(57)【要約】【課題】ヒートポンプの効率を低下させることなく、電動圧縮機の駆動回路を十分に冷却することのできる車両用ヒートポンプ装置を提供すること。【解決手段】この車両用ヒートポンプ装置は、車両用ヒートポンプ装置であって、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構および圧縮機構を駆動する電動モータを有する電動圧縮機と、電源から給電される直流電力を交流電力に変換して電動モータへ供給する駆動回路と、車両用ヒートポンプ装置の外部から導入される第１冷却液と電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒との間で熱交換を行う高温側水冷媒熱交換器と、を具備し、駆動回路は、高温側水冷媒熱交換器に導入される第１冷却液へ放熱可能なように第１冷却液の通路に近接配置されている、構成を採る。【選択図】図１０
2014059120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ヒートポンプ装置であって、
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構および前記圧縮機構を駆動する電動モータを有する電動圧縮機と、
電源から給電される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータへ供給する駆動回路と、
前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入される第１冷却液と前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒との間で熱交換を行う高温側水冷媒熱交換器と、
を具備し、
前記駆動回路は、前記高温側水冷媒熱交換器に導入される前記第１冷却液へ放熱可能なように前記第１冷却液の通路に近接配置されている、
車両用ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記高温側水冷媒熱交換器は、前記電動圧縮機の周囲を囲って、前記電動圧縮機と熱交換可能に接触している、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記駆動回路が収容され、且つ、前記第１冷却液の通路と隣接される回路収容部、
をさらに具備し、
前記駆動回路は、前記回路収容部の前記第１冷却液の通路に隣接する壁面に接触している、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記高温側水冷媒熱交換器を構成し、且つ、前記圧縮機構および前記電動モータを収容する筐体、
をさらに具備し、
前記回路収容部は前記筐体に設けられている、
請求項３記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記電動モータの交流電力を供給する電力用半導体である、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入される第２冷却液と前記電動圧縮機へ送られる低温低圧冷媒との間で熱交換を行う低温側水冷媒熱交換器と、
前記高温側水冷媒熱交換器の下流側の冷媒を膨張させる膨張弁と、を更に備え、
前記電動圧縮機、前記低温側水冷媒熱交換器、前記高温側水冷媒熱交換器、前記膨張弁、および、前記冷媒が流れる全通路が、一体化されている、
請求項１記載の車両用ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気で走行する自動車では、空調装置の冷媒を圧縮する圧縮機として電動圧縮機が採用される。電動圧縮機は、圧縮機構を駆動する電動モータと、電動モータへ交流電力を供給する駆動回路（例えばインバータ回路）とを備える。駆動回路は発熱するため冷却する必要がある。
【０００３】
従来の電動圧縮機では、駆動回路を冷媒によって冷却する構成が一般的であった。電動圧縮機には低温の冷媒が導入されるからである。
【０００４】
また、以前より、ヒートポンプを備え冷媒と冷却液との間で熱交換をおこなう車両用ヒートポンプ装置が知られている。非特許文献１には、車両用ヒートポンプ装置（ＨＰＡＣ：Heat Pump Air Conditioner）を備え、車両用ヒートポンプ装置が導出した冷却液を用いて車室内の冷暖房を行う車両の温度調整システムが開示されている。この車両用ヒートポンプ装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒から冷却液へ放熱を行うコンデンサと、冷却液を冷媒で冷やす冷却器と、コンデンサへ冷却液を送出するコンデンサポンプと、冷却器へ冷却液を送出する冷却器ポンプとを備えている。
