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JP2019111902A - Vehicle air-conditioning management system - Google Patents

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JP2019111902A
JP2019111902A JP2017246165A JP2017246165A JP2019111902A JP 2019111902 A JP2019111902 A JP 2019111902A JP 2017246165 A JP2017246165 A JP 2017246165A JP 2017246165 A JP2017246165 A JP 2017246165A JP 2019111902 A JP2019111902 A JP 2019111902A
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JP
Japan
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air conditioning
air
conditioning load
pump mechanism
heat
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Application number
JP2017246165A
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Japanese (ja)
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健司 矢口
Kenji Yaguchi
健司 矢口
井上 喜博
Yoshihiro Inoue
喜博 井上
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
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Abstract

To provide a vehicle air-conditioning management system capable of improving energy efficiency in an air-conditioning system using a thermal storage device.SOLUTION: A vehicle air-conditioning management system comprises: a heat pump mechanism 2 which has a predetermined air-conditioning load region or a load value allowing energy efficiency to be optimized when activated; a thermal storage section 3 configured to enable an indoor space to be air-conditioned with stored thermal energy; an air-conditioning control section 5 which performs air-conditioning of the indoor space through control of the heat pump mechanism 2 and the thermal storage section 3; and an air-conditioning load information acquisition section 4 which acquires required air-conditioning load information required in a vehicle. The air-conditioning control section selectively uses the heat pump mechanism 2 and the thermal storage section 3 so as to optimize coefficient of performance (COP) when performing air-conditioning on the basis of the required air-conditioning load information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両用空調管理システムに関する。   The present invention relates to a vehicle air conditioning management system.

ハイブリット車や電気自動車等、外部電源によって充電される駆動バッテリを備えた電動車両において、駆動バッテリに蓄えられた電気を車室内の空調に使用すると、その分だけ電力が消費されるので、走行できる距離が短くなってしまう。このため、駆動バッテリからの電力消費を抑えるために別途蓄熱装置等を用いて空調を行う空調制御システムが開発されている。(特許文献1から3参照)   In an electric vehicle such as a hybrid car or an electric car equipped with a drive battery charged by an external power supply, when electricity stored in the drive battery is used for air conditioning in the vehicle compartment, the electric power is consumed by that amount, so it can travel The distance will be shortened. Therefore, an air conditioning control system has been developed which performs air conditioning using a heat storage device or the like separately in order to suppress power consumption from the drive battery. (Refer to patent documents 1 to 3)

特開平5−124443号公報JP-A-5-124443 特開2010−259308号公報JP, 2010-259308, A 特開2012−97997号公報JP 2012-97997 A

このような蓄熱装置を利用した空調制御システムにおいては、空調機構にヒートポンプ機構を採用することにより、より消費電力を低減することができる。したがって、電動車両の航続距離の観点から、このような車両用空調管理システムでのさらなる効率化が要求される。   In the air conditioning control system using such a heat storage device, power consumption can be further reduced by adopting a heat pump mechanism as the air conditioning mechanism. Therefore, from the viewpoint of the cruising distance of the electrically powered vehicle, further efficiency improvement in such a vehicle air conditioning management system is required.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、蓄熱装置を利用した空調制御システムにおいて、よりエネルギー効率を向上させることができる車両空調管理システムを提供するものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a vehicle air conditioning management system capable of further improving energy efficiency in an air conditioning control system using a heat storage device. It is a thing.

