JP2008094366A - Thermoelectric heating and cooling system for hybrid electric vehicle - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a more efficient system capable of supplying warm air and cold air into a cabin of a hybrid electric vehicle and maximizing the amount of storage of electric pulse to be generated when braking. <P>SOLUTION: This heating and cooling system has first and second thermoelectric modules, and respective thermoelectric module have a first surface and a second surface. The first surface and the second surface of the thermoelectric module are in thermal communication with separate heat exchangers. The first surface of the second thermoelectric module is in thermal communication with a heat storage device. The heat storage device is configured to store the thermal energy generated by the second surface of the second thermoelectric module. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、広くは、ハイブリッド電気車両の客室用の暖房、換気およびエアコンディショニング（ＨＶＡＣ：heating, ventilation and air conditioning）システムに関し、より詳しくは、ハイブリッド電気車両の客室に暖気および冷気を供給する熱電モジュールを備えたＨＶＡＣシステムに関する。  The present invention relates generally to a heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system for a passenger cabin of a hybrid electric vehicle, and more particularly to a thermoelectric for supplying warm and cold air to a passenger cabin of a hybrid electric vehicle. The present invention relates to an HVAC system including a module.

ハイブリッド電気車両は、従来の内燃機関（エンジン）と組合わされた電気モータを使用して、車両のホイールを駆動するトルクを発生させている。ハイブリッド電気車両の運転者が制動力を加えると、ハイブリッド電気車両は、電気モータの機能を反転させて、電気モータを発電機に切換える。ハイブリッド電気車両が停止に近付くと、発電機として機能している電気モータと組合わされたハイブリッド電気車両のホイールは、電気パルスを発生する。この電気パルスは、キャパシタ等のエネルギ貯蔵ユニットに貯蔵され、後で、ホイールの駆動および／またはＨＶＡＣシステム等の車両アクセサリの動力として使用される。しかしながら、電気パルスを貯蔵すると、寄生損失により電気が失われる。  Hybrid electric vehicles use an electric motor combined with a conventional internal combustion engine (engine) to generate torque that drives the wheels of the vehicle. When the driver of the hybrid electric vehicle applies a braking force, the hybrid electric vehicle reverses the function of the electric motor and switches the electric motor to the generator. When the hybrid electric vehicle approaches a stop, the wheel of the hybrid electric vehicle combined with the electric motor functioning as a generator generates an electrical pulse. This electrical pulse is stored in an energy storage unit such as a capacitor and is later used as a drive for wheels and / or power for vehicle accessories such as an HVAC system. However, when electrical pulses are stored, electricity is lost due to parasitic losses.

ハイブリッド電気車両が停止したとき、ハイブリッド電気車両はその内燃機関を停止させるのが一般的である。しかしながら、ハイブリッド電気車両のＨＶＡＣシステムが作動しているときは、該ＨＶＡＣシステムの運転を続けるため、ハイブリッド電気車両はエネルギ貯蔵装置から電力を取出しおよび／または内燃機関を作動させておかなくてはならない。これらの要求は、燃料経済性を最小化する。  When a hybrid electric vehicle stops, the hybrid electric vehicle generally stops its internal combustion engine. However, when the hybrid electric vehicle's HVAC system is in operation, the hybrid electric vehicle must remove power from the energy storage device and / or operate the internal combustion engine in order to continue operation of the HVAC system. . These requirements minimize fuel economy.

米国特許第６，５３９，７２５号明細書（Bell）US Pat. No. 6,539,725 (Bell)

従って、ハイブリッド電気車両の客室に暖気および冷気を供給すると同時に制動時に発生される電気パルスの貯蔵量を最大化できるより効率的なシステムを提供することが望まれている。  Accordingly, it would be desirable to provide a more efficient system that can supply warm and cold air to the cabin of a hybrid electric vehicle and at the same time maximize the storage of electrical pulses generated during braking.

既知の技術の欠点および制限を解消できる、車両の客室の暖房および冷房用システムを開示する。本発明の暖房および冷房システムは２つの熱電モジュールを有し、各熱電モジュールは熱表面および冷表面を備えている。熱表面および冷表面は、熱表面が冷たくかつ冷表面が熱くなるモードで作動される。熱表面および冷表面の各々が別々の熱交換器に熱的に連通している。貯熱装置が、１つの熱電モジュールの熱表面および冷表面に熱的に連通しておりかつ該熱電モジュールにより発生された熱エネルギを貯蔵する。  Disclosed is a vehicle cabin heating and cooling system that can overcome the disadvantages and limitations of known techniques. The heating and cooling system of the present invention has two thermoelectric modules, each thermoelectric module having a hot surface and a cold surface. The hot and cold surfaces are operated in a mode where the hot surface is cold and the cold surface is hot. Each hot and cold surface is in thermal communication with a separate heat exchanger. A heat storage device is in thermal communication with the hot and cold surfaces of one thermoelectric module and stores the thermal energy generated by the thermoelectric module.

論理装置が熱電モジュールに接続されている。論理装置は、回生制動時に発生された回生パルスを受入れるように構成されている。論理装置は、貯熱装置に連結された熱電モジュールまたはキャパシタ等のエネルギ貯蔵装置にパルスを送る。  The logic unit is connected to the thermoelectric module. The logic device is configured to accept a regenerative pulse generated during regenerative braking. The logic device sends pulses to an energy storage device such as a thermoelectric module or capacitor coupled to the heat storage device.

システムは更に流体回路を有し、各流体回路は、これを通して媒体を循環させるポンプを有している。１つの流体回路が、両熱電モジュールの冷表面に熱的に連通している。もう１つの回路が熱電モジュールの１つの熱表面に熱的に連通しており、第三回路が他の熱電モジュールの熱表面に熱的に連通している。  The system further includes a fluid circuit, each fluid circuit having a pump through which the medium is circulated. One fluid circuit is in thermal communication with the cold surfaces of both thermoelectric modules. Another circuit is in thermal communication with one thermal surface of the thermoelectric module, and a third circuit is in thermal communication with the thermal surface of the other thermoelectric module.

本発明のこれらのおよび他の長所、特徴および実施形態は、添付図面、詳細な説明および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるＨＶＡＣユニット１０の種々のコンポーネンツが示されている。ＨＶＡＣユニット１０は、熱表面１４および冷表面１６を備えた熱電モジュール１２を有している。熱表面１４および冷表面１６の各々が、それぞれ、参照番号１８、２０で示す熱交換器に熱的に連通している。熱交換器１８、２０は、ヒートシンクの形態をなすものが好ましい。These and other advantages, features and embodiments of the present invention will become apparent from the accompanying drawings, detailed description and claims.
Referring to FIG. 1, various components of anHVAC unit 10 according to one embodiment of the present invention are shown. TheHVAC unit 10 has athermoelectric module 12 with ahot surface 14 and acold surface 16. Each of thehot surface 14 and thecold surface 16 are in thermal communication with a heat exchanger indicated byreference numerals 18 and 20, respectively. Theheat exchangers 18 and 20 are preferably in the form of heat sinks.

本明細書の範疇において、用語「熱電モジュール（thermoelectric module）」は、その広義の通常かつ慣習上の意味、例えば（１）Marlow Industries, Inc.（Dallas、テキサス州）により製造されているような従来の熱電モジュール、（２）量子トンネリングコンバータ、（３）熱電子モジュール、（４）磁気熱量モジュール、（５）熱電効果、磁気熱量効果、量子トンネル効果および熱電子効果の１つまたは任意の複数組合せを用いた要素、（６）音響加熱メカニズム、（７）上記特許文献１に開示された熱電システム、（８）他の全てのソリッドステートヒートポンピング装置、（９）上記（１）〜（８）の任意の組合せ、アレー、組立体および他の構造に使用される。  Within the scope of this specification, the term “thermoelectric module” has its general and customary meaning, for example (1) as manufactured by Marlow Industries, Inc. (Dallas, Texas). Conventional thermoelectric module, (2) Quantum tunneling converter, (3) Thermoelectric module, (4) Magneto-caloric module, (5) Thermoelectric effect, magnetocaloric effect, quantum tunneling effect and thermoelectronic effect Elements using combinations; (6) acoustic heating mechanism; (7) thermoelectric system disclosed in Patent Document 1; (8) all other solid-state heat pumping devices; and (9) above (1) to (8). ) In any combination, array, assembly and other structures.

