CN104136865B - 冷却装置、搭载该冷却装置的车辆以及冷却装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

冷却装置(200)利用具备压缩机(210)、冷凝器(220)、接收器(230)、膨胀阀(260)、蒸发器(240)和储液器(250)的蒸气压缩式制冷循环，使用制冷剂来冷却发热源(110、120)。接收器(230)对通过冷凝器(220)热交换了的制冷剂进行气液分离。储液器(250)对通过蒸发器(240)热交换了的制冷剂进行气液分离。冷却装置(200)将能够使接收器(230)与储液器(250)之间连通的切换阀(270)打开，使储液器(250)内的制冷剂液向接收器(230)移动。然后，冷却装置(200)通过压力调整部(350)，将制冷剂液移动后的接收器(230)与储液器(250)的压力差复原到制冷剂液移动前的压力差。

Description

冷却装置、搭载该冷却装置的车辆以及冷却装置的控制方法

技术领域

本发明涉及冷却装置、搭载该冷却装置的车辆以及冷却装置的控制方法，更特定地涉及用于提高利用蒸气压缩式制冷循环来冷却发热源的冷却装置的效率的技术。

背景技术

近年来，作为环境问题对策之一，通过马达的驱动力而行驶的混合动力车、燃料电池车、电动汽车等受到关注。在这样的车辆中，马达、发电机、变换器、转换器以及电池等电气设备通过电力的授受而发热。因此，需要冷却这些电气设备。于是，提出了利用作为车辆用空调装置而使用的蒸气压缩式制冷循环来冷却发热体的技术。

例如，在日本特开2007-69733号公报(专利文献1)中，公开了如下的***：在从膨胀阀到压缩机的制冷剂通路中，并列配置与空调用的空气进行热交换的热交换器和与发热体进行热交换的热交换器，利用空调装置用的制冷剂来冷却发热体。

另外，在日本特开2005-82066号公报(专利文献2)中，公开了如下的冷却***：当在蒸发器中储存有制冷剂的情况下，在使压缩机工作、将储存于蒸发器的制冷剂回收后，使车辆的HV设备起动而开始泵的运行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-069733号公报

专利文献2：日本特开2005-082066号公报

专利文献3：日本特开2005-090862号公报

专利文献4：日本特开平06-255351号公报

发明内容

发明要解决的问题

在利用蒸气压缩式制冷循环的冷却装置中，已知有如下结构，其具有：接收器，其用于对被冷凝器冷凝了的制冷剂进行气液分离并储存制冷剂液；和储液器，其用于去除被压缩机吸引的制冷剂的液相成分。

在蒸气压缩式制冷循环中，通过使储存于接收器的制冷剂液膨胀而气化，从而使制冷剂温度下降，使用其来执行冷却。因此，为了确保冷却能力，优选在接收器内储存有足够的制冷剂液。

另一方面，储液器是为了防止由于制冷剂液被吸入压缩机而产生的压缩机的故障而设置的。储液器将在使用于冷却的制冷剂中残存的液相成分分离并将其储存，仅向压缩机供给制冷剂的气相成分。

储存于储液器的制冷剂液不能直接使用于冷却。即，在再次将制冷剂液使用于冷却的情况下，需要从储液器返回到接收器。在一般的蒸气压缩式制冷循环中，采用如下方法：使压缩机工作来向储液器内的制冷剂液赋予过热度而使其气化，使其通过冷凝器而再次液化，从而使制冷剂液从储液器移动到接收器。

然而，在该情况下，即使在不需要冷却的情况下也需要运行压缩机。因此，压缩机的负载增加，可能使蒸气压缩式制冷循环的整体的效率下降。

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，在利用具有接收器和储液器的蒸气压缩式制冷循环的冷却装置中，降低制冷剂液从储液器向接收器移动时的压缩机的负载而提高冷却效率。

用于解决问题的手段

本发明的冷却装置使用制冷剂来进行冷却。冷却装置具备对制冷剂进行压缩的压缩机、第一热交换器以及第二热交换器、第一气液分离部以及第二气液分离部、减压器、切换阀和压力调整部。第一热交换器在被压缩了的制冷剂与大气之间进行热交换。第一气液分离部对由第一热交换器进行了热交换的制冷剂进行气液分离。减压器对来自第一气液分离部的制冷剂进行减压。第二热交换器在被减压了的制冷剂与空调用空气之间进行热交换。第二气液分离部对通过第二热交换器进行了热交换的制冷剂进行气液分离，向压缩机供给制冷剂。切换阀通过将第一气液分离部与第二气液分离部之间切换为连通状态，来进行从第二气液分离部向第一气液分离部的液相成分的制冷剂移送。压力调整部连结于第一气液分离部以及第二气液分离部，用于调整第一气液分离部与第二气液分离部的压力差。

优选，冷却装置还具备控制装置。控制装置在制冷剂移送结束后，以第一气液分离部与第二气液分离部的压力差接近进行制冷剂移送前的压力差即基准压力差的方式，控制压力调整部。

优选，控制装置在开始制冷剂移送前，将基准压力差保持于压力调整部。控制装置在制冷剂移送结束后，以第一气液分离部与第二气液分离部的压力差接近所保持的基准压力差的方式，控制压力调整部。

优选，冷却装置还具备第一～第四阀。第一阀切断制冷剂从第一热交换器向第一气液分离部的流入。第二阀切断制冷剂从第一气液分离部向减压器的流出。第三阀切断制冷剂从第二热交换器向第二气液分离部的流入。第四阀切断制冷剂从第二气液分离部向压缩机的流出。控制装置在开始制冷剂移送前，将第一、第二、第三以及第四阀关闭。控制装置在制冷剂移送结束后，将第一、第二、第三以及第四阀打开。

