(57)【要約】【課題】簡易な構成によって、電気系の冷却効率を確保し、さらに空調の駆動効率を向上させることができる熱交換システムを提供する。【解決手段】ＥＶ冷却回路３は、車両の電気系を冷却するための電気系用冷媒が循環する。ヒートポンプ式空調用冷媒回路２は、空調用冷媒が循環する。ＥＶ冷却回路３は、ラジエータ５を含む。ヒートポンプ式空調用冷媒回路２は、コンデンサ４を含む。ラジエータ５とコンデンサ４とが熱交換器６を構成する。熱交換器６が、電気系用冷媒と空調用冷媒との間で熱交換を行なう。切替部は、冷房時には、電気系用冷媒と空調用冷媒とが熱交換器６内を同一方向に流れ、暖房時には、電気系用冷媒と空調用冷媒とが熱交換器６内を反対方向に流れるようにする。【選択図】図１
2015091155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換システムであって、
車両の電気系を冷却するための電気系用冷媒が循環する電気系冷却回路と、
空調用冷媒が循環する空調用冷媒回路とを備え、
前記電気系冷却回路は、ラジエータを含み、前記空調用冷媒回路は、コンデンサを含み、前記ラジエータと前記コンデンサとが熱交換器を構成し、前記熱交換器が、前記電気系用冷媒と前記空調用冷媒との間で熱交換を行ない、前記熱交換システムは、
冷房時には、前記電気系用冷媒と前記空調用冷媒とが前記熱交換器内を同一方向に流れ、暖房時には、前記電気系用冷媒と前記空調用冷媒とが前記熱交換器内を反対方向に流れるようにする切替部を備える、熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空調を駆動するために空調用冷媒が循環される冷媒回路と、インバータなどの電気系を冷却するために冷媒を循環させる冷却回路を備えた車両が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１（特開２０１３−０８５４１５号公報）には、エアコン冷媒が循環するエアコン冷媒経路と、空冷される冷却水が循環する冷却水経路とをインバータ内に設け、エアコン冷媒の循環と冷却水の循環とでインバータを冷却するインバータ冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０８５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、空調の駆動効率を向上させるために、電気系を冷却する冷媒を利用することが考えられる。すなわち、電気系の冷媒の熱エネルギーを利用して、空調用冷媒を温めることによって、暖房時の空調の駆動効率の向上を図ることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、冷房時には、電気系の冷媒が温められて、電気系の冷却効率が低下する。そのため、冷房時には、電気系の冷媒を冷却する回路が別途必要となり、システムが複雑化する。
【０００７】
それゆえに、本発明は、簡易な構成によって、電気系の冷却効率を確保し、さらに空調の駆動効率を向上させることができる熱交換システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換システムは、  車両の電気系を冷却するための電気系用冷媒が循環する電気系冷却回路と、空調用冷媒が循環する空調用冷媒回路とを備える。電気系冷却回路は、ラジエータを含む。空調用冷媒回路は、コンデンサを含む。ラジエータとコンデンサとが熱交換器を構成し、熱交換器が、電気系用冷媒と空調用冷媒との間で熱交換を行なう。熱交換システムは、冷房時には、電気系用冷媒と空調用冷媒とが熱交換器内を同一方向に流れ、暖房時には、電気系用冷媒と空調用冷媒とが熱交換器内を反対方向に流れるようにする切替部を備える。
【０００９】
このような構成によって、冷房時には、電気系用冷媒と空調用冷媒とが熱交換器内を同一方向に流れるので、空調用冷媒から電気系用冷媒へ熱が伝わりにくくなり、車両の電気系の冷却効率の低下を防止することができる。また、暖房時には、電気系用冷媒と空調用冷媒とが熱交換器内を反対方向に流れるので、電気系用冷媒から空調用冷媒へ熱が伝わりやすくなり、暖房効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の熱交換システムによれば、簡易な構成によって、電気系の冷却効率を確保し、さらに空調の駆動効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の熱交換システムを表わす図である。
【図２】熱交換器を上面視した図である。
【図３】暖房時における熱交換器内の空調用冷媒の流れと、ＥＶ冷媒の流れを上面視した図である。
【図４】冷房運転時における熱交換器内の空調用冷媒の流れと、ＥＶ冷媒の流れを上面視した図である。
【図５】（ａ）は、暖房運転時における空調用冷媒が流れる流路を表わす図である。（ｂ）は、暖房運転時における空調用冷媒が流れる流路を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の熱交換システムを表わす図である。図２は、熱交換器を上面視した図である。
