二模式中,冷卻劑不會循環經過散熱器13,并且散熱器13不會從外部空氣吸 收熱量,這能夠防止散熱器13形成霜。
[0465] 第六實施方式
[0466] 雖然在上述的各個實施方式中,溫度調節設備以舉例的方式包括冷卻劑冷卻器 14、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16、廢氣冷卻器17、冷卻器芯部18、冷凝器50和吸入空氣 冷卻器65,但是在第六實施方式中,如圖36所示,溫度調節設備包括吸入空氣冷卻器65、燃 料冷卻器66和車載電子設備冷卻器67。
[0467] 燃料冷卻器66是通過在供給到發動機的燃料和冷卻劑之間交換熱量而冷卻燃料 的熱交換器,車載電子設備冷卻器67是通過在車載電子設備和冷卻劑之間交換熱量而冷 卻車載電子設備的熱交換器。因此,多種設備能夠用作溫度調節設備。
[0468] 如同此實施方式,冷凝器50能夠被連接到第一泵11的排出側和第一轉換閥19的 入口 19a。
[0469] 第七實施方式
[0470] 雖然在上述的第三實施方式中,用于冷卻劑的出口 61g和入口 61η形成在熱交換 器61的箱部61c的構成冷卻劑冷卻器14和過冷卻器60的那些部分中,但是在第七實施方 式中,如圖37所示,用于冷卻劑的出口 61g和入口 61η被去除,用于允許制冷劑從其中通過 的孔61ρ形成在如下的分隔部61d的一部分中,該分隔部61d將箱部61b的內部空間分成 用于冷卻劑冷卻器14的箱體空間和用于過冷卻器60的另一箱體空間。
[0471] 因此,在冷卻劑冷卻器14中,冷卻劑從入口 61e流入到箱部61b,然后通過箱部 61b而被分配到用于冷卻劑的管。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部 61c,以從分隔部61d的孔61p流入到過冷卻器60中。
[0472] 在過冷卻器60中,冷卻劑經由分隔部61d的孔61p而流入到箱部61b,然后通過箱 部61c而被分配到用于冷卻劑的管。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部 61b以從出口 61m流出。
[0473] 該實施方式相對于第三實施方式的熱交換器61而言能夠去除用于冷卻劑的出口 61g和入口 61η,因此能夠簡化冷卻劑管的連接結構。
[0474] 第八實施方式
[0475] 雖然在第七實施方式中,冷卻劑冷卻器14、冷凝器50和過冷卻器60被包含在同一 個熱交換器61中,但是在第八實施方式中,如圖38所示,冷卻劑冷卻器14、冷凝器50和膨 脹閥25被結合在一起。
[0476] 冷卻劑冷卻器14由箱-管類型的熱交換器組成,且包括熱交換器芯部14a、箱部 14b和14c。熱交換器芯部14a包括多個管,冷卻劑和制冷劑經由這些管獨立地流動。這些 管并聯地堆疊在彼此之上。箱部14b和14c被設置在管的兩側,從而相對于這些管分配和 收集冷卻劑和制冷劑。
[0477] 構成熱交換器芯部14a、箱部14b和14c的構件由金屬(例如,鋁合金)形成,并且 通過釬焊而被接合在一起。
[0478] 冷凝器50由箱-管類型的熱交換器組成,且包括熱交換器芯部50a、箱部50b和 50c。熱交換器芯部50a包括多個管,冷卻劑和制冷劑經由這些管獨立地流動。這些管并聯 地堆疊在彼此之上。箱部50b和50c被設置在管的兩側,從而相對于這些管分配和收集冷 卻劑和制冷劑。
[0479] 構成熱交換器芯部50a、箱部50b和50c的構件由金屬(例如,鋁合金)形成,并且 通過釬焊而被接合在一起。
[0480] 冷卻劑冷卻器14和冷凝器50在管的堆疊方向上(在圖38的水平方向上)并聯 地設置。具體地,膨脹閥25在被夾在冷卻劑冷卻器14和冷凝器50之間的情況下被固定。
[0481] 膨脹閥25是熱膨脹閥,通過機械系統調節該熱膨脹閥的開口,從而從冷卻劑冷卻 器14中流出的制冷劑的過熱度處于預定的范圍內。膨脹閥25具有溫度感測部25a,其用于 感測位于冷卻劑冷卻器14的出口側的制冷劑的過熱度。
[0482] 冷卻劑冷卻器14的一個箱部14c被設置有用于冷卻劑的入口 14e和用于制冷劑 的出口 14f。用于制冷劑的出口 14f被疊加在膨脹閥25的溫度感測部25a的制冷劑入口 上。
[0483] 冷卻劑冷卻器14的另一箱部14b被設置由用于冷卻劑的出口 14g和用于制冷劑 的入口 14h。用于制冷劑的入口 14h被疊加在膨脹閥25的制冷劑出口上。
[0484] 因此,在冷卻劑冷卻器14中,冷卻劑從入口 14e流入到箱部14c,然后通過箱部 14c而分配到用于冷卻劑的管中。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部 14b中,然后從出口 14g流出。
[0485] 在冷卻劑冷卻器14中,被膨脹閥25減壓的制冷劑從入口 14h流入到箱部14b中, 然后在箱部14b中分配到用于制冷劑的管中。已經經過用于制冷劑的管的制冷劑被收集到 箱部14c中,以從出口 14f流入到膨脹閥25的溫度感測部25a中。膨脹閥25的溫度感測 部25a設置有用于制冷劑的出口 25b。
[0486] 冷凝器50的一個箱部50b被設置有用于冷卻劑的入口 50e和用于制冷劑的出口 50f。用于制冷劑的出口 50f被疊加在膨脹閥25的制冷劑入口上。冷凝器50的另一箱部 50c被設置有用于冷卻劑的出口 50g和用于制冷劑的入口 50h。
[0487] 因此,在冷凝器50中,冷卻劑從入口 50e流入到箱部50b,然后通過箱部50b分配 到用于冷卻劑的管中。冷卻劑在已經經過用于冷卻劑的管之后被收集到箱部50c中,然后 從出口 50g流出。
[0488] 在冷凝器50中,制冷劑從入口 50h流入到箱部50c中,然后通過箱部50c分配到 用于制冷劑的管中。已經經過用于制冷劑的管的制冷劑被收集到箱部50b中,然后從出口 50f流入到膨脹閥25中。從出口 50f流入到膨脹閥25中的制冷劑被膨脹閥25減壓而流進 冷卻劑冷卻器14中。
[0489] 該實施方式在冷卻劑冷卻器14和膨脹閥25之間以及冷凝器50和膨脹閥25之間 不需要任何制冷劑管,因此能夠簡化制冷劑管之間的連接結構。
[0490] 第九實施方式
[0491] 雖然在上述的第一實施方式中,根據由外部空氣傳感器42所檢測到的外部空氣 溫度來轉換操作模式,但是在第九實施方式中,根據逆變器的溫度和電池的溫度來轉換操 作模式。
[0492] 第一轉換閥19能夠在入口 19a和19b與出口 19c、19d、19e和19f之間在四種連 通狀態之間轉換。第二轉換閥20也能夠在入口 20a、20b、20c和20d與出口 20e和20f之 間在四種連通狀態之間轉換。
[0493] 圖39示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第一狀態時冷卻系統10的操作 (第一模式)。
[0494] 在第一狀態下,第一轉換閥19關閉入口 19a且使得入口 19b與出口 19c、19d、19e 和19f連接。因此,第一轉換閥19不允許冷卻劑進入到入口 19a,但是如圖39的實線箭頭 所示允許進入入口 19b的冷卻劑從出口 19c、19d、19e和19f流出。
[0495] 在第一狀態中,第二轉換閥20關閉出口 20e,且使得入口 20a、20b、20c和20d與出 口 20f連接。因此,第二轉換閥20不允許冷卻劑從出口 20e流出,但是如圖39的實線箭頭 所示允許進入入口 20a、20b、20c和20d的冷卻劑從出口 20f流出。
[0496] 圖40示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第二狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0497] 在第二狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與 出口 19c、19e和19f連接。因此,第一轉換閥19如圖40中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d流出,也如圖40的實線箭頭所示允許進入入口 19b 的冷卻劑從出口 19c、19e和19f流出。
[0498] 在第二狀態中,第二轉換閥20使得入口 20a、20c和20d與出口 20f連接,也使得 入口 20b與出口 20e連接。因此,第二轉換閥20如圖40中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 20b的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖40的實線箭頭所示允許進入入口 20a、 20c和20d的冷卻劑從出口 20f流出。
[0499] 圖41示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第三狀態時冷卻系統10的操作 (第二模式)。
[0500] 在第三狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19e連接,也使得入口 19b與出口 19c和19f連接。因此,第一轉換閥19如圖41中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d和19e流出,也如圖41的實線箭頭所示允許進入入 口 19b的冷卻劑從出口 19c和19f流出。
[0501] 在第三狀態中,第二轉換閥20使得入口 20a和20d與出口 20f連接,也使得入口 20b和20c與出口 20e連接。因此,第二轉換閥20如圖41中的帶箭頭的長短交替虛線所示 允許進入入口 20b和20c的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖41的實線箭頭所示允許進入入 口 20a和20d的冷卻劑從出口 20f流出。
[0502] 圖42示出了當第一和第二轉換閥19和20轉換到第四狀態時冷卻系統10的操作 (第四模式)。
[0503] 在第四狀態中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與 出口 19e和19f連接,由此關閉出口 19c。因此,第一轉換閥19如圖42中的帶箭頭的長短 交替虛線所示允許進入入口 19a的冷卻劑從出口 19d流出,也如圖42的實線箭頭所示允許 進入入口 19b的冷卻劑從出口 19e和19f流出,由此防止冷卻劑從出口 19c流出。
[0504] 在第四狀態中,第二轉換閥20使得入口 20c和20d與出口 20f連接,也使得入口 20b與出口 20e連接,由此關閉入口 20a。因此,第二轉換閥20如圖42中的帶箭頭的長短 交替虛線所示允許進入入口 20b的冷卻劑從出口 20e流出,也如圖42的實線箭頭所示允許 進入入口 20c和20d的冷卻劑從出口 20f流出,由此防止冷卻劑從入口 20a流出。
[0505] 接下來,將參考圖43來說明冷卻系統10的電控制器。除了第一實施方式的上述 結構之外,冷卻系統10的電控制器具有如下的結構:來自逆變器溫度傳感器45和電池溫度 傳感器46的檢測信號被輸入到控制器40的輸入側。
[0506] 逆變器溫度傳感器45是用于檢測逆變器的溫度的逆變器溫度檢測器。例如,逆變 器溫度傳感器45可檢測從逆變器冷卻器16流出的冷卻劑的溫度。電池溫度傳感器46是 用于檢測電池的溫度的電池溫度檢測器。例如,電池溫度傳感器46可檢測從電池冷卻器15 中流出的冷卻劑的溫度。
