JP7301714B2

JP7301714B2 - 冷却装置

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Publication number: JP7301714B2
Application number: JP2019196294A
Authority: JP
Inventors: 承知李; 和也倉橋; 鳴笛王; 修高橋
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2023-07-03
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: JP2021072169A

Description

本発明は、車両用の複数のバッテリを冷却する冷却装置に関する。

車両に搭載されるバッテリは、充電時に比較的大容量の電力が投入され、発熱する。バッテリがこの発熱によって熱劣化すると、その製品寿命が短縮する虞がある。そこで、バッテリの冷却が行われる。特許文献１には、バッテリを冷却するための冷却装置が開示されている。

特許文献１の冷却装置は、複数の熱交換ユニットを有し、同時に複数のバッテリを冷却可能である。冷却装置は冷凍サイクルに接続され、バッテリの冷却を行うとき、冷却装置の各熱交換ユニットには、冷凍サイクルで用いられる冷媒が流入する。各熱交換ユニットでバッテリと熱交換した冷媒は、冷却装置から流出して、冷凍サイクルへ向けられる。

特許文献１に記載の冷却装置のように複数の熱交換ユニットを有する冷却装置の場合、冷却装置は、冷媒を複数の熱交換ユニットに向けて分配する分配装置と、複数の熱交換ユニットからの冷媒が合流する合流装置と、を有する。そして、冷凍サイクルから流入した冷媒は、分配装置によって複数の熱交換ユニットへ分配され、熱交換ユニットを通過した後、合流装置で合流し、冷凍サイクルへ向けられる。

ところで、冷却装置が複数の熱交換ユニットを有する場合、複数の熱交換ユニットでの冷却能力のバラツキを抑えるため、各熱交換ユニットから流出する冷媒の過熱度を一定値以下に抑制することが望まれる。しかしながら、各熱交換ユニットの下流側にそれぞれセンサを設けると、冷却装置の製造コストが上昇してしまう。単純にセンサの個数を熱交換ユニットよりも減らすと、対応するセンサが存在しない熱交換ユニットでの過熱度を検出することができない。対応するセンサが存在する熱交換ユニットで過熱度が上昇しやすくなるように当該熱交換ユニットを流れる冷媒の流量を抑制すれば、当該熱交換ユニットの過熱度を制御することで対応するセンサが存在しない熱交換ユニットの過熱度の上昇も抑制することができる。しかしながら、この場合、対応するセンサが存在しない熱交換ユニットの湿り度を検出することはできない。このため、湿り度の高い冷媒が流出し、対応するセンサが存在する熱交換ユニットから流出した冷媒との合流後も、湿り度を有する状態が維持されるおそれがある。すなわち、圧縮機が液冷媒を吸入する虞がある。

欧州特許出願公開第２９４５２１９号明細書

本発明は、複数の熱交換ユニットを有するバッテリの冷却装置であって、熱交換ユニットよりも少ない数の検出装置を用いて圧縮機が液冷媒を吸入することを防止可能な冷却装置を提供することを目的としている。

本発明の好適な一実施の形態によれば、
圧縮機を含む冷凍サイクルに接続されて車両用の複数のバッテリを冷却する冷却装置であって、
前記バッテリと熱交換させる冷媒を導入する冷媒導入部と、
前記冷媒導入部から導入された冷媒を膨張させる膨張装置と、
前記膨張装置で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部と複数の分配冷媒流出部とを有し、前記膨張冷媒流入部から流入した冷媒を前記複数の分配冷媒流出部に分配する冷媒分配装置と、
前記複数の分配冷媒流出部の各々に接続された複数の熱交換ユニットであって、各熱交換ユニットを流れる冷媒が対応するバッテリとの間で熱交換を行う複数の熱交換ユニットと、
前記複数の熱交換ユニットに各々が接続された複数の合流冷媒流入部を有して前記複数の熱交換ユニットを流れた冷媒を合流するとともに、合流した冷媒を前記冷凍サイクルに流出する合流冷媒流出部を有する冷媒合流装置と、
を備え、
前記膨張装置の弁開度は、冷媒の流れ方向における前記冷媒合流装置の下流側且つ前記圧縮機の上流側における冷媒の状態に基づいて制御される
ことを特徴とする冷却装置が提供される。

