(57)【要約】【課題】  構成部品の共用化による組み付け性向上、原価低減そして小型化を図ることができるハイブリッド車の冷却システムを提供する。【解決手段】  膨張弁と蒸発器１１とにバッテリからの電力で駆動されるモータ２０から吸熱可能なる熱交換器１０及び第２膨張弁１２を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】
エンジン（１）と、バッテリからの電力で駆動されるモータ（２０）とを備えた車両であって、
ガス冷媒を吸入圧縮可能な圧縮機（２）と、エンジン（１）による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凝縮器（３）と、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なる蒸発器（１１）と、減圧手段の膨張弁（１２）とから構成されてなる蒸発圧縮式冷凍機において、
前記膨張弁（１２）と前記蒸発器（１１）とに、前記モータ（２０）から吸熱可能なる熱交換器（１５）及び第２膨張弁（１６）を並列に接続してなることを特徴とする蒸発圧縮式冷凍機。
【請求項２】
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）、インバータ（２２）を備えた車両であって、
ガス冷媒を吸入圧縮可能なる圧縮機（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凝縮器（３）と、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なる蒸発器（１１）と、減圧手段の膨張弁（１２）とから構成されてなる蒸発圧縮式冷凍機において、
前記膨張弁（１２）と前記蒸発器（１１）とに、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）、インバータ（２２）の何れから吸熱可能なる熱交換器（４０）及び第２膨張弁（１６）を並列に接続してなることを特徴とする蒸発圧縮式冷凍機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蒸発圧縮式冷凍機であって、
前記膨張弁（１２）と前記蒸発器（１１）とに、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）、インバータ（２２）、ＦＣスタック（４１）、吸気冷却インタークーラ（４２）、自動変速機冷却用オイルクーラ（４３）の何れから吸熱可能なる熱交換器（４０）及び第２膨張弁（１６）を並列に接続してなることを特徴とする蒸発圧縮式冷凍機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の蒸発圧縮式冷凍機であって、
前記膨張弁（１２）と前記蒸発器（１１）とに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）、インバータ（２２）、ＦＣスタック（４１）、吸気冷却インタークーラ（４２）、自動変速機冷却用オイルクーラ（４３）の何れから吸熱可能なる熱交換器（５０）及び第２膨張弁（１６）を並列に接続してなると共に前記熱交換器（５０）に放熱部（５１）を有し且つ前記蒸発器（１１）近傍にエアコンアンプ（５２）、モニター、車載アンプの何れかを有するヒートパイプ（５３）により連通してなることを特徴とする蒸発圧縮式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発圧縮式冷凍機、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、ハイブリッド車の冷却システムとしては、エンジンを冷却するエンジン冷却システムと、自動変速機のオイルクーラ冷却システムと、車室内冷却システムとの他に、駆動用モータを冷却する強電系の駆動用モータ冷却システムを必要としている（例えば、特許文献１。）。
【特許文献１】特開２０００−７３７６３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にあっては、エンジンを冷却するエンジン冷却システムと、自動変速機のオイルクーラ冷却システムと、車室内冷却システムとの他に、駆動用モータを冷却する強電系の駆動用モータ冷却システムが独立して追加している構造になっているため、都合４系統の冷却システムが必要となり、部品増加による組付け性の悪化が招きやすくなる。また、部品の重複による原価高騰のおそれがある。更に、ラジエータやコンデンサの設置箇所における車両前後方向における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、構成部品の共用化による組み付け性向上、原価低減そして小型化を図ることができる蒸発圧縮式冷凍機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記載の発明は、エンジンと、バッテリからの電力で駆動されるモータとを備えた車両であって、ガス冷媒を吸入圧縮可能な圧縮機と、エンジンによる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凝縮器と、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なる蒸発器と、減圧手段の膨張弁とから構成されてなる蒸発圧縮式冷凍機において、前記膨張弁と前記蒸発器とに、前記モータから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなることを特徴とする。
