CN109941114A - 电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车辆,其在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时,能够使具备热泵循环的车辆用空调装置的消耗电力增大。电动车辆(Ve)具备电动机(17)、蓄电装置(16)、控制装置(15)及制冷剂回路(13)。制冷剂回路具有压缩机(21)、室外热交换器(24)、第一室内热交换器(61)、第一膨胀阀(22)、第二膨胀阀(27)和第二室内热交换器(53)。控制装置在蓄电装置的剩余容量为规定值以上时,以规定温度为界来切换所述第二膨胀阀的减压量相对于第一膨胀阀的减压量之比。
Description
技术领域
本发明涉及电动车辆。
背景技术
在电动车辆中,在制动时将电动机作为发电机发挥功能。即,驱动轮的旋转向电动机的输出轴传递,通过输出轴的旋转而由电动机将电力再生。再生出的交流电流由逆变器转换为直流电流,转换后的直流电流从逆变器向蓄电装置供给而对蓄电装置充电。
在电动车辆中,存在为了保护蓄电装置以免过充电而以在蓄电装置的剩余容量超过规定值时限制电动机中的再生量的方式构成的结构。但是,若由电动机进行再生的再生量被限制,则再生制动力弱于通常情况,给乘客带来制动感觉的变化所引起的不适感。另一方面,若优先抑制制动感觉的变化而解除制动中的再生量的限制,则招致过充电所引起的蓄电池的劣化。
作为其对策,公开了下述方案:在再生制动力的产生时,当蓄电装置的剩余容量超过规定值时,使搭载于电动车辆的电负载(以下,称为车辆用空调装置)的消耗电力增大。
另外,公开了下述方法:在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时,使对车室内制冷的制冷装置和对车室内供暖的供暖装置并行动作(例如,参照日本国特开2015-162947号公报)。
在日本国特开2015-162947号公报的车辆用空调装置中,制冷的回路与供暖的回路完全分离。
另一方面,在电动车辆中,存在通过在车辆用空调装置中具备热泵循环而能够利用车辆用空调装置实施车室内的制冷和供暖的结构。但是,对于该电动车辆,并未公开在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时使车辆用空调装置的消耗电力增大的动作。
发明内容
本发明的方案提供一种电动车辆,其在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时,能够使具备热泵循环的车辆用空调装置的消耗电力增大。
本发明的一方案为电动车辆,其具备:电动机;与所述电动机电连接的蓄电装置;以及控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置,其中,所述电动车辆具备制冷剂回路,所述制冷剂回路具有:将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机;使所述制冷剂与外部气体进行热交换的室外热交换器;配置在所述压缩机与所述室外热交换器之间,使所述制冷剂与内部气体进行热交换的第一室内热交换器;配置在所述第一室内热交换器与所述室外热交换器之间,能够将所述制冷剂减压的第一膨胀阀;配置在所述室外热交换器与所述压缩机之间,能够将所述制冷剂减压的第二膨胀阀;以及配置在所述第二膨胀阀与所述压缩机之间,使所述制冷剂与内部气体进行热交换的第二室内热交换器,其中,所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时,以规定温度为界来切换所述第二膨胀阀的减压量相对于所述第一膨胀阀的减压量之比。
在此,将如下情况作为废电控制来进行说明,该情况为在将由电动机再生的电力向蓄电装置充电时,为了保护蓄电装置以免过充电而使电动车辆的消耗电力增大的情况。
根据该电动车辆,在压缩机的运转中蓄电装置的剩余容量为规定值以上时,通过废电控制以规定温度为界来切换所述第二膨胀阀的减压量相对于所述第一膨胀阀的减压量之比。因此,例如能够以规定温度为界来切换增多由第二膨胀阀减压的制冷剂的减压量的第一运转和增多由第一膨胀阀减压的制冷剂的减压量的第二运转。
即,在第一运转及第二运转中的一方的运转中,能够以规定温度为界而向另一方的运转切换。因此,能够使第一运转及第二运转中的一方的运转的效率降低。由此,在第一运转及第二运转中的一方的运转中,为了得到与废电控制前同等的效率,能够使具备制冷剂回路的空调装置的消耗电力增加。
在空调装置的消耗电力大于由电动机发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置的过充电。另外,在空调装置的消耗电力小于由电动机发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置的剩余容量的增加速度降低。
在上述电动车辆中,也可以是,所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,所述控制装置在所述电动车辆的用户要求的车室内温度为所述第一规定温度以上且小于所述第二规定温度时,同时进行所述第一室内热交换器的加热和基于所述第二膨胀阀的减压。
因此,在第一规定温度与第二规定温度之间,通过废电控制能够同时实施基于第一室内热交换器的加热的供暖运转和利用第二膨胀阀将制冷剂减压的第一运转(即,制冷运转)。由此,能够使供暖运转及制冷运转中的一方的运转的效率(即,供暖效率或制冷效率)降低。其结果是,在供暖运转及制冷运转中的一方的运转中,为了得到与废电控制前同等的效率,能够使空调装置的消耗电力增加。
在上述电动车辆中,也可以是,所述控制装置在所述剩余容量为规定值以上时,与所述剩余容量小于规定值时相比使所述制冷剂回路的动作效率降低。
这样,通过使制冷剂回路的动作效率降低的废电控制,能够使第一运转及第二运转中的一方的运转的效率降低。由此,在第一运转及第二运转中的一方的运转中,为了得到与废电控制前同等的效率,能够使空调装置的消耗电力增加。
在上述电动车辆中,也可以是,所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,所述控制装置在所述电动车辆的用户要求的车室内温度小于所述第一规定温度时进行基于所述第一膨胀阀的减压,所述控制装置在所述电动车辆的所述用户要求的所述车室内温度为所述第二规定温度以上时进行基于所述第二膨胀阀的减压。
因此,在用户要求的车室内温度小于第一规定温度时,能够实施基于第一膨胀阀的减压的第二运转(即,供暖运转)来优先用户的要求。另外,在用户要求的车室内温度为第二规定温度以上,能够实施基于第二膨胀阀的减压的第一运转(即,制冷运转)来优先用户的要求。由此,能够使车室内温度与用户的要求对应,从而能够确保(维持)电动车辆的商品性。
在上述电动车辆中,也可以是,所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,所述控制装置在所述电动车辆的外部气体温度小于所述第一规定温度时进行基于所述第一膨胀阀的减压,所述控制装置在所述电动车辆的所述外部气体温度为所述第二规定温度以上时进行基于所述第二膨胀阀的减压。
因此,在外部气体温度小于第一规定温度时,实施基于第一膨胀阀的减压的第二运转(即,供暖运转),从而能够与外部气体温度对应而适当保持室内温度。
另外,在外部气体温度为第二规定温度以上时,实施基于第二膨胀阀的减压的第一运转(即,制冷运转),从而能够与外部气体温度对应而适当保持室内温度。由此,能够与外部气体温度对应而适当保持室内温度,能够确保(维持)电动车辆的商品性。
在上述电动车辆中,也可以是,所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,所述控制装置在所述电动车辆的车室内温度小于所述第一规定温度时进行基于所述第一膨胀阀的减压,所述控制装置在所述电动车辆的所述车室内温度为所述第二规定温度以上时进行基于所述第二膨胀阀的减压。
因此,在车室内温度小于第一规定温度时,实施基于第一膨胀阀的减压的第二运转(即,供暖运转),从而能够适当保持车室内温度。另外,在车室内温度为第二规定温度以上时,实施基于第二膨胀阀的减压的第一运转(即,制冷运转),从而能够适当保持车室内温度。由此,能够适当保持车室内温度,从而能够确保(维持)电动车辆的商品性。
在上述电动车辆中,也可以是,所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,所述剩余容量为规定值以上时的所述第一规定温度与所述第二规定温度的温度差比所述剩余容量小于规定值时的所述第一规定温度与所述第二规定温度的温度差大。
因此,在剩余容量为规定值以上时,能够增大第一规定温度与第二规定温度的温度差来扩宽并用第一运转和第二运转的范围。由此,难以向仅第一运转或仅第二运转转变而将空调效率抑制得较低,能够使空调装置的消耗电力增加。
另一方面,在剩余容量小于规定值时,能够减小第一规定温度与第二规定温度的温度差来缩窄并用制冷运转和供暖运转的范围。由此,容易向仅第一运转或仅第二运转而提高空调效率,能够使空调装置的消耗电力减少。
这样,能够与剩余容量为规定值以上时和剩余容量小于规定值时对应而自如地控制空调装置中的消耗电力。
在上述电动车辆中,也可以是,所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,在所述剩余容量为所述规定值以上时,基于所述剩余容量的增加而增大所述第一规定温度与所述第二规定温度的温度差。
因此,能够基于剩余容量的增加而增大第一规定温度与第二规定温度的温度差,从而扩宽并用第一运转和第二运转的范围。由此,能够与剩余容量的增加对应而将空调效率有效地抑制得较低,能够使空调装置的消耗电力增加。
根据本发明的方式,在由电动机进行的再生中蓄电装置的剩余容量超过规定值时,能够使具备热泵循环的车辆用空调装置的消耗电力增大。
附图说明
图1是具备本发明的一实施方式的车辆用空调装置的电动车辆的构成图。
图2是说明本发明的一实施方式的车辆用空调装置的供暖运转模式的构成图。
图3是说明本发明的一实施方式的车辆用空调装置的制冷运转模式的构成图。
图4是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第一废电控制的构成图。
图5是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第一废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图6是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第一废电控制的消耗电力的线图。
图7是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第二废电控制的构成图。
图8是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第二废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图9是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第二废电控制的消耗电力的线图。
图10是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第三废电控制的构成图。