ＨＶＡＣシステム１０は更に、熱表面２６および冷表面２８を備えた第二熱電モジュール２４を有している。この第二熱電モジュール２４の冷表面２８は熱交換器３２に熱的に連通しており、前述の冷表面と同様に構成されている。熱表面２６とそのそれぞれの第一熱交換器３０との間には貯熱装置３４が配置されており、該貯熱装置３４は、熱表面２６とその熱交換器３２とを熱的に連結しており、前述と同様に構成されている。  TheHVAC system 10 further includes a secondthermoelectric module 24 with ahot surface 26 and acold surface 28. Thecold surface 28 of the secondthermoelectric module 24 is in thermal communication with theheat exchanger 32 and is configured similarly to the cold surface described above. Athermal storage device 34 is disposed between thethermal surface 26 and its respectivefirst heat exchanger 30, and thethermal storage device 34 thermally couples thethermal surface 26 and itsheat exchanger 32. The configuration is the same as described above.

貯熱装置３４は、好ましくは、高温相変化物質（high temperature phase change material）と低温相変化物質との混合物を収容した容器である。この混合物は、ワックス（高温相変化物質）および水（低温相変化物質）で形成できる。作動時には、熱表面２６またはその一部で発生した熱エネルギは、貯熱装置３４内に貯蔵される。  Theheat storage device 34 is preferably a container containing a mixture of a high temperature phase change material and a low temperature phase change material. This mixture can be formed with wax (high temperature phase change material) and water (low temperature phase change material). In operation, thermal energy generated at thehot surface 26 or a portion thereof is stored in theheat storage device 34.

ＨＶＡＣ制御システム２２が、ライン１３、２５を介して、それぞれ、熱電モジュール１２、２４に電気的に接続されている。ＨＶＡＣ制御システム２２は、第一熱電モジュール１２に供給される電流の大きさおよび方向に関して調節された電流を、第一熱電モジュール１２に供給する。暖房モードでは、第一熱電モジュール１２を通って流れる電流の方向は、熱電モジュール１２の熱表面１４が暖かくなり、一方、第一熱電モジュール１２の冷表面１６が冷たくなるように定められる。熱表面１４は第一熱交換器１８に熱を伝達し、一方、冷表面１６により発生された冷気は、第二熱交換器２０により放散される。冷房モードでは、これとは逆のことが行われ、熱電モジュール１２の「熱」表面１４が冷たくなり、一方、第一熱電モジュール１２の「冷」表面１６が暖かくなる。  AnHVAC control system 22 is electrically connected to thethermoelectric modules 12 and 24 vialines 13 and 25, respectively. TheHVAC control system 22 supplies the firstthermoelectric module 12 with a current adjusted with respect to the magnitude and direction of the current supplied to the firstthermoelectric module 12. In the heating mode, the direction of the current flowing through the firstthermoelectric module 12 is determined such that thehot surface 14 of thethermoelectric module 12 is warm, while thecold surface 16 of the firstthermoelectric module 12 is cold. Thehot surface 14 transfers heat to thefirst heat exchanger 18, while the cold air generated by thecold surface 16 is dissipated by thesecond heat exchanger 20. In the cooling mode, the reverse occurs, the “hot”surface 14 of thethermoelectric module 12 is cold, while the “cold”surface 16 of the firstthermoelectric module 12 is warm.

ＨＶＡＣ制御システム２２は更に、電気パルス（矢印３６により示されている）を受入れるように構成されている。電気パルスは、回生制動時にはハイブリッド電気車両により発生されるのが好ましいが、他のシステムにより発生させることもできる。電気パルスはＨＶＡＣ制御システム２２により受入れられて、第二熱電モジュール２４および／またはキャパシタ等のエネルギ貯蔵装置３８に送られる。エネルギ貯蔵装置３８に貯蔵された電気は、後で、ホイールを駆動する電気モータまたはハイブリッド電気車両のアクセサリに給電するのに使用される。ＨＶＡＣ制御モジュール２２は、貯熱装置３４の熱容量および／またはハイブリッド電気車両の客室の必要熱量に基いて、第二熱電モジュール２４および／またはエネルギ貯蔵装置３８に電気パルスを送る。  TheHVAC control system 22 is further configured to accept electrical pulses (indicated by arrows 36). The electrical pulses are preferably generated by the hybrid electric vehicle during regenerative braking, but can also be generated by other systems. The electrical pulses are accepted by theHVAC control system 22 and sent to the secondthermoelectric module 24 and / or anenergy storage device 38 such as a capacitor. The electricity stored in theenergy storage device 38 is later used to power the electric motor or hybrid electric vehicle accessory that drives the wheel. TheHVAC control module 22 sends electrical pulses to the secondthermoelectric module 24 and / or theenergy storage device 38 based on the heat capacity of theheat storage device 34 and / or the required amount of heat in the passenger cabin of the hybrid electric vehicle.

本明細書の範疇において、用語「ハイブリッド電気車両（hybrid-electric vehicle）」は、その広義の通常かつ慣習上の意味、例えば（１）電気モータのみを動力とする車両、（２）燃料電池を動力とする車両、（３）直接的または間接的に車両を駆動するのに電気モータを使用するあらゆる形式の車両、または（４）発電機を備えたあらゆる車両に使用される。  Within the scope of this specification, the term “hybrid-electric vehicle” means its general and customary meaning, for example, (1) a vehicle powered only by an electric motor, (2) a fuel cell. Used in powered vehicles, (3) any type of vehicle that uses an electric motor to drive the vehicle directly or indirectly, or (4) any vehicle with a generator.

ＨＶＡＣ制御システム２２が電気パルスを第二熱電モジュール２４に送るとき、ＨＶＡＣ制御システム２２は、電気パルスにより発生される電流の流れ方向を制御する。電流の流れ方向を制御することにより、熱表面２６が加熱または冷却される。暖房モードでは、第二熱電モジュール２４を通って流れる電流の方向は、第二熱電モジュール２４の熱表面２６が暖まり（第一熱交換器３０および貯熱装置３４により発生された熱が移送される）、一方、第二熱電モジュール２４の冷表面２８は冷たくなる。冷房モードでは逆になり、第二熱電モジュール２４の以前の「熱」表面２６が冷たくなり、第二熱電モジュール２４の以前の「冷」表面２８が熱くなる。  When theHVAC control system 22 sends an electrical pulse to the secondthermoelectric module 24, theHVAC control system 22 controls the flow direction of the current generated by the electrical pulse. By controlling the direction of current flow, thehot surface 26 is heated or cooled. In the heating mode, the direction of the current flowing through the secondthermoelectric module 24 is such that thehot surface 26 of the secondthermoelectric module 24 is warmed (the heat generated by thefirst heat exchanger 30 and theheat storage device 34 is transferred). On the other hand, thecold surface 28 of the secondthermoelectric module 24 becomes cold. In the cooling mode, the reverse is true, the previous “hot”surface 26 of the secondthermoelectric module 24 is cold, and the previous “cold”surface 28 of the secondthermoelectric module 24 is hot.

