用于冷卻系統(tǒng)的控制裝置和控制方法
【專利摘要】一種冷卻系統(tǒng)，包括：壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換?？刂蒲b置（300）包括：檢測單元（321），所述檢測單元構(gòu)造成檢測所述壓縮機的異常；和切換單元（322），所述切換單元構(gòu)造成在所述檢測單元（321）已檢測出異常時切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
【專利說明】用于冷卻系統(tǒng)的控制裝置和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于冷卻系統(tǒng)的控制裝置和控制方法，更具體地涉及用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制裝置和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，利用電機的驅(qū)動力來行駛的混合動力車輛、燃料電池車輛、電動車輛等作為環(huán)境問題的對策之一變成關(guān)注的焦點。在此類車輛中，諸如電機、發(fā)電機、逆變器、變換器和電池之類的電氣設(shè)備交換電力而發(fā)熱。因此，需要對這些電氣設(shè)備進行冷卻。于是，已提出了利用被用作車輛空調(diào)裝置的蒸氣壓縮式致冷循環(huán)來冷卻發(fā)熱元件的技術(shù)。
[0003]例如，日本專利申請公報N0.2007-69733 (JP2007-69733A)記載了一種系統(tǒng)，其中在從膨脹閥延伸到壓縮機的致冷劑管路中彼此并列地配置有與空調(diào)用空氣進行熱交換的熱交換器和與發(fā)熱元件進行熱交換的熱交換器并且利用用于空調(diào)裝置的致冷劑來冷卻發(fā)熱元件。日本專利申請公報N0.2005-90862 (JP2005-90862A)記載了一種冷卻系統(tǒng)，其中在繞開空調(diào)致冷循環(huán)的減壓器、蒸發(fā)器和壓縮機的旁通管路中設(shè)置有用于冷卻發(fā)熱元件的發(fā)熱元件冷卻單元。
[0004]日本專利申請公報N0.2006-179190 (JP2006-179190A)記載了 一種車載電池組。該車載電池組包括殼體和空調(diào)用致冷循環(huán)的蒸發(fā)器。殼體內(nèi)部包括分層電池組件和空氣管道。蒸發(fā)器安裝在殼體內(nèi)部，以冷卻流過空氣管道的冷卻空氣。日本專利申請公報N0.2002-313441 (JP2002-313441A)記載了一種電池冷卻系統(tǒng)。在該電池冷卻系統(tǒng)中，在電池的一部分或全部向其露出的冷卻管路中配置有由經(jīng)由冷卻旁通管路從空調(diào)系統(tǒng)的致冷循環(huán)供給的致冷劑冷卻的蒸發(fā)器，并且該冷卻管路中的空氣由送風(fēng)裝置循環(huán)。
[0005]另一方面，關(guān)于用于混合動力車輛的控制裝置，日本專利申請公報N0.2008-239079 (JP2008-239079A)記載了一種如下技術(shù)。監(jiān)視行駛用電池的異常。當(dāng)已檢測出與溫度有關(guān)的異常以外的異常時，使車輛轉(zhuǎn)入無電池行駛模式。然后，當(dāng)已在無電池行駛模式下檢測出行駛用電池的溫度異常時，使車輛停止。
[0006]JP2007-69733A、JP2005-90862A、JP2006-179190A 和 JP2002-313441A 并未記載當(dāng)致冷循環(huán)中已發(fā)生異常如壓縮機的異常和循環(huán)通過致冷循環(huán)的致冷劑的短缺時連續(xù)冷卻發(fā)熱元件。因此，當(dāng)致冷循環(huán)中發(fā)生異常時，用于冷卻發(fā)熱元件的冷卻性能下降，并且存在發(fā)熱元件的溫度上升的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了用于冷卻系統(tǒng)的控制裝置和控制方法，所述控制裝置和控制方法能夠在致冷循環(huán)中發(fā)生異常時抑制發(fā)熱源的溫度上升。
[0008]本發(fā)明的第一方面提供了一種用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制裝置。所述冷卻系統(tǒng)包括:壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換。所述控制裝置包括:檢測單元，所述檢測單元構(gòu)造成檢測所述壓縮機的異常；和切換單元，所述切換單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
[0009]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于冷卻系統(tǒng)的控制裝置。所述控制裝置包括:檢測單元，所述檢測單元構(gòu)造成檢測在所述壓縮機的運轉(zhuǎn)期間供給到所述冷卻部的致冷劑的流量的異常；和切換單元，所述切換單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
[0010]在所述控制裝置中，所述發(fā)熱源可裝設(shè)在車輛上，所述控制裝置還可包括限制單元，所述限制單元在所述檢測單元已檢測出所述異常時限制所述車輛的行駛狀態(tài)。
[0011]所述控制裝置還可包括冷卻性能提高單元，所述冷卻性能提高單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出異常時提高所述冷卻系統(tǒng)的用于冷卻所述發(fā)熱源的冷卻性能。
[0012]所述控制裝置還可包括告知單元，所述告知單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時提供對所述異常的告知。
[0013]本發(fā)明的又一方面提供了一種用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制方法。所述冷卻系統(tǒng)包括:壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換。所述控制方法包括:判定所述壓縮機中是否存在異常；以及，當(dāng)判定出存在所述異常時，切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
[0014]本發(fā)明的再另一方面提供了一種用于冷卻系統(tǒng)的控制方法。所述控制方法包括:判定在所述壓縮機的運轉(zhuǎn)期間供給到所述冷卻部的致冷劑的流量是否存在異常；以及，當(dāng)判定出存在所述異常時，切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
[0015]在所述控制方法中，所述發(fā)熱源可裝設(shè)在車輛上，并且所述控制方法還可包括當(dāng)判定出存在所述異常時限制所述車輛的行駛狀態(tài)。
[0016]所述控制方法還可包括當(dāng)判定出存在所述異常時提高所述冷卻系統(tǒng)的用于冷卻所述發(fā)熱源的冷卻性能。
[0017]所述控制方法還可包括當(dāng)判定出存在所述異常時提供對所述異常的告知。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的各方面，當(dāng)致冷循環(huán)中已發(fā)生異常時，可以抑制發(fā)熱源的溫度上升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面將參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0020]圖1是示出了冷卻系統(tǒng)適用的車輛的構(gòu)型的示意圖；[0021]圖2是示出了根據(jù)第一實施例的冷卻系統(tǒng)的構(gòu)型的示意圖；
[0022]圖3是示出了蒸氣壓縮式致冷循環(huán)中的致冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖；
[0023]圖4是示出了在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)的運轉(zhuǎn)期間冷卻EV設(shè)備的致冷劑流的示意圖；
[0024]圖5是示出了在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)的停止期間冷卻EV設(shè)備的致冷劑流的示意圖；
[0025]圖6是示出了在冷卻系統(tǒng)的各運轉(zhuǎn)模式下流量調(diào)整閥的開度和選擇閥的開度的視圖；
[0026]圖7是示出了根據(jù)第一實施例的控制裝置的構(gòu)型的細節(jié)的框圖；
[0027]圖8是示出了用于根據(jù)第一實施例的冷卻系統(tǒng)的控制方法的一個示例的流程圖；
[0028]圖9是示出了用于根據(jù)第一實施例的冷卻系統(tǒng)的控制方法的另一個示例的流程圖；
[0029]圖10是示出了根據(jù)第二實施例的控制裝置的構(gòu)型的細節(jié)的框圖；
[0030]圖11是示出了用于根據(jù)第二實施例的冷卻系統(tǒng)的控制方法的一個示例的流程圖；及
[0031]圖12是示出了用于根據(jù)第二實施例的冷卻系統(tǒng)的控制方法的另一個示例的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]在下文中，將參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施例。注意，同樣的附圖標記在圖中表示相同或?qū)?yīng)的部分，并且不重復(fù)其說明。
[0033]第一實施例
[0034]圖1是示出了冷卻系統(tǒng)I適用的車輛1000的構(gòu)型的示意圖。根據(jù)本實施例的車輛1000包括用作內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機100、用作電動機的驅(qū)動單元200、電力控制單元(P⑶)700和行駛用電池400。車輛1000是使用發(fā)動機100和驅(qū)動單元200作為動力源的混合動力車輛。注意，根據(jù)本發(fā)明的各方面的冷卻系統(tǒng)I可不僅適用于使用發(fā)動機和電動機作為動力源的混合動力車輛，而且適用于僅使用電動機作為動力源的車輛(在本說明書中，將兩種車輛統(tǒng)稱為電動車輛)。
