(57)【要約】【課題】  負荷に応じて車室内冷却用蒸気圧縮冷凍サイクルとは高圧側（放熱側）のみ共用化して、低圧側（低温側）を独立して調整可能として、ジュール熱冷却器そのものの小型化を図ることのできる発熱体冷却システムを提供する。【解決手段】  ジュール熱冷却器２４は、コンデンサ３と減圧手段１２との間及びコンデンサ３とコンプレッサ２との間に、第２コンプレッサ４及び第２減圧手段１６とを介して並列に接続してなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからの電力で駆動されるモータ（２０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）、駆動モータ用インバータ（２２）などの発熱体、ジュール熱冷却器（２４）が直列に接続されてなり且つ前記ジュール熱冷却器（２４）がモータ（２０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（２１）、駆動用インバータ（２２）の何れからも吸熱可能とした強電系システム（８）と、
ガス冷媒を吸入圧縮可能なるコンプレッサ（２）、高圧のガス冷媒を凝縮させるための周囲空気で冷却可能なるコンデンサ（３）、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なるエバポレータ（１１）、減圧手段（１２）が直列で閉ループをなすエアコントロールシステム（１０）とより構成されてなる発熱体冷却システムであって、
前記ジュール熱冷却器（２４）は、前記コンデンサ（３）と前記減圧手段（１２）との間及び前記コンデンサ（３）とコンプレッサ（２）との間に、第２コンプレッサ（４）及び第２減圧手段（１６）とを介して並列に接続してなることを特徴とする発熱体冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体冷却システム、特に電気自動車、ハイブリッド車の冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気自動車、ハイブリッド車の発熱体冷却システムとしては、コンデンサから流出した冷媒をコンデンサの冷媒流入側に導くバイパス通路と、該バイパス通路に冷媒を流通させるコンプレッサと、前記バイパス通路を流通する冷媒と駆動用モータなどの発熱体との間で熱交換させることで発熱体を冷却する熱交換器とを備えるものがある（例えば、特許文献１。）。
【特許文献１】特許第３５９１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の技術の発熱体冷却システムでは、発熱体から奪ったジュール熱により加熱又は沸騰した冷媒を冷却又は凝縮させる沸騰冷却サイクルのため、発熱体からジュール熱を奪う時の冷媒温度と、放熱器で空気に放熱する時の冷媒温度がほぼ同一となり、発熱体冷却器そのものの大型化を招くおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、負荷に応じて車室内冷却用蒸気圧縮冷凍サイクルとは高圧側（放熱側）のみ共用化して、低圧側（低温側）を独立して調整可能として、発熱体冷却器そのものの小型化を図ることのできる発熱体冷却システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、バッテリからの電力で駆動されるモータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、駆動モータ用インバータなどの発熱体、ジュール熱冷却器が直列に接続されてなり且つ前記ジュール熱冷却器がモータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、駆動用インバータの何れからも吸熱可能とした強電系システムと、ガス冷媒を吸入圧縮可能なるコンプレッサ、高圧のガス冷媒を凝縮させるための周囲空気で冷却可能なるコンデンサ、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なるエバポレータ、減圧手段が直列で閉ループをなすエアコントロールシステムとより構成されてなる発熱体冷却システムであって、