本発明によれば、複数の熱交換ユニットを有するバッテリの冷却装置であって、熱交換ユニットよりも少ない数の検出装置を用いて圧縮機が液冷媒を吸入することを防止可能な冷却装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態による冷却装置の斜視図である。図１に示す冷却装置の構成を概略的に示す図である。図１に示す熱交換ユニットの概略側面図である。図１に示す冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。変形例による冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。他の変形例による冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による冷却装置の斜視図である。図２は、図１に示す冷却装置の構成を概略的に示す図である。図３は、図１に示す熱交換ユニットの概略側面図である。図４は、図１に示す冷却装置が接続された冷凍サイクルの一例を示す回路図である。

なお、図１乃至図４並びに後で参照する図５及び図６中に記載された矢印は冷媒の流れおよび状態を示している。本明細書における「上流側」および「下流側」の用語は冷媒の流れ方向を基準とした「上流側」および「下流側」を意味するものとする。

冷却装置１０は、車両用の複数のバッテリＢを冷却する装置である。冷却装置１０は、図４に示すように冷凍サイクル１に接続される。そして、冷凍サイクル１で用いられる熱媒体が、冷媒として冷却装置１０の内部を流れる。この冷媒がバッテリＢと熱交換することにより、冷却装置１０は、バッテリＢを冷却することができる。

冷媒は、液相から気相への相変化時の気化熱に相当する熱を冷却対象物から奪うことにより冷却対象物を冷却する流体である。具体的には、冷媒として、車両用空気調和装置用の冷媒、例えば従来から広く用いられているＨＦＣ－１３４ａ、近年のＥＵ規制に対応したＨＦＯ－１２３４ｙｆ等を用いることができる。

冷却装置１０は、冷媒導入部１２と、膨張装置１４と、膨張冷媒導出部１５と、冷媒分配装置１６と、複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂと、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂと、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂと、冷媒合流装置２４と、冷媒導出部２７と、を含み、冷凍サイクル１から導入された冷媒は、冷却装置１０内をこの順で流れる。また、冷却装置１０は、図１及び図２に示されるように、冷媒導入部１２と冷媒導出部２７とを備えたコネクタ２８を備えていることが好ましい。冷凍サイクル１への接続作業を容易化することができる。

冷媒導入部１２は、冷凍サイクル１に接続される冷媒の流路である。図２では、冷媒導入部１２は管路として示されているが、これに限らない。例えば、コネクタ２８と膨張装置１４とが管路を介さずに直接的に接続されている場合には、コネクタ２８に形成された貫通孔が冷媒導入部１２となる。冷媒導入部１２を通じて、冷凍サイクル１を流れる冷媒が冷却装置１０に導入される。

膨張装置１４は、例えば電子膨張弁である。膨張装置１４は、冷媒導入部１２から導入された冷媒を膨張させる。膨張装置１４の弁開度は調整可能であり、この弁開度に応じた流量の冷媒が、膨張装置１４から冷媒分配装置１６へ流出する。膨張装置１４の弁開度は、図４に示すようにＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）６０によって制御される。

膨張冷媒導出部１５は、膨張装置１４と冷媒分配装置１６との間に配置された冷媒の流路である。膨張装置１４から流出した冷媒は、膨張冷媒導出部１５を通って冷媒分配装置１６に流入する。図２では、膨張冷媒導出部１５は管路として示されている。なお、膨張装置１４と冷媒分配装置１６とが管路を介さずに直接的に接続されている場合は、膨張冷媒導出部１５は設けられなくてもよい。この場合、後述する冷媒分配装置１６の膨張冷媒流入部１７が膨張装置１４に直接接続される。

冷媒分配装置１６は、膨張装置１４で膨張した冷媒を複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂに分配する。具体的には、図２に示すように、冷媒分配装置１６は、膨張装置１４で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部１７と、複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂとを有し、膨張冷媒流入部１７から流入した冷媒を複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂに分配する。膨張冷媒流入部１７は、膨張冷媒導出部１５に接続されている。また、複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂには、複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂが接続されている。

複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂは、冷媒分配装置１６と複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂとの間に配置されている。複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂの上流側の端部は、冷媒分配装置１６の複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂの各々に接続されている。また、複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂの下流側の端部は、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂの各々に接続されている。図示された例では、上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂは、それぞれ、上流側の端部が分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂに接続された第１上流側冷媒流路２０ａ１，２０ｂ１と、下流側の端部が熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに接続された第２上流側冷媒流路２０ａ２，２０ｂ２と、を有する。そして、第１上流側冷媒流路２０ａ１，２０ｂ１の下流側の端部と第２上流側冷媒流路２０ａ２，２０ｂ２の上流側の端部とを接続することにより、上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂが形成されている。