优选，压力调整部包含：蓄压部；第五阀，其对第一气液分离部与蓄压部之间的连通和非连通进行切换；以及第六阀，其对第二气液分离部与蓄压部之间的连通与非连通进行切换。控制装置在开始制冷剂移送前，将第五阀以及第六阀打开，将由此产生的蓄压部内的压力差，通过将第五阀以及第六阀打开而作为基准压力差保持于蓄压部。控制装置在制冷剂移送结束后，将第五阀以及第六阀打开来使第一气液分离部与第二气液分离部的压力差接近基准压力差。

优选，蓄压部具有弹性体。蓄压部通过弹性体的弹性力来保持基准压力差。

优选，控制装置在压缩机停止了的情况下开始制冷剂移送。

优选，控制装置在第二热交换器的温度为基准温度以下的情况下开始制冷剂移送。

优选，控制装置在将第二热交换器的温度调整成基准温度以下后开始制冷剂移送。

优选，控制装置基于冷却装置的运行状态来预测第二热交换器的温度上升，在所预测的温度为基准温度以下的情况下开始制冷剂移送。

优选，切换阀在压力差比阈值的情况下打开。

优选，冷却装置还具备冷却部，该冷却部与第二热交换器并联连接，使用制冷剂来冷却发热源。

优选，第二气液分离被配置在比第一气液分离部相对高的位置。

优选，第一气液分离部以及第二气液分离部以第二气液分离部位于第一气液分离部的上方的方式一体地形成。切换阀被设置在第一气液分离部与第二气液分离部之间的分隔壁。

优选，切换阀是在第二气液分离部一侧的压力变得比第一气液分离部一侧的压力高规定值以上时打开的止回阀。

本发明的车辆能够使用来自蓄电装置的电力而行驶。车辆具备：旋转电机；驱动装置，其用于对来自蓄电装置的电力进行变换来驱动旋转电机；上述冷却装置；以及冷却部，其用于使用冷却装置来冷却蓄电装置以及驱动装置中的至少1个。

优选，车辆使用冷却装置来对车厢内进行空气调节。

本发明的控制方法是与使用制冷剂来进行冷却的冷却装置有关的控制方法。冷却装置包含对制冷剂进行压缩的压缩机、第一热交换器以及第二热交换器、第一气液分离部以及第二气液分离部、减压器、切换阀以及压力调整部。第一热交换器在被压缩了的制冷剂与大气之间进行热交换。第一气液分离部对由第一热交换器进行了热交换的制冷剂进行气液分离。减压器对来自第一气液分离部的制冷剂进行减压。第二热交换器在被减压了的制冷剂与空调用空气之间进行热交换。第二气液分离部对由第二热交换器进行了热交换的制冷剂进行气液分离，向压缩机供给制冷剂。切换阀通过将第一气液分离部与第二气液分离部之间切换为连通状态，来进行从第二气液分离部向第一气液分离部的液相成分的制冷剂移送。压力调整部连结于第一气液分离部以及第二气液分离部，用于调整第一气液分离部与第二气液分离部的压力差。控制方法具备：检测第一气液分离部与第二气液分离部的压力差的步骤；将开始制冷剂移送前的第一气液分离部与第二气液分离部的压力差作为基准压力差而保持的步骤；进行制冷剂移送的步骤；和在制冷剂移送结束后，以第一气液分离部与第二气液分离部的压力差接近所存储的基准压力差的方式控制压力调整部的步骤。

发明的效果

根据本发明，在利用具有接收器和储液器的蒸气压缩式制冷循环的冷却装置中，能够降低制冷剂液从储液器向接收器移动时的压缩机的负载而提高冷却效率。

附图说明

图1是搭载有本实施方式的利用蒸气压缩式制冷循环的冷却装置的车辆的整体框图。

图2是用于在实施方式1中说明图1的冷却装置的构成的框图。

图3是表示图2中的压力调整部的第一例的图。

图4是表示图2中的压力调整部的第二例的图。

图5是用于在实施方式1中说明由ECU执行的制冷剂移送控制的流程图。

图6是表示图5中的步骤S110的第一例的图。

图7是表示图5中的步骤S110的第二例的图。

图8是表示图5中的步骤S110的第三例的图。

图9是表示图5中的步骤S110的第四例的图。

图10是表示实施方式2的冷却装置的构成的图。

图11是用于说明图10的冷却装置中的切换阀的动作的第一图。

图12是用于说明图10的冷却装置中的切换阀的动作的第二图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对于图中相同或相当的部分附上相同附图标记，其不重复其说明。

[车辆的构成]

图1是搭载有本实施方式的利用蒸气压缩式制冷循环的冷却装置200的车辆100的整体框图。在本实施方式中，以冷却装置200作为车辆用空调装置(A/C)而使用的情况为例进行说明，但冷却装置200的用途并不限定于此。冷却装置200也能够适用于例如家庭用空调装置和/或工业设备的冷却装置等。

车辆100是使用来自蓄电装置110的电力而得到行驶驱动力来进行行驶的类型的车辆。在图1中，以车辆100为电动汽车的情况为例进行说明，但是车辆100也可以是具有内燃机的混合动力车辆、和/或搭载有燃料电池的燃料电池车。

车辆100除了蓄电装置110以及冷却装置200之外，还具备***主继电器(SMR)115、作为驱动装置的PCU(PowerControlUnit：动力控制单元)120、电动发电机130、驱动轮140、作为控制装置的ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)300。PCU120包含转换器121和变换器125。

蓄电装置110是构成为能够充放电的电力储藏要素。蓄电装置110包含例如锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池、或者双电荷层电容器等蓄电元件而构成。

蓄电装置110经由电力线PL1、NL1连接于PCU120。而且，蓄电装置110将用于产生车辆100的驱动力的电力向PCU120供给。另外，蓄电装置110储蓄由电动发电机130发出的电力。蓄电装置110的输出例如为200V左右。

蓄电装置110包含都未图示的电压传感器以及电流传感器，将由这些传感器检测到的蓄电装置110的电压VB以及电流IB向ECU300输出。

SMR115包含连接于蓄电装置110的正极端与电力线PL1之间的继电器以及连接于蓄电装置110的负极端与电力线NL1之间的继电器。而且，SMR115基于来自ECU300的控制信号SE1，切换蓄电装置110与PCU120之间的电力的供给与切断。