图11是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第三废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图12是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第三废电控制的消耗电力的线图。
图13是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第四废电控制的构成图。
图14是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第四废电控制的制冷剂压力-焓线图的线图。
图15是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第四废电控制的消耗电力的线图。
图16是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第五废电控制的构成图。
图17是表示本发明的一实施方式的电动车辆的第五废电控制的制冷剂压力一焓线图的线图。
图18是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第五废电控制的消耗电力的线图。
图19是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第六废电控制的流程图。
图20是说明本发明的一实施方式的车辆用空调装置的除湿供暖运转模式的构成图。
图21是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第七废电控制的构成图。
图22是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第八废电控制的构成图。
图23是算出本发明的一实施方式的电动车辆的栅格百叶窗动作所引起的再生电力减少量的曲线图。
图24是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第九废电控制的构成图。
图25是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第十废电控制的构成图。
图26是说明本发明的一实施方式的电动车辆的第十一废电控制的构成图。
图27是表示消耗电力相对于本发明的一实施方式的电动车辆的压缩机的吸入/喷出压力差和空气侧负载(空调负载)的关系的线图。
图28是表示将本发明的一实施方式的电动车辆的车辆用空调装置在规定温度下对第一运转和第二运转进行切换的控制状态的示意图。
具体实施方式
基于附图,说明本发明的一实施方式。
在实施方式中,作为电动车辆而例示了电动机动车(Battery Electric Vehicle(BEV)),但不限于此。例如也可以为混合动力机动车(Hybrid Vehicle(HV))、燃料电池机动车(Fuel Cell Vehicle(FCV))等其他车辆。
图1是具备车辆用空调装置10的电动车辆Ve的构成图。
如图1所示,车辆用空调装置10搭载于作为车辆驱动源而不具备发动机(内燃机)的电动机动车等电动车辆Ve。电动车辆Ve是具备车辆用空调装置10、控制装置15(ECU:Electronic Control Unit)、蓄电装置(蓄电池)16、电动机(行驶用马达)17的电动机动车。
电动机17经由逆变器(未图示)与蓄电装置16电连接。在电动机17的驱动时,从蓄电装置16输出的直流电流由逆变器转换为交流电流而向电动机17供给。通过向电动机17供给交流电流,从而电动机17产生驱动力。通过电动机17产生驱动力,从而驱动驱动轮向前进方向或后退方向旋转。
另一方面,在电动车辆Ve的制动时,电动机17作为发电机发挥功能。即,驱动轮的旋转向电动机17的输出轴传递,通过输出轴的旋转而由电动机17将电力再生。此时,电动机17成为阻力,阻力作为再生制动力而作用于电动车辆Ve。由电动机17再生的交流电流由逆变器转换为直流电流。转换后的直流电流从逆变器向蓄电装置16供给而蓄积于蓄电装置16。
另外,在电动车辆Ve上搭载有车辆用空调装置10。车辆用空调装置10主要具备空调单元11和能够使制冷剂循环的热泵循环12。
空调单元11具备供空调空气流通的管道51、收容的鼓风机52、第二室内热交换器(蒸发器)53、第一导风机构(空气混合门)54及第一室内热交换器61。鼓风机52、第二室内热交换器53、第一导风机构54及第一室内热交换器61收容于管道51内。
管道51具有空气引入口56a、56b及空气吹出口57a、57b。
上述鼓风机52、第二室内热交换器53、第一导风机构54及第一室内热交换器61依次从管道51中的空调空气的流通方向的上游侧(空气引入口56a、56b侧)朝向下游侧(空气吹出口57a、57b侧)配置。
空气引入口56a构成引入内部气体的内部气体引入口。空气引入口56b构成引入外部气体的外部气体引入口。空气引入口56a由内部气体门72开闭。空气引入口56b由外部气体门73开闭。例如通过控制装置15进行的控制来调整内部气体门72和外部气体门73的开度,由此调整流入管道51内的内部气体和外部气体的流量比例。
空气吹出口57a构成VENT吹出口。空气吹出口57b构成DEF吹出口。空气吹出口57a形成为能够通过VENT门63开闭。空气吹出口57b形成为能够通过DEF门64开闭。对于各空气吹出口57a、57b,例如通过控制装置15进行的控制切换VENT门63和DEF门64的开闭,由此调整从各空气吹出口57a、57b吹出的空气的比例。
鼓风机52例如根据通过控制装置15进行的控制而施加于马达的驱动电压来由马达驱动。鼓风机52将从空气引入口56a、56b引入到管道51内的空调空气(内部气体及外部气体中的至少一方)朝向下游侧、即第二室内热交换器53及第一室内热交换器61送出。
第二室内热交换器53进行流入到内部的低压的制冷剂与车室内气氛(管道51内)的热交换,例如通过制冷剂蒸发时的吸热来将在第二室内热交换器53中通过的空调空气冷却。
第一室内热交换器61具备室内冷凝器55和发热部58。室内冷凝器55能够与流入到内部的压缩成高温且高压的制冷剂进行热交换。
室内冷凝器55例如通过放热来将在室内冷凝器55中通过的空调空气加热。
发热部58配备于室内冷凝器55的下游侧附近,与蓄电装置16连接。发热部58通过来自蓄电装置16的供电而被电加热。作为发热部58,例如可举出PTC加热器(PositiveTemperature Coefficient加热器)。发热部58不限于PTC加热器,也可以采用其他发热部。
需要说明的是,在图2~图26中,为了容易理解结构,省略发热部58而进行说明。
第一导风机构54例如通过控制装置15进行的控制而被进行转动操作。第一导风机构54在开放管道51内的从第二室内热交换器53的下游朝向室内冷凝器55的通风路径的加热位置与开放绕过室内冷凝器55的通风路径的冷却位置之间转动。由此,调整在第二室内热交换器53中通过后的空调空气中导入室内冷凝器55的风量与绕过室内冷凝器55而向车室内排出的风量的风量比例。
热泵循环12例如具备上述第二室内热交换器53及上述室内冷凝器55、将制冷剂压缩的压缩机(Compressor)21、第一膨胀阀(供暖用减压阀)22、制冷用电磁阀23、室外热交换器24、三通阀25、气液分离器26、第二膨胀阀(制冷用减压阀)27。热泵循环12的各构成构件经由制冷剂流路31连接。制冷剂流路31是能够供制冷剂循环的流路。
由热泵循环12、第二室内热交换器53及室内冷凝器55构成制冷剂回路13。即,制冷剂回路13配备于电动车辆Ve。
压缩机21连接于气液分离器26与室内冷凝器55之间,将气液分离器26侧的制冷剂吸引并向室内冷凝器55侧喷出。压缩机21例如根据通过控制装置15进行的控制而施加于马达的驱动电压来由马达驱动。压缩机21从气液分离器26吸入气相的制冷剂(制冷剂气体),并且将该制冷剂压缩后作为高温且高压的制冷剂向上述室内冷凝器55喷出。
在制冷剂流路31的室内冷凝器55的下游侧并联配置有第一膨胀阀22和制冷用电磁阀23。
第一膨胀阀22例如是能够调整开口部的口径的节流阀。第一膨胀阀22将在室内冷凝器55中通过后的制冷剂减压而使其膨胀后,作为低温且低压的气液2相(富含液相)的喷雾状的制冷剂而向室外热交换器24喷出。
制冷用电磁阀23设置在迂回流路32上,该迂回流路32将在制冷剂流路31上设置于第一膨胀阀22的两侧的第一分支部32a和第二分支部32b之间连接,且绕过第一膨胀阀22。制冷用电磁阀23例如通过控制装置15进行的控制而开闭。需要说明的是,制冷用电磁阀23在供暖运转的执行时为闭状态,在制冷运转的执行时为开状态。
由此,例如在供暖运转的执行时,从室内冷凝器55排出的制冷剂在第一膨胀阀22中大幅减压,以低温且低压的状态流入室外热交换器24。另一方面,在制冷运转的执行时,从室内冷凝器55排出的制冷剂在制冷用电磁阀23中通过而以高温的状态流入室外热交换器24。
室外热交换器24配置在车室外,在流入到内部的制冷剂与车室外气氛之间进行热交换。另外,在室外热交换器24的下游侧设有检测从室外热交换器24的出口流出的制冷剂的温度(制冷剂出口温度Tout)的出口温度传感器24T。表示由出口温度传感器24T检测出的制冷剂温度的信号向控制装置15输入。从出口温度传感器24T输入到控制装置15的信号在控制装置15中用于各种空调控制的执行判定。
室外热交换器24在供暖运转的执行时能够通过流入内部的低温且低压的制冷剂从车室外气氛吸热,且通过从车室外气氛的吸热而使制冷剂升温。另一方面,室外热交换器24在制冷运转的执行时能够通过流入内部的高温的制冷剂向车室外气氛放热,且通过向车室外气氛的放热及第二导风机构28的送风来冷却制冷剂。
作为第二导风机构28,例如可举出控制室外热交换器24的通过风量的冷凝器风扇,但作为其他例子,例如也可以使用栅格百叶窗等。在第二导风机构28为冷凝器风扇的情况下,例如根据通过控制装置15进行的控制而施加于冷凝器风扇的马达的驱动电压来驱动冷凝器风扇。
三通阀25将从室外热交换器24流出的制冷剂向气液分离器26或第二膨胀阀(制冷用减压阀)27切换并喷出。具体而言,三通阀25与室外热交换器24、配置于气液分离器26侧的合流部33、第二膨胀阀27连接,例如通过控制装置15进行的控制来切换制冷剂的流通方向。
三通阀25在供暖运转的执行时将从室外热交换器24流出的制冷剂朝向气液分离器26侧的合流部33喷出。另一方面,在制冷运转的执行时,三通阀25将从室外热交换器24流出的制冷剂朝向第二膨胀阀27喷出。
气液分离器26连接在制冷剂流路31中的合流部33与压缩机21之间,将从合流部33流出的制冷剂的气液进行分离,并使气相的制冷剂(制冷剂气体)吸入到(返回)压缩机21中。
第二膨胀阀27是所谓的节流阀,连接在三通阀25与第二室内热交换器53的流入口之间。第二膨胀阀27例如根据由控制装置15控制的阀开度而将从三通阀25流出的制冷剂减压并使其膨胀后,作为低温且低压的气液2相(富含气相)的喷雾状的制冷剂而向第二室内热交换器53喷出。
第二室内热交换器53连接在第二膨胀阀27与合流部33(气液分离器26)之间。
控制装置15进行在空调单元11及热泵循环12中使用了制冷剂的空调控制。控制装置15基于经由配设在车室内的未图示的开关等而由操作者输入的指令信号来控制车辆用空调装置10。控制装置15能够控制电动机17和蓄电装置16,还能够进行将车辆用空调装置10的运转模式切换为供暖运转模式、制冷运转模式等的控制。
作为蓄电装置16的充电率的SOC(State Of Charge)、基于SOC而运算出的可充电电力的信息向控制装置15输入。可充电电力是能够向蓄电装置16充电的电力。为了防止向蓄电装置16的过充电,可充电电力例如能够根据SOC越增加数值越减小且在SOC的上限值处成为0那样的表来求出。