[0035]發(fā)動機100可以是汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機。驅(qū)動單元200與發(fā)動機100協(xié)作產(chǎn)生用于驅(qū)動車輛1000的驅(qū)動力。發(fā)動機100和驅(qū)動單元200兩者都設(shè)置在車輛1000的發(fā)動機艙中。驅(qū)動單元200經(jīng)由線纜500與P⑶700電連接。此外，P⑶700經(jīng)由線纜600與行駛用電池400電連接。
[0036]圖2是示出了根據(jù)第一實施例的冷卻系統(tǒng)I的構(gòu)型的示意圖。如圖2所示，冷卻系統(tǒng)I包括蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10。蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10例如裝設(shè)在車輛上以冷卻車輛1000的車廂。例如，當(dāng)用于冷卻的開關(guān)被打開時或者當(dāng)車輛的車廂內(nèi)的溫度被自動調(diào)節(jié)為設(shè)定溫度的自動控制模式被選擇并且車廂內(nèi)的溫度高于設(shè)定溫度時，利用蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10來進行冷卻。
[0037]蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10包括壓縮機12、用作第一熱交換器的熱交換器14、熱交換器15、作為減壓器的一個示例的膨脹閥16、和用作第二熱交換器的熱交換器18。蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10還包括氣液分離器40。氣液分離器40配置在熱交換器14與熱交換器15之間的致冷劑路徑中。
[0038]壓縮機12由車輛的作為動力源配備的電機或發(fā)動機致動，并且絕熱地壓縮致冷劑氣體以提供過熱的致冷劑氣體。壓縮機12在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的運轉(zhuǎn)期間導(dǎo)入并壓縮從熱交換器18流來的氣態(tài)致冷劑，并且將高溫和高壓的氣態(tài)致冷劑放出到致冷劑管路21。壓縮機12將致冷劑放出到致冷劑管路21，以由此使致冷劑在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中循環(huán)。
[0039]熱交換器14和15引起在壓縮機12中被壓縮的過熱的致冷劑氣體等壓地向外部介質(zhì)放熱并且變成致冷劑液。從壓縮機12放出的高壓的氣態(tài)致冷劑在熱交換器14和15中向周圍放熱而被冷卻，以由此冷凝(液化)。各熱交換器14和15包括管和翅片。所述管流通致冷劑。所述翅片用于在流過管的致冷劑與熱交換器14或15周圍的空氣之間進行熱交換。
[0040]熱交換器14和15中的每一者都在致冷劑與冷卻空氣之間進行熱交換。冷卻空氣可作為隨著車輛行駛而產(chǎn)生的自然通風(fēng)供給到熱交換器14和15?；蛘撸鋮s空氣可作為來自冷卻風(fēng)扇如冷凝器風(fēng)扇42和發(fā)動機冷卻散熱器風(fēng)扇的強制通風(fēng)供給到熱交換器14和
15。由于熱交換器14和15中的熱交換，致冷劑的溫度下降，并且致冷劑液化。
[0041]膨脹閥16引起流過致冷劑管路25的高壓的液態(tài)致冷劑經(jīng)小孔噴射而膨脹成低溫和低壓的霧狀的致冷劑。膨脹閥16使在熱交換器14和15中冷凝的致冷劑液減壓成處于氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。注意，用于使致冷劑液減壓的減壓器并不限于執(zhí)行節(jié)流膨脹的膨脹閥16 ;作為替代，該減壓器可以是毛細管。
[0042]在熱交換器18的內(nèi)部流動的霧狀的致冷劑氣化而從導(dǎo)入成與熱交換器18接觸的周圍空氣吸熱。熱交換器18使用通過膨脹閥16減壓的低溫和低壓的致冷劑來從流到車輛的車廂以由此冷卻車輛的車廂的空調(diào)用空氣吸收在致冷劑的濕蒸氣蒸發(fā)成致冷劑氣體時需要的蒸發(fā)熱。隨著熱交換器18吸熱而降溫的空調(diào)用空氣流入車輛的車廂內(nèi)以冷卻車輛的車廂。致冷劑在熱交換器18中從周圍吸熱而被加熱。
[0043]熱交換器18包括管和翅片。所述管流通致冷劑。所述翅片用于在流過管的致冷劑與熱交換器18周圍的空氣之間進行熱交換。處于濕蒸氣狀態(tài)的致冷劑流過所述管。當(dāng)致冷劑流過所述管時，致冷劑經(jīng)由翅片將車輛的車廂內(nèi)的空氣的熱作為蒸發(fā)潛熱吸收而蒸發(fā)，并且還由于顯熱而變成過熱的蒸氣。氣化的致冷劑經(jīng)由致冷劑管路27流入壓縮機12中。壓縮機12壓縮從熱交換器18流來的致冷劑。
[0044]蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10還包括致冷劑管路21、致冷劑管路22、23和24、致冷劑管路25、致冷劑管路26和致冷劑管路27。致冷劑管路21提供壓縮機12與熱交換器14之間的流體連通。致冷劑管路22、23和24提供熱交換器14與熱交換器15之間的流體連通。致冷劑管路25提供熱交換器15與膨脹閥16之間的流體連通。致冷劑管路26提供膨脹閥16與熱交換器18之間的流體連通。致冷劑管路27提供熱交換器18與壓縮機12之間的流體連通。
[0045]致冷劑管路21是用于使致冷劑從壓縮機12流到熱交換器14的管路。致冷劑在壓縮機12與熱交換器14之間從壓縮機12的出口經(jīng)致冷劑管路21流向熱交換器14的入口。致冷劑管路22至25是用于使致冷劑從熱交換器14流到膨脹閥16的管路。致冷劑在熱交換器14與膨脹閥16之間從熱交換器14的出口經(jīng)致冷劑管路22至25流向膨脹閥16的入口。
[0046]致冷劑管路26是用于使致冷劑從膨脹閥16流到熱交換器18的管路。致冷劑在膨脹閥16與熱交換器18之間從膨脹閥16的出口經(jīng)致冷劑管路26流向熱交換器18的入口。致冷劑管路27是用于使致冷劑從熱交換器18流到壓縮機12的管路。致冷劑在熱交換器18與壓縮機12之間從熱交換器18的出口經(jīng)致冷劑管路27流向壓縮機12的入口。
[0047]蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10形成為使得壓縮機12、熱交換器14和15、膨脹閥16以及熱交換器18通過致冷劑管路21至27聯(lián)結(jié)。注意，用在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中的致冷劑可以是例如二氧化碳、諸如丙烷和異丁烷的烴、氨、氟氯烴、水等。
[0048]氣液分離器40將從熱交換器14流出的致冷劑分離成氣態(tài)致冷劑和液態(tài)致冷劑。作為液態(tài)致冷劑的致冷劑液和作為氣態(tài)致冷劑的致冷劑蒸氣被儲存在氣液分離器40的內(nèi)部。致冷劑管路22和23以及致冷劑管路34聯(lián)結(jié)到氣液分離器40。
[0049]致冷劑在熱交換器14的出口側(cè)處于混合地包含飽和液和飽和蒸氣的濕蒸氣氣液兩相狀態(tài)。從熱交換器14流出的致冷劑經(jīng)致冷劑管路22供給到氣液分離器40。從致冷劑管路22流入氣液分離器40中的處于氣液兩相狀態(tài)的致冷劑在氣液分離器40內(nèi)分離成氣體和液體。氣液分離器40將由熱交換器14冷凝的致冷劑分離成液態(tài)致冷劑液和氣態(tài)致冷劑蒸氣并且臨時儲存它們。
[0050]分離出的致冷劑液經(jīng)由致冷劑管路34流出到氣液分離器40的外部。致冷劑管路34的配置在氣液分離器40內(nèi)的液體中的端部形成供液態(tài)致冷劑從氣液分離器40流出所經(jīng)過的流出口。分離出的致冷劑蒸氣經(jīng)由致冷劑管路23流出到氣液分離器40的外部。致冷劑管路23的配置在氣液分離器40內(nèi)部的氣體中的端部形成供氣態(tài)致冷劑從氣液分離器40流出所經(jīng)過的流出口。從氣液分離器40輸送的氣態(tài)致冷劑蒸氣在熱交換器15中向周圍放熱而被冷卻以由此冷凝。熱交換器15用作第三熱交換器。
[0051]在氣液分離器40的內(nèi)部，致冷劑液蓄積在下側(cè)，而致冷劑蒸氣蓄積在上側(cè)。輸送來自氣液分離器40的致冷劑液的致冷劑管路34的端部聯(lián)結(jié)到氣液分離器40的底部。僅致冷劑液從氣液分離器40的底側(cè)經(jīng)由致冷劑管路34輸送到氣液分離器40的外部。輸送來自氣液分離器40的致冷劑蒸氣的致冷劑管路23的端部聯(lián)結(jié)到氣液分離器40的頂部。僅致冷劑蒸氣從氣液分離器40的頂側(cè)經(jīng)由致冷劑管路23輸送到氣液分離器40的外部。通過這樣做，氣液分離器40能夠使氣態(tài)致冷劑和液態(tài)致冷劑可靠地彼此分離。
[0052]供致冷劑從熱交換器14的出口流向膨脹閥16的入口所經(jīng)過的路徑包括致冷劑管路22、致冷劑管路23、致冷劑管路24和致冷劑管路25。致冷劑管路22從熱交換器14的出口側(cè)延伸到氣液分離器40。致冷劑管路23使致冷劑蒸氣從氣液分離器40流出，并通過流量調(diào)整閥28 (稍后說明)。致冷劑管路24聯(lián)結(jié)到熱交換器15的入口側(cè)。致冷劑管路25使致冷劑從熱交換器15的出口側(cè)流到膨脹閥16。致冷劑管路23是供在氣液分離器40中分離出的氣態(tài)致冷劑流過的管路。
[0053]在熱交換器14與熱交換器15之間流動的致冷劑的路徑包括致冷劑管路34和致冷劑管路36。致冷劑管路34提供氣液分離器40與冷卻部30之間的流體連通。致冷劑管路36提供冷卻部30與致冷劑管路24之間的流體連通。致冷劑液經(jīng)由致冷劑管路34從氣液分離器40流到冷卻部30。通過冷卻部30的致冷劑經(jīng)由致冷劑管路36返回致冷劑管路24。冷卻部30設(shè)置在從熱交換器14流向熱交換器15的致冷劑的路徑中。
[0054]圖2所示的D點表示致冷劑管路23、致冷劑管路24和致冷劑管路36之間的聯(lián)結(jié)點。亦即，D點表示致冷劑管路23的下游側(cè)(更靠近熱交換器15的一側(cè))端部、致冷劑管路24的上游側(cè)(更靠近熱交換器14的一側(cè))端部和致冷劑管路36的下游側(cè)端部。致冷劑管路23形成從氣液分離器40流向膨脹閥16的致冷劑的路徑內(nèi)的從氣液分離器40延伸到D點的一部分路徑。
[0055]冷卻系統(tǒng)I還包括與致冷劑管路23并列配置的致冷劑路徑。冷卻部30設(shè)置在該致冷劑路徑中。冷卻部30設(shè)置在熱交換器14與膨脹閥16之間從氣液分離器40流向熱交換器15的致冷劑的路徑中多個并列連接的管路的其中一個中。冷卻部30包括電動車輛(EV)設(shè)備31和冷卻管路32。EV設(shè)備31是裝設(shè)在車輛上的電氣設(shè)備。冷卻管路32是供致冷劑流過的管路。EV設(shè)備31是發(fā)熱源的一個示例。冷卻管路32的一個端部連接到致冷劑管路34。冷卻管路32的另一個端部連接到致冷劑管路36。