前述のように、ＨＶＡＣ制御システム２２は、第二熱電モジュール２４またはエネルギ貯蔵装置３８のいずれかに電気パルスを送る。一般に、電気パルスがエネルギ貯蔵装置３８に送られるときは、車両の客室は、更に加熱または冷却する必要がない状態にある。電気パルスが第二熱電モジュール２４に送られるときは、車両の客室は、更に加熱または冷却する必要がある状態にある。電気パルスを第二熱電モジュール２４に送ることにより、ＨＶＡＣ制御システム２２は、第一熱電モジュール１２に供給される電流の大きさを低減させる。なぜならば、第二熱電モジュール２４および貯熱装置３４に貯蔵された熱エネルギが、客室の充分な暖房または冷房を行っているからである。第一熱電モジュール１２の電流デマンドを低減させることにより、ハイブリッド電気車両はその内燃機関を停止させおよび／またはエネルギ貯蔵装置３８からの電力の取出しを低減させることができ、これによりハイブリッド電気車両の燃料効率が高められる。  As described above, theHVAC control system 22 sends an electrical pulse to either the secondthermoelectric module 24 or theenergy storage device 38. Generally, when an electrical pulse is sent to theenergy storage device 38, the vehicle cabin is in a state that does not require further heating or cooling. When an electrical pulse is sent to the secondthermoelectric module 24, the vehicle cabin is in a state that requires further heating or cooling. By sending an electrical pulse to the secondthermoelectric module 24, theHVAC control system 22 reduces the magnitude of the current supplied to the firstthermoelectric module 12. This is because the heat energy stored in the secondthermoelectric module 24 and theheat storage device 34 sufficiently heats or cools the cabin. By reducing the current demand of the firstthermoelectric module 12, the hybrid electric vehicle can shut down its internal combustion engine and / or reduce the extraction of power from theenergy storage device 38, thereby reducing the fuel of the hybrid electric vehicle. Efficiency is increased.

暖気および冷気を車両の客室に送るため、第一熱交換器１８、３０にはブロワ４０が設けられている。ブロワ４０は、空気を、第一熱交換器１８、３０を通し、最終的には車両の客室内に移動させる（矢印４１で示す）。  Ablower 40 is provided in thefirst heat exchangers 18 and 30 in order to send warm air and cold air to the passenger compartment of the vehicle. Theblower 40 moves air through thefirst heat exchangers 18 and 30 and finally into the passenger compartment of the vehicle (indicated by an arrow 41).

図２を参照すると、ここには、本発明を具現する他のＨＶＡＣユニット１１０が示されている。ＨＶＡＣユニット１１０は流体回路１４２を有し、該流体回路１４２は、ポンプ１４４および回路熱交換器１４６を備えている。従って、第一ポンプ１４４は、流体媒体を、流体回路１４２および流体回路熱交換器１４６を通して循環させる。  Referring to FIG. 2, there is shown anotherHVAC unit 110 that embodies the present invention. TheHVAC unit 110 has afluid circuit 142, which includes apump 144 and acircuit heat exchanger 146. Accordingly, thefirst pump 144 circulates the fluid medium through thefluid circuit 142 and the fluidcircuit heat exchanger 146.

本明細書の範疇において、用語「ポンプ」は、その広義の通常かつ慣習上の意味に使用され、従来のあらゆるポンプ、静電型ポンプ、遠心ポンプ、容積型ポンプ、ギヤポンプ、ぜん動ポンプまたは他のあらゆる媒体移動装置または既知のポンプまたはこの後に開発されるポンプの組合せを含むものである。  Within the scope of this specification, the term “pump” is used in its broad ordinary and customary meaning and includes any conventional pump, electrostatic pump, centrifugal pump, positive displacement pump, gear pump, peristaltic pump or other It includes any media transfer device or known pump or combination of pumps that will be developed later.

一般に、流体媒体とは、水とグリコールとの混合物を含む液体である。或いは、流体媒体には、例えばガスまたは多目的固／液対流媒体等の他の流体を含めることができる。  In general, a fluid medium is a liquid containing a mixture of water and glycol. Alternatively, the fluid medium can include other fluids such as gas or multipurpose solid / liquid convection media.

ＨＶＡＣユニット１１０は更に、熱表面１１４および冷表面１１６を備えた熱電モジュール１１２を有している。熱表面および冷表面１１４、１１６の各々は、それぞれ、熱交換器１１８、１２０に熱的に連通している。熱表面１１４に関連する熱交換器１１８は、フィン付熱交換器またはヒートシンクであるのが好ましい。他方の熱交換器１２０は、冷表面１１６を、流体回路従って流体回路熱交換器１４６に熱的に連通させるように構成されている。  TheHVAC unit 110 further includes athermoelectric module 112 with ahot surface 114 and acold surface 116. Each of the hot andcold surfaces 114, 116 is in thermal communication with aheat exchanger 118, 120, respectively. Theheat exchanger 118 associated with thehot surface 114 is preferably a finned heat exchanger or a heat sink. Theother heat exchanger 120 is configured to cause thecold surface 116 to be in thermal communication with the fluid circuit and thus the fluidcircuit heat exchanger 146.

ＨＶＡＣシステム１１０は更に、熱表面１２６および冷表面１２８を備えた第二熱電モジュール１２４を有している。第二熱電モジュール１２４の熱表面および冷表面１２６、１２８の各々は、それぞれ、熱交換器１３０、１３２に熱的に連通している。前の実施形態におけるように、第二熱電モジュール１２４の熱表面１２６と、これに関連する熱交換器１３０（該熱交換器は、フィン付熱交換器またはヒートシンクが好ましい）との間には、貯熱装置１３４が配置されている。貯熱装置１３４は、図１に示した貯熱装置３４と同じものである。冷表面１１６に関連する他方の熱交換器１３４は、冷表面１１６を、流体媒体を介して流体回路熱交換器１４６に熱的に連通させる。  TheHVAC system 110 further includes a secondthermoelectric module 124 with ahot surface 126 and acold surface 128. Each of the hot andcold surfaces 126, 128 of the secondthermoelectric module 124 is in thermal communication with theheat exchangers 130, 132, respectively. As in the previous embodiment, between thethermal surface 126 of the secondthermoelectric module 124 and the associated heat exchanger 130 (which is preferably a finned heat exchanger or heat sink), Aheat storage device 134 is arranged. Theheat storage device 134 is the same as theheat storage device 34 shown in FIG. Theother heat exchanger 134 associated with thecold surface 116 causes thecold surface 116 to be in thermal communication with the fluidcircuit heat exchanger 146 via the fluid medium.

これも前の実施形態と同じであるが、ＨＶＡＣ制御システム１２２は、ライン１１３、１１５を介して、それぞれ、熱電モジュール１１２、１２４に電気的に接続されている。ＨＶＡＣ制御システム１２２は熱電モジュール１１２に電流を供給し、かつ該熱電モジュール１１２に供給される電流の大きさおよび流れ方向を調節できる。暖房モードでは、この熱電モジュール１１２を通って流れる電流の方向は、熱電モジュール１１２の熱表面１１４が暖かくなり、一方、熱電モジュール１１２の冷表面１１２が冷たくなるように定める。熱表面１１４により発生された熱は、関連する熱交換器１１８に移送され、一方、冷表面１１２により発生された冷気は、流体媒体を介して、流体回路熱交換器１４６により放散される。冷房モードではこれとは逆になり、熱電モジュール１１２の以前の「熱」表面１１４が冷たくなり、一方、熱電モジュール１１２の以前の「冷」表面１１６が暖かくなる。  This is also the same as in the previous embodiment, but theHVAC control system 122 is electrically connected to thethermoelectric modules 112 and 124 vialines 113 and 115, respectively. TheHVAC control system 122 can supply current to thethermoelectric module 112 and adjust the magnitude and flow direction of the current supplied to thethermoelectric module 112. In the heating mode, the direction of the current flowing through thethermoelectric module 112 is determined such that thehot surface 114 of thethermoelectric module 112 is warm while thecold surface 112 of thethermoelectric module 112 is cold. The heat generated by thehot surface 114 is transferred to the associatedheat exchanger 118, while the cool air generated by thecold surface 112 is dissipated by the fluidcircuit heat exchanger 146 via the fluid medium. In the cooling mode, the opposite is true: the previous “hot”surface 114 of thethermoelectric module 112 is cool, while the previous “cold”surface 116 of thethermoelectric module 112 is warm.