本適用例に係る車両の車両用空調管理システムは、駆動用のバッテリを備える車両の室内を空調する空調管理システムであって、前記バッテリからの電力が供給されることにより冷媒を圧縮する圧縮部を含み、駆動時にエネルギー効率が良好となる所定の空調負荷領域または負荷値を有するヒートポンプ機構と、蓄熱された熱エネルギーにより前記室内を空調可能に構成された蓄熱部と、前記ヒートポンプ機構および前記蓄熱部の少なくともいずれか一方を制御することにより前記室内の空調を行う空調制御部と、前記車両において要求される要求空調負荷情報を取得する空調負荷情報取得部と、を含み、前記空調制御部は、前記要求空調負荷情報に基づき、前記車両において要求される要求空調負荷が前記空調負荷領域の下限値または前記負荷値よりも低い場合、前記蓄熱部により前記室内の空調を行い、前記要求空調負荷が前記空調負荷領域内または前記負荷値である場合、前記ヒートポンプ機構により前記室内の空調を行い、前記要求空調負荷が前記空調負荷領域の上限値または前記負荷値よりも高い場合、前記蓄熱部および前記ヒートポンプ機構により前記室内の空調を行うことを特徴とする。   The vehicle air conditioning management system for a vehicle according to this application example is an air conditioning management system for air conditioning the interior of a vehicle equipped with a battery for driving, and a compression unit that compresses a refrigerant by being supplied with power from the battery. A heat pump mechanism having a predetermined air conditioning load area or load value that improves energy efficiency when driven, a heat storage unit configured to air-condition the room by heat energy stored, the heat pump mechanism and the heat storage mechanism An air conditioning control unit that performs the air conditioning of the room by controlling at least one of the units; and an air conditioning load information acquisition unit that acquires requested air conditioning load information required for the vehicle, the air conditioning control unit A requested air conditioning load required for the vehicle based on the requested air conditioning load information is a lower limit value of the air conditioning load area or If the load value is lower, the room is air conditioned by the heat storage unit, and if the required air conditioning load is within the air conditioning load area or the load value, the heat pump mechanism is used to perform air conditioning of the room, and the required air conditioning is performed. When the load is higher than the upper limit value of the air conditioning load area or the load value, air conditioning of the room is performed by the heat storage unit and the heat pump mechanism.

本適用例に係る車両の車両用空調管理システムにおいては、空調制御部がヒートポンプ機構においてエネルギー効率が良好となる所定の空調負荷領域で駆動可能な要求空調負荷にあるときに限り、ヒートポンプ機構を駆動することになる。特に、要求空調負荷が所定の空調負荷領域の上限値よりも高い場合には、当該上限値を上回る分の空調負荷を蓄熱部により補填し、ヒートポンプ機構は所定の空調負荷領域内で駆動することで、ヒートポンプ機構のエネルギー効率を良好に維持することができる。一方、要求空調負荷が所定の空調負荷領域の下限値よりも低い場合には、蓄熱部のみを使用することで、ヒートポンプ機構による非効率な駆動を抑制することができる。   In the vehicle air conditioning management system of the vehicle according to the application example, the heat pump mechanism is driven only when the air conditioning control unit is in the required air conditioning load that can be driven in the predetermined air conditioning load region where the energy efficiency is good in the heat pump mechanism. It will be done. In particular, when the required air conditioning load is higher than the upper limit value of the predetermined air conditioning load area, the heat storage unit compensates the air conditioning load by an amount exceeding the upper limit value and the heat pump mechanism is driven within the predetermined air conditioning load area. Thus, the energy efficiency of the heat pump mechanism can be maintained well. On the other hand, when the required air conditioning load is lower than the lower limit value of the predetermined air conditioning load area, the inefficient drive by the heat pump mechanism can be suppressed by using only the heat storage portion.

すなわち、本適用例に係る車両の車両用空調管理システムによれば、蓄熱部を利用することで、よりエネルギー効率を向上させることができる。   That is, according to the vehicle air conditioning management system for a vehicle according to the application example, energy efficiency can be further improved by using the heat storage unit.

本発明の実施形態に係る車両用空調管理システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air-conditioning management system for vehicles concerning the embodiment of the present invention. 暖房時における冷媒の流路図である。It is a flow path figure of a refrigerant at the time of heating. 冷房時における冷媒の流路図である。FIG. 5 is a flow chart of a refrigerant during cooling. COPと空調負荷との関係図である。It is a related figure of COP and an air conditioning load. 本実施形態に係る空調制御実行時のヒートポンプと蓄熱部の使い分けの一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of selective use of heat pump and heat storage part at the time of air conditioning control execution concerning this embodiment.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

図1に示すように、車両用空調管理システム1は、主にヒートポンプ機構2、蓄熱部3、空調負荷情報取得部4、および空調制御部5から構成されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioning management system 1 mainly includes a heat pump mechanism 2, a heat storage unit 3, an air conditioning load information acquisition unit 4, and an air conditioning control unit 5.

ヒートポンプ機構2は、冷媒が循環するヒートポンプ回路上に、コンデンサ10、エバポレータ11、第1のスイッチングバルブ12、レシーバ13、第2のスイッチングバルブ14、暖房用膨張弁15、車外エバポレータ16、車外コンデンサ17、コンプレッサ18(圧縮部)、冷房用膨張弁19が設けられている。   The heat pump mechanism 2 includes a condenser 10, an evaporator 11, a first switching valve 12, a receiver 13, a second switching valve 14, a heating expansion valve 15, an outboard evaporator 16, and an outboard condenser 17 on a heat pump circuit through which refrigerant circulates. , A compressor 18 (compression unit), and a cooling expansion valve 19 are provided.