[0056]與氣液分離器40與圖2所示的D點之間的致冷劑管路23并列連接的致冷劑路徑包括位于冷卻部30的上游側(cè)(更靠近氣液分離器40的一側(cè))的致冷劑管路34、包括在冷卻部30中的冷卻管路32、和位于冷卻部30的下游側(cè)(更靠近熱交換器15的一側(cè))的致冷劑管路36。致冷劑管路34是用于使液態(tài)致冷劑從氣液分離器40流到冷卻部30的管路。致冷劑管路36是用于使致冷劑從冷卻部30流到D點的管路。D點是致冷劑管路23和24與致冷劑管路36之間的分支點。
[0057]從氣液分離器40流出的致冷劑液經(jīng)由致冷劑管路34流向冷卻部30。流到冷卻部30并流經(jīng)冷卻管路32的致冷劑從用作發(fā)熱源的EV設(shè)備31吸熱以冷卻EV設(shè)備31。冷卻部30利用在氣液分離器40中分離出并經(jīng)由致冷劑管路34流到冷卻管路32的液態(tài)致冷劑來冷卻EV設(shè)備31。流過冷卻管路32的致冷劑在冷卻部30中與EV設(shè)備31進行熱交換以冷卻EV設(shè)備31，并且致冷劑被加熱。致冷劑從冷卻部30經(jīng)由致冷劑管路36進一步流向D點，并且經(jīng)由致冷劑管路24到達熱交換器15。
[0058]冷卻部30構(gòu)造成能夠在EV設(shè)備31與冷卻管路32中的致冷劑之間進行熱交換。在本實施例中，冷卻部30例如具有形成為使得冷卻管路32的外周與EV設(shè)備31的殼體直接接觸的冷卻管路32。冷卻管路32具有與EV設(shè)備31的殼體鄰接的部分。在該部分，流過冷卻管路32的致冷劑與EV設(shè)備31之間可進行熱交換。
[0059]EV設(shè)備31直接連接到形成在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中從熱交換器14延伸到熱交換器15的致冷劑路徑的一部分的冷卻管路32的外周，并且被冷卻。EV設(shè)備31配置在冷卻管路32的外部，從而EV設(shè)備31不會干涉在冷卻管路32內(nèi)部流動的致冷劑流。因此，蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的壓力損失不會增大，從而可以在不增大壓縮機12的動力的情況下冷卻EV設(shè)備31。
[0060]或者，冷卻部30可包括介設(shè)在EV設(shè)備31和冷卻管路32之間的任意公知的熱管。這種情況下，EV設(shè)備31經(jīng)由該熱管連接到冷卻管路32的外周，并且熱經(jīng)由該熱管從EV設(shè)備31傳遞到冷卻管路32，以由此冷卻EV設(shè)備31。EV設(shè)備31用作用于加熱熱管的加熱部，并且冷卻管路32用作用于冷卻熱管的冷卻部，以由此提高冷卻管路32與EV設(shè)備31之間的熱傳遞效率，從而可以提高EV設(shè)備31的冷卻效率。例如，可使用管芯式(Wick)熱管。
[0061]熱可通過該熱管可靠地從EV設(shè)備31傳遞到冷卻管路32，因此EV設(shè)備31與冷卻管路32之間可存在一定距離，并且不需要冷卻管路32的復(fù)雜配置來使冷卻管路32與EV設(shè)備31相接觸。結(jié)果，可以提高EV設(shè)備31的配置靈活性。
[0062]EV設(shè)備31包括交換電力而發(fā)熱的電氣設(shè)備。該電氣設(shè)備包括例如用于將直流電力變換為交流電力的逆變器、作為旋轉(zhuǎn)電機的電動發(fā)電機、作為蓄電裝置的電池、用于使電池的電壓升壓的升壓變換器和用于使電池的電壓降壓的DC/DC變換器中的至少任意一者。電池為二次電池，例如鋰離子電池和鎳金屬氫化物電池。可使用電容器代替電池。
[0063]熱交換器18配置在供空氣流過的管道90的內(nèi)部。熱交換器18在致冷劑與流過管道90的空調(diào)用空氣之間進行熱交換，以調(diào)節(jié)空調(diào)用空氣的溫度。管道90具有管道入口91和管道出口 92。管道入口 91是供空調(diào)用空氣流入管道90中所經(jīng)過的入口。管道出口92是供空調(diào)用空氣從管道90流出所經(jīng)過的出口。在管道90內(nèi)部在管道入口 91附近配置有風(fēng)扇93。
[0064]隨著風(fēng)扇93被驅(qū)動，空氣流過管道90。當(dāng)風(fēng)扇93運轉(zhuǎn)時，空調(diào)用空氣經(jīng)由管道入口 91流入管道90中。流入管道90中的空氣可以是外部空氣或者可以是車輛的車廂內(nèi)的空氣。圖2中的箭頭95表示流經(jīng)熱交換器18以與蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中的致冷劑進行熱交換的空調(diào)用空氣流。在冷卻運轉(zhuǎn)期間，空調(diào)用空氣在熱交換器18中被冷卻，并且致冷劑接收從空調(diào)用空氣傳遞的熱而被加熱。箭頭96表示通過熱交換器18調(diào)節(jié)溫度且經(jīng)由管道出口 92從管道90流出的空調(diào)用空氣流。
[0065]致冷劑經(jīng)過從通過由致冷劑管路21至27順次連接壓縮機12、熱交換器14和15、膨脹閥16以及熱交換器18而形成的致冷劑循環(huán)路徑，以在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中循環(huán)。致冷劑在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中流動成順次通過圖2所示的A、B、C、D、E和F點，并且致冷劑在壓縮機12、熱交換器14和15、膨脹閥16以及熱交換器18之間循環(huán)。
[0066]圖3是示出了蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中的致冷劑的狀態(tài)的莫里爾圖。在圖3中，橫軸表示致冷劑的比焓，而縱軸表示致冷劑的絕對壓力。比焓的單位為kj/kg，而絕對壓力的單位為MPa。圖中的曲線為致冷劑的飽和蒸氣線和飽和液線。
[0067]圖3示出了當(dāng)致冷劑從熱交換器14的出口處的致冷劑管路22經(jīng)由氣液分離器40流入致冷劑管路34中、冷卻EV設(shè)備31并從致冷劑管路36經(jīng)由D點回到熱交換器15的入口處的致冷劑管路24時致冷劑在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中的各點(S卩，A、B、C、D、E和F點)的熱力學(xué)狀態(tài)。此時供致冷劑流過的路徑一即致冷劑管路21、致冷劑管路22、致冷劑管路34、致冷劑管路36和致冷劑管路24至27——形成第一管路。
[0068]如圖3所示，被導(dǎo)入壓縮機12中的處于過熱蒸氣狀態(tài)的致冷劑(A點)在壓縮機12中沿等比熵線被絕熱地壓縮。隨著致冷劑被壓縮，致冷劑的壓力和溫度上升而成為高溫和高壓的具有高過熱度的過熱蒸氣(B點)，并且然后致冷劑流到熱交換器14。從壓縮機12放出的氣態(tài)致冷劑在熱交換器14中向周圍放熱而冷卻以由此冷凝(液化)。由于在熱交換器14中與外部空氣進行的熱交換，致冷劑的溫度下降，并且致冷劑液化。熱交換器14中的高壓的致冷劑蒸氣在熱交換器14從具有恒定壓力的過熱蒸氣變成干飽和蒸氣，并且釋放冷凝潛熱以逐漸液化成處于氣液混合狀態(tài)的濕蒸氣。處于氣液兩相狀態(tài)的致冷劑內(nèi)冷凝的致冷劑處于飽和液狀態(tài)(C點)。
[0069]致冷劑在氣液分離器40中分離成氣態(tài)致冷劑和液態(tài)致冷劑。分離成氣體和液體的致冷劑內(nèi)處于液相的致冷劑液從氣液分離器40經(jīng)由致冷劑管路34流到冷卻部30的冷卻管路32以冷卻EV設(shè)備31。在冷卻部30中，熱釋放到隨著致冷劑經(jīng)過熱交換器14而冷凝的處于飽和液狀態(tài)的液態(tài)致冷劑，以由此冷卻EV設(shè)備31。致冷劑通過與EV設(shè)備31進行熱交換而被加熱，并且致冷劑的干燥度增大。致冷劑接受來自EV設(shè)備31的潛熱而部分地氣化成混合地包含飽和液和飽和蒸氣的濕蒸氣(D點)。
[0070]此后，致冷劑流入熱交換器15中。致冷劑的濕蒸氣在熱交換器15中與外部空氣進行熱交換而被冷卻以由此再次冷凝，隨著全部致冷劑冷凝而變成飽和液，并且進一步放出顯熱而變成過冷卻液(E點)。此后，致冷劑經(jīng)由致冷劑管路25流入膨脹閥16中。在膨脹閥16中，處于過冷卻液狀態(tài)的致冷劑進行節(jié)流膨脹，并且致冷劑的溫度和壓力在比焓不變的情況下降低而變成處于氣液混合狀態(tài)的低溫和低壓的濕蒸氣(F點)。
[0071]來自膨脹閥16的處于濕蒸氣狀態(tài)的致冷劑經(jīng)由致冷劑管路26流入熱交換器18中。處于濕蒸氣狀態(tài)的致冷劑流入熱交換器18的管中。當(dāng)致冷劑流過熱交換器18的管時，致冷劑經(jīng)由翅片將車輛的車廂內(nèi)的空氣的熱作為氣化潛熱吸收而等壓蒸發(fā)。當(dāng)全部致冷劑變成干飽和蒸氣時，致冷劑蒸氣通過顯熱而進一步升溫以變成過熱蒸氣(A點)。此后，致冷劑經(jīng)由致冷劑管路27導(dǎo)入壓縮機12中。壓縮機12壓縮從熱交換器18流來的致冷劑。
[0072]致冷劑根據(jù)上述循環(huán)而連續(xù)地重復(fù)壓縮狀態(tài)、冷凝狀態(tài)、節(jié)流膨脹狀態(tài)和蒸發(fā)狀態(tài)之間的變化。注意，在上文對蒸氣壓縮式致冷循環(huán)的說明中說明了理論致冷循環(huán)；但在實際的蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中，當(dāng)然需要考慮壓縮機12中的損失、致冷劑的壓力損失和熱損失。
[0073]在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的運轉(zhuǎn)期間，在致冷劑在用作蒸發(fā)器的熱交換器18中蒸發(fā)時，致冷劑從車輛的車廂內(nèi)的空氣吸收氣化熱，以由此冷卻車廂。此外，從熱交換器14流出并由氣液分離器40分離成氣體和液體的高壓的液態(tài)致冷劑流到冷卻部30并與EV設(shè)備31進行熱交換，以由此冷卻EV設(shè)備31。冷卻系統(tǒng)I利用用于對車輛的車廂進行空氣調(diào)節(jié)的蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10來冷卻EV設(shè)備31，該EV設(shè)備是裝設(shè)在車輛上的發(fā)熱源。注意，冷卻EV設(shè)備31所需的溫度理想地至少低于EV設(shè)備31的目標溫度范圍的上限。