複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、それぞれ、対応する上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂに接続されている。各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、１以上（図示された例では１つ）の熱交換器３１を含む。図３によく示されているように、熱交換器３１は、共に中空管状部材として構成された第１ヘッダ（マニホルド）３２および第２ヘッダ（マニホルド）３３と、第１ヘッダ３２と第２ヘッダ３３との間に配置された複数（図示された例では３つ）のチューブ３４と、を有する。

複数のチューブ３４は、鉛直方向に配列されており、かつ各々は水平方向に流路が延びている。好ましくは、第１チューブ３４Ａは、第２チューブ３４Ｂよりも上方にある。第１ヘッダ３２および第２ヘッダ３３は、互いに平行に、かつ、鉛直方向に配置されている。

第１ヘッダ３２は、対応する上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂの下流側の端部が接続されてバッテリＢと熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（入口ポート）３５と、バッテリＢと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（出口ポート）３６と、を有する。第１ヘッダ３２の内部は、仕切壁３７により、冷媒流入部３５側の上側空間と冷媒流出部３６側の下側空間とに分割されている。

複数のチューブ３４は、冷媒を第１ヘッダ３２から第２ヘッダ３３に向けて流すための１つ以上の第１チューブ３４Ａと、冷媒を第２ヘッダ３３から第１ヘッダ３２に向けて流すための１つ以上の第２チューブ３４Ｂとに分類される。図１乃至図３に示す例では、各熱交換器３１には、２つの第１チューブ３４Ａと、１つの第２チューブ３４Ｂが設けられている。第１チューブ３４Ａの第１ヘッダ３２側の端部は、冷媒流入部３５側の上側空間に接続されている。また、第２チューブ３４Ｂの第１ヘッダ３２側の端部は、冷媒流出部３６側の下側空間に接続されている。このような熱交換器３１において、第１ヘッダ３２の上側空間に流入した冷媒は、２つの第１チューブ３４Ａ内を並行して流れ、第２ヘッダ３３に流入した後、第２チューブ３４Ｂ内を流れ、第１ヘッダ３２の下側空間に流入する。

熱交換器３１のチューブ３４、第１ヘッダ３２および第２ヘッダ３３は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成することができる。また、複数のチューブ３４は、製造技術上の理由（押出金型費用、ろう付けの均一性等）により、互いに同じ形状寸法を有することが好ましい。各チューブ３４の側面には、対応するバッテリＢ（バッテリモジュール）の表面が、直接的または間接的に（好ましくは直接的に）熱的に接触する。

図３において、各チューブ３４（３４Ａ，３４Ｂ）とバッテリＢとが重なった部分（チューブ３４の背後に隠れているバッテリＢの部分）の面積が、１つのチューブ３４とバッテリＢとの熱交換面の面積（以下「熱交換面積」とも称する）となる。図３においては、チューブ３４が互いに同じ形状寸法を有しているため、各チューブの熱交換面積は互いに等しい値Ａ（「Ａ」は適当な正数である）をとる。そして、熱交換器３１全体の熱交換面積は、３Ａである。

熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、冷媒がその内部を通過するとき、蒸発器として作用する。すなわち、膨張装置１４を出た冷媒は、第１ヘッダ３２の上側空間に流入する際、液体状態であるか、あるいは十分な量の液体を含む気液混合状態であるが、熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを通過するときにバッテリＢと熱交換することにより気化し、気化熱によりバッテリＢから熱を奪う。

複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂは、図２に示すように、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂと冷媒合流装置２４との間に配置されている。複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂの上流側の端部は、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂの各々に（具体的には第１ヘッダ３２の冷媒流出部３６に）接続されている。また、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂの下流側の端部は、冷媒合流装置２４に接続されている。図示された例では、各下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂは、上流側の端部が熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに接続された第１下流側冷媒流路２２ａ１，２２ｂ１と、下流側の端部が冷媒合流装置２４に接続された第２下流側冷媒流路２２ａ２，２２ｂ２と、を有する。そして、第１下流側冷媒流路２２ａ１，２２ｂ１の下流側の端部と第２下流側冷媒流路２２ａ２，２２ｂ２の上流側の端部とを接続することにより、下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂが形成されている。