[0507] 以下將參考圖44來說明該實施方式的由控制器40執行的控制程序。控制器40 執行根據圖44的流程圖的計算機程序。
[0508] 首先,在步驟S200中,確定由逆變器溫度傳感器45檢測到的逆變器溫度Tinv是 否超過60°C。
[0509] 當逆變器溫度Tinv確定為不超過60°C時,逆變器的冷卻優先級確定為不高,然后 操作進行到步驟S210,在此步驟中,執行如圖39所示的第一模式。
[0510] 在第一模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖39所示的第一狀態,由此操作第二泵12以及壓縮機23,并停止第一泵11。
[0511] 因此,第一轉換閥19關閉入口 19a,且使得入口 19b與出口 19c、19d、19e和19f連 接。第二轉換閥20使得入口 20a、20b、20c和20d與出口 20f連接,并且關閉出口 20e。
[0512] 因此,低溫冷卻劑回路由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15、逆變器冷卻 器16、廢氣冷卻器17和冷卻器芯部18形成,并且不形成中溫冷卻劑回路。
[0513] 也就是,如圖39中的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷卻 器14,且經由第一轉換閥19而被分流到電池冷卻器15、逆變器冷卻器16、廢氣冷卻器17和 冷卻器芯部18。然后,并聯地流過電池冷卻器15、逆變器冷卻器16、廢氣冷卻器17和冷卻 器芯部18的冷卻劑被收集到第二轉換閥20以被吸入到第二泵12。
[0514] 相反地,如圖39中的帶箭頭的虛線所示,冷卻劑不從第一泵11中排出,且不流過 散熱器13。
[0515] 因此,在第一模式中,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過電池冷卻器 15、逆變器冷卻器16、廢氣冷卻器17和冷卻器芯部18。結果,電池、逆變器、廢氣和進入到 車輛內部的吹送空氣被低溫冷卻劑冷卻。
[0516] 當在步驟S200中逆變器溫度Tinv確定為超過60°C時,逆變器的冷卻優先級確定 為高,然后操作進行到步驟S220。在步驟S220中,確定逆變器溫度Tinv是否少于70°C。
[0517] 當逆變器溫度Tinv確定為是70°C或以上時,逆變器被認為處于一個異常高的溫 度,并且操作進行到步驟S230,在步驟S230中,警示燈被點亮。因此,乘客能夠得知逆變器 處于異常高的溫度之下。
[0518] 當逆變器溫度Tinv確定為是低于70°C時,逆變器被認為沒有處于一個異常高的 溫度,并且操作進行到步驟S240,在步驟S240中,警示燈被關掉。因此,乘客能夠得知逆變 器沒有處于異常高的溫度之下。
[0519] 在步驟S230和步驟S240以后的步驟S250中,可以確定中溫冷卻劑回路的冷卻劑 (中溫冷卻劑)是否循環通過廢氣冷卻器17。具體地,基于第一和第二轉換閥19和20的 操作狀態來確定中溫冷卻劑回路的冷卻劑(中溫冷卻劑)是否循環通過廢氣冷卻器17。
[0520] 當中溫冷卻劑確定為不循環通過廢氣冷卻器17時,操作進行到步驟S260,從而降 低廢氣的冷卻能力。在步驟S260中,執行如圖40所示的第二模式。
[0521] 在第二模式中,控制器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖40所示的第二狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0522] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與出口 19c、 19e和19f連接。第二轉換閥20使得入口 20a、20c和20d與出口 20f連接,也使得入口 20b 與出口 20e連接。
[0523] 因此,中溫冷卻劑回路由第一泵11、廢氣冷卻器17和散熱器13形成,而低溫冷卻 劑回路由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和冷卻器芯部18形 成。
[0524] 也就是,如圖40中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而流過廢氣冷卻器17,然后經由第二轉換閥20流過散熱器13,由此被吸 入到第一泵11。
[0525] 另一方面,如圖40中的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷 卻器14,經由第一轉換閥19被分流到電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和冷卻器芯部18。 并聯地流過電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和冷卻器芯部18的冷卻劑被收集到第二轉換 閥20從而被吸入到第二泵12。
[0526] 因此,在第二模式中,由散熱器13所冷卻的中溫冷卻劑流過廢氣冷卻器17,而由 冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過電池冷卻器15、逆變器冷卻器16和冷卻器芯部 18。結果,廢氣由中溫冷卻劑冷卻,電池、逆變器和進入到車輛內部的吹送空氣被低溫冷卻 劑冷卻。
[0527] 因此,與廢氣也被低溫冷卻劑冷卻的第一模式相比,逆變器的冷卻能力能夠被提 商。
[0528] 當中溫冷卻劑被確定為在步驟S250中循環通過廢氣冷卻器17時,操作進行到步 驟S270。在步驟S270中,確定由電池溫度傳感器46所檢測到的電池溫度Tbatt是否超過 50。。。
[0529] 當電池溫度Tbatt確定為不超過50°C時,電池的冷卻優先級被確定為不高,操作 進行到步驟S280,其中執行在圖41中示出的第三模式。
[0530] 在第三模式中,冷卻器40控制用于轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19 和20處于如圖41所示的第三狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23。
[0531] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d和19e連接,也使得入口 19b與出 口 19c和19f連接。第二轉換閥20使得入口 20a和20d與出口 20f連接,也使得入口 20b 和20c與出口 20e連接。
[0532] 因此,中溫冷卻劑回路由第一泵11、電池冷卻器15、廢氣冷卻器17和散熱器13形 成,而低溫冷卻劑回路由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、逆變器冷卻器16和冷卻器芯部18形 成。
[0533] 也就是,如圖41中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而被分流到電池冷卻器15和廢氣冷卻器17。然后并聯地流過電池冷卻器 15和廢氣冷卻器17的冷卻劑被收集到第二轉換閥20以流過散熱器13,由此被吸入到第一 泵11。
[0534] 另一方面,如圖41中的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷 卻器14,從而經由第一轉換閥19被分流到逆變器冷卻器16和冷卻器芯部18。并聯地流過 逆變器冷卻器16和冷卻器芯部18的冷卻劑被收集到第二轉換閥20從而被吸入到第二泵 12〇
[0535] 因此,在第二模式中,由散熱器13冷卻的中溫冷卻劑流過電池冷卻器15和廢氣冷 卻器17,而由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過逆變器冷卻器16、冷卻器芯部18。 結果,電池和廢氣由中溫冷卻劑所冷卻,逆變器和進入到車輛內部的吹送空氣被低溫冷卻 劑冷卻。
[0536] 因此,與電池也能夠被低溫冷卻劑所冷卻的第二模式相比,逆變器的冷卻能力能 夠被提1?。
[0537] 當在步驟S270中電池溫度Tbatt確定為超過50°C時,電池的冷卻優先級被確定為 高,操作進行到步驟S290,其中執行在圖42中示出的第四模式。
[0538] 在第四模式中,控制器40控制轉換閥的電動機30,使得第一和第二轉換閥19和 20處于到如圖42所示的第四狀態,由此操作第一和第二泵11和12以及壓縮機23
[0539] 因此,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b與出口 19e 和19f連接,由此關閉出口 19c。第二轉換閥20關閉入口 20a,且使得入口 20b與出口 20e 連接,也使得入口 20c和20d與出口 20f連接。
[0540] 因此,中溫冷卻劑回路由第一泵11、廢氣冷卻器17和散熱器13形成,而低溫冷卻 劑回路由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16形成。
[0541] 也就是,如圖42中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19流過廢氣冷卻器17,然后經由第二閥20流過散熱器13,由此被吸入到第 一泵 11。
[0542] 另一方面,如圖41中的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑流過冷卻劑冷 卻器14,從而經由第一轉換閥19被分流到電池冷卻器15和逆變器冷卻器16。并聯地流過 電池冷卻器15和逆變器冷卻器16的冷卻劑被收集到第二轉換閥20從而被吸入到第二泵 12。相反地,如圖41中的帶箭頭的虛線所示,冷卻劑不循環通過冷卻器芯部18。
[0543] 以此方式,在第二模式中,由散熱器13冷卻的中溫冷卻劑流過廢氣冷卻器17,而 由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過電池冷卻器15和逆變器冷卻器16,由此停止 冷卻劑朝向冷卻器芯部18循環。結果,電池和廢氣由中溫冷卻劑所冷卻,逆變器被低溫冷 卻劑冷卻,由此停止進入到車輛內部的吹送空氣的冷卻(也就是,空氣調節)。
[0544] 因此,與進入到車輛內部的吹送空氣也能夠被低溫冷卻劑所冷卻的第二模式相 t匕,電池和逆變器的冷卻能力能夠被提高。
[0545] 在此實施方式中,當逆變器溫度Tinv比預定溫度(在該實施例中是60°C )高時, 執行第三模式以使得冷卻劑在逆變器冷卻器16和第二泵12之間循環,并在上述電池冷卻 器15和第一泵11之間循環。因此,當逆變器溫度高時,與具有較大熱容量的電池相比,具 有較小熱容量的逆變器能夠首先被冷卻。結果,在抑制電池的溫度增加的同時,能夠有效地 冷卻逆變器。
[0546] 第十實施方式
[0547] 如圖45所示,本公開的第十實施方式除了包括第一實施方式的結構之外還包括 用于在其中儲存冷卻劑的冷卻劑箱體70。
[0548] 冷卻劑箱體70設置有第一冷卻劑出/入口 70a以及第二冷卻劑出/入口 70b。第 一冷卻劑出/入口 70a被連接到設置在第二轉換閥20的出口 20e和散熱器13的冷卻劑入 口側之間的第一分支部71。第二冷卻劑出/入口 70b被連接到設置在第二轉換閥20的出 口 20f和第二泵12的吸入側之間的第二分支部72。