コンデンサ10、およびエバポレータ11は、車両が有する導風ダクト20内に設けられている。導風ダクト20の車外側には、室内側に向けて送風するブロワ21が設けられている。導風ダクト20内において、エバポレータ11が送風の上流側に配設され、コンデンサ10が下流側に配設されている。   The condenser 10 and the evaporator 11 are provided in a wind guide duct 20 of a vehicle. A blower 21 for blowing air toward the indoor side is provided on the vehicle outside of the air guide duct 20. In the air guide duct 20, the evaporator 11 is disposed on the upstream side of the air flow, and the condenser 10 is disposed on the downstream side.

コンデンサ10は、コンプレッサ18により圧縮され加熱された冷媒と導風ダクト20内を通る空気との熱交換を行う熱交換器である。   The condenser 10 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant compressed and heated by the compressor 18 and the air passing through the air guide duct 20.

エバポレータ11は、冷房用膨張弁19により減圧され冷却された冷媒と導風ダクト20内を通る空気との熱交換を行う熱交換器である。   The evaporator 11 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant decompressed and cooled by the cooling expansion valve 19 and the air passing through the air guide duct 20.

第1のスイッチングバルブ12は、コンデンサ10からの冷媒の行き先を、車外コンデンサ17とレシーバ13のいずれかに切り替え可能な三方弁である。   The first switching valve 12 is a three-way valve capable of switching the destination of the refrigerant from the condenser 10 to either the outside condenser 17 or the receiver 13.

レシーバ13は液冷媒とガス冷媒とを分離して液冷媒のみ取り出す機能を有している。   The receiver 13 has a function of separating the liquid refrigerant and the gas refrigerant and taking out only the liquid refrigerant.

第2のスイッチングバルブ14は、レシーバ13からの冷媒の行き先を、車外エバポレータ16と冷房用膨張弁19のいずれかに切り替え可能な三方弁である。   The second switching valve 14 is a three-way valve capable of switching the destination of the refrigerant from the receiver 13 to either the outside evaporator 16 or the cooling expansion valve 19.

車外エバポレータ16は、直前に暖房用膨張弁15が設けられており、当該暖房用膨張弁15により低温低圧となった冷媒と外気との熱交換を行う熱交換器である。   The outdoor evaporator 16 is a heat exchanger which is provided with a heating expansion valve 15 immediately before it and exchanges heat between the refrigerant whose temperature has been lowered by the heating expansion valve 15 and the outside air.

車外コンデンサ17は、高温高圧の冷媒と、外気との熱交換を行う熱交換器である。   The external condenser 17 is a heat exchanger that exchanges heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant and the outside air.

コンプレッサ18は、図示しない駆動用のバッテリの電力により駆動し、冷媒を圧縮してコンデンサ10に吐出するものである。   The compressor 18 is driven by the power of a driving battery (not shown) to compress the refrigerant and discharge it to the condenser 10.

冷房用膨張弁19は冷媒を減圧してエバポレータ11に吐出するものである。   The cooling expansion valve 19 decompresses the refrigerant and discharges it to the evaporator 11.

ここで、図2及び図3を参照すると、図2には暖房時における冷媒の流れが示され、図3には冷房時における冷媒の流れが示されており、これらの図に基づき、ヒートポンプ機構2の暖房時と冷房時の冷媒の流れについて説明する。   Here, referring to FIG. 2 and FIG. 3, FIG. 2 shows the flow of the refrigerant during heating, and FIG. 3 shows the flow of the refrigerant during cooling. The flows of the refrigerant at the time of heating and cooling at 2 will be described.

