(57)【要約】      （修正有）【課題】車両上に設置された充電ポートと、充電ポートと電池とをつなぐ相互接続部を冷却する冷却回路を提供する。【解決手段】車両の冷媒流体７００の回路１００１は、冷媒流体の圧力を上昇させるように企図された圧縮機２００と、回路内での冷媒流体の循環方向を基準として、圧縮機の下流側に設置された凝縮器３００、３０１と、冷媒流体の圧力を低下させるように企図された、凝縮器の下流側に設置される膨張部材４０１、４０２、４０３と、膨張部材の下流側に設置された蒸発器６００、６０１とを備える。この回路において、車両上に設置された充電ポートおよび／または車両上に設置された、電源と充電されるべき電池とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の熱交換器９００を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（２）の冷媒流体（７００）の回路（１００１，１００２，１００３，１００４）であって、
−前記冷媒流体（７００）の圧力を上昇させるように企図された圧縮機（２００）と、
−当該回路（１００１，１００２，１００３，１００４）内での前記冷媒流体（７００）の循環方向を基準として、前記圧縮機（２００）の下流側に設置された凝縮器（３００，３０１）と、
−前記冷媒流体（７００）の圧力を低下させるように企図された、前記凝縮器（３００，３０１）の下流側に設置される膨張部材（４０１，４０２，４０３，４０４，４０５）と、
−前記膨張部材（４０１，４０２，４０３，４０４，４０５）の下流側に設置された蒸発器（６００，６０１）と、
を備えた回路において、
前記車両上に設置された充電ポート（１２）、および／または、前記車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の熱交換器（９００）を備えた、ことを特徴とする回路。
【請求項２】
前記車両上に設置された充電ポート（１２）、および／または、前記車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の前記熱交換器（９００）は、前記冷媒流体（７００）と、前記車両上に設置された前記充電ポート（１２）、および／または、前記車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ前記相互接続部との間の熱交換を生じさせるように構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記車両上に設置された充電ポート（１２）、および／または、前記車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の前記熱交換器（９００）を含んだ冷却分岐部（８００）を備え、当該冷却分岐部（８００）が、前記凝縮器（３００，３０１）と前記圧縮機（２００）とに接続された低圧部分となって伸びている、ことを特徴とする請求項１または２記載の回路。
【請求項４】
前記冷却分岐部（８００）は、前記凝縮器（３００，３０１）と、前記車両上に設置された充電ポート（１２）、および／または、前記車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の前記熱交換器（９００）との間に設置された流量制御弁（６１，６２，６３，６４，６５，６６）を備えている、ことを特徴とする前記請求項に記載の回路。
【請求項５】
前記冷却分岐部（８００）は、前記蒸発器（６００，６０１）を備えたいわゆる空調分岐部（８０４）に対して並列に伸びている、ことを特徴とする請求項３または４記載の回路。
【請求項６】
前記冷却分岐部（８００）は、前記車両上に設置された充電ポート（１２）、および／または、前記車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の前記熱交換器と、前記凝縮器との間に設置された、第２膨張部材（４０２）と呼ばれる膨張部材（４０１，４０２，４０３，４０４，４０５）を備えている、ことを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の回路。
【請求項７】
前記車両（２）の主電池（３）を冷却するように企図された第２熱交換器（１００）を備えた、ことを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の回路。
【請求項８】
前記第２熱交換器（１００）を含んだ熱処理分岐部（８５０）を備え、当該熱処理分岐部（８５０）が前記冷却分岐部（８００）に対して並列に配置されている、ことを特徴とする請求項３に従属した前記請求項に記載の回路。
【請求項９】
前記第２熱交換器（１００）を含んだ熱処理分岐部（８５０）を備え、前記冷却分岐部（８００）が当該熱処理分岐部（８５０）に対してのバイパスを形成している、ことを特徴とする請求項３に従属した請求項７記載の回路。
【請求項１０】
接続装置（１０）を冷却するのに専用の前記熱交換器（９００）が、前記冷却分岐部（８００）上へ前記第２熱交換器（１００）と直列に配置されている、ことを特徴とする請求項３に従属した請求項７記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両の電池、特にハイブリッド車や電気自動車用の主電池（トラクションバッテリー）を充電する分野に関する。主電池とは、自動車両のための原動力を発生させることを可能とする、如何なるエネルギー貯蔵装置をも意味する。本発明の主題は、そのような電池の充電を可能とする車両上に設置された電気的接続装置を冷却することを企図した熱交換器、および関連した冷却回路である。
【背景技術】
【０００２】
主電池は、電気的接続を通じて充電することができる。急速充電と呼ばれる、電池を充電する第１の手法は、例えば直流電流を送出するように構成された、専用のステーションによって用いられる。この目的のため、ステーションに繋がれた充電コードには、車両の充電ポートに接続されるべきピストル型プラグが備え付けられている。例えば、１２０アンペアの直流電流を送出することによって、この型式のステーションは主電池を２０から３０分で完全に充電することを可能とする。一般的には、そのような急速充電ステーションは、３５０キロワットを送出するように構成される。
【０００３】
