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JP3112043B2 - 電気自動車用暖房装置 - Google Patents

電気自動車用暖房装置

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JP3112043B2
JP3112043B2 JP04065185A JP6518592A JP3112043B2 JP 3112043 B2 JP3112043 B2 JP 3112043B2 JP 04065185 A JP04065185 A JP 04065185A JP 6518592 A JP6518592 A JP 6518592A JP 3112043 B2 JP3112043 B2 JP 3112043B2
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water
heat
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、充電中に加熱された温
水を電気自動車への乗車時にヒートポンプの吸熱源とし
て使用するようにした電気自動車用暖房装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電気自動車のようにエンジン
冷却水を有さないものにおいては、ヒートポンプを用い
て車室内の暖房を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ヒートポン
プにより車室内を暖房する電気自動車においては、冷媒
蒸発器として働く室外熱交換器で外気（例えば０℃）と
冷媒とが熱交換することにより、ヒートポンプの成績係
数が悪く、所望の暖房能力を得るために大きな動力が必
要となるので、冷媒圧縮機で消費する電力が大きく車載
電源が大きく消耗する。なお、車載電源は電気自動車の
走行用モータへも電力を供給しているので、電気自動車
の走行距離の低下を招いてしまうという課題があった。
また、ヒートポンプは、低温時の暖房の立ち上がりが悪
いため、乗車してから直ちに車室内の暖房を行えないと
いう課題があった。本発明は、電気自動車の走行距離の
低下を防止し、且つ車室内の暖房の立ち上がりを早くす
る電気自動車用暖房装置の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、車載電源より
電力の供給を受けて作動する電動式の冷媒圧縮機、車室
内に配され、前記冷媒圧縮機より吐出された冷媒と空気
とを熱交換させて車室内を暖房する室内熱交換器、およ
び車室外に配され、冷媒と温水とを熱交換させて冷媒を
加熱する水冷媒熱交換器を有するヒートポンプと、前記
水冷媒熱交換器に温水を循環させる温水循環路と、この
温水循環路に設けられ、内部に流入した温水を保温する
保温槽と、外部電源より電力が供給されると、前記保温
槽内の温水を加熱する第１加熱手段と、車載電源より電
力が供給されると作動する電気部品の廃熱により前記温
水循環路内の温水を加熱する第２加熱手段とを備えた技
術手段を採用した。
【０００５】
【作用】本発明は、車載電源の充電中に外部電源より電
力が第１加熱手段に供給されると保温槽内の温水が加熱
される。そして、電気自動車への乗車時に、第１加熱手
段で加熱した保温槽内の温水を水冷媒熱交換器に流入さ
せることにより、温水と冷媒とが水冷媒熱交換器で熱交
換して冷媒が加熱される。そして、水冷媒熱交換器で加
熱された冷媒は、電動式の冷媒圧縮機の動作によって室
内熱交換器に送られ、室内熱交換器で放熱することによ
り車室内の暖房の立ち上がりが早くなる。また、電気自
動車への乗車時に車載電源より電力が電気部品に供給さ
れると電気部品が電気エネルギーを消費する際に熱を発
生する。そして、第２加熱手段において、その電気部品
の廃熱により温水循環路内の温水を加熱して水冷媒熱交