冷媒合流装置２４は、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂを流れた冷媒を合流させるとともに、合流した冷媒を冷凍サイクル１に流出する。具体的には、図２に示すように、冷媒合流装置２４は、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂの下流側端部に各々が接続された複数の合流冷媒流入部２５ａ，２５ｂと、合流した冷媒を流出させる合流冷媒流出部２６と、を有する。

冷媒導出部２７は、冷凍サイクル１に接続される冷媒の流路である。図２では、冷媒導出部２７は、一方の端部が冷媒合流装置２４の合流冷媒流出部２６に接続された管路として示されているが、これに限らない。例えば、コネクタ２８と膨張装置１４とが管路を介さずに直接的に接続されている場合には、コネクタ２８に形成された貫通孔が冷媒導出部２７となる。複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを流れてきた冷媒は冷媒合流装置２４で合流した後、冷媒導出部２７を通じて、冷凍サイクル１に導出される。

このような点を踏まえ、本実施の形態の冷却装置は、複数の熱交換ユニットよりも少ない数の検知装置を用いても、圧縮機が液冷媒を吸入することを防止可能とするための工夫がなされている。

具体的には、本実施の形態では、冷却装置１０を流れる冷媒の流量を、圧縮機Ｃに吸入される冷媒の状態に基づいて調整する。より具体的には、膨張装置１４の弁開度を、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側における冷媒の状態に基づいて制御する。これにより、圧縮機Ｃに液状冷媒が吸入されて圧縮機Ｃに不具合が生じる、ということを防止することができる。

図４に示す例では、冷凍サイクル１は、冷媒導出部２７から流出する冷媒の湿り度および過熱度を検知するための下流側検知装置４０を含む。そして、ＥＣＵ６０は、下流側検知装置４０によって検知される冷媒の湿り度が０％且つ過熱度が所定値未満となるように、膨張装置１４の弁開度を制御する。これにより、液状冷媒が圧縮機Ｃに吸入されることを防止することができる。また、冷却装置１０に含まれる複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂよりも少ない数の検知装置４０で、冷却装置１０を通流する冷媒の流量を調整するので、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂから流出する冷媒の状態（湿り度および過熱度）を検知するために各下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂに冷媒の状態（湿り度および過熱度）を検知するための検知装置を設ける場合と比較して、冷却装置１０を通流する冷媒の流量を低コストで調整することができる。

なお、このように冷媒の流量を調整しても、複数のバッテリＢとして互いに同じ仕様のものを用い、また、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂのバッテリＢとの熱交換面の面積が互いに等しければ、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける熱交換量の差異を無くすことができるので、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける冷却能力のバラツキも抑制される。この結果、一部のバッテリＢが過剰に加熱されて劣化する、という虞を十分に低くすることができる。

下流側検知装置４０は、図４に示す例では、冷却装置１０の冷媒導出部２７から流出する冷媒の温度を測定する。具体的には、下流側検知装置４０は、冷媒導出部２７から流出した冷媒を圧縮機Ｃに導く管路（後述する第２管路６ｂ）を流れる冷媒の温度および圧力を検知する圧力温度センサである。下流側検知装置４０によって検知された温度および圧力に関する情報をＥＣＵ６０に入力することで、ＥＣＵ６０は、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度及び過熱度を判定して、膨張装置１４の弁開度を調節することができる。

以下、図４を参照して、冷凍サイクル１に接続された冷却装置１０の作用について説明する。図４には、上述した冷却装置１０を車両用空調装置の冷凍サイクル１に接続した一例が示されている。冷凍サイクル１は、冷媒循環路２に設けられた室外熱交換器３と、室内熱交換器４と、圧縮機Ｃと、膨張弁５とを有している。室外熱交換器３は、例えば車両のフロントグリルの背後に設置される。室内熱交換器４は、例えば空調装置の送風路内に設置される。車両用空調装置により、当業者において周知の方法により車両の室内の空調が行われる。

冷媒循環路２上に設定された分岐点２ａに接続された第１管路６ａに、冷却装置１０の冷媒導入部１２が接続されている。また、冷媒循環路２上に設定された合流点２ｂに接続された第２管路６ｂに、冷却装置１０の冷媒導出部２７が接続されている。膨張弁５は遮断弁としての機能を有していることが好ましい。