[0074]為了冷卻熱交換器18中的冷卻部而設(shè)置的蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10被用來冷卻EV設(shè)備31，從而不需要設(shè)直諸如專用的水循環(huán)栗和冷卻風(fēng)扇的設(shè)備來冷卻EV設(shè)備31。因此，可減少冷卻系統(tǒng)I冷卻EV設(shè)備31所需的構(gòu)件，以使得可以簡化系統(tǒng)構(gòu)型，從而可降低冷卻系統(tǒng)I的制造成本。此外，不需要運轉(zhuǎn)諸如泵和冷卻風(fēng)扇的動力源來冷卻EV設(shè)備31，并且不需要用于使動力源運轉(zhuǎn)的動力消耗。因而，可以降低用于冷卻EV設(shè)備31的動力消耗。
[0075]在熱交換器14中，致冷劑僅需被冷卻為濕蒸氣狀態(tài)。處于氣液混合狀態(tài)的致冷劑由氣液分離器40分離，并且僅處于飽和液狀態(tài)的致冷劑液被供給到冷卻部30。接受來自EV設(shè)備31的氣化潛熱而部分地氣化的處于濕蒸氣狀態(tài)的致冷劑在熱交換器15中被再次冷卻。在處于濕蒸氣狀態(tài)的致冷劑完全冷凝為飽和液前，致冷劑等溫地發(fā)生狀態(tài)變化。熱交換器15進一步使液態(tài)致冷劑過冷卻到冷卻車輛的車廂所需的過冷卻程度。不需要過度增大致冷劑的過冷卻程度，從而可降低各熱交換器14和15的容量。因而，可確保用于冷卻車廂的冷卻性能，并且可減小各熱交換器14和15的尺寸，從而可以獲得尺寸減小并且有利于安裝在車輛上的冷卻系統(tǒng)I。
[0076]形成從熱交換器14的出口朝向膨脹閥16的入口的致冷劑路徑的一部分的致冷劑管路23設(shè)置在熱交換器14和熱交換器15之間。不經(jīng)過冷卻部30的致冷劑管路23與形成經(jīng)過冷卻部30以冷卻EV設(shè)備31的致冷劑的路徑的致冷劑管路34和36和冷卻管路32作為供致冷劑從氣液分離器40流向膨脹閥16的路徑彼此并列設(shè)置。包括致冷劑管路34和36的用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)與致冷劑管路23并列連接。因此，僅從熱交換器14流出的致冷劑的一部分流到冷卻部30。使冷卻EV設(shè)備31所需量的致冷劑流到冷卻部30，并且適度冷卻EV設(shè)備31。因而，可以防止EV設(shè)備31的過冷卻。
[0077]從熱交換器14直接流到熱交換器15的致冷劑的路徑和從熱交換器14經(jīng)由冷卻部30流到熱交換器15的致冷劑的路徑彼此并列設(shè)置，并且僅使一部分致冷劑流到致冷劑管路34和36。通過這樣做，可以降低致冷劑流過冷卻系統(tǒng)以冷卻EV設(shè)備31時的壓力損失。并非全部致冷劑都流到冷卻部30。因此，可以降低與經(jīng)由冷卻部30的致冷劑流相關(guān)的壓力損失，并且相應(yīng)地可以降低使壓縮機12運轉(zhuǎn)以使致冷劑循環(huán)所需的電力消耗。
[0078]當(dāng)通過膨脹閥16之后的低溫和低壓的致冷劑被用于冷卻EV設(shè)備31時，熱交換器18中對車廂內(nèi)的空氣的冷卻性能下降并且用于冷卻車廂的冷卻性能下降。與此相反，在根據(jù)本實施例的冷卻系統(tǒng)I中，在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10中，從壓縮機12放出的高壓致冷劑通過用作第一冷凝器的熱交換器14和用作第二冷凝器的熱交換器15兩者冷凝。兩級熱交換器14和15配置在壓縮機12與膨脹閥16之間，并且用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻部30設(shè)置在熱交換器14與熱交換器15之間。熱交換器15設(shè)置在從冷卻部30流向膨脹閥16的致冷劑的路徑中。
[0079]通過在熱交換器15中充分冷卻接受來自EV設(shè)備31的氣化潛熱而被加熱的致冷齊U，致冷劑在膨脹閥16的出口處具有冷卻車輛的車廂本來需要的溫度和壓力。因此，可以充分地增大當(dāng)致冷劑在熱交換器18中蒸發(fā)時從外部接收的熱量。因而，通過將熱交換器15的散熱性能設(shè)定成能夠充分冷卻致冷劑，可以在不對冷卻車廂的冷卻性能產(chǎn)生任何影響的情況下冷卻EV設(shè)備31。因而，可以可靠地確保冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能和冷卻車廂的冷卻性能兩者。
[0080]當(dāng)從熱交換器14流到冷卻部30的致冷劑冷卻EV設(shè)備31時，致冷劑從EV設(shè)備31受熱而被加熱。隨著致冷劑被加熱到飽和蒸氣溫度以上并且全部致冷劑都在冷卻部30中氣化，在致冷劑與EV設(shè)備31之間進行熱交換的量減小，并且EV設(shè)備31無法被有效地冷卻，并且另外，致冷劑在管路內(nèi)流動時的壓力損失增大。因此，希望在熱交換器14中充分冷卻致冷劑，使得全部致冷劑都不會在冷卻EV設(shè)備31之后氣化。
[0081]具體地，熱交換器14的出口處的致冷劑狀態(tài)與飽和液接近，并且典型地，致冷劑在熱交換器14的出口處處于飽和液線上的狀態(tài)。由于熱交換器14能夠以此方式充分冷卻致冷劑，故熱交換器14用于致使致冷劑放熱的散熱性能比熱交換器15的散熱性能高。通過在具有較高散熱性能的熱交換器14中充分冷卻致冷劑，已從EV設(shè)備31受熱的致冷劑被維持在濕蒸氣狀態(tài)，并且避免了致冷劑與EV設(shè)備31之間的熱交換量的減少，因此可以充分冷卻EV設(shè)備31。冷卻EV設(shè)備31之后的處于濕蒸氣狀態(tài)的致冷劑在熱交換器15中被再次有效地冷卻，并被冷卻成低于飽和溫度的過冷卻液狀態(tài)。因而，可以提供確保用于冷卻車廂的冷卻性能和用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能兩者的冷卻系統(tǒng)I。
[0082]在熱交換器14的出口處處于氣液兩相狀態(tài)的致冷劑在氣液分離器40中被分離成氣體和液體。在氣液分離器40中分離出的氣態(tài)致冷劑經(jīng)由致冷劑管路23和24流動并直接供給到熱交換器15。在氣液分離器40中分離出的液態(tài)致冷劑經(jīng)由致冷劑管路34流動并被供給到冷卻部30以冷卻EV設(shè)備31。液態(tài)致冷劑是處于剛好飽和的液體狀態(tài)的致冷劑。通過僅從氣液分離器40取得液態(tài)致冷劑并使該液態(tài)致冷劑流到冷卻部30，熱交換器14的性能可被完全用來冷卻EV設(shè)備31，從而可以提供具有提高的用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能的冷卻系統(tǒng)I。
[0083]在氣液分離器40的出口處處于飽和液狀態(tài)的致冷劑被導(dǎo)入冷卻EV設(shè)備31的冷卻管路32中，以由此可以最大限度地減少在包括致冷劑管路34和36以及冷卻管路32的用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)中流動的致冷劑內(nèi)的氣態(tài)致冷劑。因此，可以抑制由于在用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)中流動的致冷劑蒸氣的流速的增大而引起的壓力損失的增大，并且可降低用于使致冷劑流動的壓縮機12的電力消耗，從而可以避免蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的性能的惡化。
[0084]處于飽和液狀態(tài)的致冷劑液被儲存在氣液分離器40的內(nèi)部。氣液分離器40用作將作為液態(tài)致冷劑的致冷劑液臨時儲存在內(nèi)部的儲器。當(dāng)預(yù)定量的致冷劑液被儲存在氣液分離器40中時，在負荷變動時可維持從氣液分離器40流到冷卻部30的致冷劑的流量。由于氣液分離器40具有儲存液體的功能、用作對抗負荷變動的緩沖器并且能夠吸收負荷變動，故可穩(wěn)定用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能。
[0085]返回參照圖2，冷卻系統(tǒng)I包括流量調(diào)整閥28。流量調(diào)整閥28在從熱交換器14朝向膨脹閥16的致冷劑路徑中配置在形成并列連接的路徑之一的致冷劑管路23中。流量調(diào)整閥28改變其閥開度以增大或減小在致冷劑管路23中流動的致冷劑的壓力損失，以由此選擇性地調(diào)節(jié)在致冷劑管路23中流動的致冷劑的流量和在包括冷卻管路32的用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)中流動的致冷劑的流量。
[0086]例如，當(dāng)流量調(diào)整閥28完全關(guān)閉并且閥開度被設(shè)定為0%時，全部來自熱交換器14的致冷劑經(jīng)由氣液分離器40流入致冷劑管路34中。當(dāng)流量調(diào)整閥28的閥開度增大時，在從熱交換器14流到致冷劑管路22的致冷劑內(nèi)，經(jīng)由致冷劑管路23直接流到熱交換器15的致冷劑的流量增大并且經(jīng)由致冷劑管路34流到冷卻管路32以冷卻EV設(shè)備31的致冷劑的流量減小。當(dāng)流量調(diào)整閥28的閥開度減小時，在從熱交換器14流到致冷劑管路22的致冷劑內(nèi)，經(jīng)由致冷劑管路23直接流到熱交換器15的致冷劑的流量減小并且流經(jīng)冷卻管路32以冷卻EV設(shè)備31的致冷劑的流量增大。
[0087]隨著流量調(diào)整閥28的閥開度增大，冷卻EV設(shè)備31的致冷劑的流量減小，從而用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能下降。隨著流量調(diào)整閥28的閥開度減小，冷卻EV設(shè)備31的致冷劑的流量增大，從而用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能提高。流量調(diào)整閥28用于可以最佳地調(diào)節(jié)流到EV設(shè)備31的致冷劑的量，從而可以可靠地防止EV設(shè)備31的過度冷卻，并且另外，可以可靠地降低與用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)中的致冷劑流相關(guān)的壓力損失和用于使致冷劑循環(huán)的壓縮機12的電力消耗。