【０００５】
さらに、以前より、コンプレッサから吐出された高温高圧冷媒によって冷却水を加熱し、この加熱された冷却水を用いて暖房を行う車両用空気調和装置が提案されている（特許文献１を参照）。特許文献１には、高温高圧冷媒によって加熱された冷却水（温水）に用いてエアコン用インバータ（駆動回路に相当）を冷却する構成が開示されている（特許文献１の図２０）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１９７９３７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Kowsky et al., "Unitary HPAC System", SAE International J. Passeng. Cars - Mech. Syst., 2012, doi:10.4271/2012-01-1050.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、冷媒を圧縮する電動圧縮機は、冷媒の吐出温度が制限温度を超えないように制御される。これは、過度の熱により電動モータの構成部品が劣化するのを避けるためである。
【０００９】
しかしながら、上記従来のように吸入した冷媒で駆動回路を冷却する構成では、駆動回路の放熱により吸入した冷媒の温度が上昇し、その結果、吐出温度が上がってしまうという課題があった。空調装置のフル稼働時には冷媒の吐出温度の上昇により電動圧縮機に回転制限が掛けられることが想定される。よって、吸入した冷媒への放熱は、空調装置のフル可動時における効率の低下につながる。
【００１０】
さらに、上記従来のように冷媒で駆動回路を冷却する構成では、冷媒が電動圧縮機の吸入側で加熱されるため、加熱により冷媒の体積が増加し、電動圧縮機の冷媒の吸入重量が減少してしまうという課題があった。電動圧縮機の冷媒の吸入重量の減少は、ヒートポンプの効率の低下につながる。
【００１１】
また、特許文献１のように、高温高圧の冷媒により加熱された冷却水を用いて駆動回路を冷却する構成では、冷却水が高温になるため、駆動回路を十分に冷却できないという課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、ヒートポンプの効率を低下させることなく、電動圧縮機の駆動回路を十分に冷却することのできる車両用ヒートポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る車両用ヒートポンプ装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構および前記圧縮機構を駆動する電動モータを有する電動圧縮機と、電源から給電される直流電力を交流電力に変換して前記電動モータへ供給する駆動回路と、前記車両用ヒートポンプ装置の外部から導入される第１冷却液と前記電動圧縮機が吐出した高温高圧冷媒との間で熱交換を行う高温側水冷媒熱交換器と、を具備し、前記駆動回路は、前記高温側水冷媒熱交換器に導入される前記第１冷却液へ放熱可能なように前記第１冷却液の通路に近接配置されている、構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動回路は、高温側水冷媒熱交換器に導入される第１冷却液へ放熱を行うので、ヒートポンプの効率を低下させずに、駆動回路を十分に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用ヒートポンプ装置を示す斜視図
【図２】実施の形態の車両用ヒートポンプ装置を示す一部破断図
【図３】実施の形態の車両用ヒートポンプ装置の冷媒および冷却液の流れについて説明する図
【図４】車両用ヒートポンプ装置を用いた車両温度調整システムについて説明する図
【図５】車両用ヒートポンプ装置を用いた車両温度調整システムについて説明する図
【図６】車両用ヒートポンプ装置のコンプレッサ筐体側の構成を示す一部破断の斜視図
【図７】車両用ヒートポンプ装置のコンプレッサ筐体側の構成を示す一部破断の斜視図
【図８】車両用ヒートポンプ装置のコンプレッサ筐体側の構成を示す断面図
【図９】図８のＤ−Ｄ線断面図
