WO2020059354A1

WO2020059354A1 - 車両用空気調和装置

Info

Publication number: WO2020059354A1
Application number: PCT/JP2019/031365
Authority: WO
Inventors: 徹也石関; めぐみ重田
Original assignee: サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2020-03-26
Also published as: JPWO2020059354A1; DE112019004725T5; CN112714703A; US20210178860A1

Abstract

【課題】車両における加熱源を供用化することで、車両の構成機器の設置スペースの省スペース化を図るとともに、製造コストの低減を図ることのできる車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】熱媒体を加熱する熱媒体加熱ヒータ３２とバッテリＢとが接続され、流通する熱媒体によってバッテリＢを加熱可能な熱媒体回路３０を備え、熱媒体回路３０には、熱媒体加熱ヒータ３２に対して熱媒体流通方向下流側、且つ、バッテリＢに対して熱媒体流通方向上流側に接続され、熱媒体から車室内に供給する空気に熱を放出させる熱媒体放熱器１６を有している。

Description

車両用空気調和装置

　本発明は、例えば、走行用の電動モータに電力を供給するバッテリ等、使用時に温度の調節が必要な機器を備えた車両に適用可能な車両用空気調和装置に関するものである。

　従来、この種の車両用空気調和装置では、例えば、圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器及び膨張弁を有する冷媒回路を備え、室内熱交換器において冷媒と熱交換した空気を車室内に供給することによって車室内の冷房、暖房、除湿等を行っている。

　また、前記車両用空気調和装置が搭載される車両としては、電気自動車やハイブリッド車等、駆動源としての電動モータに電力を供給するバッテリ等、使用時に温度の調節が必要な機器を備えているものがある。

　このため、前記車両では、温度の調節が必要な車両の構成機器を熱媒体回路に接続し、熱媒体回路を流通する熱媒体を熱媒体加熱ヒータによって加熱し、加熱された熱媒体によって機器を加熱するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０－１２２８６号公報

　前記車両では、車両用空気調和装置の暖房運転や、熱媒体回路に用いられる熱媒体加熱ヒータ等、複数の加熱源を必要としている。このため、前記車両では、複数の加熱源を設置するために大きなスペースが必要となるとともに、部品点数が多くなることによって製造コストが高くなる。

　本発明の目的とするところは、車両における加熱源を供用化することで、車両の構成機器の設置スペースの省スペース化を図るとともに、製造コストの低減を図ることのできる車両用空気調和装置を提供することにある。

　本発明の車両用空気調和装置は、前記目的を達成するために、車室内の空気の温度及び湿度を調整する車両用空気調和装置であって、熱媒体を加熱する熱媒体加熱ヒータと車両の構成機器とが接続され、流通する熱媒体によって構成機器を加熱可能な熱媒体回路を備え、熱媒体回路には、熱媒体加熱ヒータに対して熱媒体流通方向下流側、且つ、構成機器に対して熱媒体流通方向上流側に設けられ、熱媒体から車室内に供給する空気に熱を放出させる熱媒体放熱器が接続されている。

　これにより、車両の構成機器を加熱する熱媒体加熱ヒータによって加熱された熱媒体によって車室内に供給する空気が加熱されることから、熱媒体加熱ヒータが暖房運転時における加熱源として利用可能となる。

　本発明の車両用空気調和装置によれば、熱媒体加熱ヒータを暖房運転時における加熱源として利用することができるので、暖房運転と構成機器の加熱とを一台のヒータによって行うことが可能となり、車両の構成機器の設置スペースの省スペース化を図るとともに、製造コストの低減を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。バッテリ冷却運転及び暖房補助運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。バッテリ加熱・暖房補助運転を示す車両用空気調和装置の概略構成図である。