[0088]冷卻系統(tǒng)I還包括連通管路51。連通管路51提供供致冷劑在壓縮機12和熱交換器14之間流過的致冷劑管路21與使致冷劑流過冷卻部30的致冷劑管路34和36之中位于冷卻部30的下游側(cè)的致冷劑管路36之間的流體連通。致冷劑管路36被分割成位于與連通管路51的分支部的上游側(cè)的致冷劑管路36a和位于與連通管路51的分支部的下游側(cè)的致冷劑管路36b。
[0089]在致冷劑管路36和連通管路51中設(shè)置有選擇閥52。選擇閥52切換連通管路51與致冷劑管路21和36之間的流體連通狀態(tài)。選擇閥52在開啟狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間切換，以由此允許或中斷經(jīng)由連通管路51的致冷劑流。通過利用選擇閥52切換致冷劑路徑，可以使冷卻EV設(shè)備31之后的致冷劑流到任何選定的一個路徑，亦即，經(jīng)由致冷劑管路36b和24流到熱交換器15或經(jīng)由連通管路51和致冷劑管路21流到熱交換器14。
[0090]更具體地，設(shè)置有兩個閥57和58作為選擇閥52。在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的冷卻運轉(zhuǎn)期間，閥57完全打開(閥開度為100%)且閥58完全關(guān)閉(閥開度為0%)，并且流量調(diào)整閥28的閥開度被調(diào)節(jié)成使得足量的致冷劑流過冷卻部30。通過這樣做，可以可靠地使致冷劑在冷卻EV設(shè)備31之后流過致冷劑管路36a以經(jīng)由致冷劑管路36b流到熱交換器15。
[0091]另一方面，在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的停止期間，閥58完全打開并且閥57完全關(guān)閉，并且此外，流量調(diào)整閥28完全關(guān)閉。通過這樣做，可以使在冷卻EV設(shè)備31之后流過致冷劑管路36a的致冷劑經(jīng)由連通管路51流到熱交換器14，從而可以形成使致冷劑在不經(jīng)過壓縮機12的情況下在冷卻部30與熱交換器14之間循環(huán)的環(huán)狀路徑。
[0092]圖4是示出了在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的運轉(zhuǎn)期間冷卻EV設(shè)備31的致冷劑流的示意圖。圖5是示出了在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的停止期間冷卻EV設(shè)備31的致冷劑流的示意圖。圖6是示出了在冷卻系統(tǒng)I的各運轉(zhuǎn)模式下流量調(diào)整閥28的開度和選擇閥52 (閥57和58)的開度的視圖。圖6所示的運轉(zhuǎn)模式之中的“空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式”表示蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10如圖4所示運轉(zhuǎn)的情況，亦即，使壓縮機12運轉(zhuǎn)成使致冷劑流過整個蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的情況。另一方面，“熱管運轉(zhuǎn)模式”表示蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10如圖5所示停止的情況，亦即，使壓縮機12停止以使致冷劑經(jīng)由將冷卻部30連接到熱交換器14的環(huán)形路徑循環(huán)的情況。
[0093]如圖4和圖6所示，在壓縮機12被驅(qū)動并且蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10運轉(zhuǎn)的“空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式”期間，流量調(diào)整閥28的閥開度被調(diào)節(jié)成使得足量的致冷劑流過冷卻部30。選擇閥52被操作成使致冷劑經(jīng)由熱交換器15從冷卻部30流到膨脹閥16。亦即，當(dāng)閥57完全打開并且閥58完全關(guān)閉時，使致冷劑流過整個冷卻系統(tǒng)I的致冷劑路徑被選擇。因此，可以確保蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的冷卻性能，并且可以有效地冷卻EV設(shè)備31。
[0094]如圖5和圖6所示，在壓縮機12停止并且蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10停止的“熱管運轉(zhuǎn)模式”期間，選擇閥52被操作成使致冷劑從冷卻部30循環(huán)到熱交換器14。亦即，當(dāng)閥57完全關(guān)閉、閥58完全打開并且流量調(diào)整閥28完全關(guān)閉時，致冷劑不會從致冷劑管路36a流到致冷劑管路36b，而是從致冷劑管路36a經(jīng)由連通管路51流動。通過這樣做，形成了閉合的環(huán)形路徑。該閉合的環(huán)形路徑從熱交換器14順次經(jīng)由致冷劑管路22和致冷劑管路34延伸到冷卻部30，進一步順次經(jīng)過致冷劑管路36a、連通管路51和致冷劑管路21并且回到熱交換器14。此時供致冷劑流動所經(jīng)過的路徑一即致冷劑管路21、致冷劑管路22、致冷劑管路34、致冷劑管路36a和連通管路51——形成第二管路。
[0095]致冷劑可在不運轉(zhuǎn)壓縮機12的情況下經(jīng)由環(huán)形路徑在熱交換器14與冷卻部30之間循環(huán)。當(dāng)致冷劑冷卻EV設(shè)備31時，致冷劑接受來自EV設(shè)備31的氣化潛熱而蒸發(fā)。通過與EV設(shè)備31進行熱交換而氣化的致冷劑蒸氣順次經(jīng)由致冷劑管路36a、連通管路51和致冷劑管路21流到熱交換器14。在熱交換器14中，致冷劑蒸氣由車輛的行駛風(fēng)或來自冷凝器風(fēng)扇42或發(fā)動機冷卻散熱器風(fēng)扇的通風(fēng)冷卻而冷凝。在熱交換器14中液化的致冷劑液經(jīng)由致冷劑管路22和34返回冷卻部30。[0096]以此方式，由通過冷卻部30和熱交換器14的環(huán)形路徑形成EV設(shè)備31用作加熱部且熱交換器14用作冷卻部的熱管。因而，當(dāng)蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10停止時，亦即，當(dāng)用于車輛的冷卻器也停止時，可以可靠地冷卻EV設(shè)備31而不需要起動壓縮機12。由于壓縮機12無需恒定地運轉(zhuǎn)以冷卻EV設(shè)備31，故降低了壓縮機12的動力消耗，以由此可以提高車輛的燃料經(jīng)濟性，并且另外延長壓縮機12的壽命，因此可以提高壓縮機12的可靠性。
[0097]圖4和圖5示出了地面60。冷卻部30在垂直于地面60的豎直方向上配置在熱交換器14的下方。在使致冷劑在熱交換器14與冷卻部30之間循環(huán)的環(huán)形路徑中，冷卻部30配置在下方，而熱交換器14配置在上方。熱交換器14配置在比冷卻部30高的位置。
[0098]這種情況下，在冷卻部30中加熱并氣化的致冷劑蒸氣在環(huán)形路徑內(nèi)上升，到達熱交換器14，在熱交換器14中冷卻，冷凝成液態(tài)致冷劑，通過重力作用在環(huán)形路徑內(nèi)下降，并返回冷卻部30。亦即，熱虹吸熱管由冷卻部30、熱交換器14和將它們連接的致冷劑路徑(亦即，第二管路)形成。由于可通過形成該熱管來提高從EV設(shè)備31到熱交換器14的熱傳遞效率，故當(dāng)蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10停止時，EV設(shè)備31也可在不需要另外的動力的情況下被進一步有效地冷卻。
[0099]切換連通管路51與致冷劑管路21和36之間的流體連通狀態(tài)的選擇閥52可以是上述一對閥57和58或者可以是配置在位于致冷劑管路36和連通管路51之間的分支部處的三通閥。在任何情況下，在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的運轉(zhuǎn)和停止兩者期間，都可以有效地冷卻EV設(shè)備31。閥57和58僅需具有簡單結(jié)構(gòu)以便能夠開啟或封閉致冷劑管路，因此閥57和58并不昂貴，并且使用兩個閥57和58使得能以更進一步低的成本提供冷卻系統(tǒng)I。另一方面，可設(shè)想配置三通閥所需的空間比配置兩個閥57和58所需的空間小，并且使用三通閥使得用于可以提供具有進一步減小的尺寸和優(yōu)良的車輛搭載性的冷卻系統(tǒng)I。
[0100]冷卻系統(tǒng)I還包括止回閥54。止回閥54在比致冷劑管路21和連通管路51之間的連接部更靠近壓縮機12的一側(cè)配置在位于壓縮機12和熱交換器14之間的致冷劑管路21中。止回閥54允許致冷劑從壓縮機12流向熱交換器14并阻止致冷劑沿反方向流動。通過這樣做，在圖5所示的熱管運轉(zhuǎn)模式期間，可以可靠地形成用于使致冷劑在熱交換器14與冷卻部30之間循環(huán)的致冷劑的閉環(huán)路徑。
[0101]在未設(shè)置止回閥54的情況下，致冷劑可從連通管路51流到鄰近壓縮機12的致冷劑管路21。通過設(shè)置止回閥54，可以可靠地阻止致冷劑從連通管路51流向鄰近壓縮機12的一側(cè)，因此可以在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的停止期間利用形成環(huán)形致冷劑路徑的熱管來防止用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能的下降。因而，當(dāng)用于車輛的車廂的冷卻器也停止時，可以有效地冷卻EV設(shè)備31。
[0102]另外，當(dāng)在蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的停止期間閉環(huán)致冷劑路徑中的致冷劑量不足時，壓縮機12僅在短時間內(nèi)運轉(zhuǎn)，以由此可以經(jīng)由止回閥54向該閉環(huán)路徑供給致冷劑。通過這樣做，閉環(huán)中的致冷劑的量增加，由此可以增大熱管的熱交換量。因而，可以確保熱管中的致冷劑的量，因此可以避免EV設(shè)備31由于致冷劑的量不足而冷卻不充分。
