特許 6058703 自動車の車室およびドライブトレインの熱管理用の装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6058703

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】自動車の車室およびドライブトレインの熱管理用の装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 11/18 20060101AFI20161226BHJP

   B60H 1/22 20060101ALI20161226BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   B60L11/18 Z

   B60H1/22 651A

   B60H1/22 611C

   B60H1/22 671

   B60L11/14

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-558059(P2014-558059)

(86)(22)【出願日】2013年2月11日

(65)【公表番号】特表2015-511480(P2015-511480A)

(43)【公表日】2015年4月16日

(86)【国際出願番号】EP2013052624

(87)【国際公開番号】WO2013124173

(87)【国際公開日】20130829

【審査請求日】2014年10月9日

(31)【優先権主張番号】1251729

(32)【優先日】2012年2月24日

(33)【優先権主張国】FR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】505113632

【氏名又は名称】ヴァレオ システム テルミク

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(72)【発明者】

【氏名】サメール、サーブ

(72)【発明者】

【氏名】ベルナール、アウン

【審査官】 久保田 創

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５２８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９０６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３８７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２３１８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７２２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６８３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９６１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０２４２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１９２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２７７８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１８０９８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２２５３４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０２６８４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０２１１０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２４７７１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００１２２９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１５５０１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００− ３／１２

７／００−１３／００

１５／００−１５／４２

Ｂ６０Ｈ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の乗員室と、前記車両の電気パワートレインの少なくとも１つの電気部品（１３）との熱調整用の装置（１）であって、
内部を熱伝達流体が通過する熱伝達流体回路（３）を備え、且つ、
・少なくとも第１のポンプ（７）と、熱源と、前記乗員室を加熱することが可能な内部熱交換器（９）とからなる、第１の熱伝達流体ループ（４）と、
・前記第１の熱伝達流体ループ（４）に対して、並列であり、且つ第１の相互接続装置（６）により前記第１の熱伝達流体ループ（４）と相互接続された第２の熱伝達流体ループ（５）であって、前記第２の熱伝達流体ループ（５）は、前記電気部品（１３）の第１の電気部品交換器（１１）を少なくとも備える第２の熱伝達流体ループ（５）と、
を少なくとも備え、
前記熱源は、前記第１の熱伝達流体ループ（４）および／または前記第２の熱伝達流体ループ（５）にて循環する熱伝達流体を加熱することが可能であり、
前記第１の熱伝達流体ループ（４）および前記第２の熱伝達流体ループ（５）は、前記相互接続装置（６）により少なくとも独立または共同で動作することができ、
前記熱源は電熱源（８）であり、
前記電熱源（８）は、前記第１の熱伝達流体ループ（４）内で前記第１の相互接続装置（６）の直上流に設置されており、
当該装置（１）は、クーラント回路（２）であって、前記クーラント回路（２）中をクーラントが通過するクーラント回路（２）をさらに備え、
前記クーラント回路（２）は、少なくとも、コンプレッサ（１８）とエバポレータ（２５）とを備え、
当該装置（１）は、
前記クーラント回路（２）内、且つ前記第１の熱伝達流体ループ（４）内に設置された第１の流体／流体熱交換器（１０）と、
前記クーラント回路（２）内、且つ前記第２の熱伝達流体ループ（５）内に設置された第２の流体／流体熱交換器（１５）と、
をさらに備える、ことを特徴とする装置。

【請求項2】

前記第１の流体／流体熱交換器（１０）は、前記第１の熱伝達流体ループ（４）内で循環する熱伝達流体と、前記クーラント回路（２）内で循環するクーラントとの間の熱交換を引き起こすように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１の流体／流体熱交換器（１０）は、前記第１の熱伝達流体ループ（４）内で、前記第１のポンプ（７）の出口と前記電熱源（８）の入口との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記第１の流体／流体熱交換器（１０）は、前記クーラント回路（２）内で、前記コンプレッサ（１８）の出口の直下流に配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。

【請求項5】

前記第２の流体／流体熱交換器（１５）は、前記第２の熱伝達流体ループ（５）内で循環する熱伝達流体と、前記クーラント回路（２）内で循環するクーラントとの間の熱交換を引き起こすように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記第２の流体／流体熱交換器（１５）は、前記第１の電気部品交換器（１１）を備える第２の熱伝達流体ループ（５）の一部と並列する、前記第２の熱伝達流体ループ（５）の分岐（１６）内に設置されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記第２の熱伝達流体ループ（５）は、前記第１の電気部品交換器（１１）の上流で、且つ前記第２の流体／流体熱交換器（１５）を含む分岐（１６）に並列に設置された第２のポンプ（１２）を備える、ことを特徴とする請求項１、５または６に記載の装置。

【請求項8】

前記分岐（１６）は、第２の相互接続装置（１７）によって、前記第１の電気部品交換器（１１）を備える前記第２の熱伝達流体ループ（５）の一部に接続されている、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記クーラント回路（２）は、
前記第１の流体／流体熱交換器（１０）を含む中央分岐（２１）と、
前記第２の流体／流体熱交換器（１５）を含む第１の横分岐（２２）と、
前記エバポレータ（２５）を含む第２の横分岐（２３）と、
を備え、
前記中央分岐（２１）と、前記第１の横分岐（２２）と、前記第２の横分岐（２３）とは、互いに並列である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記第２の熱伝達流体ループ（５）と並列に、第３の熱伝達流体ループ（３０）が設けられ、前記第３の熱伝達流体ループ（３０）は、前記電気パワートレインの第２の電気部品交換器（３２）を少なくとも備える、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。