转换器121基于来自ECU300的控制信号PWC，进行来自蓄电装置110的电力的升压以及来自变换器125的电力的降压。

变换器125通过电力线PL2、NL1而连接于转换器121。变换器125基于来自ECU300的控制信号PWI而被控制。变换器125将从转换器121供给的直流电力变换成交流电力来驱动电动发电机130。

电动发电机130是交流旋转电机，例如是具备埋设有永磁体的转子的永磁体型同步电动机。进而，电动发电机130在再生动作的情况下，能够使用来自驱动轮140的旋转力来发电。蓄电装置110使用电动发电机130的发电电力来进行充电。

冷却装置200从电力线PL1、NL1供给电力。冷却装置200被来自ECU300的控制信号CTL控制，来调整车辆100的车厢内的空气温度。另外，冷却装置200的制冷剂通路也配设在蓄电装置110、PCU120内的转换器121以及变换器125。上述制冷剂通路收纳各设备的壳体的周围或者壳体内部，或者与内置于设备主体的制冷剂通路结合。蓄电装置110和/或PCU120内的设备在行驶时可通过电流导通而发热。因此，通过如上述那样使冷却装置200的制冷剂在这些设备的制冷剂通路中流动，能够冷却这些设备。作为冷却装置200的制冷剂，例如可以使用二氧化碳、丙烷和/或异丁烷等烃、氨、氟利昂类或水等。

ECU300包含在图1中都未图示的CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器单元)、存储装置以及输入输出缓存器，进行来自各传感器等的信号的输入和/或向各设备的控制信号的输出，并且进行车辆100以及各设备的控制。此外，对于这些控制，并不限定于由软件进行的处理，也能够通过专用的硬件(电子电路)来处理。

ECU300接受来自蓄电装置110所具备的电压传感器、电流传感器(都未图示)的电压VB以及电流IB的检测值，运算蓄电装置110的充电状态SOC(StateofCharge)。

ECU300如以下所详述那样地，进行与冷却装置200有关的制冷剂移送控制。

此外，在图1中，设为作为ECU300设置1个控制装置的构成，但也可以设为按每个功能或每个控制对象设备设置分开的控制装置的构成。

[冷却装置的构成]

(实施方式1)

图2是用于说明实施方式1的图1所示的冷却装置200的构成的一例的框图。冷却装置200包含压缩机210、冷凝器220、接收器230、蒸发器240、储液器250以及膨胀阀260。此外，冷凝器220以及蒸发器240分别是本发明的“第一热交换器”以及“第二热交换器”的一例。另外，接收器230以及储液器250分别是本发明的“第一气液分离部”以及“第二气液分离部”的一例。膨胀阀260是本发明的“减压器”的一例。

压缩机210以搭载于车辆100的电动发电机130(图1)、发动机或专用的马达为动力源而进行工作，将制冷剂气体绝热地压缩而使其成为过热状态制冷剂气体。压缩机210被来自ECU300的控制信号DRV控制。压缩机210在蒸气压缩式制冷循环的工作时吸入压缩从蒸发器240通过储液器250而流通的气相制冷剂，并向制冷剂通路297排出高温高压的气相制冷剂。压缩机210通过向制冷剂通路297排出制冷剂，使制冷剂在蒸气压缩式制冷循环中循环。

冷凝器220使在压缩机210中被压缩了的过热状态制冷剂气体向外部介质等压地散热而冷凝，而使其成为制冷剂液。从压缩机210排出的高压的气相制冷剂通过在冷凝器220中向周围散热而冷却，从而冷凝(液化)。冷凝器220例如包含供制冷剂流通的管、以及用于在在管内流通的制冷剂与冷凝器220的周围的空气之间进行热交换的翅片。

冷凝器220在冷却风与制冷剂之间进行热交换。冷却风可以通过由车辆的行驶而产生的自然的通风来供给到冷凝器220。或者，冷却风也可以通过冷凝器风扇或者发动机冷却用的散热器风扇(都未图示)等、来自大气供给用风扇的强制通风而供给到冷凝器220。通过冷凝器220中的与大气的热交换，制冷剂的温度下降，制冷剂液化。

通过冷凝器220冷却了的制冷剂通过制冷剂通路290而向接收器230供给。

从制冷剂通路290向接收器230流入的制冷剂在接收器230的内部被分离为气相与液相。当在冷凝器220中不是全部的制冷剂冷凝、向接收器230流入的制冷剂为气液二相状态的情况下，接收器230将制冷剂分离成液体状的制冷剂液与气体状的制冷剂蒸气并暂时储存。气液分离了的制冷剂在接收器230的内部，制冷剂液储存于下侧，制冷剂蒸气储存于上侧。

这样，通过在接收器230中储存一定量的制冷剂液，即使在产生了与冷却有关的负载变动的情况下也能够适当地供给制冷剂液。因此，即使在产生了负载变动的情况下也能够使冷却性能稳定化。

制冷剂通路291与接收器230的液相侧(例如，底部)连结。因此，仅制冷剂液被从接收器230向制冷剂通路291送出。这样，接收器230能够将气相制冷剂与液相制冷剂可靠地分离。

在制冷剂通路290或接收器230中，设置有用于检测被压缩了的制冷剂的压力的压力传感器280。压力传感器280将检测到的压力PH向ECU300输出。

膨胀阀260通过使在制冷剂通路291中流通的高压的液相制冷剂从小的孔喷射而使其膨胀，使其变化成低温·低压的雾状制冷剂。膨胀阀260对被冷凝器220冷凝了的制冷剂液进行减压，生成气液混合状态的湿蒸气。此外，用于对制冷剂液进行减压的减压器并不限定于节流膨胀的膨胀阀260，也可以是毛细管或能够进行开度控制的控制阀。