普通充電と呼ばれる、電池を充電する第２の手法は、家庭の電気回路網ポートへの接続によって用いられる。この目的のため、その第１端部にコンセント給電プラグを、その第２端部にピストル型プラグを備えた充電コードが、車両の充電ポートに接続されるように企図されている。充電コードは、２つの端部同士の間に設置された変電ボックスも備えている。この型式の充電は一般的に、主電池を完全に充電するためには８から１２時間の接続を必要とする。
【０００４】
回生と呼ばれる、電池を充電する第３の手法は、制動や減速の段階中に実施される。実際には、制動や減速の段階中に、自動車両の車輪が自動車両の電気モーターを、いわゆる回生電流を生み出すことを可能とする回転方向に駆動し、その回生電流が主電池を充電するために用いられる。主電池を充電するこの手法は、モーターの３段階のうちの１つでしか用いられず、従って充電出力は極めて弱いものである。
【０００５】
急速充電型と普通充電型のいずれにしても、充電のよく知られた欠点は、充電されるべき車両電池と電源との間の接続部が相当の熱的な出力を放出するということである。今までのところ、これらの要素の加熱は、特に閾値温度に達したときには、電池へ伝達される電力の低下という結果を生じさせる。かくして、加熱がこの閾値温度に達したときには、電池の充電継続時間が、専ら電力の伝達に基づく理論値に対して、長くなってしまう。今までのところ、市場の要求を考慮すれば、この充電継続時間の延長は、特に急速充電の場合に克服すべき欠点を意味するものである。
【０００６】
この目的のために先行技術は、充電ステーションおよび／または充電コードを冷却するための解決策を提案している。例えば、特許文献１（ＥＰ０８２３７６７）は、充電ステーションからやって来る冷却流体の送り込まれる冷却流体導管を備えた充電コードをもたらすことを提案している。
【０００７】
しかしながら先行技術は、車両上に設置された充電ポート、および／または、車両上に設置された充電ポートと充電されるべき電池とを繋ぐ相互接続部を冷却することを目的とした解決策を提案しているようには見えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８２３７６７号明細書
【発明の概要】
【０００９】
この状況において本発明の主題は、車両の冷媒流体の回路であって、
−冷媒流体（７００）の圧力を上昇させるように企図された圧縮機（２００）と、
−当該回路（１００１，１００２，１００３，１００４）内での冷媒流体（７００）の循環方向を基準として、圧縮機（２００）の下流側に設置された凝縮器（３００，３０１）と、
−冷媒流体（７００）の圧力を低下させるように企図された、凝縮器（３００，３０１）の下流側に設置される膨張部材（４０１，４０２，４０３，４０４，４０５）と、
−膨張部材（４０１，４０２，４０３，４０４，４０５）の下流側に設置された蒸発器（６００，６０１）と、
を備えた回路において、
車両上に設置された充電ポート（１２）、および／または、車両（２）上に設置された、電源と充電されるべき電池（３）とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の熱交換器（９００）を備えた、ことを特徴とする回路である。
【００１０】
そのような回路は、第１に、自動車両内部を暖房および／または空調（空気調和）することを可能とし、第２に、接続装置を自らに専用の熱交換器を用いて冷却することを可能とする。この回路は、車両上に設置された充電ポート、および／または、車両上に設置された、電源と充電されるべき電池とを繋ぐ相互接続部を冷却するのに専用の熱交換器を、車両に既存の冷媒流体回路に直接的に組み込むことができる、という点で特に有利である。
【００１１】
電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は、電源と充電されるべき車両電池との間の接続部を冷却することを可能とする。より精確には、この冷却は、閾値温度未満に留まることを可能とし、かくして接続装置の電気導体を取り囲む構成要素への損傷を防止する。要するに本発明は、電池へと向かう電力の伝達を改善し、従って充電時間を短縮するのである。
【００１２】
かくして本発明は、例えば車両上に設置された充電ポート、および／または、車両上に設置された、電源と充電されるべき電池とを繋ぐ相互接続部を冷却することを企図した熱交換器を提案することによって、市場の要求を満たす解決策をもたらすものである。
【００１３】
個別に、ないしは組み合わせて採用することのできる本発明の１つないし複数の特徴によれば、以下のことが考えられる：
【００１４】
−  電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器が、冷媒流体と電気的接続装置との間の熱交換を生じさせるように構成される。そうして、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は、電気的接続装置と冷媒流体との間で熱量の交換を可能とするのである、ということを理解されたい。この目的のために、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は、第１に電気的接続装置の諸構成要素と、第２に冷媒流体が循環するのを可能とすることによって、この流体と、相互作用するのである。より精確には、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は、内部を冷媒流体が循環する少なくとも１つのダクトを備えている。
【００１５】
冷媒流体は、自らの相（液体、蒸気、気体など）の変化中に熱量の交換を可能とする流体として定義される、ということに留意されたい。換言すれば冷媒流体は、熱量を伝達するために圧縮／膨張サイクル内で自らを利用することを可能とする物理的な特定の特徴を有した流体である。
【００１６】
より詳細には、冷媒流体は、液体状態から気体状態への移行のための自らの温度、この状態変化を引き起こすのに必要なエネルギー量、および、この状態変化によって生じる温度差について選択されるのである。
【００１７】
例として、そのような冷媒流体は、略号Ｒ−１３４Ａ、１２３４ＹＦ、またはＲ７４４によって知られている。
【００１８】
−  熱交換器は、電気的接続装置にできるだけ近づけて設置されるように企図されている。用語「できるだけ近づけて」は、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器が、電気的接続装置との熱交換を生じさせるために十分に近い距離の所に（或いは接触して）設置されることを意味する。
【００１９】
−  接続装置は、電池へと向かう電気的な繋がりをもたらすための、少なくとも１つの電気導体を備えている。
【００２０】