另外,控制装置15基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上。而且,向蓄电装置16输入的再生电力的信息向控制装置15输入。
另外,控制装置15具备能够控制电动机17、车辆用空调装置10、压缩机21及第二导风机构(风扇)28等的功能。例如,控制装置15在供暖运转模式的再生时,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,能够在控制压缩机21运转的同时选择第一膨胀阀22、第二导风机构28、第一导风机构54来进行控制。
控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,能够进行以规定温度为界而对制冷运转(第一运转)和供暖运转(第二运转)进行切换的控制。另外,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,能够以使规定温度所含的第一规定温度与第二规定温度之差比蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第一规定温度与第二规定温度之差大的方式进行控制。
接着,基于图2、图3来说明车辆用空调装置10的供暖运转模式、制冷运转模式的动作。首先,基于图2来说明车辆用空调装置10的供暖运转模式。
(供暖运转模式)
如图2所示,在通过车辆用空调装置10进行供暖运转的情况下,第一导风机构54处于开放朝向室内冷凝器55的通风路径的加热位置。另外,制冷用电磁阀23为闭状态,三通阀25为将室外热交换器24和合流部33连接的状态。需要说明的是,空调单元11在图2的例子中,使DEF门64为开状态,且使VENT门63为闭状态,但它们的开闭可通过驾驶员的操作任意变更。
这种情况下,在热泵循环12中,从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过在室内冷凝器55中的放热而将空调单元11的管道51内的空调空气加热。
在室内冷凝器55中通过后的制冷剂在第一膨胀阀22的作用下膨胀(减压)而成为富含液相的喷雾状,之后,在室外热交换器24中进行热交换(从车室外气氛吸热)而成为富含气相的喷雾状。在室外热交换器24中通过后的制冷剂通过三通阀25和合流部33而流入气液分离器26。然后,流入到气液分离器26的制冷剂被分离为气相和液相,气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
这样,在制冷剂在热泵循环12的制冷剂流路31内流动的状况下,驱动空调单元11的鼓风机52。因此,空调空气在空调单元11的管道51内流动,该空调空气在第二室内热交换器53中通过之后通过室内冷凝器55。
然后,空调空气在通过室内冷凝器55时与室内冷凝器55之间进行热交换,并通过空气吹出口57b而作为供暖向车室内供给。
需要说明的是,在供暖运转中,也可以除了室内冷凝器55以外还使发热部58(参照图1)过热。另外,在供暖运转中,还可以代替室内冷凝器55仅使发热部58(参照图1)过热。
接着,基于图3说明车辆用空调装置10的制冷运转模式。
(制冷运转模式)
如图3所示,在通过车辆用空调装置10进行制冷运转的情况下,第一导风机构54处于使在第二室内热交换器53中通过后的空调空气绕过室内冷凝器55那样的冷却位置。而且,制冷用电磁阀23为开状态(第一膨胀阀22为闭状态),三通阀25为将室外热交换器24和第二膨胀阀27连接的状态。需要说明的是,空调单元11在图3的例子中,使DEF门64为闭状态,且使VENT门63为开状态,但它们的开闭可通过驾驶员的操作任意变更。
这种情况下,在热泵循环12中,从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过室内冷凝器55和制冷用电磁阀23而在室外热交换器24中向车室外气氛放热后,流入第二膨胀阀27。此时,制冷剂在第二膨胀阀27的作用下膨胀而成为富含液相的喷雾状,接着通过在第二室内热交换器53中的吸热而将空调单元11的管道51内的空调空气冷却。
在第二室内热交换器53中通过后的富含气相的制冷剂通过合流部33而流入气液分离器26,在气液分离器26中气液分离之后,气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
这样,若在制冷剂在制冷剂流路31内流动的状况下驱动空调单元11的鼓风机52,则空调空气在空调单元11的管道51内流动,该空调空气在在通过第二室内热交换器53时与第二室内热交换器53之间进行热交换。然后,空调空气在绕过室内冷凝器55之后,通过VENT吹出口(即,空气吹出口)57a而作为制冷向车室内供给。
接着,基于图4~图19说明在车辆用空调装置10的供暖运转模式下向蓄电装置16蓄积再生电力时,以使蓄电装置16的剩余容量不超过规定值的方式通过车辆用空调装置10实施废电控制的例子。作为供暖运转模式下的车辆用空调装置10的废电控制,可举出第一~第六废电控制。以下,依次说明第一~第六废电控制。
首先,作为第一废电控制,基于图4~图6说明通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第二导风机构28来使车辆用空调装置10的消耗电力增加的例子。
(第一废电控制)
图5表示制冷剂压力-焓线图,纵轴表示制冷剂压力,横轴表示焓。在图5中,供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。在制冷剂压力-焓线图G1中,点A1→点B1表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B1→点C1表示室内冷凝器55中的制冷剂的状态变化。点C1→点D1表示第一膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D1→点A1表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
另外,废电控制后的制冷剂压力-焓线图G2由虚线表示。在制冷剂压力一焓线图G2中,点A2→点B1表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B1→点C1表示室内冷凝器55中的制冷剂的状态变化。点C1→点D2表示第一膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D2→点A2表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图6表示车辆用空调装置10的供暖运转范围与等电力线的关系,纵轴表示制冷剂流量,横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图6中,车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示,等电力线由线图G4表示。另外,W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W2表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图4所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以使第二导风机构28的通过风量与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第二导风机构28的通过风量相比降低的方式控制第二导风机构28。
即,在第二导风机构28为冷凝器风扇的情况下,通过使风扇的转速减速或使风扇停止,来使第二导风机构28的通过风量降低。另外,在第二导风机构28为栅格百叶窗的情况下,通过减小栅格百叶窗的间隙或关闭栅格百叶窗,来使第二导风机构28的通过风量降低。
通过使第二导风机构28的通过风量降低,从而室外热交换器24的通过风量降低。因此,流入到室外热交换器24的制冷剂进行的吸热降低。因此,富含液相的制冷剂从室外热交换器24经过气液分离器26,从而气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
因此,如图4、图5所示,与废电控制前相比压缩机21的吸入制冷剂压力降低,为了得到与废电控制前相同的供暖能力,使吸入制冷剂密度变低,制冷剂流量降低。即,通过使室外热交换器的通过风量降低,从而能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的供暖能力,需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而如图4、图6所示,能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W2来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第一废电控制中,在压缩机21的消耗电力W2大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力W2小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着,作为第二废电控制,基于图7~图9说明通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一导风机构54来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第二废电控制)
图8表示制冷剂压力一焓线图,纵轴表示制冷剂压力,横轴表示焓。在图8中,供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5为同一线图。
另外,废电控制后的制冷剂压力-焓线图G5由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G5中,点A1→点B2表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B2→点C2表示室内冷凝器55中的制冷剂的状态变化。点C2→点D1表示第一膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D1→点A1表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图9的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即,在图9中,车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示,等电力线由线图G4表示。另外,纵轴表示制冷剂流量,横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图9中,W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W3表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图7所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,控制第一导风机构54,使第一导风机构54的通过风量与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第一导风机构54的通过风量相比降低。通过使第一导风机构54的通过风量降低,从而室内冷凝器55的通过风量降低。即,作为供暖而向车室内供给的风量降低。因此,与废电控制前相比,能够使供暖运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的供暖能力,如图7、图8所示,需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而如图7、图9所示,能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W3来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第二废电控制中,在压缩机21的消耗电力W3大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力W3小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着,作为第三废电控制,基于图10~图12说明通过除了控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一导风机构54之外还控制第一膨胀阀22来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第三废电控制)
