車両用電源装置
【課題】空調用圧縮機に搭載されたインバータをバッテリの充電時に兼用するものにおいて、充電動作とインバータの冷却とを両立させることのできる車両用電源装置を提供する。
【解決手段】冷凍サイクル１２０内の冷媒を用いて、インバータ一体充電器１４０の冷却必要部位１４１を冷却する熱交換部１２７、１２５と、冷却必要部位１４１の冷却要否を判定する判定手段とを設け、制御装置１８０は、車両の走行機能が停止されており、外部電力２００を蓄電池１１０へ充電する際に、インバータ一体充電器１４０を充電器として作動させて、蓄電池１１０への充電を実施し、判定手段の判定結果から、冷却必要部位１４１の冷却が必要であると判定すると、インバータ一体充電器１４０をインバータとして作動させて、モータ１３０の作動を制御して圧縮機１２１を駆動させる。
【解決手段】冷凍サイクル１２０内の冷媒を用いて、インバータ一体充電器１４０の冷却必要部位１４１を冷却する熱交換部１２７、１２５と、冷却必要部位１４１の冷却要否を判定する判定手段とを設け、制御装置１８０は、車両の走行機能が停止されており、外部電力２００を蓄電池１１０へ充電する際に、インバータ一体充電器１４０を充電器として作動させて、蓄電池１１０への充電を実施し、判定手段の判定結果から、冷却必要部位１４１の冷却が必要であると判定すると、インバータ一体充電器１４０をインバータとして作動させて、モータ１３０の作動を制御して圧縮機１２１を駆動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用の冷凍サイクルと一体に設けられて、車両外部からバッテリに充電可能とする車両用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用電源装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、特許文献１の車両用電源装置では、ハイブリッド自動車や電気自動車において、走行用モータとは異なる補機モータの作動制御を行うインバータを、車両バッテリ充電時のコンバータとして兼用している。
【０００３】
特許文献１では、補機モータとしては、例えば、空調用圧縮機を駆動するモータが一例として説明されている。そして、車両バッテリの充電は、車両が停止して、イグニッションキースイッチがオフとされているときに実施されるようになっている。よって、この間においては、補機モータ（空調用圧縮機）を作動させる必要がないので、補機モータ用のインバータを車両バッテリの充電用のコンバータとして使用するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インバータは、駆動回路によって切替え制御される複数のスイッチング素子等の電子部品を備え、作動時においてはスイッチング素子の切替え等により発熱を伴うため、効果的な冷却が必要となる。上記引用文献１では、単に補機用モータのインバータが車両バッテリの充電時に兼用されることが開示されているに過ぎず、インバータを冷却するという視点に立って、空調の作動と車両バッテリの充電とをどのように組み合わせて制御すべきかについてなんら記載はない。
【０００６】
尚、通常、空調用の圧縮機に搭載されるインバータを、冷凍サイクル内を循環する冷媒によって冷却する技術は広く知られているが（例えば、特開２００４−１００６８３号公報）、上記のような充電動作との組み合わせについて記載されたものは無い。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、空調用圧縮機に搭載されたインバータをバッテリの充電時に兼用するものにおいて、充電動作とインバータの冷却とを両立させることのできる車両用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、蓄電池（１１０）を備える車両に搭載される車両用電源装置であって、
圧縮機（１２１）、凝縮器（１２２）、膨張弁（１２３）、および蒸発器（１２４）を有する空調用の冷凍サイクル（１２０）と、
圧縮機（１２１）を駆動するモータ（１３０）と、
蓄電池（１１０）の電力を用いたモータ（１３０）の作動と、蓄電池（１１０）への外部電力（２００）の充電とを選択的に制御するインバータ一体充電器（１４０）と、
冷凍サイクル（１２０）に設けられ、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒を用いて、インバータ一体充電器（１４０）の冷却必要部位（１４１）を冷却する熱交換部（１２７、１２５、１２８）と、
冷却必要部位（１４１）の冷却要否を判定する判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）と、
インバータ一体充電器（１４０）の作動を制御する制御装置（１８０）とを備え、
制御装置（１８０）は、車両の走行機能が停止されており、外部電力（２００）を蓄電池（１１０）へ充電する際に、
インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、蓄電池（１１０）への充電を実施し、