【０００６】
請求項２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、インバータを備えた車両であって、ガス冷媒を吸入圧縮可能なる圧縮機と、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凝縮器と、低温の液冷媒を蒸発させて被冷媒物を冷却可能なる蒸発器と、減圧手段の膨張弁とから構成されてなる蒸発圧縮式冷凍機において、前記膨張弁と前記蒸発器とに、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、インバータの何れから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の蒸発圧縮式冷凍機であって、前記膨張弁と前記蒸発器とに、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、インバータ、ＦＣスタック、吸気冷却インタークーラ、自動変速機冷却用オイルクーラの何れから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の蒸発圧縮式冷凍機であって、前記膨張弁と前記蒸発器とに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、インバータ、ＦＣスタック、吸気冷却インタークーラ、自動変速機冷却用オイルクーラの何れから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなると共に前記熱交換器に放熱部を有し且つ前記蒸発器近傍にエアコンアンプ、モニター、車載アンプの何れかを有するヒートパイプにより連通してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、前記膨張弁と前記蒸発器とにバッテリからの電力で駆動されるモータから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなるため、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。また、小型化を図ることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、前記膨張弁と前記蒸発器とに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、インバータの何れから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなるため、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。また、小型化を図ることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、前記膨張弁と前記蒸発器とに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、インバータ、ＦＣスタック、吸気冷却インタークーラ、自動変速機冷却用オイルクーラの何れから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなるため、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。また、小型化を図ることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、前記膨張弁と前記蒸発器とに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、インバータ、ＦＣスタック、吸気冷却インタークーラ、自動変速機冷却用オイルクーラの何れから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなると共に前記熱交換器に放熱部を有し且つ前記蒸発器近傍にエアコンアンプ、モニター、車載アンプの何れかを有するヒートパイプにより連通してなるため、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。また、小型化を図ることができる。更に、レイアウトの自由さを確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
構成部品の共用化による組み付け性向上、原価低減そして小型化を図ることができるハイブリッド車の冷却システムを提供する、という目的を、膨張弁と蒸発器とにバッテリからの電力で駆動されるモータから吸熱可能なる熱交換器及び第２膨張弁を並列に接続してなることで、実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１に基づいて第１の実施例について説明する。符号１は、エンジンである。符号２は、後述するエバポレータ１１で蒸発したガス冷媒を吸入圧縮可能なる圧縮機であるコンプレッサ２である。符号３は、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凝縮器であるコンデンサである。該コンデンサ３の後側（図１の下側。以下同じ。）には、ラジエータ４が設けられている。符号５はパイプ５である。符号６は、エンジン１とラジエータ４との間に介在されるサーモスタットである。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。
【００１５】