[0103]在下文中，將說明對根據(jù)本實施例的冷卻系統(tǒng)I的控制。圖7是示出了根據(jù)第一實施例的控制裝置300的構(gòu)型的細節(jié)的框圖。圖7所示的控制裝置300包括EV_電子控制單元(ECU) 310、A/C_ECU320、電動發(fā)電機(MG) _ECU340、電池ECU330和乘員告知單元390。EV_EOT310監(jiān)管電動車輛的所有控制單元。A/C_EOT320控制空調(diào)裝置(A/C)350。MG_EOT340控制用于使車輛行駛的驅(qū)動單元，如逆變器360和升壓變換器370。電池ECU330控制行駛用電池400。乘員告知單元390向電動車輛的乘員告知異常。
[0104]逆變器360和升壓變換器370被包括在圖1所示的驅(qū)動單元200中。逆變器360、升壓變換器370和行駛用電池400被包括在用作圖2所示的發(fā)熱源的EV設(shè)備31中。包括逆變器360、升壓變換器370和行駛用電池400的EV設(shè)備31如上所述由利用用在空調(diào)裝置350中的蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10的冷卻系統(tǒng)I冷卻。
[0105]A/C_ECT320輸出命令壓縮機12起動或停止的信號。A/C_ECT320用作控制壓縮機12的起動和停止的壓縮機控制單元。
[0106]控制裝置300還包括檢測冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的異常的異常檢測單元321。異常檢測單元321設(shè)置成能夠檢測壓縮機12的異常。壓縮機12的異常被檢測如下。A/C_ECU320例如監(jiān)視轉(zhuǎn)速異常、渦電流異常、通向車輛的車廂內(nèi)的空氣出口處的空氣溫度異常等。A/C_ECU320用作判定空調(diào)用空氣的溫度是高于還是低于預(yù)定溫度的空調(diào)用空氣溫度判定單元。
[0107]異常檢測單元321設(shè)置成能夠檢測在壓縮機12的運轉(zhuǎn)期間供給到冷卻部30的致冷劑的流量的異常。致冷劑流量的異?！嗉粗吕鋭┑亩倘薄粰z測如下。A/C_E⑶320監(jiān)視例如冷卻性能不足、出風(fēng)口溫度異常、致冷循環(huán)的壓力或溫度異常、冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能不足、氣液分離器40的液位異常、EV設(shè)備31的溫度異常等。A/C_ECU320用作判定氣液分離器40中的致冷劑的量是大于還是小于預(yù)定量的致冷劑量判定單元。
[0108]控制裝置300還包括切換冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式的運轉(zhuǎn)模式切換單元322。運轉(zhuǎn)模式切換單元322用作選擇閥控制單元和流量調(diào)整閥控制單元。選擇閥控制單元控制選擇閥52的開/閉狀態(tài)。流量調(diào)整閥控制單元控制流量調(diào)整閥28的開度。運轉(zhuǎn)模式切換單元322輸出對流量調(diào)整閥28命令其開度的信號和對選擇閥52 (閥57和58)命令其開/閉狀態(tài)的信號。
[0109]圖8是示出了用于冷卻系統(tǒng)I的控制方法的一個示例的流程圖。如圖8所示，首先，在步驟SlO中，判定電動車輛的駕駛者是否打開了 EV開關(guān)。當(dāng)EV開關(guān)未被打開并且處于off狀態(tài)時，控制流返回，并被設(shè)定在待機狀態(tài)。當(dāng)EV開關(guān)被打開時，使電動車輛開始行駛。隨著電動車輛行駛，諸如逆變器360和升壓變換器370的功率元件發(fā)熱。另外，行駛用電池400通過化學(xué)反應(yīng)而放電和充電。該化學(xué)反應(yīng)發(fā)熱，因此行駛用電池400發(fā)熱。因此，需要冷卻包括逆變器360、升壓變換器370和行駛用電池400的EV設(shè)備31。
[0110]隨后，在步驟S20中，判定空調(diào)裝置是否被打開?？照{(diào)裝置on/off狀態(tài)由乘員切換如下。乘員操作設(shè)置在電動車輛的車廂前方的儀表板上的空調(diào)控制面板。
[0111]當(dāng)在步驟S20中判定出空調(diào)裝置處于off狀態(tài)時，命令壓縮機12停止的控制指令從A/C_ECT320傳送到A/C350，并且壓縮機12停止。這種情況下，控制流轉(zhuǎn)入步驟S40，并且冷卻系統(tǒng)I以熱管運轉(zhuǎn)模式冷卻EV設(shè)備31。
[0112]亦即，對選擇閥52命令其開/閉狀態(tài)的信號被傳送到選擇閥52 (閥57和58)，而對流量調(diào)整閥28命令其開度的信號被傳送到流量調(diào)整閥28。通過這樣做，閥57完全關(guān)閉，閥58完全打開，并且流量調(diào)整閥28完全關(guān)閉。因而，使致冷劑循環(huán)的環(huán)形路徑形成在冷卻部30與熱交換器14之間，以形成熱虹吸式熱管。通過重力作用使在熱交換器14中冷卻的液態(tài)致冷劑流到冷卻部30，并且EV設(shè)備31與流經(jīng)冷卻管路32的致冷劑之間進行熱交換。通過這樣做，EV設(shè)備31被冷卻。在冷卻部30中被加熱并氣化的致冷劑蒸氣在環(huán)形路徑中上行，并且再次到達熱交換器14。
[0113]當(dāng)EV設(shè)備31在熱管運轉(zhuǎn)模式下被冷卻時，控制流返回，并且然后繼續(xù)步驟SlO中關(guān)于EV開關(guān)是打開還是關(guān)閉的判定和步驟S20中關(guān)于空調(diào)裝置是打開還是關(guān)閉的判定。
[0114]當(dāng)在步驟S20中判定出空調(diào)裝置被打開時，命令壓縮機12起動的控制指令從A/C_ECU320傳送到A/C350，并且使壓縮機12起動以使致冷劑循環(huán)通過整個蒸氣壓縮式致冷循環(huán)10。這種情況下，在接下來的步驟S30中，冷卻系統(tǒng)I以空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式冷卻EV設(shè)備31。
[0115]亦即，對選擇閥52命令其開/閉狀態(tài)的信號被傳送到選擇閥52 (閥57和58)，而對流量調(diào)整閥28命令其開度的信號被傳送到流量調(diào)整閥28。通過這樣做，閥57完全打開，閥58完全關(guān)閉，并且流量調(diào)整閥28的開度被調(diào)節(jié)。因而，在從壓縮機12放出的致冷劑內(nèi)，使足量用于冷卻EV設(shè)備31的致冷劑流到冷卻部30。使在熱交換器14中與外部空氣進行熱交換并被冷卻的致冷劑流到冷卻部30，并且EV設(shè)備31與流過冷卻管路32的致冷劑之間進行熱交換。通過這樣做，EV設(shè)備31被冷卻。
[0116]注意，不同于電動車輛的乘員操作控制面板以打開空調(diào)裝置的情況，當(dāng)控制裝置300判定出需要以空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式來冷卻EV設(shè)備31時，能以空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式來冷卻EV設(shè)備31。例如，當(dāng)外部空氣溫度高于預(yù)定溫度(例如，25°C)時、當(dāng)空調(diào)用空氣溫度高于預(yù)定溫度(例如，20°C)時或者當(dāng)氣液分離器40中的致冷劑液的量小于預(yù)定量時，命令壓縮機12起動的控制指令可從A/C_EOT320傳送到A/C350。A/C_EOT320可用作測量外部空氣的溫度的外部空氣溫度判定單元。
[0117]或者，當(dāng)電動車輛在EV設(shè)備31的發(fā)熱量大的狀況下行駛時，例如在上坡行駛期間，同樣能以空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式來冷卻EV設(shè)備31。冷卻系統(tǒng)I的用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能在壓縮機12運轉(zhuǎn)的空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式下高于在熱管運轉(zhuǎn)模式下。因此，當(dāng)EV設(shè)備31的發(fā)熱量大時，冷卻系統(tǒng)I以空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式運轉(zhuǎn)來冷卻EV設(shè)備31。通過這樣做，可以可靠地防止EV設(shè)備31的過熱。通過監(jiān)視例如P⑶700中包含的元件的溫度、P⑶700的基板的溫度、供給到PCU700的電流值、驅(qū)動單元200中包含的電動發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩值等，可以判定供電動車輛行駛的狀況。
[0118]當(dāng)在步驟S30中以空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式來冷卻EV設(shè)備31時，在接下來的步驟S50中監(jiān)視空調(diào)裝置。例如，如上所述，A/C_ECT320監(jiān)視壓縮機12是否存在異常，如轉(zhuǎn)速異常、渦電流異常和通向車輛的車廂內(nèi)的出風(fēng)口的空氣溫度異常。
[0119]隨后，在步驟S60中，判定是否已檢測出壓縮機12的異常。當(dāng)還沒有檢測出壓縮機12的異常時，控制流返回，并且然后繼續(xù)步驟SlO中關(guān)于EV開關(guān)是打開還是關(guān)閉的判定和步驟S20中關(guān)于空調(diào)裝置是打開還是關(guān)閉的判定。
[0120]當(dāng)已在步驟S60中檢測出壓縮機12的異常時，控制流轉(zhuǎn)入步驟S70，并且用于冷卻EV設(shè)備31的運轉(zhuǎn)模式從空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式切換到熱管運轉(zhuǎn)模式。亦即，壓縮機12停止，并且閥57完全關(guān)閉。通過這樣做，供從壓縮機12放出的致冷劑流到冷卻部30以冷卻EV設(shè)備31的第一管路被中斷。另外，流量調(diào)整閥28完全關(guān)閉，并且閥58完全打開。通過這樣做，使致冷劑由于自然循環(huán)而在熱交換器14與冷卻部30之間循環(huán)的第二管路被連通，從而可以使致冷劑在不經(jīng)過壓縮機12的情況下供給到冷卻部30。[0121]選擇閥52的開/閉狀態(tài)被切換成在第一管路的流體連通與第二管路的流體連通之間切換。通過這樣做，用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式從第一管路被連通(第一管路的流體連通被允許)且第二管路被中斷的空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式切換到第一管路被中斷且第二管路被連通(第二管路的流體連通被允許，亦即，致冷劑被允許循環(huán)通過第二管路)的熱管運轉(zhuǎn)模式。這樣，當(dāng)壓縮機12的異常已經(jīng)發(fā)生時，同樣維持了用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻系統(tǒng)I的冷卻性能。