換器に流入させることにより、温水と冷媒とが水冷媒熱
交換器で熱交換して冷媒が加熱される。そして、水冷媒
熱交換器で加熱された冷媒は、電動式の冷媒圧縮機の動
作によって室内熱交換器に送られ、室内熱交換器で放熱
することにより車室内が暖房される。なお、冷媒が温水
の高温の熱エネルギーを利用して車室内を暖房すること
によりヒートポンプの成績係数も向上する。よって、従
来の技術のものと同じ暖房能力が省動力で得られるの
で、電動式の冷媒圧縮機の消費する電力が軽減される。
したがって、車載電源の消耗を抑えながら車室内が暖房
されるので、電気自動車の走行距離が長くなる。また、
本発明において電気自動車への乗車時とは、運転者によ
り運転スイッチがオンされ、アクセルペダルが踏み込ま
れると直ちに走行用モータが回転することが可能な状態
を言う。
【０００６】
【実施例】つぎに、本発明の電気自動車用暖房装置を図
１ないし図７に示す一実施例に基づいて説明する。図１
は温水加熱装置を示した図で、図２はヒートポンプを示
した図で、図３は電気自動車を示した図である。電気自
動車１は、ジャンクションボックス２を介して外部電源
としての充電器３により充電される車載電源としてのバ
ッテリ４、ジャンクションボックス２を介してバッテリ
４より電力が供給される電気部品としてのインバータ
５、このインバータ５により周波数を変換されることに
より回転数が変わる電気部品としての走行用モータ６、
この走行用モータ６により駆動されるトランスミッショ
ン７、このトランスミッション７の出力軸８に連結する
ディファレンシャル機構９を搭載している。
【０００７】また、電気自動車１は、車室内の空調を行
う空気調和装置１０を搭載している。その空気調和装置
１０は、車室内に空気を送るための送風ダクト１１、こ
の送風ダクト１１内に車室内に向かう空気流を発生させ
るブロワ１２、車室内を暖房するヒートポンプ１３、温
水を加熱する温水加熱装置１４、および空気調和装置１
０を制御する制御回路１５を備える。送風ダクト１１の
内部には、内気導入口１６から導入した内気（車室内空
気）または外気導入口１７から導入した外気（車室外空
気）を、デフ吹出口１８、ベント吹出口１９またはフッ
ト吹出口２０へ送る空気流路２１が形成されている。ブ
ロワ１２は、空気流路２１の風上側に配され、ブロワモ
ータ２２により回転駆動される。そのブロワモータ２２
は、電気自動車に搭載されたバッテリ４より電力が供給
されるとブロワ１２を所定の回転数で回転させる。
【０００８】ヒートポンプ１３は、いわゆるアキューム
レータ式の冷凍サイクルであって、冷媒圧縮機２３、第
１室内熱交換器２４、減圧装置２５、第２室内熱交換器
２６、室外熱交換器２７、水冷媒熱交換器２８およびア
キュームレータ２９等を接続してなる。また、ヒートポ
ンプ１３は、逆止弁３０〜３３、四方弁３４および電磁
弁３５〜３７によってヒートポンプ１３の冷媒の流れ方
向を暖房運転と冷房運転とで切り替えるようにしてい
る。冷媒圧縮機２３は、密閉式のハウジング３８内に収
納されている。この冷媒圧縮機２３は、ハウジング３８
内に装着された電動モータ２３ａにより回転駆動され、
吸入側より内部に吸入した冷媒ガスを圧縮して高温高圧
の冷媒ガスを吐出側より吐出する。その電動モータ２３
ａは、バッテリ４（図３参照）より電力が供給されると
所定の回転数で冷媒圧縮機２３を駆動する。
【０００９】第１室内熱交換器２４は、本発明の室内熱
交換器であって、第２室内熱交換器２６の風下側の空気
流路２１に配され、減圧装置２５と逆止弁３０、３１と
の間に接続されている。第１室内熱交換器２４の風上側
には、第１室内熱交換器２４を通過する空気量と第１室
内熱交換器２４を迂回する空気量とを調節して車室内へ
の吹出空気の温度を調整するエアミックスドア２４ａが
回動自在に取り付けられている。この第１室内熱交換器
２４は、暖房運転時に高温の冷媒ガスと空気流路２１内
を流れる空気とを熱交換させて空気を加熱するとともに
