車輛用熱量管理系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】車輛用熱量管理系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)基于2012年8月28日申請(qǐng)的日本特許出愿2012-187153及2013年7月3日申請(qǐng)的日本特許出愿2013-139568主張優(yōu)先權(quán)，并作為參考將其公開內(nèi)容引入本申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及在車輛中使用的熱量管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，在專利文獻(xiàn)I中記載有一種熱量管理系統(tǒng)，該熱量管理系統(tǒng)具備:與蓄電池系統(tǒng)進(jìn)行熱交換的第一冷卻材料環(huán)路；至少與一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)組件進(jìn)行熱交換的第二冷卻材料環(huán)路；對(duì)兩個(gè)冷卻材料環(huán)路并聯(lián)地動(dòng)作的第一模式和兩個(gè)冷卻材料環(huán)路串聯(lián)地動(dòng)作的第二模式進(jìn)行切換的閥。
[0004]在該以往技術(shù)中，第一冷卻材料環(huán)路具備第一冷卻材料儲(chǔ)存器，第二冷卻材料環(huán)路具備第二冷卻材料儲(chǔ)存器，第一冷卻材料儲(chǔ)存器及第二冷卻材料儲(chǔ)存器組合為單一的雙環(huán)路儲(chǔ)存器。
[0005]在組合為單一的雙環(huán)路儲(chǔ)存器的冷卻材料儲(chǔ)存器中形成有將第一、第二冷卻材料儲(chǔ)存器的腔室彼此連通的冷卻材料通路，冷卻材料能夠在第一冷卻材料儲(chǔ)存器與第二冷卻材料儲(chǔ)存器之間流通。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-255879號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明人的研宄，在兩個(gè)冷卻材料環(huán)路并聯(lián)地動(dòng)作的第一模式中，在各個(gè)冷卻材料環(huán)路的泵輸出存在差異的情況下，存在閥的內(nèi)部產(chǎn)生冷卻材料泄漏的可能性。當(dāng)閥的內(nèi)部產(chǎn)生冷卻材料泄漏時(shí)，從泵輸出較大且壓力較高的冷卻材料環(huán)路向泵輸出較小且壓力較低的冷卻材料環(huán)路持續(xù)流動(dòng)微少量的冷卻材料。
[0010]兩個(gè)冷卻材料環(huán)路由于形成為不從外部供給冷卻材料的閉合的回路，因此，若從高壓側(cè)冷卻材料環(huán)路向低壓側(cè)的冷卻材料環(huán)路持續(xù)流動(dòng)微少量的冷卻材料，則高壓側(cè)的冷卻材料環(huán)路的液量持續(xù)減少，低壓側(cè)的冷卻材料環(huán)路的液量逐漸增加，儲(chǔ)存箱內(nèi)的低壓側(cè)的腔室的冷卻材料的水位持續(xù)上升，液面抬高。
[0011]不久，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的腔室的冷卻材料的液面到達(dá)冷卻材料通路的水平時(shí)，低壓側(cè)的腔室的冷卻材料通過(guò)冷卻材料通路向高壓側(cè)的腔室流入。由此，在儲(chǔ)存箱與閥之間形成局部的環(huán)狀回路，因此，導(dǎo)致泵動(dòng)力、壓縮機(jī)動(dòng)力被浪費(fèi)地消耗。
[0012]而且，上述以往技術(shù)只不過(guò)是將兩個(gè)冷卻材料環(huán)路串聯(lián)?并聯(lián)地切換，不能相對(duì)于溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備任意地切換流通不同的溫度帶的熱介質(zhì)。因此，難以根據(jù)狀況將溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備調(diào)整為適當(dāng)?shù)臏囟取?br>[0013]本發(fā)明是鑒于上述點(diǎn)做成的，其目的在于提供能切換向溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備循環(huán)的熱介質(zhì)且能抑制因儲(chǔ)存箱而形成局部的環(huán)狀回路的車輛用熱量管理系統(tǒng)。
[0014]另外，本發(fā)明的目的還在于，在選擇性地使多個(gè)流路彼此連通而形成多個(gè)熱介質(zhì)回路的車輛用熱量管理系統(tǒng)中能將熱介質(zhì)回路的壓力維持在規(guī)定范圍內(nèi)。