第三废电控制是通过在第二废电控制中加入第一膨胀阀22的控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的控制。
图11表示制冷剂压力-焓线图,纵轴表示制冷剂压力,横轴表示焓。在图11中,供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力一焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力一焓线图G1与第一废电控制的图5相同。
另外,废电控制后的制冷剂压力-焓线图G6由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G6中,点A1→点B3表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B3→点C3表示室内冷凝器55中的制冷剂的状态变化。点C3→点D1表示第一膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D1→点A1表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图12的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即,在图12中,车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示,等电力线由线图G4表示。
另外,纵轴表示制冷剂流量,横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图12中,W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W4表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图10所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,与第二废电控制同样地控制第一导风机构54来使第一导风机构54的通过风量降低。此外,控制装置15以使第一膨胀阀22的开度与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第一膨胀阀22的开度相比减小的方式进行控制。
通过使第一膨胀阀22的开度减小,与废电控制前相比,压缩机21的喷出制冷剂压力上升。因此,能够压缩机21的压缩效率恶化而制冷剂流量降低,从而使供暖运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的供暖能力,如图10、图11所示,需要使压缩机21的转速与第二废电控制相比增速来增加从压缩机21喷出的制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而如图10、图12所示,能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W4来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第三废电控制中,在压缩机21的消耗电力W4大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力W4小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
另外,作为第四废电控制,基于图13~图15说明通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一膨胀阀22来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第四废电控制)
图14表示制冷剂压力-焓线图,纵轴表示制冷剂压力,横轴表示焓。在图14中,供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5相同。
另外,废电控制后的制冷剂压力-焓线图G7由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G7中,点A3→点B1表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B1→点C1表示室内冷凝器55中的制冷剂的状态变化。点C1→点D3表示第一膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D3→点A3表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图15的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即,在图15中,车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示,等电力线由线图G4表示。
另外,纵轴表示制冷剂流量,横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图15中,W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W5表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图13所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以使第一膨胀阀22的开度与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第一膨胀阀22的开度相比增加的方式控制第一膨胀阀22。通过使第一膨胀阀22的开度增加,从而第一膨胀阀22的制冷剂通过面积增加。因此,如图13、图14所示,与废电控制前相比,压缩机21的喷出制冷剂压力减小。由此,与废电控制前相比,能够使车辆用空调装置10的供暖运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的供暖能力,需要使向室内冷凝器55供给的制冷剂的压力上升。即,需要使压缩机21的转速增速来增加从压缩机21喷出的制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而如图13、图15所示,能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W5来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第四废电控制中,在压缩机21的消耗电力W5大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力W5小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着,作为第五废电控制,基于图16~图18说明通过从第四废电控制的状态将第一膨胀阀22的开度控制成全开来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第五废电控制)
图17表示制冷剂压力-焓线图,纵轴表示制冷剂压力,横轴表示焓。在图17中,供暖运转模式下的废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1由实线表示。废电控制前的制冷剂压力-焓线图G1与第一废电控制的图5相同。
另外,废电控制后的制冷剂压力-焓线图G8由虚线表示。在制冷剂压力-焓线图G8中,点A4→点B4表示压缩机21中的制冷剂的状态变化。点B4→点C4表示室内冷凝器55中的制冷剂的状态变化。点C4→点D4表示第一膨胀阀22中的制冷剂的状态变化。点D4→点A4表示室外热交换器24中的制冷剂的状态变化。
图18的线图G3、G4与第一废电控制的图6为同一线图。即,在图18中,车辆用空调装置10的供暖运转范围由线图G3表示,等电力线由线图G4表示。
另外,纵轴表示制冷剂流量,横轴表示压缩机的喷出/吸入压力差。在图18中,W1表示废电控制前的车辆用空调装置10的消耗电力。W6表示废电控制后的车辆用空调装置10的消耗电力。
如图16所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,从第四废电控制的状态将第一膨胀阀22的开度控制成全开。通过使第一膨胀阀22的开度全开,从而第一膨胀阀22的制冷剂通过面积增加到最大。与废电控制前相比,车辆用空调装置10的供暖运转模式如图17的线图G8所示转变为热气运转而无法再进行基于室外热交换器24的吸热。即,压缩机21(参照图16)的作功量相对于供暖能力为等效。
因此,如图16、图17所示,为了与废电控制前同样地确保车辆用空调装置10的供暖,需要使压缩机21的转速与第四废电控制的状态相比增加。通过使压缩机21的转速增加,由此从压缩机21喷出的制冷剂的喷出压力上升,并且制冷剂的流量增加,从而确保与废电控制前同样的供暖。
另一方面,通过使压缩机21的转速与第四废电控制的状态相比增加,从而如图16、图18所示,能够使压缩机21的消耗电力从W1增加到W6来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第五废电控制中,在压缩机21的消耗电力W6大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力W6小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着,作为第六废电控制,基于图19的流程图说明通过从车辆用空调装置10的第一~第五废电控制中消耗电力小的废电控制开始依次实施控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第六废电控制)
第一~第五废电控制的消耗电力(即,废电量)W2~W6例如设为第一废电量W2<第二废电量W3<第三废电量W4<第四废电量W5<第五废电量W6。需要说明的是,第一~第五废电量W2~W6因电动车辆Ve的各种因素等而不同。