図2に示すように暖房時は、コンプレッサ18により圧縮された高温高圧の冷媒がコンデンサ10にて導風ダクト20内の空気を加熱することで、室内に温風を送る。コンデンサ10にて熱交換して冷却された冷媒は第1のスイッチングバルブ12を介してレシーバ13に送られる。さらに、冷媒は、レシーバ13から第2のスイッチングバルブ14を介して暖房用膨張弁15により減圧され、車外エバポレータ16により外気から吸熱した上でコンプレッサ18に戻って、再び圧縮される。   As shown in FIG. 2, at the time of heating, the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor 18 heats the air in the air guide duct 20 by the condenser 10 to send warm air into the room. The refrigerant subjected to heat exchange in the condenser 10 and cooled is sent to the receiver 13 via the first switching valve 12. Further, the refrigerant is depressurized from the receiver 13 via the second switching valve 14 by the heating expansion valve 15, absorbed by the outside evaporator 16 by the outside evaporator 16, returned to the compressor 18, and compressed again.

一方、図3に示すように冷房時は、冷房用膨張弁19により減圧された低温低圧の冷媒がエバポレータ11にて導風ダクト20内の空気を冷却することで、冷風を室内側に送る。エバポレータ11にて熱交換して加熱された冷媒はコンプレッサ18に送られて、必要に応じて圧縮され、コンデンサ10にて導風ダクト20内の冷風を加熱することで適切な温度に調整する。   On the other hand, as shown in FIG. 3, during cooling, the low-temperature low-pressure refrigerant decompressed by the cooling expansion valve 19 cools the air in the air guide duct 20 by the evaporator 11 to send cold air indoors. The refrigerant which has been heat-exchanged and heated by the evaporator 11 is sent to the compressor 18, compressed as necessary, and adjusted to an appropriate temperature by heating the cold air in the air guide duct 20 by the condenser 10.

コンデンサ10にて熱交換して冷却された冷媒は第1のスイッチングバルブ12を介して車外コンデンサ17に送られて、外気に放熱を行いレシーバ13に送られる。さらに、冷媒は、レシーバ13から第2のスイッチングバルブ14を介して冷房用膨張弁19に戻って、再び減圧される。   The refrigerant, which is cooled by heat exchange in the condenser 10, is sent to the condenser 17 outside the vehicle via the first switching valve 12, dissipates heat in the outside air, and is sent to the receiver 13. Furthermore, the refrigerant returns from the receiver 13 to the cooling expansion valve 19 via the second switching valve 14 and is decompressed again.

図1に戻り、蓄熱部3は、蓄熱された熱エネルギーにより車室内を空調可能に構成されており、主に、蓄温部30、蓄温用熱交換器31、蓄冷部32、および蓄冷用熱交換器33を有している。   Returning to FIG. 1, the heat storage unit 3 is configured to be able to air-condition the vehicle interior by the heat energy stored, and mainly, the heat storage unit 30, the heat storage heat exchanger 31, the heat storage unit 32, and the cold storage A heat exchanger 33 is provided.

蓄温部30は、蓄熱材を有し、主に温熱の熱エネルギー(以下、温熱エネルギーという)を蓄熱するものである。具体的な蓄熱手段は特に限定されるものではなく、例えば化学蓄熱、潜熱蓄熱、顕熱蓄熱が用いられる。   The heat storage unit 30 has a heat storage material, and mainly stores heat energy of thermal energy (hereinafter, referred to as thermal energy). The specific heat storage means is not particularly limited, and, for example, chemical heat storage, latent heat storage, and sensible heat storage are used.

蓄温用熱交換器31は蓄温部30と伝熱可能に接続されており、導風ダクト20内においてコンデンサ10の送風下流側に配設されている。蓄温用熱交換器31は導風ダクト20内の空気と熱交換した温熱エネルギーを蓄温部30に伝達可能であるとともに、蓄温部30に蓄えられた温熱エネルギーが伝達されて導風ダクト20内の空気を加熱することが可能である。なお、図示しないが、蓄温用熱交換器31の送風上流側には、熱交換時に開弁し、熱交換を行わない時には閉弁する開閉弁が設けられている。   The heat storage heat exchanger 31 is connected to the heat storage portion 30 so as to be able to transmit heat, and is disposed on the air flow downstream side of the condenser 10 in the air guide duct 20. The heat storage heat exchanger 31 can transmit the thermal energy heat-exchanged with the air in the air guide duct 20 to the heat storage unit 30, and the thermal energy stored in the heat storage unit 30 is transferred to the air guide duct It is possible to heat the air within 20. Although not shown, an open / close valve that opens at the time of heat exchange and that closes when heat exchange is not performed is provided on the blowing upstream side of the heat storage heat exchanger 31.