[0015]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的車輛用空調(diào)系統(tǒng)具備第一泵及第二泵、溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備、熱交換器、多個(gè)流路、第一切換部、第二切換部及儲(chǔ)存箱。第一泵及第二泵吸入并噴出液體的熱介質(zhì)。溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備通過(guò)熱介質(zhì)而被調(diào)整溫度。熱交換器與熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換。多個(gè)流路是供熱介質(zhì)流通的流路，包括配置有第一泵的第一泵配置流路、配置有第二泵的第二泵配置流路、以及配置有溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備及熱交換器中的至少一個(gè)設(shè)備的設(shè)備配置流路。多個(gè)流路的一端側(cè)與第一切換部連接，第一切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。多個(gè)流路的另一端側(cè)與第二切換部連接，該第二切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。儲(chǔ)存箱儲(chǔ)存熱介質(zhì)。
[0016]第一切換部及第二切換部以使多個(gè)流路中的至少一個(gè)流路與第一泵配置流路連通而形成第一熱介質(zhì)回路、多個(gè)流路中的至少一個(gè)其他流路與第二泵配置流路連通而形成第二熱介質(zhì)回路的方式進(jìn)行動(dòng)作。儲(chǔ)存箱構(gòu)成為使所儲(chǔ)存的熱介質(zhì)的液面的壓力成為規(guī)定壓力，并且僅與多個(gè)流路中的一個(gè)流路連接。
[0017]據(jù)此，通過(guò)第一切換部及第二切換部切換多個(gè)流路彼此的連通狀態(tài)，而能切換向溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備循環(huán)的熱介質(zhì)。
[0018]而且，儲(chǔ)存箱僅與多個(gè)流路中的一個(gè)流路連接，因此，能抑制因儲(chǔ)存箱形成局部的環(huán)狀回路。
[0019]或者，本發(fā)明的車輛用空調(diào)系統(tǒng)也可以具備第一泵、第二泵及第三泵、溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備、熱交換器、多個(gè)流路、第一切換部、第二切換部、儲(chǔ)存箱、循環(huán)流路以及至少一個(gè)連接流路。第一泵、第二泵及第三泵吸入并噴出液體的熱介質(zhì)。溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備通過(guò)熱介質(zhì)而被調(diào)整溫度。熱交換器與熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換。多個(gè)流路是供熱介質(zhì)流通的流路，包括配置有第一泵的第一泵配置流路、配置有第二泵的第二泵配置流路、以及配置有溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備及熱交換器中的至少一個(gè)設(shè)備的設(shè)備配置流路。多個(gè)流路的一端側(cè)與第一切換部連接，該第一切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。多個(gè)流路的另一端側(cè)與第二切換部連接，該第二切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。儲(chǔ)存箱儲(chǔ)存熱介質(zhì)。在循環(huán)流路中配置有第三泵，該循環(huán)流路供熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)。連接流路使配置有第三泵且供熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的循環(huán)流路和多個(gè)流路中的至少一個(gè)流路連接。
[0020]第一切換部及第二切換部以使多個(gè)流路中的至少一個(gè)流路與第一泵配置流路連通而形成第一熱介質(zhì)回路、多個(gè)流路中的至少一個(gè)其他流路與第二泵配置流路連通而形成第二熱介質(zhì)回路的方式進(jìn)行動(dòng)作。儲(chǔ)存箱構(gòu)成為使所儲(chǔ)存的熱介質(zhì)的液面的壓力成為規(guī)定壓力，并且與循環(huán)流路連接。
[0021]據(jù)此，通過(guò)第一切換部及第二切換部切換多個(gè)流路彼此的連通狀態(tài)，而能夠切換向溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備循環(huán)的熱介質(zhì)。
[0022]而且，儲(chǔ)存箱經(jīng)由循環(huán)流路僅與多個(gè)流路中的一個(gè)流路連接，因此，能抑制因儲(chǔ)存箱形成局部的環(huán)狀回路。