【請求項11】

前記第３の熱伝達流体ループ（３０）は、
少なくとも前記第２の電気部品交換器（３２）と第３のポンプ（３４）とが直列に設置されている第１のセクタ（３３）と、
第１のラジエータ（３６）を備える第２のセクタ（３５）と、
を備え、前記第１のセクタ（３３）は、前記第２のセクタ（３５）に対して並列であり、且つ第３の相互接続装置（３７）により前記第２のセクタ（３５）に接続されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第１の熱伝達流体ループ（４）と並列に、第４の熱伝達流体ループ（３１）が設けられ、
前記第４の熱伝達流体ループ（３１）は、内燃機関（４１）の少なくとも１つの冷却回路を備える、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。

【請求項13】

前記第４の熱伝達流体ループ（３１）は、
前記内燃機関（４１）の冷却回路と第４のポンプ（４２）とが直列に設置されている第１の部分（４０）と、
第２のラジエータ（４４）を備える第２の部分（４３）と、
を備え、
前記第２の部分（４３）は、前記第１の部分（４０）に対して並列であり、且つ第４の相互接続装置（４５）によって前記第１の部分（４０）に接続されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の技術分野は、少なくとも１つの電気モータによりその移動が提供される自動車の分野である。この分野は、よって、電気自動車、すなわち電気モータのみによって駆動される自動車と、ハイブリッド自動車、すなわち電気モータと内燃機関とによって駆動される自動車とを含む。より具体的には、本発明の目的は、そのような自動車の乗員室の熱調整、および、自動車の電気パワートレインを構成する少なくとも１つの電気部品の熱調整用のシステムである。

【背景技術】

【0002】

石油資源の枯渇は、新たなエネルギー源に基づき動作する自動車の開発へと、自動車製造業者を導いてきた。興味深い代替案を代表する１つの解決策は、電力を用いて駆動される自動車である。しかし、内燃機関の不在、またはハイブリッド自動車における内燃機関を利用できないことは、乗員室の熱調整、特に暖房を提供するために車両の熱源を奪う。

【0003】

この欠点を克服するために、コンプレッサにより作動される従来の空調ループの使用は、クーラントの循環を、自動車の乗員室に供給される気流を加熱または冷却するように構成して、提案されている。空調ループは、よって、冷房モードに従って動作し、このモードにおいて、エバポレータは、乗員室に供給される気流の温度を低下させるのに対して、自動車の前端部に配置されたコンデンサは、乗員室の外の気流にカロリーを放出することにより、クーラントの冷却を提供する。空調ループは、また、ヒートポンプモードとして知られる暖房モードで動作し、このモードにおいて、エバポレータは、乗員室に供給される気流の加熱を提供することにより、コンデンサとして機能する。前端部に配置されたコンデンサは、前端部のコンデンサを通過することにより外気流が冷却される、蒸発機能を提供する。

【0004】

自動車の前端部のコンデンサの配置は、不利益である。これは、前端部で利用可能な空間が、電気パワートレインに必要な他の構成要素の設置によって大きく制限されるからである。従って、熱交換を異なる構成とし、一方で、最も簡素で可能な手段を用いて、暖房機能と冷房機能とを提供することが必要である。

【0005】

さらに、電気パワートレイン構成要素、特にバッテリの寿命および性能は、構成要素の周囲の環境の温度により条件付けられる。従って、車両の外部温度に関わらず、これらの構成要素を定められた温度に維持することを確実にする必要がある。従って、バッテリの正しい動作に有害となる危険がある閾値を、この外部温度が下回った際に、少なくともこれらのバッテリの加熱を確保する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従って、本発明の目的は、車両乗員室と、前記車両の電気パワートレインの少なくとも１つの電気部品との熱調整用の装置であって、装置は、内部を熱伝達流体が通過する熱伝達流体回路を備え、且つ、
・少なくとも第１のポンプと、熱源と、乗員室を加熱することが可能な内部熱交換器とからなる、第１のループと、
・第１のループに対して、並列であり、且つ第１の相互接続装置により第１のループと相互接続された第２の熱伝達流体ループであって、前記第２の熱伝達流体ループは、電気部品の第１の交換器を少なくとも備える第２のループと、を少なくとも備え、
熱源は、第１のループおよび／または第２のループにて循環する熱伝達流体を加熱することが可能な同一の熱源を形成する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した２つの制約は、本発明が基づく技術的課題を形成し、本発明は、全く同一の手段を用いて、乗員室およびバッテリの両方を加熱することを可能にする、簡潔かつ経済的な解決策を提供するものであり、この手段は、特に車両の電気ネットワークから、そのエネルギーを引き出す。

【0008】

このような装置は、従って、２つの個別または組み合わされた加熱機能を実行するために、同一の構成要素を使用するので、実施が特に容易である。

【0009】

第１の実施形態によれば、熱源は電熱源である。

【0010】

この場合、電熱源は、第１の熱伝達流体ループ内で第１の相互接続装置の直上流に設置される。

【0011】

本発明に係る装置は、クーラント回路であって、前記クーラント回路中をクーラントが通過するクーラント回路を備えることができ、クーラント回路は、少なくとも、コンプレッサとエバポレータとを備えることに留意する。

【0012】

本発明の第１の特徴によれば、電熱源は、第１のループ内で第１の相互接続装置の直上流に配置されている。このように加熱された熱伝達流体は、従って、これらのカロリーを放散可能な要素に対して即座に利用可能である。