【図１０】車両用ヒートポンプ装置のインバータの周辺を示す一部破断の斜視図
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００１７】
＜車両用ヒートポンプ装置の構成＞
まず、本発明の実施の形態における各構成について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２は、本実施の形態に係る車両用ヒートポンプ装置の構成を示す図である。
【００１８】
車両用ヒートポンプ装置１は、車両に搭載される装置であり、低温側水冷媒熱交換器１１０と、高温側水冷媒熱交換器１１１と、冷媒を圧縮する電動圧縮機１１２とを備える。コンプレッサ筐体１０９は電動圧縮機１１２のシェルと高温側水冷媒熱交換器１１１とを兼ねた構成である。ここで、車両とは、例えば、電気自動車である。電気自動車とは、例えば、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、またはＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等、車両に搭載されている蓄電池を用いて走行する車両である。
【００１９】
車両用ヒートポンプ装置１は、その内部にヒートポンプを有し、ヒートポンプの冷媒と高温側の冷却液（第１冷却液に相当）および低温側の冷却液（第２冷却液に相当）との間で熱交換を行う。低温側の冷却液と高温側の冷却液とは、車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入される。
【００２０】
冷媒は、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）など、電気自動車に要求される極低温の環境下でもヒートポンプサイクルの効率を向上できる一方、作動圧力が高くなるものが採用される。
【００２１】
冷却液は、例えば、エチレングリコール水溶液などの液体である。冷却液は、不凍液であれば良く、エチレングリコール水溶液以外にプロピレングリコール水溶液を用いることも可能である。
【００２２】
高温側の冷却液は、高温側導入管１０４を介してコンプレッサ筐体１０９の外部から導入される（図１の矢印Ｂ）。この導入された冷却液は、高温側水冷媒熱交換器１１１にて加熱され、高温側導出管１０５から導出される（図１の矢印Ｂ）。冷却液は、高温側ウォータポンプ１０１が備える電力モータの駆動力にて輸送される。
【００２３】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、冷媒が流れる通路と高温側の冷却液が流れる通路とを備え、これら通路の間で熱を移動させるように構成されている。
【００２４】
低温側の冷却液は、低温側導入管１０６を介して車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入される（図１の矢印Ａ）。導入された冷却液は、低温側水冷媒熱交換器１１０にて冷却され、低温側導出管１０７から導出される（図１の矢印Ａ）。冷却液は、低温側ウォータポンプ１０２が備える電力モータの駆動力にて輸送される。
【００２５】
低温側水冷媒熱交換器１１０は、冷媒が流れる通路と低温側の冷却液が流れる通路とを備え、これらの通路の間で熱を移動させるように構成されている。
【００２６】
電動圧縮機１１２は、電動モータ１１２ａ、圧縮機構１１２ｂ、および、コンプレッサ筐体１０９により構成される。圧縮機構１１２ｂは電動モータ１１２ａが発生する駆動力により冷媒を圧縮する機構である。圧縮機構１１２ｂは、例えば、スクロール型を用いることができる。電動モータ１１２ａは、インバータ（駆動回路に相当）１１３により電気的に駆動される。インバータ１１３は電力用半導体（例えばＩＧＢＴ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を有しており、３相交流電力を発生し、電動モータ１１２ａへ供給する。電力用半導体は、パワー半導体、パワーデバイスとも呼ばれる。
【００２７】
また、車両用ヒートポンプ装置１は、電動圧縮機１１２の冷媒の入口の上流にアキュムレータ１０８を備える。アキュムレータ１０８は、冷媒を気体と液体に分離させることで、電動圧縮機１１２へ気体の冷媒のみを供給する役割をなす。電動圧縮機１１２の破壊を防止するためである。
【００２８】
また、車両用ヒートポンプ装置１は、低温側水冷媒熱交換器１１０の冷媒の入口の上流に膨張弁１１４を備える。膨張弁１１４は、熱量を変化させずに高圧の冷媒を低圧にすることで、冷媒を低温にして低温側水冷媒熱交換器１１０へ送る。