判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）の判定結果から、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定すると、インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動させて、モータ（１３０）の作動を制御して圧縮機（１２１）を駆動させることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、車両の走行機能が停止されているときに、インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させることで、蓄電池（１１０）への充電が可能となる。このとき、インバータ一体充電器（１４０）の冷却必要部位（１４１）は、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒を用いた熱交換部（１２７）によって冷却されることになる。しかし、この冷却が進行していくと、冷媒は冷却必要部位（１４１）から受熱していくため、冷却が賄えなくなり、冷却必要部位（１４１）の温度は上昇していく。したがって、制御装置（１８０）は、判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）の判定結果から、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定すると、インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動させて、モータ（１３０）の作動を制御して圧縮機（１２１）を駆動させるようにしているので、冷媒は、冷凍サイクル（１２０）内を循環して、凝縮器（１２２）にて冷却凝縮されて、熱交換部（１２７）へ還流されることになる。よって、この冷却された冷媒を用いることで、充電時における必要冷却部位（１４１）の冷却を継続することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、冷凍サイクル（１２０）内の液相冷媒が溜められる冷媒溜め部（１２７、１２５）であることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、冷凍サイクル（１２０）内の液相冷媒を有効に活用した熱交換部（１２７、１２５、１２８）を形成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、インバータ一体充電器（１４０）は、冷媒溜め部（１２７、１２５）と一体的に形成されたことを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、冷媒溜め部（１２７、１２５）によって、直接的にインバータ一体充電器（１４０）を冷却することができるので、効果的な冷却が可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、インバータ一体充電器（１４０）は、冷媒溜め部（１２５）とは離れて配置されており、
冷媒溜め部（１２５）からインバータ一体充電器（１４０）の表面に向けて延設されて、冷媒溜め部（１２５）内の液相冷媒が流通する配管（１２５ｂ）が設けられたことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、配管（１２５ｂ）を流通する液相冷媒によってインバータ一体充電器（１４０）を冷却することができる。よって、冷媒溜め部（１２７、１２５）とインバータ一体充電器（１４０）とを一体的に形成できないといった配置の制約がある場合でも、インバータ一体充電器（１４０）を冷却することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、配管（１２５ｂ）には、液相冷媒を圧送する液冷媒ポンプ（１２５ｃ）、あるいは弁開度を変更することで配管（１２５ｂ）における液相冷媒の流量を調整する液冷媒バルブ（１２５ｄ）が設けられ、
制御装置（１８０）は、インバータ一体充電器（１４０）の出力、あるいは冷却必要部位（１４１）の発熱量に応じて、液冷媒ポンプ（１２５ｃ）の圧送量、あるいは液冷媒バルブ（１２５ｄ）の弁開度を制御することを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、インバータ一体充電器（１４０）の出力、あるいは冷却必要部位（１４１）の発熱量に応じて、配管（１２５ｂ）を流通する液相冷媒の流量を調整することができるので、過度に液相冷媒を使用することがなくなり、圧縮機（１２１）の駆動時間を最低限度に抑えることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材（１２８ｄ）を備える蓄冷部（１２８）であることを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材（１２８ｄ）によって、インバータ一体充電器（１４０）を冷却することが可能となり、蓄冷部（１２８）を熱交換部（１２８）とすることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、冷却必要部位（１４１）の温度を検出する温度検出手段（１５０）を備え、