　図１乃至図３は、本発明の一実施形態を示すものである。

　本発明の車両用空気調和装置１は、例えば電気自動車やハイブリッド車等、電動モータの駆動力によって走行可能な車両に適用されるものである。

　車両は、走行用の電動モータと、電動モータに電力を供給するための構成機器としての走行用のバッテリＢと、を有している。バッテリＢは、使用によって熱を放出するものである。また、バッテリＢは、所定の性能を発揮するために、所定の温度帯での使用が要求される。このため、バッテリＢは、外気の温度や使用状態に応じて冷却したり加熱したりする必要がある。バッテリＢは、例えば１０℃～３０℃の範囲での使用が望ましい。

　この車両用空気調和装置１は、図１に示すように、車両の車室内に設けられる空調ユニット１０と、車室内および車室外にわたって設けられる冷媒回路２０と、バッテリＢから放出された熱を吸収したりバッテリＢを加熱したりする熱媒体を流通させるための熱媒体回路３０と、を備えている。

　空調ユニット１０は、車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路１１を有している。空気流通路１１の一端側には、車室外の空気を空気流通路１１に流入させるための外気吸入口１１ａと、車室内の空気を空気流通路１１に流入させるための内気吸入口１１ｂと、が設けられている。また、空気流通路１１の他端側には、空気流通路１１を流通した空気を、搭乗者の足元に向かって吹き出させる図示しないフット吹出口、搭乗者の上半身に向かって吹き出させる図示しないベント吹出口、及び、車両のフロントガラスの車室内側の面に向かって吹き出させる図示しないデフ吹出口、が設けられている。

　空気流通路１１の一端側には、外気吸入口１１ａ及び内気吸入口１１ｂの一方を開放して他方を閉鎖することが可能な吸入口切替ダンパ１３が設けられている。吸入口切替ダンパ１３は、内気吸入口１１ｂを閉鎖して外気吸入口１１ａを開放する外気供給モードと、外気吸入口１１ａを閉鎖して内気吸入口１１ｂを開放する内気循環モードと、外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂとの間に位置させることで外気吸入口１１ａと内気吸入口１１ｂとをそれぞれ開放する内外気吸入モードと、を切り替えることが可能である。

　空気流通路１１内の一端側には、空気流通路１１の一端側から他端側に向かって空気を流通させるためのシロッコファン等の室内送風機１２が設けられている。

　空気流通路１１における室内送風機１２の空気流通方向下流側には、空気流通路１１を流通する空気を冷却及び除湿するための室内熱交換器としての吸熱器１４が設けられている。また、空気流通路１１における吸熱器１４の空気流通方向下流側には、空気流通路１１を流通する空気を加熱するための室内熱交換器としての放熱器１５が設けられている。

　放熱器１５は、空気流通路１１の直交方向一方側に配置され、空気流通路１１の直交方向他方側には、放熱器１５を迂回する放熱器バイパス流通路１１ｃが形成される。空気流通路１１の直交方向一方側において、吸熱器１４と放熱器１５と間には、熱媒体回路３０を流通する熱媒体と空気とを熱交換するによって車室内に供給する空気を加熱するための熱媒体放熱器１６が設けられている。

　空気流通路１１における吸熱器１４と熱媒体放熱器１６との間には、吸熱器１４を通過した空気のうち、放熱器１５及び熱媒体放熱器１６によって加熱される空気の割合を調整するためのエアミックスダンパ１７が設けられている。エアミックスダンパ１７は、熱媒体放熱器１６及び放熱器バイパス流通路１１ｃの空気流通方向上流側において、放熱器バイパス流通路１１ｃ及び熱媒体放熱器１６の一方の空気流通方向上流側を閉鎖して他方を開放したり、放熱器バイパス流通路１１ｃ及び熱媒体放熱器１６の両方を開放し、熱媒体放熱器１６の空気流通方向上流側の開度を調整したりする。エアミックスダンパ１７は、空気流通路１１における熱媒体放熱器１６の空気流通方向上流側を閉鎖して放熱器バイパス流通路１１ｃを開放した状態で開度が０％となり、空気流通路１１における熱媒体放熱器１６の空気流通方向上流側を開放し、放熱器バイパス流通路１１ｃを閉鎖した状態で開度が１００％となる。