[0549] 因此,位于第一泵11的吸入側的第一冷卻劑回路(第一泵11側的冷卻劑回路) 的冷卻劑流路經由冷卻劑箱體70與第二泵12的吸入側的第二冷卻劑回路(第二泵12側 的冷卻劑回路)的冷卻劑流路連通。
[0550] 在此實施方式中,第一冷卻劑回路與第二冷卻劑回路連通,這能夠平衡第一和第 二冷卻劑回路之間的內部壓強。因此,作用在第一和第二轉換閥19和20的每一個內部的 閥元件上的壓強差能夠被降低,從而防止轉換閥中的冷卻劑的泄露。
[0551] 例如,假設第一冷卻劑回路和第二冷卻劑回路在一個泵的排出側和另一泵的吸入 側上彼此連通,與泵的吸入側連通的冷卻劑回路可能具有異常增大的內部壓強。相反地,在 此實施方式中,第一冷卻劑回路和第二冷卻劑回路在兩個泵的吸入側彼此連通,這能夠防 止冷卻劑回路的內部壓強異常增大,由此促使部件的設計具有更好的耐壓性。
[0552] 第^^一實施方式
[0553] 雖然在第十實施方式中,第一冷卻劑回路和第二冷卻劑回路在兩個泵的吸入側彼 此連通,但是在本發明的第十一實施方式中,如圖46所示,第一冷卻劑回路和第二冷卻劑 回路在兩個泵的排出側彼此連通。
[0554] 具體地,第一冷卻劑回路的第一分支部71設置在第一泵11的排出側和第一轉換 閥19的入口 19a之間,第二冷卻劑回路的第二分支部72設置在第二泵12的排出側和第一 轉換閥19的入口 19b之間。
[0555] 雖然在第十實施方式中,冷卻劑箱體70設置有用于與第一冷卻劑回路連通的第 一冷卻劑出/入口 70a和用于與第二冷卻劑回路連通的第二冷卻劑出/入口 70b,然而在第 十一實施方式中,冷卻劑箱體70設置有連接到第一和第二冷卻劑回路的一個冷卻劑出/入 □ 70c。
[0556] 連接到冷卻劑箱體70的冷卻劑出/入口 70c的一個冷卻劑管件被分支成朝向第 一分支部71和第二分支部72的兩個部分。
[0557] 該實施方式能夠獲得與上述的第十實施方式的操作和效果相同的操作和效果。
[0558] 第十二實施方式
[0559] 如圖47所示,除了第二實施方式的結構之外,本公開的第十二實施方式包括循環 流路80、第三泵81、三通閥82和入口水溫傳感器83。
[0560] 循環流路80是如下的流路,制冷劑在不流經第一和第二轉換閥19和20的情況下 循環經過該流路。循環流路80具有連接到電池冷卻器15的冷卻劑出口側的一端,和連接 到電池冷卻器15的冷卻劑入口側的另一端。
[0561] 循環流路80被設置成與用于電池冷卻器的流路84(非循環流路)并聯。用于電 池冷卻器的流路84是設置電池冷卻器15的流路。流路84具有連接到第一轉換閥19的出 口 19e的一端和連接到第二轉換閥20的入口 20c的另一端。
[0562] 在如圖47所示的示例中,循環流路80和用于電池冷卻器的流路84的位于電池冷 卻器附近的部分接合在一起從而形成一個流路。因此,在電池冷卻器15和第二轉換閥20 之間,流路被分流到循環流路80和用于電池冷卻器的流路84,而在電池冷卻器15和第一轉 換閥19之間,循環流路80和用于電池冷卻器的流路84被合并。
[0563] 第三泵81是適用于抽吸和排放冷卻劑(熱介質)的電泵,且被設置在循環流路80 中。在圖47的示例中,第三泵81被設置在循環流路80的分支部中而不是用于電池冷卻器 的流路84中(或者,形成與用于電池冷卻器的流路84不同的流路的部分)。
[0564] 三通閥82是用于在循環流路80和用于電池冷卻器的流路84的打開和關閉之間 轉換的循環轉換閥,且因此被設置在循環流路80和用于電池冷卻器的流路84的分支部中。
[0565] 當三通閥82打開循環流路80和用于電池冷卻器的流路84時,流自電池冷卻器15 的冷卻劑循環通過循環流路80以流進電池冷卻器15。相反地,當三通閥82打開用于電池 冷卻器的流路84且關閉循環流路80時,流自電池冷卻器15的冷卻劑流過用于電池冷卻器 的流路84以流進第二轉換閥20。
[0566] 入口水溫傳感器83被設置在電池冷卻器15的冷卻劑入口側。入口水溫傳感器83 是用于檢測流進電池冷卻器15的冷卻劑的溫度(流入熱介質溫度)的流入溫度檢測器。
[0567] 通過控制器40來控制第三泵81和三通閥82的操作。來自入口水溫傳感器83的 檢測信號被輸入到控制器40。
[0568] 將參考圖48來說明由本實施例的控制器40執行的控制程序。控制器40執行根 據圖48的流程的計算機程序。
[0569] 在步驟S300中,首先,確定電池是否需要被冷卻。具體地,當電池溫度等于或高于 第一預定溫度(例如,35°C)時,電池的冷卻被認為是必要的。相反地,當電池溫度比第一 預定溫度低時,電池的冷卻被認為是沒有必要的。
[0570] 當電池的冷卻被認為有必要時,操作進行到步驟S310,其中在此步驟中,確定電池 溫度是否超過了目標冷卻溫度(例如,40°C)。當電池溫度確定為超過目標冷卻溫度時,操 作進行到步驟S320。當電池溫度確定為不超過目標冷卻溫度時,操作返回到步驟S300。
[0571] 在步驟S320中,控制第一轉換閥19、第二轉換閥20、三通閥82和第三泵81的操 作,從而實現如圖49所示的第一冷卻模式(非循環模式)。
[0572] 在第一冷卻模式中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b 與出口 19c、19e和19f連接,然而,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接,也使得入 口 20a、20c 和 20d 與出口 20f 連接。
[0573] 在第一冷卻模式中,三通閥82打開用于電池冷卻器的流路84以關閉循環流路80, 從而關閉第三泵81。
[0574] 因此,形成了如圖49中的帶箭頭的長短交替虛線所示的第一冷卻劑回路(中溫冷 卻劑回路)和如圖49中的實線箭頭所示的第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)。
[0575] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷凝器50、加熱器芯部51 和散熱器13形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、 冷卻器芯部18、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16形成。
[0576] 也就是,如圖49中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而串聯地流過冷凝器50和加熱器芯部51,然后流過第二轉換閥20和散熱 器13,由此被吸入到第一泵11。
[0577] 另一方面,如圖49中的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換 閥19被分流到冷卻劑冷卻器14、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16。冷卻劑并聯地流過冷 卻劑冷卻器14、電池冷卻器15和逆變器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑串聯地 流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部18的冷卻劑、流過電池冷卻器15的冷卻劑和流過逆 變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥12收集以被吸入到第二泵12。
[0578] 如上所述,在第一冷卻模式中,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過電池 冷卻器15。因此電池由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑冷卻。
[0579] 在隨后的步驟S330中,確定由入口水溫傳感器83檢測到的冷卻劑溫度(下文中, 稱為"電池冷卻器入口水溫")是否處于第一冷卻確定溫度Tcl(例如,10°C)之下。第一冷 卻確定溫度Tel是基于電池的可用溫度范圍(例如,從10°C到40°C)之內的下限溫度而確 定的溫度,并且預先地被存儲在控制器40中。
[0580] 當電池冷卻器入口水溫被確定為比第一冷卻確定溫度Tel低時,操作進行到步驟 S340。當電池冷卻器入口水溫被確定為不比第一冷卻確定溫度Tel低時,操作返回到步驟 S310。
[0581] 在步驟S340中,第一轉換閥19、第二轉換閥20、三通閥82和第三泵81的操作被 控制以實現如圖50所示的第二冷卻模式(循環模式)。
[0582] 在第二冷卻模式中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19d連接,也使得入口 19b 與出口 19c和19f連接,并且關閉出口 19e,第二轉換閥20使得入口 20b與出口 20e連接, 也使得入口 20a和20d與出口 20f連接,由此關閉入口 20c。
[0583] 在第二冷卻模式中,三通閥82打開循環流路80以關閉用于電池冷卻器的流路84, 從而使得第三泵81工作。
[0584] 因此,形成了如圖50中的實線箭頭所示的第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)和 如圖50中的帶箭頭的長短交替虛線所示的第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路),以及如圖 50中的帶箭頭的一長兩短交替虛線所示的內部循環回路。
[0585] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷凝器50、加熱器芯部51 和散熱器13形成。第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷卻劑冷卻器14、冷 卻器芯部18和逆變器冷卻器16形成。內部循環回路由第三泵81和電池冷卻器15形成。
[0586] 也就是,如圖50中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而串聯地流過冷凝器50和加熱器芯部51,然后流過第二轉換閥20和散熱 器13,由此被吸入到第一泵11。
[0587] 另一方面,如圖50中的實線箭頭所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經由第一轉換 閥19被分流到冷卻劑冷卻器14和逆變器冷卻器16,以并聯地流過冷卻劑冷卻器14和逆變 器冷卻器16。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑串聯地流過冷卻器芯部18。流過冷卻器芯部 18和逆變器冷卻器16的冷卻劑被第二轉換閥12收集以被吸入到第二泵12。
[0588] 此外,如圖50中的帶箭頭的一長兩短交替虛線所示,從第三泵81中排出的冷卻劑 流過電池冷卻器15,從而被吸入到第三泵81。
[0589] 如上所述,在第二冷卻模式中,循環通過內部循環流路的冷卻劑流過電池冷卻器 15。因此,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑不流過電池冷卻器15。