如图19所示,例如,电动车辆Ve在供暖运转模式下,在长下坡上行驶中,在电动车辆Ve的制动时,驱动轮的旋转向电动机17的输出轴传递,通过输出轴的旋转而由电动机17将电力再生。由电动机17再生出的交流电流由逆变器转换为直流电流。转换后的直流电流从逆变器向蓄电装置16供给而蓄积于蓄电装置16。
在该状态下,在步骤S1中,控制装置15基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即,是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下,结束废电控制。另一方面,在判定为需要废电的情况下,进入步骤S2。在步骤S2中,判定车辆用空调装置10是否为供暖运转模式。
在判定为车辆用空调装置10不是供暖运转模式的情况下,结束废电控制。另一方面,在判定为车辆用空调装置10是供暖运转模式的情况下,进入步骤S3。在步骤S3中,实施第一废电控制。即,通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第二导风机构28,来使车辆用空调装置10的消耗电力从W1增加到W2。
在该状态下,在步骤S4中,基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即,是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下,结束废电控制。另一方面,在判定为需要废电的情况下,进入步骤S5。在步骤S5中,实施第二废电控制。即,通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一导风机构54,来使车辆用空调装置10的消耗电力从W2增加到W3。
在该状态下,在步骤S6中,基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即,是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下,结束废电控制。另一方面,在判定为需要废电的情况下,进入步骤S7。在步骤S7中,实施第三废电控制。即,通过除了控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一导风机构54之外还控制第一膨胀阀22,来使车辆用空调装置10的消耗电力从W3增加到W4。
在该状态下,在步骤S8中,基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即,是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下,结束废电控制。另一方面,在判定为需要废电的情况下,进入步骤S9。在步骤S9中,实施第四废电控制。即,通过控制车辆用空调装置10的压缩机21及第一膨胀阀22,来使车辆用空调装置10的消耗电力从W4增加到W5。
在该状态下,在步骤S10中,基于可充电电力来判定蓄电装置16的剩余容量是否为规定值以上(即,是否需要废电)。在判定为不需要废电的情况下,结束废电控制。另一方面,在判定为需要废电的情况下,进入步骤S11。在步骤S11中,实施第五废电控制。即,通过从第四废电控制的状态将第一膨胀阀22的开度控制成全开,来使车辆用空调装置10的消耗电力从W5增加到W6。这样,通过将第一废电控制~第五废电控制从消耗电力少的废电控制朝向多的废电控制依次选择来实施,由此能够防止再生电力的过度废电。
如在图19的步骤S1~步骤S11中说明的那样,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,根据由电动机(行驶用马达)17再生的再生电力量的大小来控制车辆用空调装置10。具体而言,在控制压缩机21运转的同时选择第一膨胀阀22、第二导风机构28、第一导风机构54来进行控制。因此,能够使与再生电力量对应的供暖运转的效率降低。
这样,通过使废电电力量不同的第一~第五废电控制从废电电力量少的废电控制开始依次进行,从而能够在防止过度废电的同时还满足废电要求。换言之,能够防止由电动机17再生的电力的过度废电,防止再生结束时的SOC的降低,且同时防止成为蓄电装置16的完全充电引起的不可再生(再生转矩不足)的状况。
在此,基于图20来说明车辆用空调装置10的除湿供暖运转模式。
(除湿供暖运转模式)
如图20所示,在通过车辆用空调装置10进行供暖运转的情况下,第一导风机构54处于使在第二室内热交换器53中通过后的空调空气通过加热路径的加热位置,除湿用电磁阀34为开状态。另外,制冷用电磁阀23为闭状态。
这种情况下,在热泵循环12中,从压缩机21喷出的高温且高压的制冷剂通过在室内冷凝器55中的放热来将管道51内的空调空气加热。在室内冷凝器55中通过后的制冷剂中,一方的制冷剂朝向室外热交换器24流通,另一方的制冷剂流入除湿流路35内。
具体而言,一方的制冷剂与前述供暖运转同样,在第一膨胀阀22的作用下膨胀后,在室外热交换器24中从室外气氛吸热。
另外,另一方的制冷剂经过除湿流路35而被导向第二膨胀阀27,在第二膨胀阀27的作用下膨胀后,在第二室内热交换器53中吸热。
一方的制冷剂及另一方的制冷剂在合流部33中合流后,流入气液分离器26内,仅气相的制冷剂被吸入到压缩机21中。
另外,在管道51内流通后的空调空气在通过第二室内热交换器53时被冷却。此时,通过第二室内热交换器53的空调空气通过被冷却到露点以下而被除湿。之后,除湿后的空调空气在加热路径中通过之后,通过空气吹出口57b而作为除湿供暖向车室内供给。
接着,基于图21~图27及表1、表2,说明在车辆用空调装置10的制冷运转模式、除湿供暖运转模式等中向蓄电装置16蓄积再生电力时,以使蓄电装置16的剩余容量不超过规定值的方式实施废电控制的例子。
首先,作为制冷运转模式下的车辆用空调装置10的废电控制,可举出第七~第十一废电控制。以下,依次说明第七~第十一废电控制。
作为第七废电控制,基于图21说明通过以将车辆用空调装置10的制冷用电磁阀23关闭且将第一膨胀阀22节流的方式进行控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第七废电控制)
如图21所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以如下方式进行控制:在压缩机21运转的同时关闭制冷用电磁阀23,并且使第一膨胀阀22的流路阻力与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时相比增加。
在第七废电控制中,在压缩机21的运转中蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,通过将第一膨胀阀22节流来使流路阻力增加。因此,与废电控制前相比,从压缩机21到室外热交换器24的流路阻力增加而压力损失(摩擦损失)增大,能够减少制冷剂流路31内的制冷剂循环量。即,能够使车辆用空调装置10的制冷运转或除湿制冷运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的制冷能力,需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而能够增加压缩机21的消耗电力来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第七废电控制中,在压缩机21的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
压缩机21的控制例如以使第二室内热交换器53的温度成为目标值的方式,使用设置于第二室内热交换器53的温度传感器等的信息来进行控制。
第一膨胀阀22的节流控制可以在压缩机21的喷出压力的制约上限以内,根据需要的废电量来节流。喷出压力传感器37的目标值根据需要的废电量来设定。
压缩机21因压缩作功的增加、室外热交换器24的出口焓增加引起的制冷剂的必要流量增加、体积效率的降低引起的转速的进一步上升等而作功量(消耗电力)增加。此时,室内冷凝器55的温度上升,因此例如为了使从空气吹出口57a吹出的喷气温度(放热热量)成为目标值而减小第一导风机构54的开度。增大的电力作功主要作为热能从室外热交换器24放出。需要说明的是,除湿制冷时的第一导风机构54的开度比制冷运转时大,成为全闭与全开的中间开度(未图示)。
接着,作为第八废电控制,基于图22说明通过打开车辆用空调装置10的制冷用电磁阀23并控制第二导风机构28来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第八废电控制)
如图22所示,所述控制装置在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以在压缩机21运转的同时打开制冷用电磁阀23的方式进行控制。而且,以使对室外热交换器24的通过风量进行控制的第二导风机构28的通过风量与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时的第二导风机构28的通过风量相比降低的方式进行控制。
即,在第二导风机构28为冷凝器风扇的情况下,通过使风扇的转速减速或使风扇停止来使第二导风机构28的通过风量降低。
这种情况下,例如第二导风机构28可以在压缩机21的喷出压力的制约上限以内,根据需要的废电量来减速。喷出压力传感器37的目标值根据需要的废电量来设定。
另外,在第二导风机构28为栅格百叶窗的情况下,通过减小栅格百叶窗的间隙或将栅格百叶窗关闭来使第二导风机构28的通过风量降低。
在此,在关闭栅格百叶窗的情况下,向行驶车辆的空气阻力减小,因此即使废电量增加,也可能使车辆增速而在制动感觉上产生不适感。
因此,为了得到与栅格百叶窗的动作前同样的车辆的减速感触,根据下述条件来判定栅格百叶窗动作。即,
在(喷出压力传感器37的喷出压力)<(压缩机21的上限喷出压力)时,当(通过第八废电控制得到的可废电电力)>(通过栅格百叶窗动作引起的再生电力减少量)的关系成立时,通过栅格百叶窗动作引起的再生电力减少量X根据图23的曲线的特性来算出。
在图23的曲线中,纵轴表示空气阻力的再生电力相当量(W)。“空气阻力的再生电力相当量(W)”是指,通过再生赋予与空气阻力同等量的阻力时的再生电力。横轴表示车速(km/h)。曲线G1~G3表示栅格百叶窗的开度的大小。
通过使第二导风机构28的通过风量降低,从而能够减少室外热交换器24的通过风量而使室外热交换器24的放热量减少。
在此,在制冷用电磁阀23中通过后的制冷剂以高温且高压的状态流入室外热交换器24。因此,通过室外热交换器24的放热量减少,从而制冷剂的高温且高压的状态上升。因此,能够使车辆用空调装置10的制冷运转或除湿制冷运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的制冷能力,需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而能够增加压缩机21的消耗电力来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第八废电控制中,在压缩机21的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
压缩机21的控制例如以使第二室内热交换器53的温度成为目标值的方式,使用设置于第二室内热交换器53的温度传感器等的信息来进行控制。