冷媒を凝縮させる冷媒凝縮器として働く。また、第１室
内熱交換器２４は、冷房運転時に室外熱交換器２７で凝
縮した高温の液冷媒と空気流路２１内を流れる空気とを
熱交換させて空気を加熱するとともに冷媒を過冷却する
熱交換器として働く。減圧装置２５は、例えばキャピラ
リチューブ等の固定絞りが用いられ、第１、第２室内熱
交換器２４、２６間に接続されている。
【００１０】第２室内熱交換器２６は、第１室内熱交換
器２４の風上側の空気流路２１に配され、減圧装置２５
と逆止弁３２、３３との間に接続されている。この第２
室内熱交換器２６は、暖房運転時と冷房運転時に低温低
圧の霧状冷媒と空気流路２１内を流れる空気とを熱交換
させて空気を冷却するとともに冷媒を蒸発させる冷媒蒸
発器として働く。室外熱交換器２７は、車室外に配さ
れ、四方弁３４と逆止弁３１、３３との間に接続されて
いる。この室外熱交換器２７は、暖房運転時に第２室内
熱交換器２６で蒸発した低圧の冷媒ガスと電動ファン２
７ａにより吹き付けられる外気とを熱交換させて冷媒を
加熱する冷媒蒸発器として働く。また、室外熱交換器２
７は、冷房運転時に高温高圧の冷媒ガスと電動ファン２
７ａにより吹き付けられる外気とを熱交換させて冷媒を
凝縮させる冷媒凝縮器として働く。水冷媒熱交換器２８
は、車室外に配され、室外熱交換器２７に並列接続され
ている。この水冷媒熱交換器２８は、暖房運転時に後述
する第１冷媒管路３９、電磁弁３５を通って流入する低
圧の霧状冷媒と内部に流入した温水とを熱交換させて冷
媒を蒸発させる冷媒蒸発器として働く。
【００１１】アキュームレータ２９は、冷媒圧縮機２３
の吸入側と四方弁３４との間に接続され、四方弁３４よ
り流入した冷媒を液冷媒と冷媒ガスとに分離して冷媒ガ
スのみ冷媒圧縮機２３の吸入側に供給する。電磁弁３５
は、本発明の管路切替手段であって、第２室内熱交換器
２６に並列接続された第１冷媒管路３９に配され、通電
されると開弁して第２室内熱交換器２６による除湿が不
要な場合に冷媒を迂回させ、通電が停止されると閉弁し
て第１冷媒管路３９を遮断する。電磁弁３６は、本発明
の管路切替手段であって、水冷媒熱交換器２８に並列接
続された第２冷媒管路４０に配され、通電されると開弁
して室外熱交換器２７に冷媒を循環させ、通電が停止さ
れると閉弁して第２冷媒管路４０を遮断する。電磁弁３
７は、室外熱交換器２７に並列接続されたバイパス管路
４１に配され、通電されると開弁して水冷媒熱交換器２
８に冷媒を循環させ、通電が停止されると閉弁してバイ
パス管路４１を遮断する。
【００１２】温水加熱装置１４は、温水循環路４２、電
気ヒータ４３、第１、第２廃熱回収器４４、４５、室外
熱交換器４６、循環ポンプ４７、４８、三方弁４９、５
０および電磁弁５１、５２等により構成されている。温
水循環路４２には、内部と外部とを断熱する断熱材５３
により覆われ、内部に流入した温水を保温する保温槽５
４が取り付けられている。その断熱材５３としては、発
泡材、真空瓶等が用いられる。この温水循環路４２は、
保温槽５４、三方弁４９、水冷媒熱交換器２８、三方弁
５０、第１、第２廃熱回収器４４、４５、循環ポンプ４
７を環状に接続して水冷媒熱交換器２８に温水（不凍
液）を循環させる。また、温水循環路４２には、水冷媒
熱交換器２８を迂回するバイパス路５５と、第１、第２
廃熱回収器４４、４５を迂回するバイパス路５６と、室
外熱交換器４６を通過する温水冷却路５７と、室外熱交
換器４６を迂回するバイパス路５８とが接続されてい
る。
【００１３】電気ヒータ４３は、本発明の第１加熱手段
であって、保温槽５４内に設置されており、バッテリ４
の充電時に充電器３からの電力によって保温槽５４内の
温水を加熱するもので、例えばニクロム線ヒータが用い
られる。第１廃熱回収器４４は、本発明の第２加熱手段
であって、車室外に配され、三方弁５０と第２廃熱回収
器４５との間に接続されている。この第１廃熱回収器４