ＨＶＡＣ制御システム１２２は、電気パルス（矢印１３６により示されている）を受入れるように構成されている。電気パルスは、回生制動時にはハイブリッド電気車両により発生されるのが好ましい。電気パルスはＨＶＡＣ制御システム１２２により受入れられて、第二熱電モジュール１２４および／またはキャパシタ等のエネルギ貯蔵装置１３８に送られる。エネルギ貯蔵装置１３８に貯蔵された電気は、後で、ホイールを駆動する電気モータまたはハイブリッド電気車両のアクセサリに給電するのに使用される。ＨＶＡＣ制御モジュール１２２は、貯熱装置１３４の熱容量および／またはハイブリッド電気車両の客室の必要熱量に基いて、第二熱電モジュール１２４および／またはエネルギ貯蔵装置１３８に電気パルスを送る。  TheHVAC control system 122 is configured to accept electrical pulses (indicated by arrows 136). The electric pulse is preferably generated by the hybrid electric vehicle during regenerative braking. The electrical pulses are accepted by theHVAC control system 122 and sent to the secondthermoelectric module 124 and / or anenergy storage device 138 such as a capacitor. The electricity stored in theenergy storage device 138 is later used to power the electric motor or hybrid electric vehicle accessory that drives the wheel. TheHVAC control module 122 sends electrical pulses to the secondthermoelectric module 124 and / or theenergy storage device 138 based on the heat capacity of theheat storage device 134 and / or the required amount of heat in the passenger cabin of the hybrid electric vehicle.

ＨＶＡＣ制御システム１２２が電気パルスを第二熱電モジュール１２４に送るとき、ＨＶＡＣ制御システム１２２は、電気パルスにより発生される電流の流れ方向を制御する。電流の流れ方向を制御することにより、第二熱電装置１２４の熱表面１２６が、暖房モードおよび冷房モードにおいて、それぞれ、暖められるか冷却される。暖房モードでは、熱表面１２６が、第二熱電モジュール１２４により発生された熱を、関連する第一熱交換器１３０および貯熱装置１３４に移送する。第二熱電モジュール１２６の冷表面１２８により発生された冷気は、流体回路熱交換器１４６を介して、流体媒体により放散される。冷房モードでは逆のことが生じ、以前の「熱」表面１２６が冷却され、かつ以前の「冷」表面が加熱される。  When theHVAC control system 122 sends an electrical pulse to the secondthermoelectric module 124, theHVAC control system 122 controls the flow direction of the current generated by the electrical pulse. By controlling the direction of current flow, thehot surface 126 of the secondthermoelectric device 124 is warmed or cooled in the heating mode and the cooling mode, respectively. In the heating mode, thehot surface 126 transfers heat generated by the secondthermoelectric module 124 to the associatedfirst heat exchanger 130 andheat storage device 134. Cold air generated by thecold surface 128 of the secondthermoelectric module 126 is dissipated by the fluid medium via the fluidcircuit heat exchanger 146. In the cooling mode, the reverse occurs: the previous “hot”surface 126 is cooled and the previous “cold” surface is heated.

表面１１４、１２６に関連する熱交換器１１８、１３０は、ブロワ１４０の近くに配置されるのが好ましい。ブロワ１４０は、空気を、熱交換器１１８、１３０を通して移動させ（矢印１４１により示されている）、最終的には車両の客室内に移動させる。
前述のように、ＨＶＡＣ制御システム１２２は、電気パルスを、第二熱電モジュール１２４またはエネルギ貯蔵装置１３８に送る。電気パルスを第二熱電モジュール１２４に送ることにより、ＨＶＡＣ制御システム２２は、第一熱電モジュール１１２に供給される電流の大きさを低減させ、従って、第一熱電モジュール１１２の電流デマンドを低減させる。Theheat exchangers 118, 130 associated with thesurfaces 114, 126 are preferably located near theblower 140. Theblower 140 moves air through theheat exchangers 118, 130 (indicated by arrows 141) and eventually into the vehicle cabin.
As described above, theHVAC control system 122 sends electrical pulses to the secondthermoelectric module 124 or theenergy storage device 138. By sending an electrical pulse to the secondthermoelectric module 124, theHVAC control system 22 reduces the magnitude of the current supplied to the firstthermoelectric module 112, and thus reduces the current demand of the firstthermoelectric module 112.

ここで図３を参照すると、他の実施形態によるＨＶＡＣユニット２１０が示されている。ＨＶＡＣユニット２１０は、３つの流体回路２１２、２１４および２１６を有している。各回路２１２、２１４、２１６はポンプ２１８、２２０、２２２を有しており、該ポンプは、それぞれ、第一、第二および第三回路２１２、２１４、２１６を通して流体媒体を循環させる。  Referring now to FIG. 3, anHVAC unit 210 according to another embodiment is shown. TheHVAC unit 210 has threefluid circuits 212, 214 and 216. Eachcircuit 212, 214, 216 has apump 218, 220, 222 that circulates a fluid medium through the first, second, andthird circuits 212, 214, 216, respectively.

第一回路２１２と第三回路２１６との間には熱電モジュール２２４が配置されており、該熱電モジュール２２４は、熱表面２２６および冷表面２２８を有し、該表面２２６、２２８は、熱交換器２３０、２３２を介して、それぞれ、第一および第三回路２１８、２２２に熱的に連通している。  Athermoelectric module 224 is disposed between thefirst circuit 212 and thethird circuit 216, thethermoelectric module 224 having a hot surface 226 and acold surface 228, thesurfaces 226, 228 being heat exchangers. 230 and 232 are in thermal communication with the first andthird circuits 218 and 222, respectively.

第二回路２１４と第三回路２１６との間には、第二熱電モジュール２３４が配置されている。第二熱電モジュール２３４は熱表面２３６および冷表面２３８を有し、該表面２３６、２３８は、熱交換器２４０、２４２を介して、それぞれ、それぞれ、第二および第三回路２１４、２１６に流体連通している。  A secondthermoelectric module 234 is disposed between thesecond circuit 214 and thethird circuit 216. The secondthermoelectric module 234 has ahot surface 236 and acold surface 238 that are in fluid communication with the second andthird circuits 214, 216, respectively, via theheat exchangers 240, 242 respectively. is doing.

第一回路２１２および第二回路２１４の両者には、貯熱装置２４４が連結されている。貯熱装置２４４は、第一媒体および第二媒体の熱エネルギおよびその一部が、第一媒体と第二媒体との間で移送されるように第一媒体と第二媒体とを混合するリザーバである。第一回路２１２にはバイパスライン２４６および二重切換え弁２４８が連結されており、第一媒体が貯熱装置２４４内に流入して第二媒体と混合することを選択的に防止するように構成されている。  Aheat storage device 244 is connected to both thefirst circuit 212 and thesecond circuit 214. Theheat storage device 244 is a reservoir that mixes the first medium and the second medium such that the thermal energy of the first medium and the second medium and a portion thereof are transferred between the first medium and the second medium. It is. Abypass line 246 and adouble switching valve 248 are connected to thefirst circuit 212 and are configured to selectively prevent the first medium from flowing into theheat storage device 244 and mixing with the second medium. Has been.

第一および第三回路２１２、２１６には熱交換器２５０、２５２が連結されており、両熱交換器２５０、２５２は、車両の客室に供給すべき空気をコンディショニング（加熱または冷却）するのに使用される。従って、熱交換器２５０、２５２の近くにはブロワ２５４が配置されている。矢印２５６で示すように、ブロワ２５４は熱交換器２５０、２５２を通して空気を移動させ、車両の客室内に送り込む。  Coupled to the first andthird circuits 212, 216 areheat exchangers 250, 252 which both condition (heat or cool) the air to be supplied to the vehicle cabin. used. Accordingly, ablower 254 is disposed near theheat exchangers 250 and 252. As indicated byarrow 256, theblower 254 moves air through theheat exchangers 250, 252 and feeds it into the passenger compartment of the vehicle.

