(57)【要約】      （修正有）【課題】空調ループの通常使用の場合、自動車の前面に配置された外部熱交換器の寸法は、通過する冷媒を最適に冷却するように寸法決定される。冷媒を冷却するためのこの寸法の決定は、「ヒートポンプ」モードで冷媒を再加熱するのには適さず、熱性能が落ちてしまう。そのため、「ヒートポンプ」モードのときに、エバポレータとして熱交換器を使用可能にすると、空調ループの成績係数が制限されることになる。【解決手段】内部で冷媒が流れ、コンプレッサ４と、第１の膨張装置６と、外部熱交換器８と、エバポレータ１４とを含むループ２を有し、また、内部で熱媒が流れ、少なくとも１つのポンプ２２と、ループ２に接続された第１の冷媒−熱媒交換器３０とを含む流路２０を有する、自動車用の熱管理システムに関する。流路２０は、ループ２に接続される第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流れ、コンプレッサ（４）と、第１の膨張装置（６）と、外部熱交換器（８）と、エバポレータ（１４）とを含むループ（２）を有し、また、内部を熱媒が流れ、少なくとも１つのポンプ（２２）と、前記ループ（２）に接続された第１の冷媒−熱媒熱交換器（３０）とを含む流路（２０）を有する、自動車用の熱管理システム（１）であって、
前記流路（２０）は、ループ（２）に接続される第２の冷媒−熱媒熱交換器（３２）を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記流路は、ラジエータ（３８）を含む、請求項１に記載の熱管理システム（１）。
【請求項３】
前記流路は、内部コンデンサ（３９）を含む、請求項１に記載の熱管理システム（１）。
【請求項４】
前記第１の冷媒−熱媒熱交換器（３０）は、前記コンプレッサ（４）の出力に配置され、前記第２の冷媒−熱媒熱交換器（３２）は、前記コンプレッサ（４）の入力に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱管理システム（１）。
【請求項５】
前記流路（２０）は、少なくとも１つの補助手段（２６）を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱管理システム（１）。
【請求項６】
前記補助手段（２６）は、バッテリ、推進もしくは駆動システム、および／または電子装置を含む、請求項５に記載の熱管理システム（１）。
【請求項７】
前記補助手段（２６）は、ポンプ（２２）の出力に配置されている、請求項５または６に記載の熱管理システム（１）。
【請求項８】
前記流路（２０）は、空気−熱媒熱交換器（４０）を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱管理システム（１）。
【請求項９】
前記流路（２０）は、電気加熱装置（３４）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱管理システム（１）。
【請求項１０】
前記流路（２０）は、熱保存装置（２８）を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱管理システム（１）。
【請求項１１】
前記第１の冷媒−熱媒熱交換器（３０）と、前記第２の冷媒−熱媒熱交換器（３２）とは、前記熱保存装置（２８）に対して直列接続されている、請求項１０に記載の熱管理システム（１）。
【請求項１２】
前記熱保存装置（２８）は、前記第１の冷媒−熱媒熱交換器（３０）の入力に配置されている、請求項１１に記載の熱管理システム（１）。
【請求項１３】
前記第１の冷媒−熱媒熱交換器（３０）と、前記第２の冷媒−熱媒熱交換器（３２）とは、前記熱保存装置（２８）に対して並列接続されている、請求項１０に記載の熱管理システム（１）。
【請求項１４】
前記流路（２０）は、追加ポンプ（４４）を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の熱管理システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調ループと熱媒流路とを含む自動車用の熱管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車またはハイブリッド自動車は、環境を配慮するために開発された車両である。これらの自動車は、熱機関の代わりに、電気モータを全面的（電気自動車）または部分的（ハイブリッド自動車）に用いることを特徴としている。
【０００３】
そのため、電気自動車およびハイブリッド自動車には、次のことが必要である。
・冬季は、自動車の車室内部の空気の熱的要求を補助するのに十分な熱を電動機が発散しないので、熱の不足を管理する。
・バッテリ等による電気自動車、またはハイブリッド自動車のさまざまな補助的構成要素の熱の制御を申し分なく実施する。このような熱の制御は、有効かつ信頼性があって、補助手段の寿命と、乗員により求められる熱的快適性とを確保するものでなければならない。
・自動車運転の良好な連続性を保持するために、車室の空気の熱処理時に、バッテリの電力消費を制限する。
・補助手段の熱制御時に、バッテリの電力消費を制限する。
【０００４】
このため、ヒートポンプとして動作可能な空調ループを使用することが知られており、前記空調ループは、内部で熱媒が流れる流路に結合される。この空調ループは、コンプレッサと、自動車の前面に配置された外部熱交換器と、膨張装置と、換気、暖房、および／または空調システムの内部に収容されたエバポレータとを含んでいる。外部熱交換器は、空調ループの通常の動作モードに従って、冷媒の冷却を行い、また、いわゆる「ヒートポンプ」動作モードに従って、冷媒の再加熱を行う。換気、暖房、および／または空調システムの内部に配置されたエバポレータは、通過する空気を冷却し、冷媒を再び加熱することができる。流路は、ポンプと、換気、暖房、および／または空調システムの内部に設置されたラジエータと、冷媒−熱媒熱交換器（l'echangeur de chaleur refrigerant-caloporteur）とを含んでいる。ラジエータは、通過する空気の加熱を行う。空調ループのコンプレッサの出力部に配置された冷媒−熱媒熱交換器は、高圧空調ループの冷媒から流路の熱媒に向けて熱交換を行い、空気−熱媒熱交換器を通過する空気を加熱する。このような装置は、特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５６４１０１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、空調ループの通常使用の場合（通常モードまたは空調モード）、自動車の前面に配置された外部熱交換器の寸法は、通過する冷媒を最適に冷却するように寸法決定される。ここで、冷媒を冷却するためのこの寸法の決定は、「ヒートポンプ」モードで冷媒を再加熱するのには適さず、「ヒートポンプ」モードでは熱性能が落ちてしまう。そのため、「ヒートポンプ」モードのときに、エバポレータとして熱交換器を使用可能にすると、空調ループの成績係数が制限されることになる。