[0590] 在隨后的步驟S350中,確定電池冷卻器入口水溫是否超過第二冷卻確定溫度 Tc2 (例如,12°C )。第二冷卻確定溫度Tc2是比第一冷卻確定溫度Tel高的溫度,且預先被 存儲在控制器40中。
[0591] 當電池冷卻器入口水溫被確定為超過第二冷卻確定溫度Tc2時,操作進行到步驟 S310。當電池冷卻器入口水溫被確定為不超過第二冷卻確定溫度Tc2時,操作返回到步驟 S350。
[0592] 另一方面,當在步驟S300中確定電池冷卻沒有必要時,操作進行到步驟S360,在 此步驟中,確定電池是否需要被加熱。具體地,當電池溫度比第二預定溫度(例如,15°C) 低時,電池的加熱被認為是有必要的。相反地,當電池溫度等于或高于第二預定溫度時,電 池的加熱被認為是沒有必要的。
[0593] 當電池的加熱被認為有必要時,操作進行到步驟S370,在此步驟中,確定電池溫度 是否低于目標加熱溫度(例如,l〇°C)。當電池溫度確定為低于目標加熱溫度時,操作進行 到步驟S380。當電池溫度確定為不低于目標加熱溫度時,操作返回到步驟S300。
[0594] 在步驟S380中,控制第一轉換閥19、第二轉換閥20、三通閥82和第三泵81的操 作,從而實現如圖51所示的第一加熱模式(非循環模式)。
[0595] 在第一加熱模式中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c連接,也使得入口 19b 與出口 19d和19e連接,然而,第二轉換閥20使得入口 20a與出口 20e連接,也使得入口 20b和20c與出口 20f連接。
[0596] 在第一加熱模式中,三通閥82打開用于電池冷卻器的流路84以關閉循環流路80, 從而使得第三泵81停止工作。
[0597] 因此,形成了如圖51中的帶箭頭的長短交替虛線所示的第一冷卻劑回路(中溫冷 卻劑回路)和如圖51中的實線箭頭所示的第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)。
[0598] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵12、電池冷卻器15、冷凝器50 和加熱器芯部51形成,然而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻 器14、冷卻器芯部18和散熱器13形成。
[0599] 也就是,如圖51中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而分流到電池冷卻器15和冷凝器50以并聯地流過電池冷卻器15和冷凝 器50。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流過加熱器芯部51。流過電池冷卻器15和加熱器 芯部51的冷卻劑被第二轉換閥20收集,由此被吸入到第二泵12。
[0600] 另一方面,如圖51中的實線箭頭所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經由第一轉換 閥19串聯地流過冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18,然后經由第二轉換閥12和散熱器13 被吸入到第一泵11。
[0601] 如上所述,在第一加熱模式中,由冷凝器50所加熱的中溫冷卻劑流過電池冷卻器 15。因此,電池被由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑加熱。
[0602] 在隨后的步驟S390中,確定電池冷卻器入口水溫是否超過第一加熱確定溫度 Twl(例如,40°C )。該第一加熱確定溫度Twl是基于電池的可使用溫度范圍(例如,從10°C 到40°C )內的上限溫度所確定的溫度,并且被預先存儲在控制器40中。
[0603] 當電池冷卻器入口水溫被確定為超過第一加熱確定溫度Twl時,操作進行到步驟 S400。當電池冷卻器入口水溫被確定為不超過第一加熱確定溫度Twl時,操作返回到步驟 S370。
[0604] 在步驟S400中,控制第一轉換閥19、第二轉換閥20、三通閥82和第三泵81的操 作,以實現如圖52所示的第二加熱模式(非循環模式)。
[0605] 在第二加熱模式中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c連接,也使得入口 19b 與出口 19d連接,并且關閉出口 10e,第二轉換閥20使得入口 20a與出口 20e連接,也使得 入口 20b與出口 20f連接,并關閉入口 20c。
[0606] 在第二加熱模式中,三通閥82打開循環流路80以關閉用于電池冷卻器的流路84, 從而使得第三泵81工作。
[0607] 因此,形成了如圖52中的帶箭頭的長短交替虛線所示的第一冷卻劑回路(中溫冷 卻劑回路)和如圖52中的實線箭頭所示的第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路),以及如圖 52中的帶箭頭的一長兩短交替虛線所示的內部循環回路。
[0608] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷凝器50和加熱器芯部 51形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器14、冷卻器芯部 18和散熱器13形成。
[0609] 也就是,如圖52中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而串聯地流過冷凝器50和加熱器芯部51,然后經由第二轉換閥20被吸入 到第二泵12。
[0610] 另一方面,如圖52中的帶箭頭的實線所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經由第一 轉換閥19串聯地流過冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18,然后經由第二轉換閥12被吸入到 第一泵11。
[0611] 此外,如圖52中的帶箭頭的一短兩長交替虛線所示,從第三泵81中排出的冷卻劑 流過電池冷卻器15,以被吸入到第三泵81。
[0612] 如上所述,在第二加熱模式中,循環通過內部循環回路的冷卻劑流過電池冷卻器 15。因此,由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑不流過電池冷卻器15。
[0613] 在以下的步驟S410中,確定電池冷卻器入口水溫是否低于第二加熱確定溫度 Tw2 (例如,38°C )。該第二加熱確定溫度Tw2比第一加熱確定溫度Twl低,并且被預先存儲 在控制器40中。
[0614] 當電池冷卻器入口水溫被確定為低于第二加熱確定溫度Tw2時,操作返回到步驟 S370。當電池冷卻器入口水溫被確定為不超過第一冷卻確定溫度Tel時,操作進行到步驟 S410。
[0615] 另一方面,當在步驟S360中電池加熱確定為不需要時,操作進行到步驟S420。在 步驟S420中,確定形成電池的電池單元之間的溫差,S卩,具有最高溫度的電池單元和具有 最低溫度的另一電池單元之間的溫差,是否超過預定值(例如,5°C )。
[0616] 當電池單元之間的溫差確定為超過預定值時,操作進行到步驟S430,其中在該步 驟中,第一轉換閥19、第二轉換閥20、三通閥82以及第三泵81的操作被控制以實現如圖53 所示的電池溫度均衡操作模式(循環模式)。
[0617] 在電池溫度均衡操作模式中,第一轉換閥19閉合出口 19e,第二轉換閥20閉合入 口 20e。在電池溫度均衡操作模式中,三通閥82打開循環流路80以關閉用于電池冷卻器的 流路84,從而使得第三泵81工作。
[0618] 因此,形成了如圖53中的帶箭頭的一長兩短交替虛線所示的內部循環回路。因 此,如圖53中的帶箭頭的一長兩短交替虛線所示,從第三泵80中排出的冷卻劑流過電池冷 卻器15以被吸入到第三泵80。
[0619] 如上所示,在電池溫度均衡操作模式中,循環通過中間循環回路的冷卻劑流過電 池冷卻器15。因此,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑和由冷凝器50加熱的中溫冷卻 劑不流過電池冷卻器15。
[0620] 當在步驟S240中電池單元之間的溫差確定為不超過預定值時,操作返回到步驟 S300。
[0621] 在此實施方式中,當需要電池冷卻時,一旦電池冷卻器入口水溫變得比第一冷卻 確定溫度Tel低時,第一冷卻模式被轉換到第二冷卻模式,這能夠優化電池的操作,同時保 證冷卻性能。在下文中,將說明這樣做的理由。
[0622] 流入到電池冷卻器15中的冷卻劑的溫度優選地處于10至40°C的范圍內。這是 因為電池最優的操作溫度范圍是從10至40°C。也就是,當電池溫度超過40°C時,電池的退 化被加快,這將導致電池使用壽命的降低,或者導致電池的故障。另一方面,當電池溫度比 l〇°C低時,電池的化學反應被抑制以降低電池的輸入/輸出,這將使得車輛加速性能降低, 或者降低電池再生和充電的效率。
[0623] 因為電池的輸出或內部電阻取決于溫度,所以電池溫度的巨大改變將導致電池的 輸入和輸出性能的巨大改變,這使得電池的可控性更差。此外,電池溫度的劇烈改變也導致 電池內部溫度的變化,這將降低電池的壽命。
[0624] 相反地,當試圖保證冷卻性能時,流入冷卻器芯部18中的冷卻劑的溫度優選地處 于0到10°C范圍內。
[0625] 因此,對于電池冷卻器15和冷卻器芯部18來說,流入其中的冷卻劑的適當溫度范 圍不同。
[0626] 在此方面中,在第二冷卻模式中,循環通過內部循環回路的冷卻劑流過電池冷卻 器15,并且由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑不流過電池冷卻器15,從而循環通過內部 循環回路的冷卻劑由來自電池的熱量加熱,這導致了冷卻劑溫度的逐漸增加。
[0627] 即使由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑的溫度比第一冷卻確定溫度Tel低, 流過電池冷卻器15的冷卻劑的溫度能夠等于或高于第一冷卻確定溫度Tel。該實施例防止 了電池由于電池的溫度低于可用溫度范圍而造成的電池的輸入和輸出退化,也防止了電池 的充電效率的降低。
[0628] 另一方面,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流入冷卻器芯部18。具有等 于或低于第一冷卻確定溫度Tel的低溫冷卻劑能夠流入到冷卻器芯部18,從而保證冷卻性 能。
[0629] 此外,當循環通過內部循環回路的冷卻劑的溫度在第二冷卻模式中逐漸增加以超 過第二冷卻確定溫度Tc2時,第二冷卻模式被轉換到第一冷卻模式,由此由冷卻劑冷卻器 14所冷卻的低溫冷卻劑被引入到電池冷卻器15。因此,能夠防止流過電池冷卻器15的冷 卻劑的溫度連續地增加到比第二冷卻確定溫度Tc2高很多。
[0630] 類似地,為了保證加熱性能,例如加熱器芯部51中的冷卻劑的溫度優選地處于50 至60°C范圍內。流入電池冷卻器15和加熱器芯部51的冷卻劑的適當溫度范圍不同。
[0631] 在此實施方式中,考慮到這一點,當電池需要被加熱時,一旦電池冷卻器入口水溫 超過第一加熱確定溫度Twl時,第一加熱模式被轉換到第二加熱模式,這能夠優化電池的 操作,同時保證加熱性能。
