冷卻裝置和冷卻裝置的控制方法
【專利摘要】提供可得到與來(lái)自發(fā)熱源的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能的冷卻裝置。冷卻HV設(shè)備（31）的冷卻裝置（1）具備：壓縮機(jī)（12），其用于使制冷劑循環(huán)；熱交換器（14），其在制冷劑和大氣之間進(jìn)行熱交換；膨脹閥（16），其對(duì)制冷劑進(jìn)行減壓；熱交換器（18），其在制冷劑和空調(diào)用空氣之間進(jìn)行熱交換；冷卻部（30），其設(shè)置于在熱交換器（14）和膨脹閥（16）之間流動(dòng)的制冷劑的路徑上，使用制冷劑來(lái)冷卻HV設(shè)備（31）；旁通路徑（41），其繞過(guò)膨脹閥（16）和熱交換器（18）；以及切換閥（52），其選擇性地切換制冷劑從冷卻部（30）朝向膨脹閥（16）的流動(dòng)、和制冷劑經(jīng)由旁通路徑（41）的流動(dòng)。
【專利說(shuō)明】冷卻裝置和冷卻裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冷卻裝置和冷卻裝置的控制方法，特別是涉及利用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)來(lái)冷卻發(fā)熱源的冷卻裝置和該冷卻裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái),作為環(huán)境問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施之一,通過(guò)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)行駛的混合動(dòng)力車、燃料電池車、電動(dòng)汽車等受到關(guān)注。在這樣的車輛中，馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、變換器(inverter)、轉(zhuǎn)換器(converter)以及電池等電氣設(shè)備因電力的授受而發(fā)熱。于是，提出了利用用作車輛用空調(diào)裝置的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，來(lái)冷卻發(fā)熱體的技術(shù)。
[0003]例如，在日本特開(kāi)2007-69733號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中，公開(kāi)了如下系統(tǒng):在從膨脹閥到達(dá)壓縮機(jī)的制冷劑通路，并聯(lián)配置與空調(diào)用空氣進(jìn)行熱交換的熱交換器和與發(fā)熱體進(jìn)行熱交換的熱交換器，利用空調(diào)裝置用制冷劑來(lái)冷卻發(fā)熱體。在日本特開(kāi)2005-90862號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中，公開(kāi)了如下冷卻系統(tǒng):在繞過(guò)空調(diào)用制冷循環(huán)的減壓器、蒸發(fā)器以及壓縮機(jī)的旁通通路，設(shè)置有用于冷卻發(fā)熱體的發(fā)熱體冷卻單元。在日本特開(kāi)2001-309506號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中，公開(kāi)了如下冷卻系統(tǒng):使車輛空調(diào)用制冷循環(huán)裝置的制冷劑回流到驅(qū)動(dòng)控制車輛行駛馬達(dá)的變換器電路部的冷卻部件，在不需要空調(diào)空氣流的冷卻的情況下，抑制由車輛空調(diào)用制冷循環(huán)裝置的蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的空調(diào)空氣流的冷卻。
[0004]另一方面，關(guān)于車輛用空調(diào)裝置，在日本特開(kāi)2011-1048號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)中，公開(kāi)了如下車輛用空調(diào)系統(tǒng):車內(nèi)用蓄熱單元的蓄熱件儲(chǔ)蓄熱量，車內(nèi)用蓄熱單元將該熱量與熱交換介質(zhì)進(jìn)行熱交換。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-69733號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-90862號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2001-309506號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2011-1048號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]能夠選擇通常行駛模式和重視加速性的運(yùn)動(dòng)行駛模式中任一種模式下的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的混合動(dòng)力車輛的實(shí)用化正在推進(jìn)。運(yùn)動(dòng)行駛模式是通過(guò)在高負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)混合動(dòng)力設(shè)備、從而使驅(qū)動(dòng)力與通常行駛模式相比增大、提高車輛的行駛性能的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。在運(yùn)動(dòng)行駛模式下的運(yùn)轉(zhuǎn)中，由在高負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的混合動(dòng)力設(shè)備產(chǎn)生的熱量上升。因此，為了防止混合動(dòng)力設(shè)備的過(guò)熱，需求暫時(shí)提高混合動(dòng)力設(shè)備的冷卻性能的技術(shù)。
[0013]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作成的，其主要目的是提供能夠獲得與來(lái)自發(fā)熱源的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能的冷卻裝置。另外，本發(fā)明其他的目的是提供用于獲得與來(lái)自發(fā)熱源的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能的冷卻裝置的控制方法。
[0014]用于解決問(wèn)題的手段
[0015]本發(fā)明的冷卻裝置是冷卻發(fā)熱源的冷卻裝置，具備:壓縮機(jī)，其用于使制冷劑循環(huán)；第一熱交換器，其在制冷劑和大氣之間進(jìn)行熱交換；減壓器，其對(duì)制冷劑進(jìn)行減壓;第二熱交換器，其在制冷劑和空調(diào)用空氣之間進(jìn)行熱交換；冷卻部，其設(shè)置于在第一熱交換器和減壓器之間流動(dòng)的制冷劑的路徑上，使用制冷劑來(lái)冷卻發(fā)熱源；旁通路徑，其繞過(guò)減壓器和第二熱交換器；以及路徑選擇部，其選擇性地切換制冷劑從冷卻部朝向減壓器的流動(dòng)、和制冷劑經(jīng)由旁通路徑的流動(dòng)。
[0016]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選，具備使制冷劑的溫度下降的減溫器，減溫器在路徑選擇部選擇了制冷劑經(jīng)由旁通路徑的流動(dòng)時(shí)，使在冷卻部中流動(dòng)的制冷劑的溫度下降。冷卻裝置也可以具備電子膨脹閥，該電子膨脹閥設(shè)置于在第一熱交換器和冷卻部之間流動(dòng)的制冷劑的路徑上。
[0017]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選，具備氣液分離器，該氣液分離器設(shè)置于在第二熱交換器和壓縮機(jī)之間流動(dòng)的制冷劑的路徑上，從冷卻部經(jīng)由旁通路徑而流動(dòng)的制冷劑向氣液分離器流入。
[0018]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選，路徑選擇部在發(fā)熱源的發(fā)熱量的增大時(shí)，選擇制冷劑經(jīng)由旁通路徑的流動(dòng)。
[0019]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選，具備連通路，該連通路將在壓縮機(jī)和第一熱交換器之間流動(dòng)的制冷劑的路徑、與在冷卻部和減壓器之間流動(dòng)的制冷劑的路徑連通。
[0020]在上述冷卻裝置中，優(yōu)選，路徑選擇部能夠形成制冷劑從冷卻部朝向連通路的流動(dòng)。
[0021]本發(fā)明的冷卻裝置的控制方法是冷卻發(fā)熱源的冷卻裝置的控制方法。冷卻裝置具備:壓縮機(jī)，其用于使制冷劑循環(huán)；第一熱交換器，其在制冷劑和大氣之間進(jìn)行熱交換；減壓器，其對(duì)制冷劑進(jìn)行減壓；第二熱交換器，其在制冷劑和空調(diào)用空氣之間進(jìn)行熱交換；冷卻部，其設(shè)置于在第一熱交換器和減壓器之間流動(dòng)的制冷劑的路徑上，使用制冷劑來(lái)冷卻發(fā)熱源；旁通路徑，其繞過(guò)減壓器和第二熱交換器；以及路徑選擇部，其選擇性地切換制冷劑從冷卻部朝向減壓器的流動(dòng)、和制冷劑經(jīng)由旁通路徑的流動(dòng)。上述控制方法包括:判斷發(fā)熱源的發(fā)熱量的步驟；和在判斷發(fā)熱量的步驟中判斷為發(fā)熱量為閾值以上的情況下，形成制冷劑經(jīng)由旁通路徑的流動(dòng)來(lái)冷卻發(fā)熱源的步驟。
[0022]優(yōu)選，冷卻裝置具備電子膨脹閥，該電子膨脹閥設(shè)置于在第一熱交換器和冷卻部之間流動(dòng)的制冷劑的路徑上。在進(jìn)行冷卻的步驟中，減小電子膨脹閥的開(kāi)度，來(lái)冷卻發(fā)熱源。
[0023]優(yōu)選，包括:在判斷發(fā)熱量的步驟中判斷為發(fā)熱量為閾值以上的情況下，判斷壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的步驟；和在判斷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的步驟中判斷為壓縮機(jī)處于停止中的情況下，起動(dòng)壓縮機(jī)的步驟。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置，能夠得到與來(lái)自發(fā)熱源的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0026]圖1是表示實(shí)施方式I的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖2是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0028]圖3是表示提高HV (混合動(dòng)力汽車)設(shè)備的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置的示意圖。
[0029]圖4是表示在空調(diào)停止中提高HV設(shè)備的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置的示意圖。
[0030]圖5是表示提高HV設(shè)備的冷卻要求性能的情況下的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。
[0031]圖6是表示實(shí)施方式2的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0032]圖7是表示冷卻裝置每種運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的壓縮機(jī)和閥的設(shè)定的圖。
[0033]圖8是表示使蒸氣壓縮式制冷循環(huán)停止的情況下的冷卻裝置的示意圖。
[0034]圖9是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)停止中的、冷卻HV設(shè)備的制冷劑的流動(dòng)的示意圖。
[0035]圖10是表示在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)中提高HV設(shè)備的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置的示意圖。
[0036]圖11是表示在空調(diào)停止中提高HV設(shè)備的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置的示意圖。
[0037]圖12是表示控制部的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)的框圖。
[0038]圖13是表示冷卻裝置的控制方法的一例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下，基于附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在以下的附圖中，對(duì)于相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記，不重復(fù)其說(shuō)明。
[0040](實(shí)施方式I)
[0041]圖1是表示實(shí)施方式I的冷卻裝置I的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，冷卻裝置I具備蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10。蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10例如為了進(jìn)行車輛的車內(nèi)的制冷，而搭載于車輛。使用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷例如在如下情況下進(jìn)行:打開(kāi)用于進(jìn)行制冷的開(kāi)關(guān)的情況下，或者選擇了自動(dòng)對(duì)車輛的室內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)整使其成為設(shè)定溫度的自動(dòng)控制模式且車廂內(nèi)的溫度比設(shè)定溫度高的情況下。
[0042]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10包含壓縮機(jī)12、作為第一熱交換器的熱交換器14、熱交換器15、作為減壓器的一例的膨脹閥16以及作為第二熱交換器的熱交換器18。蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10還包含在熱交換器18和壓縮機(jī)12之間的制冷劑的路徑上配置的氣液分離器40。