なぜなら、外部熱交換器の寸法決定は、冷媒と空気流との間の申し分のない熱交換面積と、空気流、および／または冷媒の適切な圧力損失に関して、妥協を図ることであるからである。しかし、この２つの基準（熱交換面積と圧力損失）は、最適には決定されない。特に、たとえば外部熱交換器の内部流路を変更することによって、あるいは、水がたまるのを回避するためにフィンの間隔をあけることによって、熱交換面積を大きくするために必要な寸法の決定や、圧力損失を減らすのに必要な寸法の決定をすると、ループの通常モードで、外部熱交換器の性能を低下させることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内部を冷媒が流れて、コンプレッサと、第１の膨張装置と、外部熱交換器と、エバポレータとを含むループを有し、また、内部を熱媒が流れて、少なくとも１つのポンプと、ループに接続された第１の冷媒−熱媒熱交換器とを含む流路を有する、自動車用の熱管理システムにより、上記した不都合を解消するものである。流路は、ループに接続された第２の冷媒−熱媒熱交換器を含んでいる。
【０００８】
第２の冷媒−熱媒熱交換器の存在により、ループの成績係数の低下を解消することができる。一方、ループの動作モードでは、これらの２つの熱交換器の各々が、順番にループの熱性能を改善する役割を果たす。他方、この２つの熱交換器は、それらが組み合わせて使用される場合、従来の１つのループの内部熱交換器として作用し、ループの成績係数を著しく改善する。
【０００９】
付加的な他の特徴として、次のことが挙げられる。
・流路は、ラジエータを含んでいる。
・流路は、内部コンデンサを含んでいる。
・第１の冷媒−熱媒熱交換器は、コンプレッサの出力に配置され、第２の冷媒−熱媒熱交換器は、コンプレッサの入力に配置されている。
・流路は、少なくとも１つの補助手段を含んでいる。
・補助手段は、バッテリ、推進または駆動システム、および／または電子装置を含んでいる。
・補助手段は、ポンプの出力に配置されている。
・流路は、空気−熱媒熱交換器を含んでいる。
・流路は、電気加熱装置を含んでいる。
・流路は、熱保存装置を含んでいる。
・第１および第２の冷媒−熱媒熱交換器は、熱保存装置に対して直列接続されている。
・熱保存装置は、第１の冷媒−熱媒熱交換器の入力に配置されている。
・第１および第２の冷媒−熱媒熱交換器は、熱保存装置に対して並列接続されている。
・流路は、追加ポンプを含んでいる。
【００１０】
本発明の他の特徴、詳細、および利点は、添付図面に示す例に関する以下の説明を読めば、いっそう明らかになると思う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による熱管理システムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による熱管理システムの第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図３】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ａ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｂ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｃ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｄ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｅ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｆ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｇ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【図３ｈ】本発明による熱管理システムの第２の実施形態の動作モードを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明による第１の実施形態を示す。熱管理システム１は、内部で冷媒流体が流れるループ２を含んでいる。冷媒流体（以下「冷媒」という）は、Ｒ１３４ａ、ＣＯ２（Ｒ７４４）またはＲ１２３４ｙｆである。このループ２は、コンプレッサ４と、第１の膨張装置６と、外部熱交換器８と、バルブ１０と、第２の膨張装置１２と、エバポレータ１４と、ボンベ１６とを含んでいる。コンプレッサは電気式であって、自動車のバッテリから給電される。外部熱交換器８は、自動車の前面に配置され、自動車の外部から送られる空気流が、この熱交換器を通過する。エバポレータ１４は、主要空気流Ｆが流れる換気、暖房、および／または空調システムＳの内部に配置され、主要空気流は、予め熱処理されてから自動車の車室内に導入される。第１の膨張装置６および第２の膨張装置１２は、外部熱交換器８に対して直列に配置されている。より詳しくは、第１の膨張装置６は、外部熱交換器の入力に配置され、第２の膨張装置１２は、外部熱交換器８の出力に配置されている。
【００１３】
熱管理システム１は、また、たとえば水グリコールなどの熱媒流体（以下「熱媒」という）が流れる流路２０を含んでいる。この流路２０は、ポンプ２２と、バルブ２４と、自動車の電気バッテリや自動車の駆動または推進システム、および熱を放出する他のあらゆる電気装置等の補助手段２６と、熱保存装置２８と、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０と、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２と、電気加熱装置３４と、バルブ３６と、ラジエータ３８と、空気−熱媒熱交換器４０とを含んでいる。
【００１４】
熱保存装置２８には、熱保存手段Ｍが収容されている。熱保存手段Ｍは、たとえば水、グリコール、塩水またはパラフィン溶液等の相変化物質であり、温熱量（ｃａｌｏｒｉｅｓ）（すなわち熱）または冷熱量（ｆｒｉｇｏｒｉｅｓ）（すなわち冷気）を貯蔵し、これらが熱媒を介して流路２０に拡散されることになる。従って、熱保存手段は、潜熱（相変化）または顕熱により熱エネルギーを蓄積することができる。この熱保存装置２８の詳しい説明は後述する。
【００１５】
第１の冷媒−熱媒熱交換器３０は、ループ２に接続されている。「接続されている」とは、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０が、冷媒の循環ダクトを含むことを意味する。そのため、冷媒と熱媒は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部で循環し、そのために、流路２０の熱媒とループ２の冷媒との間で、温熱量または冷熱量を交換することができる。この第１の冷媒−熱媒熱交換器３０は、冷媒の循環方向から見てコンプレッサ４の下流でループ２に接続されている。換言すれば、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０は、コンプレッサ４の出力に接続されている。