【００２９】
また、車両用ヒートポンプ装置１は、車両用ヒートポンプ装置１の外部から電源供給を受けるための給電部１０３を備える。給電部１０３は、コンプレッサ筐体１０９の外壁に備える。給電部１０３へ供給された電気エネルギーは、電動圧縮機１１２、高温側ウォータポンプ１０１、および、低温側ウォータポンプ１０２のそれぞれが備える電動モータの駆動に用いられる。
【００３０】
＜車両用ヒートポンプ装置の動作＞
次に、図３を用いて車両用ヒートポンプ装置１の冷媒と冷却液の流れについて説明する。
【００３１】
始めに、冷媒の流れを説明する。図３の矢印Ｃは冷媒の流れる方向を示している。冷媒は、電動圧縮機１１２、高温側水冷媒熱交換器１１１、膨張弁１１４、低温側水冷媒熱交換器１１０を、この順で流れる。この冷媒の流れにより、ヒートポンプサイクルが構成される。
【００３２】
電動圧縮機１１２で圧縮された高温高圧の冷媒は、高温側水冷媒熱交換器１１１にて熱を放出して液体となる。液体となった冷媒は、膨張弁１１４にて急激に膨張され、低温低圧の冷媒となる。この低温低圧の冷媒は、低温側水冷媒熱交換器１１０にて熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒はアキュムレータ１０８を通過して電動圧縮機１１２にて再度、圧縮される。
【００３３】
続いて、冷却液の流れを説明する。高温側導入管１０４を介してコンプレッサ筐体１０９の外部から導入された冷却液は、先ず、インバータ１１３から熱を吸収する（インバータ１１３の冷却構造については後述する）。続いて、冷却液は、高温側水冷媒熱交換器１１１にて高温の冷媒と熱交換を行って加熱される。加熱された冷却液は、高温側導出管１０５から導出される。
【００３４】
低温側導入管１０６を介して車両用ヒートポンプ装置１の外部から導入された冷却液は、低温側水冷媒熱交換器１１０にて低温の冷媒と熱交換を行って冷却され、低温側導出管１０７から導出される。
【００３５】
このように、実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１では、装置内だけで冷媒を循環させてヒートポンプサイクルを実現している。さらに、高温側水冷媒熱交換器１１１および低温側水冷媒熱交換器１１０は、空気ではなく液体（冷却液）と冷媒との間で熱交換を行う。この構成により、車両用ヒートポンプ装置１は、冷却液を介して車両用ヒートポンプ装置１から離れた箇所から熱を吸収し、車両用ヒートポンプ装置１から離れた箇所へ熱を放出することができる。
【００３６】
＜車両温度調整システム＞
次に、図４および図５を用いて、車両用ヒートポンプ装置１を用いた車両温度調整システムについて説明する。図４は車両温度調整システムの暖房運転時の説明図、図５は車両温度調整システムの冷房運転時の説明図である。
【００３７】
高温側導出管１０５から導出した加熱された冷却液、および、低温側導出管１０７から導出した冷却された冷却液は車両用空調装置２へ導入され、冷房もしくは暖房に用いられる。車両用空調装置２は、ファイアウォール７の車室側に配置され、車室内の空調を行う装置である。車両用ヒートポンプ装置１は、ファイアウォール７の車室外の側に配置される。
【００３８】
車両用空調装置２は、冷房用空気冷媒熱交換器２００、暖房用空気冷媒熱交換器２０１、ブロワファン２０２、および、切換ドア２０３を備える。
【００３９】
冷房用空気冷媒熱交換器２００は、ブロワファン２０２により送風された空気と、低温側導出管１０７から導出した冷却された冷却液との間で熱交換を行い、空気を冷却するものである。冷却された空気は車室内へ導かれ、車室内の冷房に用いられる。
【００４０】
冷房用空気冷媒熱交換器２００にて加熱された冷却液は、低温側導入管１０６を介して、再度、車両用ヒートポンプ装置１へ導入される。
【００４１】
暖房用空気冷媒熱交換器２０１は、ブロワファン２０２により送風された空気と、高温側導出管１０５から導出した加熱された冷却液との間で熱交換を行い、空気を加熱するものである。加熱された空気は車室内へ導かれ、車室内の暖房に用いられる。
【００４２】
暖房用空気冷媒熱交換器２０１にて冷却された冷却液は、高温側導入管１０４を介して、再度、車両用ヒートポンプ装置１へ導入される。なお、第１のラジエータ５は、冷房時の冷却液の放熱に用いられる。
【００４３】