　冷媒回路２０は、前記吸熱器１４、前記放熱器１５、冷媒を圧縮するための圧縮機２１、冷媒と車室外の空気とを熱交換するための室外熱交換器２２、冷媒回路２０を流通する冷媒と熱媒体回路３０を流通する熱媒体とを熱交換するための熱媒体熱交換器２３、全閉と全開との間で弁開度の調整が可能な第１乃至第３膨張弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、冷媒の流路を開閉するための第１及び第２電磁弁２５ａ，２５ｂ、冷媒の流路における冷媒の流通方向を規制するための第１及び第２逆止弁２６ａ，２６ｂ、気体の冷媒と液体の冷媒を分離して液体の冷媒が圧縮機２１に吸入されることを防止するためのアキュムレータ２７を有し、これらは例えばアルミニウム管や銅管によって接続されている。冷媒回路２０を流通する冷媒としては、例えば、Ｒ－１３４ａ等が用いられる。

　具体的に説明すると、圧縮機２１の冷媒吐出側には、放熱器１５の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ａが形成されている。放熱器１５の冷媒流出側には、室外熱交換器２２の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｂが形成されている。冷媒流通路２０ｂには、第１膨張弁２４ａが設けられている。室外熱交換器２２の冷媒流出側には、吸熱器１４の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｃが形成されている。冷媒流通路２０ｃには、室外熱交換器２２側から順に、第１逆止弁２６ａ、第２膨張弁２４ｂが設けられている。吸熱器１４の冷媒流出側には、圧縮機２１の冷媒吸入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｄが形成されている。冷媒流通路２０ｄには、吸熱器１４側から順に、第２逆止弁２６ｂ、アキュムレータ２７が設けられている。また、冷媒流通路２０ｂにおける放熱器１５と第１膨張弁２４ａとの間には、室外熱交換器２２を迂回し、冷媒流通路２０ｃにおける第１逆止弁２６ａと第２膨張弁２４ｂとの間を接続することにより、冷媒流通路２０ｅが形成されている。冷媒流通路２０ｅには、第１電磁弁２５ａが設けられている。冷媒流通路２０ｅにおける第１電磁弁２５ａの下流側には、熱媒体熱交換器２３の冷媒流入側を接続することにより、冷媒流通路２０ｆが形成されている。冷媒流通路２０ｆには、第３膨張弁２４ｃが設けられている。熱媒体熱交換器２３の冷媒流出側には、冷媒流通路２０ｄにおける第２逆止弁２６ｂとアキュムレータ２７との間を接続することにより、冷媒流通路２０ｇが形成されている。冷媒流通路２０ｃにおける室外熱交換器２２と第１逆止弁２６ａとの間には、冷媒流通路２０ｄにおける吸熱器１４と第２逆止弁２６ｂとの間を接続することにより、冷媒流通路２０ｈが形成されている。冷媒流通路２０ｈには、第２電磁弁２５ｂが設けられている。

　また、室外熱交換器２２は、フィンとチューブとからなる熱交換器であり、エンジンルーム等の車室外において空気の流通方向となる車両の前後方向に配置されている。室外熱交換器２２の近傍には、車両の停止時に車室外の空気を前後方向に流通させるための室外送風機２２ａが設けられている。

　熱媒体回路３０は、前記熱媒体放熱器１６、前記熱媒体熱交換器２３、熱媒体を圧送するための第１及び第２熱媒体ポンプ３１ａ，３１ｂ、熱媒体回路３０を流通する熱媒体を加熱するための熱媒体加熱ヒータ３２、第１乃至第３熱媒体三方弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、電力を蓄えると共に車両走行用の電動モータに電力を供給するための車両走行用のバッテリＢ、を有し、これらは例えばアルミニウム管や銅管によって接続されている。熱媒体回路３０を流通する熱媒体としては、例えば、エチレングリコール等の不凍液が用いられる。