蒸发器240在制冷剂与空调用空气之间进行热交换，调节空调用空气的温度。蒸发器240包含供制冷剂流通的管、以及用于在在管内流通的制冷剂与蒸发器240的周围的空气之间进行热交换的翅片。湿蒸气状态的制冷剂向管内流入。制冷剂在管内流通时，作为蒸发潜热经由翅片吸收车厢内的空气的热而蒸发，进而通过显热而变为过热蒸气。通过未图示的空调用风扇驱动，来向蒸发器240供给空调用空气。空调用空气可以是大气，或者也可以是车厢内的空气。

在制冷运行时，被膨胀阀260减压了的制冷剂在蒸发器240中，从向车厢内流通的空调用空气吸收制冷剂的湿蒸气蒸发而变为制冷剂气体时的气化热。被蒸发器240内的制冷剂吸收热而温度下降了的空调用空气再次返回到车厢内。这样地进行车厢内的冷却。

在蒸发器240中，空调用空气被冷却，另一方面，制冷剂接受来自空调用空气的热传递而从周围吸热，被加热以及气化。通过蒸发器240而气化了的制冷剂通过制冷剂通路295而向储液器250送出。

储液器250，在不是所有的制冷剂都通过蒸发器240或后述的冷却部241、242而蒸发、向储液器250流入的制冷剂为气液二相状态的情况下，将制冷剂分离为液体状的制冷剂液与气体状的制冷剂蒸气并暂时地储存。

在储液器250的内部，制冷剂液储存于下侧，制冷剂蒸气储存于上侧。从储液器250导出制冷剂蒸气的制冷剂通路296与储液器250的顶部和压缩机210的流入口连结。因此，从储液器250向压缩机210，仅制冷剂蒸气通过制冷剂通路296而被送出。这样，储液器250可以可靠地分离气相制冷剂与液相制冷剂。由此，能够防止液相制冷剂向压缩机210流入，能够防止压缩机210的故障。

在制冷剂通路296或储液器250中设置有用于检测向压缩机210流入的制冷剂的压力的压力传感器285。压力传感器285将检测到的压力PL向ECU300输出。

另外，在储液器250中还设置有用于检测储存于内部的制冷剂液的液面高度的液面传感器286。液面传感器286将检测到的液面高度HGT向ECU300输出。作为液面传感器286，可以使用任意类型的传感器。液面传感器286的例子例如是浮子式检测器、静电容量式检测器、通电探测式检测器等。

冷却装置200在制冷剂从膨胀阀260向储液器250流动的路径上，还包含与蒸发器240并联连结的冷却部241、242。

制冷剂通路293、294从制冷剂通路292分支。制冷剂通路293通过冷却部241而与制冷剂通路295连通。另外，制冷剂通路294通过冷却部242而与制冷剂通路295连通。被膨胀阀260减压而冷却了的制冷剂的一部分通过制冷剂通路293、294而向制冷剂通路295流动，吸收冷却部241、242所包含的设备的热。

在冷却部241、242例如包含图1中的蓄电装置110和/或转换器121、变换器125等电气设备。在图2中，在冷却部241中包含蓄电装置110，在冷却部242中包含PCU120的转换器121以及变换器125。此外，冷却部241、242所包含的设备只要是需要冷却的设备即可，也可以是其他的设备。作为其他的设备的例子，包含例如电动发电机130(图1)和/或发动机(未图示)等。需要冷却的这些设备与本申请发明中的“发热源”相对应。

另外，在制冷剂通路290、291、295、296上分别设置有截止阀SV1～SV4。截止阀SV1～SV4分别被来自ECU300的控制信号SIG1～SIG4控制。截止阀SV1～SV4的各个在被设为关闭状态时，将对应的制冷剂通路中的制冷剂的流动切断。由此，阻碍制冷剂相对于接收器230以及储液器250的流入以及流出。另外，在通常的冷却动作的情况下，截止阀SV1～SV4被设为打开状态。

这样，在在制冷剂的流通路径中具备接收器230以及储液器250的蒸气压缩式制冷循环中，制冷剂液被储存于接收器230以及储液器250。如上述那样，为了通过膨胀阀260生成低温·低压的雾状制冷剂，从接收器230向制冷剂通路291供给液相制冷剂。因此，为了确保冷却能力，需要在接收器230中充分地储存制冷剂液。

另一方面，气相制冷剂被从储液器250向压缩机210供给。因此，为了使储存于储液器250的制冷剂液向接收器230返回，需要通过使压缩机210运行来向制冷剂液赋予需要的过热度而使其气化，通过冷凝器220使其冷凝。于是，对于压缩机210，需要比在通常的冷却动作中运送制冷剂的动力大的动力，所以可能使冷却装置整体的效率下降。

因此，在实施方式1中，冷却装置200构成为，具有切换阀270，还包含将接收器230与储液器250连通的制冷剂通路275。制冷剂通路275的一端连结于储液器250的液相侧，另一端连结于接收器230的气相侧。

切换阀270被来自ECU300的控制信号SIG0控制，对接收器230与储液器250之间的连通与非连通进行切换。

储液器250配置在如下位置，该位置使得储液器250与制冷剂通路275的连结部比接收器230与制冷剂通路275的连结部高。通过设为这样的配置，在将切换阀270打开而使接收器230与储液器250之间连通时，能够利用储存于储液器250的制冷剂液的自重而使制冷剂液向接收器230移动。由此，不需要利用压缩机210的压缩过程以及利用冷凝器220的冷凝过程。

对于接收器230与储液器250的位置关系，并不是必须设为储液器250比接收器230高。例如，在储液器250配置为比接收器230低的情况下，也可以在制冷剂通路275还设置用于将储液器250的制冷剂液吸到接收器230的泵(未图示)。在该情况下，通过将切换阀270打开并且使泵运行，能够使储液器250的制冷剂液向接收器230移动。但是，虽然比用于压缩机210的运行的动力少，但是另外还需要用于驱动泵的动力。因此，从冷却装置的效率的观点出发，更加优选如图2那样将储液器250配置在比接收器230高的位置。