車両用ヒートポンプ装置１が導出する冷却液は、発熱体３の冷却に用いることも可能である。ここで、発熱体３とは、例えば、電気自動車に用いられる走行用モータ、走行用モータを駆動するためのインバータ、走行用モータへ電気エネルギーを供給するための蓄電池、車両外部から蓄電池を充電するための充電器、蓄電池の電圧変換を行うためのＤＣ−ＤＣ変換器などの、発熱部材である。これら発熱部材は電気自動車の走行中等に冷却を必要とする。
【００４４】
発熱体３から放出される熱は、冷却液に吸熱させる。すなわち、冷却液は加熱される。この加熱された冷却液は、低温側導入管１０６へ導かれ、車両用ヒートポンプ装置１にて冷却される。この加熱された冷却液は、第２のラジエータ６で放熱させることで、冷却することもできる。
【００４５】
車両用空調装置２を車室内の暖房に用いる場合は、発熱体３から放出された熱を、冷却液に吸熱させる。すなわち、冷却液は加熱される。この加熱された冷却液は、低温側導入管１０６へ導かれ、低温側水冷媒熱交換器１１０にて冷却される。
【００４６】
この際、冷媒に回収（吸熱）された熱を、高温側水冷媒熱交換器１１１にて高温側の冷却液に回収（吸熱）させ、この冷却液を高温側導出管１０５から導出させ、暖房用空気冷媒熱交換器２０１に導くことで、車室内の空気の加熱に利用する事も可能である。
【００４７】
車両温度調整システムでは、図４と図５とに示すように、複数の三方弁Ｔによる冷却液の経路の切り替え、ならびに、切換ドア２０３による車室内へ向かう空気の経路の切り替えにより、車室内の暖房および冷房等の切り替えを行うことができる。
【００４８】
＜高温側水冷媒熱交換器の詳細＞
次に、実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１におけるコンプレッサ筐体１０９側の構成を詳細に説明する。
【００４９】
図６および図７は、車両用ヒートポンプ装置のコンプレッサ筐体側の構成を示す一部破断の斜視図である。図８は、車両用ヒートポンプ装置のコンプレッサ筐体側の構成を示す断面図である。図９は、図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【００５０】
高温側水冷媒熱交換器１１１および電動圧縮機１１２は、コンプレッサ筐体１０９に収められて一体化されている。コンプレッサ筐体１０９は、密閉性を有し、冷却液および冷媒の各導入口および各導出口を除いて、高温側水冷媒熱交換器１１１と電動圧縮機１１２とを内部に閉じ込める。
【００５１】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、図７〜図９に示すように、冷媒が流れる通路１１１ａと、冷却液が流れる通路１１１ｂとを備えている。
【００５２】
冷却液の通路１１１ｂは、例えば、電動圧縮機１１２の周囲に沿って二次元方向（図７のＸ−Ｒ方向）に広がる空間により構成され、通路１１１ｂの一端および他端に冷却液の導入口１１１ｂｉｎと導出口１１１ｂｏｕｔとが設けられている。導出口１１１ｂｏｕｔは、高温側ウォータポンプ１０１に通じている。また、通路１１１ｂの一部は、コンプレッサ筐体１０９の壁体により構成されている。
【００５３】
冷媒の通路１１１ａは、例えば、複数の直線状且つ筒状の配管により構成され、冷却液の通路１１１ｂを横切るように通路１１１ｂを囲う空間内に配置されている。図９に示すように、複数の通路１１１ａは、電動圧縮機１１２の周方向（図７のＲ方向）に分散して配置されている。各通路１１１ａの一端は、図８に示すように、電動圧縮機１１２の冷媒導出口につながる冷媒室１１１ｃに通じ、各通路１１１ａの他端は、膨張弁１１４につながる冷媒室１１１ｄに通じている。冷媒室１１１ｃ、１１１ｄの一部は、コンプレッサ筐体１０９の壁体により構成されている。
【００５４】
高温側水冷媒熱交換器１１１は、図６〜図９に示すように、電動圧縮機１１２（電動モータ１１２ａおよび圧縮機構１１２ｂ）の周囲を囲うように配置され、電動圧縮機１１２と高温側水冷媒熱交換器１１１とは熱的に結合している。
【００５５】
冷媒は、導入口１４２（図８を参照）を介して、低温側水冷媒熱交換器１１０から電動圧縮機１１２へ導入される。また、冷媒は、導出口１４１（図８を参照）を介して、高温側水冷媒熱交換器１１１から膨張弁１１４へ導出される。
【００５６】
＜各要素部材の配置および締結構造＞
次に、実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１の各要素部材の配置および締結構造について、図１および図２を参照して説明する。
【００５７】