【0013】

本発明の第２の特徴によれば、熱調整装置は、クーラント回路内、且つ第１のループ内に設置された第１の流体／流体熱交換器、すなわち熱伝達流体／クーラント、を備える。

【0014】

相補的なやり方で、熱調整装置は、クーラント回路内、且つ第２のループ内に設置された第２の流体／流体熱交換器、すなわち熱伝達流体／クーラント、を備える。

【0015】

これらの交換器のそれぞれは、気流との強制交換なしに、１つの流体から別の流体へと、カロリーを伝達することが可能である。

【0016】

このような場合、第１の流体／流体熱交換器は、第１のループ内で循環する熱伝達流体と、クーラント回路内で循環するクーラントとの間の熱交換を生成するように構成されている。

【0017】

第１の流体／流体熱交換器は、従って、第１の熱伝達流体ループ内で、第１のポンプの出口と、電熱源の入口との間に配置されている。

【0018】

本発明のさらなる特徴によれば、第１の流体／流体熱交換器は、クーラント回路において、コンプレッサの出口の直下流に配置されている。この第１の交換器は、従って、クーラント回路にて発生する熱力学サイクル用の、コンデンサとして、より一般的にはガスクーラーとして動作する。

【0019】

第２の流体／流体熱交換器は、第２の熱伝達流体ループ内で循環する熱伝達流体と、クーラント回路内で循環するクーラントとの間の熱交換を引き起こすように構成されている。

【0020】

好適には、第２の流体／流体熱交換器は、第２のループの分岐内に設置されており、この分岐は、第１の電気部品交換器を備える第２のループの一部と並列である。

【0021】

第２の熱伝達流体ループは、第１の電気部品交換器の上流で、且つ第２の流体／流体熱交換器を含む第２のループの分岐に並列に設置された第２のポンプを備えることができる。

【0022】

このような状況において、分岐は、第２の相互接続装置によって、第１の電気部品交換器を備える第２のループの一部に接続される。

【0023】

一実施形態によれば、クーラント回路は、第１の流体／流体熱交換器を含む中央分岐と、第２の流体／流体熱交換器を含む第１の横分岐と、エバポレータを含む第２の横分岐と、を備え、中央分岐と、第１の横分岐と、第２の横分岐とは、互いに並列である。

【0024】

本発明の変形例によれば、装置は、第２の熱伝達流体ループと並列に、第３の熱伝達流体ループを備え、前記第３のループは、電気パワートレインの第２の電気部品交換器を少なくとも備える。

【0025】

このような状況において、第３の熱伝達流体ループは、第２の電気部品交換器と第３のポンプとが直列に設置されている第１のセクタと、第１のラジエータを備える第２のセクタと、を備え、第１のセクタは、第２のセクタに対して並列であり、且つ第３の相互接続装置により第２のセクタに接続されている。

【0026】

本発明の変形例によれば、熱調整装置は、第１の熱伝達流体ループと並列に、第４の熱伝達流体ループを備え、前記第４のループは、内燃機関の少なくとも１つの冷却回路を備える。

【0027】

この状況において、第４の熱伝達流体ループは、内燃機関の冷却回路と第４のポンプとが直列に設置されている第１の部分と、第２のラジエータを備える第２の部分と、を備え、第２の部分は、第１の部分に対して並列であり、且つ第４の相互接続装置によって第１の部分に接続されている。

【0028】

本発明に係る第１の利点は、乗員室またはバッテリのいずれか、あるいはこれらの構成要素の両方に対して、本発明に係る装置に慎重に設置された同一の電熱源から、同時に追加的カロリーを提供する可能性に存する。従って、これらの構成要素の一方または他方に専用の、２つの追加的熱源の使用を避けることが可能である。

【0029】

さらなる利点は、クーラント回路の心臓部で発生する熱力学サイクルでそれらを用いることを考慮した、電気パワートレインの電気部品によって生成されるカロリーの回収の可能性に存する。このエネルギー回収は、クーラントが交換できる温点を提供し、これは、コンデンサにおける熱交換の増加の形態を取る。これらの交換されたカロリーは、次いで、第１のループに存在する熱伝達流体に、そして、乗員室に供給される気流に伝達される。電気部品によって放散されたカロリーは、このように利用可能であり、よって、内気流にて利用可能とすることができる。

【0030】

本発明のさらなる特徴、詳細および利点は、明細書を読むことによって明らかとなり、この明細書は、以下に、添付図面を参照する例示として提供される。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】使用中でない、本発明に係る熱調整装置の模式図。

【図2】乗員室を加熱するための第１のモードに従い用いられる、図１に示される装置の模式図。

【図3】電気部品を加熱するためのモードに従い用いられる、図１に示される装置の模式図。

【図4】乗員室を加熱するための第１のモードに従い、かつ、電気部品を加熱するためのモードに従う使用を組み合わせた、図１に示される装置の模式図。

【図5】乗員室を加熱するための第２のモードに従い用いられる、第１の変形例に係る熱調整装置の模式図。

【図6】乗員室を加熱するための第３のモードに従い用いられる、第１の変形例に係る熱調整装置の模式図。

【図7】乗員室を加熱するための第４のモードに従い用いられる、第１の変形例に係る熱調整装置の模式図。

【図8】乗員室を加熱するための第５のモードに従い用いられる、第１の変形例に係る熱調整装置の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図面は、本発明の実施について、本発明を詳細に説明することに注目すべきであり、勿論、前記図面は、必要に応じて、本発明をより良く定義するために用いることができる。