−  接続装置は、少なくとも１つの電気導体と電気的に接触する少なくとも１つの電気端子を有した充電ポートを備えている。
【００２１】
−  接続装置は、充電ポートから電池の所まで伸びて少なくとも１つの電気導体を備えた充電ケーブルを具備している。
【００２２】
−  電池は、主電池である。
【００２３】
−  電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は、回路の凝縮器と圧縮機との間に配置されている。
【００２４】
−  当該回路は、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器を含んだ冷却分岐部を備え、当該冷却分岐部が、凝縮器と圧縮機とに接続された低圧部分となって伸びている。かくして、凝縮器の出口において冷媒流体が低温であることが保証され、それが熱量を運ぶことを可能とする。冷却分岐部はかくして、冷媒流体の回路の低圧側に配置される。
【００２５】
−  冷却分岐部は、蒸発器を含んだ空調分岐部に対して並列に、空調分岐部と凝縮器の出口分岐部との間に形成される第１交点、および空調分岐部と圧縮機の入口分岐部とで形成される第２交点から伸びている。
【００２６】
−  冷却分岐部は、凝縮器と、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器との間に設置された流量制御弁を備えている。そのような流量制御弁によって、冷却分岐部内での冷媒流体の循環を制御することが可能となる。
【００２７】
−  冷却分岐部は、蒸発器を備えたいわゆる空調分岐部に対して並列に伸びている。かくして、冷却分岐部に空調分岐部とは無関係に冷媒流体を送り込むことができ、逆もまたしかりである。２つの分岐部へ同時に送り込むことを考えることもできる。この場合、これらの分岐部内での流量を調節する要素を設けることができる。
【００２８】
−  冷却分岐部は、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器と、凝縮器との間に設置された、第２膨張部材と呼ばれる膨張部材を備えている。換言すれば第２膨張部材は、冷却分岐部内での冷媒流体の循環方向を基準して、凝縮器の下流側で、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器の上流側に設置されている。そのような膨張部材は、冷媒流体の圧力を低下させることを可能とし、その冷媒流体の温度を低下させるという結果を生じさせる。かくして、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器内を循環する冷媒流体は低温であり、そういうわけで、この電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は冷媒流体に対して蒸発器のように作用する。
【００２９】
−  流量制御弁は例えば、冷却分岐部内での冷媒流体の循環方向を基準として、第２膨張部材の上流側に設置される。
【００３０】
−  当該回路は、車両の主電池の冷却向けの第２熱交換器を備える。かくして、当該回路は、第１に主電池を、第２に電気的接続装置を冷却することを可能とする。
【００３１】
−  当該回路は、第２熱交換器を含んだ熱処理分岐部を備え、当該熱処理分岐部が冷却分岐部に対して並列に配置されている。換言すれば、電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器と、第２熱交換器とが並列に配置されているのである。この回路の実施形態は、特に少なくとも１つの流量制御弁が設けられている場合には、第１熱交換器か第２熱交換器へ選択的に送り込むことを可能とする。
【００３２】
−  当該回路は、第２熱交換器を含んだ熱処理分岐部を備え、冷却分岐部が当該熱処理分岐部に対してのバイパスを形成している。そのようなバイパスは、既存の回路に備え付けることができるという利点を有している。かくして、それにより、そのような回路の製造が容易となる。
【００３３】
−  熱処理分岐部は、凝縮器と第２熱交換器との間に設置された流量制御弁を備えている。
【００３４】
−  熱処理分岐部は、凝縮器と第２熱交換器との間に設置された膨張部材を備えている。
【００３５】
−  接続装置を冷却するのに専用の熱交換器が、冷却分岐部上へ第２熱交換器と直列に配置されている。その場合、電池の冷却中には接続装置が不可避的に冷却され、逆もまたしかりである、ということを理解されたい。
【００３６】
−  ある例によれば、接続装置を冷却するのに専用の熱交換器は、冷却分岐部内での冷媒流体の循環方向を基準として、第２熱交換器の下流側に配置される。かくして、冷媒流体は、最初に電池を冷却し、それから接続装置を冷却する。
【００３７】
この実施形態は、電池と接続装置とを冷却するために、同じ流量制御弁および／または同じ膨張部材を用いるという利点を有している。
【００３８】
この実施形態のもう一つの利点は、圧縮機の耐用期間の最適化である。実際、電池の充電中、電気的接続装置の平均温度は、電池の平均温度よりも明らかに高い。従って、電気的接続装置の冷却が電池の冷却の下流側に位置していることによって、冷媒流体を過熱させ、圧縮機に向かって移動する冷媒流体の気体部分を最大化することが可能となる。さらに、これにより第２熱交換器内を循環する冷媒流体が全く液体の形態のみであるか、殆ど液体の形態のみであることを保証することによって、その第２熱交換器の効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
−  当該回路は、凝縮器および／または蒸発器の配置された換気、暖房、および／または空調システムと協働するように企図されている。
【００４０】
−  当該回路は、蒸発器または蒸発器として用いることのできる空気加熱器を備える。この空気加熱器は、車両の前側に配置されるように企図されていることが好ましい。
【００４１】
本発明およびその作用における、その他の特徴、詳細、および利点は、添付図面を参照して、以下に例示として与えられる説明を読み取ることで、よりはっきりと明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】電池を充電するための本発明による電気的接続装置を備えた自動車両であって、外部電源に繋がれた自動車両の模式的表現。
【図２】本発明による冷媒流体回路の第１例であって、自動車両に備え付けられた電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器を備えている冷却分岐部を装備した冷媒流体回路の模式的表現。