[0043]壓縮機(jī)12以搭載于車輛的馬達(dá)或者發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源進(jìn)行工作，絕熱地壓縮制冷劑氣體而使其成為過(guò)熱狀態(tài)制冷劑氣體。壓縮機(jī)12在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的工作時(shí)吸入壓縮從熱交換器18流出的制冷劑，將高溫高壓的氣相制冷劑排出到制冷劑通路21。壓縮機(jī)12通過(guò)向制冷劑通路21排出制冷劑，使制冷劑在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中循環(huán)。
[0044]熱交換器14、15使在壓縮機(jī)12中壓縮了的過(guò)熱狀態(tài)制冷劑氣體向外部介質(zhì)等壓地散熱，而成為制冷劑液。從壓縮機(jī)12排出的高壓的氣相制冷劑在熱交換器14、15中向周圍散熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。熱交換器14、15包含流通制冷劑的管、和用于在管內(nèi)流通的制冷劑與熱交換器14、15的周圍的空氣之間進(jìn)行熱交換的散熱片。
[0045]熱交換器14、15在冷卻風(fēng)和制冷劑之間進(jìn)行熱交換。冷卻風(fēng)可以通過(guò)因車輛的行駛而產(chǎn)生的自然的通風(fēng)被供給到熱交換器14、15?；蛘撸鋮s風(fēng)也可以通過(guò)來(lái)自冷凝器風(fēng)扇42或者發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻用的散熱器風(fēng)扇等冷卻風(fēng)扇的強(qiáng)制通風(fēng)，被供給到熱交換器14、15。冷凝器風(fēng)扇42接受來(lái)自馬達(dá)44的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生空氣的流動(dòng)，將冷卻風(fēng)供給到熱交換器
14、15。通過(guò)在熱交換器14、15的熱交換,制冷劑的溫度下降,制冷劑液化。
[0046]膨脹閥16通過(guò)使在制冷劑通路25中流通的高壓的液相制冷劑從小孔噴射而使其膨脹，變化成低溫/低壓的霧狀制冷劑。膨脹閥16將被熱交換器14、15冷凝了的制冷劑液減壓，使其成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。此外，用于對(duì)制冷劑液進(jìn)行減壓的減壓器不限于進(jìn)行節(jié)流膨脹的膨脹閥16，也可以是毛細(xì)管。
[0047]熱交換器18通過(guò)在其內(nèi)部流通的霧狀制冷劑氣化，從而吸收以與熱交換器18接觸的方式導(dǎo)入的周圍的空氣的熱。熱交換器18使用被膨脹閥16減壓了的制冷劑，從向車輛的室內(nèi)流通的空調(diào)用空氣吸收制冷劑的濕蒸氣蒸發(fā)而成為制冷劑氣體時(shí)的氣化熱，來(lái)進(jìn)行車輛的室內(nèi)的制冷。因熱被熱交換器18吸收而溫度下降了的空調(diào)用空氣再次回到車輛的室內(nèi)，進(jìn)行車輛的室內(nèi)的制冷。制冷劑在熱交換器18中從周圍吸熱而被加熱。
[0048]熱交換器18包含流通制冷劑的管、和用于在管內(nèi)流通的制冷劑與熱交換器18的周圍的空氣之間進(jìn)行熱交換的散熱片。在管內(nèi)，流通濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑。制冷劑在管內(nèi)流通時(shí)，經(jīng)由散熱片吸收空調(diào)用空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱從而蒸發(fā)，進(jìn)而通過(guò)顯熱而成為過(guò)熱蒸氣。氣化了的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路27向壓縮機(jī)12流通。壓縮機(jī)12壓縮從熱交換器18流出的制冷劑。
[0049]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10還包含:將壓縮機(jī)12和熱交換器14連通的制冷劑通路21 ;將熱交換器14和熱交換器15連通的制冷劑通路22、23 ;將熱交換器15和膨脹閥16連通的制冷劑通路24 ;將膨脹閥16和熱交換器18連通的制冷劑通路25 ;將熱交換器18和氣液分離器40連通的制冷劑通路26 ；以及將氣液分離器40和壓縮機(jī)12連通的制冷劑通路27。
[0050]制冷劑通路21是用于使制冷劑從壓縮機(jī)12流通到熱交換器14的通路。制冷劑經(jīng)由制冷劑通路21，從壓縮機(jī)12的出口朝向熱交換器14的入口在壓縮機(jī)12和熱交換器14之間流動(dòng)。制冷劑通路22?24是用于使制冷劑從熱交換器14流通到膨脹閥16的通路。制冷劑經(jīng)由制冷劑通路22?24，從熱交換器14的出口朝向膨脹閥16的入口在熱交換器14和膨脹閥16之間流動(dòng)。
[0051]制冷劑通路25是用于使制冷劑從膨脹閥16流通到熱交換器18的通路。制冷劑經(jīng)由制冷劑通路25，從膨脹閥16的出口朝向熱交換器18的入口在膨脹閥16和熱交換器18之間流動(dòng)。制冷劑通路26、27是用于使制冷劑從熱交換器18流通到壓縮機(jī)12的通路。制冷劑經(jīng)由制冷劑通路26、27，從熱交換器18的出口朝向壓縮機(jī)12的入口在熱交換器18和壓縮機(jī)12之間流動(dòng)。
[0052]蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，通過(guò)壓縮機(jī)12、熱交換器14、15、膨脹閥16以及熱交換器18由制冷劑通路21?27連接而構(gòu)成。此外，作為蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑，例如可以使用二氧化碳、丙烷和/或異丁烷等碳?xì)浠衔?、氨、氟利昂類或者水等?br> [0053]從熱交換器14的出口朝向膨脹閥16的入口流動(dòng)的制冷劑所流通的路徑包含:從熱交換器14的出口側(cè)到達(dá)后述的流量調(diào)整閥28的制冷劑通路22 ;連接到熱交換器15的入口側(cè)的制冷劑通路23 ;以及使制冷劑從熱交換器15的出口側(cè)向膨脹閥16流通的制冷劑通路24。
[0054]在熱交換器14與熱交換器15之間流通的制冷劑的路徑還包含:從制冷劑通路22分支而到達(dá)后述的電子膨脹閥38的制冷劑通路33 ;將電子膨脹閥38和冷卻部30連通的制冷劑通路34 ;將冷卻部30和后述的切換閥52連通的制冷劑通路35 ；以及將切換閥52和制冷劑通路23連通的制冷劑通路36。經(jīng)由制冷劑通路33、34，制冷劑液從熱交換器14向冷卻部30流動(dòng)。通過(guò)了冷卻部30的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路35、36，返回到制冷劑通路23。冷卻部30設(shè)置在從熱交換器14朝向熱交換器15流動(dòng)的制冷劑的路徑上。
[0055]冷卻裝置I具備在熱交換器14、15之間、相對(duì)于制冷劑通路22、23并聯(lián)配置的制冷劑的路徑，冷卻部30設(shè)置在該制冷劑的路徑上。冷卻部30設(shè)置于在熱交換器14和熱交換器15之間流動(dòng)的制冷劑的路徑中并聯(lián)連接的多個(gè)通路中的一方。冷卻部30包含:作為搭載于車輛的電氣設(shè)備的HV (Hybrid Vehicle:混合動(dòng)力汽車)設(shè)備31 ;和作為制冷劑流通的配管的冷卻通路32。HV設(shè)備31是發(fā)熱源的一例。冷卻通路32的一方的端部與制冷劑通路34連接。冷卻通路32的另一方的端部與制冷劑通路35連接。
[0056]相對(duì)于制冷劑通路22、23并聯(lián)連接的制冷劑的路徑包含:比冷卻部30靠上游側(cè)(接近熱交換器14 一側(cè))的制冷劑通路33、34 ;冷卻部30所包含的冷卻通路32 ；以及比冷卻部30靠下游側(cè)(接近熱交換器15 —側(cè))的制冷劑通路35、36。制冷劑通路33、34是制冷劑通路22分支的、用于使液相的制冷劑從熱交換器14流通到冷卻部30的通路。制冷劑通路35、36是用于使制冷劑從冷卻部30返回到制冷劑通路23、使制冷劑向熱交換器15流通的通路。
[0057]從熱交換器14流出的制冷劑液經(jīng)由制冷劑通路22、33、34，朝向冷卻部30流通。向冷卻部30流通而經(jīng)由冷卻通路32流動(dòng)的制冷劑從作為發(fā)熱源的HV設(shè)備31獲取熱，使HV設(shè)備31冷卻。冷卻部30使用在熱交換器14中冷凝、向冷卻通路32流動(dòng)的液相的制冷齊U，來(lái)冷卻HV設(shè)備31。在冷卻部30中，通過(guò)在冷卻通路32內(nèi)流通的制冷劑與HV設(shè)備31進(jìn)行熱交換，從而HV設(shè)備31被冷卻，制冷劑被加熱。然后，制冷劑從冷卻部30經(jīng)由制冷劑通路35、36而流動(dòng)，經(jīng)由制冷劑通路23而到達(dá)熱交換器15。
[0058]冷卻部30設(shè)置為具有能夠在冷卻通路32中在HV設(shè)備31和制冷劑之間進(jìn)行熱交換的構(gòu)造。在本實(shí)施方式中，冷卻部30例如具有形成為冷卻通路32的外周面與HV設(shè)備31的殼體直接接觸的冷卻通路32。冷卻通路32具有與HV設(shè)備31的殼體鄰接的部分。在該部分，能夠在冷卻通路32中流通的制冷劑和HV設(shè)備31之間進(jìn)行熱交換。
[0059]HV設(shè)備31與形成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的從熱交換器14到達(dá)熱交換器15的制冷劑的路徑的一部分的冷卻通路32的外周面直接連接，而被冷卻。因?yàn)樵诶鋮s通路32的外部配置HV設(shè)備31，所以HV設(shè)備31不會(huì)干涉在冷卻通路32的內(nèi)部流通的制冷劑的流動(dòng)。因此，蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的壓力損失不會(huì)增大，所以能夠不增大壓縮機(jī)12的動(dòng)力地、冷卻HV設(shè)備31。
[0060]作為替代方式，冷卻部30也可以具備配置在HV設(shè)備31和冷卻通路32之間的任意的公知的熱管。在這種情況下，HV設(shè)備31經(jīng)由熱管與冷卻通路32的外周面連接，經(jīng)由熱管從HV設(shè)備31向冷卻通路32熱傳遞，從而被冷卻。通過(guò)將HV設(shè)備31設(shè)為熱管的加熱部，將冷卻通路32設(shè)為熱管的冷卻部，可提高冷卻通路32和HV設(shè)備31之間的熱傳遞效率，所以能夠提高HV設(shè)備31的冷卻效率。例如，可以使用毛細(xì)式(wick-type)的熱管。
[0061]因?yàn)橥ㄟ^(guò)熱管能夠可靠地從HV設(shè)備31向冷卻通路32熱傳遞，所以即使HV設(shè)備31與冷卻通路32之間存在距離也是可以的，不需要為了使冷卻通路32與HV設(shè)備31接觸而復(fù)雜地配置冷卻通路32。其結(jié)果，能夠提高HV設(shè)備31的配置的自由度。
[0062]HV設(shè)備31包含因電力的授受而發(fā)熱的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備例如包含如下設(shè)備中的至少任一個(gè):用于將直流電力變換為交流電力的變換器(inverter)、作為使電機(jī)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)、作為蓄電裝置的電池、用于對(duì)電池的電壓進(jìn)行升壓的升壓轉(zhuǎn)換器、用于對(duì)電池的電壓進(jìn)行降壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器等。電池是鋰離子電池或者鎳氫電池等二次電池。也可以取代電池而使用電容器。
[0063]制冷劑通過(guò)由制冷劑通路21?27依次連接壓縮機(jī)12、熱交換器14、15、膨脹閥16以及熱交換器18而成的制冷劑循環(huán)流路，在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10內(nèi)循環(huán)。制冷劑以依次通過(guò)圖1所示的A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)、E點(diǎn)以及F點(diǎn)的方式在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10內(nèi)流動(dòng)，制冷劑在壓縮機(jī)12、熱交換器14、15、膨脹閥16以及熱交換器18之間循環(huán)。
[0064]圖2是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。圖2中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對(duì)壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對(duì)壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線和飽和液線。
[0065]在圖2中示出從熱交換器14的出口的制冷劑通路22經(jīng)由制冷劑通路33、34向冷卻部30流入、冷卻HV設(shè)備31、從冷卻部30經(jīng)由制冷劑通路35、36向熱交換器15的入口的制冷劑通路23返回的、在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中的各點(diǎn)(即A、B、C、D、E以及F點(diǎn))的制冷劑的熱力學(xué)狀態(tài)。
[0066]如圖2所示，吸入壓縮機(jī)12的過(guò)熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑(A點(diǎn))在壓縮機(jī)12中沿等比熵線被絕熱壓縮。隨著壓縮進(jìn)行、制冷劑的壓力和溫度上升，成為高溫高壓的過(guò)熱度大的過(guò)熱蒸氣(B點(diǎn))。在圖2中由雙點(diǎn)劃線的影線示出的區(qū)域的面積表示為了從A點(diǎn)到B點(diǎn)將制冷劑絕熱壓縮所需要的壓縮機(jī)12的動(dòng)力。
[0067]在壓縮機(jī)12中絕熱壓縮了的高溫高壓的過(guò)熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑向熱交換器14流動(dòng)，在熱交換器14中被冷卻。從壓縮機(jī)12排出的氣相制冷劑通過(guò)在熱交換器14中向周圍散熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。通過(guò)在熱交換器14中與大氣熱交換，制冷劑的溫度下降，制冷劑液化。進(jìn)入了熱交換器14的高壓的制冷劑蒸氣在熱交換器14中保持等壓的狀態(tài)而從過(guò)熱蒸氣變?yōu)楦娠柡驼魵?，放出冷凝潛熱而逐漸地液化，成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣，所有的制冷劑冷凝而成為飽和液(C點(diǎn))。
