[发明专利]车用空调装置、车辆空调用加热器及车辆的空调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用空调装置、车辆空调用加热器及车辆的空调方法。

背景技术

混合动力汽车(HybridElectricVehicle：HEV)及插电式混合动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle：PHEV)除搭载有作为内燃机的发动机外，还搭载有直流电源、变频器及由变频器驱动的马达等各种车辆用设备。

这种车辆除需要对发动机进行冷却外，还需要对包含功率元件在内的车辆用变频器等进行冷却，该冷却系统独立。此外，无需发动机的电动汽车(ElectricVehicle：EV)中，变频器的冷却和的系统独立。如果冷却系统独立，则零件数量增加，导致成本上升。

另外，变频器冷却水的温度上限由构成功率元件的半导体(硅：Si)的热损失、耐热性及冷却结构等决定。采用由Si构成的普通功率元件时，需要抑制温度上升，例如将温度抑制在65℃左右以下。

专利文献1已公示一种由SiC功率元件构成的变频器装置，所述SiC功率元件由HEV用冷却系统中对冷却发动机时的冷却水温度具有耐热性的碳化硅(SiliconCarbide：SiC)组成。而且，冷却系统中变频器装置与发动机串联配设，发动机冷却水被用于冷却变频器装置。如此专利文献1已公示有如下结构，将由SiC功率元件构成的变频器(以下称为“SiC变频器”)和发动机的冷却系统合二为一，用相同的散热器进行冷却。

此外，外部空气温度较低时，发动机内油粘度上升，导致起动动力阻力增大，发动机起动性变差。专利文献1已公示有利用SiC变频器的发热提高发动机起动性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第4140562号公报

发明内容

发明要解决的问题

普通HEV及PHEV为降低油耗而采用怠速时尽量停止发动机的控制。但是，发动机排热被用作空调用制暖热源，因此在外部空气温度较低的情况下使用制暖时无法停止发动机。

专利文献1虽然已公示有用发动机冷却系统冷却SiC变频器，但是未公示有关于将SiC变频器产生的热用于空调的内容。

本发明鉴于这些情况开发而成，其目的在于提供一种车用空调装置、车辆空调用加热器及车辆的空调方法，其将车辆冷却系统和制暖空调的结构合二为一，可实现更加高效的制暖空调。

技术方案

为解决上述课题，本发明的车用空调装置、车辆空调用加热器及车辆的空调方法采用以下方法。

本发明第一方式所述的车用空调装置具备：散热器，所述散热器被用于冷却车辆侧发热设备；加热器芯，所述加热器芯对送入车厢内的空气和热介质进行热交换；流路，所述流路中流动有在所述散热器和所述加热器芯之间循环的所述热介质；以及，加热器，所述加热器与由高耐热性半导体元件构成的空调用功率元件形成一体，通过所述功率元件及发热体对流向所述加热器芯的所述热介质进行加热。

根据本结构，通过加热器芯对送入车厢内的空气和热介质进行热交换。通过该经过热交换的空气对车厢内进行制暖。

热介质在流路内流动，在用于冷却车辆侧发热设备的散热器和加热器芯之间循环。即，热介质在冷却车辆侧发热设备后用散热器散热，并被引入加热器芯。如此，本结构将车辆侧发热设备冷却系统和车用空调装置制暖系统合二为一。另外，车辆侧发热设备例如是车辆驱动用发动机、变频器、马达及电池等。

而且，流向加热器芯的热介质通过加热器进行加热。加热器与由高耐热性半导体元件构成的空调用功率元件形成一体，通过功率元件及发热体对热介质进行加热。

另外，高耐热性半导体元件例如是SiC。通过由高耐热性半导体元件构成功率元件，从而功率元件对冷却发动机后变成高温的热介质也具有耐性，且可以利用高耐热性半导体元件本身产生的热对热介质进行进一步加热。而且，随着对热介质进行加热，高耐热性半导体元件即功率元件通过热介质被冷却。因此，本结构用车辆侧发热设备冷却系统冷却空调用功率元件，且将该热用于制暖空调。

此外，空调用功率元件和发热体形成一体后构成加热器。因此，对热介质进行加热所需的发热体电力与过去相比可以较少，且发热体负载减小，所以加热器的可靠性有所提高。另一方面，发热体弥补仅空调用功率元件尚不充分的加热量，因此对热介质进行的加热不会不充分。如此，本结构的加热器的空调用功率元件和发热体相互弥补，因此可更加高效地对热介质进行加热。

如此，本结构将车辆冷却系统和制暖空调的结构合二为一，可实现更加高效的制暖空调。