【００１６】
第２の冷媒−熱媒熱交換器３２は、ループ２に接続されている。そのため、流路２０の熱媒とループ２の冷媒との間で温熱量または冷熱量を交換することができる。この第２の冷媒−熱媒熱交換器３２は、冷媒の循環方向から見てコンプレッサ４の上流でループ２に接続されている。換言すれば、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２は、コンプレッサ４の入力に接続されている。
【００１７】
電気加熱装置３４は、正の温度係数を有する石材等の抵抗素子（図示せず）を含み、自動車のバッテリから送られる電気エネルギーを熱エネルギーに変えることができる。そのため、これらの抵抗素子は、熱媒を加熱することができる。変形例では、電気加熱装置３４は流路２０に配置され、第２の電気加熱装置は、熱保存装置２８の内部に配置されている。
【００１８】
ラジエータ３８は、換気、暖房、および／または空調システムＳの内部に配置され、ラジエータ３８を通過する主要空気流Ｆと熱媒との間で、熱交換を行うことができる。
【００１９】
空気−熱媒熱交換器４０は、自動車の前面に配置され、外部空気流と熱媒との間の熱交換を可能にする。
【００２０】
前述のように、空調ループと、上記のような流路との組み合わせによって、ループ２の成績係数を改善することができる。さらに、熱管理システム１は、「ヒートポンプ」モードのときに外部熱交換器に霜が付かないようにする。そのため、空調ループの効率が高められる。なぜなら、外部熱交換器に霜が付くと、外部熱交換器が霜で塞がれて外部空気流が全面的に通過不能になるために、ループ２がもはや適正に動作することができないからである。
【００２１】
この第１の実施形態につき、以下、３つの動作モードについて説明する。
【００２２】
空調ループの熱管理システム１の第１の動作モードは、外気温が２５〜５０℃であって、車室内の空気、すなわち主要空気流Ｆを冷却したいときに実行される。
【００２３】
この第１のモードでは、次の２つの状況が存在する。第１の状況は、熱保存装置３４が完全に冷熱量を充填される状況である。「完全に充填される」とは、熱保存装置３４が、たとえば０〜５℃の、可能な最大量の冷熱量を貯蔵することを意味する。
【００２４】
この第１のモードによれば、ループ２は通常の動作モードで動作し、すなわち、ループ２の利用によって、エバポレータ１４を通過する主要空気流Ｆを冷却することができ、冷媒は次のように循環する。冷媒は、コンプレッサ４で圧縮されて、高温高圧状態に置かれる。高圧の冷媒は、減圧されずに第１の膨張装置６を通過し、次いで、外部熱交換器８に到着し、そこで冷却される。そのため、通常の動作モードでは、外部熱交換器８は、コンデンサまたは気体冷却器として作用する。外部熱交換器８の出力部で、高圧冷媒はバルブ１０を通過し、その後、第２の膨張装置１２の内部を通過しながら減圧される。第２の膨張装置１２を出ると、冷媒は低圧状態になり、エバポレータ１４に到着し、そこで再び加熱される。このようにして、主要空気流Ｆは、エバポレータ１４を通過することによって冷却される。最後に、冷媒は、ボンベ１６を通過してからコンプレッサ４に到着する。
【００２５】
流路２０は、ループ２と同時に次のように動作する。ポンプ２２が給電されて、流路２０の内部で熱媒を循環させる。熱媒は、熱保存装置２８を通り、冷熱量を充填される。その結果、熱保存装置２８の出力で、熱媒は０〜５℃になる。その後、熱媒は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０に直接到達し、次いで、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２は、バルブ３２ａによって迂回路３２ｂを介して迂回される。その場合、熱媒と冷媒との間で熱交換が行われ、熱媒の冷熱量が冷媒に伝達され、これによって冷媒が冷却される。こうした冷却は、熱的な観点から外部熱交換器８の内部における冷媒の冷却を補完する。熱媒は、その後ポンプ２２に戻る。
【００２６】
外気温が高くなった場合、熱媒が補助手段２６を通過し、これらの補助手段２６の温熱量を排出することができる。換言すると、冷媒を冷却しながら、補助手段２６を同様に冷却することができる。
【００２７】
外気温によって可能になる場合は、たとえば温度２５℃のとき、外気流により熱媒を冷却するために、空気−熱媒の熱交換器４０を使用することができる。この変形例は、熱保存装置２８の冷熱量の放出を減速するという利点を有する。その理由は、熱媒にもたらされる冷熱量が、熱保存装置に貯蔵される熱保存手段Ｍと、空気−熱媒熱交換器４０を通過する外部空気流とから同時に入るからである。
【００２８】
第２の状況は、熱保存装置に貯蔵された冷熱量の量が、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部を通過する冷媒を冷却するのに不十分な状況（約２５℃）である。この第２の状況は、第１の状況において熱保存手段Ｍが０から２５℃に移行するのに十分に長い時間がかかったときに発生する。この場合、冷媒は、空気−熱媒熱交換器４０を介して冷却される。
【００２９】
熱管理システム１の第２の動作モードは、外気温が−５〜１０℃のときに、車室の空気、従って主要空気流Ｆを加熱したい場合に実行される。
【００３０】
この第２のモードでも、同様に次の２つの状況が存在する。第１の状況は、熱保存装置３４が完全に温熱量を充填されている状況である。「完全に充填されている」というのは、熱保存装置３４が、たとえば９０℃の、可能な最大量の温熱量を貯蔵していることを意味する。
【００３１】
この第２のモードの第１の状況によれば、ループ２は動作しない。なぜなら、熱保存装置２８の温熱量だけが、ラジエータ３８を通過する主要空気流Ｆの加熱に用いられるからである。この観点から、ポンプ２２が使用され、熱媒は、熱保存装置２８の内部を通過することによって温熱量を充填される。その後、熱媒は、第１および第２の冷媒−熱媒熱交換器を通過せずに、ラジエータ３８に直接到着する。熱媒の温熱量がラジエータ３８を介して主要空気流Ｆに伝えられると、熱媒はポンプ２２に戻る。変形例では、主要空気流Ｆは、追加的に、電気ヒータ４２によって直接、あるいは電気加熱装置３４によって間接的に加熱される。
【００３２】
第２の状況は、熱保存装置の内部に収容される熱保存手段Ｍの温度が、所望の熱的快適性を得るのに十分に高くない状況である。このような状況では、熱保存手段の温度は、車室の空気に対して対象とされている温度より低いが、外気温度よりは高い。たとえば熱保存手段Ｍの温度は３０℃である。
【００３３】