４は、電気自動車１の走行用モータ６の外周部に温水が
流れ込むウォータジャケットを備え、電気自動車１の走
行用モータ６の作動に伴って生ずる廃熱を回収し、その
廃熱によって温水を加熱する。第２廃熱回収器４５は、
本発明の第２加熱手段であって、車室外に配され、第１
廃熱回収器４４と循環ポンプ４７との間に接続されてい
る。この第２廃熱回収器４５は、インバータ５に組み込
まれるトランジスタ等の発熱体を固定する熱伝導性に優
れる板材の外周に温水が流れ込む温水室を備え、インバ
ータ５の作動に伴って生ずる発熱体の廃熱を回収し、そ
の廃熱によって温水を加熱する。室外熱交換器４６は、
電気自動車１の走行風を受け易い場所に設置され、高温
の温水と電動ファン４６ａにより吹き付けられる外気と
を熱交換させて温水を冷却する。
【００１４】循環ポンプ４７は、電動モータ４７ａによ
り回転駆動され、第２廃熱回収器４５と保温槽５４との
間に接続され、バッテリ４より電力が供給されると温水
を循環させる。循環ポンプ４８は、電動モータ４８ａに
より回転駆動され、三方弁５０と保温槽５４との間に接
続され、バッテリ４より電力が供給されると温水を循環
させる。電動モータ４７ａ、４８ａは、バッテリ４より
電力が供給されると所定の回転数で循環ポンプ４７、４
８を駆動する。三方弁４９は、本発明の回路切替手段で
あって、電磁コイル４９ａが通電されると水冷媒熱交換
器２８と保温槽５４とを接続する第１位置に設定され、
電磁コイル４９ａの通電が停止されると保温槽５４とバ
イパス路５５とを接続する第２位置に設定される。三方
弁５０は、本発明の回路切替手段であって、電磁コイル
５０ａが通電されると水冷媒熱交換器２８と第１、第２
廃熱回収器４４、４５とを接続する第１位置に設定さ
れ、電磁コイル５０ａの通電が停止されるとバイパス路
５６と水冷媒熱交換器２８とを接続する第２位置に設定
される。
【００１５】なお、三方弁４９が第１位置に設定され、
三方弁５０が第２位置に設定されると、保温槽５４→水
冷媒熱交換器２８→循環ポンプ４８→保温槽５４を温水
が循環する第１温水回路（蓄熱温水循環回路）が形成さ
れる。また、三方弁４９が第１位置に設定され、三方弁
５０が第１位置に設定されると、保温槽５４→水冷媒熱
交換器２８→第１廃熱回収器４４→第２廃熱回収器４５
→循環ポンプ４７→保温槽５４を温水が循環する第２温
水回路（廃熱温水循環回路）が形成される。さらに、三
方弁４９が第２位置に設定されると、保温槽５４→バイ
パス路５５→第１廃熱回収器４４→第２廃熱回収器４５
→循環ポンプ４７→保温槽５４を温水が循環する第３温
水回路（廃熱回収回路）が形成される。電磁弁５１は、
通電されると開弁して温水冷却路５７に温水を供給し、
通電が停止されると閉弁してバイパス路５８に温水を供
給する。なお、電磁弁５１の代わりにサーモスタット
（感温弁）を用いても良い。電磁弁５２は、通電される
と開弁して保温槽５４に温水を一部供給し、通電が停止
されると閉弁してバイパス路５８のみに温水を供給す
る。
【００１６】制御回路１５は、電気自動車１の制御用コ
ンピュータ６０、空気調和装置１０のコントロールパネ
ル６１、水温センサ６２、６３および外気温センサ６４
からの電気信号に基づいて、ブロワモータ２２、電磁弁
３５、５１、５２、電動モータ２３ａ、４７ａ、４８
ａ、電動ファン２７ａ、４６ａ、電気ヒータ４３、電磁
コイル４９ａ、５０ａの通電（以下オンと呼ぶ）および
通電の停止（以下オフと呼ぶ）を制御する。制御用コン
ピュータ６０は、バッテリ４の充電時に制御回路１５に
充電信号を送るとともに、運転スイッチ６５のオン時、
すなわち、走行用モータ６の作動時に制御回路１５に運
転信号を送る。なお、走行用モータ６は、運転者により
運転スイッチ６５がオンされ、アクセルペダル（図示せ
ず）が踏み込まれるとバッテリ４より電力が供給されて
回転する。コントロールパネル６１は、車室内の前面に
取り付けられ、暖房運転と冷房運転の切り替え、内外気