[0023]或者，本發(fā)明的車輛用熱量管理系統(tǒng)也可以具備第一泵及第二泵、溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備、熱交換器、多個(gè)流路、第一切換部、第二切換部、一個(gè)或兩個(gè)儲(chǔ)存箱以及壓力調(diào)整閥。第一泵及第二泵吸入并噴出液體的熱介質(zhì)。溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備通過(guò)熱介質(zhì)而被調(diào)整溫度。熱交換器通過(guò)與熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換而使熱介質(zhì)的溫度變化。多個(gè)流路是供熱介質(zhì)流通的流路，包括配置有第一泵的第一泵配置流路、配置有第二泵的第二泵配置流路、以及配置有溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備及熱交換器中的至少一個(gè)設(shè)備的設(shè)備配置流路。多個(gè)流路的一端側(cè)與第一切換部連接，該第一切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。多個(gè)流路的另一端側(cè)與第二切換部連接，該第二切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。儲(chǔ)存箱與多個(gè)流路中的規(guī)定的流路連接，并且儲(chǔ)存熱介質(zhì)。壓力調(diào)整閥在多個(gè)流路中的連接有儲(chǔ)存箱的流路的內(nèi)部壓力或儲(chǔ)存箱的內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)開閥。
[0024]第一切換部及第二切換部以使多個(gè)流路中的至少一個(gè)流路與第一泵配置流路連通而形成第一熱介質(zhì)回路、多個(gè)流路中的至少一個(gè)其他流路與第二泵配置流路連通而形成第二熱介質(zhì)回路的方式進(jìn)行動(dòng)作。
[0025]據(jù)此，當(dāng)多個(gè)流路中的連接有儲(chǔ)存箱的流路的內(nèi)部壓力或儲(chǔ)存箱的內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)壓力調(diào)整閥進(jìn)行閉閥，因此，能將熱介質(zhì)回路的壓力維持在規(guī)定范圍內(nèi)。
[0026]或者，本發(fā)明的車輛用空調(diào)系統(tǒng)也可以具備第一泵、第二泵及第三泵、溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備、熱交換器、多個(gè)流路、第一切換部、第二切換部、循環(huán)流路、至少一個(gè)連接流路、一個(gè)或兩個(gè)儲(chǔ)存箱、以及壓力調(diào)整閥。第一泵、第二泵及第三泵吸入并噴出液體的熱介質(zhì)。溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備通過(guò)熱介質(zhì)而被調(diào)整溫度。熱交換器與熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換而使熱介質(zhì)的溫度變化。多個(gè)流路是供熱介質(zhì)流通的流路，包括配置有第一泵的第一泵配置流路、配置有第二泵的第二泵配置流路、以及配置有溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備及熱交換器中的至少一個(gè)設(shè)備的設(shè)備配置流路。多個(gè)流路的一端側(cè)與第一切換部連接，該第一切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。多個(gè)流路的另一端側(cè)與第二切換部連接，該第二切換部使多個(gè)流路彼此選擇性地連通。在循環(huán)流路中配置有第三泵，該循環(huán)流路供熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)。連接流路將多個(gè)流路中的至少一個(gè)流路與循環(huán)流路連接。儲(chǔ)存箱與多個(gè)流路及循環(huán)流路中的規(guī)定的流路連接，并且儲(chǔ)存熱介質(zhì)。壓力調(diào)整閥在規(guī)定的流路的內(nèi)部壓力或儲(chǔ)存箱的內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)開閥。
[0027]第一切換部及第二切換部以使多個(gè)流路中的至少一個(gè)流路與第一泵配置流路連通而形成第一熱介質(zhì)回路、多個(gè)流路中的其他的至少一個(gè)流路與第二泵配置流路連通而形成第二熱介質(zhì)回路的方式進(jìn)行動(dòng)作。
[0028]據(jù)此，當(dāng)多個(gè)流路及所述循環(huán)流路中的連接有儲(chǔ)存箱的流路的內(nèi)部壓力或儲(chǔ)存箱的內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)壓力調(diào)整閥進(jìn)行閉閥，因此，能將熱介質(zhì)回路的壓力維持在規(guī)定范圍內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是第一實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖2是表示第一實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的電控制部的框圖。