ループ２は、ここでは、主要空気流Ｆの加熱に必要な温熱量を供給するために使用される。その場合、ループは、いわゆる「ヒートポンプ」モードで動作する。ループ２が、いわゆる「ヒートポンプ」動作モードで動作すると、コンプレッサ４により予め圧縮された冷媒は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部を循環するときに冷却される。冷媒のこうした冷却は、冷媒と、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部を通る熱媒との間の熱交換によって得られる。換言すれば、熱媒は、冷媒から温熱量を充填される。そのため、熱媒に伝達される温熱量によって、ラジエータ３８を通過する主要空気流Ｆを加熱することができる。冷媒は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０から出ると、第１の膨張装置６に到達し、そこで減圧される。その後、冷媒は、外部熱交換器８を通る外気流により加熱される。従って、「ヒートポンプ」動作モードでは、外部熱交換器８は、エバポレータとして作用する。冷媒は、バルブ１０を通過すると、ボンベ１６に向かって方向付けられて、コンプレッサ４に到達する。なぜなら、バルブ１０によって、通常の動作モードでは第２の膨張装置１２とエバポレータ１４とに、あるいは「ヒートポンプ」動作モードではボンベ１６とコンプレッサ４とに、冷媒を方向付けできるからである。
【００３４】
熱保存装置２８の温熱量も同様に、主要空気流Ｆの加熱のために利用されて、ループ２からもたらされる温熱量を補う。このため、熱媒は、熱保存装置２８を通過し、温熱量を充填される。その後、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０に直接到達し、そこで、冷媒から送られる追加温熱量を充填される。
【００３５】
変形例では、熱媒が第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を通過してから、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０を通過する。これは、冷媒が外部熱交換器８の内部を通過するときに、冷媒の加熱を補う冷媒加熱を行うという利点を有する。なぜなら、空調ループと上記のような流路との組み合わせによって、「ヒートポンプ」モードの際に外部熱交換器に霜が付くのを免れることができるからである。その結果、外部熱交換器８に霜が付くおそれは著しく低減される。実際、冷媒は、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の内部で熱媒により加熱されるので、その場合、冷媒の温度は、外部空気流の湿気が外部熱交換器８で凝縮あるいは着氷する温度よりも高い。また、外部熱交換器８を介した外部空気流の通過を阻止するように、閉鎖装置６０を利用することもできる。このようにして、霜が付くリスクが除去される。
【００３６】
他の変形例によれば、補助手段２６を冷却する必要がある場合、冷媒は、これらの補助手段ならびに空気−熱媒熱交換器の内部を通過する。外部の温度が下がるので、補助手段２６の温熱量が、空気−熱媒熱交換器を通る外気流によって流路から排出される。これらの温熱量もまた、熱保存装置２８、および／または第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を再加熱するために使用可能である。
【００３７】
ループ２が、異なる２つのモード（通常モードまたは「ヒートポンプ」モード）で動作可能であるので、外部熱交換器８は、選択されたモードに応じてコンデンサまたはエバポレータとして作用する。そのため、外部熱交換器８は、２つの動作モードで最高の熱性能を提供するように寸法決定される。「寸法決定」とは、熱交換器の構造的な寸法、および冷媒と外部空気流との間で熱交換をする熱交換器の内部熱管理システムの構造的な寸法とを意味する。しかし、このような外部熱交換器は、コンデンサ自体、またはエバポレータ自体に匹敵する性能を提供するものではない。なぜなら、コンデンサは、コンデンサの内部を通過する冷媒が、冷却されるために外気流から送られる冷熱量に対応する供給量を必要とするので、通常、エバポレータよりも大きい寸法を有するからである。外気流は、外部の気候条件に依存するので、時として冷媒の温度に近い温度になることがあり、これによって冷媒の冷却が制限される。従って、外部気候条件がどのようなものであろうと、冷媒を冷却できるようにするように、外気流とコンデンサの内部にある冷媒との間の熱交換面積が大きくされる。
【００３８】
第３の動作モードも同様に可能である。この第３の動作モードは「除湿モード」と呼ばれ、外の空気の温度が５〜１５℃、好ましくは１０℃の場合に実行される。この動作モードでは、主要空気流の水滴を凝縮して、車室の乾燥空気を供給し、また主要空気流Ｆを加熱するために、主要空気流Ｆを冷却することが求められる。
【００３９】
この第３のモードによれば、ループ２は、主要空気流Ｆに存在する水滴を凝縮するために主要空気流Ｆを冷却するのに用いられる。そのため、ループ２は、エバポレータ１４が用いられる第１の動作モードと同様に使用される。
【００４０】
同時に、流路２０は、熱保存装置２８に貯蔵された温熱量を、主要空気流Ｆを加熱するための熱源として使用するように動作する。この観点から、ポンプ２２は、熱保存装置２８に熱媒を供給するように動作する。熱媒は、温熱量を充填されてからラジエータ３８に直接到着し、その後、ポンプ２２に戻る。
【００４１】
変形例では、必要な要求に対して、熱保存装置が十分な温熱量を含まない場合、熱媒が第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部を通過して、熱媒によってもたらされる温熱量を充填される。
【００４２】
図２は、第１の実施形態の可能な変形例を示しており、ラジエータ３８の代わりに内部コンデンサ３９が用いられているが、他の構造全体は前と同様である。この変形例は、ループ２が発生する温熱量が、熱媒を通過するのではなく、冷媒を介して空気流を加熱するように直接使用されるので、主要空気流Ｆの最適加熱を行えるという利点を有する。実際、（ラジエータ３８を介した）流路による主要空気流の加熱は、冷媒と熱媒との間の中間の熱交換を意味するが、この変形例では、こうした熱交換が行われないので、そのために、エネルギー収量がいっそう高められる。
【００４３】
特に、ループ２は、コンプレッサ４の出力に内部コンデンサ３９を加えるように変更されている。内部コンデンサ３９は、換気、暖房、および／または空調システムの内部に配置され、主要空気流Ｆの加熱を行う。冷媒の観点から、内部コンデンサ３９の入力は、コンプレッサ４の出力に接続され、内部コンデンサの出力３９は第１の膨張装置６に接続されている。
【００４４】
その結果、流路２０も同様に変更されている。ラジエータ３８ならびにバルブ３６は除去されている。そのため、第１の冷媒−熱媒熱交換３０から出て、電気加熱装置３４から出る熱媒は、空気−冷媒熱交換器４０に直接到達する。
【００４５】
図３〜図３ｈに示す第２の実施形態では、熱保存装置２８が、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０と第２の冷媒−熱媒熱交換器３２とに対して並列に配置されている。流路２０のこのような特定の構成は、外部の気候条件がどのようなものであっても、また、補助手段２６により必要とされる熱的要求がどのようなものであっても、きめ細かで最適の熱的快適性を自動車の乗員に供給するという利点を有する。
【００４６】