の切り替え、吹出口の切り替え、車室内の希望温度の設
定等の各種のコントロールスイッチ（図示せず）を有
し、各種のコントロールスイッチに応じた電気信号（例
えば暖房信号や冷房信号等）を制御回路１５に送る。水
温センサ６２は、保温槽５４内の温水の温度を検出し
て、その検出した温度を電気信号に変換して制御回路１
５に送る。また、水温センサ６３は、廃熱回収後の温水
の温度検出するもので、本実施例では循環ポンプ４７の
下流側と電磁弁５１の上流側との間に設置されて、この
部位の温水の温度を検出して、その検出した温度を電気
信号に変換して制御回路１５に送る。さらに、外気温セ
ンサ６４は、外気温（車室外空気の温度）を検出して、
その検出した外気温を電気信号に変換して制御回路１５
に送る。
【００１７】つぎに、この電気自動車用空気調和装置１
０の作動を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。
図４は制御回路１５におけるバッテリ４への充電時の温
水加熱装置１４の制御の一例を示したフローチャートで
ある。初めに、制御用コンピュータ６０から充電信号を
入力しているか否かを判断する（ステップＳ１）。この
ステップＳ１の判断結果がＮｏの場合には、リターンす
る。また、ステップＳ１の判断結果がＹｅｓの場合に
は、水温センサ６２で検出した温水の温度Ｔw1が設定温
度ＴL ℃（例えば１０℃）以下に低下しているか否かを
判断する（ステップＳ２）。
【００１８】このステップＳ２の判断結果がＮｏの場合
には、リターンする。また、ステップＳ２の判断結果が
Ｙｅｓの場合には、電気ヒータ４３をオンし（ステップ
Ｓ３）、その後に水温センサ６２で検出した温水の温度
Ｔw1が設定温度ＴH ℃（例えば９０℃）以上に上昇して
いるか否かを判断する（ステップＳ４）。このステップ
Ｓ４の判断結果がＮｏの場合には、ステップＳ４の制御
を行う。また、ステップＳ４の判断結果がＹｅｓの場合
には、電気ヒータ４３をオフし（ステップＳ５）、その
後にリターンする。したがって、充電時には、保温槽５
４内の温水が例えば９０℃となるように電気ヒータ４３
により加熱され、乗車時の暖房運転時の即効暖房のため
に温水が蓄熱される。なお、第１加熱手段である電気ヒ
ータ４３として用いたニクロム線ヒータの代わりにキュ
リー点が９０℃のＰＴＣヒータを用いれば上記の制御は
不要となる。
【００１９】図５は制御回路１５における電気自動車１
への乗車時の温水加熱装置１４の制御の一例を示したフ
ローチャートである。初めに、制御用コンピュータ６０
から運転信号を入力しているか否かを判断する。すなわ
ち、走行用モータ６の運転スイッチ６５がオンされてい
るか否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップ
Ｓ１１の判断結果がＮｏの場合には、リターンする。ま
た、ステップＳ１１の判断結果がＹｅｓの場合には、循
環ポンプ４７の電動モータ４７ａをオンし、電磁弁５２
をオフし（ステップＳ１２）、その後に水温センサ６３
で検出した温水の温度Ｔw2が設定温度Ｔ1 ℃（例えば９
０℃）以上に上昇しているか否かを判断する（ステップ
Ｓ１３）。このステップＳ１３の判断結果がＮｏの場合
には、電磁弁５１、室外熱交換器４６の電動ファン４６
ａをオフし（ステップＳ１４）、その後にリターンす
る。
【００２０】したがって、水温センサ６３で検出した温
水の温度Ｔw2が設定温度Ｔ1 ℃（例えば９０℃）より低
下している場合は、第１廃熱回収器４４→第２廃熱回収
器４５→循環ポンプ４７→バイパス路５８→第１廃熱回
収器４４を温水が循環する廃熱循環回路が形成される。
よって、走行用モータ６およびインバータ５の廃熱によ
り温水の温度が上昇する。また、ステップＳ１３の判断
結果がＹｅｓの場合には、電磁弁５１、室外熱交換器４
６の電動ファン４６ａをオンし（ステップＳ１５）、そ
の後にリターンする。したがって、水温センサ６３で検