[0031]圖3是第二實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖4是第三實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖5是第四實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖6是表示第四實(shí)施方式的負(fù)壓閥、加壓閥及帽結(jié)構(gòu)部的剖視圖。
[0035]圖7是第五實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖8是表示第五實(shí)施方式的儲(chǔ)存箱的剖視圖。
[0037]圖9是第六實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0038]圖10是表示第六實(shí)施方式的儲(chǔ)存箱的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
[0039]圖11是第七實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖12是第八實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0041]圖13是第九實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0042]圖14是第十實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0043]圖15是表示第十實(shí)施方式的第二切換閥的剖視圖。
[0044]圖16是第十一實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，表示一動(dòng)作模式。
[0045]圖17是第十一實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，表示另一動(dòng)作模式。
[0046]圖18是第十一實(shí)施方式的第一變形例的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0047]圖19是第十一實(shí)施方式的第二變形例的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0048]圖20是第十二實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0049]圖21是第十三實(shí)施方式的車輛用熱量管理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0050]圖22是表示第十三實(shí)施方式的儲(chǔ)存箱的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下，基于【附圖說(shuō)明】實(shí)施方式。需要說(shuō)明的是，在以下的各實(shí)施方式彼此之中，在附圖中對(duì)彼此相同或等同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
[0052](第一實(shí)施方式)
[0053]以下，說(shuō)明第一實(shí)施方式。圖1所示的車輛用熱量管理系統(tǒng)10用于將車輛所具備的各種溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備(需要冷卻或加熱的設(shè)備)冷卻為適當(dāng)?shù)臏囟取?br>[0054]在本第一實(shí)施方式中，將熱量管理系統(tǒng)10應(yīng)用于從發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))及行駛用馬達(dá)獲得車輛行駛用的驅(qū)動(dòng)力的混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車。
[0055]混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車根據(jù)車輛的行駛負(fù)荷、電池的儲(chǔ)電余量等使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作或停止，從而能切換從發(fā)動(dòng)機(jī)及行駛用電動(dòng)馬達(dá)雙方獲得驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行行駛的行駛狀態(tài)(HV行駛)、使發(fā)動(dòng)機(jī)10停止而僅從行駛用電動(dòng)馬達(dá)獲得驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行行駛的行駛狀態(tài)(EV行駛)等。由此，與作為車輛行駛用的驅(qū)動(dòng)源僅具有發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛相比較，能提高燃料利用率。
[0056]另外，混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車構(gòu)成為插電式混合動(dòng)力(plug-1n hybrid)機(jī)動(dòng)車，該插電式混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車能夠?qū)④囕v停車時(shí)從外部電源(商用電源)供給的電力向搭載于車輛的電池(車載蓄電池)充電。作為電池，例如能夠使用鋰離子電池。
