[发明专利]车用空调装置、电动压缩机以及车辆的空调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用空调装置、电动压缩机以及车辆的空调方法。

背景技术

电动汽车(Electric Vehicle：EV)由于不具备作为内燃机构的引擎，因此无法在制暖中利用引擎排热。

并且，在具备引擎的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle：HEV)及插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle：PHEV)中，为了节省耗油量，尽可能地控制使引擎停止。因此，正在研究使用制冷剂的热泵制暖或者通过以冷却剂为媒介的电加热器进行的制暖。

由于在制暖运行中使用的消耗电力非常大，因此作为进行制暖运行的系统，期望是高COP(Coefficient Of Performance：成绩系数)制暖的热泵系统。这是因为电加热器的COP比1小。然而，在外部气温较低时(例如-10度以下)的热泵制暖中，空气中的水分冷凝而在室外热交换器上形成结霜(Frost)，从而有可能导致制暖能力下降。

在家庭用的室内空调等中，若发生结霜，则进行反转运行(从制暖运行变更为制冷运行)，对室外热交换器进行除霜。然而，在车用热泵系统中，若进行同样的除霜，则制暖运行将会停止。

为了解决该问题，在专利文献1中公开的汽车用冷暖气装置中，在作为蒸发器发挥功能的室外热交换器(主冷凝器)的制冷剂出口侧配置有温水制冷剂热交换器。并且，汽车用冷暖气装置在外部气温较低的区域，当室外热交换器变为结霜状态时，将无法利用室外热交换器吸收的不足热量通过温水制冷剂热交换器进行加热并使其蒸发，从而确保必要的制暖能力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第3939445号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1中公开的汽车用冷暖气装置除了温水制冷剂热交换器之外，还必须具有内部装有对温水进行加热的护套式加热器的温水槽、用于将温水向温水制冷剂热交换器供给的配管和泵。因此，专利文献1中公开的汽车用冷暖气装置产生了部件数量增加、重量增加和成本上升的问题。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种既能够抑制重量增加和成本上升，又能够提高对制冷剂的加热能力的车用空调装置、电动压缩机以及车辆的空调方法。

技术方案

为解决上述课题，本发明的车用空调装置、电动压缩机以及车辆的空调方法采用以下方式。

本发明的第一方式所涉及的车用空调装置具有：制暖运行用热泵循环系统，其经由制冷剂配管按照压缩制冷剂的电动压缩机、车厢内冷凝器、节流阀和车厢外热交换器的顺序连接；所述电动压缩机用的逆变器，其使用由高耐热性半导体元件构成的功率元件；蓄能器，其连接在所述车厢外热交换器与所述电动压缩机之间；和旁路配管，其绕过所述蓄能器，连接所述车厢外热交换器与所述电动压缩机，其中，所述逆变器以能够用所述功率元件对被所述电动压缩机压缩的所述制冷剂进行加热的方式设置在所述电动压缩机上，在所述热泵循环系统进行制暖运行时，所述功率元件对所述制冷剂进行加热，当所述功率元件对所述制冷剂进行加热时，所述制冷剂通过所述旁路配管从所述车厢外热交换器向所述电动压缩机输送。

本结构所涉及的车用空调装置具有热泵循环系统，其经由制冷剂配管按照压缩制冷剂的电动压缩机、车厢内冷凝器、节流阀和车厢外热交换器的顺序连接。

电动压缩机受逆变器控制，所述逆变器使用由高耐热性半导体元件构成的功率元件。高耐热性半导体元件例如是SiC。

并且，功率元件以能够对被电动压缩机压缩的制冷剂进行加热的方式配置在电动压缩机上。即，电动压缩机与逆变器一体化。

通过由高耐热性半导体元件构成功率元件，功率元件能够利用高耐热性半导体元件本身产生的热量对制冷剂进行加热。即，本结构用高耐热性半导体元件构成在逆变器中使用的功率元件，在热泵循环系统进行制暖运行时，将其作为加热制冷剂的热源加以利用。

因此，本结构既能够抑制重量的增加和成本上升，又能够提高对制冷剂的加热能力。

并且，根据本结构，制冷剂并不经由蓄能器，而是以气液的状态导入电动压缩机。与气体状态相比，制冷剂在气液的状态下其热传导率更高。因此，气液状的制冷剂能够有效地吸收功率元件发出的热量。

在上述第一方式中，优选当所述功率元件对所述制冷剂进行加热时，与所述功率元件不对所述制冷剂进行加热时相比，功率元件的效率有所下降。

若功率元件的效率下降，则功率元件的发热量增加。因此，功率元件能够进一步加热制冷剂。