JPH08258548A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

自動車用空気調和装置

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JPH08258548A
JPH08258548A JP7064053A JP6405395A JPH08258548A JP H08258548 A JPH08258548 A JP H08258548A JP 7064053 A JP7064053 A JP 7064053A JP 6405395 A JP6405395 A JP 6405395A JP H08258548 A JPH08258548 A JP H08258548A
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heat
fluid
drive motor
air conditioner
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JP7064053A
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Hideo Nishibatake
秀男 西畠
則夫 ▲よし▼田
Norio Yoshida
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低外気温の暖房運転時においても室外熱交換
器への着霜を抑え、除霜時間を極力短く抑え、暖房能力
の向上と圧縮機の信頼性と運転時の安全性を向上させ、
室内の快適性を損なわず、省エネルギー運転を行う。 【構成】 流体ポンプにより、電気自動車用駆動モータ
などの発熱部品を冷却する冷却液を循環させるサイクル
を構成し、ヒートポンプタイプの冷凍サイクルの暖房運
転において、冷媒と冷却液との熱交換を別々に金属を媒
体として効率的に行うために、前記冷却液の放熱を冷凍
サイクルの室外熱交換器１４内で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に電気自動車に使用
される空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来例を示すヒートポンプシステ
ムの冷凍サイクル図である。基本的な運転状態として、
冷房運転時には密閉型電動圧縮機１（以下圧縮機１）よ
り吐出された冷媒ガスは四方弁２を通過し室外熱交換器
３にて凝縮され、電動膨張弁４にて減圧され室内熱交換
器５にて蒸発し、四方弁２、アキュムレータ６を通って
圧縮機１へ戻る。暖房運転時には圧縮機１より吐出され
た冷媒ガスは四方弁２を通過し室内熱交換器５にて凝縮
され、電動膨張弁４にて減圧され室外熱交換器３にて蒸
発し、四方弁２、アキュムレータ６を通って圧縮機１へ
戻る。
【０００３】図４は、従来例を示す電気自動車の駆動モ
ータ７などの発熱部品の冷却サイクル図である。電気自
動車用の駆動モータ７と、前記駆動モータ７のモータコ
ントローラ８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９と、エアコン
用インバータ１０などの発熱部品と、流体ポンプ１１と
熱交換器１２を具備し、流体ポンプ１１により、駆動モ
ータ７と、モータコントローラ８と、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ９と、エアコン用インバータ１０などの発熱部品を
冷却する冷却液を循環させるサイクルを構成し、冷却液
の放熱を専用の熱交換器１２により外気と行う。
【０００４】電気自動車の各機能部品で発生した熱は外
気へ放熱されることになり、暖房運転時の熱源として、
効率的に利用されていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、暖房運
転時に外気と熱交換させて熱を汲み取るだけでは、通常
の冷凍サイクルであれば外気温が約５℃以下になると、
室外熱交換器３へ着霜が始まり、霜の成長により風量及
び熱交換能力が落ちて暖房能力が落ちるため、除霜運転
を行う必要がある。
【０００６】そして吐出ガスを室外熱交換器３へ流して
除霜する場合に、除霜時間中は室内へは冷風が出ること
になり、快適性が損なわれる。
【０００７】また、室外熱交換器３除霜中に車両のフロ
ントガラスに発生したくもりは、安全性の問題から早急
に取ることも重要な課題である。
【０００８】また、除霜が完了し暖房サイクルに復帰し
ても安定運転状態に戻るまでに、時間がかかり、快適性