[0632] 也就是,在第二加熱模式中,循環通過內部循環回路的冷卻劑流過電池冷卻器15, 且由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑不流過電池冷卻器15,從而循環通過內部冷卻回路的冷 卻劑被電池冷卻,導致了冷卻劑溫度的逐漸降低。
[0633] 即使由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑的溫度超過第一加熱確定溫度Twl,流過電池 冷卻器15的冷卻劑的溫度也能夠等于或高于第一加熱確定溫度Twl。該實施方式能夠防止 由于電池溫度超過可用的溫度范圍而造成的電池快速退化和電池使用壽命的降低,以及防 止電池的故障。
[0634] 另一方面,由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑流進加熱器芯部51。具有等于或低于第 一加熱確定溫度Twl的溫度的中溫冷卻劑能夠流入加熱器芯部51從而保證加熱性能。
[0635] 一旦循環經過內部循環回路的冷卻劑的溫度在第二加熱模式中逐漸降低成比第 二加熱確定溫度Tw2低時,第二加熱模式被轉換到第一加熱模式,由此由冷凝器50加熱的 中溫冷卻劑被引入到電池冷卻器15。因此,流動通過電池冷卻器15的冷卻劑的溫度能夠被 防止連續降低到比第二加熱確定溫度Tw2低很多。
[0636] 在此實施例中,在電池不需要加熱也不需要冷卻的情況下,當形成電池的電池單 元之間的溫差超過預定值(例如,5°C)時,執行電池溫度均衡操作模式,從而冷卻劑能夠循 環通過電池冷卻器15以降低形成電池的電池單元之間的溫差。在下文中,將說明其原因。
[0637] 一般地,電池被安裝在車輛的地板或行李區域的下面。尤其是,在電動汽車等中, 電池被安裝成分散的,因為各個電池的體積較大,這導致了各電池單元周圍的溫度分布,造 成了各個電池單元的溫度的變化。
[0638] 電池單元之間的溫度之差導致了各個單元的內部阻抗的變化,這導致了由各個單 元產生的熱量、各個單元的輸出、電池單元的退化速度等的變化,這不利地造成了電池組的 輸出的降低和電池組使用壽命的降低。
[0639] 從此點出發,即使在此實施例中,電池不需要加熱也不需要冷卻,但是一旦電池單 元之間的溫差超過預定值(例如,5°C ),執行電池溫度均衡操作模式以允許冷卻劑流過電 池冷卻器15,從而電池單元之間的溫度差能夠降低。
[0640] 在電池溫度均衡操作模式中,循環通過內部循環回路的冷卻劑流過電池冷卻器 15,由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻劑和由冷凝器50加熱的中溫冷卻劑不流過電池冷 卻器15。
[0641] 因此,當空氣調節沒有必要時,也就是,當冷卻劑不需要被冷卻劑冷卻器14冷卻 并且也不需要被冷凝器50加熱時,冷卻劑被允許循環通過電池冷卻器15。
[0642] 當空氣調節沒有必要時,能夠在不允許冷卻劑循環通過第一和第二冷卻劑回路的 情況下使冷卻劑循環通過電池冷卻器15,這與第一和第二冷卻劑回路的冷卻劑循環通過電 池冷卻器15的情況相比,能夠降低水流阻力,此外進一步減低了泵的能量消耗。
[0643] 第十三實施方式
[0644] 雖然在第十二實施方式中,循環流路80被設置為用于電池冷卻器15,但是在第 十三實施例方式中,如圖54所示,循環流路80被設置為用于冷卻器芯部18。
[0645] 循環流路80設置成與用于冷卻器芯部的流路85并聯。用于冷卻器芯部的流路85 是設置有冷卻器芯部18的流路。流路85具有連接到第一轉換閥19的出口 19c的一端和 連接到第二轉換閥20的入口 20a的另一端。
[0646] 循環流路80的一端連接到冷卻器芯部18的冷卻劑出口側,循環流路80的另一端 連接到冷卻器芯部18的冷卻劑入口側。
[0647] 在如圖54所示的示例中,在冷卻器芯部18附近處的循環流路80的一部分和用于 冷卻器芯部的流路85的一部分組合在一起以形成一個流路。因此,在冷卻器芯部18和第 二轉換閥20之間,流路被分支到循環流路80和用于冷卻器芯部的流路85,而在冷卻器芯部 18和第一轉換閥19之間,循環流路80和用于冷卻器芯部的流路85組合為一個流路。
[0648] 三通閥82設置在循環流路80和用于冷卻器芯部的流路85之間的分支部中,且適 用于在循環流路80和用于冷卻器芯部的流路85的打開和關閉之間轉換。
[0649] 也就是,當三通閥82打開循環流路80且關閉用于冷卻器芯部的流路85時,流自 冷卻器芯部18的冷卻劑循環通過循環流路80以進入到冷卻器芯部18。相反地,當三通閥 82打開用于冷卻器芯部的流路85且關閉循環流路80時,流自冷卻器芯部18的冷卻劑循環 通過冷卻器芯部18以流進第二轉換閥20。
[0650] 入口水溫傳感器83被放置在冷卻器芯部18的冷卻劑入口側。入口水溫傳感器83 適用于檢測流進冷卻器芯部18的冷卻劑的溫度(吸入熱介質溫度)。
[0651] 雖然在上述的第十二實施例中,冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18串聯地設置在 相同的流路中,但是在本實施例中,冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18并聯地設置在不同的 流路中。
[0652] 也就是,冷卻劑冷卻器14的冷卻劑入口側連接到第一轉換閥19的出口 19g。冷卻 劑冷卻器14的冷卻劑出口側連接到第二轉換閥20的入口 20g。
[0653] 第一轉換閥19能夠在入口 19a和19b以及出口 19c、19d、19e、19f和19g之間轉 換連通狀態。第二轉換閥20也能夠在入口 20a、20b、20c、20d和20g以及出口 20e和20f 之間轉換連通狀態。
[0654] 雖然在上述實施例中已經省略了說明,但是如圖54所示,空氣混合門86被設置在 室內空氣調節單元的殼體27內部的冷卻器芯部18和加熱器芯部51之間。空氣混合門86 是用于通過調節已經經過冷卻器芯部18的吹送空氣中的經過加熱器芯部51和旁通過加熱 器芯部51的空氣的量之比而控制吹入到車輛內部的被調節空氣的溫度的溫度調節設備。
[0655] 將參考圖55來說明由本實施例的控制器40所執行的控制程序。控制器40執行 根據圖55的流程圖的計算機程序。
[0656] 首先,在步驟S500中,確定是否需要冷卻。具體地,當空氣調節開關44被打開時, 確定需要冷卻。相反地,當空氣冷卻開關44被關閉時,確定不需要冷卻。
[0657] 當確定需要冷卻時,操作進行到步驟S510。在步驟S510中,控制第一和第二轉換 閥19和20、三通閥82和第三泵81的操作,從而實現如圖56所示的第一冷卻模式(非循環 模式)。
[0658] 在第一冷卻模式中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19c和19g連接,也使得 入口 19b與出口 19d和19e連接,第二轉換閥20使得入口 20a和20g與出口 20e連接,也 使得入口 20b和20c與出口 20f連接。
[0659] 在第一冷卻模式中,三通閥82打開用于冷卻器芯部的流路85以關閉循環流路80, 從而使得第三泵81停止工作。
[0660] 因此,形成了如圖56中的帶箭頭的長短交替虛線所示的第一冷卻劑回路(中溫冷 卻劑回路)和如圖56中的實線箭頭所示的第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)。
[0661] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷凝器50、加熱器芯部51 和電池冷卻器15形成,而第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器 14、冷卻器芯部18和散熱器13形成。
[0662] 也就是,如圖56中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而分流到冷凝器50和電池冷卻器15。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流 過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51和電池冷卻器15的冷卻劑被第二轉換閥20收集,由 此被吸入到第二泵12。
[0663] 另一方面,如圖56中的實線箭頭所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經由第一轉換 閥19被分流到冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18以并聯地流過冷卻劑冷卻器14和冷卻器 芯部18。流過冷卻劑冷卻器14和冷卻器芯部18的冷卻劑被第二轉換閥12收集以流過散 熱器13,因此被吸入到第一泵11。
[0664] 如上所述,在第一冷卻模式中,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑流過冷卻 器芯部18。因此,進入到車輛內部的吹送空氣被由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑冷 卻。
[0665] 在隨后的步驟S520中,確定由入口水溫傳感器83檢測到的冷卻劑溫度(下文稱 為"冷卻器芯部入口水溫")是否低于第一冷卻確定溫度τπ(例如,1°C)。第一冷卻確定 溫度ΤΠ 是基于不會在冷卻器芯部18的表面形成霜的溫度范圍內的下限溫度而確定的溫 度,且被預先儲存在控制器40中。代替使用冷卻器芯部入口水溫,還可使用冷卻器芯部18 的表面溫度(散熱片溫度)。
[0666] 當冷卻器芯部入口水溫被確定為低于第一冷卻確定溫度ΤΠ 時,操作進行到步驟 S530。當冷卻器芯部入口水溫被確定為不低于第一冷卻確定溫度ΤΠ 時,操作返回到步驟 S500。
[0667] 在步驟S530中,控制第一轉換閥19、第二轉換閥20、三通閥82和第三泵81的操 作,從而實現如圖57所示的第二冷卻模式(循環模式)。
[0668] 在第二冷卻模式中,第一轉換閥19使得入口 19a與出口 19g連接,也使得入口 19b 與出口 19d和19e連接,且關閉出口 19c,然而,第二轉換閥20使得入口 20g與出口 20e連 接,也使得入口 20b和20c與出口 20f連接,并關閉入口 20a。
[0669] 在第二冷卻模式中,三通閥82打開循環流路80以關閉用于冷卻器芯部的流路85, 從而使得第三泵81工作。
[0670] 因此,形成了如圖57中的帶箭頭的長短交替虛線所示的第一冷卻劑回路(中溫冷 卻劑回路),如圖57中的實線箭頭所示的第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)以及如圖57 中的帶箭頭的一長兩短交替虛線所示的內部循環回路。
[0671] 因此,第一冷卻劑回路(中溫冷卻劑回路)由第二泵12、冷凝器50、加熱器芯部51 和電池冷卻器15形成。第二冷卻劑回路(低溫冷卻劑回路)由第一泵11、冷卻劑冷卻器 14和散熱器13形成。內部循環回路由第三泵81和冷卻器芯部18形成。
[0672] 也就是,如圖57中的帶箭頭的長短交替虛線所示,從第二泵12中排出的冷卻劑經 由第一轉換閥19而分流到冷凝器50和電池冷卻器15。流過冷凝器50的冷卻劑串聯地流 過加熱器芯部51。流過加熱器芯部51和電池冷卻器15的冷卻劑匯合到第二轉換閥20,由 此被吸入到第二泵12。