出した温水の温度Ｔw2が設定温度Ｔ1 ℃（例えば９０
℃）以上に上昇した場合は、第１廃熱回収器４４→第２
廃熱回収器４５→循環ポンプ４７→電磁弁５１→室外熱
交換器４６→第１廃熱回収器４４を温水が循環する廃熱
放熱回路が形成される。よって、室外熱交換器４６で温
水の保有熱を放熱することにより、インバータ５、走行
用モータ６のオーバーヒートが防止できる。
【００２１】図６は制御回路１５における電気自動車１
への乗車時の温水加熱装置１４の蓄熱回収制御の一例を
示したフローチャートである。初めに、コントロールパ
ネル６１より暖房信号を入力しているか否かを判断する
（ステップＳ２１）。このステップＳ２１の判断結果が
Ｎｏの場合には、ブロワモータ２２、循環ポンプ４７、
４８の電動モータ４７ａ、４８ａ、三方弁４９、５０の
電磁コイル４９ａ、５０ａをオフ（暖房運転終了）し
（ステップＳ２２）、その後にリターンする。また、ス
テップＳ２１の判断結果がＹｅｓの場合には、水温セン
サ６２で検出した温水の温度Ｔw1より水温センサ６３で
検出した温水の温度Ｔw2が高いか否かを判断する（ステ
ップＳ２３）。
【００２２】このステップＳ２３の判断結果がＮｏの場
合には、循環ポンプ４８の電動モータ４８ａ、三方弁４
９の電磁コイル４９ａをオンし、三方弁５０の電磁コイ
ル５０ａをオフする蓄熱回収運転を行う（ステップＳ２
４）。その後にリターンする。この蓄熱回収運転では、
保温槽５４→水冷媒熱交換器２８→循環ポンプ４８→保
温槽５４を温水が循環する第１温水回路（蓄熱温水循環
回路）が形成される。よって、充電時に保温槽５４内に
蓄熱された例えば９０℃の温水が水冷媒熱交換器２８内
に循環する。
【００２３】また、ステップＳ２３の判断結果がＹｅｓ
の場合には、循環ポンプ４７の電動モータ４７ａ、三方
弁４９、５０の電磁コイル４９ａ、５０ａ、電磁弁５２
をオンし、循環ポンプ４８の電動モータ４８ａをオフす
る廃熱回収運転を行う（ステップＳ２５）。その後にリ
ターンする。この廃熱回収運転では、保温槽５４→水冷
媒熱交換器２８→第１廃熱回収器４４→第２廃熱回収器
４５→循環ポンプ４７→保温槽５４を温水が循環する第
２温水回路が形成される。よって、走行用モータ６およ
びインバータ５の廃熱により加熱された温水が水冷媒熱
交換器２８内に循環する。また、保温槽５４により電気
自動車１の走行パターンの変化による走行用モータ６お
よびインバータ５の廃熱による温水の温度が平滑化され
る。以上により、蓄熱回収回路および廃熱回収回路によ
り温水回路の熱が有効的に水冷媒熱交換器２８に循環さ
れる。
【００２４】図７は制御回路１５における電気自動車１
への乗車時のヒートポンプ１３の暖房運転により水冷媒
熱交換器２８から熱を回収する制御の一例を示したフロ
ーチャートである。初めに、コントロールパネル６１よ
り暖房信号を入力しているか否かを判断する（ステップ
Ｓ３１）。このステップＳ３１の判断結果がＮｏの場合
には、ブロワモータ２２、冷媒圧縮機２３の電動モータ
２３ａ、電磁弁３５、室外熱交換器２７の電動ファン２
７ａをオフ（暖房運転終了）し（ステップＳ３２）、そ
の後にリターンする。また、ステップＳ３１の判断結果
がＹｅｓの場合には、冷媒圧縮機２３の電動モータ２３
ａ、電磁弁３５、室外熱交換器２７の電動ファン２７ａ
をオンし、四方弁３４を暖房運転側に切り替える暖房運
転の制御を行う（ステップＳ３３）。なお、暖房運転の
ヒートポンプ１３内の冷媒の流れは、冷媒圧縮機２３→
四方弁３４→逆止弁３０→第１室内熱交換器２４→減圧
装置２５→電磁弁３５→逆止弁３３→室外熱交換器２７
→四方弁３４→アキュームレータ２９→冷媒圧縮機２３
となる。そして、水温センサ６２で検出した温水の温度
Ｔw1が外気温センサ６４で検出した外気温Ｔo より低下
しているか否かを判断する（ステップＳ３４）。このス
テップＳ３４の判断結果がＮｏの場合には、電磁弁３７
をオンし、電磁弁３６をオフし（ステップＳ３５）、そ