が損なわれた状態が続く。
【０００９】また電気自動車のバッテリー容量には限度
があり、使用電力量を抑えて快適性を確保することは重
要な課題である。
【００１０】本発明は、低外気温の暖房運転時において
も室外熱交換器３への着霜を抑え、除霜時間を極力短く
抑え、暖房能力の向上と密閉型電動圧縮機１の信頼性と
運転時の安全性を向上させ、室内の快適性を損なわず、
省エネルギー運転を行うことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の第１の手
段は、密閉容器内に電動機部と圧縮機部を具備する密閉
型電動圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨張弁
と、室内熱交換器とを主要部品として装備するヒートポ
ンプタイプの冷凍サイクルにおいて、前記室外熱交換器
の内部に第一の流体を流す第一の通路と第二の流体を流
す第二の通路を設けるものとする。
【００１２】また本発明の第２の手段は、第１の手段に
加えて、少なくとも、電気自動車用の駆動モータと、前
記駆動モータのコントローラと、エアコン用インバータ
のいずれか一つの発熱部品と、流体ポンプを具備し、前
記流体ポンプにより、前記駆動モータと、前記モータコ
ントローラと、前記エアコン用インバータの少なくとも
いずれか一つの発熱部品を冷却する流体を循環させるサ
イクルを構成し、前記流体の放熱を室外熱交換器で行う
ものとする。
【００１３】また本発明の第３の手段は、第１の手段に
加えて、少なくとも、電気自動車用の駆動モータと、前
記駆動モータのコントローラと、エアコン用インバータ
のいずれか一つの発熱部品と、流体ポンプと熱交換器を
具備し、前記流体ポンプにより、前記駆動モータと、前
記モータコントローラと、前記エアコン用インバータの
少なくともいずれか一つの発熱部品を冷却する流体を循
環させるサイクルを構成し、冷凍サイクルの運転状態に
より、少なくとも冷房運転時は前記流体の放熱を前記熱
交換器で行い、暖房運転時は前記流体の放熱を前記室外
熱交換器で行う制御をするものとする。
【００１４】
【作用】本発明の第１、２の手段によれば、室外熱交換
器の内部を２種類以上の流体を別々に流すため、例えば
低温低圧の冷媒と、駆動モータなどの発熱部品の冷却液
との熱交換を熱伝導率の高い金属を媒体として行うこと
ができ、熱交換効率を高く保つことができるため、暖房
時のヒートポンプの熱源として有効に活用でき、かつ外
気温が低いときも着霜し難い。
【００１５】本発明の第３の手段によれば、駆動モータ
などの発熱部品の冷却液の熱は、暖房運転時は低温低圧
の冷媒と熱交換し、冷房運転時は専用の熱交換器で外気
と熱交換できる。
【００１６】また着霜し難く、除霜時間が極力少なくす
ることができるので、定常運転状態まで素早く立ち上げ
ることができるため、車両のフロントガラスのくもりの
発生を極力防止することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の１実施例による自動車用空気
調和装置を図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は本発明の自動車用空気調和装置のヒ
ートポンプシステムを示す。暖房運転時は、２箇所の三
方弁１３ａ，ｂを動作させて、駆動モータ７などの発熱
部品を冷却し受熱した冷却液を、２種類の流体の熱交換
を別々に行うことができる室外熱交換器１４へ流す。室
外熱交換器１４の内部に２種類の別々の流体を流すた
め、低温低圧の冷媒と、冷却液との熱交換を、熱伝導率
の高い金属を媒体として行うことができ、熱交換効率を
高く保つことができるため、冷却液を暖房時のヒートポ
ンプの熱源として効率的に活用できる。
【００１９】また、暖房運転時は常に外気より暖かい冷
却液を室外熱交換器１４内に流しているため、外気温が
低いときも着霜し難い。
【００２０】また、除霜時間を極力少なくすることがで
きるので、定常運転状態まで素早く立ち上げることがで
きるため、車両のフロントガラスのくもりの発生を極力
防止することができる。
【００２１】また、圧縮機１の暖房安定運転までの時間
が短縮できるため、特に電気自動車の場合など、バッテ
リー電力容量に限界のある車両では、省エネルギー運転
が可能となる。
【００２２】また暖房運転時に低圧が下がり難く、循環
量が低くならないため冷凍機油の戻りが良く、圧縮機１
の潤滑性を損なうことなく、信頼性を確保することがで
きる。
【００２３】また、冷房運転時は２箇所の三方弁１３
ａ，ｂを動作させて、駆動モータ７などの発熱部品の冷