[0673] 另一方面,如圖57中的實線箭頭所示,從第一泵11中排出的冷卻劑經由第一轉換 閥19而流過冷卻劑冷卻器14。流過冷卻劑冷卻器14的冷卻劑通過第二轉換閥20和散熱 器13然后被吸入到第一泵11。
[0674] 此外,如圖57中的帶箭頭的一長兩短的虛線所示,從第三泵81中排出的冷卻劑流 過冷卻器芯部18以被吸入到第三泵81。
[0675] 如上所述,在第二冷卻模式中,循環通過內部循環回路的冷卻劑流過冷卻器芯部 18。因此,由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑不流過冷卻器芯部18。
[0676] 在以下的步驟S540中,確定冷卻器芯部入口水溫是否超過第二冷卻確定溫度 Tf2(第二冷卻確定溫度)。第二冷卻確定溫度Tf2是比第一冷卻確定溫度ΤΠ 高的溫度 (例如,3°C ),并且被預先存儲在控制器40中。
[0677] 當冷卻器芯部入口水溫確定為超過第二冷卻確定溫度Tf2時,操作返回到步驟 S500。當冷卻器芯部入口水溫確定為不超過第二冷卻確定溫度Tf2時,操作返回到步驟 S540。
[0678] 在此實施方式中,當需要冷卻時,一旦冷卻器芯部入口水溫變得比第一冷卻確定 溫度ΤΠ 低,那么第一冷卻模式轉換到第二冷卻模式,這能夠抑制在冷卻器芯部18的表面 形成霜凍(霜)。在下文中,將說明上述描述的原因。
[0679] 當冷卻器芯部18的表面溫度比0°C低時,附著到冷卻器芯部18的表面的冷凝水被 冷凍以形成霜凍(霜)。結果,冷卻器芯部18的空氣通道被關閉以降低進入到車輛內部的 吹送空氣的量,由此降低空氣調節性能。因此,流入到冷卻器芯部18的冷卻劑的溫度的適 當范圍等于或高于〇°C。
[0680] 從此點考慮,在此實施方式中,當需要冷卻時,一旦在第一冷卻模式中冷卻器芯部 入口水溫低于第一冷卻確定溫度ΤΠ ,那么第一冷卻模式被轉換到第二冷卻模式,從而循環 通過內部循環回路的冷卻劑流過冷卻器芯部18,并且由冷卻劑冷卻器14冷卻的低溫冷卻 劑不流過冷卻器芯部18。
[0681] 此時,循環通過內部循環回路的冷卻劑被進入到車輛內部的吹送空氣加熱,逐漸 增加其溫度。即使由冷卻劑冷卻器14所冷卻的低溫冷卻劑的溫度比第一冷卻確定溫度ΤΠ 低,但是流過冷卻器芯部18的冷卻劑溫度能夠等于或高于第一冷卻確定溫度ΤΠ ,這能夠 抑制在冷卻器芯部18的表面形成霜凍(霜)。
[0682] 第十四實施方式
[0683] 雖然在第十二實施方式中,第三泵81被設置在循環流路80中的從用于電池冷卻 器的流路84中分出的一部分中,但是在第十四實施方式中,如圖58所示,第三泵81被設置 在循環流路80的與用于電池冷卻器的流路84結合為一體的一部分中(靠近電池冷卻器 15)。
[0684] 該實施方式能夠獲得與上述的第十二實施方式的操作和效果相同的操作和效果。 此外,在此實施方式中,第三泵81 -直工作,由此到電池冷卻器15的冷卻劑的供給能夠被 控制為在非循環模式(第一冷卻模式等)和循環模式(第二冷卻模式等)之間的轉換中不 會停止。
[0685] 第十五實施方式
[0686] 在本發明的第十五實施方式中,如圖59所示,相對于上述的第十二實施方式的設 置改變冷卻劑冷卻器14、冷凝器50和散熱器13的設置。
[0687] 冷卻劑冷卻器14被設置在第二泵12和第一轉換閥19之間。也就是,冷卻劑冷卻 器14的冷卻劑入口側連接到第二泵12的冷卻劑排出側,冷卻劑冷卻器14的冷卻劑出口側 連接到第一轉換閥19的入口 19b。
[0688] 冷凝器50被設置在第一泵11和第一轉換閥19之間。也就是,冷凝器50的冷卻 劑入口側連接到第一泵11的冷卻劑排出側,冷凝器50的冷卻劑出口側連接到第一轉換閥 19 的入口 19a。
[0689] 散熱器13設置在第一和第二轉換閥19和20之間。也就是,散熱器13的冷卻劑 入口側連接到第一轉換閥19的出口 19g,散熱器13的冷卻劑出口側連接到第二轉換閥20 的入口 20g。
[0690] 第一轉換閥19構造為能夠在入口 19a和19b以及出口 19c、19d、19e、19f和19g 之間轉換連通狀態。第二轉換閥20也構造為能夠在入口 20a、20b、20c、20d和20g以及出 口 20e和20f之間轉換連通狀態。
[0691] 該實施方式能夠獲得與上述的第十二實施方式的操作和效果相同的操作和效果。
[0692] 第十六實施方式
[0693] 在上述的第十二實施方式中,允許冷卻劑在不流過第一和第二轉換閥19和20的 情況下循環流過電池冷卻器15,這優化了電池的操作,同時保證了空氣調節性能(冷卻和 加熱性能)。另一方面,在如圖60所示的第十六實施方式中,電池冷卻器15由熱管類型的 熱交換器組成,這優化了電池的操作,同時保證了空氣調節性能。
[0694] 在圖60中示出的上下箭頭示出了車載狀態下的堅直方向(重力方向)。電池冷卻 器15包括第一氣-液相改變部151和第二氣-液相改變部152,這些改變部能夠適用于冷 凝或蒸發制冷劑(工作流體)。
[0695] 第一氣-液相改變部151包括容器151a和冷卻劑管151b。制冷劑以兩相(也就 是,氣相和液相)被密封在容器151a中。冷卻劑管151b的入口側被連接到第一轉換閥19 的出口,冷卻劑管151b的出口側被連接到第二轉換閥20的入口。冷卻劑管151b的中間部 被設置在容器151a中。
[0696] 密封在容器151a中的制冷劑與流過冷卻劑管151b的冷卻劑交換熱量,從而冷凝 或蒸發。
[0697] 第二氣-液相改變部152包括使得制冷劑流過的制冷劑管152a。制冷劑管152a 的一端連接到第一氣-液相改變部151的容器151a的下部,也就是,液相制冷劑存在的部 分。制冷劑管152a的另一端連接到第一氣-液相改變部151的容器151a的上部,也就是, 氣相制冷劑存在的部分。
[0698] 在第二氣-液相改變部152中,流過制冷劑管152a的制冷劑通過被電池90加熱 或冷卻而蒸發或冷凝。
[0699] 電池90由多個電池單元組成。電池90設置有用于檢測電池單元的溫度的電池溫 度傳感器91。來自電池溫度傳感器91的檢測信號被輸入到控制器40。
[0700] 當流入到第一氣-液相改變部151的冷卻劑的溫度較低時,氣相制冷劑被冷卻劑 冷卻以在第一氣-液相改變部151中冷凝。同時,當液相制冷劑在第二氣-液相改變部152 中通過被電池90加熱而蒸發時,制冷劑在第一氣-液相改變部151和第二氣-液相改變部 152之間循環,如圖60中的箭頭所示,從而電池90被冷卻。
[0701] 相反地,當流進第一氣-液相改變部151 (電池冷卻器15)的冷卻劑的溫度高時, 液相制冷劑被冷卻劑加熱從而在第一氣-液相改變部151中蒸發。同時,當氣相制冷劑被 電池90冷卻以在第二氣-液相改變部152中冷凝時,制冷劑在與圖60中的箭頭的方向相 反的方向上在第一氣-液相改變部151和第二氣-液相改變部152之間循環,從而電池90 被加熱。
[0702] 將參考圖61來描述由本實施方式的控制器40所執行的控制程序。控制器40執 行根據圖61的流程圖的計算機程序。
[0703] 在步驟S600中,首先,確認電池是否需要被冷卻。具體地,當電池溫度等于或高于 第一預確定溫度(例如,35°C)時,電池的冷卻被確定為是需要的。相反地,當電池溫度比 第一預確定溫度低時,電池的冷卻被確定為不需要。
[0704] 當確定電池需要冷卻時,操作進行到步驟S610,在此步驟中,確定電池溫度是否超 過目標冷卻溫度(例如,40°C)。當電池溫度確定為超過目標冷卻溫度時,操作進行到步驟 S620。當電池溫度確定為不超過目標冷卻溫度時,電池返回到步驟S600。
[0705] 在步驟S620中,第一和第二轉換閥19和20的操作被控制,使得低溫冷卻劑(由 冷卻劑冷卻器14所冷卻的冷卻劑)被供給到電池冷卻器15。因此,電池90被冷卻。
[0706] 在隨后的步驟S630中,確定由電池溫度傳感器91檢測到的電池單元溫度是否低 于第一冷卻確定溫度Tel (例如,15°C )。第一冷卻確定溫度Tel是電池的可用溫度范圍(例 如,15至35°C )的下限溫度。
[0707] 當電池冷卻器入口水溫確定為比第一冷卻確定溫度Tel低時,操作進行到步驟 S640。當電池冷卻器入口水溫確定為不比第一冷卻確定溫度Tel低時,操作返回到步驟 S610。
[0708] 在步驟S640中,第一和第二轉換閥19和20的操作被控制,使得終止將低溫冷卻 劑(由冷卻劑冷卻器14所冷卻的冷卻劑)供給到電池冷卻器15。
[0709] 在隨后的步驟S650中,確定電池冷卻器入口水溫是否超過第二冷卻確定溫度 Tc2 (例如,17°C )。第二冷卻確定溫度Tc2是比第一冷卻確定溫度Tel高的溫度。
[0710] 當電池冷卻器入口水溫確定為超過第二冷卻確定溫度Tc2時,操作返回到步驟 S610。當電池冷卻器入口水溫確定為不超過第二冷卻確定溫度Tc2時,操作返回到步驟 S650。
[0711] 另一方面,當在步驟S600中確定電池不需要冷卻時,操作進行到步驟S660,在此 步驟中確定電池是否需要被加熱。具體地,當電池溫度比第二預定溫度(例如,15°C )低時, 電池的加熱被確定為是需要的。相反地,當電池溫度等于或高于第二預確定溫度時,電池的 加熱被確定為是不需要的。
[0712] 當確定電池需要加熱時,操作進行到步驟S670。當確定電池不需要在步驟S670中 加熱時,操作返回到步驟S600。
[0713] 在的步驟S670中,確定電池溫度是否低于目標加熱溫度(例如,10°C )。當電池溫 度確定為低于目標加熱溫度時,操作進行到步驟S680。當電池溫度確定為不低于目標加熱 溫度時,操作返回到步驟S600。
[0714] 在步驟S680中,控制第一和第二轉換閥19和20的操作使得高溫冷卻劑(由冷凝 器50加熱的冷卻劑)被供給到電池冷卻器15。因此,電池90被加熱。
[0715] 在隨后的步驟S690中,確定由電池溫度傳感器91檢測到的電池單元的溫度是否 高于第一加熱確定溫度Twl (例如,35°C )。第一加熱確定溫度Twl是電池的可用溫度范圍 內(例如,15至35°C )的上限溫度。
[0716] 當電池冷卻器入口水溫確定為超過第一加熱確定溫度Twl時,操作進行到步驟 S700。當電池冷卻器入口水溫確定為不超過第一加熱確定溫度Twl時,操作返回到步驟 S670。
[0717] 在步驟S700中,第一和第二轉換閥19和20的操作被控制,使得終止將高溫冷卻 劑供給到電池冷卻器15。
[0718] 在隨后的步驟S710中,確定電池冷卻器入口水溫是否低于第二加熱確定溫度 Tw2 (例如,33°C )。第二加熱確定溫度Tw2是比第一加熱確定溫度Twl低的溫度。
[0719] 當電池冷卻器入口水溫確定為低于第二加熱確定溫度Tw2時,操作返回到步驟 S670。當電池冷卻器入口水溫確定為不低于第二加熱確定溫度Tw2時,操作返回到步驟 S710。
[0720] 在此實施方式中,當電池需要冷卻時,一旦電池單元溫度低于第一冷卻確定溫度 Tcl,停止向電池冷卻器15供給低溫冷卻劑,這防止了由于比可用電池溫度范圍內的溫度 低的電池溫度而使得電池的輸入輸出和電池的充電效率降低。
[0721] 當停止向電池冷卻器15供給低溫冷卻劑的同時電池單元溫度逐漸增加而超過第 二冷卻確定溫度Tc2時,,低溫冷卻劑能夠被供給到電池冷卻器15以防止電池單元溫度不 斷增加至高于第二冷卻確定溫度Tc2很多。
[0722] 類似地,當電池需要加熱時,一旦電池單元溫度超過第一加熱確定溫度Twl,停止 向電池冷卻器15供給高溫冷卻劑,這能夠防止電池由于超過可用電池溫度范圍的高電池 溫度而快速退化、壽命降低和電池故障。