の後にリターンする。また、ステップＳ３４の判断結果
がＹｅｓの場合には、電磁弁３６をオンし、電磁弁３７
をオフし（ステップＳ３６）、その後にリターンする。
以上により、保温槽５４内の温水の温度が外気温より高
い間は、温水から熱を回収することができる。
【００２５】なお、室外熱交換器２７が着霜した場合に
は、電磁弁３５をオフ、四方弁３４を冷房運転側に切り
替える除霜運転を行う。すなわち、ヒートポンプ１３を
除霜運転することによって、ヒートポンプ１３内の冷媒
の流れは、冷媒圧縮機２３→四方弁３４→室外熱交換器
２７→逆止弁３１→第１室内熱交換器２４→減圧装置２
５→第２室内熱交換器２６→逆止弁３２→四方弁３４→
アキュームレータ２９→冷媒圧縮機２３となる。したが
って、室外熱交換器２７内に高温の冷媒ガスが流入する
ことによって室外熱交換器２７の着霜が除去される。ま
た、このとき、第１室内熱交換器２４は冷媒凝縮器とし
て働くので、このような除霜運転時でも車室内の暖房状
態が確保される。
【００２６】以上のように、この実施例の空気調和装置
１０は、バッテリ４の充電中に電気ヒータ４３により加
熱しておいた保温槽５４内の温水を、電気自動車１への
乗車時の暖房運転の初期に、水冷媒熱交換器２８に流入
させて冷媒と熱交換させることによって、高温の熱エネ
ルギーを冷媒に与えて車室内を暖房することによって、
たとえ外気温が低温であっても車室内の暖房の立ち上が
りが早くなり、車室内が即効暖房される。また、電気自
動車１への乗車時に第１、第２廃熱回収器４４、４５に
おいて、その走行用モータ６およびインバータ５の廃熱
により加熱した温水を、水冷媒熱交換器２８に循環させ
ることによって、暖房側エンタルピ幅と冷媒圧縮機２３
の仕事したエンタルピ幅との比であるヒートポンプ１３
の成績係数（ｃｏｐ）を室外熱交換器２７を利用した時
より水冷媒熱交換器２８を利用した時の方を著しく向上
することができる。よって、従来の技術のものと同じ暖
房能力を省動力で得ることができるので、冷媒圧縮機２
３の電動モータ２３ａの消費する電力を著しく減少する
ことができる。したがって、ヒートポンプ１３の運転を
継続してもバッテリ４を大きく消耗させることなく車室
内を暖房できるので、電気自動車１の走行距離が長くな
る。さらに、このとき、第１、第２廃熱回収器４４、４
５と保温槽５４とを直列回路で利用しているため、電気
自動車１の走行パターンからくる廃熱量の不安定さが平
滑化され暖房能力が安定する。
【００２７】〔変形例〕本実施例では、第１加熱手段を
なす電気ヒータ４３としてニクロム線ヒータを用いた
が、第１加熱手段としてＰＴＣヒータ等の他の電気加熱
手段を用いても良い。また、温水加熱装置１４の蓄熱運
転時に電気ヒータ４３を併用しても良い。さらに、保温
槽５４内に潜熱を利用した蓄熱剤を別容器に入れてその
蓄熱剤の蓄熱を温水の加熱に利用する方式としても良
い。そして、水冷媒熱交換器２８内に、温水を加熱する
第１、第２加熱手段を設けても良い。本実施例では、電
気部品として走行用モータ６およびインバータ５を用い
たが、電動式の冷媒圧縮機、電気自動車１のヘッドライ
ト等の他の電気部品を用いても良い。本実施例では、第
１室内熱交換器２４を送風ダクト１１内に配したが、第
１室内熱交換器２４を直接車室内に設置しても良い。本
実施例では、保温槽５４内の温水の温度（Ｔw1）と外気
温（Ｔo ）との比較により室外熱交換器２７を配した第
１冷媒管路３９と水冷媒熱交換器２８を配した第２冷媒
管路４０を切り替えて熱を回収したが、暖房運転を開始
してから所定時間が経過した際に第１冷媒管路３９から
第２冷媒管路４０に切り替えても良く、また所定時間毎
に第１冷媒管路３９と第２冷媒管路４０とを切り替えて
も良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、バッテリの消耗を抑えながら
車室内を暖房することができるので、電気自動車の走行