バッテリＢの急速充電は、通常、車両の停止（駐車）中に行われる。バッテリＢの急速充電時に、室内熱交換器４へ冷媒を流す必要が無い場合には、膨張弁５は遮断弁として作用する。従って、このときには、室外熱交換器３、冷却装置１０および圧縮機Ｃから、バッテリＢを冷却するための冷凍サイクルが構成される。バッテリＢの急速充電時に、室内熱交換器４へ冷媒を流す必要が有る場合には、膨張弁５及び冷却装置１０の膨張装置１４は、膨張弁として作用する。従って、このときには、圧縮機Ｃから吐出された冷媒は、室外熱交換器３を通過し、分岐点２ａで分岐し、一方の冷媒が膨張弁５および室内熱交換器４へ流れ、他方の冷媒が冷却装置１０へと流れる。その後、２つの冷媒の流れは合流点２ｂで合流し、圧縮機Ｃに吸入される。従って、このときにも、バッテリＢを冷却するための冷凍サイクルが構成される。

冷却装置１０の複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、バッテリＢ冷却用の冷凍サイクル１における蒸発器として作用する。図４に示す冷凍サイクル１において、低温低圧の気体状態の冷媒が、圧縮機Ｃに流入し（吸入され）、圧縮機Ｃで圧縮されることにより、高温高圧の気体状態となる。次いで、冷媒は、凝縮器として作用する室外熱交換器３において周囲空気（外気）と熱交換することにより冷却され、中温高圧の液体となる。次いで、冷媒は、冷却装置１０の膨張装置１４を通過するときに膨張し、低温低圧の液体または気液混合流体となる。次いで、冷媒は、冷媒分配装置１６によって複数の上流側冷媒流路２０ａ，２０ｂに分配される。次いで、冷媒は、蒸発器として作用する複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する。冷媒は、熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを通過するとき、バッテリＢと熱交換することにより気化し、気化熱によりバッテリＢから熱を奪い、低温低圧の気体となる。次いで、冷媒は、複数の下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂに流入し、冷媒合流装置２４で合流する。次いで、冷媒は、冷媒導出部２７から第２管路６ｂに流入し、再び圧縮機Ｃに戻されて（吸入されて）圧縮される。

冷却装置１０から流出する冷媒の温度および圧力は、常時、下流側検知装置４０によって検知され、検知された温度および圧力に関する情報は、ＥＣＵ６０に送られる。ＥＵＣ６０は、下流側検知装置４０から取得した情報に基づいて、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度および過熱度を判定し、判定結果に基づいて膨張装置１４の弁開度を調整する。具体的には、ＥＣＵ６０は、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度が０％よりも大きいと判定した場合、膨張装置１４を、その弁開度を、より絞るように制御する。これにより複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂへの冷媒の流量を減少させて、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂから流出する冷媒に含まれる液冷媒の総量を減らし（すなわち冷却装置１０から流出する液冷媒の量を減らし）、圧縮機Ｃの不具合を回避する。また、ＥＣＵ６０は、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度が０％であっても過熱度が所定値以上であると判定した場合、膨張装置１４を、その弁開度を拡げるように制御する。これにより複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂへの冷媒の流量を増加させて、熱交換ユニット３０ａ，３０ｂによるバッテリＢの冷却能力を向上させる。なお、冷却装置１０から流出する冷媒の湿り度が０％であり過熱度が所定値未満であると判定した場合は、膨張装置１４を、その弁開度が維持されるように制御する。

以上、図１乃至図４を参照して、本実施の形態による冷却装置１０について説明してきたが、冷却装置１０の全体構成は上述したものに限られない。図１乃至図４に示す冷却装置１０および冷凍サイクル１の全体構成には、種々の変更を施すことが可能である。

例えば、図１乃至図４に示す例では、下流側検知装置４０は、冷凍サイクル１の第２管路６ｂに設けられ、冷却装置１０に含まれていないが、これに限られない。下流側検知装置４０は、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側に設けられていればよい。例えば、図５に示すように、下流側検知装置４０は、冷媒導出部２７に設けられてよい。この場合、下流側検知装置４０は、冷却装置１００に含まれる。

