車用空調(diào)裝置、電動(dòng)壓縮機(jī)以及車輛的空調(diào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車用空調(diào)裝置、電動(dòng)壓縮機(jī)以及車輛的空調(diào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車(Electric Vehicle:EV)由于不具備作為內(nèi)燃機(jī)構(gòu)的引擎，因此無法在制暖中利用引擎排熱。
[0003]并且，在具備引擎的混合動(dòng)力汽車(Hybrid Electric Vehicle:HEV)及插電式混合動(dòng)力汽車(Plug-1n Hybrid Electric Vehicle:PHEV)中，為了節(jié)省耗油量，盡可能地控制使引擎停止。因此，正在研究使用制冷劑的熱栗制暖或者通過以冷卻劑為媒介的電加熱器進(jìn)行的制暖。
[0004]由于在制暖運(yùn)行中使用的消耗電力非常大，因此作為進(jìn)行制暖運(yùn)行的系統(tǒng)，期望是高COP (Coefficient Of Performance:成績系數(shù))制暖的熱栗系統(tǒng)。這是因?yàn)殡娂訜崞鞯腃0P比1小。然而，在外部氣溫較低時(shí)(例如-10度以下)的熱栗制暖中，空氣中的水分冷凝而在室外熱交換器上形成結(jié)霜(Frost)，從而有可能導(dǎo)致制暖能力下降。
[0005]在家庭用的室內(nèi)空調(diào)等中，若發(fā)生結(jié)霜，則進(jìn)行反轉(zhuǎn)運(yùn)行(從制暖運(yùn)行變更為制冷運(yùn)行)，對(duì)室外熱交換器進(jìn)行除霜。然而，在車用熱栗系統(tǒng)中，若進(jìn)行同樣的除霜，則制暖運(yùn)行將會(huì)停止。
[0006]為了解決該問題，在專利文獻(xiàn)1中公開的汽車用冷暖氣裝置中，在作為蒸發(fā)器發(fā)揮功能的室外熱交換器(主冷凝器)的制冷劑出口側(cè)配置有溫水制冷劑熱交換器。并且，汽車用冷暖氣裝置在外部氣溫較低的區(qū)域，當(dāng)室外熱交換器變?yōu)榻Y(jié)霜狀態(tài)時(shí)，將無法利用室外熱交換器吸收的不足熱量通過溫水制冷劑熱交換器進(jìn)行加熱并使其蒸發(fā)，從而確保必要的制暖能力。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利特許第3939445號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]然而，專利文獻(xiàn)1中公開的汽車用冷暖氣裝置除了溫水制冷劑熱交換器之外，還必須具有內(nèi)部裝有對(duì)溫水進(jìn)行加熱的護(hù)套式加熱器的溫水槽、用于將溫水向溫水制冷劑熱交換器供給的配管和栗。因此，專利文獻(xiàn)1中公開的汽車用冷暖氣裝置產(chǎn)生了部件數(shù)量增加、重量增加和成本上升的問題。
[0012]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于，提供一種既能夠抑制重量增加和成本上升，又能夠提高對(duì)制冷劑的加熱能力的車用空調(diào)裝置、電動(dòng)壓縮機(jī)以及車輛的空調(diào)方法。
[0013]技術(shù)方案
[0014]為解決上述課題，本發(fā)明的車用空調(diào)裝置、電動(dòng)壓縮機(jī)以及車輛的空調(diào)方法采用以下方式。
[0015]本發(fā)明的第一方式所涉及的車用空調(diào)裝置具有:制暖運(yùn)行用熱栗循環(huán)系統(tǒng)，其經(jīng)由制冷劑配管按照壓縮制冷劑的電動(dòng)壓縮機(jī)、車廂內(nèi)冷凝器、節(jié)流閥和車廂外熱交換器的順序連接；和所述電動(dòng)壓縮機(jī)用的逆變器，其使用由高耐熱性半導(dǎo)體元件構(gòu)成的功率元件，其中，所述逆變器以能夠用所述功率元件對(duì)被所述電動(dòng)壓縮機(jī)壓縮的所述制冷劑進(jìn)行加熱的方式設(shè)置在所述電動(dòng)壓縮機(jī)上，在所述熱栗循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行制暖運(yùn)行時(shí)，所述功率元件對(duì)所述制冷劑進(jìn)行加熱。
[0016]本結(jié)構(gòu)所涉及的車用空調(diào)裝置具有熱栗循環(huán)系統(tǒng)，其經(jīng)由制冷劑配管按照壓縮制冷劑的電動(dòng)壓縮機(jī)、車廂內(nèi)冷凝器、節(jié)流閥和車廂外熱交換器的順序連接。
[0017]電動(dòng)壓縮機(jī)受逆變器控制，所述逆變器使用由高耐熱性半導(dǎo)體元件構(gòu)成的功率元件。高耐熱性半導(dǎo)體元件例如是SiC。
[0018]并且，功率元件以能夠?qū)Ρ浑妱?dòng)壓縮機(jī)壓縮的制冷劑進(jìn)行加熱的方式配置在電動(dòng)壓縮機(jī)上。即，電動(dòng)壓縮機(jī)與逆變器一體化。
[0019]通過由高耐熱性半導(dǎo)體元件構(gòu)成功率元件，功率元件能夠利用高耐熱性半導(dǎo)體元件本身產(chǎn)生的熱量對(duì)制冷劑進(jìn)行加熱。即，本結(jié)構(gòu)用高耐熱性半導(dǎo)體元件構(gòu)成在逆變器中使用的功率元件，在熱栗循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行制暖運(yùn)行時(shí)，將其作為加熱制冷劑的熱源加以利用。
[0020]因此，本結(jié)構(gòu)既能夠抑制重量的增加和成本上升，又能夠提高對(duì)制冷劑的加熱能力。