[0723] 當在停止向電池冷卻器15供給高溫冷卻劑的同時電池單元溫度逐漸降低到比第 二加熱確定溫度Tw2低時,高溫冷卻劑能夠被供給到電池冷卻器15以防止電池單元溫度不 斷降低到比第二加熱確定溫度Tw2低很多。
[0724] 在此實施方式中,電池冷卻器15由熱管類型的熱交換器組成,從而即使在終止向 電池冷卻器15供給冷卻劑時,也能夠通過制冷劑的作用而降低形成電池90的電池單元之 間的溫度差。
[0725] 第十七實施方式
[0726] 雖然在上述的第十六實施方式中,電池冷卻器15由熱管類型的熱交換器形成,但 是在第十七實施方式中,如圖62所示,冷卻器芯部18由熱管類型熱交換器組成。
[0727] 在圖62中示出的上下箭頭表示車載狀態的堅直方向(重力方向)。冷卻器芯部 18包括第一氣-液相改變部181和第二氣-液相改變部182,這些改變部適用于冷凝或蒸 發制冷劑。第一氣-液相改變部181包括上箱體181a、冷卻劑管181b。第二氣-液相改變 部182包括管182a、散熱片182b和下箱體182c。
[0728] 多個管182a形成允許制冷劑從其中流過的制冷劑流路,且彼此并聯布置以具有 指向堅直方向的縱向。吹送空氣吹入到車輛內部的空氣通道形成在管182a之間。
[0729] 散熱片182b是通過增加管182a和進入到車輛內部的吹送空氣之間的熱傳遞面積 而促進制冷劑和進入到車輛內部的吹送空氣之間的熱交換的熱傳遞促進構件。散熱片182b 被結合到管182a的外表面。
[0730] 上箱體181a和下箱體182c中的每一個是用于相對于管182a分配制冷劑或收集 制冷劑的箱體。上箱體181a被設置在大量管182a之上,且下箱體182c被設置在大量管 182a之下。
[0731] 冷卻劑管181b被設置在上箱體181a內部。冷卻劑管181b的入口側連接到第一 轉換閥19的出口,且冷卻劑管181b的出口側連接到第二轉換閥20的入口。
[0732] 制冷劑以兩相(即,氣相和液相)被密封在冷卻器芯部18中。具體地,液相的制 冷劑被密封在管182a和下箱體182c中,氣相的制冷劑被密封在上箱體181a中。
[0733] 散熱片182b設置有冷卻器芯部溫度傳感器95,其用于檢測散熱片182b的溫度,也 就是,冷卻器芯部18的表面的溫度。來自冷卻器芯部溫度傳感器95的檢測信號被輸入到 控制器40中。
[0734] 當流入冷卻劑管181b中的冷卻劑溫度低時,上箱體181a中的氣相制冷劑被流過 冷卻劑管181b的冷卻劑冷卻和冷凝。此時,當在各個管182a中的液相制冷劑被進入到車 輛內部的吹送空氣加熱和蒸發時,制冷劑在上箱體181a和管182a之間循環,由此冷卻進入 到車輛內部的吹送空氣。
[0735] 將參考圖63來對本實施方式的控制器40所執行的控制程序進行說明。控制器40 執行根據圖63的流程圖的計算機程序。
[0736] 在步驟S700中,首先,確定電池是否需要被冷卻。具體地,當空氣調節開關44被 打開時,確定需要冷卻。相反地,當空氣調節開關44被關閉時,確定不需要冷卻。
[0737] 當確定需要冷卻時,操作進行到步驟S710。當確定不需要冷卻時,操作返回到步驟 S700。
[0738] 在步驟S710中,控制第一和第二轉換閥19和20的操作,從而低溫冷卻劑(由冷 卻劑芯部14所冷卻的冷卻劑)被供給到冷卻器芯部18。因此,進入車輛內部的吹送空氣在 冷卻器芯部18中被冷卻。
[0739] 在隨后的步驟S720中,確定由冷卻器芯部溫度傳感器95所檢測到的冷卻器芯部 溫度比第一冷卻確定溫度ΤΠ (例如,1°C )低。第一冷卻確定溫度ΤΠ 是基于不會在冷卻 器芯部18的表面形成霜凍的溫度范圍內的下限溫度而確定的溫度,且被預先儲存在控制 器40中。
[0740] 當冷卻器芯部溫度確定為比第一冷卻確定溫度ΤΠ 低時,操作進行到步驟S730。 當冷卻器芯部溫度確定為不比第一冷卻確定溫度ΤΠ 低時,操作返回到步驟S700。
[0741] 在步驟S730中,控制第一和第二轉換閥19和20的操作,從而停止將低溫冷卻劑 供給到冷卻器芯部18。
[0742] 在隨后的步驟S740中,確定冷卻器芯部溫度是否超過第二冷卻確定溫度Tf2 (例 如,3°C )。第二冷卻確定溫度Tf2是比第一冷卻確定溫度Tf 1高的溫度(例如,3°C ),且預 先被存儲在控制器40中。
[0743] 當冷卻器芯部溫度確定為超過第二冷卻確定溫度Tf2時,操作進行到步驟S700。 當冷卻器芯部溫度確定為不超過第二冷卻確定溫度Tf2,操作返回到步驟S740。
[0744] 在此實施方式中,當電池需要冷卻時,一旦冷卻器芯部溫度變得比第一冷卻確定 溫度ΤΠ 低,停止將低溫冷卻劑供給到冷卻器芯部18,這能夠抑制在冷卻器芯部18的表面 上形成霜(結霜)。
[0745] 當在停止將低溫冷卻劑供給到冷卻器芯部18的同時冷卻器芯部溫度逐漸增加以 超過第二冷卻確定溫度Tf2時,低溫冷卻劑能夠被供給到冷卻器芯部18以防止冷卻器芯部 溫度不斷地增加到比第二冷卻確定溫度Tf2高很多。
[0746] 其他實施方式
[0747] 本公開不限于上述實施方式,能夠對所公開的實施方式進行多種修改和改變。
[0748] (1)多種設備能夠用作溫度調節設備。例如,使用的溫度調節設備能夠是包含在乘 客乘坐的座位中且適用于通過冷卻劑冷卻和加熱座位的熱交換器。溫度調節設備的數量能 夠是任意數,只要該數是復數(兩個或以上)。
[0749] (2)上述的第一實施方式示出了形成在第一和第二轉換閥19和20的閥元件中的 孔的布置圖案的一個示例。然而,形狀在第一和第二轉換閥19和20的閥元件中的孔的布 置圖案能夠以多種方式改變。
[0750] 通過修改形成在第一和第二轉換閥19和20的閥元件中的孔的布置圖案,能夠以 多種方式來改變冷卻劑的入口和出口之間的連通狀態,這能夠容易地適用于說明書的改 變,包括增加操作模式等。
[0751] (3)雖然在上述的第一實施方式中,基于由外側空氣傳感器42檢測到的外部空氣 溫度來在第一至第三模式之間執行轉換,但是也能夠基于由水溫傳感器43所檢測到的冷 卻劑溫度而執行第一至第三模式之間的轉換。
[0752] (4)雖然在上述的第三實施方式中,在第二模式中存儲在電池中的冷能量被用于 過冷制冷循環22的高壓制冷劑,但是存儲在電池中的冷能量能夠用于冷卻車輛內部的空 氣、逆變器等。
[0753] (5)在上述的實施方式中,通過制冷循環22的低壓制冷劑而冷卻冷卻劑的冷卻劑 冷卻器14被用作用于將冷卻劑冷卻到比外界溫度低的低溫的冷卻器。然而,珀耳帖效應 (Peltier)設備能夠用作冷卻器。
[0754] (6)在上述的各個實施例中,冷卻劑能夠間歇地循環通過電池冷卻器15以由此控 制電池的冷卻能力。
[0755] (7)在上述的各個實施例中,能夠根據發動機上的負載在中溫冷卻劑循環通過廢 氣冷卻器17的狀態和低溫冷卻劑循環通過廢氣冷卻器17的另一狀態之間執行轉換。當發 動機上的負載小時,例如,當車輛在市中心行駛時,進行轉換以執行低溫冷卻劑循環從而通 過制冷劑循環22來冷卻廢氣,這導致了返回到發動機吸氣側的廢氣密度的增加,由此提高 了燃料效率。
[0756] (8)在上述的各個實施例中,冷卻劑能夠用作冷卻或加熱溫度調節設備的熱介質。 可選地,多種介質,諸如油,也能夠用作熱介質。
[0757] (9)上述的各個實施例的制冷循環22采用碳氟化合物制冷劑作為制冷劑。然而, 制冷劑的種類不限于此。具體地,諸如二氧化碳的天然冷卻劑、碳氫基制冷劑等也能夠用作 冷卻劑。
[0758] 上述的各個實施例的制冷循環22形成亞臨界的制冷循環,該循環的高壓側制冷 劑壓強不超過制冷劑的臨界壓強。可選地,制冷循環22可形成超臨界制冷循環,該循環的 高壓側制冷劑壓強超過制冷劑的臨界壓強。
[0759] (10)在上述的各個實施例中,本公開的車輛熱管理系統例如適用于混合動力車。 可選地,本公開也適用于電動汽車,該電動汽車在不包含發動機的情況下從用于行駛的電 動機中獲得用于行駛的驅動力。
[0760] (11)在上述十二至十五實施例中,三通閥82適用于通過三通閥82在循環流路80 和用于電池冷卻器的流路84的打開和關閉之間轉換。可選地,去除三通閥82,然后止回閥 能夠被設置在循環流路80中。
[0761] 在此情況下,第一和第二轉換閥19和20關閉用于電池冷卻器的流路84,從而能夠 進行轉換以執行循環模式(第二冷卻模式,第二加熱模式,電池溫度均衡操作模式或第二 冷卻模式)。可選地,也能夠通過如下的方式進行轉換而執行循環模式:使第一轉換閥19將 用于電池冷卻器的流路84連接到第一和第二冷卻劑回路中的一個,并使第二轉換閥20將 用于電池冷卻器的流路84連接到第一和第二冷卻劑回路中的另一個。
[0762] (12)在第十二至第十五實施方式中,作為舉例說明,內部循環回路形成在電池冷 卻器15或冷卻器芯部18中。然而,本發明不限于此,可為其他的溫度調節設備形成內部循 環回路。
[0763] 例如,能夠為逆變器冷卻器16形成內部循環回路。因此,能夠調整逆變器的冷卻 能力,防止在逆變器產生少量的熱量的行駛情況下因為將低溫冷卻劑引入到逆變器冷卻器 16而使逆變器的冷卻能力過度增加。
[0764] (13)雖然在上述的第十六實施方式中,根據電池90的溫度將冷卻劑間歇地供給 到電池冷卻器15,但是可根據電池90的溫度來調整供給到電池冷卻器15的冷卻劑的流量。
[0765] 類似地,雖然在上述的十七實施方式中,根據冷卻器芯部18的溫度來將冷卻劑間 歇地供給到冷卻器芯部18,但是可根據冷卻器芯部18的溫度來調整供給到冷卻器芯部18 的冷卻劑的流量。
[0766] 可通過控制第一和第二轉換閥19和20中的至少一個的操作來調整冷卻劑的流 量。
[0767] (14)上述第十七實施方式的冷卻劑芯部18能夠設置有用于將冷凝在上箱體18中 的制冷劑直接返回到下箱體182c中的制冷劑管。
【權利要求】
1. 一種車輛熱管理系統,所述車輛熱管理系統包括: 吸入和排出熱介質的第一泵(11)和第二泵(12); 在熱介質和外部空氣之間交換熱量的熱介質熱交換器(13); 具有被所述熱介質調節的溫度的多個溫度調節設備(15、16、17,18、50、65),每個溫度 調節設備具有允許所述熱介質從其中通過的流路; 第一轉換閥(19),所述第一轉換閥在從所述第一泵(11)中排出的熱介質流入到所述 溫度調節設備的一個狀態和從所述第二泵(12)中排出的熱介質流入到所述溫度調節設備 的另一狀態之間轉換熱介質流入到各個溫度調節設備的流入狀態,其中,所述第一泵(11) 的熱介質排出側和所述第二泵(12)的熱介質排出側彼此并聯地連接,所述溫度調節設備 的各自的熱介質入口側彼此并聯地連接; 第二轉換閥(20),所述第二轉換閥在從所述溫度調節設備中流出的熱介質流入所述第 一泵(11)的一個狀態和從所述溫度調節設備中流出的熱介質流入所述第二泵(12)的另一 狀態之間轉換熱介質從各每個溫度調節設備中流出的流出狀態,其中,所述第一泵(11)的 熱介質吸入側和所述第二泵(12)的熱介質吸入側彼此并聯地連接,所述溫度調節設備的 各自的熱介質出口側彼此并聯地連接;以及 控制器(40),其控制所述第一轉換閥(19)和所述第二轉換閥(20)的操作以在(i)熱 介質在所述第一泵(11)和所述溫度調節設備之間循環的一個循環狀態和(ii)熱介質在所 述第二泵(12)和所述溫度調節設備之間循環的另一循環狀態之間轉換。