【図３】本発明による冷媒流体回路の第２例の模式的表現。
【図４】本発明による冷媒流体回路の第３例の模式的表現。
【図５】本発明による冷媒流体回路の第４例の模式的表現。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
初めに、各図が本発明を、その適用について詳細に開示しているならば、それらの図はもちろん、必要なときには本発明をよりよく定義するのに用いることができる、ということに留意されたい。同様に、全ての図について、同じ要素同士は同じ参照符号によって示される、ということが言明される
【００４４】
図１は、電池を充電するために電源１５に接続された（例えば、電気自動車型やハイブリッド型の）自動車両２を示している。この例によれば、電源１５は自動車両２の主電池３を充電することを可能とする。主電池とは、自動車両のための原動力を発生させることを可能とする、如何なるエネルギー貯蔵装置をも意味する。電源１５によってもたらされる電気を自動車両２（特に主電池３）に向かって伝えるために、当該自動車両は電気的接続装置１０を備えている。
【００４５】
電源１５はこの場合、３５０キロワット（ｋＷ）を実質的に送出する急速充電ステーションである。もちろん電源１５は、主電池３の普通充電を可能とする家庭の電気回路網ポートや、車両の制動中や減速中の回生エネルギー用のシステムとすることもできるであろう。
【００４６】
より精確には、電気的接続装置１０は自動車両２と一体化されている。これは、電気的接続装置１０が車両２上に設置されていること、即ち運転条件下においても電気的接続装置１０が車両２の一部となっていることを意味する。
【００４７】
電気的接続装置１０は、車両２のアクセス可能な部分に設置された充電ポート１２を備えている。その充電ポート１２に対して使用者は、電源１５へ電気的に接続された充電コード１６を結合することができる。充電ポート１２は、電源１５へ電気的に接続された充電コード１６に対して、充電すべき車両の主電池３を繋ぐことを可能とするのである。充電コード１６は、電気的接続装置１０の一部とはなっていない。
【００４８】
主電池３を充電するため、充電ポート１２は主電池３に対して電気的に繋がれている。この目的のために電気的接続装置１０は、主電池３と充電ポート１２との間を伸びる、少なくとも１つの充電ケーブル１３を備えている。これら種々の要素同士の間に電気的な繋がりをもたらすよう、電気的接続装置１０は、充電ポート１２と主電池３との間を伸びる、少なくとも１つの電気導体１１を備えている。電気導体１１は、充電ポート１２内に（電気端子として）存在し、そして充電ケーブル１３の形態をとることによって主電池３の所まで続いている。そのような電気導体１１は、主電池３に向かって電気エネルギーを伝えることを可能とする。より精確には、電気導体１１は、一方の電気端子を介して電源１５の正側コネクタに繋げることを企図された第１部分と、もう一方の電気端子を介して電源１５の負側コネクタに繋げることを企図された第２部分とを備えている。
【００４９】
さらに、電気的接続装置１０が、主電池３の方へと差し向けられる電流を処理するための変電ボックス１１０を備えることを考えることができる。
【００５０】
主電池３の充電中に電気的接続装置１０を冷却するため、自動車両２からやって来る冷却源と協働するように企図された熱交換器を電気的接続装置１０に備え付けることができる。より精確には、本発明によれば、自動車両２の内部用の換気、暖房、および／または空調システムと協同する冷媒流体回路１００１，１００２，１００３，１００４が冷却源に相当するものである。
【００５１】
この目的のため、後述することとなるように、回路１００１，１００２，１００３，１００４は、冷媒流体７００が送り込まれるように企図された冷却分岐部８００を備えている。より精確には、この（冷媒流体７００によって渡られるように企図された）冷却分岐部８００は、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００を備えている。そうして、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００は、電気的接続装置１０と冷媒流体回路との間のインターフェイス（相互作用手段）を形成している、ということを理解されたい。電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００は、冷媒流体７００が内部を低温で循環するように企図された熱伝導性チューブの形態にあることが好ましい。
【００５２】
より具体的には、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００は、電気的接続装置１０の部分的ないし全体的な冷却に専用のものである。この目的のために、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００は、種々の形態を有することができる。
【００５３】
第１例によれば、電気的接続装置１０の充電ポート１２を冷却するために、熱伝導性チューブが、充電ポート１２の周囲を、内部を、或いは充電ポート１２に沿ってのみ伸びている。熱伝導性チューブは、充電ポート１２の電気端子のできるだけ近くを伸びているのが好ましい。できるだけ近くは、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００と電気端子との間で熱交換が存在するように十分に接近したやり方であることを意味する。
【００５４】
熱伝導性チューブは、特に電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００によって、電気的接続装置１０と一体になっている。この場合、熱伝導性チューブは実際には、冷媒流体７００の回路１００１，１００２，１００３，１００４と協働するように企図されている。
【００５５】
第２例によれば、電気的接続装置１０の充電ケーブル１３を冷却するために、熱伝導性チューブが専ら、充電ケーブル１３に沿って、充電ケーブル１３の周囲を、或いは内部を、その充電ケーブル１３のできるだけ近くを伸びている。できるだけ近くは、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００と電気端子との間で熱交換が存在するように十分に接近したやり方であることを意味する。
【００５６】