【0033】

本発明を詳細に示し、かつ、後に説明される図２〜８において用いられる規定は、流体の循環を実線により表し、これに対して、流体循環の不在を点線で表すことである。

【0034】

説明の残りを通して、上流または下流という用語が用いられる。これらの用語は、参照される構成要素を受ける回路の部分における、関連流体の循環方向に関する。クーラントおよび熱伝達流体の循環方向は、特定の動作モードに従い、図面に示される矢印によって示される。

【0035】

また、直列および並列という用語を用いて、特に回路またはループの各部分、構成要素または熱交換器の、１つの要素の別の要素に対する配置を定義する。並列という用語は、第１の要素を通過する関連流体が、第２の要素を通過する流体と異なるが、流体は同じ種類のものである要素の配置として理解される。直列という用語は、流体が第１の要素と、次いで第２の要素とを連続して通過する、構成要素の配置として理解される。

【0036】

図１は、本発明に係る熱調整装置１を示し、この装置は、クーラント回路２と、熱伝達流体回路３とを備える。このような熱調整装置１は、車両のユーザからのリクエストに従い、前記乗員室を加熱または冷却することにより、車両の乗員室の熱調整を提供する。

【0037】

この熱調整装置は、また、車両に搭載される電気パワートレインを構成する１つまたは複数の構成要素の熱調整を提供する。これを達成するために、熱伝達流体回路は、関連構成要素と、熱伝達流体回路にて循環する熱伝達流体との間で熱交換を提供する役割を果たす、様々な熱交換器を備える。

【0038】

例として、熱伝達流体は、グリコールが加えられた水である。
熱伝達流体回路３は、第１の相互接続装置６により互いに接続される、第１の熱伝達流体ループ４と、第２の熱伝達流体ループ５とから成る閉回路である。第１の相互接続装置６は、例えば、２方弁または３方弁の形態で製造される。

【0039】

これにより、熱調整装置の動作モードに応じて、第１の熱伝達流体ループ４および／または第２の熱伝達流体ループ５は、独立または共同で動作することができる。

【0040】

第１の熱伝達流体ループ４は、少なくとも、第１のポンプ７と、電熱源８と、内部熱交換器９とが配置された回路を形成する。

【0041】

第１のポンプ７は、例えば、電気ポンプである。

【0042】

電熱源８は、熱伝達流体を加熱するように設計された熱源を形成する。一実施形態によれば、電熱源は、１つまたは複数のＰＴＣ効果（正温度係数）加熱要素を備える電気ラジエータである。

【0043】

内部熱交換器９は、熱伝達流体によって運ばれるカロリーを、乗員室内に供給される気流に放散するように設計された、気体／熱伝達流体熱交換器である。この理由から、この熱交換器は、”内部”熱交換器と呼ぶ。

【0044】

熱調整装置１は、第１の熱伝達流体ループ４内で循環する熱伝達流体と、クーラント回路２内で循環するクーラントとの間の熱交換を引き起こすように構成された、第１の流体／流体熱交換器１０をさらに備える。よって、この第１の流体／流体熱交換器１０は、少なくとも部分的に、第１の熱伝達流体ループ４の要素を形成することが理解される。

【0045】

好適には、第１の熱伝達流体ループ４は、停止手段２９を備え、その機能は、内部熱交換器９に向けた熱伝達流体の循環を許可または防止することである。一実施形態によれば、このような停止手段２９と、第１の相互接続装置６とは、第１の熱伝達流体ループ４と第２の熱伝達流体ループ５との接点に配置される同一部品を形成することができる。

【0046】

第２の熱伝達流体ループ５は、第１の熱伝達流体ループ４に並列に設置されたループである。第１のポンプ７と、第１の流体／流体熱交換器１０と、電熱源と、を備える熱伝達流体回路の部分は、第１のループ４と第２のループ５とに共通である。

【0047】

この第２の熱伝達流体ループ５は、第１の電気部品交換器１１を備え、好適には、第２の熱伝達流体ループ５にて熱伝達流体を循環させるように設計された第２のポンプ１２を備える。好適には、この第２のポンプは、電気ポンプである。

【0048】

第１の電気部品交換器１１は、熱伝達流体と、車両の電気パワートレインの電気部品との間で、熱交換を行う。特に、この構成要素は、バッテリ３０、またはバッテリパック１３、参照番号１４であり、車両を動かすために用いられる電力を保存する。図示される実施形態によれば、第１の電気部品交換器１１は、バッテリパック１４に組み込まれ、第２のポンプ１２に直接接続される。

【0049】

例として、電気パワートレインの電気部品は、例えば、電気駆動モータ、インバータまたは降圧変換器の形態の変換器、とすることができる。

【0050】

第２の熱伝達流体ループ５は、第２のループ５内で循環する熱伝達流体と、クーラント回路２内で循環するクーラントとの間の熱交換を引き起こすように構成された第２の流体／流体熱交換器１５を、少なくとも部分的にさらに備える。

【0051】

この第２の流体／流体熱交換器１５は、バッテリパック１４をバイパスする分岐１６によって、第１の電気部品交換器１１と、第２のポンプ１２とに並列に設置される。第２の流体／流体熱交換器１５および／または第１の電気部品交換器１１を通した、熱伝達流体の循環は、第２の相互接続装置１７によって構成される。この装置は、特に、分岐１６と、第１の電気部品交換器１１を備える第２の熱伝達流体ループ５の回路の部分との間の接点のいずれか一方に設置される２方弁または３方弁の形態で形成することができる。この部分を、以下、サブ回路４６と称する。