此外，一般来说，在使压缩机210运行时，通过压缩机210来压缩气相制冷剂，所以作为压缩机210的排出侧的接收器230的压力PH变得比作为压缩机210的流入侧的储液器250的压力PL高。因此，在接收器230侧的压力与储液器250侧的压力差比由储液器250内的制冷剂液的自重产生的压力大的情况下，即使在将切换阀270打开的情况下，也有可能储液器250内的制冷剂液不向接收器230流动。

因此，ECU300对来自压力传感器280、285的压力PH、PL进行比较，在其压力差低于预定的阈值的情况下将切换阀270打开。

这样，在实施方式1中，通过使接收器230与储液器250连通，能够使储液器250内的制冷剂液保持液相而返回接收器230。由此，能够降低压缩机210的负载，所以能够提高冷却装置200的整体的效率。

另一方面，在使接收器230与储液器250连通来使制冷剂液移动的情况下，如上所述，需要将接收器230的压力与储液器250的压力设为相同程度。因此，在制冷剂液的移动完成而再次开始冷却动作的情况下，需要在再次开始之后立即运行压缩机210直到产生预定的压力差。然而，因为在直到产生压力差的期间不能发挥充分的冷却能力，所以作为结果，冷却效率可能会下降。

因此，在实施方式1的冷却装置200中，除了上述的构成之外，还设置有压力调整部350，其用于在将制冷剂液从储液器250移动到接收器230之后、将接收器230与储液器250之间的压力差复原。

压力调整部350分别通过制冷剂通路351、352而连结于接收器230的气相侧以及储液器250的气相侧。压力调整部350包含蓄压部354以及截止阀SV5、SV6。

另外，截止阀SV5、SV6分别设置于制冷剂通路351、352。截止阀SV5、SV6分别被来自ECU300的控制信号SIG5、SIG6控制。截止阀SV5将蓄压部354与接收器230之间的制冷剂的流动切断。截止阀SV6将蓄压部354与储液器250之间的制冷剂的流动切断。另外，在通常的冷却动作的期间，截止阀SV5、SV6被设为关闭状态。

接下来，使用图3对压力调整部350的详细进行说明。图3所示的压力调整部350的蓄压部354具有机械性保持接收器230与储液器250之间的压力差、并且使其复原的构成。大致来说，蓄压部354具有在圆筒状的壳体内具备活塞355的气缸构造。在活塞355的杆侧的端部连接有例如弹簧那样的弹性体356。在蓄压部354的气缸上，隔着活塞355的头部，在一方连结有制冷剂通路351，在另一方连结有制冷剂通路352。此外，弹性体356并不限定于图3那样的弹簧，也可以使用橡胶和/或压缩性的流体(气体、液体)等。

在将图2中的截止阀SV1～SV4关闭、进而将截止阀SV5、SV6打开时，来自接收器230以及储液器250的制冷剂被向蓄压部354的气缸内部供给。此时，因来自接收器230的制冷剂的压力PH与来自储液器250的制冷剂的压力PL的压力差，活塞355移动。

例如，若在刚使压缩机210停止之后，在为PH>PL的情况下将截止阀SV5、SV6打开，则因压力差PH-PL，活塞355从虚线的状态向实线的状态移动ΔL的距离。此时，若将弹性体356的弹性系数设为k，则PH-PL＝k·ΔL。

在该状态下，若将截止阀SV5、SV6再次关闭，则维持在弹性体356储存有与接收器230以及储液器250的压力差对应的力的状态。即，保持压力差。此外，也可以在蓄压部354设置用于在蓄压的状态下将活塞355固定的挡块(未图示)。

然后，若在通过使制冷剂液从储液器250移动到接收器230、从而接收器230的压力PH与储液器250的压力PL变为了相同程度(PH≒PL)后，将截止阀SV5、SV6打开，则储存于弹性体356的力被释放。于是，活塞355移动，压缩接收器230内的制冷剂，从而接收器230内的压力增加。由此，能够将制冷剂移送前的压力差复原。

图3的压力调整部350示出了将压力差机械地存储于弹性体356·从弹性体356复原的例子。在图4中，对存储·复原压力差的其他的例子进行说明。

参照图4，在该例中，压力调整部350A取代蓄压部354而包含泵354A。泵354A被来自ECU300的控制信号PRS控制，将储液器250内的气相制冷剂向接收器230运送，来提高接收器230内的压力。

在使制冷剂液从储液器250向接收器230移动的情况下，首先，将图2中的截止阀SV1～SV4关闭，通过压力传感器280、285检测该状态下的接收器230以及储液器250的压力PH、PL。ECU300根据检测到的压力运算压力差并将其作为基准压力差而存储。

其后，在使泵354A停止了的状态下，将截止阀SV5、SV6以及切换阀270打开。由此，接收器230的气相制冷剂通过制冷剂通路351、352而向储液器250移动，并且储液器250内的制冷剂液通过制冷剂通路275而向接收器230移动。

在从储液器250向接收器230的制冷剂移送完成时，将切换阀270关闭。其后，通过驱动泵354A对接收器230内的制冷剂进行加压，以使得接收器230与储液器250之间的压力差接近在制冷剂移送前存储的压力差。

在制冷剂的压力差达到预定的值时，使泵354A停止，并且将截止阀SV5、SV6关闭。由此，接收器230与储液器250的压力差复原为制冷剂移送前的基准压力差。

另外，在图3那样的机械地存储·复原压力差的构成中，不需要追加的驱动力。然而，为了将压力差复原，需要将气缸内的容量设置得充分大。因此，因接收器的容量，可能使得蓄压部的尺寸变大，压力调整部整体的尺寸变大。

另一方面，在图4那样的构成中，压力调整部的尺寸能够设置得比较小，但是为了将压力差复原需要泵的驱动力。但是，因为在将截止阀SV1～SV4关闭了的状态下运行，所以能够使用比压缩机210小型的装置，能够使驱动力比使用压缩机210的情况下降。