第三回路２１６には内燃機関２５８が作動連結されており、ポンプ２２２により第三媒体が循環されてエンジン２５８を冷却するのに使用される。第三回路２１６には、該第三回路内の第三媒体を冷却するためのラジエータ２６０を設けるのが好ましい。第三回路２１６にはバイパスライン２６２および二重切換え弁２６４が連結されており、該二重切換え弁２６４は、第一媒体を、ラジエータ２６０ではなくバイパスライン２６４を通って選択的に流れるようにする。第三媒体は、ラジエータ２６０ではなくバイパスライン２６４を通して循環させることにより、第三媒体はエンジン２５８により一層迅速に加熱される。なぜならば、第三媒体がラジエータ２６０により冷却される機会がなくなるからである。  Aninternal combustion engine 258 is operatively connected to thethird circuit 216, and a third medium is circulated by thepump 222 and used to cool theengine 258. Thethird circuit 216 is preferably provided with aradiator 260 for cooling the third medium in the third circuit. Connected to thethird circuit 216 is abypass line 262 and adual switching valve 264 that allows the first medium to selectively flow through thebypass line 264 rather than through theradiator 260. To do. The third medium is heated more quickly by theengine 258 by circulating the third medium through thebypass line 264 rather than theradiator 260. This is because there is no opportunity for the third medium to be cooled by theradiator 260.

第三回路２１６には、付加バイパスライン２６６および二重切換え弁２６８を設けることができる。二重切換え弁２６８は、第三媒体を、熱交換器２３２、２４２と熱的接触している第三回路の一部を通すのではなく、選択的にバイパスライン２６６に通すことができる（冷房モード作動時）。第三媒体をバイパスライン２６６を通して循環させることにより、第三媒体は、熱を熱交換器２３２、２４２に移送できなくなり、従ってブロワ２５４により供給される空気がエンジン２５８および熱交換器２５２により加熱されることはない。また、第一および第二熱電モジュール２２４、２３４の冷表面２２８、２３８の温度が第三媒体によって影響を受けることもない。これは、ＨＶＡＣが車両の客室を冷房している場合に有利である。  Thethird circuit 216 can be provided with anadditional bypass line 266 and adouble switching valve 268. Thedual switching valve 268 can selectively pass the third medium through thebypass line 266 rather than through a portion of the third circuit that is in thermal contact with theheat exchangers 232, 242 (cooling). Mode). By circulating the third medium through thebypass line 266, the third medium cannot transfer heat to theheat exchangers 232, 242 so that the air supplied by theblower 254 is heated by theengine 258 and theheat exchanger 252. Never happen. Also, the temperature of thecold surfaces 228, 238 of the first and secondthermoelectric modules 224, 234 is not affected by the third medium. This is advantageous when the HVAC is cooling the vehicle cabin.

一般的に、第三回路２１６には、ポンプ２７２、弁２２４および熱交換器２７６を備えた分岐回路２７０を設けることができる。分岐回路２７０は、第三媒体の一部の冷却を補うのに使用される。例えば、弁２７４が、第三媒体の一部が分岐回路２７０を通って流れることができるように配置されている場合には、分岐回路２７０の熱交換器２７６が第三媒体の冷却を補助する。これとは逆に、弁２７４が、第三媒体が分岐回路２７０を通って循環することを防止するように配置されている場合には、熱交換器２７６が第三媒体の冷却を補助することはない。  Generally, thethird circuit 216 can be provided with abranch circuit 270 that includes apump 272, avalve 224, and aheat exchanger 276.Branch circuit 270 is used to supplement the cooling of a portion of the third medium. For example, if thevalve 274 is arranged such that a portion of the third medium can flow through thebranch circuit 270, theheat exchanger 276 of thebranch circuit 270 assists in cooling the third medium. . Conversely, if thevalve 274 is arranged to prevent the third medium from circulating through thebranch circuit 270, theheat exchanger 276 assists in cooling the third medium. There is no.

ＨＶＡＣ制御システム２７８は、ライン２８０、２８２を介して、それぞれ、第一および第二熱電モジュール２２４、２３４に電気的に接続されている。ＨＶＡＣ制御システム２７８は、第一熱電モジュール２２４に電流を供給する。ＨＶＡＣ制御システム２７８は、第一熱電モジュール２２４に供給される電流の大きさおよび流れ方向を調節できる。暖房モードでは、第一熱電モジュール２２４を通って流れる電流の方向は、熱表面２２６が暖かくなりかつ冷表面２２８が冷たくなるように定められる。冷房モードではこれとは逆のことが生じ、熱電モジュール２２４の「熱」表面２２６が冷たくなり、一方。第一熱電モジュール２２４の「冷」表面２２８が暖かくなる。熱表面２２６が暖かくなるか、冷たくなるとき、熱エネルギは、第一媒体を介して、熱表面２２６から熱交換器２３０に移送される。  TheHVAC control system 278 is electrically connected to the first and secondthermoelectric modules 224, 234 vialines 280, 282, respectively. TheHVAC control system 278 supplies current to the firstthermoelectric module 224. TheHVAC control system 278 can adjust the magnitude and flow direction of the current supplied to the firstthermoelectric module 224. In the heating mode, the direction of the current flowing through the firstthermoelectric module 224 is determined such that the hot surface 226 is warm and thecold surface 228 is cold. The opposite occurs in the cooling mode, where the “hot” surface 226 of thethermoelectric module 224 is cold, while The “cold”surface 228 of the firstthermoelectric module 224 becomes warm. As the hot surface 226 becomes warm or cool, thermal energy is transferred from the hot surface 226 to theheat exchanger 230 via the first medium.

前述のように、ＨＶＡＣ制御システム２７８は、第二熱電モジュール２３４にも電気的に接続されている。ＨＶＡＣ制御システム２７８は、回生制動時にハイブリッド電気車両により発生される電気パルス（矢印２８４で示されている）を受入れるように構成されている。ＨＶＡＣ制御システム２７８により受入れられる電気パルスは、第二熱電モジュール２３４および／またはキャパシタ等のエネルギ貯蔵装置２８６に送られる。ＨＶＡＣ制御モジュール２７８は、貯熱装置２４４の熱容量および／またはハイブリッド電気車両の客室の必要熱量に基いて、電気パルスを第二熱電モジュール２３４および／またはエネルギ貯蔵装置２８６に送る。  As described above, theHVAC control system 278 is also electrically connected to the secondthermoelectric module 234. TheHVAC control system 278 is configured to accept an electrical pulse (indicated by arrow 284) generated by the hybrid electric vehicle during regenerative braking. The electrical pulses received by theHVAC control system 278 are sent to the secondthermoelectric module 234 and / or anenergy storage device 286 such as a capacitor. TheHVAC control module 278 sends electrical pulses to the secondthermoelectric module 234 and / or theenergy storage device 286 based on the heat capacity of theheat storage device 244 and / or the amount of heat required in the cabin of the hybrid electric vehicle.

エンジン２５８がウォームアップすると、エンジン２５８は、熱交換器２３２、２４２を通って循環される第三媒体を加熱する。第三媒体の熱は、熱交換器２３２、２４２を通って、第一および第二熱電モジュール２２４、２３４の冷表面２２８、２３８に移送される。熱電モジュール２２４、２３４の冷表面２２８、２３８を暖かくすることにより、熱表面２２６、２３６と冷表面２２８、２３８との間の温度差が最小化され、第一および第二熱電モジュール２２４、２３４がより効率的に作動できるようになる。  Asengine 258 warms up,engine 258 heats the third medium circulated throughheat exchangers 232, 242. The heat of the third medium is transferred to thecold surfaces 228, 238 of the first and secondthermoelectric modules 224, 234 through theheat exchangers 232, 242. By warming thecold surfaces 228, 238 of thethermoelectric modules 224, 234, the temperature difference between thehot surfaces 226, 236 and thecold surfaces 228, 238 is minimized, and the first and secondthermoelectric modules 224, 234 It becomes possible to operate more efficiently.