判定手段（Ｓ１０３）は、温度検出手段（１５０）によって検出される冷却必要部位（１４１）の温度が、予め定めた所定温度を超えるときに、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、冷却必要部位（１４１）の温度によって、冷却必要部位（１４１）の冷却の必要性を明確に判定することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明では、冷媒溜め部（１２７、１２５）における液相冷媒の水位を検出する第１水位検出手段（１２６ａ）を備えており、
判定手段（Ｓ３０４）は、第１水位検出手段（１２６ａ）によって検出される液相冷媒の水位が、予め定めた第１所定水位を下回るときに、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴としている。
【００２４】
この発明によれば、冷媒溜め部（１２７、１２５）内に溜められた液相冷媒によってインバータ一体充電器（１４０）を冷却する場合であると、液相冷媒は冷却必要部位（１４１）からの受熱によって蒸発して気相冷媒となっていくので、液相冷媒が減少していき、冷却が賄えなくなっていく。よって、冷媒溜め部（１２７、１２５）内の液相冷媒の水位を検出することで、冷却必要部位（１４１）の冷却の必要性を明確に判定することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明では、制御装置（１８０）は、圧縮機（１２１）を駆動させるときに、膨張弁（１２３）を全開にすることを特徴としている。
【００２６】
通常、インバータ一体充電器（１４０）の作動時の温度は、冷凍サイクル（１２０）が非作動時の冷媒温度（外気温度相当）よりも高くなるので、熱交換部（１２７、１２５、１２８）で使用される冷媒としては、冷凍サイクル（１２０）が作動されるときの膨張弁（１２３）から圧縮機（１２１）に至る間の低圧側で低温となる冷媒を用いなくても、外気温度相当の冷媒にて必要冷却部位（１４１）の冷却に使用することができる。
【００２７】
よって、請求項９に記載の発明によれば、必要冷却部位（１４１）を冷却する際には、膨張弁（１２３）を全開にして、冷凍サイクル（１２０）が作動されるときの圧縮機（１２１）から膨張弁（１２３）に至る間の高圧側の圧力と、上記低圧側の圧力とが同等となるようにしても、その条件下での冷媒を用いて必要冷却部位（１４１）の冷却が可能である。したがって、高圧側と低圧側の圧力差を設けないように圧縮機（１２１）を駆動させるので、圧縮機（１２１）の動力を極力抑えることが可能となる。また、圧縮機（１２１）の動力が抑えられる分、圧縮機（１２１）の騒音も低減することができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明では、熱交換部（１２７）は、冷凍サイクル（１２０）の作動時における膨張弁（１２３）から圧縮機（１２１）に至る間の低圧側の液相冷媒を用いるようになっており、
制御装置（１８０）は、圧縮機（１２１）を駆動させるときに、膨張弁（１２３）の弁開度を調節することで、冷凍サイクル（１２０）の圧縮機（１２１）から膨張弁（１２３）に至る間の高圧側と、低圧側との間に圧力差を発生させることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、熱交換部（１２７）は、冷凍サイクル（１２０）作動時の低圧側において低温となる液相冷媒を用いて必要冷却部位（１４１）を冷却することができるので、上記請求項９に記載の発明に対して、冷却効果を高めることができる。よって、インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして頻繁に使用せざるを得ないという状況をなくして、充電器として使用することのできる時間を延ばすことができ、ひいては、短時間での充電が可能となる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、冷媒溜め部（１３５）に溜まった液相冷媒の水位を検出する第２水位検出手段（１２６、１２６ａ）を備えており、
制御装置（１８０）は、液相冷媒の水位が予め定めた第２所定水位以上となると、圧縮機（１２１）の駆動を停止させて、インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、蓄電池（１１０）への充電を実施させることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、冷媒溜め部（１３５）に溜まる液相冷媒の水位が第２所定水位以上あれば、この液相冷媒でインバータ一体充電器（１４０）の冷却が充分できると明確に判定することができるので、この判定をもってインバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させることで、むやみにインバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動さて、いつまでも圧縮機（１２１）を駆動させることがなくなる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明では、熱交換部（１２７）によってインバータ一体充電器（１４０）が冷却されているときに発生する結露水を受ける受け部（１９０）と、