[0057]從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)力不僅使用于車輛行駛，還使用于使發(fā)電機(jī)動(dòng)作。并且，能夠?qū)⒗冒l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力以及從外部電源供給的電力存儲(chǔ)于電池，存儲(chǔ)于電池的電力不僅供給至行駛用馬達(dá)，還供給至以構(gòu)成冷卻系統(tǒng)的電動(dòng)式構(gòu)成設(shè)備為代表的各種車載設(shè)備。
[0058]如圖1所示，熱量管理系統(tǒng)10具備多個(gè)流路11-16、第一切換閥21、第二切換閥22、第一泵23、第二泵24 (多個(gè)泵)以及散熱器26 (熱交換器)。
[0059]多個(gè)流路11-16為供冷卻水流動(dòng)的冷卻水流路。多個(gè)流路11-16由樹脂材料(尼龍、聚鄰苯二甲酰胺等)、金屬材料(SUS)等硬配管以及橡膠材料(EPDM)等軟管配管形成。
[0060]冷卻水是作為熱介質(zhì)的流體。作為冷卻水，使用至少包含乙二醇、二甲聚硅氧烷或納米流體的液體。
[0061]多個(gè)流路11-16的一端側(cè)與第一切換閥21連接，另一端側(cè)與第二切換閥22連接。
[0062]第一切換閥21具有供冷卻水流入的第一入口 21a及第二入口 21b、和供冷卻水流出的第一出口 21c、第二出口 21d、第三出口 21e及第四出口 21f。第一切換閥21為切換第一、第二入口 21a、21b與第一?第四出口 21c、21d、21e、21f的連通狀態(tài)的第一切換部。
[0063]在第一入口 21a連接多個(gè)流路11_16中的第一流路11的一端側(cè)。在第二入口 21b連接多個(gè)流路11-16中的第二流路12的一端側(cè)。
[0064]在第一出口 21c連接多個(gè)流路11-16中的第三流路13的一端側(cè)。在第二出口 21d連接多個(gè)流路11-16中的第四流路14的一端側(cè)。在第三出口 2Ie連接多個(gè)流路11-16中的第五流路15的一端側(cè)。在第四出口 21f連接多個(gè)流路11-16中的第6流路16的一端側(cè)。因此，第一切換閥21使多個(gè)流路11-16彼此選擇性地連通。
[0065]第二切換閥22具有供冷卻水流出的第一出口 22a及第二出口 22b、和供冷卻水流入的第一入口 22c、第二入口 22d、第三入口 22d及第四入口 22f。第二切換閥22為切換第一、第二出口 22a、22b與第一?第四入口 22c-22f的連通狀態(tài)的第二切換部。
[0066]在第一出口 22a連接多個(gè)流路11-16中的第一流路11的另一端側(cè)。在第二出口22b連接多個(gè)流路11-16中的第二流路12的另一端側(cè)。
[0067]在第一入口 22c連接多個(gè)流路11-16中的第三流路13的另一端側(cè)。在第二入口22d連接多個(gè)流路11-16中的第四流路14的另一端側(cè)。在第三入口 22e連接多個(gè)流路11-16中的第五流路15的另一端側(cè)。在第四入口 22f連接多個(gè)流路11-16中的第6流路16的另一端側(cè)。因此，第二切換閥22使多個(gè)流路11-16彼此選擇性地連通。
[0068]第一泵23及第二泵24是用于將冷卻水吸入并噴出的電動(dòng)泵。第一泵23配置于第一流路11 (第一泵配置流路)，第二泵24配置于第二流路12 (第二泵配置流路)。第一泵23及第二泵24均配置為將冷卻水從第二切換閥22側(cè)吸入并向第一切換閥21側(cè)噴出。
[0069]散熱器26是通過(guò)使冷卻水與車室外空氣(以下稱為外部氣體)進(jìn)行熱交換而使冷卻水的熱量向外部氣體散熱的散熱用的熱交換器(空氣熱介質(zhì)熱交換器)。散熱器26配置于第一流路11中的第一泵23與第二切換閥22之間的部位。
[0070]雖省略圖示，但散熱器26配置于車輛的最前部。外部氣體向散熱器26的送風(fēng)由室外送風(fēng)機(jī)27進(jìn)行。在車輛行駛時(shí)，行駛風(fēng)與散熱器26接觸。
[0071]在第一流路11中的比散熱器26靠第二切換閥22側(cè)的部位，經(jīng)由三通閥29連接有旁通流路28的一端側(cè)。在第一流路11中的比散熱器26靠第一切換閥21側(cè)的部位連接有旁通流路28的另一端側(cè)。三通閥29對(duì)第一流路11的熱介質(zhì)向散熱器26流動(dòng)的情況和向旁通流路28流動(dòng)的情況進(jìn)行切換。
[0072]在第三流路13(設(shè)備配置流路)中，彼此串聯(lián)地配置有作為溫度調(diào)整對(duì)象設(shè)備的逆變器31及行駛用電動(dòng)馬達(dá)32。為了以使逆變器31與馬達(dá)32的配置關(guān)系為適時(shí)并聯(lián)或串聯(lián)或使一方的流量減小的方式進(jìn)行流路分配控制，也可以配置多通閥(未圖示)。
[0073]逆變器31為將從電池供給來(lái)的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力而向行駛用馬達(dá)輸出的電力轉(zhuǎn)換裝置，構(gòu)成動(dòng)力控制單元。
[0074]動(dòng)力控制單元是為了驅(qū)動(dòng)行駛用馬達(dá)而對(duì)電池的輸