冷房モードでは、第三媒体は、第二二重切換え弁２６８により、第二バイパスライン２６６を通して送られる。第二バイパスライン２６６を用いることにより、第三媒体の熱は、熱交換器２３２、２４２に通されることなく、第一および第二熱電モジュール２２４、２３４の冷表面２２８、２３８に送られる。従って、熱電モジュールの冷表面２２８、２３８の温度は上昇されず、熱表面２２６、２３６の温度に近い温度に維持される。前述のように、熱表面２２６、２３６と冷表面２２８、２３８との間の温度差を小さくすることにより、第一および第二熱電モジュール２２４、２３４がより効率的に作動する。  In the cooling mode, the third medium is sent through thesecond bypass line 266 by the seconddouble switching valve 268. By using thesecond bypass line 266, the heat of the third medium is transferred to thecold surfaces 228, 238 of the first and secondthermoelectric modules 224, 234 without being passed through theheat exchangers 232, 242. Accordingly, the temperature of thecold surface 228, 238 of the thermoelectric module is not increased and is maintained at a temperature close to that of thehot surface 226, 236. As described above, the first and secondthermoelectric modules 224, 234 operate more efficiently by reducing the temperature difference between thehot surfaces 226, 236 and thecold surfaces 228, 238.

熱エネルギが第一および第二媒体に移送されると、これらの媒体からの熱エネルギは、貯熱装置２４４内に混合／貯蔵される。貯熱装置２４４は多量の熱エネルギを貯蔵するので、ＨＶＡＣ制御ユニット２７８は第一熱電装置２２４を通って流れる電流の大きさを低減できる。なぜならば、車両の客室は、貯熱装置２４４内に貯蔵された熱エネルギにより暖房または冷房できるからである。  As thermal energy is transferred to the first and second media, the thermal energy from these media is mixed / stored in theheat storage device 244. Since theheat storage device 244 stores a large amount of heat energy, theHVAC control unit 278 can reduce the magnitude of the current flowing through the firstthermoelectric device 224. This is because the passenger compartment of the vehicle can be heated or cooled by the heat energy stored in theheat storage device 244.

第一熱電モジュール２２４の電流デマンドを低減させることにより、ハイブリッド電気車両はその内燃機関を停止させおよび／またはエネルギ貯蔵装置２８６からの電力の取出しを低減でき、これによりハイブリッド電気車両の燃料効率を高めることができる。  By reducing the current demand of the firstthermoelectric module 224, the hybrid electric vehicle can stop its internal combustion engine and / or reduce power extraction from theenergy storage device 286, thereby increasing the fuel efficiency of the hybrid electric vehicle. be able to.

ここで図４を参照すると、他の実施形態によるＨＶＡＣユニット３１０が示されている。ＨＶＡＣユニット３１０は、第一流体回路３１２、第二流体回路３１４および第三流体回路３１６を有している。各回路３１２、３１４、３１６は、第一、第二および第三媒体を、それぞれ、回路３１２、３１４、３１６を通して循環させるポンプ３１８、３２０、３２２を有している。  Referring now to FIG. 4, anHVAC unit 310 according to another embodiment is shown. TheHVAC unit 310 includes a firstfluid circuit 312, a secondfluid circuit 314, and a thirdfluid circuit 316. Eachcircuit 312, 314, 316 has apump 318, 320, 322 that circulates the first, second, and third media through thecircuit 312, 314, 316, respectively.

第一回路３１２と第三回路３１６との間には、熱表面３２６および冷表面３２８を備えた第一熱電モジュール３２４が配置されている。第一熱電モジュール３２４の第一および冷表面３２４、３２６は、熱交換器３３０、３３２を介して、それぞれ第一および第三回路３１８、３２２に熱的に連通している。  A firstthermoelectric module 324 having a hot surface 326 and acold surface 328 is disposed between thefirst circuit 312 and thethird circuit 316. The first andcold surfaces 324, 326 of the firstthermoelectric module 324 are in thermal communication with the first andthird circuits 318, 322 viaheat exchangers 330, 332, respectively.

第二回路３１４と第三回路３１６との間には、第二熱電モジュール３３４が配置されている。第二熱電モジュール３４は熱表面３３６および冷表面３３８を有し、該表面３３６、３３８は、熱交換器３４０、３４２を介して、それぞれ第二および第三回路２１４、３１６に熱的に連通している。  A secondthermoelectric module 334 is disposed between thesecond circuit 314 and thethird circuit 316. The secondthermoelectric module 34 has ahot surface 336 and acold surface 338, which are in thermal communication with the second andthird circuits 214, 316 viaheat exchangers 340, 342, respectively. ing.

第一回路３１２と第二回路３１４とは、高温貯熱装置３３７および低温貯熱装置３３９を介して熱的に連通されている。高温貯熱装置３３７はワックス等の相変化物質を収容し、一方、低温貯熱装置３３９は水等の低温相変化物質を収容している。貯熱装置３３７、３３９は、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４の第一側面３２６、３３６により発生された熱エネルギを貯蔵する。第一回路３１２にはバイパスライン３４６および二重切換え弁３４８が連結されており、第一媒体が、貯熱装置３３７、３３９からいかなる熱エネルギをも受入れないように選択的に防止するように構成されている。  Thefirst circuit 312 and thesecond circuit 314 are in thermal communication with each other via a high temperatureheat storage device 337 and a low temperatureheat storage device 339. The high temperatureheat storage device 337 contains a phase change material such as wax, while the low temperatureheat storage device 339 contains a low temperature phase change material such as water. Theheat storage devices 337 and 339 store the heat energy generated by the first side surfaces 326 and 336 of the first and secondthermoelectric modules 324 and 334. Connected to thefirst circuit 312 is abypass line 346 and a dual switching valve 348 configured to selectively prevent the first medium from accepting any thermal energy from theheat storage devices 337, 339. Has been.

第一回路３１２および第三回路３１６には、それぞれ熱交換器３５０、３５２が連結されており、これらの熱交換器は、車両の客室に供給すべき暖気または冷気をコンディショニングするのに使用される。従って、熱交換器３５０、３５２の近くにはブロワ３５４が配置されている。矢印３５６で示すように、ブロワ３５４は、空気が車両の客室内に入る前に、熱交換器３５０、３５２を通過させる。  Coupled to thefirst circuit 312 and thethird circuit 316 areheat exchangers 350 and 352, respectively, which are used to condition warm or cold air to be supplied to the vehicle cabin. . Accordingly, ablower 354 is disposed near theheat exchangers 350 and 352. As indicated byarrow 356,blower 354 passesheat exchangers 350, 352 before air enters the vehicle cabin.

第三回路３１６には、第三媒体がポンプ３２２により循環されかつ内燃機関３５８を冷却するのに使用されるように、内燃機関３５８が作動連結されている。第三回路３１６は、該回路内の第三媒体を冷却するためのラジエータ３６０を有している。第三回路３１６にはバイパスライン３６２および二重切換え弁３６２が連結されており、二重切換え弁３６２が、第一媒体を、ラジエータ３６０ではなくバイパスライン３６４を通るように選択的に切換えることができるようになっている。第三媒体を、ラジエータ３６０ではなく、バイパスライン３６４を通して循環させることにより、第三媒体をエンジン３５８により一層迅速に加熱できる。なぜならば、ラジエータ３６０が第三媒体を冷却する機会をもたなくなるからである。  Aninternal combustion engine 358 is operatively connected to thethird circuit 316 such that the third medium is circulated by thepump 322 and used to cool theinternal combustion engine 358. Thethird circuit 316 has aradiator 360 for cooling the third medium in the circuit. Connected to thethird circuit 316 is abypass line 362 and adual switching valve 362 that allows thedual switching valve 362 to selectively switch the first medium through thebypass line 364 instead of theradiator 360. It can be done. By circulating the third medium through thebypass line 364 instead of theradiator 360, the third medium can be heated more quickly by theengine 358. This is because theradiator 360 has no opportunity to cool the third medium.