受け部（１９０）に溜まる結露水を蒸発させる加熱手段（１９１）とが設けられたことを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、受け部（１９０）によって、冷却時に発生する結露水を受けることができるので、例えば、車両を居室内に入れて充電する際に、結露水が床に垂れることを防止することができる。また、受け部（１９０）に溜められた結露水を、加熱手段（１９１）によって蒸発させることができるので、受け部（１９０）に溜められた結露水の排水処理等の手間を省くことができる。
【００３４】
請求項１３に記載の発明では、凝縮器（１２２）に冷却用空気を送風する冷却ファン（１２２ａ）が設けられており、
制御装置（１８０）は、圧縮機（１２１）を駆動させるときに、冷却ファン（１２２ａ）を作動させることを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、凝縮器（１２２）における冷媒の冷却能力を上げることができるので、短時間で、より多くの液相冷媒を熱交換部（１２７）に供給することができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明では、インバータ一体充電器（１４０）は、圧縮機（１２１）と一体的に形成されており、
圧縮機（１２１）とインバータ一体充電器（１４０）との間には、圧縮機（１２１）の作動時の熱がインバータ一体充電器（１４０）に伝わるのを阻止する断熱部（１２１ｂ）が設けられたことを特徴としている。
【００３７】
この発明によれば、圧縮機（１２１）が駆動されているときに発生される熱が、断熱部（１２１ｂ）によって、インバータ一体充電器（１４０）に伝わるのを阻止できるので、インバータ一体充電器（１４０）の冷却における悪影響を抑制することができる。
【００３８】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における冷凍サイクルの作動状態を示すモリエル線図である。
【図４】第１実施形態におけるインバータ一体充電器の作動状態を示すタイムチャートである。
【図５】第２実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態における冷凍サイクルの作動状態を示すモリエル線図である。
【図７】第２実施形態におけるインバータ一体充電器の作動状態を示すタイムチャートである。
【図８】第３実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図９】第４実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１０】第４実施形態におけるインバータ一体充電器の作動状態を示すタイムチャートである。
【図１１】第５実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１２】第５実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図１３】第６実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１４】第６実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】第７実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１６】蓄冷材の時間経過に対する温度を示すグラフである。
【図１７】第７実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図１８】第８実施形態における車両電源装置の一部を示す概略図である。
【図１９】第９実施形態における車両電源装置の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００４１】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における車両用電源装置１００について図１〜図４を用いて説明する。図１は車両用電源装置１００を示す概略構成図、図２は制御装置１８０が行うインバータ一体充電器１４０の制御内容を示すフローチャート、図３は冷凍サイクル１２０の作動状態を示すモリエル線図、図４はインバータ一体充電器１４０の作動状態を示すタイムチャートである。
【００４２】