压缩机21因压缩作功的增加、室外热交换器24的出口焓增加引起的制冷剂的必要流量增加、体积效率的降低引起的转速的进一步上升等而作功量(消耗电力)增加。此时,室内冷凝器55的温度上升,因此例如为了使从空气吹出口57a吹出的喷气温度(放热热量)成为目标值,减小第一导风机构54的开度。增大的电力作功主要作为热能从室外热交换器24放出。需要说明的是,除湿制冷时的第一导风机构54的开度比制冷运转时大,成为全闭与全开的中间开度(未图示)。
接着,作为第九废电控制,基于图24说明通过以打开车辆用空调装置10的制冷用电磁阀23并使第二膨胀阀27的开度减小的方式进行控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第九废电控制)
如图24所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以在压缩机21运转的同时将第二膨胀阀27节流的方式进行控制。通过将第二膨胀阀27节流,与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时相比,使第二膨胀阀27的开度减小。
在第九废电控制中,在压缩机21的运转中蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,使第二膨胀阀27的开度减小。因此,与废电控制前相比,能够减少从压缩机21到室外热交换器24的制冷剂流路31内的制冷剂循环量。即,能够使车辆用空调装置10的制冷运转或除湿制冷运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的制冷能力,需要使压缩机21的转速增速来增加制冷剂流量。通过使压缩机21的转速增速,从而能够增加压缩机21的消耗电力来确保车辆用空调装置10的废电量。
由此,在第九废电控制中,在压缩机21的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
压缩机21的控制例如以使第二室内热交换器53的温度成为目标值的方式,使用设置于第二室内热交换器53的温度传感器等的信息来进行控制。
第二膨胀阀27的开度控制可以在压缩机21的喷出压力的制约上限以内,根据需要的废电量来减小。喷出压力传感器37的目标值根据需要的废电量来设定。
压缩机21因压缩作功的增加、室外热交换器24的出口焓增加引起的制冷剂的必要流量增加、体积效率的降低引起的转速的进一步上升等而作功量(消耗电力)增加。此时,室内冷凝器55的温度上升,因此例如为了使从空气吹出口57a吹出的喷气温度(放热热量)成为目标值,减小第一导风机构54的开度。增大的电力作功主要作为热能从室外热交换器24放出。需要说明的是,除湿制冷时的第一导风机构54的开度比制冷运转时大,成为全闭与全开的中间开度(未图示)。
另外,作为第十废电控制,基于图25说明通过以将车辆用空调装置10的切换机构59切换为导入车室外的空气的方式进行控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第十废电控制)
如图25所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以将切换机构59切换为导入车室外的空气的方式进行控制。
例如,切换为通过切换机构59的内部气体门72将内部气体引入口56a关闭的状态,并切换为通过外部气体门73将外部气体引入口56b打开的状态。因此,能够将车室外的温度高的空气(即,外部气体)75从外部气体引入口56b导入管道51内。通过将温度高的外部气体75导入管道51内,从而能够使车辆用空调装置10的运转的效率降低。
在该状态下,为了得到废电控制前的制冷能力,能够使车辆用空调装置10的制冷作功增加来使消耗电力增加。
由此,在第十废电控制中,在压缩机21的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
需要说明的是,第十废电控制不是仅限于制冷运转,也可以是除湿制冷运转。在除湿制冷的情况下,第一导风机构54的开度比制冷运转时大,成为全闭与全开的中间开度(未图示)。
接着,作为第十一废电控制,基于图26说明通过以使车辆用空调装置10的第二室内热交换器53的目标温度降低并使室内冷凝器55的目标温度升高的方式进行控制来使车辆用空调装置10的消耗电力增大的例子。
(第十一废电控制)
如图26所示,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以在压缩机21运转的同时使第二室内热交换器53的目标温度与所述蓄电装置的剩余容量小于规定值时的第二室内热交换器53的目标温度相比降低的方式进行控制。同时,控制装置15以使室内冷凝器55的目标温度与所述蓄电装置的剩余容量小于规定值时的室内冷凝器55的目标温度相比上升的方式进行控制。
这样,通过使第二室内热交换器53的目标温度降低,从而能够使车辆用空调装置10的冷却作功增加。另外,通过使室内冷凝器55的目标温度上升,能够使车辆用空调装置10的加热作功增加。由此,能够使车辆用空调装置10的运转效率降低来使消耗电力增加。
另外,通过在第二室内热交换器53中降低空气的温度,并在室内冷凝器55中对温度降低后的空气进行再加热,从而能够得到废电控制前的制冷能力。
在得到了废电控制前的制冷能力的状态下,能够使车辆用空调装置10的消耗电力增加。由此,在第十一废电控制中,在压缩机21的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
需要说明的是,第十一废电控制不是仅限于制冷运转,也可以是除湿制冷运转。在除湿制冷的情况下,第一导风机构54的开度比制冷运转时大,成为全闭与全开的中间开度(未图示)。
在此,例如在室内冷凝器55的加热量过多时,使第一导风机构54向关闭方向移动而能够得到废电控制前的制冷能力。
另一方面,在第二室内热交换器53的冷却量过多时,使第一导风机构54向打开方向移动而能够得到废电控制前的制冷能力。
另外,通过调整第二室内热交换器53的温度下降幅度,从而能够调整消耗电力的增加量。
需要说明的是,在进行图20所记载的除湿供暖运转或图2所记载的供暖运转时,在作为目标的喷气温度为规定值以下的情况下,能够切换为第七~第十一废电控制下的除湿制冷运转。喷气温度的规定值按照外部气体温度、鼓风机电压来设定,由此精度提高,能够在更宽的目标喷气温度范围内进行切换。
接着,说明除湿供暖运转模式下的车辆用空调装置10的废电控制。在图20所示的除湿供暖运转模式下实施废电控制时,切换为制冷运转模式,实施在制冷运转模式中说明的图21~图26所示的第七~第十一废电控制。
这样,通过在制冷运转模式、除湿运转(除湿制冷、除湿供暖)模式等中实施废电控制,由此使由车辆用空调装置10进行的制冷循环的效率恶化,从而使车辆用空调装置10的消耗电力增加。由此,在压缩机21的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在压缩机21的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
接着,基于图27、表1、表2说明根据防止对于蓄电装置16的过充电所需的消耗电力的增加量(废电量)来组合实施第七~第十一废电控制的例子。
图27表示消耗电力相对于压缩机21的吸入/喷出压力差和空气侧负载(空调负载)的关系。在图27中,纵轴表示空气侧负载(W),横轴表示压缩机21的吸入/喷出压力差ΔP(kPa)。另外,制冷运转范围由线图G1表示,消耗电力由等电力线G2表示。
在等电力线G2中,等电力线G2a表示目标消耗电力(即,目标废电量),等电力线G2b表示最大消耗电力(即,最大废电量)。
通过掌握图27的线图的特性,从而能够根据防止对于蓄电装置16的过充电所需的电力增加量(废电量)来适当组合第七~第十一废电控制。在组合第七~第十一废电控制时,优选还考虑第七~第十一废电控制下的废电量的控制性能。
在此,若图27的线图所示的消耗电力按照第二室内热交换器53的蒸发温度、压缩机21的喷出压、压缩机21的吸入压来设定,则组合第七~第十一废电控制时的精度进一步提高。
在第七~第十一废电控制中存在多个组合的情况下,优选基于第一~第五条件等制约条件决定废电控制的优先顺序而进行选择。
第一条件是优先增加消耗电力时的响应性的废电控制。
第二条件是优先对耐久性的影响的废电控制。
第三条件是优先对噪音/振动(NV)的影响的废电控制。
第四条件是优先AC温度变化的废电控制。
第五条件是优先AC不适感的废电控制。
“AC温度变化”是指喷气温度的变化、变化连续的变动。“AC不适感”是指温度变化以外的、来源于车辆用空调装置10的气味、吹出口间的喷气温度的差异、风量的变化变动等。
第一~第五条件的优先判断、顺序例如如下设定。
即,第一~第五条件的优先顺序由相应时期满足哪个优先条件来决定。特别是在应当优先的条件不成立、或者多个满足应当优先的条件的情况下,根据表1中预先设定的“A~E”的优先顺序来判断。
“优先的条件”如表1所示。
【表1】
即,在抑制对于蓄电装置16的过充电时,在想要使消耗电力的增加迅速应对的情况下,考虑表1的“优先的条件”来选择第一条件的废电控制。另外,在防止对于蓄电装置16的过充电时,在想要抑制对车辆用空调装置10的耐久性的影响的情况下,考虑表1的“优先的条件”来选择第二条件的废电控制。而且,在防止对于蓄电装置16的过充电时,在想要抑制噪音/振动(以下,称为NV)对车辆用空调装置10(即,电动车辆Ve)的影响的情况下,考虑表1的“优先的条件”来选择第三条件的废电控制。
另外,在防止对于蓄电装置16的过充电时,在想要抑制温度变化对由车辆用空调装置10进行的制冷、除湿的影响的情况下,考虑表1的“优先的条件”来选择第四条件的废电控制。而且,在防止对于蓄电装置16的过充电时,在想要抑制不适感对由车辆用空调装置10进行的制冷、除湿的影响的情况下,考虑表1的“优先的条件”来选择第五条件的废电控制。
在此,第七~第十一废电控制的选择也包括各个废电控制的组合,并根据相对于图27的线图所示的压缩机21的吸入/喷出压力差和空气侧负载(空调负载)的消耗电力特性,以与需要的废电量相称的方式进行选择。
例如,通过在第七~第十一废电控制中实施第七~第九的废电控制,从而能够使废电控制后的消耗电力W2从废电控制前的消耗电力W1增加到目标废电量。另外,通过实施第十、第十一废电控制,从而能够使废电控制后的消耗电力W3从废电控制前的消耗电力W1增加到目标废电量。
而且,通过实施第七~第十一废电控制,从而能够使废电控制后的消耗电力W4从废电控制前的消耗电力W1增加到最大废电量。
另外,通过实施从第七~第十一废电控制中选择出的废电控制并实施从第十、第十一废电控制中选择出的废电控制,从而能够使废电控制后的消耗电力W5从废电控制前的消耗电力W1增加到目标废电量。
接着,基于表2说明以满足第一条件~第五条件的各条件的方式从第七~第十一废电控制中选择优选的废电控制的例子。作为选择废电控制的性能等级,在表2中示出“Aa”~“Ae”、“Ba”~“Be”、“Ca”~“Ce”、“Da”~“De”、“Ea”~“Ee”。
表2所示的“Aa”~“Ae”、“Ba”~“Be”、“Ca”~“Ce”、“Da”~“De”、“Ea”~“Ee”的优劣顺序根据车辆的各种因素而发生次序的变化。例如,在实施第一条件的情况下,从第一条件中消耗电力少的一方开始依次作为废电控制来实施。
作为一例,在消耗电力量为Aa<Ab<Ac<Ad<Ae的情况下,从消耗电力量少的“Aa”开始依次实施废电控制。
在此,根据车辆等的状况可实施的废电控制不同。例如,即使在第一条件下实施废电控制时的消耗电力量满足Aa<Ab<Ac<Ad<Ae,也考虑有“Ac”和“Ae”的废电控制无法实施的情况。在该情况下,从“Aa”、“Ab”、“Ad”中依次选择并实施消耗电力量少的废电控制。
以下,基于表2说明以满足第一条件~第五条件的各条件的方式从第七~第十一废电控制中选择优选的废电控制的优先顺序。