[0122]隨后，在步驟S80中，電動車輛的乘員被告知壓縮機12的異常。具體地，信號從EV_EOT310被傳送到乘員告知單元390。通過這樣做，乘員告知單元390適當(dāng)?shù)貑酉虺藛T告知壓縮機12的異常所需的設(shè)備。例如，乘員可通過例如在鄰近車輛前部的儀表板上指示異常而被視覺地告知所述異常，或者可通過例如使蜂鳴器蜂鳴或播報“發(fā)生異常”而被聽覺地告知所述異常?；蛘?，也可通過向乘員施加振動、突然關(guān)閉A/C的出風(fēng)口、強制停止鼓風(fēng)機風(fēng)扇等來向乘員告知所述異常。
[0123]隨后，在步驟S90中，限制車輛的行駛狀態(tài)。具體地，通過限制EV設(shè)備31如逆變器360、升壓變換器370和行駛用電池400的發(fā)熱量來限制電動車輛的行駛狀態(tài)，使得EV設(shè)備31的溫度不會高于或等于基準溫度(即，EV設(shè)備31的溫度低于基準溫度)。通過將分別來自MG_EOT340和電池E⑶330的信號傳送到EV設(shè)備31的相應(yīng)構(gòu)件來限制車輛的行駛。例如，電動車輛的行駛狀態(tài)被限制成使得電動車輛不會急加速或以高于預(yù)定值的速度行駛。另外，例如，利用全球定位系統(tǒng)(GPS)來獲得與電動車輛的行駛路線有關(guān)的信息，并且然后將電動車輛的行駛路線限制成使得電動車輛不會以超過預(yù)定值的上坡角度行駛。
[0124]隨后，在步驟SlOO中，監(jiān)視EV設(shè)備31如MG和行駛用電池400。具體地，監(jiān)視EV設(shè)備31的溫度以監(jiān)視在電動車輛行駛時EV設(shè)備31的發(fā)熱量是否增大以及EV設(shè)備31是否過熱。
[0125]隨后，在步驟SllO中，判定是否已檢測出EV設(shè)備31的溫度異常。當(dāng)還沒有檢測出EV設(shè)備31的溫度異常時，控制流返回，并且然后做出步驟SlO中關(guān)于EV開關(guān)是打開還是關(guān)閉的判定和此后步驟S20中關(guān)于空調(diào)裝置是打開還是關(guān)閉的判定?？照{(diào)裝置此時處于off狀態(tài)，因此控制流在步驟S20之后轉(zhuǎn)入步驟S40。然后，控制流再次返回，并且回到步驟SlO中的判定。
[0126]當(dāng)已在步驟SllO中檢測出EV設(shè)備31的溫度異常時，控制流回到步驟S90，并且進一步限制車輛的行駛。例如，進一步限制電動車輛的加速度或最高速度或行駛路線中的上坡角度。通過這樣做，進一步限制了 EV設(shè)備31的發(fā)熱量。此后，通過步驟S100，再次做出步驟SllO中的判定。當(dāng)已再次在步驟SllO中檢測出EV設(shè)備31的溫度異常時，進一步限制車輛的行駛。
[0127]作為步驟S90中限制車輛的行駛和步驟SllO中的判定反復(fù)地進行的結(jié)果，當(dāng)EV設(shè)備31的溫度變得低于或等于預(yù)定值時，控制流返回。當(dāng)EV設(shè)備31的溫度不低于或等于該預(yù)定值時，最后，電動車輛的最高速度被設(shè)定為Okm/小時。亦即，禁止電動車輛的行駛。
[0128]如上所述，根據(jù)本實施例的冷卻系統(tǒng)I能夠以兩種運轉(zhuǎn)模式一即壓縮機12被驅(qū)動的“空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式”和壓縮機12停止的“熱管運轉(zhuǎn)模式”——冷卻用作發(fā)熱源的EV設(shè)備31。在熱管運轉(zhuǎn)模式下，可以可靠地冷卻EV設(shè)備31而不需要起動壓縮機12，從而不需要恒定地運轉(zhuǎn)壓縮機12來冷卻EV設(shè)備31。因此，可以通過降低壓縮機12的動力消耗來提高車輛的燃料經(jīng)濟性，并且另外，可以延長壓縮機12的壽命，從而可以提高壓縮機12的
可靠性。
[0129]選擇閥52的開/閉狀態(tài)與壓縮機12的起動或停止協(xié)調(diào)地被控制以切換冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式。通過這樣做，可以更可靠地在空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式與熱管運轉(zhuǎn)模式之間切換，并使致冷劑在各運轉(zhuǎn)模式下流向合適的路徑。
[0130]冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式可切換如下。電動車輛的乘員手動操作控制面板以切換空調(diào)裝置的on/off狀態(tài)。當(dāng)車輛車廂內(nèi)不需要空調(diào)時，乘員關(guān)閉空調(diào)裝置以切換冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式，使得EV設(shè)備31在熱管運轉(zhuǎn)模式下被冷卻。當(dāng)熱管運轉(zhuǎn)模式被選擇時，壓縮機12停止，從而可以進一步縮短壓縮機12的運轉(zhuǎn)時間。結(jié)果，可以更顯著地獲得降低壓縮機12的動力消耗和提高壓縮機12的可靠性的有利效果。
[0131]當(dāng)已在壓縮機12運轉(zhuǎn)的空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式下檢測出壓縮機12的異常時，冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式自動切換到熱管運轉(zhuǎn)模式。通過這樣做，當(dāng)壓縮機12中已發(fā)生異常時，可以由于熱管運轉(zhuǎn)模式而連續(xù)地冷卻EV設(shè)備31，從而可以將EV設(shè)備31保持在適度冷卻的狀態(tài)下。因而，可以防止EV設(shè)備31的過熱和因此EV設(shè)備31在壓縮機12發(fā)生故障時的不良操作，從而即使在壓縮機12已發(fā)生故障之后也可以允許電動車輛行駛一定距離。
[0132]通過在已檢測出壓縮機12的異常時限制電動車輛的行駛狀態(tài)，降低了作為電動車輛的驅(qū)動源操作的EV設(shè)備31的發(fā)熱量。通過這樣做，可以更可靠地避免EV設(shè)備31的過熱。另外，當(dāng)已檢測出壓縮機12的異常時，電動車輛的乘員被告知該異常并且能夠可靠地識別壓縮機12中已發(fā)生的異常，從而電動車輛的駕駛者能夠在早期安全地停止電動車輛。
[0133]圖9是示出了用于根據(jù)第一實施例的冷卻系統(tǒng)I的控制方法的另一個示例的流程圖。與圖8相比，在圖9所示的示例中，代替判定是否已檢測出壓縮機12的異常的步驟S60，包括判定是否已檢測出在壓縮機12的運轉(zhuǎn)期間供給到冷卻部30的致冷劑的流量異常的步驟S160。
[0134]這種情況下，在步驟S50中監(jiān)視空調(diào)裝置時，A/C_EOT320監(jiān)視例如冷卻性能不足、出風(fēng)口溫度異常、致冷循環(huán)的壓力或溫度異常、用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能不足、氣液分離器40的液位異常、EV設(shè)備31的溫度異常等，以由此監(jiān)視致冷劑的流量異常，即致冷劑的流量不足。隨后，在步驟S160中，判定是否已檢測出致冷劑的流量異常。當(dāng)還沒有檢測出異常時，控制流返回。當(dāng)已在步驟S160中檢測出致冷劑的流量異常時，控制流轉(zhuǎn)入步驟S70,并且用于冷卻EV設(shè)備31的運轉(zhuǎn)模式從空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式切換到熱管運轉(zhuǎn)模式。
[0135]其它步驟與參照圖8所述的示例的步驟相同，因此不重復(fù)其說明。
[0136]當(dāng)已在壓縮機12運轉(zhuǎn)的空調(diào)裝置運轉(zhuǎn)模式下檢測出致冷劑的流量異常時，冷卻系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)模式自動切換到熱管運轉(zhuǎn)模式。通過這樣做，當(dāng)用于冷卻EV設(shè)備31的致冷劑的流量不足時，可以由于熱管運轉(zhuǎn)模式而連續(xù)地冷卻EV設(shè)備31，因此可以將EV設(shè)備31保持在適度冷卻的狀態(tài)下。因而，可以防止EV設(shè)備31的過熱和因此EV設(shè)備31的不良運轉(zhuǎn)，從而可以允許電動車輛行駛一定距離并安全地停止。
[0137]第二實施例
[0138]圖10是示出了根據(jù)第二實施例的控制裝置300的構(gòu)型的細節(jié)的框圖。圖10所示的控制裝置300與參照圖7所述的根據(jù)第一實施例的控制裝置的不同之處在于還包括用于提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能的冷卻性能提高單元323。[0139]冷卻性能提高單元323可以例如將控制信號傳送到冷凝器風(fēng)扇42。這種情況下，已從A/C_ECU320接收提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能的指令的冷卻性能提高單元323可增大冷凝器風(fēng)扇42的轉(zhuǎn)速以增加供給到熱交換器14的空氣量。當(dāng)供給到熱交換器14的空氣量增加時，熱交換器14中致冷劑與外部空氣之間的熱交換量增大，以由此可以進一步冷卻熱交換器14中的致冷劑。結(jié)果，儲存在氣液分離器40中的處于飽和液狀態(tài)的致冷劑的量增大，以由此可以向冷卻部30供給更多液態(tài)致冷劑，從而可以提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能。