車両用電源装置１００は、走行用駆動源としての走行用モータ、および走行用モータ等に電力を供給する高電圧バッテリ１１０を備えるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電源装置であり、図１に示すように、冷凍サイクル１２０、モータ１３０、インバータ一体充電器１４０、温度センサ１５０、受電部１６０、コンバータ１７０、低電圧バッテリ１７１、および制御装置１８０等を備えている。車両用電源装置１００は、インバータ一体充電器１４０によって、高電圧バッテリ１１０への充電制御と、冷凍サイクル１２０における圧縮機１２１を駆動するモータ１３０の作動制御とを行うものである。
【００４３】
高電圧バッテリ１１０は、電力を蓄えると共に、蓄えた電力をモータ１３０（インバータ一体充電器１４０）、および図示しない走行用モータに電力供給する蓄電池である。高電圧バッテリ１１０は、数百ボルト（例えば２００Ｖ）の電圧を有している。
【００４４】
冷凍サイクル１２０は、車室内の空調用（冷房用）の熱サイクルであり、圧縮機１２１、凝縮器１２２、電磁膨張弁１２３、蒸発器１２４、気液分離器１２５、液面センサ１２６、および熱交換部１２７等を有している。
【００４５】
圧縮機１２１は、冷凍サイクル１２０において、蒸発器１２４から流出される気相冷媒を図示しない吸入口から吸入して、内部の圧縮機構で高温高圧に圧縮した後に、吐出口１２１ａから凝縮器１２２に吐出する流体機械である。圧縮機１２１の圧縮機構は、例えば固定スクロールと旋回スクロールとを有するスクロール型の圧縮機構が使用されている。スクロール型の圧縮機構では、旋回スクロールにモータ１３０の回転軸１３２が接続され、モータ１３０の作動によって旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回することで、２つのスクロール間に形成される空間（圧縮室）の拡大、収縮が繰り返されて、冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われるようになっている。
【００４６】
モータ１３０は、上記のように圧縮機１２１を駆動する回転電機であり、例えば３相ブラシレスＤＣモータが使用されている。モータ１３０は圧縮機１２１と一体的に形成されており、圧縮機１２１は電動圧縮機として形成されている。モータ１３０は、円筒状のハウジング１３１内に、回転軸１３２に固定されたロータ１３３と、ロータ１３３の外周側に配設されてハウジング１３１の内周面に固定されたステータ１３４とを有している。モータ１３０は、ステータ１３４に通電されることで、ロータ１３３が回転軸１３２と共に回転し、圧縮機１２１（旋回スクロール）を駆動するようになっている。
【００４７】
ハウジング１３１内の下方部位には、気液分離器１２５によって気液分離された冷媒のうち、液相冷媒を溜めることができる空間部が形成されており、この空間部が冷媒溜め部１３５となっている。冷媒溜め部１３５の底部は、ハウジング１３１の一部の壁部によって形成されている。冷媒溜め部１３５の底部を以下、底壁部１３６と呼ぶことにする。
【００４８】
冷凍サイクル１２０における凝縮器１２２は、例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部によって、圧縮機１２１から吐出される冷媒を冷却して液相冷媒にする熱交換器である。凝縮器１２２には、ファンモータによって作動される冷却ファン１２２ａが設けられており、この冷却ファン１２２ａによって送風される冷却用空気によって、上記冷媒の冷却が促進されるようになっている。冷却ファン１２２ａ（ファンモータ）は、低電圧バッテリ１７１から供給される電力によって作動されるようになっている。冷却ファン１２２ａの作動は制御装置１８０によって制御されるようになっている。
【００４９】
電磁膨張弁１２３は、凝縮器１２２から流出される液相冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧手段である。電磁膨張弁１２３は、電磁式の開閉弁であり、制御装置１８０によって弁の開度が調節されるようになっている。冷凍サイクル１２０の作動時において、電磁式膨張弁１２３の弁開度が絞られることにより、圧縮機１２１から電磁膨張弁１２３に至る間の高圧側と、電磁膨張弁１２３から蒸発器１２４に至る間の低圧側との圧力差が大きくとられ、低圧側の冷媒は低温（例えば０℃前後）となる。逆に電磁式膨張弁１２３の弁開度が大きくされることにより、高圧側と低圧側との圧力差が小さくとられるようになっている。電磁式膨張弁１２３の弁開度が最大開度（全開）に開かれる場合であると、減圧効果がなくなり高圧側と低圧側との圧力はほぼ同等になり、圧力差がほとんど生じない状態となる。
【００５０】
蒸発器１２４は、凝縮器１２２と同様に例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部において、電磁膨張弁１２３から流出される液相冷媒と送風ファン１２４ａによって送風される空調用空気との間で熱交換する熱交換器である。蒸発器１２４においては、内部を流通する低温の液相冷媒によって空調用空気が冷却されるようになっている。送風ファン１２４ａは、送風モータを備えており、送風ファン１２４ａ（送風モータ）は、低電圧バッテリ１７１から供給される電力によって作動されるようになっている。送風ファン１２４ａの作動は制御装置１８０によって制御されるようになっている。