对于压力调整部的构成，只要是能够将压力差存储·复原的构成即可，并不限定于上述的图3、图4的例子。作为压力调整部采用哪种构成可以考虑接收器以及储液器的容量和/或装置整体的尺寸等而适当选择。

图5是用于说明在实施方式1中由ECU300执行的制冷剂移送控制的流程图。对于图5所示的流程图中的各步骤，通过从主例程调用预先存储于ECU300的程序、以预定周期或者对预定的条件成立进行响应而执行，从而实现。或者，对于一部分的步骤，也能够构筑专用的硬件(电子电路)来实现处理。此外，在图5的流程图中，对使用图3所示的压力调整部350的情况的例子进行说明。

参照图2以及图5，ECU300在步骤(以下，将步骤省略为S。)100中，判定由液面传感器286检测到的液面高度HGT是否比预定的阈值Hth高。

在液面高度HGT为阈值Hth以下的情况下(在S100中否)，不需要使储液器250的制冷剂液向接收器230移动，所以ECU300跳过以后的处理而将处理结束。

在液面高度HGT比阈值Hth高的情况下(在S100中是)，处理进入到S110，ECU300判断为需要使储液器250的制冷剂液向接收器230移动。然后，处理进入到S110，判定用于将制冷剂液从储液器250向接收器230移动的开始条件是否成立。

作为S110中的具体的条件，例如，能够采用图6～图9的例所示那样的条件。

在图6的例子中，步骤S110包含步骤S111。在S111中，ECU300判定车辆100是否停止。在车辆100停止的情况下，电动发电机130处于停止状态，所以在电路中流动的电流较少。因此，蓄电装置110和/或PCU120等设备的温度上升较小，所以即使为了制冷剂液的移动而将由冷却装置200进行的冷却动作暂时停止，也不会给设备的温度上升带来影响。

在车辆100没有停止的情况下(在S111中否)，处理返回到S111，ECU300等待车辆100变为停止状态。另一方面，在车辆100停止了的情况下(在S111中是)，处理进入到下面的S120。

在图7的例子中，步骤S110包含步骤S112。在S112中，ECU300判定蒸发器以及冷却部241、242的温度是否都比预定的基准温度Tth低。在蒸发器240以及冷却部241、242的温度充分低的情况下，由冷却装置200进行冷却的必要性较低，所以即使为了制冷剂液的移动而将由冷却装置200进行的冷却动作暂时停止也不易给设备的温度上升带来影响。

在蒸发器240以及冷却部241、242的温度为基准温度Tth以上的情况下(在S112中否)，处理返回到S112，ECU300等待蒸发器240以及冷却部241、242的温度低于基准温度Tth。另一方面，在蒸发器240以及冷却部241、242的温度比基准温度Tth低的情况下(在S112中是)，处理进入到下面的S120。

在图8的例子中，步骤S110包含步骤S113、S114。在S113中，ECU300控制在膨胀阀260以及制冷剂通路295设置的减压阀(未图示)，以使蒸发器240以及冷却部241、242的温度下降的方式进行调整。而且，在蒸发器240以及冷却部241、242的温度为基准温度Tth以上的情况下(在S114中否)，处理返回到S113，继续调整直到蒸发器240以及冷却部241、242的温度变得比基准温度Tth低。若蒸发器以及冷却部241、242的温度比基准温度Tth低(在S114中是)，则使处理进入到下面的S120。

在图8中，通过主动地使蒸发器240以及冷却部241、242的温度降低，能够将由冷却装置200进行的冷却动作的暂时的停止提早。

在图9的例子中，步骤S110包含步骤S115、S116。在S115中，ECU300使用大气温度和/或被由车辆的行驶而带来的风冷却的冷凝器220的温度等，基于预先通过实验等得到的映射等，预测蒸发器240以及冷却部241、242的温度上升率。然后，在S116中，判定使用该温度上升率而预测到的蒸发器240以及冷却部241、242的预测温度是否比基准温度Tth低。

在蒸发器240以及冷却部241、242的预测温度为基准温度Tth以上的情况下(在S116中否)，处理返回到S115，ECU300等待蒸发器240以及冷却部241、242的预测温度低于基准温度Tth。另一方面，在蒸发器240以及冷却部241、242的预测温度比基准温度Tth低的情况下(在S116中是)，处理进入到下面的S120。

此外，在图8以及图9所示的开始条件的情况下，不一定必须将车辆设为停止状态，在将设备的温度上升抑制得较低的情况下，即使在车辆行驶中也能够开始制冷剂液的移动。

再次参照图5，当在S110中用于使制冷剂液移动的开始条件成立时，处理进入到S120，ECU300使压缩机210停止。

然后，ECU300在S130中，将截止阀SV1～SV4关闭，将制冷剂相对于接收器230以及储液器250的流入/流出切断。

然后，ECU300在S140中，将截止阀SV5、SV6打开，将接收器230与蓄压部354之间以及储液器250与蓄压部354之间设为连通状态。由此，如图3所说明那样，将制冷剂液移动前的接收器230与储液器250之间的压力差储存于蓄压部354(S150)。

在由蓄压部354进行的压力差的蓄压完成时，在S160中，ECU300通过将截止阀SV5、SV6关闭来保持压力差。

然后，ECU300在S170中，将切换阀270打开，使制冷剂液从储液器250向接收器230移动。

另外，当向蓄压部354保持压力差后、接收器230一侧的压力仍比储液器250一侧的压力高的情况下，有可能即使就那样将切换阀270打开，制冷剂液也不从储液器250向接收器230流动。在这样的情况下，例如，也可以设置在图2中由虚线表示的旁通路径(制冷剂通路353以及截止阀SV7)，并将截止阀SV7打开。由此，能够使接收器230的气相制冷剂向储液器250移动，能够使制冷剂液从储液器250向接收器230流动。

在S180中，ECU300判定制冷剂液从储液器250向接收器230的移动是否完成。该判定例如可以通过是否经过了预先设定的时间来判定，或者，也可以通过由液面传感器286检测到的液面高度HGT是否下降到预定的高度以下而判定。