[0068]從熱交換器14流出的飽和液狀態(tài)的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路22、33、34向冷卻部30的冷卻通路32流動(dòng)，冷卻HV設(shè)備31。在冷卻部30中，通過(guò)向通過(guò)熱交換器14而冷凝了的飽和液狀態(tài)的液制冷劑放出熱，HV設(shè)備31被冷卻。通過(guò)與HV設(shè)備31的熱交換，制冷劑被加熱，制冷劑的干度增大。制冷劑從HV設(shè)備31接受潛熱而一部分氣化，從而成為飽和液和飽和蒸氣混合的氣液二相狀態(tài)的濕蒸氣(D點(diǎn))。
[0069]其后，制冷劑經(jīng)由制冷劑通路35、36、23流入熱交換器15。制冷劑的濕蒸氣在熱交換器15中與大氣進(jìn)行熱交換而被冷卻，從而再次被冷凝，當(dāng)所有的制冷劑冷凝時(shí)，成為飽和液，進(jìn)而放出顯熱而成為過(guò)冷卻了的過(guò)冷卻液(E點(diǎn))。其后，制冷劑經(jīng)由制冷劑通路24流入膨脹閥16。在膨脹閥16中，過(guò)冷卻液狀態(tài)的制冷劑被節(jié)流膨脹，比焓不變化，溫度和壓力下降，成為低溫低壓的氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣(F點(diǎn))。
[0070]從膨脹閥16出來(lái)的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路25向熱交換器18流入。在熱交換器18的管內(nèi)，流入濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑。制冷劑在熱交換器18的管內(nèi)流通時(shí)，經(jīng)由散熱片吸收空調(diào)用空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱，從而保持等壓的狀態(tài)而蒸發(fā)。熱交換器18配置在空調(diào)用空氣所流通的管道的內(nèi)部，在制冷劑和空調(diào)用空氣之間進(jìn)行熱交換，調(diào)節(jié)空調(diào)用空氣的溫度。空調(diào)用空氣可以是大氣，也可以是車輛的室內(nèi)的空氣。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在熱交換器18中空調(diào)用空氣被冷卻，制冷劑接受來(lái)自空調(diào)用空氣的熱傳遞而被加熱。
[0071]當(dāng)所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時(shí)，進(jìn)而制冷劑蒸氣通過(guò)顯熱而溫度上升，成為過(guò)熱蒸氣(A點(diǎn))。其后，制冷劑經(jīng)由制冷劑通路26、27而被壓縮機(jī)12吸入。壓縮機(jī)12壓縮從熱交換器18流出的制冷劑。
[0072]制冷劑按照這樣的循環(huán)，連續(xù)反復(fù)進(jìn)行壓縮、冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)的狀態(tài)變化。此夕卜，在上述蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的說(shuō)明中，說(shuō)明了理論制冷循環(huán)，但是在實(shí)際的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中，當(dāng)然需要考慮壓縮機(jī)12中的損失、制冷劑的壓力損失以及熱損失。
[0073]在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的運(yùn)轉(zhuǎn)中，制冷劑在作為蒸發(fā)器進(jìn)行作用的熱交換器18中蒸發(fā)時(shí)，從車輛的室內(nèi)的空氣吸收氣化熱，進(jìn)行車廂內(nèi)的制冷。除此之外，從熱交換器14流出的高壓的液制冷劑向冷卻部30流通，與HV設(shè)備31進(jìn)行熱交換，從而冷卻HV設(shè)備31。冷卻裝置I利用車輛的室內(nèi)的空調(diào)用的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，來(lái)冷卻搭載于車輛的作為發(fā)熱源的HV設(shè)備31。此外，優(yōu)選，為了冷卻HV設(shè)備31所需要的溫度是至少比作為HV設(shè)備31的溫度范圍的目標(biāo)溫度范圍的上限值低的溫度。
[0074]因?yàn)槔脼榱嗽跓峤粨Q器18中冷卻被冷卻部而設(shè)置的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10，來(lái)進(jìn)行HV設(shè)備31的冷卻，所以不需要為了 HV設(shè)備31的冷卻，而設(shè)置專用的水循環(huán)泵或者冷卻風(fēng)扇等設(shè)備。因此，能夠減少HV設(shè)備31的冷卻裝置I所需要的結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，所以能夠減小冷卻裝置I的制造成本。除此之外，不需要為了 HV設(shè)備31的冷卻而使泵和/或冷卻風(fēng)扇等的動(dòng)力源運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要用于運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力源的消耗動(dòng)力。因此，能夠減少用于HV設(shè)備31的冷卻的消耗動(dòng)力。
[0075]在熱交換器14中，只要將制冷劑冷卻到飽和液的狀態(tài)即可，飽和液狀態(tài)的制冷劑液向冷卻部30供給。從HV設(shè)備31獲取蒸發(fā)潛熱而一部分氣化了的濕蒸氣的狀態(tài)的制冷劑被熱交換器15再次冷卻。制冷劑在恒定的溫度下進(jìn)行狀態(tài)變化，直到使?jié)裾魵鉅顟B(tài)的制冷劑冷凝而完全成為飽和液。熱交換器15進(jìn)而將液相制冷劑過(guò)冷卻到用于車輛的室內(nèi)的制冷所需要的程度的過(guò)冷卻度。因?yàn)椴恍枰^(guò)度增大制冷劑的過(guò)冷卻度，所以可以減小熱交換器14、15的容量。因此，能夠確保車廂用的制冷能力且能夠減小熱交換器14、15的尺寸，所以能夠得到小型化而便于車載用的冷卻裝置I。
[0076]作為從熱交換器14朝向膨脹閥16的制冷劑所流通的路徑，并聯(lián)設(shè)置有:不通過(guò)冷卻部30的路徑即制冷劑通路22、23 ;和經(jīng)由冷卻部30來(lái)冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的路徑即制冷劑通路33、34、35、36以及冷卻通路32。包含制冷劑通路33?36的HV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)相對(duì)于制冷劑通路22、23并聯(lián)連接。因此，從熱交換器14流出的制冷劑的僅一部分向冷卻部30流動(dòng)。使為了 HV設(shè)備31的冷卻所需要的量的制冷劑向冷卻部30流通，HV設(shè)備31被適當(dāng)?shù)乩鋮s。因此，能夠防止HV設(shè)備31被過(guò)冷卻。[0077]通過(guò)并聯(lián)設(shè)置從熱交換器14不經(jīng)由冷卻部30向熱交換器15流動(dòng)的制冷劑的路徑、和從熱交換器14經(jīng)由冷卻部30向熱交換器15流動(dòng)的制冷劑的路徑，僅使一部分的制冷劑向制冷劑通路33?36流通，能夠減小制冷劑在HV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)的壓力損失。因?yàn)椴⒉皇撬械闹评鋭┒剂鲃?dòng)到冷卻部30，所以能夠減小與經(jīng)由冷卻部30的制冷劑的流通相關(guān)的壓力損失，與此相伴，能夠減小用于使制冷劑循環(huán)的壓縮機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的消耗電力。
[0078]若將通過(guò)膨脹閥16后的低溫低壓的制冷劑使用于HV設(shè)備31的冷卻，則熱交換器18中車廂內(nèi)的空氣的冷卻能力減小，車廂用的制冷能力下降。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式的冷卻裝置I中，在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中，從壓縮機(jī)12排出的高壓的制冷劑被作為第一冷凝器的熱交換器14和作為第二冷凝器的熱交換器15雙方冷凝。在壓縮機(jī)12和膨脹閥16之間配置兩級(jí)熱交換器14、15，冷卻HV設(shè)備31的冷卻部30設(shè)置在熱交換器14和熱交換器15之間。熱交換器15設(shè)置在從冷卻部30朝向膨脹閥16流動(dòng)的制冷劑的路徑上。
[0079]通過(guò)在熱交換器15中充分冷卻從HV設(shè)備31接受蒸發(fā)潛熱而被加熱了的制冷劑，在膨脹閥16的出口，制冷劑具有為了車輛的室內(nèi)的制冷本來(lái)所需要的溫度和壓力。因此，能夠充分加大在熱交換器18中制冷劑蒸發(fā)時(shí)從外部獲取的熱量，所以能夠充分冷卻通過(guò)熱交換器18的空調(diào)用空氣。這樣，通過(guò)設(shè)定能夠充分冷卻制冷劑的熱交換器15的散熱能力，能夠不影響冷卻車廂內(nèi)的空氣的制冷的能力地、冷卻HV設(shè)備31。因此，能夠可靠地確保HV設(shè)備31的冷卻能力和車廂用的制冷能力這雙方。
[0080]從熱交換器14向冷卻部30流動(dòng)的制冷劑在冷卻HV設(shè)備31時(shí)，從HV設(shè)備31獲取熱而被加熱。當(dāng)在冷卻部30中制冷劑被加熱到飽和蒸氣溫度以上而所有的制冷劑都?xì)饣瘯r(shí)，制冷劑與HV設(shè)備31的熱交換量減少而變得不能效率高地冷卻HV設(shè)備31，另外，制冷劑在配管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的壓力損失也增大。因此，優(yōu)選，在熱交換器14中將制冷劑充分冷卻到在冷卻HV設(shè)備31后并非所有的制冷劑都?xì)饣某潭取?br> [0081]具體而言，使在熱交換器14的出口的制冷劑的狀態(tài)接近飽和液，典型的是，使得在熱交換器14的出口，制冷劑為處在飽和液線上的狀態(tài)。作為這樣使熱交換器14具有能夠充分冷卻制冷劑的能力的結(jié)果，熱交換器14的使熱從制冷劑放出的散熱能力變得比熱交換器15的散熱能力高。通過(guò)在散熱能力相對(duì)較大的熱交換器14中充分冷卻制冷劑,能夠使從HV設(shè)備31獲取了的熱的制冷劑保持為濕蒸氣的狀態(tài)，能夠避免制冷劑和HV設(shè)備31的熱交換量的減少，所以能夠充分地、效率高地冷卻HV設(shè)備31。冷卻HV設(shè)備31后的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑在熱交換器15中再次效率高地被冷卻，冷卻到低于飽和溫度的過(guò)冷卻液的狀態(tài)。因此，能夠提供確保車廂用的制冷能力和HV設(shè)備31的冷卻能力雙方的冷卻裝置
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[0082]返回到圖1，冷卻裝置I具備流量調(diào)整閥28。流量調(diào)整閥28連接于形成從熱交換器14朝向膨脹閥16的并聯(lián)連接的制冷劑的路徑中不經(jīng)由冷卻部30的一方的路徑的、制冷劑通路22、23。流量調(diào)整閥28變動(dòng)其閥開(kāi)度，增減從制冷劑通路22經(jīng)由流量調(diào)整閥28向制冷劑通路23流動(dòng)的制冷劑的壓力損失。由此，流量調(diào)整閥28任意調(diào)節(jié)從制冷劑通路22直接流向制冷劑通路23的制冷劑的流量、和經(jīng)由包含冷卻通路32的HV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)而流動(dòng)的制冷劑的流量。
[0083]例如，當(dāng)將流量調(diào)整閥28設(shè)為全閉而使閥開(kāi)度為0%時(shí)，從熱交換器14出來(lái)的所有的制冷劑都經(jīng)由制冷劑通路33、34向冷卻部30流入。若加大流量調(diào)整閥28的閥開(kāi)度，則從熱交換器14向制冷劑通路22流動(dòng)的制冷劑中經(jīng)由制冷劑通路22、23直接向熱交換器15流動(dòng)的流量變大，經(jīng)由制冷劑通路33、34向冷卻通路32流動(dòng)、冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的流量變小。若減小流量調(diào)整閥28的閥開(kāi)度，則從熱交換器14向制冷劑通路22流動(dòng)的制冷劑中經(jīng)由制冷劑通路22、23直接向熱交換器15流動(dòng)的流量變小，經(jīng)由制冷劑通路33、34流動(dòng)而冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的流量變大。
[0084]當(dāng)加大流量調(diào)整閥28的閥開(kāi)度時(shí)，冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的流量變小，HV設(shè)備31的冷卻能力下降。當(dāng)減小流量調(diào)整閥28的閥開(kāi)度時(shí)，冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的流量變大，HV設(shè)備31的冷卻能力提高。因?yàn)槟軌蚴褂昧髁空{(diào)整閥28，將流動(dòng)到HV設(shè)備31的制冷劑的量調(diào)節(jié)為最佳，所以能夠可靠地防止HV設(shè)備31的過(guò)冷卻，除此之外，還能夠可靠地減小與HV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)的制冷劑的流通相關(guān)的壓力損失和用于使制冷劑循環(huán)的壓縮機(jī)12的消耗電力。
[0085]冷卻裝置I還具備連接于冷卻部30的上游側(cè)的制冷劑通路33、34的電子膨脹閥38。電子膨脹閥38設(shè)置在熱交換器14和冷卻部30之間的制冷劑的路徑上。電子膨脹閥38設(shè)置為能夠通過(guò)電動(dòng)來(lái)調(diào)整開(kāi)度。電子膨脹閥38例如可以是如下的閥:與閥的開(kāi)度指令相對(duì)應(yīng)，配置在閥內(nèi)部的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)量來(lái)改變閥開(kāi)度。電子膨脹閥38構(gòu)成為在全開(kāi)(開(kāi)度100%)時(shí)使經(jīng)由電子膨脹閥38而流動(dòng)的制冷劑的壓力損失為最小，通過(guò)減小開(kāi)度來(lái)使制冷劑節(jié)流膨脹而使制冷劑的溫度和壓力下降。