【００５１】
蒸発器１２４の冷媒の吐出側には、冷媒の圧力を検出する圧力センサ１２４ｂと、冷媒の温度を検出する温度センサ１２４ｃとが設けられている。各センサ１２４ｂ、１２４ｃによって検出された圧力信号および温度信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。
【００５２】
気液分離器１２５は、蒸発器１２４から流出される冷媒の気液を分離する分離手段である。気液分離器１２５は、例えば上下方向に細長の容器体から形成されており、蒸発器１２４から流出される冷媒が内部空間に流入されるようになっている。気液分離器１２５の内部空間では、密度の小さい気相冷媒が上方に溜まり、密度の大きな液相冷媒が下方に溜まることで、気液分離されるようになっている。
【００５３】
気液分離器１２５の内部空間は、連通路１２５ａ、連通路１２５ｂによってモータ１３０のハウジング１３１の内部空間と連通されるようになっている。連通路１２５ａは、気液分離器１２５の上方に設けられてハウジング１３１の上方に接続されている。また、連通路１２５ｂは、気液分離器１２５の下方に設けられてハウジング１３１の下方に接続されている。よって、気液分離器１２５内の気相冷媒は、連通路１２５ａを通ってハウジング１３１内の上方に流入し、また、気液分離器１２５内の液相冷媒は、連通路１２５ｂを通ってハウジング１３１内の下方、つまり冷媒溜め部１３５に流入するようになっている。気液分離器１２５と冷媒溜め部１３５とは、連通路１２５ｂで連通されているので、気液分離器１２５内の液相冷媒の水位と、冷媒溜め部１３５内の液相冷媒の水位とは、同一となる。更に、ハウジング１３１の内部空間は、上方で圧縮機１２１の吸入口に繋がっており、ハウジング１３１の内部空間に流入した気相冷媒および液相冷媒のうち、主に気相冷媒は、吸入口から圧縮機１２１に還流されるようになっている。
【００５４】
液面センサ１２６は、気液分離器１２５内および冷媒溜め部１３５内の液相冷媒の水位を検出する水位検出手段（本発明における第２水位検出手段に対応）であり、例えば気液分離器１２５に設けられている。液面センサ１２６は、気液分離器１２５内および冷媒溜め部１３５内の液相冷媒の水位が予め定めた所定水位以上あるか否かを判定可能となっている。本実施形態の所定水位は、本発明における第２所定水位に対応するものであり、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を液相冷媒によって充分冷却することが可能な水位（冷媒量）として定めたものである。液面センサ１２６によって検出された所定水位の水位信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。
【００５５】
熱交換部１２７は、ハウジング１３１の底壁部１３６を流用して熱伝達部とし、冷媒溜め部１３５内に溜められる液相冷媒を冷却媒体として形成された熱交換手段である。冷媒溜め部１３５内の液相冷媒は、圧縮機１２１で圧縮される前の低圧状態の冷媒である。熱交換部１２７は、底壁部１３６の外側に当接するように配置されるインバータ一体充電器１４０のスイッチング素子１４１を液相冷媒によって冷却するようになっている。熱交換部１２７においては、冷却が進むと液相冷媒はスイッチング素子１４１からの受熱により蒸発していくので、スイッチング素子１４１を継続的に冷却するためには、冷媒溜め部１３５には充分な液相冷媒が溜められていることが必要となる。例えば、液面センサ１２６によって検出される水位が、上記で説明した所定水位以上あることが必要になる訳である。
【００５６】
インバータ一体充電器１４０は、商業電源２００からの交流電力（本発明における外部電力に対応）を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０に充電する（充電器として機能する）と共に、高電圧バッテリの１１０の直流電力を３相の交流電力に変換してモータ１３０に供給しモータ１３０を作動させる（インバータとして機能する）２機能一体型の変換部である。インバータ一体充電器１４０は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオフにされて車両が走行機能を停止しているときに、乗員の充電要求に基づき制御装置１８０によって制御されて上記の充電を行う。加えて、インバータ一体充電器１４０は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオンにされて車両が走行可能としているときに、乗員の空調要求に基づき制御装置１８０によって制御されてモータ１３０への電力供給を行い、圧縮機１２１を駆動するものとなっている。尚、後述するように、本車両用電源装置１００においては、上記の充電を行うときにも、インバータ一体充電器１４０によって、一時的にモータ１３０が作動されるようになっている。また、以下の説明において、便宜上、車両が走行機能を停止しているときの状態を「走行停止時」と表記し、車両が走行可能としている時の状態を「走行時」と表記する。