[0140]圖11是示出了用于根據(jù)第二實施例的冷卻系統(tǒng)I的控制方法的一個示例的流程圖。如圖11所示，在第二實施例中，代替第一實施例中限制車輛行駛的步驟S90，包括啟動用于提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能的控制的步驟S190。在步驟S190中，控制信號被傳送到冷凝器風(fēng)扇42以提高冷凝器風(fēng)扇42的轉(zhuǎn)速，以由此增加供給到熱交換器14的空氣量。通過這樣做，致冷劑在熱交換器14中進一步冷卻以增大儲存在氣液分離器40中的致冷劑的量，并且更大量的液態(tài)致冷劑被供給到冷卻部30。因而，用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能提聞。
[0141]在此后的步驟SllO的判定中，當(dāng)已檢測出EV設(shè)備31的溫度異常時，控制流回到步驟S190，并且然后啟動用于進一步提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能的控制。例如，冷凝器風(fēng)扇42的轉(zhuǎn)速進一步提高以進一步增加供給到熱交換器14的空氣量。通過這樣做，更有效地從EV設(shè)備31散熱。此后，通過步驟S100，再次作出步驟SllO中的判定。當(dāng)已再次在步驟SllO中檢測出EV設(shè)備31的溫度異常時，用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能進一步提聞。
[0142]作為步驟S190中提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能和步驟SllO中的判定反復(fù)地進行的結(jié)果，當(dāng)EV設(shè)備31的溫度低于或等于預(yù)定值時，控制流返回。當(dāng)EV設(shè)備31的溫度不低于或等于預(yù)定值時，最終，判定出在熱管運轉(zhuǎn)模式下EV設(shè)備31的發(fā)熱量對于用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能而言過大，因此禁止電動車輛的行駛。
[0143]其它步驟與參照圖8所述的示例的步驟相同，因此不重復(fù)其說明。
[0144]如上所述，根據(jù)第二實施例的用于冷卻系統(tǒng)I的控制裝置300在已檢測出壓縮機12的異常時提高用于冷卻EV設(shè)備31的冷卻性能，以由此提高作為電動車輛的驅(qū)動源操作的EV設(shè)備31的散熱量。通過這樣做，可以將冷卻系統(tǒng)I控制成使得EV設(shè)備31的溫度不會高于或等于基準溫度，因此可以更可靠地避免EV設(shè)備31的過熱。
[0145]圖12是示出了根據(jù)第二實施例的用于冷卻系統(tǒng)I的控制方法的另一個示例的流程圖。與圖11相比，在圖12所示的示例中，代替判定是否已檢測出壓縮機12的異常的步驟S60，包括判定是否已檢測出在壓縮機12的運轉(zhuǎn)期間供給到冷卻部30的致冷劑的流量異常的步驟S160。這種情況下，與參照圖9所述的第一實施例的另一示例中的控制的情況下一樣，可以防止EV設(shè)備31的過熱和因此EV設(shè)備31的不良操作，因此可以允許電動車輛行駛一定距離并且安全地停止。
[0146]注意，在上述實施例中，以EV設(shè)備31為例說明了冷卻裝設(shè)在車輛上的電氣設(shè)備的冷卻系統(tǒng)I。該電氣設(shè)備并不限于所說明的電氣設(shè)備，如逆變器和電動發(fā)電機。該電氣設(shè)備可以是任意電氣設(shè)備，只要該電氣設(shè)備在操作時發(fā)熱。在存在多個要冷卻的電氣設(shè)備的情況下，多個電氣設(shè)備理想地具有共同的冷卻目標溫度范圍。冷卻目標溫度范圍是作為供電氣設(shè)備操作的溫度環(huán)境的適當(dāng)溫度范圍。
[0147]此外，由根據(jù)本發(fā)明的實施例的冷卻系統(tǒng)I冷卻的發(fā)熱源并不限于裝設(shè)在車輛上的電氣設(shè)備；相反，所述發(fā)熱源可以是任意發(fā)熱設(shè)備或者可以是任意設(shè)備的發(fā)熱部分。
[0148]上文說明了本發(fā)明的實施例；但實施例的構(gòu)型可以適當(dāng)組合。此外，上述實施例在每一方面都應(yīng)該被視為僅僅是說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍并非由以上說明而是由所附權(quán)利要求指示，并且意圖包括與所附權(quán)利要求的范圍相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的所有變型。
[0149]根據(jù)本發(fā)明的各方面的冷卻系統(tǒng)可特別有利地適用于在配備有電氣設(shè)備如電動發(fā)電機和逆變器的車輛如電動車輛中利用用于冷卻車廂的蒸氣壓縮式致冷循環(huán)來冷卻該電氣設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制裝置，所述冷卻系統(tǒng)包括:壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的所述致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換，所述控制裝置包括: 檢測單元，所述檢測單元構(gòu)造成檢測所述壓縮機的異常；和 切換單元，所述切換單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
2.一種用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制裝置，所述冷卻系統(tǒng)包括:壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的所述致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換，所述控制裝置包括: 檢測單元，所述檢測單元構(gòu)造成檢測在所述壓縮機的運轉(zhuǎn)期間供給到所述冷卻部的所述致冷劑的流量的異常；和 切換單元，所述切換單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其中 所述發(fā)熱源裝設(shè)在車輛上，`所述控制裝置還包括: 限制單元，所述限制單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時限制所述車輛的行駛狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中 所述發(fā)熱源是裝設(shè)在所述車輛上的電氣設(shè)備，并且 所述限制單元通過限制所述電氣設(shè)備的發(fā)熱量以使得所述電氣設(shè)備的溫度低于基準溫度來限制所述車輛的行駛狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的控制裝置，還包括: 冷卻性能提高單元，所述冷卻性能提高單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時提高所述冷卻系統(tǒng)的用于冷卻所述發(fā)熱源的冷卻性能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中 所述冷卻性能提高單元通過增大所述熱交換器中所述致冷劑與外部空氣之間的熱交換量來提高所述冷卻系統(tǒng)的用于冷卻所述發(fā)熱源的冷卻性能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的控制裝置，還包括: 告知單元，所述告知單元構(gòu)造成在所述檢測單元已檢測出所述異常時提供對所述異常的告知。
8.一種用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制方法，所述冷卻系統(tǒng)包括:壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的所述致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換，所述控制方法包括: 判定所述壓縮機中是否存在異常；以及 當(dāng)判定出存在所述異常時，切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
9.一種用于冷卻發(fā)熱源的冷卻系統(tǒng)的控制方法，所述冷卻系統(tǒng)包括:壓縮機，所述壓縮機使致冷劑循環(huán)；熱交換器，所述熱交換器在所述致冷劑與外部空氣之間進行熱交換；冷卻部，所述冷卻部使用所述致冷劑來冷卻所述發(fā)熱源；第一管路，已從所述壓縮機放出的所述致冷劑經(jīng)所述第一管路流到所述冷卻部；第二管路，所述致冷劑經(jīng)所述第二管路在所述熱交換器與所述冷卻部之間循環(huán)；和選擇閥，所述選擇閥在所述第一管路的流體連通與所述第二管路的流體連通之間切換，所述控制方法包括: 判定在所述壓縮機的運轉(zhuǎn)期間供給到所述冷卻部的所述致冷劑的流量是否存在異常；以及 當(dāng)判定出存在所述異常時，切換所述選擇閥以中斷所述第一管路的流體連通并允許所述第二管路的流體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的控制方法，其中 所述發(fā)熱源裝設(shè)在車輛上，所述控制方法還包括: 當(dāng)判定出存在所述異常時，限制所述車輛的行駛狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其中， 所述發(fā)熱源是裝設(shè)在所述車輛上的`電氣設(shè)備，并且 通過限制所述電氣設(shè)備的發(fā)熱量以使得所述電氣設(shè)備的溫度低于基準溫度來限制所述車輛的行駛狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的控制方法，還包括: 當(dāng)判定出存在所述異常時，提高所述冷卻系統(tǒng)的用于冷卻所述發(fā)熱源的冷卻性能。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其中 通過增大所述熱交換器中所述致冷劑與外部空氣之間的熱交換量來提高所述冷卻系統(tǒng)的用于冷卻所述發(fā)熱源的冷卻性能。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項所述的控制方法，還包括: 當(dāng)判定出存在所述異常時，提供對所述異常的告知。
【文檔編號】B60H1/14GK103796854SQ201280042928
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月5日
【發(fā)明者】大野雄一, 內(nèi)田和秀, 城島悠樹, 川上芳昭, 高橋榮三, 佐藤幸介 申請人:豐田自動車株式會社