　具体的に説明すると、第１熱媒体ポンプ３１ａの熱媒体吐出側には、第１熱媒体三方弁３３ａの熱媒体流入口を接続することにより、熱媒体流通路３０ａが形成されている。熱媒体流通路３０ａには、熱媒体加熱ヒータ３２が設けられている。第１熱媒体三方弁３３ａの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、第２熱媒体三方弁３３ｂの熱媒体流入口を接続することにより、放熱器バイパス流通路としての熱媒体流通路３０ｂが形成されている。第２熱媒体三方弁３３ｂの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、バッテリＢの熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｃが形成されている。バッテリＢの熱媒体流出側には、第３熱媒体三方弁３３ｃの熱媒体流入口を接続することにより、熱媒体流通路３０ｄが形成されている。第３熱媒体三方弁３３ｃの二つの熱媒体流出口のうちの一方には、第１熱媒体ポンプ３１ａの熱媒体吸入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｅが形成されている。第１熱媒体三方弁３３ａの他方の熱媒体流出口には、熱媒体放熱器１６の熱媒体流入側に接続することにより、熱媒体流通路３０ｆが形成されている。熱媒体放熱器１６の熱媒体流出側には、熱媒体流通路３０ｂを接続することにより、熱媒体流通路３０ｇが形成されている。第２熱媒体三方弁３３ｂの他方の熱媒体流出口には、熱媒体流通路３０ｅを接続することにより、機器バイパス流通路としての熱媒体流通路３０ｈが形成されている。第３熱媒体三方弁３３ｃの他方の熱媒体流出口には、第２熱媒体ポンプ３１ｂの熱媒体吸入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｉが形成されている。第２熱媒体ポンプ３１ｂの熱媒体吐出側には、熱媒体熱交換器２３の熱媒体流入側を接続することにより、熱媒体流通路３０ｊが形成されている。熱媒体熱交換器２３の熱媒体流出側には、熱媒体流通路３０ｃを接続することにより、熱媒体流通路３０ｋが形成されている。第１熱媒体三方弁３３ａは、熱媒体流通路３０ａが連通する先を熱媒体流通路３０ｂ側または熱媒体流通路３０ｆ側に切り替える。第２熱媒体三方弁３３ｂは、熱媒体流通路３０ｂが連通する先を熱媒体流通路３０ｃ側または熱媒体流通路３０ｈ側に切り替える。第３熱媒体三方弁３３ｃは、熱媒体流通路３０ｄが連通する先を熱媒体流通路３０ｅ側または熱媒体流通路３０ｉ側に切り替える。

　以上のように構成された車両用空気調和装置１では、空調ユニット１０及び冷媒回路２０を用いて車室内の空気の温度及び湿度を調節する。

　例えば、車室内の温度を低下させる冷房運転では、空調ユニット１０において、室内送風機１２を駆動させるとともに、エアミックスダンパ１７の開度を０％に設定する。また、冷媒回路２０において、第１膨張弁２４ａを全開、第２膨張弁２４ｂを所定の弁開度、第３膨張弁２４ｃを全閉、第１電磁弁２５ａを閉鎖、第２電磁弁２５ｂを閉鎖した状態で圧縮機２１を駆動させる。

　これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図１の冷媒回路２０における実線の矢印で示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２０ｃ、吸熱器１４、冷媒流通路２０ｄの順に流通して圧縮機２１に吸入される。

　冷媒回路２０を流通する冷媒は、エアミックスダンパ１７の開度が０％であるため放熱器１５において放熱することなく、室外熱交換器２２において放熱し、吸熱器１４において吸熱する。

　空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において吸熱する冷媒と熱交換することによって冷却されて車室内に吹き出される。

　また、例えば、車室内の温度及び湿度を低下させる除湿冷房運転では、冷房運転時における冷媒回路２０の冷媒の流路において、空調ユニット１０のエアミックスダンパ１７の開度を０％よりも大きい開度に設定する。