電気的接続装置１０の全体が冷却される第３例によれば、熱伝導性チューブが、充電ケーブル１３に沿って、充電ケーブル１３の周囲を、および／または充電ケーブル１３の内部を、充電ポート１２の周囲を、充電ポート１２の内部を、および／または充電ポート１２に沿って伸びている。変電ボックス１１０を冷却することもまた考えられる。
【００５７】
ここで、数例の冷媒流体７００の回路を、図２から図５を参照して説明することとする。但し、これらの例の全てについて、それぞれの回路１００１，１００２，１００３，１００４が、圧縮機２００、少なくとも１つの凝縮器３００，３０１、少なくとも１つの膨張部材４０１，４０２，４０３、少なくとも１つの内部蒸発器６０１、および、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００を備えているということに留意されたい。冷媒流体７００は、閉回路を形成することによって逐次、これらの諸要素を通って循環する。さらに、以下で上流側や下流側の記述は、回路１００１，１００２，１００３，１００４内での冷媒流体の循環方向に関して用いられることとなる。
【００５８】
かくして図２から図５で見ることができるように、圧縮機２００は、冷媒流体７００が高圧で（従って、高温で）内部を循環する分岐部８０３によって、内部凝縮器３０１に繋がれている。この内部凝縮器３０１は、換気、暖房、および／または空調システム内に設置され、随意に遮断装置３１を用いて選択的に空気流Ａに横切られる。記述「内部」は、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要素を指す、ということに留意されたい。
【００５９】
内部凝縮器３０１が空気流Ａによって横切られるとき、冷媒流体７００は、空気流Ａと熱量を交換し、この内部凝縮器３０１を出て行くときには異なる状態にある。内部凝縮器３０１を空気流Ａが横切るのを遮断装置３１が妨げるとき、冷媒流体７００は、熱量を交換せず、内部凝縮器３０１を横切るときに状態が変化することはない。
【００６０】
この内部凝縮器３０１を出て行くと、冷媒流体７００の状態に応じて、当該冷媒流体は、第１弁６１と呼ばれる流量制御弁６１の設置された分岐部８０２、または、第１膨張部材膨張部材４０１と呼ばれる膨張部材の配置された分岐部８０７を横切る。
【００６１】
これら２つの分岐部８０２，８０７を出て行くと冷媒流体７００は、当該冷媒流体７００の状態に応じて凝縮器３００または蒸発器６００として用いることのできる空気加熱器３６の方へと差し向けられる。この空気加熱器３６は、外気流Ｅに晒されるよう、自動車両２の前側の所に設置されている。この空気加熱器３６を出て行くと、冷媒流体７００は接合点８０８の所まで分岐部８０１を辿る。
【００６２】
この接合点８０８を通り過ぎたとき、冷媒流体７００は、再び圧縮機２００へと達する前に、並列に配置された１つないし複数の分岐部を辿るように企図されている。これらの並列に配置された分岐部のうち、第２流量制御弁６２と呼ばれる流量制御弁のみが配置された、戻り分岐部８０６と呼ばれる第１分岐部８０６と、少なくとも１つの内部蒸発器６０１が設けられた、空調分岐部と呼ばれる第２分岐部８０４とを見ることができる。
【００６３】
内部蒸発器６０１は、換気、暖房、および／または空調システム内に設置され、空気流Ａに晒されている。空調分岐部８０４は、空気加熱器３６を出て行く分岐部８０１との第１交点８１１と、アキュムレータ（気液分離器）５００の方へと通じる分岐部８１０との第２交点８１２とを形成している。
【００６４】
戻り分岐部８０６は、接合点８０８の所で始まって、アキュムレータ５００の方へと通じる分岐部８１０との第３交点８１３と呼ばれる交点を形成している、ということを特定されたい。
【００６５】
下記で説明することとなる幾つかの回路例によれば、これらの並列に配置された分岐部のうち、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の少なくとも１つの熱交換器９００が設けられた冷却分岐部８００を見ることもできる。冷却分岐部８００が、空気加熱器３６を出て行く分岐部８０１との第４交点８１４と呼ばれる交点と、アキュムレータ５００の方へと通じる分岐部８１０との第５交点８１５と呼ばれるもう一つの交点とを形成している、ということを特定されたい。
【００６６】
図４から図５に示す他の回路例によれば、これらの並列に配置された分岐部のうち、主電池３を冷却するのに専用の、付加分岐部と呼ばれる分岐部８５０を見ることもできる。その分岐部８５０上には、主電池３を冷却するのに専用の少なくとも１つの熱交換器１００が設けられている。
【００６７】
これら種々の分岐部８００，８０４，８０６，８５０を出て行くと、冷媒流体７００は、アキュムレータ５００の方へと通じる分岐部８１０内へ運ばれる。このアキュムレータ５００は、当該アキュムレータ５００を圧縮機２００へと繋ぐ分岐部８１８を通じて、冷媒流体７００のうちの気相のみが圧縮機２００に向かって移動するのを保証することを可能とする。回路の終わりとなる分岐部８１０内を循環している冷媒流体７００は低圧である、ということに留意されたい。分岐部８１０や、その分岐部８１０の下流側で圧縮機２００の上流側に設置された分岐部８１８は、回路の「低圧分岐部」という用語で呼ぶことができる。
【００６８】
説明することとなる回路１００１，１００２，１００３，１００４の全てについて、冷媒流体７００は、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００を出て行くと、常に圧縮機２００の方へと差し向けられる。この目的のために、電気的接続装置１０の冷却分岐部８００は、空気加熱器３６から圧縮機２００の所まで伸びている。より精確には、冷却分岐部８００は、内部蒸発器６０１を含む分岐部８０４と並列に、第１交点８１１から第２交点８１２へ向かって伸びている。
【００６９】
説明することとなる回路１００１，１００２，１００３，１００４の全ての場合において、冷媒流体７００は本質的に気体の形態で圧縮機２００内部へ入ることができる。圧縮機２００を出て行く際、圧縮されている冷媒流体７００は、上昇した圧力および温度を有する気体の形態にある。
【００７０】
図２は、自動車両内部の換気、暖房、および／または空調システムと協同する第１例の冷媒流体７００の回路１００１を模式的に示している。
【００７１】