符号１０は、車室内に温度調整をした空気を吹き出し可能なる空調装置で、該空調装置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蒸発器であるエバポレータ１１と、減圧手段の膨張弁１２と、前記エンジン１の冷却水（高温）が循環されてなるヒータコア１３と、該ヒータコア１３を通過させる空気量を制御するエアミックスドア１４とよりなる。該エアミックスドア１４は、図１の太線で示す位置（ヒータコア１３へ流入する空気を阻止）から細線で示す位置（ヒータコア１３へ全ての空気を流入する）へ移動できるように制御可能となっている。
【００１６】
かかる蒸発圧縮式冷凍機において、図示しない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、インバータ２２とを備えたハイブリッド車両であって、前記膨張弁１２と前記エバポレータ１１との間に、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、インバータ２２とから吸熱可能なる熱交換器１５及び第２膨張弁１６をパイプ５で並列に接続してなる。
【００１７】
走行している時には、走行風がラジエータ４に多く入るため、放熱性能が増加する。登坂時にモータ２０と、インバータ２２との発熱量が増加しても、放熱性能が増加しているため、十分に放熱が行える。また、空調装置１０にとってみれば、停車時や低速走行時には、走行風が減少する分、ラジエータ４の放熱性能は減少するが、モータ２０と、インバータ２２と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。
【００１８】
以上により、空調装置１０では、コンプレッサ２で高温且つ高圧となった冷媒をコンデンサ３で放熱して、中温且つ高圧の冷媒に変化させ、気液分離・減圧手段により低温且つ低圧となった冷媒は、エバポレータ１１で車室内に吹き出す空気から吸熱してコンプレッサ２に戻る循環を行うことになる。
【００１９】
また、膨張弁１２及びエバポレータ１１に並列に設置した第２の膨張弁１６及びモータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、インバータ２２とから吸熱可能なる熱交換器１５を通る経路では、コンデンサ３で中温且つ高圧の冷媒を第２の膨張弁１６で低温且つ低圧とし、熱交換器１５で吸熱して、コンプレッサ２に戻る循環を行うことになる。
【００２０】
従って、熱交換器１５の冷媒温度は、外気温度よりも低温化できるため、従来に比べて、小型化できる。つまり、従来は、冷媒をサブラジエータで放熱しても、熱交換効率が１００％でも外気温度と同一にしかならないが、かかるエアコンサイクルで冷却すると、外気温度以下に冷却できるため、小型化しても性能が維持できる。
【００２１】
また、モータ２０やトランスミッションを冷却するオイルと冷媒の熱交換器１５を設けたことにより、オイルの冷却系統は残しつつ車両配索を冷媒系のみとすることも可能である。
【実施例２】
【００２２】
図２に基づいて第２の実施例について説明する。この第２の実施例は、第１の実施例に対して、車室内暖房をエアコンサイクルで行う場合であり、相違点のみを説明する。
【００２３】
かかる蒸発圧縮式冷凍機は、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圧縮機であるコンプレッサ２と、該コンプレッサ２による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凝縮器であるコンデンサ３と、前記空調装置１０とより構成され、パイプ５で連通している。符号３０は、コンデンサ３とエバポレータ１１との間を直結した第２パイプである。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。
【００２４】
符号３１は、サブコンデンサ１３からコンデンサ３に冷媒が流れないように配設された第１逆止弁で、符号３２は、エバポレータ１１からコンデンサ３に冷媒が流れないように配設された第２逆止弁である。符号３３は、コンデンサ３への冷媒量を制御する第１止栓である。同３４は、コンプレッサ２とサブコンデンサ１３とを直結する第３パイプ３６を流れる冷媒量を制御する第２止栓である。同３５は、コンデンサ３からコンプレッサ２に流れる冷媒量を制御する第３止栓である。
【００２５】
従って、熱交換器１５の冷媒温度は、外気温度よりも低温化できるため、従来に比べて、小型化できる。つまり、従来は、冷媒をサブラジエータで放熱しても、熱交換効率が１００％でも外気温度と同一にしかならないが、かかるエアコンサイクルで冷却すると、外気温度以下に冷却できるため、小型化しても性能が維持できる。
【００２６】
また、モータ２０やトランスミッションを冷却するオイルと冷媒の熱交換器１５を設けたことにより、オイルの冷却系統は残しつつ車両配索を冷媒系のみとすることも可能である。
【実施例３】
【００２７】
図３に基づいて第３の実施例について説明する。この第３の実施例は、第２の実施例に対して熱交換器の構成の異なる車両の駆動系による蒸発圧縮式冷凍機であり、空調装置１０は同一であり、相違点のみを説明する。
【００２８】
かかる蒸発圧縮式冷凍機は、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圧縮機であるコンプレッサ２と、該コンプレッサ２による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凝縮器であるコンデンサ３と、前記空調装置１０とより構成され、パイプ５で連通している。符号３６は、コンプレッサ２とサブコンデンサ１３とを直結する第３パイプである。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。