【0052】

電熱源８にて循環する熱伝達流体は、以下の構成のいずれかに従い循環できることが、先の説明から理解される。
− 第１の熱伝達流体ループ４のみ内で、すなわち、内部熱交換器９に向けて
− 第２の熱伝達流体ループ５のみ内で、すなわち、第１の電気部品交換器１１に向けて
− 第１および第２の熱伝達流体ループの両方内で

【0053】

よって、乗員室の加熱の機能と、自動車に動力を与えるために用いられる１つまたは複数のバッテリの加熱の機能とを、同じ電熱源が満たすことができる。

【0054】

クーラント回路２に関しては、その内部をクーラントが循環する閉ループであることに留意する。このクーラントは、例えばフッ素化化合物、特にＲ１３４ａなどの、亜臨界タイプであるが、例えばＲ７４４として知られる、二酸化炭素などの、超臨界タイプの流体とすることもできる。

【0055】

クーラントは、コンプレッサ１８によりクーラント回路内にて循環され、このコンプレッサの機能は、クーラントの圧力と、同時に温度とを上げることである。クーラントの循環方向は、本発明に係る熱調整装置１の動作モード、すなわち冷房モード、車両の乗員室に供給される内気流を加熱する複数のモード、および内気流からエネルギーを回収するモード、に関わらず同一である。

【0056】

コンプレッサ１８は、ハイブリッド車両の内燃機関によって駆動される、機械式コンプレッサとすることができるが、本発明は、特に電気式コンプレッサの使用に適用を有する。

【0057】

この電気式コンプレッサは、高電圧タイプであり、すなわち、３５０ボルトから５００ボルトの間の電圧で動作するのに適している。このコンプレッサは、例えば、ピストン、羽根、またはコイル型のものであり、内部または外部から、すなわちコンプレッサ内部で、またはコンプレッサの個別コントローラに組み込まれて、制御することができる。

【0058】

コンプレッサ１８は、クーラントが入る入口穴１９と、圧縮されたクーラントが放出される出口穴２０とを備える。この出口穴２０は、第１の流体／流体熱交換器１０に接続される。

【0059】

このクーラント／熱伝達流体熱交換器１０は、熱交換器であり、その機能は、クーラント回路２内で循環するクーラントと、第１の熱伝達流体ループ４内で循環する熱伝達流体との間の熱交換を引き起こすことである。カロリーは、よって、１つの流体から他の流体へと伝達される。

【0060】

動作モードによっては、この第１の流体／流体熱交換器１０は、コンデンサまたはガスクーラーである。

【0061】

コンプレッサ１８および第１の流体／流体熱交換器１０は、クーラント回路２の一部を形成する中央分岐２１に設置される。このクーラント回路は、第１の横分岐２２と、第２の横分岐２３とをさらに備える。中央分岐２１と、第１の横分岐２２と、第２の横分岐２３とは、互いに並列であることに留意する。

【0062】

第１の横分岐２２は、少なくとも部分的に、第２の流体／流体熱交換器１５を受け取る。よって、横分岐は、クーラント回路２にて循環するクーラントと、第２の熱伝達流体ループ５にて循環する熱伝達流体との間の熱交換を実行する。

【0063】

好適には、第１の横分岐２２は、一方で、第１の横分岐２２を通したクーラントの循環を遮断し、他方で、クーラントが第２の流体／流体熱交換器１５に入る前に、クーラントの圧力を減少させることを確実にすることが可能な制御構成要素２４をさらに備える。この後者の場合、レギュレータ２４は、膨張構成要素となり、この要素は、温度膨張弁または電子膨張弁の形態とすることができる。この第１のレギュレータ２４は、第２の流体／流体熱交換器１５の上流、好適には直上流に設置される。

【0064】

第２の横分岐２３は、例えば冷房モードまたは除湿モードで内気流を冷却するように設計されたエバポレータ２５を備える。この第２の分岐は、第２の横分岐２３を通したクーラントの循環を遮断し、他方で、クーラントがエバポレータ２５に入る前に、クーラントの圧力を減少させることを確実にすることが可能な、第２のレギュレータ２６をさらに備える。この後者の場合、レギュレータ２６は、膨張構成要素となり、この要素は、温度膨張弁または電子膨張弁の形態とすることができる。この第２のレギュレータ２６は、エバポレータ２５の上流、好適には直上流に設置される。

【0065】

エバポレータ２５と、内部熱交換器９とは、両方とも、車両の換気、暖房および／または空調装置のケース内に設置されることに留意する。このようなケースは、模式的に図示されており、参照番号２７で示される。このケースは、車両の乗員室に供給される内気流を振り分ける。

【0066】

図２は、乗員室を加熱する第１のモードに従い用いられる、図１を参照して説明される熱調整装置１を示す。この状況は、バッテリ温度が、それを下回ると加熱する必要がある最小温度よりも上である場合に対応する。第１の相互接続装置６は、よって、第１のループ４から第２のループ５までの熱伝達流体のどのような循環も防止する位置に配置される。停止手段２９は、その部分のために、開位置に置かれ、この位置は、前記停止手段を通って内部熱交換器９に向けた熱伝達流体の循環を許す。

【0067】

第１のポンプ７と、電熱源８とを、次いで作動させる。電熱源８によって生成されたカロリーは、熱伝達流体によって集められ、内部熱交換器９に向けて運ばれる。この内部熱交換器は、前記気流がこの熱交換器の本体を通過する際に、これらのカロリーを内気流２８に放散する。こうして加熱された内気流２８は、次いで、乗員室に向けて送られ、乗員室暖房機能を行う。