[0086]當(dāng)電子膨脹閥38為全開(kāi)時(shí)，在制冷劑通路33中流動(dòng)的制冷劑與在制冷劑通路34中流動(dòng)的制冷劑的溫度和壓力大致相同。另一方面，通過(guò)減小電子膨脹閥38的開(kāi)度，在電子膨脹閥38中使制冷劑節(jié)流膨脹，制冷劑的比焓不變化，溫度和壓力下降。由此，相對(duì)于在制冷劑通路33中流動(dòng)的制冷劑，在制冷劑通路34中流動(dòng)的制冷劑成為低溫低壓。若任意調(diào)整電子膨脹閥38的開(kāi)度，則能夠調(diào)整經(jīng)由制冷劑通路34向冷卻部30供給的制冷劑的溫度和壓力，能夠?qū)⒆钸m于HV設(shè)備31的冷卻的條件的制冷劑供給到冷卻部30。
[0087]冷卻裝置I還具備切換制冷劑通路35、36的連通狀態(tài)的切換閥52。切換閥52設(shè)為具有三處配管連接口的三通閥。制冷劑通路35與切換閥52的第一配管連接口連接。制冷劑通路36與切換閥52的第二配管連接口連接。在切換閥52的第三配管連接口，連接有旁通路徑41。旁通路徑41連接切換閥52、和熱交換器18與壓縮機(jī)12之間的制冷劑的路徑。典型的是，旁通路徑41的一端與切換閥52連接，旁通路徑41的另一端與配置在熱交換器18和壓縮機(jī)12之間的氣液分離器40連接。
[0088]切換閥52通過(guò)切換其開(kāi)閉，來(lái)切換制冷劑從制冷劑通路35朝向制冷劑通路36的流動(dòng)和制冷劑從制冷劑通路35朝向旁通路徑41的流動(dòng)。切換閥52具有作為路徑選擇部的功能，路徑選擇部選擇性地切換從冷卻部30經(jīng)由熱交換器15朝向膨脹閥16的制冷劑的流動(dòng)、和從冷卻部30出來(lái)經(jīng)由旁通路徑41向氣液分離器40流動(dòng)的制冷劑的流動(dòng)。通過(guò)使用切換閥52來(lái)切換制冷劑的路徑，能夠任意選擇經(jīng)由制冷劑通路36、23向熱交換器15流通、和經(jīng)由旁通路徑41向壓縮機(jī)12的上游側(cè)的氣液分離器40流通中的任一個(gè)路徑，使冷卻HV設(shè)備31后的制冷劑流通。
[0089]在圖1中，表示車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于運(yùn)轉(zhuǎn)中、且要求HV設(shè)備31的通常冷卻的情況。此時(shí)，為了使制冷劑在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的整體中流通，壓縮機(jī)12處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。流量調(diào)整閥28被調(diào)整閥開(kāi)度，以使用于HV設(shè)備31的冷卻的足夠的制冷劑向冷卻部30流動(dòng)。電子膨脹閥38為全開(kāi)。切換閥52被切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35和制冷劑通路36連通，使旁通路徑41相對(duì)于制冷劑通路35、36雙方非連通。切換閥52被操作成使制冷劑從冷卻部30經(jīng)由熱交換器15向膨脹閥16流通，選擇制冷劑的路徑以使制冷劑在冷卻裝置I的整體中流動(dòng)。
[0090]因?yàn)槟軌蚴怪评鋭┰谡魵鈮嚎s式制冷循環(huán)10中循環(huán)，將通過(guò)膨脹閥16而成為低溫低壓的霧狀的制冷劑供給到熱交換器18來(lái)冷卻空調(diào)用空氣，所以能夠確保車廂的制冷能力。除此之外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)從熱交換器14向冷卻部30流動(dòng)的制冷劑的蒸發(fā)潛熱從HV設(shè)備31奪取熱，所以能夠效率高地冷卻HV設(shè)備31。
[0091]圖3是表示提高HV設(shè)備31的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置I的示意圖。在圖3中，表示車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于運(yùn)轉(zhuǎn)中、且例如操作車輛的駕駛者選擇運(yùn)動(dòng)行駛模式而在高負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)HV設(shè)備31的情況等，由HV設(shè)備31產(chǎn)生的熱量增大、因而要求HV設(shè)備31的冷卻性能的提高的情況。此時(shí)，與圖1所示的狀態(tài)同樣地，壓縮機(jī)12處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，流量調(diào)整閥28被調(diào)整其開(kāi)度。另一方面，電子膨脹閥38處于減小開(kāi)度而節(jié)流的狀態(tài)。切換閥52切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35和旁通路徑41連通，使制冷劑通路36相對(duì)于制冷劑通路35和旁通路徑41雙方非連通。
[0092]這種情況下，在冷卻部30中流動(dòng)、用于HV設(shè)備31的冷卻的制冷劑經(jīng)由切換閥52向旁通路徑41流動(dòng)，向壓縮機(jī)12的上游側(cè)的氣液分離器40流動(dòng)。旁通路徑41與切換閥52和氣液分離器40直接連接。用于冷卻HV設(shè)備31的制冷劑在從冷卻部30經(jīng)由氣液分離器40向壓縮機(jī)12流動(dòng)的路徑中流動(dòng)，不流向熱交換器15、膨脹閥16以及熱交換器18。旁通路徑41作為繞過(guò)熱交換器15、膨脹閥16以及熱交換器18的制冷劑的路徑而設(shè)置。
[0093]此處，所謂運(yùn)動(dòng)行駛模式，是以暫時(shí)提高車輛的行駛性能為目的的車輛的行駛模式。在為混合動(dòng)力車輛的情況下，通過(guò)以向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)供給大電流的方式進(jìn)行控制，暫時(shí)使供給到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電壓升壓，能夠提高驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的輸出。例如，通過(guò)向額定500V的馬達(dá)暫時(shí)施加650V的高電壓，能夠提高車輛的行駛性能。
[0094]通過(guò)設(shè)定運(yùn)動(dòng)行駛模式，能夠不變更HV設(shè)備31的規(guī)格、不產(chǎn)生追加成本地、提高車輛的行駛性。另外，操作車輛的用戶能夠在同一車輛中通過(guò)行駛模式的切換這一簡(jiǎn)易操作，體驗(yàn)奔馳優(yōu)先模式下的駕駛。另一方面，為了向馬達(dá)施加額定以上的高電壓，HV設(shè)備31變?yōu)樵谶^(guò)負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，與通常行駛模式相比較，HV設(shè)備31的發(fā)熱量增大。因此，在運(yùn)動(dòng)行駛模式下，需要將HV設(shè)備31的溫度維持在允許的范圍內(nèi)，避免HV設(shè)備31的過(guò)熱。因此，需要提高HV設(shè)備31的冷卻能力。
[0095]圖4是表示在空調(diào)停止中提高HV設(shè)備31的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置I的示意圖。在圖4中，表示空調(diào)處于停止中、且由HV設(shè)備31產(chǎn)生的熱量增大、因而要求HV設(shè)備31的冷卻性能的提高的情況。此時(shí)，流量調(diào)整閥28為全閉(開(kāi)度0%)。電子膨脹閥38處于開(kāi)度減小的節(jié)流狀態(tài)。切換閥52切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35和旁通路徑41連通，使制冷劑通路36相對(duì)于制冷劑通路35和旁通路徑41雙方非連通。
[0096]壓縮機(jī)12為了提供經(jīng)由旁通路徑41而流動(dòng)的制冷劑在制冷循環(huán)中循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力，被設(shè)為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過(guò)在空調(diào)停止中強(qiáng)制起動(dòng)壓縮機(jī)12，產(chǎn)生在包含冷卻部30的循環(huán)路徑中流通、冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的流動(dòng)。在冷卻部30中流動(dòng)的制冷劑經(jīng)由切換閥52向旁通路徑41流動(dòng)，向氣液分離器40流動(dòng)。
[0097]圖5是表示提高HV設(shè)備31的冷卻要求性能的情況下的制冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。圖5中的橫軸表示制冷劑的比焓，縱軸表示制冷劑的絕對(duì)壓力。比焓的單位是kj/kg，絕對(duì)壓力的單位是MPa。圖中的曲線是制冷劑的飽和蒸氣線和飽和液線。
[0098]在圖3和圖4所示的提高HV設(shè)備31的冷卻要求性能的情況下，形成依次經(jīng)由壓縮機(jī)12、熱交換器14、電子膨脹閥38以及冷卻部30的制冷劑循環(huán)路徑。HV設(shè)備31的冷卻所使用的制冷劑經(jīng)由該制冷劑循環(huán)路徑而循環(huán)。制冷劑以依次通過(guò)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10內(nèi)的圖3所示的A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)以及G點(diǎn)的方式流動(dòng)，制冷劑在壓縮機(jī)12、熱交換器14、電子膨脹閥38以及冷卻部30之間循環(huán)。在圖5中，表示從熱交換器14的出口的制冷劑通路22經(jīng)由制冷劑通路33、34流入冷卻部30、冷卻HV設(shè)備31、從冷卻部30經(jīng)由制冷劑通路35和旁通路徑41返回到壓縮機(jī)12的上游側(cè)的、在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10中的各點(diǎn)(即A、B、C以及G點(diǎn))的制冷劑的熱力學(xué)狀態(tài)。
[0099]如圖5所示，吸入壓縮機(jī)12的過(guò)熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑(A點(diǎn))在壓縮機(jī)12中沿等比熵線被絕熱壓縮。隨著壓縮進(jìn)行而制冷劑的壓力和溫度上升，成為高溫高壓的過(guò)熱度大的過(guò)熱蒸氣(B點(diǎn))。在圖5中由雙點(diǎn)劃線的影線示出的區(qū)域的面積表示為了從A點(diǎn)到B點(diǎn)將制冷劑絕熱壓縮所需要的壓縮機(jī)12的動(dòng)力。
[0100]在壓縮機(jī)12中被絕熱壓縮的高溫高壓的過(guò)熱蒸氣狀態(tài)的制冷劑向熱交換器14流動(dòng)，在熱交換器14中被冷卻。從壓縮機(jī)12排出的氣相制冷劑在熱交換器14中向周圍散熱而被冷卻，從而冷凝(液化)。通過(guò)在熱交換器14中與大氣熱交換，制冷劑的溫度下降，制冷劑液化。進(jìn)入了熱交換器14的高壓的制冷劑蒸氣在熱交換器14中保持等壓的狀態(tài)而從過(guò)熱蒸氣變?yōu)楦娠柡驼魵猓懦隼淠凉摕岫饾u地液化，成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣，所有的制冷劑冷凝而成為飽和液(C點(diǎn))。
[0101]從熱交換器14流出的飽和液狀態(tài)的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路22、33而流入電子膨脹閥38。在電子膨脹閥38中，制冷劑被節(jié)流膨脹，比焓不變化，溫度和壓力下降，成為氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣(G點(diǎn))。電子膨脹閥38具有作為減溫器的功能，該減溫器在冷卻部30的上游側(cè)使制冷劑的溫度下降、使供給到冷卻部30的制冷劑的溫度下降。
[0102]被電子膨脹閥38節(jié)流膨脹了的濕蒸氣狀態(tài)的制冷劑經(jīng)由制冷劑通路34向冷卻部30的冷卻通路32流動(dòng)，冷卻HV設(shè)備31。在冷卻部30中，向通過(guò)電子膨脹閥38而減溫減壓了的制冷劑放出熱，從而HV設(shè)備31被冷卻。通過(guò)與HV設(shè)備31的熱交換，制冷劑被加熱，制冷劑的干度增大。制冷劑通過(guò)吸收HV設(shè)備31的熱作為蒸發(fā)潛熱，保持等壓的狀態(tài)而蒸發(fā)。當(dāng)所有的制冷劑成為干飽和蒸氣時(shí)，進(jìn)而制冷劑蒸氣通過(guò)顯熱而溫度上升，成為過(guò)熱蒸氣(A點(diǎn))。
[0103]其后，制冷劑經(jīng)由旁通路徑41、氣液分離器40以及制冷劑通路27被壓縮機(jī)12吸入。壓縮機(jī)12壓縮從制冷劑通路27流出的制冷劑。制冷劑按照這樣的循環(huán)，連續(xù)反復(fù)進(jìn)行壓縮、冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)的狀態(tài)變化。
[0104]如以上那樣，本實(shí)施方式的冷卻裝置I具備繞過(guò)熱交換器15、膨脹閥16以及熱交換器18的旁通路徑41、和選擇性地切換制冷劑的流動(dòng)的切換閥52。在要求HV設(shè)備31的通常冷卻的情況下，切換閥52選擇制冷劑經(jīng)由制冷劑通路36的流動(dòng)，形成從冷卻部30向熱交換器15流動(dòng)的制冷劑的流動(dòng)。在HV設(shè)備31的發(fā)熱量的增大時(shí)，切換閥52切換制冷劑的流動(dòng)而選擇制冷劑經(jīng)由旁通路徑41的流動(dòng)，形成從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向氣液分離器40流動(dòng)的制冷劑的流動(dòng)。
[0105]由此，能夠從HV設(shè)備31向制冷劑熱傳遞，冷卻HV設(shè)備31，直到被熱交換器14冷凝液化了的制冷劑成為過(guò)熱蒸氣。因?yàn)槟軌蛟龃笤诶鋮s部30中制冷劑與HV設(shè)備31的熱交換量，所以可提高HV設(shè)備31的冷卻能力。因?yàn)槟軌蚺c由HV設(shè)備31產(chǎn)生的熱量增大的情況相應(yīng)地，提高HV設(shè)備31的冷卻能力，所以能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。