蓄冷部32は、蓄熱材を有し、主に冷熱の熱エネルギー(以下、冷熱エネルギーという)を蓄熱するものである。具体的な蓄熱手段は特に限定されるものではなく、例えば化学蓄熱、潜熱蓄熱、顕熱蓄熱が用いられる。   The cold storage section 32 has a heat storage material, and mainly stores heat energy of cold energy (hereinafter referred to as cold energy). The specific heat storage means is not particularly limited, and, for example, chemical heat storage, latent heat storage, and sensible heat storage are used.

蓄冷用熱交換器33は蓄冷部32と伝熱可能に接続されており、導風ダクト20内においてエバポレータ11の送風下流側に配設されている。蓄冷用熱交換器33は導風ダクト20内の空気と熱交換した冷熱エネルギーを蓄冷部32に伝達可能であるとともに、蓄冷部32に蓄えられた冷熱エネルギーが伝達されて導風ダクト20内の空気を冷却することが可能である。なお、当該蓄冷用熱交換器33の送風上流側にも開閉弁を設けてもよい。   The cold storage heat exchanger 33 is connected to the cold storage portion 32 so as to be able to transfer heat, and is disposed in the air guide duct 20 on the downstream side of the evaporator 11 in the air blowing direction. The cold storage heat exchanger 33 is capable of transmitting the cold energy energy exchanged with the air in the wind guide duct 20 to the cold storage portion 32, and the cold energy stored in the cold storage portion 32 is transferred to the inside of the wind guide duct 20. It is possible to cool the air. Note that an open / close valve may be provided on the blowing upstream side of the heat storage heat exchanger 33.

このように構成された、蓄熱部3は、例えば暖房時には、蓄温用熱交換器31が、コンデンサ10により加熱された空気を介して、温熱エネルギーを吸収して蓄温部30に蓄える。一方、冷房時には、蓄冷用熱交換器33が、エバポレータ11により冷却された空気を介して、冷熱エネルギーを吸収して蓄冷部32に蓄える。   In the heat storage unit 3 configured in this way, for example, at the time of heating, the heat storage heat exchanger 31 absorbs thermal energy via the air heated by the condenser 10 and stores the heat energy in the heat storage unit 30. On the other hand, during cooling, the cold storage heat exchanger 33 absorbs cold energy via the air cooled by the evaporator 11 and stores it in the cold storage section 32.

また、空調負荷情報取得部4は、例えば図示しない外気温度センサ、車室内温度センサと接続されており、これらのセンサにより検出される外気温、室温と、運転者等により設定される設定温度とに基づき、車両において設定温度まで暖房又は冷房するのに要求される要求空調負荷情報を取得する機能を有する。   The air conditioning load information acquisition unit 4 is connected to, for example, an outside air temperature sensor and a vehicle interior temperature sensor (not shown), and the outside air temperature detected by these sensors, the room temperature, and the set temperature set by the driver or the like. And has a function of acquiring required air conditioning load information required for heating or cooling to a set temperature in the vehicle.

空調制御部5は、コンプレッサ18や各種弁のアクチュエータ、空調負荷情報取得部4と電気的に接続されており、各部の駆動を制御して、ヒートポンプ機構2および蓄熱部3の少なくともいずれか一方を制御することにより車内の空調を制御可能である。   The air conditioning control unit 5 is electrically connected to the compressor 18, actuators of various valves, and the air conditioning load information acquisition unit 4, controls the drive of each unit, and at least one of the heat pump mechanism 2 and the heat storage unit 3 By controlling, it is possible to control the air conditioning inside the car.

特に本実施形態の空調制御部5は、ヒートポンプ機構2において駆動時にエネルギー効率の成績係数(Coefficient of Performance、以下COPという)が良好となる所定の空調負荷領域Rが予め記憶されている。   In particular, in the air conditioning control unit 5 of the present embodiment, a predetermined air conditioning load region R in which the coefficient of performance (hereinafter referred to as COP) of energy efficiency is good in driving the heat pump mechanism 2 is stored in advance.

所定の空調負荷領域Rは、例えば図4に示すように、空調負荷とCOPとの関係図に基づき設定される。図4に示す関係図では、室温を一定温度Tinに固定して空調負荷を変化させた場合のCOPの傾向が、外気温Ta、Tb、Tcごとに示されている。なお外気温Ta、Tb、Tcは、Ta>Tb>Tcの関係にある。   For example, as shown in FIG. 4, the predetermined air conditioning load area R is set based on the relationship between the air conditioning load and the COP. In the relationship diagram shown in FIG. 4, the tendency of COP when the room temperature is fixed to the constant temperature Tin and the air conditioning load is changed is shown for each of the outside air temperatures Ta, Tb and Tc. The outside temperatures Ta, Tb, and Tc have a relationship of Ta> Tb> Tc.