2. 如權利要求1所述的車輛熱管理系統,還包括: 檢測器(42,43),所述檢測器檢測與在所述熱介質熱交換器(13)處進行熱交換之后的 熱介質的溫度相關的溫度, 其中,所述控制器(40)根據由所述檢測器(42,43)檢測到的溫度控制所述第一轉換閥 (19)和所述第二轉換閥(20)的操作。
3. 如權利要求2所述的車輛熱管理系統,還包括: 冷卻器(14),所述冷卻器將從所述第二泵(12)中排出的熱介質冷卻到比外部空氣溫 度低的溫度,其中 所述熱介質熱交換器(13)在外部空氣和從所述第一泵(11)排出的熱介質之間交換熱 量;且 所述控制器(40)控制所述第一轉換閥(19)和所述第二轉換閥(20)的操作,使得當由 所述檢測器(42,43)檢測到的溫度低于預定溫度時,所述熱介質在所述第一泵(11)和所有 的溫度調節設備之間循環,并使得當由所述檢測器(42,43)檢測到的溫度高于所述預定溫 度時,隨著所述檢測器(42,43)檢測到的溫度的增加,相對于所述第二泵(12),所述熱介質 循環通過的溫度調節設備的數量增加。
4. 如權利要求3所述的車輛熱管理系統,其特征在于, 所述溫度調節設備具有不同的必需冷卻溫度,且 所述控制器(40)控制所述第一轉換閥(19)和所述第二轉換閥(20),使得當由所述檢 測器(42,43)檢測到的溫度高于預定溫度時,隨著由所述檢測器(42,43)檢測到的溫度增 力口,所述熱介質在所述第二泵(12)和溫度調節設備之間從必須冷卻溫度最低的溫度調節 設備開始按照必需冷卻溫度增大的順序循環。
5. 如權利要求2所述的車輛熱管理系統,還包括: 低壓側熱交換器(14),所述低壓側熱交換器(14)在所述熱介質和所述制冷循環(22) 的低壓制冷劑之間交換熱量,其中 所述低壓側熱交換器(14)的熱介質入口側被連接到所述第一轉換閥(19), 所述低壓側熱交換器(14)的熱介質出口側被連接到所述第二轉換閥(20), 所述第一轉換閥(19)在從所述第一泵(11)中排出的熱介質流入到所述低壓側熱交換 器(14)的流入狀態和從所述第二泵(12)中排出的熱介質流入到所述低壓側熱交換器(14) 的另一流入狀態之間轉換, 所述第二轉換閥(20)在從所述低壓側熱交換器(14)中流出的熱介質流出到所述第一 泵(11)的流出狀態和從所述低壓側熱交換器(14)中流出的熱介質流出到所述第二泵(12) 的另一流出狀態之間轉換, 所述溫度調節設備中的一個設備(50)是在所述熱介質和所述制冷循環(22)的高壓制 冷劑之間交換熱量的高壓側熱交換器, 所述熱介質熱交換器(13)適于在外部空氣和從所述第一泵(11)排出的熱介質之間交 換熱量,且 所述控制器(40)控制所述第一轉換閥(19)和所述第二轉換閥(20),使得當由所述檢 測器(42,43)檢測到的溫度低于預定溫度時,所述熱介質在所述低壓側熱交換器(14)和所 述第一泵(11)之間循環并且所述熱介質在所述高壓側熱交換器(50)和所述第二泵(12) 之間循環。
6. 如權利要求5所述的車輛熱管理系統,還包括: 加熱熱交換器(51),所述加熱熱交換器(51)利用在所述高壓側熱交換器(50)處進行 熱交換之后的熱介質來加熱將被吹入到車輛內部的空氣。
7. 如權利要求5或6所述的車輛熱管理系統,適用于能夠利用外部電源供給的電能為 電池充電的車輛,所述車輛熱管理系統還包括: 過冷卻器¢0),所述過冷卻器利用所述熱介質來冷卻已經在所述高壓側熱交換器 (50)處進行熱交換之后的制冷劑;以及 開/關閥(59),所述開/關閥打開或關閉制冷劑流路,流入所述低壓側熱交換器(14) 的制冷劑在所述制冷劑流路中流動,其中 在所述溫度調節設備中的一個設備(15)是使用所述熱介質冷卻所述電池的電池冷卻 器, 設置所述過冷卻器(60)使得流過所述低壓側熱交換器(14)和所述電池冷卻器(15) 之后的熱介質流向所述過冷卻器(60),且 所述控制器(40)當電池被外部電源供給的電能充電時打開所述開/關閥(59),在電池 被外部電源供給的電能充電之后關閉所述開/關閥(59)。
8. 如權利要求7所述的車輛熱管理系統,其特征在于: 所述過冷卻器(60)的熱介質入口側連接到所述第一轉換閥(19);且 所述過冷卻器(60)的熱介質出口側連接到所述電池冷卻器(15)的熱介質入口側。
9. 如權利要求1所述的車輛熱管理系統,還包括: 冷卻器(14),所述冷卻器將從所述第二泵(12)中排出的熱介質冷卻到比外部空氣溫 度低的溫度,其中: 所述熱介質熱交換器(13)適于在外部空氣和從所述第一泵(11)排出的熱介質之間交 換熱量, 所述溫度調節設備中的兩個是使用熱介質冷卻電池的電池冷卻器(15)和使用熱介質 冷卻熱容量比電池的熱容量小的逆變器的逆變器冷卻器(16),且 所述控制器(40)控制所述第一轉換閥(19)和所述第二轉換閥(20),從而當逆變器的 溫度高于預定溫度時,所述熱介質在作為溫度調節設備的所述逆變器冷卻器(16)和所述 第二泵(12)之間循環,并且,所述熱介質在作為溫度調節設備的所述電池冷卻器(15)和所 述第一泵(11)之間循環。
10. 如權利要求1所述的車輛熱管理系統,還包括: 加熱熱交換器(51),所述加熱熱交換器(51)利用熱介質來加熱將被吹入到車輛內部 的空氣,其中 所述加熱熱交換器(51)的熱介質入口側連接到所述第一轉換閥(19), 所述加熱熱交換器(51)的熱介質出口側連接到所述第二轉換閥(20), 所述第一轉換閥(19)在從所述第一泵(11)中排出的熱介質流入到所述加熱熱交換器 (51)的狀態和從所述第二泵(12)中排出的熱介質流入到所述加熱熱交換器(51)的另一狀 態之間轉換所述熱介質流入到所述加熱熱交換器(51)的流入狀態, 所述第二轉換閥(20)在來自所述加熱熱交換器(51)的熱介質流入到所述第一泵(11) 的狀態和來自所述加熱熱交換器(51)的熱介質流入到所述第二泵(12)的另一狀態之間轉 換熱介質從所述加熱熱交換器(51)中流出的流出狀態, 所述溫度調節設備的一個是使用熱介質冷卻電池的電池冷卻器(15), 所述熱介質熱交換器(13)適于在外部空氣和從所述第一泵(11)排出的熱介質之間交 換熱量,并且 所述控制器(40)控制所述第一轉換閥(19)和所述第二轉換閥(20),使得當由所述檢 測器(42,43)檢測到的溫度低于預定溫度時,熱介質在所述第二泵(12)和所述電池冷卻器 (15)和所述加熱熱交換器(51)中的每一個之間循環。
11. 如權利要求1至10中的任一項所述的車輛熱管理系統,其特征在于, 所述第一轉換閥(19)適用于在(i)分別單獨連接到所述第一泵(11)的熱介質排出側 和所述第二泵(12)的熱介質排出側的兩個入口(19a、19b)和(ii)分別單獨連接到溫度調 節設備的各自的熱介質入口側的多個出口(19c、19d、19e、19f、19g)之間轉換熱介質的流 動,且 所述第二轉換閥(20)適于在(i)分別單獨連接到溫度調節設備的各自的熱介質出口 側的多個入口(20a、20b、20c、20d、20g)和(ii)分別單獨連接到所述第一泵(11)的熱介質 排出側和所述第二泵(12)的熱介質排出側的兩個出口(20e、20f)之間轉換熱介質的流動。
12. 如權利要求1至4中的任一項所述的車輛熱管理系統,還包括, 設置在循環流路(80)中的第三泵(81),所述熱介質在不經過所述第一轉換閥(19)和 所述第二轉換閥(20)的情況下循環通過所述循環流路(80),所述第三泵適于吸入和排出 熱介質,其中, 所述溫度調節設備中的至少一個溫度調節設備(15、18)允許兩種熱介質從其中通過, 所述兩種熱介質包括(i)流過從所述第一轉換閥(19)經由所述至少一個溫度調節設備 (15、18)到所述第二轉換閥(20)的非循環流路(84)的熱介質和(ii)流過所述循環流路 (80)的熱介質,且 所述第一轉換閥和所述第二轉換閥能夠在允許流過所述非循環流路(84)的熱介質流 過所述至少一個溫度調節設備(15、18)的非循環模式和允許循環流過所述循環流路(80) 的熱介質流過所述至少一個溫度調節設備(15、18)的循環模式之間轉換。
13. 如權利要求12所述的車輛熱管理系統,其特征在于,所述第一轉換閥(19)和所述 第二轉換閥(20)被操作為通過轉換熱介質相對于所述非循環流路(84)的流動在所述所述 循環模式和所述非循環模式之間轉換。
14. 如權利要求12或13所述的車輛熱管理系統,還包括用于在所述非循環流路(84) 和所述循環流路(80)的每一個的打開和關閉之間轉換的循環轉換閥(82)。
15. 如權利要求12至14中的任一項所述的車輛熱管理系統,其特征在于,基于作為流 入到所述至少一個溫度調節設備(15、18)中的熱介質的溫度的流入熱介質溫度來轉換所 述循環模式或所述非循環模式。
16. 如權利要求15所述的車輛熱管理系統,其特征在于,在所述至少一個溫度調節 設備(15、18)的冷卻操作中,當所述流入熱介質溫度等于或低于第一冷卻確定溫度(Tel、 ΤΠ )時,轉換到循環模式,當所述流入熱介質溫度等于或高于比所述第一冷卻確定溫度 (Tcl、Tfl)高的第二冷卻確定溫度(Tc2、Tf2)時,轉換到非循環模式。
17. 如權利要求15或16所述的車輛熱管理系統,其特征在于,在所述至少一個溫度 調節設備(15)的加熱操作中,當所述流入熱介質溫度等于或高于第一加熱確定溫度(Twl) 時,轉換到循環模式,當所述流入熱介質溫度等于或低于比所述第一加熱確定溫度(Twl) 低的第二加熱確定溫度(Tw2)時,轉換到非循環模式。
18. 如權利要求16所述的車輛熱管理系統,其特征在于, 所述至少一個溫度調節設備是使用所述熱介質冷卻電池的電池冷卻器(15),且 所述第一冷卻確定溫度(Tel)是基于電池的可用溫度范圍中的下限溫度而確定的溫 度。
19. 如權利要求16所述的車輛熱管理系統,其特征在于, 所述至少一個溫度調節設備是使用所述熱介質冷卻將被吹入到車輛內部的空氣的空 氣冷卻器(18),且 所述第一冷卻確定溫度(ΤΠ )是基于不會在所述空氣冷卻器(18)上引起結霜的溫度 范圍中的下限溫度而確定的溫度。
20. 如權利要求17所述的車輛熱管理系統,其特征在于, 所述至少一個溫度調節設備是使用所述熱介質加熱電池的設備(15),且 所述第一加熱確定溫度(Twl)是基于電池的可用溫度范圍中的上限溫度而確定的溫 度。
21. 如權利要求1至4中的任一項所述的車輛熱管理系統,其特征在于,所述至少一個 溫度調節設備(15、18)是熱管熱交換器,所述熱管熱交換器包括通過在所述熱介質和工作 流體之間交換熱量而冷凝或蒸發工作流體的第一氣-液相改變部(151U81)以及通過從 所述工作流體中吸收或排出熱量而蒸發或冷凝所述工作流體的第二氣-液相改變部(152、 182)。
22. 如權利要求21所述的車輛熱管理系統,其特征在于,所述控制器(40)控制所述第 一轉換閥(19)、所述第二轉換閥(20)、所述第一泵(11)和所述第二泵(12)中的至少一個 的操作,以調整流入到所述至少一個溫度調節設備(15、18)的熱介質的流量。
23. 如權利要求21或22所述的車輛熱管理系統,其特征在于,所述至少一個溫度調節 設備是電池冷卻器(15),所述電池冷卻器冷卻和冷凝已經從所述電池(91)吸收熱量的所 述工作流體。
24. 如權利要求21或22所述的車輛熱管理系統,其特征在于,所述至少一個溫度調節 設備是空氣冷卻器(18),所述空氣冷卻器冷卻和冷凝已經從吹入車輛內部的空氣中吸收熱 量的所述工作流體。
【文檔編號】B60L3/00GK104093587SQ201380008012
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年1月30日 優先權日:2012年2月2日
【發明者】梯伸治, 山中隆, 竹內雅之 申請人:株式會社電裝