【0068】

第２のポンプ１２は、停止状態であり、よって、第１の電気部品交換器１１におけるどのような熱交換も防止することに留意する。

【0069】

また、コンプレッサ１８も停止状態であり、クーラント回路２内のどのようなクーラントの循環も遮断する。

【0070】

図３は、１つまたは複数のバッテリ１３を除く暖房モードにある熱調整装置１を示す。このような状況は、乗員室の温度が、車両のユーザの要求に対して少なくとも等しいのに対して、バッテリの温度は、閾値温度よりも低く、よってカロリーの追加を必要とする場合に対応する。第１の相互接続装置６は、よって、第１の電気部品交換器１１に向けた熱伝達流体の循環を許す位置に配置される。停止手段は、その部分のために、閉位置に置かれ、この位置は、内部熱交換器９に向けた熱伝達流体の循環を防止する。

【0071】

第１のポンプ７および／または第２のポンプ１２は、作動され、第２の熱伝達流体ループ５内にて熱伝達流体を循環させる。電熱源８は、この場合、乗員室に供給される気流を加熱するために用いられるものと同一の熱源であり、カロリーを生成するためにも作動される。

【0072】

電熱源８によって生成されたカロリーは、熱伝達流体によって集められ、第１の電気部品交換器１１に向けて伝達される。この交換器は、参照番号３０の流体にこれらのカロリーを放散し、この流体は、第１の電気部品交換器１１と１つまたは複数のバッテリ１３との間の熱交換を提供する。このような流体は、例えば空気であるが、液体とすることもできる。

【0073】

車両の電気パワートレインの構成要素の加熱機能は、よって、簡素な手段を用いて提供され、この手段は、乗員室の加熱にも用いられる。

【0074】

コンプレッサ１８は、停止状態であり、よって、クーラント回路２内のどのようなクーラントの循環も遮断する。

【0075】

図４は、組み合わされた暖房モードにある熱調整装置１を示し、この意味では同時に、かつ同じ電熱源を用いて、乗員室と、電気パワートレインの構成要素、この場合１つまたは複数のバッテリ１３との加熱も提供する。

【0076】

このような状況は、乗員室の温度とパワートレインの電気部品の温度とが、一方で車両のユーザの要求よりも低く、他方で構成要素、この場合はバッテリ１３の信頼性の維持のための最小温度閾値よりも低い場合に対応する。第１の相互接続装置６は、よって、第１の電気部品交換器１１に向けた熱伝達流体の循環を可能にする位置に配置される。停止手段２９は開いており、第１の熱伝達流体ループ４内での熱伝達流体の循環を可能にする。

【0077】

電熱源８は、作動され、熱伝達流体にカロリーを放散し、熱伝達流体回路３は、この熱伝達流体を、内部熱交換器９向けと、第１の電気部品交換器１１向けとの両方に分配するように構成されている。

【0078】

第１のポンプ７および／または第２のポンプ１２は、作動され、第１の熱伝達流体ループ４内、および第２の熱伝達流体ループ５内にて熱伝達流体を循環させる。電熱源８は、この場合、乗員室の加熱と、１つまたは複数のバッテリ１３の加熱とにエネルギーを供給する同一の熱源である。

【0079】

コンプレッサ１８は、停止状態であり、よって、クーラント回路２内のどのようなクーラントの循環も遮断する。

【0080】

図５〜図８は、熱調整装置１の第１の変形例を示す。この変形例は、図１〜図４を参照して説明した構造を用い、電気パワートレインに関連する電気部品、および、熱パワートレインに関連する構成要素の追加により、前記構造を完成する。

【0081】

以下の説明は、これらの追加に対して限定され、同様の要素およびそれらの構成に関しては、図１〜図４に関する説明を参照すべきである。

【0082】

熱伝達流体回路３は、第３の熱伝達流体ループ３０および／または第４の熱伝達流体ループ３１によって完成される。

【0083】

第３の熱伝達流体ループ３０は、第１の熱伝達流体ループ４および第２の熱伝達流体ループ５と並列に設置される。それは、第１の接続装置６と、第１のポンプ７および第２の相互接続点１７の間に位置する接続点とにおいて、熱伝達流体回路３に接続される。

【0084】

この第３の熱伝達流体ループ３０は、電気パワートレインの第２の電気部品交換器３２を少なくとも備える。このような第２の交換器は、電気パワートレインの電気部品と熱交換を行い、前記構成要素は、例えば、電気駆動モータ、ＡＣ−ＤＣ変換器、またはＤＣ−ＤＣ電圧変換器であり、前記ＤＣ−ＤＣ変換器は、特に、降圧変換器を形成する。

【0085】

この第２の電気部品交換器３２は、第１の電気部品交換器１１とは別個の交換器である。第２の交換器は、第３のポンプ３４と直列の第３の熱伝達流体ループ３０の一部を形成する第１のセクタ３３に設置され、このポンプは、特に電気ポンプであり、第３のループ３０における熱伝達流体の循環を確実にする。

【0086】

好適には、第３の熱伝達流体ループ３０は、電気パワートレインの一部を形成する、第３の電気部品交換器３８と、第４の電気部品交換器３９とをさらに備える。

【0087】

好適な実施形態として、第１の交換器１１は、パワートレインの少なくとも１つのバッテリ１３の熱調整に割当てられ、第２の交換器３２は、電気駆動モータの熱調整に割当てられ、第３の交換器３８は、ＡＣ−ＤＣ変換器の熱調整に割当てられ、第４の交換器３９は、ＤＣ−ＤＣ電圧変換器に割当てられ、前記変換器は、降圧変換器を形成する。