在制冷剂液的移动没有完成的情况下(在S180中否)，处理进入到S180，ECU300等待制冷剂液的移动完成。

另一方面，在制冷剂液的移动完成了的情况下(在S180中是)，处理进入到S190，ECU300将切换阀270关闭。此时，在设有上述的旁通电路的情况下，ECU300将截止阀SV7也关闭。

其后，ECU300在S200中，将截止阀SV5、SV6打开。由此，蓄压部354的活塞355(图3)复位到当初的位置，对接收器230内的制冷剂加压。由此，接收器230与储液器250之间的压力差接近制冷剂液移动前的压力差(S210)。

然后，ECU300在S220中将截止阀SV5、SV6关闭，并且在S230中将截止阀SV1～SV4打开。其后，ECU300根据需要的时间来运行压缩机210而再次开始冷却动作。

通过按照以上那样的处理进行控制，在利用具有接收器与储液器的蒸气压缩式制冷循环的冷却装置中，能够不驱动压缩机地使储液器的制冷剂液向接收器移动。而且，能够在制冷剂液的从储液器向接收器的移动后、使用压力调整部来使接收器与储液器之间的压力差接近冷却液移动前的压力差。由此，在再次开始冷却动作的情况下，不需要由压缩机进行的压力差的恢复，所以能够进一步降低压缩机的负载。进而，通过在向接收器以及储液器连结的制冷剂通路中设置截止阀，在由压力调整部进行的压力差的复原中，能够降低含有制冷剂的路径的总容积，所以能够将压力调整部小型化。

(实施方式2)

在实施方式1中，对通过制冷剂通路使接收器与储液器连通的构成进行了说明。

在实施方式2中，对以储液器位于接收器的上方的方式将储液器与接收器设为一体构造的构成进行说明。

图10是表示根据实施方式2的冷却装置200A的构成的图。在冷却装置200A中，接收器230与储液器250以储液器250位于接收器230的上方的方式被设为一体构造。而且，在将接收器230与储液器250分离的分隔壁设有切换阀400。此外，在图10中，不重复进行与图2重复的要素的说明。

切换阀400是根据储液器250的压力(气相制冷剂压力+液相制冷剂压力)与接收器230的气相制冷剂压力的压力差而开闭的止回阀。以下使用图11以及图12对切换阀400的构造的一例进行说明。

图11是表示切换阀400关闭的状态的图，图12是表示切换阀400打开的状态的图。

参照图10以及图11，切换阀400包含流出口410、关闭盖420、弹簧430。

流出口410被设置于将接收器230与储液器250分离的分隔壁405。在关闭盖420为打开状态的情况下，接收器230与储液器250成为连通状态。弹簧430向关闭盖420施加将关闭盖420向流出口410按附的方向的力。

在压缩机210运行的情况下，接收器230内的气相制冷剂的压力PH变得比储液器250的气相制冷剂的压力PL大。在接收器230内的气相制冷剂的压力PH与弹簧430的作用力α的和比储液器250的气相制冷剂的压力PL与由液相制冷剂的自重产生的压力PW的和大的情况下(PH+α>PL+PW)，关闭盖420被向流出口410按附，接收器230与储液器250被设为非连通。由此，储液器250的制冷剂液被储存于储液器250内。

当压缩机210停止时，压力PH与压力PL的压力差与随着时间的经过而缓慢变小。然后，如图12所示，在接收器230内的气相制冷剂的压力PH与弹簧430的作用力α的和变得比储液器250的气相制冷剂的压力PL与由液相制冷剂的自重产生的压力PW的和小时(PH+α<PL+PW)，关闭盖420被打开。由此，接收器230与储液器250连通，储液器250内的制冷剂液通过箭头AR1的路径而向接收器230移动。

其后，在制冷剂液移动而接收器230一侧的压力变大时(PH+α>PL+PW)，关闭盖420被关闭。

这样，通过将接收器与储液器设为一体构造、在它们之间的分隔壁设置允许从储液器向接收器的方向的流动的止回阀，能够将接收器与储液器小型化。进而，通过设为这样的构成，即使不利用ECU进行的主动的控制，也能够根据接收器与储液器的压力差而使储液器内的制冷剂液向接收器移动。

然后，通过在制冷剂液从接收器向储液器的移动后、通过压力调整部调节为制冷剂液移动前的压力差，在冷却动作的再次开始时不需要由压缩机进行的加压动作，能够提高冷却效率。

此外，止回阀的构造只要是能够通过预定的压力差仅进行单方向的连通的构成即可，并不限定于图11、图12所示的构造。作为止回阀的其他的构造，例如也可以设为将橡胶板那样的具有弹性的平板设置于接收器侧的分隔壁的构成。

另外，在图11以及图12的说明中，以弹簧430的作用力α为将关闭盖420向流出口410按压的方向的情况为例进行了说明，但是弹簧430的作用力α的方向可以根据***的构成而变更。例如，在压缩机210停止后、尽可能早地将接收器230与储液器250设为连通状态的情况下，也可以将弹簧430的作用力设定为使关闭盖420打开的方向。

此外，也可以将实施方式1中的切换阀设为止回阀，相反也可以将实施方式2中的切换阀设为能够被ECU控制的控制阀。

应该认为，本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是通过上述的说明而是通过权利要求书示出的，包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。

附图标记说明

100：车辆，110：蓄电装置，120：PCU，121：转换器，125：变换器，130：电动发电机，140：驱动轮，200、200A：冷却装置，210：压缩机，220：冷凝器，230：接收器，240：蒸发器，241、242：冷却部，250：储液器，260：膨胀阀，270、400：切换阀，275、290～297、351～353：制冷剂通路，280、285：压力传感器，286：液面传感器，300：ECU，350、350A：压力调整部，354：蓄压部，354A：泵，355：活塞，356：弹性体，405：分隔壁，410：流出口，420：关闭盖，430：弹簧，PL1、PL2、NL1：电力线，SV1～SV7：截止阀。