【００２９】
符号４０は、第３の実施例の熱交換機で、図示しない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、インバータ２２と、ＦＣスタック４１と、吸気冷却インタークーラ４２と、自動変速機冷却用オイルクーラ４３の何れから吸熱可能である。該熱交換器４０及び第２膨張弁１６をパイプ５で並列に接続してなる。
【００３０】
符号４４は、エバポレータ１１から熱交換機４０に冷媒が流れないように配設された第３逆止弁で、符号４５は、コンプレッサ２からエバポレータ１１に冷媒が流れないように配設された第４逆止弁である。また、符号４６は、熱交換機４０への冷媒量を制御する第４止栓である。同４７は、膨張弁１２への冷媒量を制御する第５止栓である。
【００３１】
従って、熱交換器４０の冷媒温度は、外気温度よりも低温化できるため、従来に比べて、小型化できる。つまり、従来は、冷媒をサブラジエータで放熱しても、熱交換効率が１００％でも外気温度と同一にしかならないが、かかるエアコンサイクルで冷却すると、外気温度以下に冷却できるため、小型化しても性能が維持できる。
【００３２】
また、モータ２０やトランスミッションを冷却するオイルと冷媒の熱交換器４０を設けたことにより、オイルの冷却系統は残しつつ車両配索を冷媒系のみとすることも可能である。
【実施例４】
【００３３】
図４に基づいて第４の実施例について説明する。この第４の実施例は、第３の実施例に対して熱交換器の構成の異なる蒸発圧縮式冷凍機であり、空調装置１０は同一であり、相違点のみを説明する。
【００３４】
かかる蒸発圧縮式冷凍機は、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圧縮機であるコンプレッサ２と、該コンプレッサ２による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凝縮器であるコンデンサ３と、前記空調装置１０とより構成され、パイプ５で連通している。符号３６は、コンプレッサ２とサブコンデンサ１３とを直結する第３パイプである。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。
【００３５】
符号５０は、第４の実施例の熱交換機で、図示しない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、インバータ２２と、ＦＣスタック４１と、吸気冷却インタークーラ４２と、自動変速機冷却用オイルクーラ４３と、放熱部５１との何れから吸熱可能である。該熱交換器５０及び第２膨張弁１６をパイプ５で並列に接続してなると共に前記熱交換器５０の放熱部５１と、前記エバポレータ１１近傍に設けたエアコンアンプ５２とをヒートパイプ５３により連通してなる。
【００３６】
従って、熱交換器５０の冷媒温度は、外気温度よりも低温化できるため、従来に比べて、小型化できる。つまり、従来は、冷媒をサブラジエータで放熱しても、熱交換効率が１００％でも外気温度と同一にしかならないが、かかるエアコンサイクルで冷却すると、外気温度以下に冷却できるため、小型化しても性能が維持できる。
【００３７】
また、モータ２０やトランスミッションを冷却するオイルと冷媒の熱交換器５０を設けたことにより、オイルの冷却系統は残しつつ車両配索を冷媒系のみとすることも可能である。更に、エアコンアンプ５２のような低排熱品の冷却を設け、ヒートパイプ５３のように冷媒が封入されて熱を移動できる機能を有する部品を加えたことにより、必要な通路径を確保すれば良いため、レイアウトがし易いことになる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る冷却装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の第２の実施例に係る冷却装置の構成を示す概略図。
【図３】本発明の第３の実施例に係る冷却装置の構成を示す概略図。
【図４】本発明の第４の実施例に係る冷却装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００３９】
１  エンジン
２  圧縮機であるコンプレッサ
３  凝縮器であるコンデンサ
４  ラジエータ
５  パイプ
６  サーモスタット
１０  空調装置
１１  蒸発器であるエバポレータ
１２  減圧手段の膨張弁
１３  ヒータコア或いはサブコンデンサ
１４  エアミックスドア
１５、４０、５０  熱交換器
１６  第２膨張弁
２０  モータ
２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２  インバータ
３０  第２パイプ
３１  第１逆止弁
３２  第２逆止弁
３３  第１止栓
３４  第２止栓
３５  第３止栓
３６  第３パイプ
４１  ＦＣスタック
４２  吸気冷却インタークーラ
４３  自動変速機冷却用オイルクーラ
４４  第３逆止弁
４５  第４逆止弁
４６  第４止栓
４７  第５止栓
５１  放熱部
５２  エアコンアンプ
５３  ヒートパイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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