また、図１乃至図５に示す例では、下流側検知装置４０は圧力温度センサであるが、これに限られない。図６に示す冷却装置２００においては、下流側検知装置２４０は、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側を流れる冷媒の温度を検知する温度センサである。図示された例では、下流側検知装置２４０は、冷媒導出部２７に設けられており、冷媒導出部２７の表面温度を検知する。なお、冷媒導出部２７の表面温度を検知することで冷媒導出部２７の内部を流れる冷媒の温度を検知することができるよう、冷媒導出部２７は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成されている。下流側検知装置２４０によって検知された温度に関する情報をＥＣＵ６０に入力することで、ＥＣＵ６０は、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の湿り度及び過熱度を判定して、膨張装置１４の弁開度を調節することができる。なお、図示された例では、ＥＣＵ６０は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度と、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の温度とを比較することで、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の湿り度および過熱度を判定する。このため、図６に示す例では、冷却装置２００は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度を検知する上流側検知装置２５０を更に備えている。具体的には、上流側検知装置２５０は、膨張冷媒導出部１５の表面温度を検知する温度センサである。なお、膨張冷媒導出部１５の表面温度を検知することで膨張冷媒導出部１５の内部を流れる冷媒の温度を検知することができるよう、膨張冷媒導出部１５は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成されている。上流側検知装置２５０によって検知された温度に関する情報をＥＣＵ６０に入力することで、ＥＣＵ６０は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度と、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の温度とを比較することができる。

なお、下流側検知装置２４０が温度センサである場合も、下流側検知装置２４０は、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側に設けられていればよい。すなわち、下流側検知装置２４０は、冷却装置２００に含まれていなくてもよく、例えば冷凍サイクル１の第２管路６ａに設けられていてもよい。また、膨張装置１４または冷媒分配装置１６が、それ自体、膨張装置１４で膨張後の冷媒の温度または圧力を検知する機能を有する場合、冷却装置２００は上流側検知装置２５０を含まなくてもよい。

さらに、図示された例では、冷却装置１０は、２つの熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを含むが、これに限られない。冷却装置１０は、３以上の熱交換ユニットを含んでもよい。

また、図示された例では、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、単一の熱交換器３１を含むが、これに限られない。各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂは、互いに流体連通された複数の熱交換器３１を含んでもよい。

以上のように、本実施の形態およびその変形例によれば、圧縮機Ｃを含む冷凍サイクル１に接続されて車両用の複数のバッテリＢを冷却する冷却装置１０，１００，２００は、
バッテリＢと熱交換させる冷媒を導入する冷媒導入部１２と、
冷媒導入部１２から導入された冷媒を膨張させる膨張装置１４と、
膨張装置１４で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部１７と複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂとを有し、膨張冷媒流入部１７から流入した冷媒を複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂに分配する冷媒分配装置１６と、
複数の分配冷媒流出部１８ａ，１８ｂの各々に接続された複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂであって、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを流れる冷媒が対応するバッテリＢとの間で熱交換を行う複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂと、
複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに各々が接続された複数の合流冷媒流入部２５ａ，２５ｂを有して複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂを流れた冷媒を合流するとともに、合流した冷媒を冷凍サイクル１に流出する合流冷媒流出部２６を有する冷媒合流装置２４と、を備えている。
そして、膨張装置１４の弁開度は、冷媒の流れ方向における冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側における冷媒の状態に基づいて制御される。

冷却装置１０，１００，２００をこのように構成することで、冷却装置１０，１００，２００に対して複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂよりも少ない数の検知装置４０を用いても、圧縮機Ｃが液冷媒を吸入する虞がなくなる。また、冷却装置１０に含まれる複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂよりも少ない数の検知装置４０で、冷却装置１０を通流する冷媒の流量を調整するので、各熱交換ユニット３０ａ，３０ｂから流出する冷媒の状態を検知するために各下流側冷媒流路２２ａ，２２ｂに冷媒の状態を検知するための検知装置を設ける場合と比較して、冷却装置１０，１００，２００を通流する冷媒の流量を低コストで調整することができる。

図５及び図６に示す変形例によれば、冷却装置１００，２００は、冷媒合流装置２４から流出する冷媒の温度又は温度及び圧力を検知する下流側検知装置４０，２４０を更に備えている。そして、膨張装置１４の弁開度は、下流側検知装置４０，２４０が検知した温度又は温度及び圧力に基づいて制御される。