実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１では、低温側水冷媒熱交換器１１０、アキュムレータ１０８、および、高温側水冷媒熱交換器１１１が、この順で、互いに隣接して配置されている。また、低温側水冷媒熱交換器１１０、膨張弁１１４、および、高温側水冷媒熱交換器１１１が、この順で互いに隣接して配置されている。
【００５８】
冷媒の通路は、低温側水冷媒熱交換器１１０の冷媒の通路、電動圧縮機１１２内、高温側水冷媒熱交換器１１１の冷媒の通路１１１ａ、ならびに、アキュムレータ１０８または膨張弁１１４を介して低温側水冷媒熱交換器１１０とコンプレッサ筐体１０９との間に設けられる配管により構成される。車両用ヒートポンプ装置１には、これらの冷媒の通路が全て含まれる。
【００５９】
低温側水冷媒熱交換器１１０は、圧力の高い冷媒を封入するために高い強度で筐体１１０ａに保持されている。そして、この筐体１１０ａは、締結部１１０ｂを介してコンプレッサ筐体１０９に締結されている。なお、筐体１１０ａの代わりに、枠体が、低温側水冷媒熱交換器１１０を保持し、この枠体がコンプレッサ筐体１０９に締結される構成を採用してもよい。
【００６０】
このような各要素部材の配置および締結構造により、低温側水冷媒熱交換器１１０、高温側水冷媒熱交換器１１１、電動圧縮機１１２、アキュムレータ１０８、膨張弁１１４、および、冷媒の全通路は、剛性を有する一体的な構成となる。
【００６１】
さらに、冷媒の配管は、高強度に締結された低温側水冷媒熱交換器１１０とコンプレッサ筐体１０９との間にのみ設けられるので、冷媒の配管を容易に高い強度に維持することができる。また、この冷媒の通路構成によれば、車両用ヒートポンプ装置１の製造工程から、配管接合などの煩雑な工程を少なくすることができる。
【００６２】
＜インバータの冷却構造＞
図１０は、車両用ヒートポンプ装置のインバータの周辺を示す一部破断の斜視図である。図１１は、図１０のＥ−Ｅ線断面図である。
【００６３】
本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１は、図１０に示すように、回路収容部１２０と、回路冷却用通路１３０とを備えている。
【００６４】
回路冷却用通路１３０は、図１１に示すように、高温側の冷却液が迂回して流れる通路であり、コンプレッサ筐体１０９に設けられている。回路冷却用通路１３０は、コンプレッサ筐体１０９と一体成型された構成としてもよいし、別の金属成型部品をコンプレッサ筐体１０９に溶接または締結した構成としてもよい。
【００６５】
回路冷却用通路１３０は、上流端が冷却液の導入口１１１ｂｉｎにつながり、下流端が高温側水冷媒熱交換器１１１の通路１１１ｂの入口につながっている。回路冷却用通路１３０は、壁１２１を挟んで回路収容部１２０と隣接し、且つ、壁１２１と接触する面積が大きく構成されている。具体的には、回路冷却用通路１３０は、壁１２１側から見た回路冷却用通路１３０の通路幅が広く形成されている。
【００６６】
回路冷却用通路１３０の壁１２１と接触する面積は、インバータ１１３の冷却に必要な冷却度合いに応じて適宜設計変更可能である。
【００６７】
回路収容部１２０は、インバータ１１３を収容する空間であり、コンプレッサ筐体１０９に設けられている。回路収容部１２０は、コンプレッサ筐体１０９と一体成型された構成としてもよいし、別の金属成型部品をコンプレッサ筐体１０９に溶接または締結した構成としてもよい。
【００６８】
回路収容部１２０は、低温側水冷媒熱交換器１１０と電動圧縮機１１２との間に配置され、壁１２１を挟んで回路冷却用通路１３０と隣接している。なお、回路収容部１２０は、電動圧縮機１１２の近傍で、且つ、高温側の冷却液の通路に近接できればどのような配置としてもよい。
【００６９】
インバータ１１３は、回路収容部１２０の中で、壁１２１に接触して固定されている。具体的には、インバータ１１３に含まれる電力用半導体が、壁１２１に直接に接触して固定されている。なお、インバータ１１３の電力用半導体が、熱伝導の高い放熱体を介して壁１２１に接触した構成としてもよい。
【００７０】
このような構成により、インバータ１１３は、壁１２１を介して回路冷却用通路１３０の冷却液に熱を放出し、高温側の冷却液によって冷却される。
【００７１】
＜実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、電動圧縮機１１２のインバータ１１３が、高温側の冷却液により冷却される。よって、インバータ１１３の発熱により冷媒温度が上昇することを回避できる。これにより、冷媒温度の上昇によりヒートポンプサイクルの効率が低下することを回避することができる。