　これにより、冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５及び室外熱交換器２２において放熱し、吸熱器１４において吸熱する。

　空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において吸熱する冷媒と熱交換することによって除湿されるとともに冷却され、放熱器１５において目標吹出温度まで加熱されて車室内に吹き出される。

　また、例えば、車室内の湿度を低下させるとともに温度を上昇させる除湿暖房運転では、冷房運転時の冷媒回路２０の冷媒の流路において、第１膨張弁２４ａを全開よりも小さい所定の弁開度とする。また、空調ユニット１０のエアミックスダンパ１７の開度を０％よりも大きい開度に設定する。

　これにより、冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱し、室外熱交換器２２及び吸熱器１４において吸熱する。

　空調ユニット１０の空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において吸熱する冷媒と熱交換することによって除湿されるとともに冷却され、放熱器１５において目標吹き出し温度まで加熱されて車室内に吹出される。

　また、例えば、車室内の温度を上昇させる暖房運転では、空調ユニット１０において、室内送風機１２を駆動させるとともに、エアミックスダンパ１７を０％よりも大きい開度に設定する。また、冷媒回路２０において、第１膨張弁２４ａを全開よりも小さい所定の弁開度、第２膨張弁２４ｂ及び第３膨張弁２４ｃを全閉、第１電磁弁２５ａを閉鎖、第２電磁弁２５ｂを開放した状態で、圧縮機２１を駆動させる。

　これにより、圧縮機２１から吐出された冷媒は、図１の破線の矢印で示すように、冷媒流通路２０ａ、放熱器１５、冷媒流通路２０ｂ、室外熱交換器２２、冷媒流通路２０ｃの一部，冷媒流通路２０ｈ，冷媒流通路２０ｄの一部の順に流通して圧縮機２１に吸入される。

　冷媒回路２０を流通する冷媒は、放熱器１５において放熱し、室外熱交換器２２において吸熱する。

　空調ユニット１０の空気流通路１１を流通する空気は、吸熱器１４において冷媒と熱交換することなく、放熱器１５において放熱する冷媒と熱交換することによって加熱されて車室内に吹き出される。

　また、低温度の環境下において車両の走行を開始する時等、バッテリＢの加熱が必要となる場合がある。そこで、車両用空気調和装置１では、バッテリＢの加熱が必要な場合に、バッテリ加熱運転を行う。

　バッテリ加熱運転では、熱媒体回路３０において、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｂ側に設定し、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｃ側に設定し、第３熱媒体三方弁３３ｃの流路を熱媒体流通路３０ｅ側に設定し、第２熱媒体ポンプ３１ｂを駆動させることなく第１熱媒体ポンプ３１ａ及び熱媒体加熱ヒータ３２を駆動させる。

　これにより、第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図１の熱媒体回路３０における実線の矢印で示すように、熱媒体流通路３０ａ、熱媒体加熱ヒータ３２、熱媒体流通路３０ｂ，３０ｃ、バッテリＢ、熱媒体流通路３０ｄ，３０ｅの順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。

　熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱される。バッテリＢは、熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱された熱媒体によって加熱される。

　また、車両の走行時には、バッテリＢから熱が放出されるため、バッテリＢの冷却が必要となる場合がある。そこで、車両用空気調和装置１では、空調ユニット１０及び冷媒回路２０を用いて車室内の温度及び湿度を調節している状態において、バッテリＢの冷却が必要な場合に、バッテリＢを冷却するためのバッテリ冷却運転を行う。

　バッテリ冷却運転では、暖房運転以外の運転を行う冷媒回路２０において、第３膨張弁２４ｃを所定の弁開度に設定し、暖房運転を行う冷媒回路２０において、第３膨張弁２４ｃを所定の弁開度に設定するとともに、第１電磁弁２５ａを開放する。また、バッテリ冷却運転では、熱媒体回路３０において、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｈ側に設定し、第３熱媒体三方弁３３ｃの流路を熱媒体流通路３０ｉ側に設定し、第２熱媒体ポンプ３１ｂを駆動させる。