距離の低下を防止することができる。また、車室内の暖
房の立ち上がりを早くすることにより車室内を即効暖房
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用された温水加熱装置を示した構成
図である。
【図２】本発明に適用されたヒートポンプを示した構成
図である。
【図３】本発明に適用された電気自動車を示した構成図
である。
【図４】本発明に適用された制御回路におけるバッテリ
への充電時の温水加熱装置の制御の一例を示したフロー
チャートである。
【図５】本発明に適用された制御回路における電気自動
車への乗車時の温水加熱装置の制御の一例を示したフロ
ーチャートである。
【図６】本発明に適用された制御回路における電気自動
車への乗車時の温水加熱装置の制御の一例を示したフロ
ーチャートである。
【図７】本発明に適用された制御回路における電気自動
車への乗車時のヒートポンプの暖房運転の一例を示した
フローチャートである。
【符号の説明】
１ 電気自動車 ３ 充電器（外部電源） ４ バッテリ（車載電源） ５ インバータ（電気部品） ６ 走行用モータ（電気部品） １３ ヒートポンプ １４ 温水加熱装置 １５ 制御回路 ２３ 冷媒圧縮機 ２４ 第１室内熱交換器 ２７ 室外熱交換器 ２８ 水冷媒熱交換器 ３５ 電磁弁（管路切替手段） ３６ 電磁弁（管路切替手段） ３９ 第１冷媒管路 ４０ 第２冷媒管路 ４２ 温水循環路 ４３ 電気ヒータ（第１加熱手段） ４４ 第１廃熱回収器（第２加熱手段） ４５ 第２廃熱回収器（第２加熱手段） ４９ 三方弁（回路切替手段） ５０ 三方弁（回路切替手段） ５４ 保温槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 桂太 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 藤原 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）車載電源より電力の供給を受けて
    作動する電動式の冷媒圧縮機、車室内に配され、前記冷
    媒圧縮機より吐出された冷媒と空気とを熱交換させて車
    室内を暖房する室内熱交換器、および車室外に配され、
    冷媒と温水とを熱交換させて冷媒を加熱する水冷媒熱交
    換器を有するヒートポンプと、 （ｂ）前記水冷媒熱交換器に温水を循環させる温水循環
    路と、 （ｃ）この温水循環路に設けられ、内部に流入した温水
    を保温する保温槽と、 （ｄ）外部電源より電力が供給されると、前記保温槽内
    の温水を加熱する第１加熱手段と、 （ｅ）車載電源より電力が供給されると作動する電気部
    品の廃熱により前記温水循環路内の温水を加熱する第２
    加熱手段とを備えた電気自動車用暖房装置。
  2. 【請求項２】 前記温水循環路を介して前記水冷媒熱交
    換器と前記保温槽とに温水を循環させる第１温水回路
    と、前記温水循環路を介して前記水冷媒熱交換器と前記
    第２加熱手段と前記保温槽とに温水を循環させる第２温
    水回路と、前記第１温水回路と前記第２温水回路とを切
    り替える回路切替手段とを備えたことを特徴とする請求
    項１に記載の電気自動車用暖房装置。
  3. 【請求項３】 前記ヒートポンプは、前記水冷媒熱交換
    器と並列に室外熱交換器が接続され、 前記水冷媒熱交換器に冷媒を供給する第１冷媒管路と、
    前記室外熱交換器に冷媒を供給する第２冷媒管路と、前
    記第１冷媒管路と前記第２冷媒管路とを切り替える管路
    切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の
    電気自動車用暖房装置。
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