[0106]另外，在冷卻部30的上游側(cè)設(shè)置電子膨脹閥38，在HV設(shè)備31的發(fā)熱量的增大時(shí)，調(diào)整電子膨脹閥38的開(kāi)度從而使制冷劑節(jié)流膨脹而變化為低溫低壓的霧狀制冷劑，使在冷卻部30中流動(dòng)的制冷劑的溫度下降。通過(guò)向冷卻部30供給低溫的制冷劑，能夠提高從HV設(shè)備31向制冷劑的熱傳遞效率，能夠增大制冷劑作為蒸發(fā)潛熱從HV設(shè)備31奪取的熱量。通過(guò)因HV設(shè)備31的熱，低溫制冷劑氣化，從而能夠增大制冷劑和HV設(shè)備31的熱交換量，所以能夠進(jìn)一步提高HV設(shè)備31的冷卻能力。
[0107]通過(guò)與HV設(shè)備31所要求的冷卻性能相應(yīng)地，在需要提高HV設(shè)備31的冷卻能力時(shí)，控制壓縮機(jī)12和電子膨脹閥38來(lái)使在冷卻部30中流動(dòng)的制冷劑的溫度下降，從而能夠?qū)⒐┙o到冷卻部30的制冷劑的溫度設(shè)定為最佳。用于使制冷劑的溫度下降的設(shè)備可以是任意的設(shè)備，例如可以在冷卻部30的上游側(cè)配置其他的熱交換器或者帕爾帖元件等。但是，若設(shè)為通過(guò)用電子膨脹閥38使制冷劑節(jié)流膨脹來(lái)使制冷劑的溫度下降的、如上述說(shuō)明那樣的結(jié)構(gòu)，則能夠簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，且能夠不使用追加的動(dòng)力地使制冷劑的溫度下降。
[0108]比較在圖2和圖5中由雙點(diǎn)劃線的影線示出的壓縮機(jī)12的動(dòng)力可知，圖5所示的壓縮機(jī)12的動(dòng)力小。例如，在將電子膨脹閥38的開(kāi)度設(shè)定成將在熱交換器14的出口大約60°C的制冷劑冷卻到比大氣溫低5°C (例如當(dāng)大氣溫為30°C時(shí)，為25°C)程度的溫度的情況下，與圖1所示的空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比較，壓縮機(jī)12的動(dòng)力成為大約一半程度。通過(guò)為了設(shè)定成與HV設(shè)備31的要求冷卻性能相適應(yīng)的制冷劑溫度，使制冷劑的一部分或者全部經(jīng)由旁通路徑41而流通，能夠進(jìn)行減小壓縮機(jī)12的動(dòng)力的控制。
[0109]旁通路徑41與氣液分離器40連接，從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41而流動(dòng)的制冷劑向氣液分離器40流入。氣液分離器40將制冷劑分離為氣相制冷劑和液相制冷劑。在氣液分離器40的內(nèi)部，儲(chǔ)藏有作為液相制冷劑的制冷劑液和作為氣相制冷劑的制冷劑蒸氣。在氣液分離器40的內(nèi)部，儲(chǔ)存有飽和液狀態(tài)的制冷劑液。被氣液分離器40氣液分離了的制冷劑液儲(chǔ)蓄于氣液分離器40的內(nèi)部。氣液分離器40作為在其內(nèi)部暫時(shí)儲(chǔ)存作為液態(tài)的制冷劑的制冷劑液的蓄液器而發(fā)揮功能。
[0110]當(dāng)制冷劑在不經(jīng)由熱交換器15、18、僅經(jīng)由熱交換器14的路徑中循環(huán)而流動(dòng)時(shí)，成為僅使用熱交換器14的制冷循環(huán)，所以為了 HV設(shè)備31的冷卻所需要的制冷劑的量小。通過(guò)設(shè)置氣液分離器40，將一部分的制冷劑儲(chǔ)存在氣液分離器40內(nèi)，能夠調(diào)整循環(huán)內(nèi)的制冷劑量。因此，能夠使在制冷循環(huán)內(nèi)循環(huán)的制冷劑的量最佳化，能夠抑制制冷循環(huán)內(nèi)的制冷劑量過(guò)剩而壓力上升的不良狀況的產(chǎn)生。
[0111]通過(guò)在氣液分離器40內(nèi)留存預(yù)定量的制冷劑液，在負(fù)載變動(dòng)時(shí)也能夠維持向冷卻部30供給的制冷劑的流量。氣液分離器40具有儲(chǔ)液功能，成為對(duì)于負(fù)載變動(dòng)的緩沖器，能夠吸收負(fù)載變動(dòng)，所以能夠使HV設(shè)備31的冷卻性能穩(wěn)定。[0112]當(dāng)在冷卻部30中制冷劑與HV設(shè)備31的熱交換量小、制冷劑從HV設(shè)備31接受的熱量小時(shí)，抑制在冷卻部30中制冷劑的加熱。因此，存在如下情況:在冷卻部30中與HV設(shè)備31進(jìn)行熱交換后的、經(jīng)由旁通路徑41向氣液分離器40流入的制冷劑處于飽和液和飽和蒸氣混合的氣液二相狀態(tài)的濕蒸氣的狀態(tài)。這種情況下，在氣液分離器40的內(nèi)部，制冷劑被分離為氣相和液相。向氣液分離器40流入的氣液二相狀態(tài)的制冷劑在氣液分離器40內(nèi)，被分離為液體狀的制冷劑液和氣體狀的制冷劑蒸氣。
[0113]在氣液分離器40的內(nèi)部，制冷劑液留存在下側(cè)，制冷劑蒸氣留存在上側(cè)。從氣液分離器40導(dǎo)出制冷劑蒸氣的制冷劑通路27的端部與氣液分離器40的頂部連接。僅制冷劑蒸氣經(jīng)由制冷劑通路27，從氣液分離器40的頂側(cè)，向氣液分離器40的外部送出。由此，能夠僅將通過(guò)氣液分離器40可靠地氣液分離了的氣相制冷劑向壓縮機(jī)12供給。其結(jié)果，能夠防止制冷劑液流入壓縮機(jī)12，能夠防止由液體成分混入引起的壓縮機(jī)12的不良狀況的產(chǎn)生。
[0114]切換制冷劑通路35、36與旁通路徑41的連通狀態(tài)的切換閥52如上述那樣，可以在制冷劑通路35、36和旁通路徑41的分支點(diǎn)配置三通閥。或者，也可以在制冷劑通路35、36以及旁通路徑41的各個(gè)設(shè)置能夠開(kāi)閉制冷劑的路徑的閥，由這些多個(gè)開(kāi)閉閥構(gòu)成切換閥52。在任一種情況下，在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和停止時(shí)這雙方，都能夠效率高地冷卻HV設(shè)備31?？紤]到與配置多個(gè)開(kāi)閉閥相比，三通閥的配置所需的空間更小而優(yōu)選，通過(guò)使用三通閥，能夠提供更加小型化、車輛搭載性優(yōu)異的冷卻裝置I。另一方面，開(kāi)閉閥只要是能夠進(jìn)行制冷劑通路的開(kāi)閉的簡(jiǎn)單的構(gòu)造即可所以是廉價(jià)的，通過(guò)使用多個(gè)開(kāi)閉閥，能夠提供成本更低的冷卻裝置I。
[0115]在圖1所示的設(shè)定中，所有的制冷劑向熱交換器18流動(dòng)，與此相對(duì)，在圖3和圖4所示的設(shè)定中，制冷劑的一部分繞過(guò)熱交換器18而流動(dòng)，所以向熱交換器18流動(dòng)的制冷劑的流量下降。即，例如在選擇了運(yùn)動(dòng)行駛模式的情況等、需要提高HV設(shè)備31的冷卻能力時(shí)，車廂內(nèi)的制冷能力可能下降。這種情況下，通過(guò)以兼顧HV設(shè)備31的冷卻能力和制冷能力的方式控制流量調(diào)整閥28的開(kāi)度而調(diào)整制冷劑的流量，能夠緩和對(duì)制冷能力的影響。駕駛者在認(rèn)識(shí)到使車輛的行駛性能優(yōu)先會(huì)對(duì)制冷能力有影響的基礎(chǔ)上，選擇運(yùn)動(dòng)行駛模式。
[0116]此外，在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了通過(guò)冷卻裝置I冷卻作為發(fā)熱源的HV設(shè)備31的例子。被冷卻裝置I冷卻的對(duì)象的裝置，例如在為電池的情況下，若溫度過(guò)低則存在抑制在電池內(nèi)部的化學(xué)變化而輸出密度下降的危險(xiǎn)，所以需要適度的加溫。在本實(shí)施方式的冷卻裝置I中，若通過(guò)使冷凝器風(fēng)扇42的風(fēng)量下降來(lái)抑制在熱交換器14中制冷劑與大氣的熱交換，則能夠抑制在熱交換器14中制冷劑的冷卻，將向冷卻部30流動(dòng)的制冷劑維持在高溫。這種情況下，能夠以制冷劑在熱交換器14和冷卻部30中被冷凝的方式進(jìn)行控制，能夠通過(guò)在冷卻部30中從制冷劑接受熱來(lái)對(duì)電池進(jìn)行加溫。另一方面，在想要急速冷卻電池的情況下，能夠通過(guò)使電子膨脹閥38節(jié)流來(lái)使向冷卻部30供給的制冷劑的溫度下降，提高電池的冷卻能力。
[0117]例如，假定被冷卻裝置I冷卻的對(duì)象的設(shè)備為電容器的情況。當(dāng)電容器的溫度低時(shí)，通過(guò)抑制在熱交換器14中制冷劑的冷凝，相對(duì)性地提高向冷卻部30流動(dòng)的制冷劑的比焓，能夠?qū)﹄娙萜鬟M(jìn)行加溫。雖然電容器反復(fù)進(jìn)行瞬間充放電，但是能夠用通過(guò)電子膨脹閥38的節(jié)流膨脹而成為霧狀的低溫制冷劑來(lái)冷卻電容器，所以可提高電容器的冷卻性能。因此，能夠減少電容器的單體數(shù)，所以變得能夠?qū)崿F(xiàn)裝置大幅的成本降低。
[0118](實(shí)施方式2)
[0119]圖6是表示實(shí)施方式2的冷卻裝置I的結(jié)構(gòu)的示意圖。實(shí)施方式I的切換閥52作為三通閥而設(shè)置，與此相對(duì)，實(shí)施方式2的切換閥52為四通閥。切換閥52作為具有四處的配管連接口的四通閥而設(shè)置。制冷劑通路35與切換閥52的第一配管連接口連接。制冷劑通路36與切換閥52的第二配管連接口連接。旁通路徑41與切換閥52的第三配管連接口連接。在切換閥52的第四的配管連接口連接有連通路51。
[0120]連通路51將制冷劑在壓縮機(jī)12和熱交換器14之間流動(dòng)的制冷劑通路21、和構(gòu)成從冷卻部30朝向膨脹閥16的制冷劑的路徑的制冷劑通路35連通。切換閥52通過(guò)切換其開(kāi)閉，切換從制冷劑通路35朝向制冷劑通路36的制冷劑的流動(dòng)、從制冷劑通路35朝向旁通路徑41的制冷劑的流動(dòng)、以及從制冷劑通路35朝向連通路51的制冷劑的流動(dòng)。切換閥52設(shè)置為能夠形成從冷卻部30朝向連通路51的制冷劑的流動(dòng)。切換閥52通過(guò)切換其開(kāi)閉，使經(jīng)由連通路51的制冷劑的流通能夠進(jìn)行或者不能進(jìn)行。
[0121]通過(guò)使用切換閥52來(lái)切換制冷劑的路徑，能夠任意選擇經(jīng)由制冷劑通路36、23向熱交換器15流通、經(jīng)由旁通路徑41向壓縮機(jī)12的上游側(cè)的氣液分離器40流通、或者經(jīng)由連通路51和制冷劑通路21向熱交換器14流通的任一個(gè)路徑，使冷卻HV設(shè)備31后的制冷劑流通。將切換閥52設(shè)為四通閥，成為通過(guò)切換閥52的開(kāi)閉設(shè)定的變更能夠使制冷劑向連通路51流通的結(jié)構(gòu)。由此，能夠簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，所以能夠抑制設(shè)備的追加，能夠避免成本的增大。
[0122]圖7是表示冷卻裝置I每種運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的壓縮機(jī)12和閥的設(shè)定的圖。在圖7中示出在不同的四種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的任一種的模式下運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻裝置I的情況下的、各運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的壓縮機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、以及流量調(diào)整閥28、電子膨脹閥38及切換閥52的開(kāi)度的設(shè)定。
[0123]在圖7中所示的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的所謂“空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式”，是圖6所示的、車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于運(yùn)轉(zhuǎn)中、且要求HV設(shè)備31的通常冷卻的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。此時(shí)，為了進(jìn)行車廂內(nèi)的制冷，需要使制冷劑在包含膨脹閥16和熱交換器18的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的整體中流通，所以壓縮機(jī)12處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。流量調(diào)整閥28調(diào)整閥開(kāi)度，以使用于HV設(shè)備31的冷卻的足夠的制冷劑向冷卻部30流動(dòng)。電子膨脹閥38為全開(kāi)。
[0124]切換閥52切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35與制冷劑通路36連通，使旁通路徑41和連通路51相對(duì)于制冷劑通路35、36的雙方非連通。切換閥52以使制冷劑從冷卻部30經(jīng)由熱交換器15向膨脹閥16流通的方式進(jìn)行操作，以使制冷劑在冷卻裝置I的整體中流動(dòng)的方式選擇制冷劑的路徑。因此，能夠確保使用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的車廂內(nèi)的制冷能力，并且能夠效率高地冷卻HV設(shè)備31。
[0125]此外，在實(shí)施方式I中參照?qǐng)D1而說(shuō)明了的冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相當(dāng)于該“空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式”。
[0126]圖8是表示使蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10停止的情況下的冷卻裝置I的示意圖。圖9是表示蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的停止中的、冷卻HV設(shè)備31的制冷劑的流動(dòng)的示意圖。圖7所示的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中所謂“熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式”，是圖8和圖9所示的車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于停止中、且要求HV設(shè)備31的通常冷卻的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。