　冷媒回路２０を流通する冷媒は、図２に示すように、冷媒流通路２０ｆを流通して熱媒体熱交換器２３に流入して吸熱し、冷媒流通路２０ｇを流通して冷媒流通路２０ｄに合流して圧縮機２１に吸入される。

　一方、熱媒体回路３０において、第２熱媒体ポンプ３１ｂから吐出された熱媒体は、図２の熱媒体回路３０における破線の矢印で示すように、第１循環流路として、熱媒体流通路３０ｊ、熱媒体熱交換器２３、熱媒体流通路３０ｋ，３０ｃ、バッテリＢ、熱媒体流通路３０ｄ，３０ｉの順に流通して第２熱媒体ポンプ３１ｂに吸入される。熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、バッテリＢから放出された熱によって加熱され、熱媒体熱交換器２３において吸熱する冷媒と熱交換することによって冷却される。

　バッテリＢは、熱媒体熱交換器２３を介して冷媒と熱交換した熱媒体によって冷却される。

　また、低温度の環境下における暖房運転では、放熱器１５からの放熱量が不足して車室内の温度を設定温度とすることができない場合がある。そこで、車両用空気調和装置１では、空調ユニット１０及び冷媒回路２０を用いて暖房運転を行っている状態において、放熱器１５からの放熱量が不足する場合に、暖房運転を補助するための暖房補助運転を行う。

　暖房補助運転では、熱媒体回路３０において、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｆ側に設定し、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｈ側に設定し、第１熱媒体ポンプ３１ａ及び熱媒体加熱ヒータ３２を駆動させる。

　第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図２の熱媒体回路３０における実線の矢印で示すように、第２循環流路として、熱媒体流通路３０ａ、熱媒体加熱ヒータ３２、熱媒体流通路３０ｆ、熱媒体放熱器１６、熱媒体流通路３０ｇ，３０ｂ，３０ｈ，３０ｅの順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。

　熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱される。熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱された熱媒体は、バッテリＢ側を流通することなく熱媒体放熱器１６において放熱する。

　空調ユニット１０の空気流通路１１を流通する空気は、熱媒体放熱器１６おいて放熱する熱媒体と熱交換することによって加熱され、放熱器１５において目標吹き出し温度まで加熱されて車室内に吹出される。

　熱媒体回路３０においては、図２に示すように、バッテリ冷却運転のための第１循環流路と、暖房補助運転のための第２循環流路と、を同時に設定し、それぞれ熱媒体を流通させることが可能である。また、熱媒体回路３０においては、第１熱媒体ポンプ３１ａ及び第２熱媒体ポンプ３１ｂの一方のみを駆動させ、第１循環流路と第２循環流路の一方のみに熱媒体を流通させることも可能である。

　また、車両用空気調和装置１では、空調ユニット１０及び冷媒回路２０を用いて暖房運転を行っている状態において、バッテリＢの加熱が必要な場合、且つ、放熱器１５からの放熱量が不足する場合に、バッテリＢを加熱すると共に暖房運転を補助するためのバッテリ加熱・暖房補助運転を行う。

　バッテリ加熱・暖房補助運転では、熱媒体回路３０において、第１熱媒体三方弁３３ａの流路を熱媒体流通路３０ｆ側に設定し、第２熱媒体三方弁３３ｂの流路を熱媒体流通路３０ｃ側に設定し、第３熱媒体三方弁３３ｃの流路を熱媒体流通路３０ｅ側に設定する。また、バッテリ加熱・暖房補助運転では、第２熱媒体ポンプ３１ｂを駆動させることなく第１熱媒体ポンプ３１ａ及び熱媒体加熱ヒータ３２を駆動させる。