【0088】

この第３の熱伝達流体ループ３０は、第１のラジエータ３６を備える第２のセクタ３５をさらに備える。このラジエータは、気体／熱伝達流体熱交換器を形成し、その機能は、乗員室の外の空気に、第３の熱伝達流体ループ３０にて循環する熱伝達流体に存在するカロリーを放散することである。

【0089】

第２のセクタ３５は、第１のセクタ３３に並列であることに留意する。これら２つのセクタは、第３の相互接続装置３７によって互いに接続され、その機能は、第１のセクタ３３および／または第２のセクタ３５における熱伝達流体の循環を管理することである。例として、これは、第１のセクタ３３と、第２のセクタ３５との間の交点に設置される３方弁である。これは、それぞれのセクタに設置される２つの２方弁とすることもできる。最後に、第３の相互接続装置３７は、第２のセクタ３５に設置される単一の２方弁の形態とすることもできる。

【0090】

第４の熱伝達流体ループ３１は、第１の熱伝達流体ループ４と並列に設置される。これは、停止手段２９を介し、かつ、内部熱交換器９の下流および第１のポンプ７の上流に位置する接続点を介して、前記ループに接続される。

【0091】

第４の熱伝達流体ループ３１は、少なくとも１つの内燃機関４１を備える。従って、この第４のループにて循環する熱伝達流体は、内燃機関の冷却回路内で、特にそのシリンダヘッドを通して循環することが理解される。

【0092】

この循環は、第４のループ３１の第１の部分４０によって引き起こされ、この第１の部分４０内に内燃機関４１の冷却回路と、第４のループ３１にて熱伝達流体を循環するための第４のポンプ４２とが、直列に設置される。このような第４のポンプは、電気ポンプとすることができる。あるいは、すなわち内燃機関４１により駆動される、機械ポンプとすることができる。

【0093】

第４の熱伝達流体ループ３１は、第２の部分４３をさらに備え、この部分にて、第２のラジエータ４４が設置され、前記ラジエータは、気体／熱伝達流体熱交換器を形成する。この第２のラジエータ４４の機能は、第４の熱伝達流体ループ３１にて循環する熱伝達流体に存在するカロリーを、乗員室の外の空気に放散する

【0094】

第１の部分４０と、第２の部分４３とは、互いに並列に設置され、かつ、一方で、内燃機関４１の下流に位置する第４の相互接続装置４５により、他方で、第４のポンプ４２の上流に位置する接続点により、互いに接続される。

【0095】

図５に示される動作モードを、これより説明する。この動作モードは、乗員室を加熱する第２のモードに対応し、これは、図１〜図４を参照して説明されるように、電熱源８による第１の暖房モードの代替案または追加を形成することができる。

【0096】

クーラント回路は、ヒートポンプモードで動作する。コンプレッサ１８は、クーラントの圧力および温度を増加させる。その温度および圧力がこのように上昇されたクーラントは、第１の流体／流体熱交換器１０を通過する。クーラントは、次いで、この第１の流体／流体熱交換器１０にて循環する熱伝達流体に、そのカロリーを伝達する。第１のポンプ７の作動は、これらカロリーを、内部熱交換器９に向けて運ぶことを可能にし、この熱交換器は、次に、これらカロリーを内気流２８に伝達する。

【0097】

第１のレギュレータ２４は、クーラントが第２の流体／流体熱交換器１５に入り、最終的にコンプレッサ１８に戻る前に、クーラントの圧力を減少させる位置に配置される。

【0098】

第２のレギュレータ２６は、エバポレータ２５に向けたクーラントの循環を防止する閉位置に配置される。

【0099】

熱伝達流体回路３に関し、第１の熱伝達流体ループ４は、第２の熱伝達流体ループ５および第３の熱伝達流体ループ３０から分離されていることが見られる。この分離は、第１の相互接続装置６により生成され、この装置は、第１のループ４に存在する熱伝達流体が、第２のループ５に存在するクーラントに直面しない位置に配置される。

【0100】

この第１の相互接続装置６は、また、第２のループ５に存在する熱伝達流体を、第３のループ３０に存在する熱伝達流体と混合させる位置に配置される。これらのループにおける熱伝達流体の循環は、それぞれ参照番号１２および３４の、第２または第３のポンプの一方および／または他方の作動により、実施される。

【0101】

第２の交換器３２および／または第３の交換器３８および／または第４の交換器３９により集められたカロリーは、熱伝達流体によって、第２の流体／流体熱交換器１５に向けて送られる。

【0102】

また、第１の構成要素にて生成されたカロリーも、第１の熱交換器１１により集められ、第２の流体／流体熱交換器１５に向けて送られる。

【0103】

分岐１６にて循環する熱伝達流体にこのように存在するカロリーは、第２の流体／流体熱交換器１５によって、クーラントに伝達され、これは、その温度の上昇を助ける。第１の流体／流体熱交換器１０は、このように、熱ポンプサイクルの温点を形成し、一方で第２の流体／流体熱交換器１５は、このサイクルの冷点を形成する。電気パワートレインの電気部品により生成されるカロリーは、よって、慎重に用いられ、熱力学サイクルの効率を増加させる。

【0104】

サブ回路４６における循環方向は、第２のループ５における熱伝達流体の循環方向と反対であることに留意する。第１の電気部品交換器１１から到着する熱伝達流体は、第１の相互接続装置６から到着する熱伝達流体と混合し、共に第２の流体／流体熱交換器１５に供給を行う。