Claims (16)

1.一种冷却装置，所述冷却装置使用制冷剂来进行冷却，其中，具备：

压缩机(210)，其对所述制冷剂进行压缩；

第一热交换器(220)，其在被压缩了的所述制冷剂与大气之间进行热交换；

第一气液分离部(230)，其对由所述第一热交换器进行了热交换的所述制冷剂进行气液分离；

减压器(260)，其对来自所述第一气液分离部的所述制冷剂进行减压；

第二热交换器(240)，其在被减压了的所述制冷剂与空调用空气之间进行热交换；

第二气液分离部(250)，其对由所述第二热交换器进行了热交换的所述制冷剂进行气液分离，向所述压缩机供给所述制冷剂；

切换阀(270、400)，其通过将所述第一气液分离部与所述第二气液分离部之间切换成连通状态，来进行从所述第二气液分离部向所述第一气液分离部的液相成分的制冷剂移送；

压力调整部(350、350A)，其连结于所述第一气液分离部以及所述第二气液分离部，用于调整所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差；以及

控制装置(300)，

所述控制装置，将开始所述制冷剂移送前的所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差作为基准压力差而保持于所述压力调整部，

所述控制装置，在所述制冷剂移送结束后，以所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差接近所保持的所述基准压力差的方式控制所述压力调整部。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述冷却装置还具备：

第一阀(SV1)，其用于切断所述制冷剂从所述第一热交换器向所述第一气液分离部的流入；

第二阀(SV2)，其用于切断所述制冷剂从所述第一气液分离部向所述减压器的流出；

第三阀(SV3)，其用于切断所述制冷剂从所述第二热交换器向所述第二气液分离部的流入；以及

第四阀(SV4)，其用于切断所述制冷剂从所述第二气液分离部向所述压缩机的流出，

所述控制装置，在开始所述制冷剂移送前，将所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀关闭，

所述控制装置，在所述制冷剂移送结束后，将所述第一阀、第二阀、第三阀以及第四阀打开。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，

所述压力调整部包含：

蓄压部(354)；

第五阀(SV5)，其对所述第一气液分离部与所述蓄压部之间的连通和非连通进行切换；以及

第六阀(SV6)，其对所述第二气液分离部与所述蓄压部之间的连通和非连通进行切换，

所述控制装置，在开始所述制冷剂移送前，将所述第五阀以及所述第六阀打开，将由此产生的所述蓄压部内的压力差，通过将所述第五阀以及所述第六阀关闭而作为所述基准压力差保持于所述蓄压部，

所述控制装置，在所述制冷剂移送结束后，将所述第五阀以及所述第六阀打开来使所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差接近所述基准压力差。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其中，

所述蓄压部具有弹性体(356)，

所述蓄压部通过所述弹性体的弹性力来保持所述基准压力差。

5.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，

所述控制装置在所述压缩机停止了的情况下开始所述制冷剂移送。

6.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，

所述控制装置在所述第二热交换器的温度为基准温度以下的情况下开始所述制冷剂移送。

7.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，

所述控制装置在将所述第二热交换器的温度调整成基准温度以下后开始所述制冷剂移送。

8.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，

所述控制装置，基于所述冷却装置的运行状态来预测所述第二热交换器的温度上升，在所预测的温度为基准温度以下的情况下开始所述制冷剂移送。

9.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述切换阀在所述压力差比阈值小的情况下打开。

10.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述冷却装置还具备冷却部(241、242)，所述冷却部与所述第二热交换器并联连接，使用所述制冷剂来冷却发热源(110、120)。

11.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述第二气液分离部被配置在比所述第一气液分离部相对高的位置。

12.根据权利要求11所述的冷却装置，其中，

所述第一气液分离部以及所述第二气液分离部，以所述第二气液分离部位于所述第一气液分离部的上方的方式一体地形成，

所述切换阀被设置在所述第一气液分离部与所述第二气液分离部之间的分隔壁(405)。

13.根据权利要求11或12所述的冷却装置，其中，

所述切换阀是在所述第二气液分离部一侧的压力变得比所述第一气液分离部一侧的压力高规定值以上时打开的止回阀。

14.一种车辆，所述车辆能够使用来自蓄电装置(110)的电力而行驶，其中，具备：

旋转电机(130)；

驱动装置(120)，其用于对来自所述蓄电装置(110)的电力进行变换来驱动所述旋转电机(130)；

权利要求1所述的冷却装置；以及

冷却部(241、242)，其用于使用所述冷却装置来冷却所述蓄电装置(110)以及所述驱动装置(120)中的至少1个。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，

所述车辆使用所述冷却装置来对车厢内进行空气调节。

16.一种冷却装置的控制方法，所述冷却装置使用制冷剂来进行冷却，其中，

所述冷却装置(200)包含：

压缩机(210)，其对所述制冷剂进行压缩；

第一热交换器(220)，其在被压缩了的所述制冷剂与大气之间进行热交换；

第一气液分离部(230)，其对由所述第一热交换器进行了热交换的所述制冷剂进行气液分离；

减压器(260)，其对来自所述第一气液分离部的所述制冷剂进行减压；

第二热交换器(240)，其在被减压了的所述制冷剂与空调用空气之间进行热交换；

第二气液分离部(250)，其对由所述第二热交换器进行了热交换的所述制冷剂进行气液分离，向所述压缩机供给所述制冷剂；

切换阀(270)，其通过将所述第一气液分离部与所述第二气液分离部之间切换成连通状态，来进行从所述第二气液分离部向所述第一气液分离部的液相成分的制冷剂移送；以及

压力调整部(350、350A)，其连结于所述第一气液分离部以及所述第二气液分离部，用于调整所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差，

所述控制方法具备：

将开始所述制冷剂移送前的所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差作为基准压力差而保持的步骤；

进行所述制冷剂移送的步骤；以及

在所述制冷剂移送结束后，以所述第一气液分离部与所述第二气液分离部的压力差接近所保持的所述基准压力差的方式控制所述压力调整部的步骤。