【表2】
首先,基于表2说明考虑第一条件而实施废电控制的例子。
例如,在第一条件的性能等级的消耗电力量满足Aa<Ab<Ac<Ad<Ae且能够实施“Aa”~“Ae”的废电控制的情况下,在想要在响应性上确保最优的消耗电力时,选择“Aa”编号的第七废电控制。在想要仅次于第七废电控制而确保优异的消耗电力的情况下,选择“Ab”编号的第八废电控制。在想要仅次于第八废电控制而确保优异的消耗电力的情况下,选择“Ac”编号的第九废电控制。在想要仅次于第九废电控制而确保优异的消耗电力的情况下,选择“Ad”编号的第十废电控制。在想要仅次于第十废电控制而确保优异的消耗电力的情况下,选择“Ae”编号的第十一废电控制。
接着,说明考虑第二条件而实施废电控制的例子。例如,在第二条件的性能等级的消耗电力量满足Ba<Bb<Bc<Bd<Be且能够实施“Ba”~“Be”的废电控制的情况下,在想要最大程度减小对耐久性的影响时,选择“Ba”编号的第七废电控制。在想要仅次于第七废电控制而减小对耐久性的影响的情况下,选择“Bb”编号的第八废电控制。在想要仅次于第八废电控制而减小对耐久性的影响的情况下,选择“Bc”编号的第九废电控制。在想要仅次于第九废电控制而减小对耐久性的影响的情况下,选择“Bd”编号的第十废电控制。在想要仅次于第十废电控制而减小对耐久性的影响的情况下,选择“Be”编号的第十一废电控制。
接着,说明考虑第三条件而实施废电控制的例子。例如,在第三条件的性能等级的消耗电力量满足Ca<Cb<Cc<Cd<Ce且能够实施“Ca”~“Ce”的废电控制的情况下,在想要最大程度减小对NV的影响时,选择“Ca”编号的第七废电控制。在想要仅次于第七废电控制而减小对NV的影响的情况下,选择“Cb”编号的第八废电控制。在想要仅次于第八废电控制而减小对NV的影响的情况下,选择“Cc”编号的第九废电控制。在想要仅次于第九废电控制而减小对NV的影响的情况下,选择“Cd”编号的第十废电控制。在想要仅次于第十废电控制而减小对NV的影响的情况下,选择“Ce”编号的第十一废电控制。
接着,说明考虑第四条件而实施废电控制的例子。例如,在第四条件的性能等级的消耗电力量满足Da<Db<Dc<Dd<De且能够实施“Da”~“De”的废电控制的情况下,在想要最大程度减小温度变化时,选择“Da”编号的第七废电控制。在想要仅次于第七废电控制而减小温度变化的情况下,选择“Db”编号的第八废电控制。在想要仅次于第八废电控制而减小温度变化的情况下,选择“Dc”编号的第九废电控制。在想要仅次于第九废电控制而减小温度变化的情况下,选择“Dd”编号的第十废电控制。在想要仅次于第十废电控制而减小温度变化的情况下,选择“De”编号的第十一废电控制。
接着,说明考虑第五条件而实施废电控制的例子。例如,在第五条件的性能等级的消耗电力量满足Ea<Eb<Ec<Ed<Ee且能够实施“Ea”~“Ee”的废电控制的情况下,在想要最大程度减少不适感时,选择“Ea”编号的第七废电控制。在想要仅次于第七废电控制而减少不适感的情况下,选择“Eb”编号的第八废电控制。在想要仅次于第八废电控制而减少不适感的情况下,选择“Ec”编号的第九废电控制。在想要仅次于第九废电控制而减少不适感的情况下,选择“Ed”编号的第十废电控制。在想要仅次于第十废电控制而减少不适感的情况下,选择“Ee”编号的第十一废电控制。
这样,通过考虑表2所示的第一条件~第五条件来选择第七~第十一废电控制,从而能够进行满足各条件的废电控制。
接着,基于图1、图28,说明在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,通过以车辆用空调装置10的规定温度为界来切换第一运转和第二运转,从而控制车辆用空调装置10的废电的例子。
图28是表示将车辆用空调装置10在规定温度T3下对第一运转和第二运转进行切换的控制状态的示意图。在图28中,纵轴表示车辆用空调装置10的消耗电力、空调能力,横轴表示车辆用空调装置10的温度。
曲线G1表示由车辆用空调装置10供暖的供暖能力。曲线G2表示废电控制前的由车辆用空调装置10进行的供暖运转的供暖消耗电力。在图28中,将供暖能力除以供暖消耗电力而得到的供暖COP(性能系数:Coefficient of Performance)例如设为供暖COP=2来进行说明。
曲线G3表示由车辆用空调装置10制冷的制冷能力。曲线G4表示废电控制前的由车辆用空调装置10进行的制冷运转的制冷消耗电力。在图28中,将制冷能力除以制冷消耗电力而得到的制冷COP例如设为制冷COP=2来进行说明。
在此,规定温度T3包括第一规定温度T1和第二规定温度T2。第二规定温度T2是比第一规定温度T1高的温度。换言之,在规定温度T3中包含有第一规定温度T1和第二规定温度T2。第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差为S1。
第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1由控制装置15控制成,蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时比蓄电装置16的剩余容量小于规定值时大。
通过第一规定温度T1和第二规定温度T2来确保温度差S1。在第一规定温度T1与第二规定温度T2之间,车辆用空调装置10的供暖能力由曲线G5表示,车辆用空调装置10的供暖消耗电力由曲线G6表示。另外,制冷能力由曲线G7表示,制冷消耗电力由曲线G8表示。
在第一规定温度T1与第二规定温度T2的范围内,车辆用空调装置10的供暖电力及制冷电力的合计消耗电力由曲线G9表示。
区域E1表示通过图4~图19所示的供暖运转的第一废电控制~第六废电控制使供暖效率降低而得到的车辆用空调装置10的废电电力量。区域E2表示通过图21~图26所示的制冷运转的第七废电控制~第十一废电控制使制冷效率降低而得到的废电电力量。
另外,曲线G10表示第一室内热交换器61的发热部58的供暖消耗电力。曲线G11表示发热部58的供暖消耗电力及制冷消耗电力的合计消耗电力。
车辆用空调装置10在小于第一规定温度T1时实施供暖运转,在第二规定温度T2以上时实施制冷运转。另外,车辆用空调装置10在第一规定温度T1与第二规定温度T2之间的范围内,能够进行并用供暖运转和制冷运转的运转。或者,在第一规定温度T1与第二规定温度T2之间的范围内,能够进行并用除湿供暖运转和除湿制冷运转的运转。
作为第一规定温度T1、第二规定温度T2,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,例如可举出T1=0℃、T2=30℃,但也可以设定为其他温度。
接着,基于图1、图28说明在电动车辆Ve的用户要求的规定温度(车室内温度)T3中包含有第一规定温度T1和第二规定温度T2的状态下实施车辆用空调装置10的废电控制的例子。
首先,说明在车辆用空调装置10的运转状态下电动车辆Ve的用户要求的规定温度T3为第一规定温度T1以上且小于第二规定温度T2时实施废电控制的例子。
如图1、图28所示,控制装置15在车辆用空调装置10的运转状态下,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,控制成以规定温度T3为界而对制冷运转(即,第一运转)和供暖运转(即,第二运转)进行切换。
规定温度T3是指,在第一规定温度T1与第二规定温度T2的范围内设定,且在制冷运转下的废电控制和供暖运转下的废电控制中消耗电力的大小关系调换的温度。规定温度T3例如是电动车辆Ve的用户要求的车室内温度。作为规定温度T3,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,例如可举出20℃,但也可以与外部气体温度等环境温度对应而设定为其他温度。
需要说明的是,在实施方式中,作为规定温度T3,以用户要求的车室内温度为例进行了说明,但不限于此。作为其他例子,也可以将规定温度T3设为外部气体温度或车室内温度(不含用户的要求)。
在该状态下,通过切换第二膨胀阀27的减压量相对于第一膨胀阀22的减压量之比,从而对第一运转和第二运转进行切换。
作为一例,在制冷运转中,以使由图1所示的第二膨胀阀27减压的减压量比由第一膨胀阀22减压的减压量多的方式进行切换。在该切换状态中包含第一膨胀阀22被切换为不将制冷剂减压的状态且第二膨胀阀27被切换为将制冷剂减压的状态。或者包含第一膨胀阀22被切换为将制冷剂微小减压的状态且第二膨胀阀27被切换为将制冷剂减压的状态。
另外,在供暖运转中,以使由图1所示的第一膨胀阀22减压的减压量比由第二膨胀阀27减压的减压量多的方式进行切换。在该切换状态中包含第二膨胀阀27被切换为不将制冷剂减压的状态且第一膨胀阀22被切换为将制冷剂减压的状态的状态。或者包含第二膨胀阀27被切换将制冷剂微小减压的状态且第一膨胀阀22被切换为将制冷剂减压的状态的状态。
需要说明的是,在切换第二膨胀阀27的减压量相对于第一膨胀阀22的减压量之比这样的状态中,包含在第一膨胀阀22的减压量与第二膨胀阀27的减压量的大小关系保持不变的状态下运转状态发生变更这样的情况。
在此,例如在供暖运转中,通过以规定温度T3为界而向制冷运转切换,从而能够使供暖效率降低。由此,在供暖运转中,为了得到与废电控制前同等的供暖能力(参照曲线G5),能够使车辆用空调装置10的消耗电力(参照曲线G9)增加。
另一方面,例如在制冷运转中,通过以规定温度T3为界而向供暖运转切换,从而能够使制冷效率降低。由此,在制冷运转中,为了得到与废电控制前同等的制冷能力(参照曲线G7),能够使车辆用空调装置10的消耗电力(参照曲线G9)增加。
这样,在使车辆用空调装置10的消耗电力(参照曲线G9)增加了的状态下,在车辆用空调装置10的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在车辆用空调装置10的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
另外,控制装置15在电动车辆Ve的用户要求的车室内温度T3为第一规定温度T1以上且小于第二规定温度T2时,能够同时实施供暖运转和制冷运转。具体而言,控制装置15能够以同时实施将第一室内热交换器61的发热部58加热的供暖运转和利用第二膨胀阀27将制冷剂减压的制冷运转的方式进行控制。
这种情况下,在将发热部58加热的供暖运转中,通过同时实施利用第二膨胀阀27将制冷剂减压的制冷运转,从而能够使供暖运转中的供暖效率降低。因此,在废电控制中的供暖运转中,为了得到与废电控制前同等的效率,能够使车辆用空调装置10的消耗电力(参照曲线G11)增加。
另一方面,在利用第二膨胀阀27将制冷剂减压的制冷运转中,通过同时实施将发热部58加热的供暖运转,从而能够使制冷运转中的制冷效率降低。因此,在废电控制中的制冷运转中,为了得到与废电控制前同等的效率,能够使车辆用空调装置10的消耗电力(参照曲线G11)增加。
而且,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,能够与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时相比使制冷剂回路13的动作效率降低。
具体而言,作为制冷剂回路13的动作效率,可举出图4~图19所示的供暖运转下的第一废电控制~第六废电控制。通过实施第一废电控制~第六废电控制,能够在供暖运转中使供暖效率降低。
另外,作为制冷剂回路13的动作效率,可举出图21~图26所示的制冷运转下的第七废电控制~第十一废电控制。通过实施第七废电控制~第十一废电控制,能够在制冷运转中使制冷效率降低。