前記ジュール熱冷却器は、前記コンデンサと前記減圧手段との間及び前記コンデンサとコンプレッサとの間に、第２コンプレッサ及び第２減圧手段とを介して並列に接続してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、ジュール熱冷却器は、前記コンデンサと前記減圧手段との間及び前記コンデンサとコンプレッサとの間に、第２コンプレッサ及び第２減圧手段とを介して並列に接続してなるため、負荷に応じて車室内冷却用蒸気圧縮冷凍サイクルとは高圧側（放熱側）のみ共用化して、低圧側（低温側）を独立して調整可能として、ジュール熱冷却器そのものの小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
負荷に応じて車室内冷却用蒸気圧縮冷凍サイクルとは高圧側（放熱側）のみ共用化して、低圧側（低温側）を独立して調整可能として、ジュール熱冷却器そのものの小型化を図ることのできる発熱体冷却システムを提供する、という目的を、ジュール熱冷却器は、前記コンデンサと前記減圧手段との間及び前記コンデンサとコンプレッサとの間に、第２コンプレッサ及び第２減圧手段とを介して並列に接続してなることで、実現した。
【実施例１】
【０００８】
図１乃至図３に基づいて一実施例について説明する。
【０００９】
符号７は、発熱体冷却システムであり、該発熱体冷却システム７は、強電系冷却システム８と、車室内に温度調整をした空気を吹き出し可能なるエアコントロールシステム１０とからなる。
【００１０】
前記エアコントロールシステム１０は、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なるエバポレータ１１と、該エバポレータ１１で蒸発したガス冷媒を吸入圧縮可能なる第１コンプレッサ２と、高圧のガス冷媒を凝縮させるための周囲空気で冷却可能なるコンデンサ３と、「減圧手段」である膨張弁１２と、これらを循環させるパイプ５とよりなる。前記コンデンサ３には、リキッドタンクが備えられている。符号１３は第１逆止弁である。
【００１１】
強電系冷却システム８は、前記コンデンサ２と前記膨張弁１２との間及び前記コンデンサ２と前記エバポレータ１１との間を接続したバイパス通路１３に、バッテリからの電力で駆動されるモータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、駆動モータ用インバータ２２とよりなる発熱体と、該発熱体を構成するモータ２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、駆動モータ用インバータ２２の各々に設けられて吸熱可能なるジュール熱冷却器２４、２４，２４と、「第２減圧手段」である第２膨張弁1６とを直列に接続してなる。符号４は、第２コンプレッサ、同１４は第２逆止弁である。同２９は電磁弁である。
【００１２】
前記コンデンサ３の放熱能力は、エアコントロールシステム１０の最大性能時（クールダウン時）と、モータ２０、駆動モータ用インバータ２２の最大性能時（登坂走行時）に放熱ができるサイズとなっている。駆動モータ用インバータ２２との発熱量が増加しても、通常走行時には放熱性能が増加しているため、十分に放熱が行える。また、エアコントロールシステム１０にとってみれば、停車時や低速走行時には、モータ２０、駆動モータ用インバータ２２の発熱量も減少するため、十分に放熱が行える。つまり、同一のコンデンサ３を用いた冷却システムであっても、使用される場面が全く違う。このように、構成部品の共用化による組み付け性が向上することで、製造原価が低減できる。
【００１３】
つまり、ジュール熱冷却器２４の性能は、高温側の温度と低温側の温度との差に熱通過率と伝熱の積で表される。従って、同一の通過率で、同一の性能を選るには、高温側の温度と低温側の温度との差が小さい場合には、伝熱面積を大きくする必要がある。逆に、高温側の温度と低温側の温度との差が大きい場合には、伝熱面積が小さくできることになる。
【００１４】
ところで、最大性能が必要な頻度は少ないため、最大性能を求める時のみ高温側の温度と低温側の温度との差を大きくして性能を確保し、求める頻度が多い最大性能よりは小さい性能を求める時には。高温側の温度と低温側の温度との差を小さくして性能を確保している。これにより、小さい伝熱面積で最大性能まで放熱量を確保できることになる。
【００１５】
冷媒は、主に飽和線内で放熱と吸熱を行うため、圧力に対して、温度は１対１で決まる。よって、高温側の温度と低温側の温度との差を大きくする場合には、低圧にすることで、低温化させる。逆に、高温側の温度と低温側の温度との差を小さくする場合には、圧力をコンデンサ３と同じレベルにして、コンデンサ３とジュール熱冷却器２４の内部の圧力損失分のみ圧力を上げて作動させるために、仕事量を抑制できることになる。
【００１６】