また、図６に示す変形例によれば、冷却装置２００は、膨張装置１４で膨張した後且つ熱交換ユニット３０ａ，３０ｂに流入する前の冷媒の温度又は圧力を検知する上流側検知装置２５０を更に備える。この場合、上流側検知装置２５０で検知された冷媒の温度又は圧力と下流側検知装置４０，２４０で検知された温度又は温度及び圧力とを比較することにより、冷媒合流装置２４の下流側且つ圧縮機Ｃの上流側における冷媒の状態（湿り度および過熱度）を検知することができる。

また、本実施の形態並びに図５及び図６に示す変形例によれば、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂのバッテリＢとの熱交換面の面積は、互いに等しい。この場合、複数のバッテリＢとして互いに同じ仕様のものを用いれば、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける熱交換量の差異を無くすことができるので、複数の熱交換ユニット３０ａ，３０ｂにおける冷却能力のバラツキも抑制される。これにより、一部のバッテリＢが過剰に加熱されて劣化する、という虞を効果的に低くすることができる。

本発明に係る空調装置は、工業的に製造することができ、また商取引の対象とすることができるから、経済的価値を有して産業上利用することができる。

１冷凍サイクル
１０，１００，２００冷却装置
１４膨張装置
１６冷媒分配装置
２０ａ，２０ｂ上流側冷媒流路
２２ａ，２２ｂ下流側冷媒流路
２４冷媒合流装置
３０ａ，３０ｂ熱交換ユニット
４０，２４０下流側検知装置
２５０上流側検知装置
６０ＥＣＵ
Ｃ圧縮機

Claims

圧縮機（Ｃ）を含む冷凍サイクル（１）に接続されて車両用の複数のバッテリ（Ｂ）を冷却する冷却装置（１０，１００，２００）であって、
前記バッテリ（Ｂ）と熱交換させる冷媒を導入する冷媒導入部（１２）と、
前記冷媒導入部（１２）から導入された冷媒を膨張させる膨張装置（１４）と、
前記膨張装置（１４）で膨張した冷媒が流入する膨張冷媒流入部（１７）と複数の分配冷媒流出部（１８ａ，１８ｂ）とを有し、前記膨張冷媒流入部（１７）から流入した冷媒を前記複数の分配冷媒流出部（１８ａ，１８ｂ）に分配する冷媒分配装置（１６）と、
前記複数の分配冷媒流出部（１８ａ，１８ｂ）の各々に接続された複数の熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）であって、各熱交換ユニットを流れる冷媒が対応するバッテリ（Ｂ）との間で熱交換を行う複数の熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）と、
前記複数の熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）に各々が接続された複数の合流冷媒流入部（２５ａ，２５ｂ）を有して前記複数の熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）を流れた冷媒を合流するとともに、合流した冷媒を前記冷凍サイクル（１）に流出する合流冷媒流出部（２６）を有する冷媒合流装置（２４）と、
を備え、
各熱交換ユニットは、第１ヘッダ及び第２ヘッダと、前記第１ヘッダ及び前記第２ヘッダの間に配置された複数のチューブと、を有し、
前記第１ヘッダ、前記第２ヘッダ及び前記複数のチューブには、前記冷媒分配装置（１６）からの冷媒が流れ、
各熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）の前記バッテリ（Ｂ）との熱交換面の面積は、当該熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）の前記複数のチューブの前記バッテリ（Ｂ）との熱交換面の面積であり、
前記複数の熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）の前記バッテリ（Ｂ）との熱交換面の面積は、互いに等しく、
前記膨張装置（１４）の弁開度は、冷媒の流れ方向における前記冷媒合流装置（２４）の下流側且つ前記圧縮機（Ｃ）の上流側における冷媒の状態に基づいて制御される
ことを特徴とする冷却装置（１０，１００，２００）。
前記冷媒合流装置（２４）から流出する冷媒の温度又は温度及び圧力を検知する下流側検知装置（４０，２４０）を更に備え、
前記膨張装置（１４）の弁開度は、前記下流側検知装置（４０，２４０）が検知した温度又は温度及び圧力に基づいて制御される
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置（１００，２００）。
前記膨張装置（１４）で膨張した後且つ前記熱交換ユニット（３０ａ，３０ｂ）に流入する前の冷媒の温度又は圧力を検知する上流側検知装置（２５０）を更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置（２００）。