図4から明らかなように、各外気温において、COPがピークとなる空調負荷(最良空調負荷)が存在し、それよりも空調負荷が高くなると徐々にCOPは下がる傾向にある。所定の空調負荷領域Rは、この各外気温の最良空調負荷を含む空調負荷領域に設定されている。   As apparent from FIG. 4, at each external temperature, there is an air conditioning load (best air conditioning load) at which COP peaks, and when the air conditioning load becomes higher than that, COP tends to gradually decrease. The predetermined air conditioning load area R is set to the air conditioning load area including the best air conditioning load of each external temperature.

そして、空調制御部5は、この所定の空調負荷領域Rと、空調負荷情報取得部4により取得される要求空調負荷情報に基づいて、ヒートポンプ機構2および蓄熱部3の使い分けを行う。   Then, based on the predetermined air conditioning load region R and the required air conditioning load information acquired by the air conditioning load information acquisition unit 4, the air conditioning control unit 5 selectively uses the heat pump mechanism 2 and the heat storage unit 3.

具体的には、空調制御部5は、要求空調負荷が所定の空調負荷領域Rの下限値Rminよりも低い場合は、蓄熱部3により室内の空調を行い、要求空調負荷が所定の空調負荷領域R内である場合は、ヒートポンプ機構2により室内の空調を行い、要求空調負荷が所定の空調負荷領域Rの上限値Rmaxよりも高い場合は、蓄熱部3およびヒートポンプ機構2により室内の空調を行う。   Specifically, when the required air conditioning load is lower than the lower limit value Rmin of the predetermined air conditioning load range R, the air conditioning control unit 5 performs indoor air conditioning by the heat storage unit 3 and the air conditioning load range where the required air conditioning load is predetermined If in R, air conditioning of the room is performed by the heat pump mechanism 2, and if the required air conditioning load is higher than the upper limit value Rmax of the predetermined air conditioning load area R, air conditioning of the room is performed by the heat storage unit 3 and the heat pump mechanism 2. .

次に、このように構成された本実施形態に係る車両用空調管理システム1の作用及び効果について説明する。図5には本実施形態に係る空調制御実行時のヒートポンプ機構2と蓄熱部3の使い分けの一例を示すタイムチャートが示されている。なお、図5に示す空調制御は暖房時を例に示しているものとする。   Next, the operation and effects of the vehicle air conditioning management system 1 according to the present embodiment configured as described above will be described. The time chart which shows an example of proper use of the heat pump mechanism 2 and the thermal storage part 3 at the time of air-conditioning control execution which concerns on this embodiment at FIG. 5 is shown. In addition, air-conditioning control shown in FIG. 5 assumes that heating is shown as an example.

図5のt1時点からt2時点では、要求空調負荷(暖房負荷)が所定の空調負荷領域Rの下限値Rminよりも低いため、空調制御部5は蓄熱部3の蓄温部30に蓄えられた温熱エネルギーを用いて暖房を行う。   Since the required air conditioning load (heating load) is lower than the lower limit value Rmin of the predetermined air conditioning load area R from time t1 to time t2 in FIG. 5, the air conditioning control unit 5 is stored in the heat storage unit 30 of the heat storage unit 3. Heating is performed using thermal energy.

t2時点からt3時点では、要求空調負荷が所定の空調負荷領域R内であるため、空調制御部5はヒートポンプ機構2のみを用いて暖房を行う。   Since the required air conditioning load is within the predetermined air conditioning load region R from time t2 to time t3, the air conditioning control unit 5 performs heating using only the heat pump mechanism 2.

t3時点からt4時点では、要求空調負荷が所定の空調負荷領域Rの上限値Rmaxよりも高いため、蓄熱部3およびヒートポンプ機構2を用いて暖房を行う。具体的には要求空調負荷のうち、ヒートポンプ機構2を所定の空調負荷領域Rの上限値Rmaxに対応する空調負荷で駆動し、残りの要求空調負荷分を蓄熱部3により補填する。   Since the required air conditioning load is higher than the upper limit value Rmax of the predetermined air conditioning load area R from time t3 to time t4, heating is performed using the heat storage portion 3 and the heat pump mechanism 2. Specifically, of the required air conditioning load, the heat pump mechanism 2 is driven by the air conditioning load corresponding to the upper limit value Rmax of the predetermined air conditioning load area R, and the remaining required air conditioning load is compensated by the heat storage unit 3.