[0127]此時(shí)，蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10停止，不需要使制冷劑在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的整體中流通，所以壓縮機(jī)12處于停止?fàn)顟B(tài)。流量調(diào)整閥28為全閉。電子膨脹閥38為全開(kāi)。切換閥52切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35與連通路51連通，使制冷劑通路36和旁通路徑41相對(duì)于制冷劑通路35和連通路51雙方非連通。切換閥52以使制冷劑從冷卻部30向熱交換器14循環(huán)的方式被操作。制冷劑從制冷劑通路35不向制冷劑通路36和旁通路徑41流動(dòng)，經(jīng)由連通路51而流通。
[0128]由此，形成從熱交換器14依次經(jīng)由制冷劑通路22、33、電子膨脹閥38以及制冷劑通路34而到達(dá)冷卻部30，進(jìn)而依次經(jīng)由制冷劑通路35、切換閥52、連通路51以及制冷劑通路21向熱交換器14返回的閉環(huán)狀的路徑。形成使冷卻HV設(shè)備31后的在制冷劑通路35中流通的制冷劑經(jīng)由連通路51向熱交換器14流通、使制冷劑不經(jīng)由壓縮機(jī)12而在冷卻部30和熱交換器14之間循環(huán)的環(huán)狀的路徑。選擇制冷劑的路徑，以使制冷劑經(jīng)由連接冷卻部30和熱交換器14的環(huán)狀的路徑而循環(huán)。
[0129]經(jīng)由該環(huán)狀的路徑，能夠不使壓縮機(jī)12工作地、使制冷劑在熱交換器14和冷卻部30之間循環(huán)。制冷劑在冷卻HV設(shè)備31時(shí)，從HV設(shè)備31接受蒸發(fā)潛熱而蒸發(fā)。因與HV設(shè)備31的熱交換而氣化了的制冷劑蒸氣依次經(jīng)由制冷劑通路35、連通路51以及制冷劑通路21，向熱交換器14流動(dòng)。在熱交換器14中，通過(guò)車輛的行駛風(fēng)、或者來(lái)自冷凝器風(fēng)扇42或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻用的散熱器風(fēng)扇的通風(fēng)，制冷劑蒸氣被冷卻而冷凝。通過(guò)熱交換器14而液化了的制冷劑液依次經(jīng)由制冷劑通路22、33、電子膨脹閥38以及制冷劑通路34，向冷卻部30返回。
[0130]這樣，通過(guò)經(jīng)由冷卻部30和熱交換器14的環(huán)狀的路徑，形成以HV設(shè)備31為加熱部、以熱交換器14為冷卻部的熱管。因此，在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10停止時(shí)、即車輛用的制冷停止時(shí)，也能夠不需要起動(dòng)壓縮機(jī)12地、可靠地冷卻HV設(shè)備31。能夠不使用壓縮機(jī)12的動(dòng)力而冷卻HV設(shè)備31，不需要為了 HV設(shè)備31的冷卻而始終運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)12。因此，能夠減小壓縮機(jī)12的消耗動(dòng)力而提高車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性，除此之外，因?yàn)槟軌蚴箟嚎s機(jī)12的使用壽命變長(zhǎng)，所以能夠提高壓縮機(jī)12的可靠性。
[0131]在圖9中，圖示有地面60。在相對(duì)于地面60垂直的豎直方向上，冷卻部30配置在比熱交換器14靠下方。在使制冷劑在熱交換器14和冷卻部30之間循環(huán)的環(huán)狀的路徑上，冷卻部30配置在下方，熱交換器14配置在上方。熱交換器14配置在比冷卻部30高的位置。
[0132]這種情況下，被冷卻部30加熱而氣化了的制冷劑蒸氣在環(huán)狀的路徑內(nèi)上升而到達(dá)熱交換器14，在熱交換器14中被冷卻、冷凝而成為液制冷劑，因重力的作用而在環(huán)狀的路徑內(nèi)下降，向冷卻部30返回。即，由冷卻部30、熱交換器14以及連接它們的制冷劑的路徑，形成熱虹吸式的熱管。通過(guò)形成熱管能夠提高從HV設(shè)備31向熱交換器14的熱傳遞效率，所以在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10停止時(shí)，也能夠不施加動(dòng)力地、效率更高地冷卻HV設(shè)備31。
[0133]實(shí)施方式2的冷卻裝置I還具備止回閥54。止回閥54配置在壓縮機(jī)12和熱交換器14之間的制冷劑通路21的、比制冷劑通路21和連通路51的連接處靠近壓縮機(jī)12 —偵U。止回閥54允許從壓縮機(jī)12朝向熱交換器14的制冷劑的流動(dòng)，并且禁止其反向的制冷劑的流動(dòng)。若設(shè)為這樣，則在圖8和圖9所示的熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí)，能夠可靠地形成使制冷劑在熱交換器14和冷卻部30之間循環(huán)的閉環(huán)狀的制冷劑的路徑。[0134]在沒(méi)有止回閥54的情況下，存在制冷劑從連通路51向壓縮機(jī)12側(cè)的制冷劑通路21流動(dòng)的危險(xiǎn)。通過(guò)具備止回閥54，能夠可靠地禁止從連通路51朝向壓縮機(jī)12側(cè)的制冷劑的流動(dòng)，所以能夠防止使用由環(huán)狀的制冷劑路徑形成的熱管的、蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的停止時(shí)的HV設(shè)備31的冷卻能力的下降。因此，在車輛的車廂用的制冷停止時(shí)，也能夠效率高地冷卻HV設(shè)備31。
[0135]另外，在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的停止中、閉環(huán)狀的制冷劑的路徑內(nèi)的制冷劑的量不足的情況下，能夠通過(guò)僅短時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)12，經(jīng)由止回閥54向閉環(huán)路徑供給制冷齊U。由此，能夠使閉環(huán)內(nèi)的制冷劑量增加，使熱管的熱交換處理量增大。因此，能夠確保熱管的制冷劑量，所以能夠避免因制冷劑量的不足、HV設(shè)備31的冷卻變得不充分。
[0136]圖10是表示在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)中提高HV設(shè)備31的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置I的示意圖。在圖10中，表示車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于運(yùn)轉(zhuǎn)中、且例如操作車輛的駕駛者選擇運(yùn)動(dòng)行駛模式而在高負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)HV設(shè)備31的情況等的、由HV設(shè)備31產(chǎn)生的熱量增大、因而要求HV設(shè)備31的冷卻性能的提高的情況。
[0137]圖7中所示的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中所謂“空調(diào)打開(kāi)/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式”，是圖10所示的車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于運(yùn)轉(zhuǎn)中、且要求HV設(shè)備31的冷卻能力提高的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。此時(shí)，與圖6所示的狀態(tài)同樣地，壓縮機(jī)12處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，流量調(diào)整閥28被調(diào)整其開(kāi)度。另一方面，電子膨脹閥38處于減小了開(kāi)度的節(jié)流狀態(tài)。切換閥52切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35與旁通路徑41連通，使制冷劑通路36和連通路51相對(duì)于制冷劑通路35和旁通路徑41雙方非連通。
[0138]這種情況下，在冷卻部30中流動(dòng)、用于HV設(shè)備31的冷卻的制冷劑，經(jīng)由切換閥52向旁通路徑41流動(dòng)，向壓縮機(jī)12的上游側(cè)的氣液分離器40流動(dòng)。用于冷卻HV設(shè)備31的制冷劑從冷卻部30經(jīng)由氣液分離器40向壓縮機(jī)12流動(dòng)，不向熱交換器15、膨脹閥16以及熱交換器18流動(dòng)。旁通路徑41與切換閥52和氣液分離器40直接連接，作為繞過(guò)熱交換器15、膨脹閥16以及熱交換器18的制冷劑的路徑而設(shè)置。
[0139]通過(guò)流量調(diào)整閥28的開(kāi)度調(diào)整，制冷劑向包含膨脹閥16和熱交換器18的路徑流動(dòng)，所以被膨脹閥16節(jié)流膨脹了的低溫低壓的制冷劑供給到熱交換器18。由此，在熱交換器18中使用于車廂內(nèi)的制冷的空調(diào)用空氣與制冷劑進(jìn)行熱交換，能夠冷卻空調(diào)用空氣，所以能夠確保制冷能力。通過(guò)用于冷卻HV設(shè)備31的制冷劑從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向壓縮機(jī)12的入口側(cè)流動(dòng)，能夠提高HV設(shè)備31的冷卻能力，效率高地冷卻HV設(shè)備31，所以能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。
[0140]此外，在實(shí)施方式I中參照?qǐng)D3而說(shuō)明了的冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相當(dāng)于該“空調(diào)打開(kāi)/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式”。
[0141]圖11是表示在空調(diào)停止中提高HV設(shè)備31的冷卻要求性能的情況下的冷卻裝置I的示意圖。在圖11中，表示空調(diào)處于停止中、且由HV設(shè)備31產(chǎn)生的熱量增大、因而要求HV設(shè)備31的冷卻性能的提高的情況。
[0142]圖7中所示的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中所謂“空調(diào)關(guān)閉/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式”，是圖11所示的車輛的車內(nèi)的制冷用的空調(diào)處于停止中、且要求HV設(shè)備31的冷卻能力提高的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。此時(shí)，流量調(diào)整閥28為全閉(開(kāi)度0%)。電子膨脹閥38處于開(kāi)度減小了的節(jié)流狀態(tài)。切換閥52切換開(kāi)閉，以使制冷劑通路35和旁通路徑41連通，使制冷劑通路36和連通路51相對(duì)于制冷劑通路35和旁通路徑41的雙方非連通。為了提供制冷劑經(jīng)由旁通路徑41在制冷循環(huán)中循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力，壓縮機(jī)12設(shè)為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在冷卻部30中流動(dòng)的制冷劑經(jīng)由切換閥52向旁通路徑41流動(dòng)，向氣液分離器40流動(dòng)。
[0143]通過(guò)用于冷卻HV設(shè)備31的制冷劑從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向壓縮機(jī)12的入口側(cè)流動(dòng)，能夠提高HV設(shè)備31的冷卻能力，效率高地冷卻HV設(shè)備31，所以能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。此外，在實(shí)施方式I中參照?qǐng)D4而說(shuō)明了的冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相當(dāng)于該“空調(diào)關(guān)閉/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式”。
[0144]實(shí)施方式2的冷卻裝置I與實(shí)施方式I同樣地，能夠在HV設(shè)備31的發(fā)熱量的增大時(shí)選擇經(jīng)由旁通路徑41的制冷劑的流動(dòng)，形成從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向氣液分離器40流動(dòng)的制冷劑的流動(dòng)。能夠與由HV設(shè)備31產(chǎn)生的熱量增大的情況相應(yīng)地，提高HV設(shè)備31的冷卻能力，能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。在HV設(shè)備31的發(fā)熱量的增大時(shí)，通過(guò)將用電子膨脹閥38使制冷劑節(jié)流膨脹而成為霧狀的低溫制冷劑供給到冷卻部30，能夠進(jìn)一步增大制冷劑與HV設(shè)備31的熱交換量，所以能夠進(jìn)一步提高HV設(shè)備31的冷卻能力。
[0145]另外，通過(guò)具備連通路51，能夠形成使制冷劑經(jīng)由連通路51而不經(jīng)由壓縮機(jī)12在冷卻部30和熱交換器14之間循環(huán)的環(huán)狀的路徑。經(jīng)由該環(huán)狀的路徑，能夠不使壓縮機(jī)12工作地、使制冷劑在熱交換器14和冷卻部30之間循環(huán)。在不從壓縮機(jī)12提供用于制冷劑的流通的動(dòng)力的狀態(tài)下，也能夠可靠地冷卻HV設(shè)備31，所以能夠減小為了 HV設(shè)備31的冷卻所需要的動(dòng)力。
[0146]接著，說(shuō)明實(shí)施方式2的冷卻裝置I的控制。圖12是表示控制部80的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)的框圖。圖12所示的控制部80具備執(zhí)行冷卻裝置I的控制的E⑶(Electric ControlUnit:電子控制單元)81。E⑶81從空調(diào)開(kāi)關(guān)82接受表示空調(diào)的打開(kāi)或者關(guān)閉的信號(hào)?？照{(diào)開(kāi)關(guān)82例如設(shè)置在車廂內(nèi)的前方側(cè)的儀表盤。通過(guò)車輛的乘員操作空調(diào)開(kāi)關(guān)82，從而切換空調(diào)的打開(kāi)和關(guān)閉，開(kāi)始或者停止車廂內(nèi)的制冷。