【００７２】
また、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、インバータ１１３の熱が高温側の冷却液に放出されるので、車両温度調整システムの暖房運転時にインバータ１１３の熱を有効活用できる。また、インバータ１１３の熱は低温側の冷却液へ伝わらないので、車両温度調整システムの冷房運転時における熱効率を低下させない。
【００７３】
また、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、高温側水冷媒熱交換器１１１が、電動圧縮機１１２の周囲を囲って電動圧縮機１１２と熱交換可能に接触する構成である。よって、電動圧縮機１１２の排熱が冷却液により回収されて熱の有効利用を図れる。さらに、インバータ１１３と高温側水冷媒熱交換器１１１とが近接するので、インバータ１１３の箇所まで冷却液を導くための通路が長くならない。
【００７４】
また、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、高温側水冷媒熱交換器１１１と回路冷却用通路１３０とがコンプレッサ筐体１０９に設けられているので、両者を別部品の配管で接続する必要がなくなる。
【００７５】
また、本実施の形態の車両用ヒートポンプ装置１によれば、インバータ１１３は高温側水冷媒熱交換器１１１に導入される前の冷却液によって冷却される。よって、比較的に低い温度の冷却液によってインバータ１１３を十分に冷却することができる。
【００７６】
また、インバータ１１３は、高温側水冷媒熱交換器１１１の途中を流れる冷却液により冷却される構成を採用してもよい。この場合、インバータ１１３は高温側水冷媒熱交換器１１１の冷却液の通路に近接させて配置することで、高温側水冷媒熱交換器１１１から離れた回路冷却用の通路を別途設けないでもよい。
【００７７】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７８】
なお、上記実施の形態では、冷媒として二酸化炭素を用いた構成を例にとって説明したが、その他の様々な冷媒を用いてもよい。また、高温側水冷媒熱交換器および低温側水冷媒熱交換器は、図示された具体的な構成に制限されるものではない。
【００７９】
また、上記実施の形態では、冷温側の冷却液と高温側の冷却液とは、車両用ヒートポンプ装置１の外でも交わらない構成を例にとって説明した。しかしながら、システム構成によっては、冷温側の冷却液の通路と高温側の冷却液の通路とが車両用ヒートポンプ装置１の外で１本につながる構成としてもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、冷却液のポンプが車両用ヒートポンプ装置に備わる構成を例にとって説明したが、冷却液のポンプは車両温度調整システムに設けて、車両用ヒートポンプ装置から省いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明にかかる車両用ヒートポンプ装置は、車両内の各部の温度を調整するシステム等に用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００８２】
１  車両用ヒートポンプ装置
１０１  高温側ウォータポンプ
１０２  低温側ウォータポンプ
１０３  給電部
１０４  高温側導入管
１０５  高温側導出管
１０６  低温側導入管
１０７  低温側導出管
１０８  アキュムレータ
１０９  コンプレッサ筐体
１１０  低温側水冷媒熱交換器
１１１  高温側水冷媒熱交換器
１１１ａ  冷媒の通路
１１１ｂ  冷却液の通路
１１２  電動圧縮機
１１２ａ  電動モータ
１１２ｂ  圧縮機構
１１３  インバータ
１１４  膨張弁
１２０  回路収容部
１２１  壁
１３０  回路冷却用通路
２  車両用空調装置
２００  冷房用空気冷媒熱交換器
２０１  暖房用空気冷媒熱交換器
２０２  ブロワファン
３  発熱体
５  第１のラジエータ
６  第２のラジエータ
７  ファイアウォール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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