t4時点からt5時点では、再び要求空調負荷が下限値Rminを下回ったため、空調制御部5は蓄熱部3の蓄温部30に蓄えられた温熱エネルギーを用いて暖房を行う。   Since the required air conditioning load falls below the lower limit value Rmin again from time t4 to time t5, the air conditioning control unit 5 performs heating using the thermal energy stored in the heat storage unit 30 of the heat storage unit 3.

このように空調制御部5は、ヒートポンプ機構2においてエネルギー効率が良好となる所定の空調負荷領域Rで駆動可能な要求空調負荷にあるときに限り、ヒートポンプ機構2を駆動する。特に、要求空調負荷が所定の空調負荷領域Rの上限値Rmaxよりも高い場合には、当該上限値を上回る分の空調負荷を蓄熱部3により補填し、ヒートポンプ機構2は所定の空調負荷領域R内で駆動することで、ヒートポンプ機構2のエネルギー効率を良好に維持することができる。   As described above, the air conditioning control unit 5 drives the heat pump mechanism 2 only when there is a required air conditioning load that can be driven in a predetermined air conditioning load region R where the energy efficiency is good in the heat pump mechanism 2. In particular, when the required air conditioning load is higher than the upper limit value Rmax of the predetermined air conditioning load range R, the heat storage unit 3 compensates for the air conditioning load exceeding the upper limit, and the heat pump mechanism 2 performs the predetermined air conditioning load range R By driving inside, the energy efficiency of the heat pump mechanism 2 can be maintained favorably.

一方、要求空調負荷が所定の空調負荷領域Rの下限値Rminよりも低い場合には、蓄熱部3のみを使用することで、ヒートポンプ機構2による非効率な駆動を抑制することができる。   On the other hand, when the required air conditioning load is lower than the lower limit value Rmin of the predetermined air conditioning load area R, inefficient driving by the heat pump mechanism 2 can be suppressed by using only the heat storage unit 3.

このように本実施形態の車両用空調管理システム1によれば、蓄熱部3を利用することで、よりエネルギー効率を向上させることができる。   As described above, according to the vehicle air conditioning management system 1 of the present embodiment, energy efficiency can be further improved by using the heat storage unit 3.

以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。   This completes the description of the embodiments of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to this embodiment.

上記実施形態では、図5に基づき暖房時を例に空調制御について説明したが、本発明に係る空調管理システムの空調制御は暖房に限られず、冷房時には蓄温部に代えて蓄冷部を用いることで、同様の制御を適用可能である。   In the above embodiment, air conditioning control has been described taking heating as an example on the basis of FIG. 5, but the air conditioning control of the air conditioning management system according to the present invention is not limited to heating. And similar control is applicable.

また、上記実施形態では、要求空調負荷が所定の空調負荷領域R内である場合に、ヒートポンプ機構2を所定の空調負荷領域Rの上限値Rmaxに対応する空調負荷で駆動し、残りの要求空調負荷分を蓄熱部3により補填しているが、必ずしもヒートポンプ機構2を所定の空調負荷領域Rの上限値Rmaxで駆動する必要はない。例えば、ヒートポンプ機構2を最良空調負荷で駆動し、残りの要求空調負荷分を蓄熱部3により補填してもよい。   In the above embodiment, when the required air conditioning load is within the predetermined air conditioning load area R, the heat pump mechanism 2 is driven by the air conditioning load corresponding to the upper limit Rmax of the predetermined air conditioning load area R, and the remaining required air conditioning Although the load is compensated by the heat storage unit 3, it is not necessary to drive the heat pump mechanism 2 at the upper limit value Rmax of the predetermined air conditioning load region R. For example, the heat pump mechanism 2 may be driven with the best air conditioning load, and the remaining required air conditioning load may be compensated by the heat storage section 3.