【００１４】
熱交換システム１は、ヒートポンプ式空調用冷媒回路２と、ＥＶ冷却回路３と、熱交換器６とを備える。
【００１５】
ＥＶ冷却回路３（電気系冷却回路）は、車両の電気系を冷却するためのＥＶ冷媒が循環する回路である。ＥＶ冷却回路３は、ＥＶ冷媒を循環させるためのポンプ１１と、ＥＶ冷媒を放熱により冷却するためのラジエータ５とを備えている。ＥＶ冷却回路３では、ウォーターポンプ１１によって、ＥＶ冷媒が、ラジエータ５、充電器１２、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１３を結ぶ経路を循環する。
【００１６】
インバータは、蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータへ供給する一方、車両の回生制動時には、モータジェネレータが発生する交流電力を直流電力に変換し、蓄電池へ供給する。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電池から供給される直流電力を昇圧し、モータジェネレータから供給される直流電圧を降圧する。
【００１８】
ヒートポンプ式空調用冷媒回路２は、空調用冷媒が循環する回路である。ヒートポンプ式空調用冷媒回路２は、空調用冷媒を圧縮するコンプレッサ９と、空調用冷媒を冷却するコンデンサ４などを備える。
【００１９】
ヒートポンプ式空調用冷媒回路２を構成するコンデンサ４と、ＥＶ冷却回路３を構成するラジエータ５とが熱交換器６を構成する。熱交換器６は、ラジエータ５を流れるＥＶ冷媒と、コンデンサ４を流れる空調用冷媒との間で熱交換を行なう。熱交換器６内では、高温流体の熱が低温側の流体へ伝えられる。
【００２０】
図３は、暖房運転時における熱交換器内の空調用冷媒の流れと、ＥＶ冷媒の流れを上面視した図である。暖房運転時には、空調用冷媒の流れる向きと、ＥＶ冷媒の流れる向きが逆向きとなる。
【００２１】
暖房運転によって、空調用冷媒の温度は、ＥＶ冷媒の温度よりも低くなる。図３のように、高温のＥＶ冷媒と低温の空調用冷媒の流れる向きを逆向きにすると、ＥＶ冷媒から空調用冷媒へ熱が伝わりやすくなり、空調用冷媒の温度が上昇し、暖房効率が向上する。
【００２２】
また、暖房運転時には、ファン２０が停止することによって、ＥＶ冷媒の熱が外気へ逃げることなく、空調用冷媒に効率よく伝えられる。
【００２３】
図４は、冷房運転時における熱交換器内の空調用冷媒の流れと、ＥＶ冷媒の流れを上面視した図である。冷房運転時には、空調用冷媒の流れる向きと、ＥＶ冷媒の流れる向きが逆向きとなる。
【００２４】
冷房運転によって、空調用冷媒の温度は、ＥＶ冷媒の温度よりも高くなる。図４のように、低温のＥＶ冷媒と高温の空調用冷媒の流れる向きを逆向きにすると、空調用冷媒からＥＶ冷媒へ熱が伝わりにくくなる。その結果、ＥＶ冷媒が暖められることによる車両の電気系の冷却効率の低下を防止することができる。
【００２５】
また、冷房運転時には、ファン２０が駆動することによって、外気でＥＶ冷媒が冷却される。
【００２６】
次に、図５を用いて、冷房運転時と暖房運転時とで、空調用冷媒の流れる向きを切換える方式について説明する。
【００２７】
図５のバルブ８ａおよびバルブ８ｂは、切替部２５を構成する。
図５（ａ）に示すように、暖房運転時には、コンプレッサ９から出力された空調用冷媒がコンデンサ４に流れるように、バルブ８ａが切り換えられる。コンデンサ４を流れた空調用冷媒が流路２２ｂに出力される。空調用冷媒が流路２２ｂからコンプレッサ９に流れるように、バルブ８ｂが切り換えられる。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、冷房運転時には、コンプレッサ９から出力される空調用冷媒が流路２２ａに流れるように、バルブ８ａが切り換えられる。また、空調用冷媒が流路２２ａからコンデンサ４に流入する。コンデンサ４から出力された空調用冷媒がコンプレッサ９に流れるように、バルブ８ｂが切り換えられる。
【００２９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３０】
１  熱交換システム、２  ヒートポンプ式空調用冷媒回路、３  ＥＶ冷却回路、４  コンデンサ、５  ラジエータ、６  熱交換器、８ａ，８ｂ  バルブ、９  コンプレッサ、１１  ポンプ、１２  充電器、１３  インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータ、２０  ファン、２２ａ，２２ｂ  流路、２５  切替部。
【図１】
2015091155.tif 000003
【図２】
2015091155.tif 000004
【図３】
2015091155.tif 000005
【図４】
2015091155.tif 000006
【図５】
2015091155.tif 000007