この第２の実施形態による熱管理システム１は、第１の実施形態に記載したものと同じループ２と、熱保存装置２８が第１の冷媒−熱媒熱交換器３０および第２の冷媒−熱媒熱交換器３２に並列に配置される流路２０’とを有する。熱保存装置２８は、また、空気−熱媒熱交換器４０に対して並列に配置されている。従って、何も変更がない構成部品については、第２の実施形態でも同様に第１の実施形態の参照符号を使用する。
【００４７】
流路２０’は、また、追加ポンプ４４を備えている。追加ポンプ４４は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０と熱保存装置２８との間に配置されている。流路２０’における２つのポンプ２２、４４の存在により、熱管理システム１の選択された動作モードに応じて、流路２０’の内部で熱媒の２つの独立した行程を形成することができる。後述する各動作モードでは、外部の気候条件に応じて、流路２０’のバルブが開閉されることにより、流路２０’の内部で熱媒の１つまたは２つの独立した行程を形成する。
【００４８】
図３ａは、冬季の状況で、自動車の始動時に主要空気流Ｆが加熱される動作モードを示す。
【００４９】
このモードによれば、ループ２は動作しない（すなわち、コンプレッサがＯＦＦである）。主要空気流Ｆは、自動車を停止して家に駐車しているときに予め充電される熱保存装置２８から取り出した温熱量により加熱される。ここでは、相変化物質の温度が少なくとも９０℃であるとする。主要空気流Ｆのこうした加熱を実現するために、追加ポンプ４４は、熱媒の循環方向に追加ポンプ４４、バルブ５４、熱保存装置２８、バルブ２８ａ、電気加熱装置３４、バルブ３６、ラジエータ３８、バルブ４６、バルブ３０ａ、および結合される迂回路３０ｂを含む第１の行程Ｔ１に従って熱媒を送る。バルブ５４は、熱保存装置２８に向かって熱媒を方向付けることができる。バルブ３６は、ラジエータ３８に向かって熱媒を方向付けることができ、バルブ４６は、バルブ３０ａに向かって熱媒を方向付けて、空気−熱媒熱交換器４０への熱媒の通過を阻止することができる。熱媒がこの第１の行程Ｔ１を実施できるようにするために、バルブ３０ａは、迂回路３０ｂに熱媒を方向付け、それによって熱媒が第１の冷媒−熱媒熱交換器３０を通るのを阻止するように構成されている。電気加熱装置３４から出た熱媒は、バルブ３６を介してラジエータ３８に導かれる。最後に、バルブ２８ａが、熱保存装置２８に向かって熱媒を方向付けて、補助手段２６に到達しないようにする。
【００５０】
変形例では、主要空気流Ｆが、ラジエータ３８と電気ヒータ４２とにより同時に加熱される。
【００５１】
冬季であっても、補助手段２６を冷却することが必要な場合がある。そのため、熱媒は、以下のように第２の行程Ｔ２をたどる。ポンプ２２は、各バルブ２４を介して補助手段２６に熱媒を送る。次いで、熱媒は、空気−熱媒熱交換器４０に直接到達し、この熱交換器は、補助手段２６から送られる温熱量が、前記熱交換器４０を通る外気流によって流路２０’から排出されるようにすることができる。実際、この外気流の温度は５℃以下であって、空気−熱媒熱交換器４０の入力における熱媒の温度よりも低い。このため、補助手段２６の出力にある熱媒はバルブ４８を通り、このバルブは、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２に向かって熱媒を方向付けて、熱保存装置２８に向かって通過しないようにする。その後、熱媒は、迂回路３２ｂと、結合されるそのバルブ３２ａとを介して、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を迂回する。バルブ５０は、空気−熱媒熱交換器４０に向かって熱媒を方向付けて、その迂回を阻止する。熱媒は、空気−熱媒熱交換器４０を通過し、バルブ５２に到達し、このバルブが熱媒をポンプ２２に向かって方向付ける。
【００５２】
上記のモードによれば、バルブ２８ａ、５０、５２は、第１の行程Ｔ１および第２の行程Ｔ２が互いに独立するように構成される。換言すれば、第１の行程Ｔ１および第２の行程Ｔ２は、流体的な観点から互いに連通しない。
【００５３】
図３ｂに示す変形例では、第１の行程Ｔ１だけが利用される。なぜなら、ここでは、自動車の始動時に補助手段２６を冷却する必要がないからである。
【００５４】
図３ｃおよび図３ｄは、冬季の状況で自動車が走行中であるときに、主要空気流Ｆが加熱される動作モードを示す。その場合、熱保存手段Ｍの温度は、熱保存装置２８を使用するために上記のモードよりも低く、５０℃であるとする。
【００５５】
図３ｃでは、ループ２が使用されている（コンプレッサ４がＯＮである）。熱媒は、コンプレッサ４により圧縮されると高圧高温になり、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０を通過し、これらの温熱量を熱媒に向かって交換する。その後、冷媒は、第１の膨張装置６の内部で減圧されてから、外部熱交換器８の内部を通過しながら加熱される。冷媒は、バルブ１０を通過しながらコンプレッサ４に戻る。このバルブは、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２とボンベ１６とからエバポレータ１４に向かう冷媒の通過を阻止するように構成されている。冷媒は、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を通過するとき、熱媒から温熱量を受け取って再び加熱される。
【００５６】
流路２０’の内部では、熱媒の２つの行程が形成される。第１の行程Ｔ１’は、熱媒の循環方向に、追加ポンプ４４、バルブ５４、電気加熱装置３４、バルブ３６、ラジエータ３８、バルブ４６、バルブ３０ａ、および第１の冷媒−熱媒熱交換器３０を含む。ここでは、バルブ５４は、追加ポンプ４４の熱媒が電気加熱装置３４に向かって直接通過できるようにして、熱保存装置２８に向かう通過を阻止し、バルブ３０ａは、迂回路３０ｂの内部の通過を阻止するように構成され、バルブ３６は、ラジエータ３８に向かう通過を可能にし、バルブ４６は、バルブ３０ａと第１の冷媒−熱媒熱交換器３０とに向かう通過を可能にしている。従って、主要空気流Ｆは、熱媒によって第１の冷媒−熱媒熱交換器３０に蓄積された温熱量を介して加熱される。変形例では、電気加熱装置３４が、熱媒の温度を上げるために利用される。
【００５７】
第２の行程Ｔ２’は、熱媒の循環方向に、ポンプ２２と、バルブ２４と、補助手段２６と、バルブ２８ａと、熱保存装置２８と、バルブ４８と、迂回路３２ｂおよび結合されるバルブ３２ａと、バルブ５０と、空気−熱媒熱交換器１０と、バルブ５２とを含んでいる。この第２の行程Ｔ２’は、補助手段２６を冷却し、熱保存装置２８と空気−熱媒熱交換器４０との組み合わせ作用を介して、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を再加熱することができる。
【００５８】
このモードによれば、バルブ２８ａ、５０、５２、５４のそれぞれの構成によって、第１の行程Ｔ１’および第２の行程Ｔ２’が、流体的な観点から独立しているようにすることができる。
【００５９】