第２逆止弁１４は、ジュール熱冷却器２４の稼働が不要な第２コンプレッサ４の停止時における冷媒の逆流防止機能を有する。冷媒の逆流が防止できると、第２コンプレッサ４が保護でき、高温な冷媒がジュール熱冷却器２４に流れることで、駆動モータ用インバータ２２等の電子部品が高温にさらされるのを防止できることになる。
【００１７】
第１逆止弁１３は、コンプレッサ２の停止時における冷媒の逆流防止機能を有する。冷媒の逆流が防止できると、コンプレッサ２が保護できることになる。
【００１８】
電磁弁２９は、コンプレッサ２の停止時におけるエバポレータ１１に冷媒やオイルが寝込み、過小冷媒による零下性能劣化やオイルレスによるコンプレッサ２の焼き付き防止機能を有する。
【００１９】
従って、この実施例によれば、図２に示すように、モータ２０、駆動モータ用インバータ２２の発熱量が最大放熱でなく、エアコントロールシステム１０も作動している状態では、コンプレッサ２で高温高圧となったガス冷媒は、コンデンサ３で車室外空気に放熱し、凝縮され、中温高圧な液冷媒となる。膨張弁１２で低温低圧な冷媒となり、車室外より取込まれた空気をエバポレータ１１で冷却して車室内に吹き出すことになる。冷媒は、かかる空気から吸熱して蒸発し、低温低圧なガス冷媒となり、コンプレッサ２に戻る。この際、ジュール熱冷却器２４中の冷媒は、コンデンサ３で中温高圧となった液冷媒が、第２膨張弁１６で減圧せずに、ジュール熱冷却器２４で吸熱し、蒸発し、中温高圧のガス冷媒となり、第２コンプレッサ４でコンデンサ３と第２膨張弁１６とジュール熱冷却器２４の圧力損失分に相当する圧縮仕事を行うことになる。
【００２０】
図３は、モータ２０、駆動モータ用インバータ２２の発熱量が最大放熱の時を示している。モータ２０、駆動モータ用インバータ２２が最大に放熱させるために、ジュール熱冷却器２４は、冷媒の温度とモータ２０、駆動モータ用インバータ２２の温度との差を大きくすることで、コンプレッサ２で高温高圧となったガス冷媒は、コンデンサ３で車室外空気に放熱し、凝縮され、中温高圧な液冷媒となる。膨張弁１２で低温低圧な冷媒にして、モータ２０、駆動モータ用インバータ２２から吸熱し、蒸発し、中温中圧のガス冷媒となり、第２コンプレッサ４で圧縮され、高温高圧の冷媒とする。この時、第２コンプレッサ４はコンデンサ３とジュール熱冷却器２４の圧量損失分に相当する圧縮仕事と減圧仕事で減圧した分の圧縮仕事を行う。走行の頻度は周知のように加速、定速が多く、最大性能を要求される登坂条件は差ほどあるわけではない。従って、走行条件のほとんどは、圧力損失分のみの動力で作動できる。
【００２１】
以上説明してきたように、ジュール熱冷却器２４は、コンデンサ３と膨張弁１２との間及びコンデンサ３とコンプレッサ２との間に、第２コンプレッサ４及び第２膨張弁１２とを介して並列に接続してなるため、負荷に応じて車室内冷却用蒸気圧縮冷凍サイクルとは高圧側（放熱側）のみ共用化して、低圧側（低温側）を独立して調整可能として、ジュール熱冷却器２４そのものの小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
前記実施例は、ハイブリッド自動車を例にして本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他のものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る発熱体冷却システムの構成を示す概略図。
【図２】図１の実施例にかかる発熱体冷却システムにおいて、ジュール熱発熱体が最大でない状態でエアコントロールシステムが稼働している状態のモリエル線図。
【図３】図１の実施例にかかる発熱体冷却システムにおいて、ジュール熱発熱体が最大の状態でエアコントロールシステムが稼働していない状態のモリエル線図。
【符号の説明】
【００２４】
２  コンプレッサ
３  コンデンサ
４  第２コンプレッサ
５  パイプ
７  発熱体冷却システム
８  強電系冷却システム
１０  エアコントロールシステム
１１  エバポレータ
１２  減圧手段である膨張弁
１３  バイパス通路
１６  第２減圧手段である第２膨張弁
２０  モータ
２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２  駆動モータ用インバータ
２４  ジュール熱冷却器
【図１】
2006317044.tif 000003
【図２】
2006317044.tif 000004
【図３】
2006317044.tif 000005