第三回路３１６には、付加バイパスライン３６６および二重切換え弁３６８を設けることができる。二重切換え弁３６８は、第三媒体を、熱交換器３３２、３４２と熱的接触している第三回路の一部を通すのではなく、選択的に第二バイパスライン３６６に通すことができる（冷房モード作動時）。第三媒体をバイパスライン３６６を通して循環させることにより、第三媒体は、熱を熱交換器３３２、３４２に移送できなくなり、従ってブロワ３５４により供給される空気がエンジン３５８および熱交換器３５２により加熱されることはない。また、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４の冷表面３２８、３３８の温度が第三媒体によって影響を受けることもない。これは、ＨＶＡＣが車両の客室を冷房している場合に有利である。  Thethird circuit 316 can be provided with anadditional bypass line 366 and adouble switching valve 368. Thedual switching valve 368 can selectively pass the third medium through thesecond bypass line 366 rather than through a portion of the third circuit that is in thermal contact with theheat exchangers 332, 342. (When cooling mode is activated). By circulating the third medium through thebypass line 366, the third medium cannot transfer heat to theheat exchangers 332, 342, so that the air supplied by theblower 354 is heated by theengine 358 and theheat exchanger 352. Never happen. Also, the temperature of thecold surfaces 328, 338 of the first and secondthermoelectric modules 324, 334 is not affected by the third medium. This is advantageous when the HVAC is cooling the vehicle cabin.

一般的に、第三回路３１６には、ポンプ３７２、弁３２４および熱交換器３７６を備えた分岐回路３７０を設けることができる。分岐回路３７０は、第三媒体の一部の冷却を補うのに使用される。例えば、弁３７４が、第三媒体の一部が分岐回路３７０を通って流れることができるように配置されている場合には、分岐回路３７０の熱交換器３７６が第三媒体の冷却を補助する。これとは逆に、弁３７４が、第三媒体が分岐回路３７０を通って循環することを防止するように配置されている場合には、熱交換器３７６が第三媒体の冷却を補助することはない。  Generally, thethird circuit 316 can be provided with abranch circuit 370 that includes apump 372, avalve 324, and aheat exchanger 376.Branch circuit 370 is used to supplement the cooling of a portion of the third medium. For example, if thevalve 374 is arranged such that a portion of the third medium can flow through thebranch circuit 370, theheat exchanger 376 of thebranch circuit 370 assists in cooling the third medium. . Conversely, if thevalve 374 is arranged to prevent the third medium from circulating through thebranch circuit 370, theheat exchanger 376 assists in cooling the third medium. There is no.

ＨＶＡＣ制御システム３７８は、ライン３８０、３８２を介して、それぞれ、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４に電気的に接続されている。ＨＶＡＣ制御システム３７８は、第一熱電モジュール３２４に電流を供給する。ＨＶＡＣ制御システム３７８は、第一熱電モジュール３２４に供給される電流の大きさおよび流れ方向を調節できる。暖房モードでは、第一熱電モジュール３２４を通って流れる電流の方向は、熱表面３２６が暖かくなりかつ冷表面２２８が冷たくなるように定められる。冷房モードではこれとは逆のことが生じ、熱電モジュール３２４の「熱」表面３２６が冷たくなり、一方。第一熱電モジュール３２４の「冷」表面３２８が暖かくなる。熱表面３２６が暖かくなるか、冷たくなるとき、熱エネルギは、第一媒体を介して、熱表面３２６から熱交換器３３０に移送される。  TheHVAC control system 378 is electrically connected to the first and secondthermoelectric modules 324 and 334 vialines 380 and 382, respectively. TheHVAC control system 378 supplies current to the firstthermoelectric module 324. TheHVAC control system 378 can adjust the magnitude and direction of current supplied to the firstthermoelectric module 324. In the heating mode, the direction of the current flowing through the firstthermoelectric module 324 is determined such that the hot surface 326 is warm and thecold surface 228 is cold. The opposite occurs in the cooling mode, where the “hot” surface 326 of thethermoelectric module 324 is cold, while the other. The “cold”surface 328 of the firstthermoelectric module 324 becomes warm. As the hot surface 326 becomes warm or cool, thermal energy is transferred from the hot surface 326 to the heat exchanger 330 via the first medium.

前述のように、ＨＶＡＣ制御システム３７８は、第二熱電モジュール３３４にも電気的に接続されている。ＨＶＡＣ制御システム３７８は、電気パルス（矢印３８４で示されている）を受入れるように構成されている。電気パルスは、回生制動時にハイブリッド電気車両により発生されるのが好ましい。ＨＶＡＣ制御システム３７８により受入れられる電気パルスは、第二熱電モジュール３３４および／またはキャパシタ等のエネルギ貯蔵装置３８６に送られる。ＨＶＡＣ制御モジュール３７８は、高温貯熱装置３３７および低温貯熱装置３３９の熱容量および／またはハイブリッド電気車両の客室の必要熱量に基いて、電気パルスを第二熱電モジュール３３４および／またはエネルギ貯蔵装置３８６に送る。  As described above, theHVAC control system 378 is also electrically connected to the secondthermoelectric module 334.HVAC control system 378 is configured to accept electrical pulses (shown by arrow 384). The electric pulse is preferably generated by the hybrid electric vehicle during regenerative braking. The electrical pulses received by theHVAC control system 378 are sent to the secondthermoelectric module 334 and / or anenergy storage device 386 such as a capacitor. TheHVAC control module 378 sends electrical pulses to the secondthermoelectric module 334 and / or theenergy storage device 386 based on the heat capacity of the hightemperature storage device 337 and the lowtemperature storage device 339 and / or the amount of heat required in the cabin of the hybrid electric vehicle. send.

エンジン３５８がウォームアップすると、エンジン３５８は、熱交換器３３２、３４２を通って循環される第三媒体を加熱する。第三媒体の熱は、熱交換器３３２、３４２を通って、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４の冷表面に移送される。第一および第二熱電モジュール３２４、３３４の冷表面３２８、３３８を暖かくすることにより、熱表面２２６、２３６と冷表面３２８、３３８との間の温度差が最小化され、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４がより効率的に作動できるようになる。  Asengine 358 warms up,engine 358 heats the third medium circulated throughheat exchangers 332, 342. The heat of the third medium is transferred to the cold surfaces of the first and secondthermoelectric modules 324 and 334 through theheat exchangers 332 and 342. By warming thecold surfaces 328, 338 of the first and secondthermoelectric modules 324, 334, the temperature difference between thehot surfaces 226, 236 and thecold surfaces 328, 338 is minimized, and the first and second thermoelectric modules.Modules 324 and 334 can operate more efficiently.

冷房モードでは、第三媒体は、二重切換え弁３６８により、バイパスライン３６６を通して送られる。バイパスライン３６６を用いることにより、第三媒体の熱は、熱交換器３３２、３４２に通されることなく、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４の冷表面３２８、３３８に送られる。従って、熱電モジュールの冷表面３２８、３３８の温度は上昇されず、熱表面３２６、３３６の温度に近い温度に維持される。前述のように、熱表面３２６、３３６と冷表面３２８、３３８との間の温度差を小さくすることにより、第一および第二熱電モジュール３２４、３３４がより効率的に作動する。  In the cooling mode, the third medium is sent through thebypass line 366 by thedouble switching valve 368. By using thebypass line 366, the heat of the third medium is sent to thecold surfaces 328, 338 of the first and secondthermoelectric modules 324, 334 without being passed through theheat exchangers 332, 342. Thus, the temperature of thecold surface 328, 338 of the thermoelectric module is not increased and is maintained at a temperature close to the temperature of thehot surface 326, 336. As described above, the first and secondthermoelectric modules 324, 334 operate more efficiently by reducing the temperature difference between thehot surfaces 326, 336 and thecold surfaces 328, 338.