図３ｄに示す変形例では、補助手段２６が冷却されない。その結果、空気−熱媒熱交換器４０は使用されず、熱保存装置２８だけが第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の加熱を行う。バルブ５０の構成は、熱媒が空気−熱媒熱交換器４０に向かう通過を阻止するものであり、バルブ２４は閉じられて、補助手段２６への冷媒の通過を阻止し、そのため、バルブ２４ａは開放されて、熱媒が、結合される迂回路２４ｂを通過できるようにされ、この迂回路２４ｂは、補助手段２６とバルブ２４とに並列に配置されている。
【００６０】
図３ｅと図３ｆは、主要空気流Ｆがエバポレータ１４により冷却される動作モードを示す。このモードでは、気候条件が夏であり（外気温３０℃）、自動車は停止状態にある。熱保存装置２８は、家庭で同様に冷熱量を充填され、その場合、相変化物質の温度は０℃である。
【００６１】
図３ｅでは、ループ２が利用されている。熱媒は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０で冷却され、次いで外部熱交換器８で冷却される。ループは、第２の膨張装置１２により減圧され、エバポレータ１４で再加熱される。このようにして、熱媒は主要空気流Ｆを冷却する。
【００６２】
流路２０’の内部では、第１の行程Ｔ１”が、追加ポンプ４４と、バルブ５４と、熱保存装置２８と、バルブ２８ａと、電気加熱装置３４と、バルブ３６と、バルブ４６と、バルブ３０ａと、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０とを含んでいる。ここでは、バルブ３６は、熱媒が冷媒３８に向かって通過するのを阻止する。バルブ５４は、追加ポンプ４４の熱媒を熱保存装置２８に向かって案内する。熱保存装置２８の内部に貯蔵され、熱媒により第１の冷媒−熱媒熱交換器３０に向かって運ばれる冷熱量は、外部熱交換器８の内部での冷却の前に熱媒を冷却することができる。
【００６３】
第２の行程Ｔ２”は、ポンプ２２と、バルブ２４と、補助手段２６と、熱媒を第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の方に案内するバルブ４８と、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２と、熱媒をポンプ２２に向かって通過可能にするバルブ５０とを含んでいる。
【００６４】
その場合、バルブ４８、５０、４６、２８ａの構成によって、第１の行程Ｔ１”と第２の行程Ｔ２”の行程とを独立させうることが分かる。
【００６５】
ここでは、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の内部を熱媒が通過することによって補助手段２６が冷却される。なぜなら、熱媒により第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の内部に供給された温熱量は、冷媒を加熱することができるからである。このようにして、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の出力で、熱媒が冷却され、その結果、補助手段が同様に冷却される。
【００６６】
図３ｆでは、主要空気流Ｆを冷却するために、熱管理システム１が利用される。ループ２は、図３ｅで説明したのと同様に動作する。第１の行程Ｔ１”は図３ｅのものと同じであり、第２の行程Ｔ２”だけが変更されている。この観点から、補助手段２６の冷却は、空気−熱媒熱交換器４０によって行われる。そのため、バルブ３２ａは、熱媒が第２の冷媒−熱媒熱交換器３２に向かって通過するのを阻止し、バルブ５０、５２は、熱媒が空気−熱媒熱交換器４０を通過し、次いでポンプ２２に戻ることができるように構成されている。
【００６７】
図３ｇは、主要空気流Ｆがエバポレータ１４によって冷却される動作モードを示す。このモードでは、気候条件が夏季のものであり（外気温３０℃）、自動車が走行中である。熱保存装置２８は、図３ｅおよび図３ｆによる使用のために、それほど冷熱量を充填されない。その場合、熱保存手段Ｍの温度は２５℃である。
【００６８】
ループ２は、図３ｅおよび図３ｆのモードと同様に動作する。第１の行程Ｔ１’”は、追加ポンプ４４と、バルブ５４と、電気加熱装置３４と、バルブ３６と、バルブ６２と、空気−熱媒熱交換器４０と、バルブ４６と、バルブ３０ａと、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０とを含んでいる。バルブ５２は、電気加熱装置３４とバルブ３６とから出る熱媒を空気−熱媒熱交換器４０に向かって方向付けることができる。
【００６９】
この第１の行程Ｔ１’”は、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部で熱媒を冷却し、冷媒から熱媒に移される温熱量が、空気−熱媒熱交換器４０により、熱管理システム１から排出される。
【００７０】
流路２０’のこの動作モードによれば、熱保存装置２８は、ループ２から供給される冷熱量を再充填させる。このように第２の行程Ｔ２’”は、ポンプ２２と、バルブ２４ａと、迂回路２４ｂと、バルブ２８ａと、熱保存装置２８と、バルブ４８と、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２と、バルブ５０とを含んでいる。第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の内部で、冷媒の冷熱量が熱媒に移され、その後、熱媒が熱保存装置２８に冷熱量を運ぶ。
【００７１】
図３ｈは、夏季の条件での動作モードを示す。この動作モードは、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０と第２の冷媒−熱媒熱交換器３２とを組み合わせて動作させるために利用される。このような組み合わせによって、ループ２の動作時の成績係数を改善することができる。このようにして、冷媒が高圧高温状態および低圧低温状態で循環する内部熱交換器から得られるのと同じ効果が得られ、この２つの状態の間で熱交換が行われて、ループ２の成績係数が高められる。そのため、熱管理システム１の動作モードに応じて冷媒と熱媒との間で、温熱量または冷熱量をそれぞれ交換するため最初に設けられた第１の冷媒−熱媒熱交換器３０と第２の冷媒−熱媒熱交換器３２との存在を組み合わせることにより、ループ２に追加部品すなわち内部熱交換器または「ＩＨＸ」を加える必要性なしに、ループ２の成績係数が改善される。
【００７２】
このため、ループ２は、通常モードで動作し、流路２０’は、熱媒が、その循環方向に、追加ポンプ４４、バルブ５４、バルブ４８、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２、バルブ３２ａ、バルブ５０、バルブ４６、バルブ３０ａ、および第１の冷媒−熱媒熱交換器３０に循環する単一行程Ｔを含んでいる。第２の冷媒−熱媒熱交換器３２を通過する冷媒は、低温低圧であるので、冷熱量を運ぶ。この冷熱量は、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２の内部で熱媒と熱交換される。同様に、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０を通過する冷媒は、高温高圧であり、その場合には、第１の冷媒−熱媒熱交換器３０の内部で、熱媒と熱交換される温熱量を運ぶ。