第１の、いわゆる空調動作モードによれば、冷媒流体７００は、圧縮機２００を出て行くと、空気加熱器３６内へと入ることができる。空気加熱器３６は、この空気加熱器３６内を冷媒流体７００が循環する状態に応じて、凝縮器３００として、或いは蒸発器６００として、同等に用いることができる。この例では冷媒流体７００が気体状態にあって、この空気加熱器３６は、その冷媒流体が内部で最初の相変化を経て液体へと転換される凝縮器３００のように作用する。この相変化中、冷媒流体７００の圧力は一定のまま、その温度が低下し、凝縮器３００によって冷媒流体７００がその熱の一部を外気流Ｅへと引き渡す。
【００７２】
回路１００１は、この空調動作モードにおいては用いられない内部凝縮器３０１を備えている、ということに留意されたい。実際、換気、暖房、および／または空調システムを横切る空気流Ａとの如何なる熱交換をも妨げるように遮断装置３１（例えば、フラップなど）が閉鎖位置にある、と分かることができる。従って、冷媒流体７００は、この内部凝縮器３０１を転換を経ることなく横切るのである。さらに、この内部凝縮器３０１の出口の所で分岐部８０７上に設置された第１膨張部材４０１は、この空調動作モードでは用いられず、冷媒流体７００は、凝縮器３００として動作する空気加熱器３６に達するために分岐部８０２を辿るのである。
【００７３】
第１使用例によれば、冷媒流体７００の一部が、内部蒸発器６０１の機能を支える分岐部８０４に向かって運ばれ、別の一部が冷却分岐部８００に向かって運ばれる。凝縮器３００の出口で本質的に液体の状態にある冷媒流体７００はそれから、冷却分岐部８００上に設置された第２膨張部材４０２と呼ばれる膨張部材４０２と、内部蒸発器６０１の機能を支える空調分岐部８０４上に設置された第３膨張部材４０３と呼ばれる膨張部材４０３とに向かって運ばれる。膨張部材４０１，４０２，４０３によって用いられる膨張は、冷媒流体７００の圧力を低下させることを可能とし、その結果、液体状態の低温な冷媒流体７００が得られる。
【００７４】
それぞれの分岐部８００，８０４上での膨張部材４０２，４０３の配置（即ち、第２膨張部材４０２が冷却分岐部８００上に設置され、第３膨張部材４０３が空調分岐部８０４上に設置された状態での配置）によって、熱交換損失を避けることが可能となる。それは、低温の冷媒流体７００が、内部蒸発器６０１や、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００に達する前に進む距離を短縮することによるものである。それに代えて単一の膨張部材を設けることが可能であり、その膨張部材は、空気加熱器３６の出口の所の、回路１００１の既に述べた種々の並列分岐部８００，８０４，８０６に向かって冷媒流体を分配する接合点８０８の上流側にある分岐部８０１の部分上に設置される。
【００７５】
空調動作モードによれば、戻り分岐部８０６は用いられず、かくして、この戻り分岐部８０６上に設置された第２流量制御弁６２は、液体状態の冷媒流体７００の圧縮機２００へ向かう如何なる通過をも防止するように閉鎖位置にある。
【００７６】
冷媒流体７００のうち内部蒸発器６０１に向かって運ばれる部分は、内部蒸発器６０１を横切る空気流Ａと熱量を交換する。この（換気、暖房、および／または空調システム内を循環する）空気流Ａは、冷却されて、車両内部へ向かって送られる。
【００７７】
冷媒流体７００のうち冷却分岐部８００に向かって運ばれる部分は、上述した電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００の方へと運ばれ、その電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００のとっている形態に応じて、電気的接続装置１０の一部ないしは電気的接続装置１０の全体と熱量を交換する。
【００７８】
この第１使用例からは、電気的接続装置１０の冷却中に自動車両２の内部が空調される、ということが理解される。かくして、固定電源１５による主電池３の充電中に、そのような使用例は、自動車両２内部を前もって（即ち、使用者がその車両を使用する前に）空調しておくことも可能とする。そのような冷媒流体７００の回路１００１の動作による電力消費は、電気的接続装置１０の冷却により可能とされる出力の増加に比べれば無視できる程度である、ということに留意されたい。
【００７９】
第２使用例によれば、第３流量制御弁６３とよばれる流量制御弁が、空調分岐部８０４内での冷媒流体７００の循環方向を基準として内部蒸発器６０１の上流側で、空調分岐部８０４上に配置されている。この第３流量制御弁６３が閉鎖位置にあるときには、冷媒流体７００全体を冷却分岐部８００の方へと運ぶことを可能とする。かくして冷媒流体７００全体が、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００のとっている形態に応じて、電気的接続装置１０の一部ないし全体と熱量を交換するのに用いられる。
【００８０】
第３流量制御弁６３は、空調分岐部８０４上に設置された第３膨張部材４０３の上流側に設置されている（上流側は、空調分岐部８０４内での冷媒流体７００の循環方向を基準として解釈される）、ということに留意されたい。但し、第３流量制御弁６３が第３膨張部材４０３の上流側に設置されようと下流側に設置されようと、第３流量制御弁は、空調分岐部８０４内で冷媒流体７００が循環するのを妨げる位置にあるときには、冷媒流体７００の膨張を回避することを可能とする、ということに留意されたい。
【００８１】
かくして、この第２使用例は、電気的接続装置１０を冷却するときには自動車両２の内部を空調しないことを可能とする。それにより、回路１００１の熱的な能力を、専ら電気的接続装置１０を冷却するのに充てることを可能とするのである。
【００８２】
さらに、冷却分岐部８００にも、電気的接続装置１０の冷却の作動を停止させることを可能とする、第４流量制御弁６４と呼ばれる流量制御弁が備え付けられていることが注目される。実際、自動車両２が運転されるときや、起動段階中には、電気的接続装置１０を冷却する必要は無いのである。
【００８３】
第４流量制御弁６４は、空調分岐部８００内での冷媒流体７００の循環方向を基準として、冷却分岐部８００上に設置された第２膨張部材４０２の上流側に設置されている、ということに留意されたい。上記と同様にして、第４流量制御弁６４が第２膨張部材４０２の上流側に設置されようと下流側に設置されようと、第４流量制御弁は、冷却分岐部８００内で冷媒流体７００が循環するのを妨げる位置にあるときには、冷媒流体７００の膨張を回避することを可能とする、ということに留意されたい。
【００８４】
熱量の交換中には、内部蒸発器６０１内であろうと、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００内であろうと、冷媒流体７００は、気体への変換による新たな相変化を経るのである。その冷媒流体は、それから新たなサイクルを経るために再び圧縮機２００へ向かって運ばれる。