【0105】

この第２の流体／流体熱交換器１５を熱伝達流体が通過した後、熱伝達流体は、第２の相互接続装置１７によって、第２のポンプ１２に向けられた位置と第１のポンプ７に向けられた別の位置とで２つに分割される。

【0106】

この実施形態によれば、交換器１５および１０から内部交換器９へのエネルギーの伝達がある。

【0107】

図６は、乗員室を加熱する第３のモードに従って用いられる熱調整装置１の第１の変形例を示す。図５の詳細な説明の参照が行われ、以下の説明は、異なる点に限定される。

【0108】

この第３のモードは、上述の第２の暖房モードと組み合わされた、乗員室に存在する熱を回収するためのモードである。この第３の暖房モードにおいて、第２のレギュレータ２６は、エバポレータ２５に供給されるクーラントのために圧力開放を提供する位置に配置される。内気流２８は、この場合、再循環された空気の流れ、すなわち排他的に、またはその大部分が乗員室から来るものである。このような場合、この気流は高温であり、エバポレータ２５にて循環するクーラントを加熱するのに役立つ。

【0109】

エバポレータ２５にて循環するクーラントの一部は、第２の流体／流体熱交換器１５にて循環するクーラントの一部と混合され、コンプレッサ１８に戻る。

【0110】

電気パワートレインの電気部品により生成されたカロリーの回収に加えて、この暖房モードは、内気流に存在するカロリーも回収し、これは、ヒートポンプの効率の向上に役立つ。

【0111】

図７は、乗員室を加熱するための第４のモードに従い使用される熱調整装置１の第１の変形例を示す。

【0112】

この第４の暖房モードによれば、第３の熱伝達流体ループ３０は、第２の熱伝達流体ループ５から分離されている。この分離は、第３のループ３０内に存在する熱伝達流体が、第２の熱伝達流体ループ５内に存在する熱伝達流体と混合することを防止する位置に、第３の相互接続装置３７が置かれることによって引き起こされる。

【0113】

好適には、第３のポンプ３４は、熱伝達流体が第１のセクタ３３にて循環し、第２の交換器３２および／または第３の交換器３８および／または第４の交換器３９に存在するカロリーを回収するように作動される。この循環は、また、第１のラジエータ３６を通して、第２のセクタにおいても発生する。

【0114】

よって、乗員室の外の空気にカロリーを放散することにより、電気パワートレインの電気部品を冷却することが可能である。

【0115】

図５または図６を参照して述べられるモードと同じやり方で、第１の熱伝達流体ループ４は、第２の熱伝達流体ループ５から分離される。

【0116】

この第４の暖房モードにおいて、第２のループ５は、一部分が用いられる。これは、第２のポンプ１２と、第１の電気部品交換器１１と、分岐１６とを備えるサブ回路４６を、熱伝達流体が循環するためである。この循環は、第２のポンプ１２の作動により、および、第２の熱伝達流体ループ５の残り部分に向けて、すなわち、第３のポンプ３４に向けて熱伝達流体が向けられることを防止する位置に、第２の相互接続装置１７が置かれることにより、行われる。

【0117】

この状況において、サブ回路４６に循環する熱伝達流体は、電気部品、例えばバッテリ１３にて、カロリーを集め、このカロリーを、第２の流体／流体熱交換器１５に向けて運ぶ。

【0118】

第１のレギュレータ２４は、クーラントが第２の流体／流体熱交換器１５に入り、最終的にコンプレッサ１８に戻る前に、クーラントの圧力を開放する位置に置かれる。

【0119】

第２のレギュレータ２６は、エバポレータ２５に向けたクーラントの循環を防止する閉位置に置かれる。

【0120】

熱伝達流体に存在するカロリーは、よって、クーラントに伝達され、クーラント回路２により実施されるヒートポンプの冷点を形成する。内部熱交換器９に向けたこれらカロリーの伝達は、次いで、上述したように発生し、このやり方では、図５を参照する説明が参照される。

【0121】

図８は、第５の暖房モードに従って用いられる熱調整装置１の第１の変形例を示している。この乗員室を加熱するための第５のモードは、内気流２８に存在するカロリーの回収のみに基づく。

【0122】

電気パワートレインの電気部品は、一方で、接触状態とされ、乗員室の外の気流にカロリーを放散する。これを達成するために、第３のループは、第２の熱伝達流体ループ５と連通される。第３の相互接続装置３７は、第２のループ５から来る熱伝達流体を、第１のセクタ３３から来る熱伝達流体と混合することを可能にする位置に置かれる。

【0123】

第１の電気部品交換器１１にて集められるカロリーと、第２、第３および第４の電気部品交換器で集められるカロリーとは、第１のラジエータ３６における熱交換によって、外気流に伝達される。

【0124】

第１の熱伝達流体ループ４は、図５および図７を参照して説明された解決策と同じやり方で、第２の熱伝達流体ループ５から分離される。

【0125】

第１のレギュレータ２４は、第２の流体／流体熱交換器１５に向けたクーラントの循環を防止する位置に置かれる。

【0126】

第２のレギュレータ２６は、クーラントがエバポレータ２５に入る前で、最終的にコンプレッサ１８に戻る前に、クーラントの圧力を開放する位置に置かれる。内気再循環気流は、エバポレータ２５を通過し、前記気流の温度は、エバポレータ２５に入るクーラントの温度よりも高い。

【0127】

エバポレータ２５は、よって、ヒートポンプの冷点を形成し、一方、第１の流体／流体熱交換器１０は、このヒートポンプの温点を形成する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】