【００７３】
本明細書に記載されたすべての実施形態の変形例では、換気、暖房、および／または空調システムＳが、主要空気流Ｆを加熱可能な電気ヒータ４２を含んでいる。電気ヒータの作動は、ラジエータ３８の作動を補うものである。
【００７４】
従って、電気自動車またはハイブリッド自動車のための上記の熱管理システム１のすべての実施形態および変形例は、各ユニットの間で冷媒と熱媒との循環を介して相互作用する４つのユニットから構成されている。これらは、主に以下により構成されている。
・電気コンプレッサ４により作動される熱力学的な加熱または冷却サイクルを実現可能にするループ２と、
・この流路の各構成部品の間で冷気または熱を排出する流路２０。
【００７５】
次に、熱管理システム１を構成する４つのユニットについて、動作および構成部品に関して説明する。
【００７６】
熱管理システム１と外気流との間の熱交換を管理する前面ユニット１００。このユニットには次の４つの機能がある。
・ループ２が作動解除され（コンプレッサがＯＦＦ）るか、あるいは通常モードで動作する（エバポレータ１４が主要空気流Ｆを冷却する）場合、前面ユニット１００は、熱管理システム１により排出される熱の一部を外気流に向けて排出する。
・ループ２が「ヒートポンプ」モードで動作する場合、前面ユニットは、外部熱交換器８を供給するために外気流から熱を取り出す。
・「ヒートポンプ」モードの幾つかの動作段階で、前面ユニット１００は、空気−熱媒熱交換器４０を介して外気流に向かって熱を排出すると同時に、外部熱交換器８を介して外気流から熱を取り出す。こうした状況で、自動車の前部における空気−熱媒熱交換器４０の存在により、外気流の循環方向から見て、ちょうど下流に配置された外部熱交換器８で、外気流に排出される熱の一部を回収することができる。これによって、同様に、外部熱交換器８の霜取りを行うことができる。
・幾つかの特定の動作モードでは、前面ユニット１００が、熱管理システム１と外気流との間の熱交換を減らすことができる。
【００７７】
前面ユニット１００は、熱管理システム１の一部をなす次の３つの構成部品を含んでいる。
・内部で熱媒が循環し、外気流との熱交換を行う空気−熱媒熱交換器４０。任意選択として、空気−熱媒熱交換器４０は、１つのバルブと１つの迂回路とにより補完されることによって、幾つかの動作モードで熱媒と外気流との熱交換を低減する。動作モードに応じて、空気−熱媒熱交換器４０は、熱管理システム１により取り出された温熱量を外気流に向かって排出し、その結果、熱媒を冷却する役割を果すか、あるいは、外気流から温熱量を取り出して熱媒を再加熱する役割を果たす。
・内部で冷媒が循環し、外部空気流との熱交換を行う外部熱交換器８。熱管理システム１の動作モードに応じて、この構成部品は、コンデンサ（通常モード）として作用するか、あるいはエバポレータ（「ヒートポンプ」モード）で作用する。
・外部空気流の流れの閉鎖装置６０。この閉鎖装置６０は、外部熱交換器８と空気−熱媒熱交換器４０とを閉鎖する可動フラップを含んでいる。この装置は、幾つかの動作モードで作動させられて、外部空気流と前面の熱交換器との間で熱交換を低減する。これは、特に、外部熱交換器の霜取りの必要がある場合に行われる。
【００７８】
変形例では、構成部品の相対的な配置、特に、空気−熱媒熱交換器４０を、外部熱交換器８の前方または後方に配置することによって、本発明に対して限定的ではない複数の変形例が構成される。
【００７９】
乗員の熱的快適性を確保するために、熱管理システム１と車室に吹き出される主要空気流Ｆとの間の熱交換を管理する換気、暖房、および／または空調システムＳ。
このシステムは、次の３つの機能を有する。
・吹き出される主要空気流の温度を外気温よりも下げるために、主要空気流Ｆを冷却する。
・吹き出される空気流の温度を外気温よりも上げるために、主要空気流Ｆを再加熱する。
・吹き出された空気の湿気の一部を凝縮させて湿度調整するために、主要空気流Ｆを連続して冷却および再加熱する。当該機能は、冷却または再加熱と組み合わせることができる。
【００８０】
換気、暖房、および／または空調システムＳは、熱管理システム１の一部をなす次の３つの構成部品を含んでいる。
・内部で冷媒が循環し、車室内に吹き出される主要空気流Ｆと熱交換するエバポレータ１４。エバポレータ１４の供給は、「ヒートポンプ」モードのいくつかの動作段階で冷媒供給を遮断できるように、１つのバルブと１つの迂流路とにより補完される。
・内部で熱媒が循環し、吹き出された主要空気流Ｆとの熱交換を行うラジエータ３８。変形例として、ラジエータ３８は、通常モードの幾つかの動作段階で熱媒供給を遮断できるように、１つのバルブと１つの迂回路とによって補完される。これにより、特に、通常モードで吹き出される主要空気流Ｆの妨害的な加熱を低減することができる。
・ラジエータ３８の変形例では、換気、暖房、および／または空調システムが内部コンデンサ３９を含んでいる。ラジエータを有する上記の第２のモードの上記のすべての変形例（流路２０’が２つのポンプ２２、４４を含む）は、内部コンデンサ３９を用いて適用可能であることに留意されたい。
・ラジエータ３８で利用提供される熱に応じて、吹き出された主要空気流Ｆの加熱を保証もしくは補完する電気ヒータ４２。この電気ヒータ４２は、複数の抵抗素子を含んでいる。
【００８１】
換気、暖房、および／または空調システムＳの変形例は、このシステムを複数のサブモジュールに分解し、それぞれが、空気の冷却および再加熱を行う１つまたは複数の熱交換器を有する。これらのサブモジュールは、直列、および／または並列管路網により、冷媒および熱媒を供給可能にされている。
【００８２】
次の２つの主要機能を有する補助的な熱管理ユニット２００。
・温度および流量を制御する流路２０から供給することによって補助手段（バッテリ、自動車の推進もしくは駆動システム等）の温度調整をする。動作モードに応じて、自動車の走行中または自動車停止時の予備調整段階のときに、停止補助手段の各々を冷却もしくは加熱する。
・車室を再加熱するために、上記補助手段が失った温熱量を回収し、発電ユニット３００を介してこれらの温熱量を有効利用する。こうした有効利用は、温熱量が直接ラジエータ３８に送られるか、あるいは、「ヒートポンプ」モードでループ２の熱源として使用されるかに応じて直接または間接的に行われる。過渡的な動作モードでは、これらの温熱量の一部を熱保存装置２８に貯蔵可能である。
【００８３】
補助的な熱管理ユニット２００は、熱管理システム１の一部をなす次の３つの構成要素を含んでいる。
・流路２０の全体に熱媒を循環させるポンプ２２。
・補助手段の各々を供給するために並列配置された管路網。
・各ダクトで熱媒の流量分布を調整し、また、熱管理システム１内で循環する熱媒の全体流量を調整するための、各ダクトに１つのバルブと、１つの迂回路および１つの追加バルブ。
【００８４】