【００８５】
圧縮機２００が専ら気体の形態にある冷媒流体７００を圧縮するのを保証するよう、回路１００１には、圧縮機２００の直ぐ上流側に設置されるアキュムレータ５００を備え付けるのが有利である。換言すれば、アキュムレータ５００は、圧縮機２００が専ら気体の形態にある冷媒流体７００のみを圧縮するように、内部蒸発器６０１と圧縮機２００との間で、或いは電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００と圧縮機２００との間で回路１００１上に設けることができるのである。
【００８６】
いわゆるヒートポンプの第２動作モードによれば、圧縮機２００を出て行く際に高圧高温の気体の形態にある冷媒流体７００は、この動作モードに従って作動状態にある内部凝縮器３０１内へと入ることができる。
【００８７】
この目的のために遮断装置３１は、図２から図５に破線で示すような開放位置にある。それは、車両２内部の方向へ送られるために換気、暖房、および／または空調システムを横切る空気流Ａに対して、内部凝縮器３０１が晒されるようにである。冷媒流体７００が内部凝縮器３０１に沿って通過するとき、その冷媒流体７００は内部凝縮器３０１を横切る空気流Ａに対して自らの熱量を引き渡す。それは、内部の方向へ熱い空気流Ａをもたらすようにである。
【００８８】
冷媒流体７００が内部凝縮器３０１内へと通るとき、その冷媒流体７００は最初の相変化を経て液体へと転換する。この相変化中、冷媒流体７００の圧力は一定のまま、その温度が低下し、冷媒流体７００は内部凝縮器３０１を横切る空気流Ａに対して自らの熱の一部を引き渡す。
【００８９】
内部凝縮器３０１を出て行くとき本質的に液体状態にある冷媒流体７００は、それから第１膨張部材４０１内へと運ばれる。分岐部８０２へと向かう通過は、第１流量制御弁６１によって閉じられている。それから冷媒流体７００は、その圧力を低下させることを可能とする膨張を経て、液体状態で低温の冷媒流体７００に帰着する。
【００９０】
冷媒流体７００は、それから空気加熱器３６に向かって運ばれる。冷媒流体７００はこの場合、液体の形態にあり、この空気加熱器３６は蒸発器６００のように作用する。その蒸発器６００においては、冷媒流体７００が自らの熱量を、空気加熱器３６を取り囲む媒体、特に外気流Ｅと交換する。回路１００１のヒートポンプ・モードは一般的に外部の媒体が冷たいときに用いられ、かくして冷媒流体７００は、気体になって行くにもかかわらず、空気加熱器３６を出て行くときには低温のままである。
【００９１】
ヒートポンプ・モードの第１使用例によれば、冷媒流体７００の一部が、空気加熱器３６を出て行くとき、上述した電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００へ流れ込む冷却分岐部８００に向かって運ばれる。冷媒流体７００の他の一部は、第２流量制御弁６２が開放位置にある状態の戻り分岐部８０６を通過することによって、直接的に圧縮機２００へ向かって運ばれる。
【００９２】
そして、冷媒流体７００のうち冷却分岐部８００を通過する（気体の形態で低温の）部分は、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００のとっている形態に応じて、電気的接続装置１０の一部ないしは電気的接続装置１０の全体と熱量を交換する。この熱量の交換が終わると、冷媒流体７００は新たなサイクルのために再び圧縮機２００に向かって運ばれる。
【００９３】
ヒートポンプ・モードの第２使用例によれば、電気的接続装置１０をより効率的に冷却するために、戻り分岐部８０６上に設置された第２流量制御弁６２は閉鎖位置にある。かくして空気加熱器３６を出て行くときには冷媒流体７００の全体が、上述した電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００へ流れ込む冷却分岐部８００に向かって運ばれる。
【００９４】
冷却分岐部８００には、電気的接続装置１０の冷却を遮ることを可能とする第４流量制御弁６４が備え付けられている、ということに留意されたい。実際、自動車両２が運転されるときや、起動段階中には、電気的接続装置１０を冷却する必要は無いのである。この場合、冷媒流体７００は空気加熱器３６を出て行くときには、第２流量制御弁６２が開放位置にある戻り分岐部８０６によって、直接的に圧縮機２００へ向かって運ばれる。
【００９５】
このヒートポンプ動作モードによれば、空調分岐部８０４上に設置された内部蒸発器６０１へのアクセスは、この分岐部８０４上に設置された第３流量制御弁６３を閉鎖位置にすることによって不能とされている。但し、除湿モードによれば、第３流量制御弁６３は開放位置にされる。それは、換気、暖房、および／または空調システム内を循環する空気流Ａの内部凝縮器３０１による加熱の前に、その空気流Ａの水分を捕らえるようにである。実際、換気、暖房、および／または空調システム内を循環する空気流Ａの方向を基準として、内部凝縮器３０１は内部蒸発器６０１の下流側に配置される、ということを特定されたい。
【００９６】
冷媒流体７００の回路１００１を、ヒートポンプ・モードと同じくらいうまく空調モードに適合させるために、回路１００１が協働する換気、暖房、および／または空調システム、並びに回路１００１自体が、二方弁、三方弁、冷媒流体７００用の循環ダクト、および、１つないし複数の遮断装置３１を備える、ということを理解されたい。
【００９７】
冷媒流体７００の回路１００２，１００３，１００４は、自動車両２の主電池３を冷却するようにも構成されているのが有利である。この目的のため、図３から図５を参照して説明することとなるように、付加熱交換器１００と呼ばれる、主電池３を冷却するのに専用の熱交換器１００が、この回路上に設けられている。
【００９８】
そのような付加熱交換器１００は、第１に、主電池３の熱量を捕らえるために（例えば、主電池のための支持体を形成することによって）その主電池にできるだけ近づけて配置され、第２に、例えば循環パイプを与えられることによって、冷媒流体７００を循環させるように構成されている。
【００９９】
図３に示す例によれば、この第２例の冷媒流体７００の回路１００２は、冷却分岐部８００上に配置された、主電池３を冷却するのに専用の追加熱交換器１００の存在を除いて、図２に描かれた回路１００１と全く同一である。換言すれば、冷却分岐部８００は、この分岐部８００上へ前後に並べて配置された２つの熱交換器１００，９００を備えている。追加熱交換器１００は、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００と直列に取り付けられているのである。