却液の熱を専用の熱交換器１５で外気と熱交換するた
め、室外熱交換器１４の能力を下げることがなく、また
消費電力を上げることなく十分な冷房能力を発揮するこ
とができる。
【００２４】図２は本発明の１例である自動車用空気調
和装置のフィン＆チューブタイプの室外熱交換器１４の
構成と流体の流れ方向を示す。積層されたフィン１６内
にアルミ管１７が挿入されている。基本的な流体の流れ
として、暖房時には、低温低圧の冷媒と、駆動モータ７
などの発熱部品を冷却して受熱した冷却液は、室外熱交
換器１４の下部より上部に向かってアルミ管１７内を、
蛇行及び交差しながら別々に流れる。各流体の流し方
は、着霜の状態、除霜の状態、冷房暖房性能を最高に保
つパスバランスの設定により決定されるのが望ましい。
【００２５】室外熱交換器１４は図２のようなフィン＆
チューブタイプに限らず、マルチフロータイプ、サーペ
ンタイプでも構成可能としてもよい。
【００２６】また、冷却液は車両用の一般的な不凍液や
オイルでもよく、室外熱交換器１４のチューブは銅管で
もよい。
【００２７】また、本システム制御方法は、本発明の実
施例を基本として、本実施例以外の除湿機能を持ったサ
イクルや四方弁を使用しない暖房サイクル等にも応用可
能である。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、低外気温の暖房運転時においても室外熱交換器への
着霜を抑え、除霜時間を極力短く抑え、暖房能力の向上
と圧縮機の信頼性と運転時の安全性を向上させ、室内の
快適性を損なわず、省エネルギー運転を行うことができ
るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示すヒートポンプシステム
の冷凍サイクル図
【図２】本発明の１実施例を示す室外熱交換器の構成図
【図３】従来例を示すヒートポンプシステムの冷凍サイ
クル図
【図４】従来例を示す電気自動車の駆動モータなどの冷
却サイクル図
【符号の説明】
１ 密閉型電動圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室外熱交換器 ４ 電動膨張弁 ５ 室内熱交換器 ６ アキュムレータ ７ 駆動モータ ８ モータコントローラ ９ ＤＣ／ＤＣコンバータ １０ エアコン用インバータ １１ 流体ポンプ １２ 熱交換器 １３ａ 三方弁 １３ｂ 三方弁 １４ 室外熱交換器 １５ 熱交換器 １６ フィン １７ アルミ管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】密閉容器内に電動機部と圧縮機部を具備す
    る密閉型電動圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、膨
    張弁と、室内熱交換器とを主要部品として装備するヒー
    トポンプタイプの冷凍サイクルにおいて、前記室外熱交
    換器の内部に第一の流体を流す第一の通路と第二の流体
    を流す第二の通路を設けたことを特徴とする自動車用空
    気調和装置。
  2. 【請求項２】少なくとも、電気自動車用の駆動モータ
    と、前記駆動モータのコントローラと、エアコン用イン
    バータのいずれか一つの発熱部品と、流体ポンプを具備
    し、前記流体ポンプにより、前記駆動モータと、前記モ
    ータコントローラと、前記エアコン用インバータの少な
    くともいずれか一つの発熱部品を冷却する流体を循環さ
    せるサイクルを構成し、前記流体の放熱を室外熱交換器
    で行う請求項１記載の自動車用空気調和装置。
  3. 【請求項３】少なくとも、電気自動車用の駆動モータ
    と、前記駆動モータのコントローラと、エアコン用イン
    バータのいずれか一つの発熱部品と、流体ポンプと熱交
    換器を具備し、前記流体ポンプにより、前記駆動モータ
    と、前記モータコントローラと、前記エアコン用インバ
    ータの少なくともいずれか一つの発熱部品を冷却する流
    体を循環させるサイクルを構成し、冷凍サイクルの運転
    状態により、少なくとも冷房運転時は前記流体の放熱を
    前記熱交換器で行い、暖房運転時は前記流体の放熱を前
    記室外熱交換器で行う制御をする請求項１記載の自動車
    用空気調和装置。
JP7064053A 1995-03-23 1995-03-23 自動車用空気調和装置 Pending JPH08258548A (ja)

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