変形例では、各行程が、１つのポンプと、発電サブシステムに接続される特別な接続部とを備えた、２つの独立した行程に流路を分けている。この変形例によると、異なる温度で、補助手段を同時に供給可能にすることができる。単一流路と単一ポンプとからなる基準の解決方法では、必要な熱的機能の大部分を逐次的に実現できるので、管路網の複雑性とその管理とが著しく簡素化される。
【００８５】
熱出力要求を送られた熱管理システム１（換気、暖房、および／または空調システムＳと補助手段）の容量と、関連する被制御部（前面ユニット１００）とを、静的および過渡的な操作状態で、可能な限り最高のエネルギー効率で管理する熱出力生成ユニット３００。
【００８６】
熱出力生成ユニット３００は、次の３つの補完的な主要機能を行う。
・ループ２の熱力学的なサイクルにより、コンプレッサの電力より高い冷却または加熱出力を発生する。冷却出力は、エバポレータ１４により主要空気流Ｆに伝達される。加熱出力は、熱媒に伝えられ、熱媒は、その後、ラジエータ３８を介して主要空気流Ｆを再加熱する。加熱出力は、必要に応じて、熱媒の電気加熱装置３４により補完される。
・利用可能な電力を最大化し、システムのエネルギー効率を最適化するために、ループ２と流路２０との間の熱伝達を相互補助する。このような相互補助は、後述する５つの二次的な機能によって示される。ループ２の通常の動作モードでは、相互補助により、前面にある外部熱交換器８の上流に熱媒の第１の冷却段を設けることによって、コンプレッサの下流での冷媒の冷却容量を改善し、また、低温冷媒により熱媒を冷却可能にすることによって、補助手段の冷却容量を改善することができる。ループ２の「ヒートポンプ」モードでは、相互補助により、補助手段で回収された温熱量を「ヒートポンプ」モードでループ２が利用可能なエネルギー源として使用し、ループ２の動作モードがどのようなものであっても（通常モードまたは「ヒートポンプ」モード）、換気、暖房、および／または空調システムＳの要求と補助手段の要求とに対して、同時に使用可能な加熱出力を供給可能であり、ループ２のＢＰ位置（低圧−低温）とＨＰ（高圧−高温）位置とで同時に冷媒と熱媒との熱交換を導入することにより、「内部熱交換器」または「ＩＨＸ」タイプの付加的な熱交換器を導入する場合と同様に、熱力学的サイクルを変更することができる。その結果、上に挙げた数々の動作を補完するものとして、あるいは上記の動作とは独立して、熱交換温度を変更しながらサイクルのエネルギー性能を改善するためにこれを使用可能になる。
・冷熱量または温熱量の発生段階を、これらの冷熱量または温熱量の使用段階と切り離すことができる熱保存手段を配置する。熱保存手段は２つの補完的な機能を有し、すなわち、車両の停止時に外部電源に接続された熱管理システム１が発生する温熱量または冷熱量を貯蔵し、次いで、走行時には、電気消費を減らしながら車室、および／または補助手段に向けて方向付けられる主要空気流を冷却もしくは再加熱するために、これらの温熱量または冷熱量を再生する。こうした再生は、温度レベルが十分であれば、流路２０を介して直接実施可能であり、あるいは、温度レベルが不十分であれば（または温度が高すぎる場合は）「ヒートポンプ」モード（または通常モード）で熱力学的サイクルのソース（またはウェル）として間接的に実施可能である。しかし、この再生は、「ヒートポンプ」サイクルのソース（またはウェル）として前面と外気流とを使用することよりも好ましい。他の補完的機能は、走行時に、ループ２の成績係数（ＣＯＰ）が高くて好ましいときにループ２の熱力学的サイクルで生じた余分な温熱量または冷熱量を一時的に貯蔵し、次いで、成績係数が低いかまたは好ましくないときにこれを再生して、走行全体において熱管理システム１の平均的な成績係数を改善することである。この機能は、前面の霜取り段階を管理するために特に有効である。外部熱交換器８の霜取りが必要な場合、外部で温熱量を取り出すためにこの熱交換器を使用することはできない。すなわち、霜取り段階の間は、発電ユニット３００が熱保存装置２８で一時的に強制換気をする。霜取り段階が終了すると、熱管理システム１が次の霜取り段階に準備するために余分な温熱量により再び熱保存を行う。総合的に、このような構成は、全面的に電気による加熱で霜取り時の熱不足を補う全く進歩のない解決方法に比べて、走行全体にわたる熱管理システム１の平均成績係数の面では有利である。
【００８７】
発電ユニット３００は、少なくとも次の７つの構成部品を含んでいる。
・ループ２の低温（通常モード）または高温（「ヒートポンプ」モード）を生成する熱力学的サイクルを形成するために冷媒の圧力および温度を設定する電気コンプレッサ４。
・ループ２の冷媒充填を管理し、コンプレッサのガス供給を安全化し、冷媒をフィルタリング可能なボンベ１６。
・低圧低温および高圧高温で作動し、動作モードに応じて膨張装置または開放／閉鎖バルブとして作用するループ２のゾーンを管理する２つのバルブ。場合によってはバイパスバルブが形成される。
・ループ２の熱力学的サイクルが作動されている一方で主要空気流を冷却してはならない場合、「ヒートポンプ」モードで作動可能なエバポレータ１４のバイパスバルブ３６。
・動作モードに応じて、冷媒の冷却（通常モード）または熱媒の加熱（「ヒートポンプ」モード）に関与する第１の冷媒−熱媒熱交換器３０。
・動作モードに応じて、流路２０により排出される温熱量をヒートポンプの熱源として有効利用し、あるいは、補助手段を冷却するための熱媒の補完冷却を行う（通常モード）、第２の冷媒−熱媒熱交換器３２。
・動作モードに応じて、熱管理システム１のさまざまな使用段階で温熱量または冷熱量を貯蔵または再生可能な、熱保存装置２８。
・動作モードとエネルギー要求とに応じて、各熱交換器および熱保存装置２８のバイパスを可能にする、流路２０のバルブとバイパス路。
【００８８】
ループ２の熱力学的サイクルの作動とは独立して流路２０に温熱量を供給可能な電気加熱装置３４。電気加熱装置３４は、特に、停止時に熱保存装置２８を所定の温度にし、幾つかの動作モードでは熱媒の加熱を補完するものである。
【符号の説明】
【００８９】
１  熱管理システム
２  ループ
４  コンプレッサ
６  膨張装置
８  外部熱交換器
１０  バルブ
１２  第２の膨張装置
１４  エバポレータ
１６  ボンベ
２０  流路
２２  ポンプ
２６  補助手段
２８  熱保存装置
３０  第１の冷媒−熱媒熱交換器
３２  第２の冷媒−熱媒熱交換器
３４  電気加熱装置
３８  ラジエータ
３９  内部コンデンサ
４０  空気−熱媒熱交換器
４４  補助ポンプ
【図１】
2010280377.tif 000003
【図２】
2010280377.tif 000004
【図３】
2010280377.tif 000005
【図３ａ】
2010280377.tif 000006
【図３ｂ】
2010280377.tif 000007
【図３ｃ】
2010280377.tif 000008
【図３ｄ】
2010280377.tif 000009
【図３ｅ】
2010280377.tif 000010
【図３ｆ】
2010280377.tif 000011
【図３ｇ】
2010280377.tif 000012
【図３ｈ】
2010280377.tif 000013