由此,在供暖运转、制冷运转中,为了得到与废电控制前同等的效率,能够使车辆用空调装置10的消耗电力增加。
接着,说明在车辆用空调装置10的运转状态下电动车辆Ve的用户要求的规定温度(车室内温度)小于第一规定温度T1或为第二规定温度T2以上时实施废电控制的例子。
控制装置15在电动车辆Ve的用户要求的车室内温度小于第一规定温度T1时以实施供暖运转的方式进行控制。通过实施供暖运转,以将第一室内热交换器61加热的方式进行控制。
具体而言,作为供暖运转,实施利用第一膨胀阀22使制冷剂减压并将第一室内热交换器61的室内冷凝器55加热且将第一室内热交换器61的发热部58加热的运转。或者,作为供暖运转,实施利用第一膨胀阀22使制冷剂减压并将室内冷凝器55加热的运转和将发热部58加热的运转中的一方。
另一方面,控制装置15在电动车辆Ve的用户要求的车室内温度为第二规定温度T2以上时以实施制冷运转的方式进行控制。具体而言,作为制冷运转,实施利用第二膨胀阀27将制冷剂减压的运转。
因此,在第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1的范围外,能够优先用户的要求来实施制冷运转、供暖运转。由此,能够使车室内温度与用户的要求对应,从而能够确保(维持)车辆用空调装置10的商品性。
接着,说明在电动车辆Ve的运转状态下蓄电装置16的剩余容量小于规定值时和蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时控制第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1的例子。
在此,通过在小于第一规定温度T1时实施供暖运转且在第二规定温度T2以上时实施制冷运转,能够在各自运转中提高供暖效率、制冷效率,能够使车辆用空调装置10的消耗电力减少。
因此,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量小于规定值时,以减小第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1来缩窄并用制冷运转和供暖运转的范围的方式进行控制。因此,能够容易向仅供暖运转或仅制冷运转转变,从而能够更高地确保仅实施供暖运转或仅实施制冷运转的频率。由此,在蓄电装置16的剩余容量小于规定值时,能够提高车辆用空调装置10的供暖效率、制冷效率,从而使车辆用空调装置10的消耗电力减少。
另一方面,如前所述,控制装置15在第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1的范围内以并用制冷运转和供暖运转的方式进行控制。通过并用制冷运转和供暖运转,能够将制冷运转中的制冷效率抑制得较低,且将供暖运转中的供暖效率抑制得较低。因此,能够使车辆用空调装置10的消耗电力(参照曲线G9)增加。
因此,控制装置15在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,以增大第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1来扩宽并用制冷运转和供暖运转的范围的方式进行控制。因此,难以向仅供暖运转或仅制冷运转转变,从而能够更高地确保并用制冷运转和供暖运转的频率。由此,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,能够将车辆用空调装置10的供暖效率、制冷效率抑制得较低,能够使车辆用空调装置10的消耗电力增加。
这样,与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时相比,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时增大第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1。由此,能够与蓄电装置16的剩余容量小于规定值时和蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时对应而自如地控制车辆用空调装置10中的消耗电力。
另外,也可以构成为,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,与蓄电装置16的剩余容量的增加、减少对应而使第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1逐渐变化。
例如,能够与蓄电装置16的剩余容量的增加对应而使第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1逐渐增大。另外,能够与蓄电装置16的剩余容量的减少对应而使第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1逐渐减小。
因此,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,能够与蓄电装置16的剩余容量的增加、减少对应而使并用第一运转和第二运转的范围发生变化。由此,能够与剩余容量的增加、减少对应而将空调效率有效地抑制得较低,能够使空调装置的消耗电力增加。
此外,在图28所示的第一规定温度T1与第二规定温度T2的温度差S1的范围内,能够切换由车辆用空调装置10进行的除湿制冷运转(即,第一运转)和除湿供暖运转(即,第二运转)。因此,在蓄电装置16的剩余容量为规定值以上时,通过切换除湿制冷运转和除湿供暖运转,能够使车辆用空调装置10的消耗电力增加。
即,例如在除湿供暖运转中,通过以规定温度T3为界而向除湿制冷运转切换,能够使除湿供暖效率降低。由此,在除湿供暖运转中,为了得到与废电控制前同等的除湿供暖能力,能够使车辆用空调装置10的消耗电力增加。
另一方面,例如在除湿制冷运转中,通过以规定温度T3为界而向除湿供暖运转切换,能够使除湿制冷效率降低。由此,在除湿制冷运转中,为了得到与废电控制前同等的除湿制冷能力,能够使车辆用空调装置10的消耗电力增加。
这样,在使车辆用空调装置10的消耗电力增加了的状态下,在车辆用空调装置10的消耗电力大于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够防止向蓄电装置16的过充电。另外,在车辆用空调装置10的消耗电力小于由电动机17发出的发电电力的情况下,能够使蓄电装置16的剩余容量的增加速度降低。
需要说明的是,本发明的技术范围不限定于上述实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。
例如,在上述实施方式中,作为电动车辆而例示了电动机动车,但不限于此。作为其他车辆,例如也可以在混合动力机动车、燃料电池机动车等中适用本发明。
另外,在上述实施方式中,作为规定温度T3,以用户要求的车室内温度为例进行了说明,但不限于此。作为其他例子,也可以将规定温度T3设为外部气体温度或车室内温度(不含用户的要求)。
因此,例如在外部气体温度小于第一规定温度时,实施基于第一膨胀阀22的减压的第二运转(即,供暖运转),从而能够与外部气体温度对应而适当保持室内温度。另外,在外部气体温度为第二规定温度以上时,实施基于第二膨胀阀27的减压的第一运转(即,制冷运转),从而能够与外部气体温度对应而适当保持室内温度。由此,能够与外部气体温度对应而适当保持室内温度,从而能够确保(维持)电动车辆Ve的商品性。
另外,在车室内温度小于第一规定温度时,能够实施基于第一膨胀阀22的减压的第二运转来适当保持车室内温度。另外,在车室内温度为第二规定温度以上时,能够实施基于第二膨胀阀27的减压的第一运转来适当保持车室内温度。由此,能够适当保持车室内温度,从而能够确保(维持)电动车辆的商品性。
而且,在上述实施方式中,说明了在用户要求的车室内温度T3为第一规定温度T1以上且小于第二规定温度T2时同时实施供暖运转和制冷运转之际,通过第一室内热交换器61的发热部58的加热来进行供暖运转的例子,但不限于此。
作为其他例子,也可以形成为将第一室内热交换器61的室内冷凝器55加热的结构。
Claims (8)
1.一种电动车辆,其具备:
电动机;
与所述电动机电连接的蓄电装置;以及
控制所述电动机和所述蓄电装置的控制装置,
其中,
所述电动车辆具备制冷剂回路,所述制冷剂回路具有:
将吸引的制冷剂压缩并喷出的压缩机;
使所述制冷剂与外部气体进行热交换的室外热交换器;
配置在所述压缩机与所述室外热交换器之间,使所述制冷剂与内部气体进行热交换的第一室内热交换器;
配置在所述第一室内热交换器与所述室外热交换器之间,能够将所述制冷剂减压的第一膨胀阀;
配置在所述室外热交换器与所述压缩机之间,能够将所述制冷剂减压的第二膨胀阀;以及
配置在所述第二膨胀阀与所述压缩机之间,使所述制冷剂与内部气体进行热交换的第二室内热交换器,
所述控制装置在所述蓄电装置的剩余容量为规定值以上时,以规定温度为界来切换所述第二膨胀阀的减压量相对于所述第一膨胀阀的减压量之比。
2.根据权利要求1所述的电动车辆,其中,
所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,
所述控制装置在所述电动车辆的用户要求的车室内温度为所述第一规定温度以上且小于所述第二规定温度时,同时进行所述第一室内热交换器的加热和基于所述第二膨胀阀的减压。
3.根据权利要求2所述的电动车辆,其中,
所述控制装置在所述剩余容量为规定值以上时,与所述剩余容量小于规定值时相比使所述制冷剂回路的动作效率降低。
4.根据权利要求2或3所述的电动车辆,其中,
所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,
所述控制装置在所述电动车辆的用户要求的车室内温度小于所述第一规定温度时进行基于所述第一膨胀阀的减压,
所述控制装置在所述电动车辆的所述用户要求的所述车室内温度为所述第二规定温度以上时进行基于所述第二膨胀阀的减压。
5.根据权利要求2或3所述的电动车辆,其中,
所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,
所述控制装置在所述电动车辆的外部气体温度小于所述第一规定温度时进行基于所述第一膨胀阀的减压,
所述控制装置在所述电动车辆的所述外部气体温度为所述第二规定温度以上时进行基于所述第二膨胀阀的减压。
6.根据权利要求2或3所述的电动车辆,其中,
所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,
所述控制装置在所述电动车辆的车室内温度小于所述第一规定温度时进行基于所述第一膨胀阀的减压,
所述控制装置在所述电动车辆的所述车室内温度为所述第二规定温度以上时进行基于所述第二膨胀阀的减压。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的电动车辆,其中,
所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,
所述剩余容量为规定值以上时的所述第一规定温度与所述第二规定温度的温度差比所述剩余容量小于规定值时的所述第一规定温度与所述第二规定温度的温度差大。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电动车辆,其中,
所述规定温度中包括第一规定温度和比所述第一规定温度高的第二规定温度,
在所述剩余容量为所述规定值以上时,基于所述剩余容量的增加而增大所述第一规定温度与所述第二规定温度的温度差。
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