　第１熱媒体ポンプ３１ａから吐出された熱媒体は、図３における実線の矢印で示すように、熱媒体流通路３０ａ、熱媒体加熱ヒータ３２、熱媒体流通路３０ｆ、熱媒体放熱器１６、熱媒体流通路３０ｇ，３０ｂ，３０ｃ、バッテリＢ、熱媒体流通路３０ｄ，３０ｅの順に流通して第１熱媒体ポンプ３１ａに吸入される。

　熱媒体回路３０を流通する熱媒体は、熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱される。熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱された熱媒体は、熱媒体放熱器１６において放熱した後、バッテリＢにおいて放熱する。バッテリＢは、加熱の際に求められる熱媒体の温度が、熱媒体放熱器１６において求められる熱媒体の温度と比較して低温である。このため、バッテリＢには、熱媒体放熱器１６において放熱した後の熱媒体が供給される。

　また、暖房運転時において、故障等によって圧縮機２１が停止して冷媒回路２０における冷媒の流通が停止した場合に、熱媒体回路３０を用いて予備暖房運転を行う。予備暖房運転は、前記暖房補助運転と同様に、熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱された熱媒体を、バッテリＢ側を流通させることなく熱媒体放熱器１６において放熱させる。

　このように、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、熱媒体を加熱する熱媒体加熱ヒータ３２とバッテリＢとが接続され、流通する熱媒体によってバッテリＢを加熱可能な熱媒体回路３０を備え、熱媒体回路３０には、熱媒体加熱ヒータ３２に対して熱媒体流通方向下流側、且つ、バッテリＢに対して熱媒体流通方向上流側に設けられ、熱媒体から車室内に供給する空気に熱を放出させる熱媒体放熱器１６が接続されている。

　これにより、熱媒体加熱ヒータ３２を暖房運転時における加熱源として利用することができるので、暖房運転とバッテリＢの加熱とを一台のヒータによって行うことが可能となり、車両の構成機器の設置スペースの省スペース化を図るとともに、製造コストの低減を図ることが可能となる。

　また、熱媒体回路３０は、バッテリＢを迂回して熱媒体を流通させる機器バイパス流通路としての熱媒体流通路３０ｈを有している。

　これにより、バッテリＢを加熱することなく、空気流通路１１を流通する空気を加熱することが可能となるので、バッテリＢを必要以上に加熱することによる不具合を防止することが可能となる。

　また、熱媒体回路３０は、熱媒体放熱器１６を迂回して熱媒体を流通させる放熱器バイパス流通路としての熱媒体流通路３０ｂを有している。

　これにより、熱媒体放熱器１６から放熱させることなく、バッテリＢを加熱することが可能となるので、放熱器１５からの放熱量の不足が生じていない場合に、熱媒体加熱ヒータ３２の出力を低下させて消費エネルギーの低減を図ることが可能となる。

　また、熱媒体回路３０には、冷媒回路２０を流通する冷媒と熱交換することによって熱媒体を冷却する熱媒体熱交換器２３が接続されている。

　これにより、１つの熱媒体回路３０によってバッテリＢの加熱及び冷却が可能となるので、車両の構成機器の設置スペースの省スペース化を図るとともに、製造コストの低減を図ることが可能となる。

　また、熱媒体回路３０は、バッテリＢと熱媒体熱交換器２３との間で熱媒体を循環させる第１循環流路と、熱媒体加熱ヒータ３２と熱媒体放熱器１６との間で熱媒体を循環させる第２循環流路と、を同時に設定可能である。

　これにより、熱媒体回路３０において、車室内に供給する空気の加熱とバッテリＢの冷却とを同時に行うことが可能となり、車両の性能を維持すると同時に乗員の快適性を向上させることが可能となる。

　また、熱媒体放熱器１６は、空気流通路１１において、放熱器１５の上流側に配置されている。

　これにより、放熱器１５において加熱される前の比較的低い温度の空気を熱媒体によって加熱することができるので、熱媒体を高温に加熱するための高出力の熱媒体加熱ヒータを必要とせず、製造コストの低減を図ることが可能となる。