また、上記実施形態では、所定の空調負荷領域Rに基づいてヒートポンプ機構2と蓄熱部3との使い分けを行っているが、領域に限らず所定の負荷値を用いてもよい。つまり、空調制御部は、要求空調負荷情報に基づき、車両において要求される要求空調負荷が所定の負荷値よりも低い場合、蓄熱部により室内の空調を行い、要求空調負荷が所定の負荷値である場合、ヒートポンプ機構により室内の空調を行い、要求空調負荷が所定の負荷値よりも高い場合、蓄熱部およびヒートポンプ機構により室内の空調を行う。なお、例えばこの所定の負荷値としては、最良空調負荷とするのが好ましい。   Further, in the above embodiment, the heat pump mechanism 2 and the heat storage unit 3 are selectively used based on the predetermined air conditioning load area R, but not limited to the area, a predetermined load value may be used. That is, based on the required air conditioning load information, if the required air conditioning load required by the vehicle is lower than the predetermined load value, the air conditioning control unit air-conditions the room by the heat storage unit, and the required air conditioning load is at the predetermined load value. In some cases, air conditioning of the room is performed by the heat pump mechanism, and when the required air conditioning load is higher than a predetermined load value, air conditioning of the room is performed by the heat storage unit and the heat pump mechanism. For example, as this predetermined load value, it is preferable to set it as the best air conditioning load.

1 車両用空調管理システム
2 ヒートポンプ機構
3 蓄熱部
4 空調負荷情報取得部
5 空調制御部
10 コンデンサ
11 エバポレータ
12 第1のスイッチングバルブ
13 レシーバ
14 第2のスイッチングバルブ
15 暖房用膨張弁
16 車外エバポレータ
17 車外コンデンサ
18 コンプレッサ
19 冷房用膨張弁
30 蓄温部
31 蓄温用熱交換器
32 蓄冷部
33 蓄冷用熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioning management system for vehicles 2 Heat pump mechanism 3 Heat storage part 4 Air conditioning load information acquisition part 5 Air conditioning control part 10 Condenser 11 Evaporator 12 1st switching valve 13 Receiver 14 2nd switching valve 15 Heating expansion valve 16 Outside evaporator 17 Outside vehicle Condenser 18 compressor 19 expansion valve for cooling 30 heat storage unit 31 heat exchanger for heat storage 32 heat storage unit 33 heat exchanger for cold storage

Claims (1)

駆動用のバッテリを備える車両の室内を空調する空調管理システムであって、
前記バッテリからの電力が供給されることにより冷媒を圧縮する圧縮部を含み、駆動時にエネルギー効率が良好となる所定の空調負荷領域または負荷値を有するヒートポンプ機構と、
蓄熱された熱エネルギーにより前記室内を空調可能に構成された蓄熱部と、
前記ヒートポンプ機構および前記蓄熱部の少なくともいずれか一方を制御することにより前記室内の空調を行う空調制御部と、
前記車両において要求される要求空調負荷情報を取得する空調負荷情報取得部と、を含み、
前記空調制御部は、前記要求空調負荷情報に基づき、前記車両において要求される要求空調負荷が前記空調負荷領域の下限値または前記負荷値よりも低い場合、前記蓄熱部により前記室内の空調を行い、
前記要求空調負荷が前記空調負荷領域内または前記負荷値である場合、前記ヒートポンプ機構により前記室内の空調を行い、
前記要求空調負荷が前記空調負荷領域の上限値または前記負荷値よりも高い場合、前記蓄熱部および前記ヒートポンプ機構により前記室内の空調を行うことを特徴とする車両用空調管理システム。
An air conditioning management system for air conditioning the interior of a vehicle equipped with a battery for driving, comprising:
A heat pump mechanism having a predetermined air conditioning load area or a load value that includes a compression unit that compresses a refrigerant by being supplied with electric power from the battery, and whose energy efficiency is good at the time of driving;
A heat storage unit configured to be capable of air-conditioning the room by heat energy stored therein;
An air conditioning control unit for performing air conditioning of the room by controlling at least one of the heat pump mechanism and the heat storage unit;
An air conditioning load information acquisition unit that acquires required air conditioning load information required for the vehicle;
The air conditioning control unit performs the air conditioning of the room by the heat storage unit when the required air conditioning load required for the vehicle is lower than the lower limit value of the air conditioning load area or the load value based on the required air conditioning load information. ,
When the required air conditioning load is in the air conditioning load area or the load value, the heat pump mechanism performs air conditioning of the room,
An air conditioning management system for a vehicle, wherein the heat storage unit and the heat pump mechanism air-condition the room when the required air conditioning load is higher than an upper limit value of the air conditioning load area or the load value.
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