[0021]在上述第一方式中，優(yōu)選具有:蓄能器，其連接在所述車廂外熱交換器與所述電動(dòng)壓縮機(jī)之間；以及旁路配管，其繞過所述蓄能器，連接所述車廂外熱交換器與所述電動(dòng)壓縮機(jī)，當(dāng)所述功率元件對(duì)所述制冷劑進(jìn)行加熱時(shí)，所述制冷劑通過所述旁路配管從所述車廂外熱交換器向所述電動(dòng)壓縮機(jī)輸送。
[0022]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，制冷劑并不經(jīng)由蓄能器，而是以氣液的狀態(tài)導(dǎo)入電動(dòng)壓縮機(jī)。與氣體狀態(tài)相比，制冷劑在氣液的狀態(tài)下其熱傳導(dǎo)率更高。因此，氣液狀的制冷劑能夠有效地吸收功率兀件發(fā)出的熱量。
[0023]在上述第一方式中，優(yōu)選當(dāng)所述功率元件對(duì)所述制冷劑進(jìn)行加熱時(shí)，與所述功率元件不對(duì)所述制冷劑進(jìn)行加熱時(shí)相比，功率元件的效率有所下降。
[0024]若功率元件的效率下降，則功率元件的發(fā)熱量增加。因此，功率元件能夠進(jìn)一步加熱制冷劑。
[0025]上述第一方式中，優(yōu)選所述電動(dòng)壓縮機(jī)能夠通過車輛外部電源的電力運(yùn)行。
[0026]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可在人員搭乘車輛前事先使加熱器運(yùn)行后對(duì)車廂內(nèi)進(jìn)行制暖，可提高乘客的舒適性。
[0027]本發(fā)明的第二方式所涉及的電動(dòng)壓縮機(jī)為用于車用空調(diào)裝置的電動(dòng)壓縮機(jī)，其設(shè)置有逆變器，該逆變器使用由高耐熱性半導(dǎo)體元件構(gòu)成的功率元件，所述功率元件以能夠?qū)嚎s的制冷劑進(jìn)行加熱的方式配置。
[0028]本發(fā)明的第三方式所涉及的車輛的空調(diào)方法是使用了制暖運(yùn)行用熱栗循環(huán)系統(tǒng)的車輛的空調(diào)方法，所述熱栗循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)由制冷劑配管按照壓縮制冷劑的電動(dòng)壓縮機(jī)、車廂內(nèi)冷凝器、節(jié)流閥和車廂外熱交換器的順序連接，使用由高耐熱性半導(dǎo)體元件構(gòu)成的功率元件的所述電動(dòng)壓縮機(jī)用的逆變器以能夠用所述功率元件對(duì)被所述電動(dòng)壓縮機(jī)壓縮的所述制冷劑進(jìn)行加熱的方式設(shè)置在所述電動(dòng)壓縮機(jī)上，在所述熱栗循環(huán)系統(tǒng)的制暖運(yùn)行時(shí)，所述功率元件對(duì)所述制冷劑進(jìn)行加熱。
[0029]有益效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明，具有既能夠抑制重量的增加和成本上升，又能夠提高對(duì)制冷劑的加熱能力的有益效果。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的熱栗式車用空調(diào)裝置的制冷劑路線圖。
[0032]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)壓縮機(jī)的概要構(gòu)成圖。
[0033]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)壓縮機(jī)的概要截面圖。
[0034]圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的功率元件配置在電動(dòng)壓縮機(jī)上的位置的詳細(xì)截面圖。
[0035]圖5是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的熱栗式車用空調(diào)裝置的制冷運(yùn)行時(shí)的制冷劑的流向的制冷劑路線圖。
[0036]圖6是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的熱栗式車用空調(diào)裝置的制熱運(yùn)行時(shí)的制冷劑的流向的制冷劑路線圖。
[0037]圖7是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的熱栗式車用空調(diào)裝置的功率元件熱源制熱運(yùn)行時(shí)的制冷劑的流向的制冷劑路線圖。
[0038]圖8是本發(fā)明的改進(jìn)例所涉及的熱栗式車用空調(diào)裝置的制冷劑路線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的車用空調(diào)裝置、電動(dòng)壓縮機(jī)及車輛的空調(diào)方法的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0040]圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的車用空調(diào)裝置10的制冷劑路線圖。
[0041]本實(shí)施方式所涉及的車用空調(diào)裝置10具有:HVAC單元(Heating Ventilat1nand Air Condit1n Unit:暖通空調(diào)單元)12，和能夠制冷制熱的熱栗循環(huán)系統(tǒng)16。
[0042]HVAC單元12具備:鼓風(fēng)機(jī)20，其通過內(nèi)外氣體切換風(fēng)門18將來自車廂內(nèi)的內(nèi)部空氣或來自車廂外的外部空氣切換導(dǎo)入，并壓送到下游側(cè)；以及車廂內(nèi)蒸發(fā)器24和車廂內(nèi)冷凝器26，