[0147]E⑶81從運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)83接受表示車輛設(shè)定為通常行駛模式和運(yùn)動(dòng)行駛模式中的任一種的信號(hào)。運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)83例如設(shè)置在車廂內(nèi)的前方側(cè)的儀表盤。通過(guò)車輛的乘員操作運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)83，來(lái)選擇通常行駛模式和運(yùn)動(dòng)行駛模式中的任一種。
[0148]E⑶81從溫度輸入部84接受表示溫度的信號(hào)。對(duì)于溫度輸入部84，從檢測(cè)流入冷卻部30的制冷劑和從冷卻部30流出的制冷劑的溫度的傳感器，輸入在冷卻部30的出入口的制冷劑的溫度。對(duì)于溫度輸入部84，還可以輸入冷卻裝置I的附近的大氣的溫度和通過(guò)在熱交換器18的熱交換而調(diào)節(jié)了溫度的空調(diào)用空氣的溫度。
[0149]控制部80還具備:控制壓縮機(jī)12的起動(dòng)和停止的壓縮機(jī)控制部85 ;控制馬達(dá)44的轉(zhuǎn)速的馬達(dá)控制部86 ;以及控制流量調(diào)整閥28、電子膨脹閥38及切換閥52的開(kāi)閉的閥控制部87。控制部80還具有RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和/或ROM(Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)器89。ECU81按照存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器89的控制程序來(lái)執(zhí)行各種處理，從而控制冷卻裝置I。
[0150]壓縮機(jī)控制部85獲取從ECU81傳送的控制命令,將指示壓縮機(jī)12的起動(dòng)或者停止的信號(hào)Cl向壓縮機(jī)12傳送。閥控制部87獲取從E⑶81傳送的控制命令，將指示流量調(diào)整閥28的開(kāi)度的信號(hào)Vl向流量調(diào)整閥28傳送，將指示電子膨脹閥38的開(kāi)度的信號(hào)V2向電子膨脹閥38傳送，將指示切換閥52的開(kāi)閉設(shè)定的信號(hào)V3向切換閥52傳送。馬達(dá)控制部86獲取從E⑶81傳送的控制命令，將指示馬達(dá)44的轉(zhuǎn)速的信號(hào)Ml向馬達(dá)44傳送。
[0151]ECU81基于空調(diào)的打開(kāi)或者關(guān)閉、運(yùn)動(dòng)行駛模式的選擇或者非選擇以及輸入溫度輸入部84的各種溫度，來(lái)控制壓縮機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止、馬達(dá)44的轉(zhuǎn)速、流量調(diào)整閥28和電子膨脹閥38的開(kāi)度以及切換閥52的開(kāi)閉設(shè)定。E⑶81具有作為切換冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)模式切換單元的功能。
[0152]當(dāng)變更馬達(dá)44的轉(zhuǎn)速時(shí)，控制在熱交換器14中制冷劑與大氣之間的熱交換量。當(dāng)增加馬達(dá)44的轉(zhuǎn)速來(lái)加大冷凝器風(fēng)扇42的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，向熱交換器14供給的空氣的流量增加，在熱交換器14中制冷劑與大氣的熱交換量增加，所以熱交換器14的制冷劑冷卻能力提高。當(dāng)減小馬達(dá)44的轉(zhuǎn)速來(lái)減小冷凝器風(fēng)扇42的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，向熱交換器14供給的空氣的流量減少，在熱交換器14中制冷劑與大氣的熱交換量減少，所以熱交換器14的制冷劑冷卻能力減小。
[0153]圖13是表示冷卻裝置I的控制方法的一例的流程圖。如圖13所示，當(dāng)開(kāi)始使用冷卻裝置I來(lái)冷卻作為發(fā)熱源的HV設(shè)備31時(shí)，首先，在步驟(SlO)中，判斷是否結(jié)束發(fā)熱源的冷卻。若判斷為不結(jié)束冷卻，則接著在步驟(S20)中，判斷是否通過(guò)運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)83的操作選擇了運(yùn)動(dòng)行駛模式。
[0154]如上述那樣，在運(yùn)動(dòng)行駛模式下，與通常行駛模式相比較，HV設(shè)備31的發(fā)熱量增大。在步驟(S20)中，通過(guò)判斷運(yùn)動(dòng)行駛模式的選擇或者非選擇，來(lái)判斷HV設(shè)備31的發(fā)熱量的多少。若設(shè)定通常行駛模式時(shí)的HV設(shè)備31的發(fā)熱量與運(yùn)動(dòng)行駛模式時(shí)的HV設(shè)備31的發(fā)熱量之間的值作為發(fā)熱量的閾值，則選擇了運(yùn)動(dòng)行駛模式時(shí)的HV設(shè)備31的發(fā)熱量成為該閾值以上，選擇了通常行駛模式時(shí)的HV設(shè)備31的發(fā)熱量成為該閾值以下。
[0155]在步驟(S20)中判斷為運(yùn)動(dòng)行駛模式開(kāi)啟、即通過(guò)運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)83的操作選擇了運(yùn)動(dòng)行駛模式、HV設(shè)備31的發(fā)熱量大的情況下，接著在步驟(S30)中，判斷空調(diào)是否為打開(kāi)。若空調(diào)為打開(kāi)則處于壓縮機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)中，若空調(diào)為關(guān)閉則處于壓縮機(jī)12的停止中。在步驟(S30)中判斷為空調(diào)為打開(kāi)的情況下，前進(jìn)到步驟(S40)，冷卻裝置I在空調(diào)打開(kāi)/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻HV設(shè)備31。
[0156]此時(shí)，空調(diào)為打開(kāi)，為了使制冷劑在蒸氣壓縮式制冷循環(huán)10的整體中循環(huán)，壓縮機(jī)12處于起動(dòng)的狀態(tài)。因此，壓縮機(jī)控制部85將維持壓縮機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)的信號(hào)Cl向壓縮機(jī)12傳送。閥控制部87將以使足夠的制冷劑流動(dòng)到冷卻部30的方式調(diào)整流量調(diào)整閥28的開(kāi)度的信號(hào)Vl向流量調(diào)整閥28傳送，將減小電子膨脹閥38的開(kāi)度的信號(hào)V2向電子膨脹閥38傳送，將以使制冷劑通路35連通到旁通路徑41的方式切換切換閥52的開(kāi)閉的信號(hào)V3向切換閥52傳送。
[0157]通過(guò)流量調(diào)整閥28的開(kāi)度調(diào)整，制冷劑向包含膨脹閥16和熱交換器18的路徑流動(dòng)，所以被膨脹閥16節(jié)流膨脹了的低溫低壓的制冷劑供給到熱交換器18。由此，能夠在熱交換器18中使用于車廂內(nèi)的制冷的空調(diào)用空氣與制冷劑進(jìn)行熱交換，冷卻空調(diào)用空氣，所以能夠確保車廂內(nèi)的制冷能力。通過(guò)調(diào)整電子膨脹閥38的開(kāi)度來(lái)使被電子膨脹閥38節(jié)流膨脹而溫度下降了的制冷劑流通到冷卻部30，在冷卻通路32中流動(dòng)的制冷劑和HV設(shè)備31之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻HV設(shè)備31。冷卻了 HV設(shè)備31的制冷劑從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向壓縮機(jī)12的入口側(cè)流動(dòng)。由此，能夠提高HV設(shè)備31的冷卻能力，效率高地冷卻HV設(shè)備31，所以能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。
[0158]其后，控制流程返回，返回到步驟(SlO)的是否結(jié)束發(fā)熱源的冷卻的判斷。
[0159]在步驟(S30)中判斷為空調(diào)為關(guān)閉的情況下，前進(jìn)到步驟(S50)，起動(dòng)壓縮機(jī)12。因?yàn)榭照{(diào)關(guān)閉而壓縮機(jī)12處于停止的狀態(tài)，所以此時(shí)壓縮機(jī)控制部85將起動(dòng)壓縮機(jī)12的信號(hào)Cl向壓縮機(jī)12傳送。
[0160]接下來(lái)，在步驟(S60)中，冷卻裝置I在空調(diào)關(guān)閉/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻HV設(shè)備31。閥控制部87將使流量調(diào)整閥28為全閉的信號(hào)Vl向流量調(diào)整閥28傳送，將減小電子膨脹閥38的開(kāi)度的信號(hào)V2向電子膨脹閥38傳送，將以使制冷劑通路35連通到旁通路徑41的方式切換切換閥52的開(kāi)閉的信號(hào)V3向切換閥52傳送。
[0161]因?yàn)榭照{(diào)為關(guān)閉，所以不需要使制冷劑向熱交換器18流動(dòng)。因此，將流量調(diào)整閥28設(shè)為全閉，停止向包含膨脹閥16和熱交換器18的路徑的制冷劑的流動(dòng)。通過(guò)調(diào)整電子膨脹閥38的開(kāi)度來(lái)使被電子膨脹閥38節(jié)流膨脹而溫度下降了的制冷劑流通到冷卻部30，在冷卻通路32中流動(dòng)的制冷劑和HV設(shè)備31之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻HV設(shè)備31。冷卻了 HV設(shè)備31的制冷劑從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向壓縮機(jī)12的入口側(cè)流動(dòng)。由此，能夠提高HV設(shè)備31的冷卻能力，效率高地冷卻HV設(shè)備31，所以能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。
[0162]其后，控制流程返回，返回到步驟(SlO)的是否結(jié)束發(fā)熱源的冷卻的判斷。
[0163]在步驟(S20)中判斷為運(yùn)動(dòng)行駛模式為未開(kāi)啟、即通過(guò)運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)83的操作選擇了通常行駛模式的情況下，接著，在步驟(S70)中，判斷空調(diào)是否為打開(kāi)。在步驟(S70)中判斷為空調(diào)為打開(kāi)的情況下，前進(jìn)到步驟(S90)，冷卻裝置I在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻HV設(shè)備31。
[0164]在步驟(S70)中判斷為空調(diào)為關(guān)閉的情況下，接著，在步驟(S80)中，判斷是否需要在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的發(fā)熱源的冷卻。例如，可以基于輸入溫度輸入部84的溫度的檢測(cè)值，判斷是否需要空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的冷卻。具體而言，可以在冷卻部30的出口溫度高于入口溫度的情況下、在大氣溫度比預(yù)定的溫度(例如25°C)高的情況下、或者在空調(diào)用空氣比預(yù)定的溫度(例如20°C)高的情況下等，判斷為處于冷卻部30的冷卻能力下降的狀態(tài)，將起動(dòng)壓縮機(jī)12的控制命令傳送到壓縮機(jī)控制部85。
[0165]或者，例如也可以在車輛在上坡行駛時(shí)等的HV設(shè)備31的發(fā)熱量變大那樣的狀況下行駛的情況下，在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻HV設(shè)備31。對(duì)于冷卻裝置I冷卻HV設(shè)備31的冷卻能力，與熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式相比較，使壓縮機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)的空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下相對(duì)較大。因此，通過(guò)在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻裝置I來(lái)冷卻HV設(shè)備31，能夠可靠地防止HV設(shè)備31的過(guò)熱。當(dāng)判斷為需要在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的發(fā)熱源的冷卻時(shí)，接下來(lái)，前進(jìn)到步驟(S90)，冷卻裝置I在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻HV設(shè)備31。
[0166]此時(shí)，壓縮機(jī)控制部85將指示壓縮機(jī)12的起動(dòng)的信號(hào)Cl向壓縮機(jī)12傳送。閥控制部87將以使足夠的制冷劑流動(dòng)到冷卻部30的方式調(diào)整流量調(diào)整閥28的開(kāi)度的信號(hào)Vl向流量調(diào)整閥28傳送，將使電子膨脹閥38為全開(kāi)的信號(hào)V2向電子膨脹閥38傳送，將以使制冷劑通路35連通到制冷劑通路36的方式切換切換閥52的開(kāi)閉的信號(hào)V3向切換閥52傳送。[0167]通過(guò)流量調(diào)整閥28的開(kāi)度調(diào)整，制冷劑向包含膨脹閥16和熱交換器18的路徑流動(dòng)，所以被膨脹閥16節(jié)流膨脹了的低溫低壓的制冷劑供給到熱交換器18。由此，能夠在熱交換器18中使用于車廂內(nèi)的制冷的空調(diào)用空氣與制冷劑進(jìn)行熱交換，冷卻空調(diào)用空氣，所以能夠確保車廂內(nèi)的制冷能力。另外，通過(guò)流量調(diào)整閥28的開(kāi)度調(diào)整，使為了 HV設(shè)備31的冷卻的足夠的量的制冷劑向冷卻部30流通。由此，使在熱交換器14中與大氣進(jìn)行熱交換而冷卻后的制冷劑流通到冷卻部30，在冷卻通路32中流動(dòng)的制冷劑和HV設(shè)備31之間進(jìn)行熱交換，從而能夠冷卻HV設(shè)備31。
[0168]其后，控制流程返回，返回到步驟(SlO)的是否結(jié)束發(fā)熱源的冷卻的判斷。