熱エネルギが第一および第二媒体に移送されると、これらの媒体からの熱エネルギまたはその一部が、貯熱装置３３７、３３９内に貯蔵される。貯熱装置３３７、３３９は多量の熱エネルギを貯蔵するので、ＨＶＡＣ制御ユニット３７８は第一熱電装置３２４を通って流れる電流の大きさを低減できる。なぜならば、車両の客室は、貯熱装置３３７、３３９内に貯蔵された熱エネルギにより暖房または冷房できるからである。  As thermal energy is transferred to the first and second media, the thermal energy from these media or a portion thereof is stored in thethermal storage devices 337, 339. Since theheat storage devices 337 and 339 store a large amount of heat energy, theHVAC control unit 378 can reduce the amount of current flowing through the firstthermoelectric device 324. This is because the passenger compartment of the vehicle can be heated or cooled by the thermal energy stored in theheat storage devices 337 and 339.

第一熱電モジュール３２４の電流デマンドを低減させることにより、ハイブリッド電気車両はその内燃機関を停止させおよび／またはエネルギ貯蔵装置３８６からの電力の取出しを低減でき、これによりハイブリッド電気車両の燃料効率を高めることができる。
当業者ならば容易に理解されようが、上記説明本発明の原理を実施する一例を意味するものである。上記説明は本発明の範囲および適用を限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神から逸脱することなく種々の変更をなし得るものである。By reducing the current demand of the firstthermoelectric module 324, the hybrid electric vehicle can shut down its internal combustion engine and / or reduce power extraction from theenergy storage device 386, thereby increasing the fuel efficiency of the hybrid electric vehicle. be able to.
Those skilled in the art will readily appreciate that the above description is meant to be an example of implementing the principles of the present invention. The above description is not intended to limit the scope and application of the present invention, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as set forth in the appended claims.

本発明の原理を具現するＨＶＡＣユニットを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the HVAC unit which implements the principle of this invention.媒体を循環させるポンプを備えた回路を有する、本発明の原理によるＨＶＡＣユニットの第二実施形態を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a second embodiment of an HVAC unit according to the principles of the present invention having a circuit with a pump for circulating media.多数の回路を有する、本発明の原理によるＨＶＡＣユニットの第三実施形態を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a third embodiment of an HVAC unit according to the principles of the present invention having multiple circuits.高温貯熱装置および低温貯熱装置を備えた、図３のＨＶＡＣユニットの変更形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the HVAC unit of FIG. 3 provided with the high temperature heat storage apparatus and the low temperature heat storage apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ＨＶＡＣユニット
１２ 第一熱電モジュール
１４ 熱表面
１６ 冷表面
１８、３０ 第一熱交換器
２０、３２ 第二熱交換器
２２ ＨＶＡＣ制御システム
２４ 第二熱電モジュール
３４ 貯熱装置
３８ エネルギ貯蔵装置
４０ ブロワDESCRIPTION OFSYMBOLS 10HVAC unit 12 1stthermoelectric module 14Hot surface 16Cold surface 18, 301st heat exchanger 20, 322nd heat exchanger 22HVAC control system 24 2ndthermoelectric module 34Heat storage device 38Energy storage device 40 Blower

Claims (18)

Translated fromJapanese

車両の暖房および冷房システムであって、
回生パルスを受入れるように構成された第一熱電モジュールであって、この第一熱電モジュールは、第一熱交換器に熱的に連通している第一表面を備えた上記第一熱電モジュールと、
この第一熱電モジュールの第一表面に熱的に連通している少なくとも１つの貯熱装置であって、この貯熱装置は、第一熱電モジュールの第一表面により発生される熱エネルギの少なくとも一部を貯蔵するように構成されている上記貯熱装置と、
を有することを特徴とする。A vehicle heating and cooling system comprising:
A first thermoelectric module configured to accept a regenerative pulse, the first thermoelectric module comprising a first surface in thermal communication with the first heat exchanger;
At least one thermal storage device in thermal communication with the first surface of the first thermoelectric module, the thermal storage device comprising at least one of the thermal energy generated by the first surface of the first thermoelectric module; The heat storage device configured to store a part;
It is characterized by having. 更に、電流を受入れるように構成された第二熱電モジュールを有し、この第二熱電モジュールは、第三熱交換器に熱的に連通している第一表面と、第四熱交換器に熱的に連通している第二表面とを備え、
上記第一熱電モジュールは第二熱交換器に連通している第二表面を備えている請求項１記載のシステム。The second thermoelectric module further includes a second thermoelectric module configured to receive current, the second thermoelectric module being in thermal communication with the third heat exchanger and the fourth heat exchanger with heat. A second surface in communication,
The system of claim 1, wherein the first thermoelectric module comprises a second surface in communication with a second heat exchanger. 更に、エネルギ貯蔵装置と、第一熱電モジュールおよび少なくとも１つのエネルギ貯蔵装置の一方に回生パルスを送るように構成された論理装置とを有する請求項２記載のシステム。  The system of claim 2, further comprising: an energy storage device; and a logic device configured to send a regenerative pulse to one of the first thermoelectric module and the at least one energy storage device. 更に、第一流体回路を有し、この第一流体回路は、これを通して第一媒体を循環させる第一ポンプを備え、第一流体回路は、第二および第四熱交換器に熱的に連通している請求項２記載のシステム。  The first fluid circuit further includes a first pump through which the first medium is circulated, the first fluid circuit being in thermal communication with the second and fourth heat exchangers. The system according to claim 2. 更に、第一媒体に熱的に連通している第一流体回路の熱交換器を有する請求項４記載のシステム。  5. The system of claim 4, further comprising a first fluid circuit heat exchanger in thermal communication with the first medium. 更に、少なくとも１つの熱交換器を通して空気を移動させるように構成されたブロワを有する請求項２記載のシステム。  The system of claim 2, further comprising a blower configured to move air through the at least one heat exchanger. 更に、第二流体回路を有し、この第二流体回路は、これを通して第二媒体を循環させる第二ポンプを備え、第二流体回路は、第一熱交換器に熱的に連通している請求項１記載のシステム。  The second fluid circuit further includes a second pump through which the second medium is circulated, the second fluid circuit being in thermal communication with the first heat exchanger. The system of claim 1. 更に、第二媒体に熱的に連通している第二流体回路の熱交換器を有する請求項７記載のシステム。  The system of claim 7, further comprising a second fluid circuit heat exchanger in thermal communication with the second medium. 更に、第二回路の熱交換器を通して空気を移動させるように構成されたブロワを有する請求項８記載のシステム。  9. The system of claim 8, further comprising a blower configured to move air through the second circuit heat exchanger. 上記貯熱装置は第二媒体に熱的に連通している請求項７記載のシステム。  The system of claim 7, wherein the heat storage device is in thermal communication with a second medium. 上記第二流体回路は、更に、第二媒体が貯熱装置に熱的に連通することを選択的に防止するように構成された少なくとも１つのバイパスラインおよび少なくとも１つの弁を有する請求項１０記載のシステム。  11. The second fluid circuit further comprises at least one bypass line and at least one valve configured to selectively prevent the second medium from being in thermal communication with the heat storage device. System. 更に、第三流体回路を有し、この第三流体回路は、これを通して第三媒体を循環させる第三ポンプを備え、第三回路は、第四熱交換器に熱的に連通している請求項２記載のシステム。  And a third pump for circulating a third medium therethrough, the third circuit being in thermal communication with the fourth heat exchanger. Item 3. The system according to Item 2. 少なくとも１つの貯熱装置が第三媒体に熱的に連通している請求項１２記載のシステム。  The system of claim 12, wherein the at least one heat storage device is in thermal communication with the third medium. 少なくとも１つの貯熱装置が少なくとも１つの液体リザーバを有している請求項１記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the at least one heat storage device comprises at least one liquid reservoir. 少なくとも１つの貯熱装置が少なくとも１つの相変化物質を有している請求項１記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the at least one heat storage device comprises at least one phase change material. 上記相変化物質は、高温相変化物質および低温相変化物質を有している請求項１５記載のシステム。  The system of claim 15, wherein the phase change material comprises a high temperature phase change material and a low temperature phase change material. 上記第一熱電モジュールは少なくとも１つの熱電モジュールである請求項１記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the first thermoelectric module is at least one thermoelectric module. 上記第二熱電モジュールは少なくとも１つの熱電モジュールである請求項１記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the second thermoelectric module is at least one thermoelectric module.

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