【０１００】
より具体的には、追加熱交換器１００は、冷却分岐部８００内での冷媒流体７００の循環方向を基準として、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００の上流側に設置されている。かくして、主電池３の充電中であろうと運転中であろうと、主電池３は電気的接続装置１０が冷却される前に冷却されるのである。この例は、図２に示す回路１００１に対して、主電池３の冷却用の流量制御弁や膨張部材を付け加えなくてもよい、という利点を有している。
【０１０１】
第２例の回路１００２のもう一つの利点は、圧縮機２００の耐用期間の最適化である。実際、主電池３の充電中、電気的接続装置１０の平均温度は、主電池３の平均温度よりも明らかに高い。従って、電気的接続装置１０の冷却が主電池３の冷却の下流側に位置していることによって、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００を出て行くときの冷媒流体７００の蒸発を最適化することが可能となる。かくして、圧縮機２００に向かって移動する冷媒流体７００の気体部分が最大化される。さらに、これにより追加熱交換器１００内を循環する冷媒流体７００が全く液体の形態のみであるか、殆ど液体の形態のみであることを保証することによって、その追加熱交換器の効率を向上させることが可能となる。
【０１０２】
もちろん、自動車両２の構成次第では、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００を、主電池３を冷却するのに専用の熱交換器１００の上流側に配置するのを考えることができるであろう（上流側は、冷却分岐部８００内での冷媒流体７００の循環方向を基準して解される）。
【０１０３】
図４に示す例によれば、この第３例の回路１００３は、主電池３を冷却するのに専用の追加熱交換器１００を備えた熱処理分岐部８５０の存在を除いて、図２に描かれた回路１００１と全く同一である。換言すれば、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の熱交換器９００が、追加熱交換器１００と並列に取り付けられているのである。追加熱交換器１００は、内部蒸発器６０１に対して並列に取り付けられてもいる、ということに留意されたい。
【０１０４】
熱処理分岐部８５０は、凝縮器３００と圧縮機２００との間で、冷却分岐部８００および、内部蒸発器６０１を備えた空調分岐部８０４に対して並列に配置されている。より精確には、熱処理分岐部８５０は、第４交点８１４と第５交点８１５との間を伸びている。
【０１０５】
熱処理分岐部８５０内での冷媒流体７００の循環を制御するため、熱処理分岐部８５０には、第５流量制御弁６５と呼ばれる流量制御弁と、第４膨張部材４０４と呼ばれる膨張部材とが備え付けられている、ということに留意されたい。これら２つの要素は、追加熱交換器１００の上流側に設置されている。第５流量制御弁６５は、第４膨張部材４０４の上流側に設置されていることが好ましい。
【０１０６】
そのような回路１００３の、先の回路１００２に比べての利点は、圧縮機２００の直ぐ上流側に設置された低圧分岐部８１０，８１８における圧力降下の低減である。
【０１０７】
図５に描かれた第４例の回路１００４は、主電池３を冷却するのに専用の熱処理分岐部８５０が、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の冷却分岐部８００を形成するバイパスを備えることを示している。換言すれば、冷却分岐部８００が、追加熱交換器１００を含んだ分岐部８５０に対してのバイパスになっているのである。電気的接続装置を冷却するのに専用の熱交換器９００は、この場合、主電池３の熱処理に専用の熱交換器１００に対して並列になっている。
【０１０８】
電気的接続装置１０を冷却するのに専用の（バイパスとして取り付けられた）冷却分岐部８００内での冷媒流体の循環を制御するため、そのバイパスには、第６流量制御弁６６と呼ばれる流量制御弁が備え付けられている。当該バイパスは、熱処理分岐部８５０上に設置された第５膨張部材４０５と呼ばれる膨張部材の下流側に設置されるのが有利である。もちろんバイパスは、第５膨張部材４０５の上流側に設置することもできるであろう。この場合、電気的接続装置１０のための冷却分岐部８００は、例えば第６流量制御弁６６の下流側に設置された、自らの別個の膨張部材を備えているであろう。
【０１０９】
この第４例の回路１００４の主な利点は、電気的接続装置１０を冷却するのに専用の冷却分岐部８００を、既存の冷媒流体７００および主電池３の冷却回路上に接続することのできる可能性である。かくして、これにより、例えば主電池３や電気的接続装置１０などの電気的な要素類の冷却を、車両内部に専用の冷却から簡単に分離できるようにすることも可能となる。これを達成するために、単一の弁６０が、追加の分岐部８５０内、および電気的接続装置１０の熱処理に専用の冷却分岐部８００内の冷媒流体の循環を制御する。
【０１１０】
選択される例にかかわらず、また接続装置１０に専用の冷却分岐部８００の接続にかかわらず、本発明は、自動車両２の電池の充電を改善するための熱交換を生じさせることを可能とする。そのような冷却分岐部８００へ流し込むために車両上で利用可能な冷媒流体７００の回路の使用を通じて、本発明は、必要空間の厳しい制限がある自動車両内への容易な組み込みを可能とする。さらに、主電池それ自体の冷却を組み込むことによって、この回路は、この電池の寿命を延長させることを助ける。
【０１１１】
但し本発明は、説明されたり描かれたりした手段や構成に限定することはできず、同様の如何なる手段や如何なる構成、および、それらのような手段および／または構成同士の如何なる組合せについても用いられる。実際、この場合、それぞれが別々に特定の構成を用いる種々の代替実施形態に従って本発明が説明されたり描かれたりしてきたとしても、これらの示された構成同士を、本発明に対して決定的とはすることなく組み合わせることができる、ということは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019050720.tif 000005
【図４】
2019050720.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
2019050720000001.pdf