[0169]在步驟(S80)中判斷為不需要在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的發(fā)熱源的冷卻的情況下，接著，在步驟(S100)中，冷卻裝置I在熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻發(fā)熱源。此時(shí)，因?yàn)榭照{(diào)為關(guān)閉，所以壓縮機(jī)12處于停止的狀態(tài)。因此，壓縮機(jī)控制部85將維持壓縮機(jī)12的停止的信號(hào)Cl向壓縮機(jī)12傳送。閥控制部87將使流量調(diào)整閥28為全閉的信號(hào)Vl向流量調(diào)整閥28傳送，將使電子膨脹閥38為全開(kāi)的信號(hào)V2向電子膨脹閥38傳送，將以使制冷劑通路35連通到連通路51的方式切換切換閥52的開(kāi)閉的信號(hào)V3向切換閥52傳送。
[0170]由此，形成使制冷劑在冷卻部30和熱交換器14之間循環(huán)的環(huán)狀的路徑，形成熱虹吸式的熱管。通過(guò)重力的作用使在熱交換器14中被冷卻了的液相的制冷劑向冷卻部30流通，在冷卻通路32中流動(dòng)的制冷劑和HV設(shè)備31之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻HV設(shè)備31。被冷卻部30加熱而氣化了的制冷劑蒸氣在環(huán)狀的路徑內(nèi)上升而再次到達(dá)熱交換器14。
[0171]其后，控制流程返回，返回到步驟(SlO)的是否結(jié)束發(fā)熱源的冷卻的判斷。
[0172]若在步驟(SlO)中判斷為結(jié)束發(fā)熱源的冷卻，則停止向冷卻部30的制冷劑的供給，停止HV設(shè)備31的冷卻。
[0173]如以上說(shuō)明那樣，根據(jù)實(shí)施方式2的冷卻裝置1，在運(yùn)動(dòng)行駛模式的非選擇時(shí)，能夠基于空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，在“空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式”和“熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式”這雙方的運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，冷卻作為發(fā)熱源的HV設(shè)備31。在熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，能夠不需要起動(dòng)壓縮機(jī)12地可靠地冷卻HV設(shè)備31，所以不需要為了 HV設(shè)備31的冷卻而始終運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)12。因此，能夠減小壓縮機(jī)12的消耗動(dòng)力而提高車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性，除此之外，能夠使壓縮機(jī)12的使用壽命較長(zhǎng)，所以能夠提高壓縮機(jī)12的可靠性。
[0174]與用于冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換的壓縮機(jī)12的起動(dòng)或者停止相應(yīng)地，控制切換閥52的開(kāi)閉狀態(tài)。由此，能夠進(jìn)一步可靠地進(jìn)行空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)模式與熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換，能夠使制冷劑在各運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的適當(dāng)?shù)穆窂街辛魍ā?br> [0175]冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換，可以通過(guò)電動(dòng)汽車的乘員手動(dòng)操作控制面板來(lái)切換空調(diào)的打開(kāi)/關(guān)閉，來(lái)進(jìn)行。在不需要車廂內(nèi)的空調(diào)的情況下，若乘員關(guān)閉空調(diào)，則切換冷卻裝置I的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，使得在熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式下冷卻HV設(shè)備31。當(dāng)選擇熱管運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí)，壓縮機(jī)12停止，所以能夠進(jìn)一步縮短壓縮機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。其結(jié)果，能夠更加顯著地得到壓縮機(jī)12的消耗動(dòng)力減小和壓縮機(jī)12的可靠性提高的效果。
[0176]或者，在選擇了運(yùn)動(dòng)行駛模式的情況下，能夠在“空調(diào)打開(kāi)/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式”或者“空調(diào)關(guān)閉/低溫制冷劑冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)模式”的任一種的運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，冷卻作為發(fā)熱源的HV設(shè)備31。當(dāng)選擇運(yùn)動(dòng)行駛模式而HV設(shè)備31的發(fā)熱量增大時(shí)，通過(guò)切換閥52選擇經(jīng)由旁通路徑41的制冷劑的流動(dòng)，形成從冷卻部30經(jīng)由旁通路徑41向氣液分離器40流動(dòng)的制冷劑的流動(dòng)。由此，能夠提高HV設(shè)備31的冷卻能力，能夠得到與來(lái)自HV設(shè)備31的發(fā)熱量相適應(yīng)的冷卻性能。通過(guò)用冷卻部30的上游側(cè)的電子膨脹閥38使制冷劑節(jié)流膨脹，使在冷卻部30中流動(dòng)的制冷劑的溫度下降，能夠進(jìn)一步提高HV設(shè)備31的冷卻能力。
[0177]此外，在之前的實(shí)施方式中，說(shuō)明了冷卻以HV設(shè)備31為例搭載于車輛的電氣設(shè)備的冷卻裝置I。作為電氣設(shè)備，只要至少是通過(guò)工作產(chǎn)生熱的電氣設(shè)備即可，不限定于變換器、電動(dòng)發(fā)電機(jī)等例示的電氣設(shè)備，可以是任意的電氣設(shè)備。在存在多個(gè)成為冷卻對(duì)象的電氣設(shè)備的情況下，優(yōu)選，多個(gè)電氣設(shè)備的成為冷卻的目標(biāo)的溫度范圍相同。成為冷卻的目標(biāo)的溫度范圍是作為使電氣設(shè)備工作的溫度環(huán)境的、適當(dāng)?shù)臏囟确秶?br> [0178]另外，被本發(fā)明的冷卻裝置I冷卻的發(fā)熱源不限于搭載于車輛的電氣設(shè)備，可以是產(chǎn)生熱的任意的設(shè)備或者任意的設(shè)備的發(fā)熱的一部分。
[0179]如以上那樣，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)該認(rèn)為，本次公開(kāi)的實(shí)施方式在所有的方面都是例示，而不是限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不是由上述說(shuō)明而是由權(quán)利要求書(shū)示出的，包含與權(quán)利要求書(shū)等同的意思以及范圍內(nèi)的所有變更。
[0180]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0181]本發(fā)明的冷卻裝置，尤其適用于在搭載電動(dòng)發(fā)電機(jī)、變換器以及電池等電氣設(shè)備的電動(dòng)汽車等車輛中，使用用于進(jìn)行車內(nèi)的制冷的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)對(duì)電氣設(shè)備的冷卻。
[0182]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0183]I冷卻裝置，10蒸氣壓縮式制冷循環(huán)，12壓縮機(jī)，14、15、18熱交換器，16膨脹閥，21、22、23、24、25、26、27、33、34、35、36 制冷劑通路，28 流量調(diào)整閥，30 冷卻部，31 HV設(shè)備，32冷卻通路，38電子膨脹閥，40氣液分離器，41旁通路徑，42冷凝器風(fēng)扇，51連通路，52切換閥，80控制部，81 E⑶，82空調(diào)開(kāi)關(guān)，83運(yùn)動(dòng)行駛模式選擇開(kāi)關(guān)，84溫度輸入部，85壓縮機(jī)控制部，87閥控制部。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻裝置(1)，冷卻發(fā)熱源(31)，具備: 壓縮機(jī)(12)，其用于使制冷劑循環(huán)； 第一熱交換器(14)，其在所述制冷劑和大氣之間進(jìn)行熱交換； 減壓器(16)，其對(duì)所述制冷劑進(jìn)行減壓； 第二熱交換器(18)，其在所述制冷劑和空調(diào)用空氣之間進(jìn)行熱交換； 冷卻部(30)，其設(shè)置于在所述第一熱交換器(14)和所述減壓器(16)之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑上，使用所述制冷劑來(lái)冷卻所述發(fā)熱源(31)； 旁通路徑(41 )，其繞過(guò)所述減壓器(16)和所述第二熱交換器(18);以及 路徑選擇部(52)，其選擇性地切換所述制冷劑從所述冷卻部(30)朝向所述減壓器(16)的流動(dòng)、和所述制冷劑經(jīng)由所述旁通路徑(41)的流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置(1)， 具備使所述制冷劑的溫度下降的減溫器(38 )， 所述減溫器(38 )在所述路徑選擇部(52 )選擇了所述制冷劑經(jīng)由所述旁通路徑(41)的流動(dòng)時(shí)，使在所述冷卻部(30)中流動(dòng)的所述制冷劑的溫度下降。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻裝置(1)， 具備電子膨脹閥(38)，所述電子膨脹閥(38)設(shè)置于在所述第一熱交換器(14)和所述冷卻部(30)之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(1)， 具備氣液分離器(40)，所述氣液分離器(40)設(shè)置于在所述第二熱交換器(18)和所述壓縮機(jī)(12)之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑上， 從所述冷卻部(30)經(jīng)由所述旁通路徑(41)而流動(dòng)的所述制冷劑向所述氣液分離器(40)流入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(1)， 所述路徑選擇部(52)在所述發(fā)熱源(31)的發(fā)熱量增大時(shí)，選擇所述制冷劑經(jīng)由所述旁通路徑(41)的流動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(1)， 具備連通路(51)，所述連通路(51)將在所述壓縮機(jī)(12)和所述第一熱交換器(14 )之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑、與在所述冷卻部(30)和所述減壓器(16)之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷卻裝置(1)， 所述路徑選擇部(52 )能夠形成所述制冷劑從所述冷卻部(30 )朝向所述連通路(51)的流動(dòng)。
8.一種冷卻裝置(1)的控制方法，所述冷卻裝置(1)冷卻發(fā)熱源(31)， 所述冷卻裝置(1)具備: 壓縮機(jī)(12)，其用于使制冷劑循環(huán)； 第一熱交換器(14)，其在所述制冷劑和大氣之間進(jìn)行熱交換； 減壓器(16)，其對(duì)所述制冷劑進(jìn)行減壓； 第二熱交換器(18)，其在所述制冷劑和空調(diào)用空氣之間進(jìn)行熱交換； 冷卻部(30)，其設(shè)置于在所述第一熱交換器(14)和所述減壓器(16)之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑上，使用所述制冷劑來(lái)冷卻所述發(fā)熱源(31)； 旁通路徑(41)，其繞過(guò)所述減壓器(16)和所述第二熱交換器(18);以及 路徑選擇部(52)，其選擇性地切換所述制冷劑從所述冷卻部(30)朝向所述減壓器(16)的流動(dòng)、和所述制冷劑經(jīng)由所述旁通路徑(41)的流動(dòng)， 所述控制方法包括: 判斷所述發(fā)熱源(31)的發(fā)熱量的步驟(S20);和 在所述判斷發(fā)熱量的步驟(S20)中判斷為發(fā)熱量為閾值以上的情況下，形成所述制冷劑經(jīng)由所述旁通路徑(41)的流動(dòng)來(lái)冷卻所述發(fā)熱源(31)的步驟(S40、S60)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻裝置(I)的控制方法， 所述冷卻裝置(I)具備電子膨脹閥(38 )，所述電子膨脹閥(38 )設(shè)置于在所述第一熱交換器(14)和所述冷卻部(30)之間流動(dòng)的所述制冷劑的路徑上， 在所述進(jìn)行冷卻的步驟(S40、S60)中，減小所述電子膨脹閥(38)的開(kāi)度，來(lái)冷卻所述發(fā)熱源(31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的冷卻裝置(I)的控制方法，包括: 在所述判斷發(fā)熱量的步驟(S20)中判斷為發(fā)熱量為閾值以上的情況下，判斷所述壓縮機(jī)(12)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的步驟(S30);和 在所述判斷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的步驟(S30)中判斷為所述壓縮機(jī)(12)處于停止中的情況下，起動(dòng)所述壓縮機(jī)(12)的步驟(S50)。
【文檔編號(hào)】F25B1/00GK103906983SQ201180074312
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】高橋榮三, 川上芳昭, 城島悠樹(shù), 佐藤幸介 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社