　また、冷媒回路２０において冷媒の流通が停止している状態で、熱媒体加熱ヒータ３２によって加熱された熱媒体を、熱媒体放熱器１６を流通させることで、車室内に供給する空気を加熱する予備暖房機能を備えている。

　これにより、故障等によって圧縮機２１が停止して冷媒回路２０における冷媒の流通が停止した場合においても、熱媒体加熱ヒータ３２によって車室内の暖房の継続が可能となるので、低温度の環境下において車室内の暖房ができない状態を回避することが可能となる。

　尚、前記実施形態では、温度の調節が必要な車両の構成機器としてバッテリＢを示したが、これに限られるものではない。温度の調節が必要な車両の構成機器としては、例えば、コンバータ等の電源装置や電子部品、電動モータ等であってもよい。また、熱媒体回路３０には、複数の車両の構成機器を互いに並列に接続し、それぞれの温度を調整するようにしてもよい。

　また、前記実施形態では、熱媒体回路３０を流通する熱媒体として、不凍液を用いたものを示したが、これに限られるものではない。熱媒体熱交換器２３において冷媒と熱交換可能である同時に、熱媒体放熱器１６において空気と熱交換可能であれば、例えば、水や油等を熱媒体として用いることも可能である。

　また、前記実施形態では、熱媒体回路３０に接続された熱媒体加熱ヒータによって、空調ユニット１０及び冷媒回路２０による暖房運転で不足する熱量を補うようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、冷房専用の車両用空気調和装置に対して本実施形態の熱媒体回路３０を適用し、熱媒体加熱ヒータを暖房運転の熱源として利用する構成としてもよい。

　１…車両用空気調和装置、１０…空調ユニット、１１…空気流通路、１４…吸熱器、１５…放熱器、１６…熱媒体放熱器、２０…冷媒回路、２１…圧縮機、２２…室外熱交換器、２３…熱媒体熱交換器、３０…熱媒体回路、３２…熱媒体加熱ヒータ、Ｂ…バッテリ。

Claims

　車室内の空気の温度及び湿度を調整する車両用空気調和装置であって、
　熱媒体を加熱する熱媒体加熱ヒータと車両の構成機器とが接続され、流通する熱媒体によって構成機器を加熱可能な熱媒体回路を備え、
　熱媒体回路には、熱媒体加熱ヒータに対して熱媒体流通方向下流側、且つ、構成機器に対して熱媒体流通方向上流側に設けられ、熱媒体から車室内に供給する空気に熱を放出させる熱媒体放熱器が接続されている
　車両用空気調和装置。
　熱媒体回路は、構成機器を迂回して熱媒体を流通させる機器バイパス流通路を有している
　請求項１に記載の車両用空気調和装置。
　熱媒体回路は、熱媒体放熱器を迂回して熱媒体を流通させる放熱器バイパス流通路を有している
　請求項１または２に記載の車両用空気調和装置。
　圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器及び膨張弁を有する冷媒回路を備え、
　車室内に供給される空気は、室内熱交換器において冷媒と熱交換することで冷却または加熱され、
　熱媒体回路には、冷媒回路を流通する冷媒と熱交換することによって熱媒体を冷却する熱媒体熱交換器が接続されている
　請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
　熱媒体回路には、熱媒体放熱器及び熱媒体熱交換器が互いに並列に接続され、
　熱媒体回路は、構成機器と熱媒体熱交換器との間で熱媒体を循環させる第１循環流路と、熱媒体加熱ヒータと熱媒体放熱器との間で熱媒体を循環させる第２循環流路と、を同時に設定可能である
　請求項４に記載の車両用空気調和装置。
　熱媒体放熱器は、車室内に供給する空気の流通路において、放熱器として機能する室内熱交換器の上流側に配置されている
　請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用空気調和装置。
　冷媒回路において冷媒の流通が停止している状態で、熱媒体加熱ヒータによって加熱された熱媒体を、熱媒体放熱器を流通させることで、車室内に供給する空気を加熱する予備暖房機能を備えた
　請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用空気調和装置。