【００５７】
インバータ一体充電器１４０は、カバー１４３内に収容されるスイッチング素子１４１と制御回路１４２とを備えており、モータハウジング１３１の底壁部１３６の外側下方に設けられている。よって、熱交換部１２７、およびインバータ一体充電器１４０は、モータ１３０のハウジング１３１に一体的に形成されている。
【００５８】
スイッチング素子１４１は、複数（例えば６つの場合、あるいはインバータと充電器の両方の機能を持った回路を構成するため更に追加される場合もある）のスイッチ部を有しており、そのオン−オフの切替え作動によって、高電圧バッテリ１１０から印加される直流電力を３相の交流電力に変換してモータ１３０へ駆動電力として供給するものである。スッチング素子１４１は、電力ロスによって発熱するため、冷却を必要とする冷却必要部位となっており、絶縁板１４１ａの一方の面に接合されている。絶縁板１４１ａの他方の面は、放熱板１４１ｂの一方の面に接合されている。そして、放熱板１４１ｂの他方の面は、モータハウジング１３１の底壁部１３６（熱交換部１２７）に当接するように、固定されている。よって、スイッチング素子１４１から発生する熱は、絶縁板１４１ａ、および放熱板１４１ｂを介して底壁部１３６に効率良く伝わるようになっている。
【００５９】
また、制御回路１４２は、上記のスイッチング素子１４１の切替え作動を制御するものであり、制御装置１８０によってその作動が制御されるようになっている。制御回路１４２および制御装置１８０は、車両の走行停止時でも高電圧バッテリ１１０への充電のために作動状態となり、上記のスイッチング素子１４１の切替え作動を制御するようになっている。
【００６０】
温度センサ１５０は、スイッチング素子１４１の温度を検出する温度検出手段であり、この温度センサ１５０によって検出された温度信号は制御装置１８０に出力されるようになっている。
【００６１】
受電部１６０は、商業電源２００からの電力を受ける受電手段であり、例えば、一端側に商業電源２００のコンセントに接続可能なプラグや、商業電源２００に接続可能なコネクタ等を備える電力線として形成されている。電力線の他端側は、インバータ一体充電器１４０に接続されている。
【００６２】
コンバータ１７０は、高電圧バッテリ１１０の電圧を調整する電圧変換部であり、高電圧バッテリ１１０の数百ボルトの電圧を十数ボルト（例えば１４Ｖ）に降圧して、低電圧バッテリ１７１に供給するようになっている。コンバータ１７０の作動は、制御装置１８０によって制御されるようになっている。低電圧バッテリ１７１の電力は、上記冷却ファン１２２ａ、および送風ファン１２４ａを始め、車両に搭載されるヘッドライト、ワイパー等の各種補機部品へ供給されるようになっている。
【００６３】
制御装置１８０は、車両用電源装置１００における制御手段である。制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の作動を制御することで、冷凍サイクル１２０による空調制御、および高電圧バッテリ１１０への充電制御を行うようになっている。制御装置１８０による制御内容の詳細については後述する。
【００６４】
次に、上記構成に基づく車両用電源装置１００の作動について、図２〜図４を加えて説明する。
【００６５】
１．冷凍サイクルの制御
車両走行時においては、乗員の空調要求に基づき、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動制御することによって高電圧バッテリ１１０の電力をモータ１３０に供給し、モータ１３０を作動させて、圧縮機１２１を駆動させる。また、制御装置１８０は、送風ファン１２４ａを作動させると共に、蒸発器１２４出口側における圧力センサ１２４ｂからの圧力信号、および温度センサ１２４ｃからの温度信号に応じて、電磁膨張弁１２３の弁開度を調節し、また冷却ファン１２２ａを作動させる。
【００６６】
上記により冷凍サイクル１２０が作動され、圧縮機１２１から吐出される冷媒は凝縮器１２２で冷却され、電磁膨張弁１２３で低温低圧に減圧され、蒸発器１２４では、低温低圧の冷媒によって送風ファン１２４ａによって送風される空調用空気が冷却される。このとき、空調用空気の温度が乗員の要求する要求温度となるように、圧縮機１２１の作動回転数、あるいは蒸発器１２４の出口側における冷媒圧力および冷媒温度に基づく電磁膨張弁１２３の弁開度が制御される。そして、蒸発器１２４から流出される冷媒は、気液分離器１２５で気液分離されて、分離された冷媒のうち気相冷媒は、モータ１３０のハウジング１３１内の主に上方を流れ、圧縮機１２１に吸入される。また、気液分離器１２５で分離された冷媒のうち液相冷媒は、ハウジング１３１内の下方の冷媒溜め部１３５に溜められる形となる。
【００６７】
インバータとして制御されるインバータ一体充電器１４０においては、作動されることによって特にスイッチング素子１４１が発熱していくことになるが、スイッチング素子１４１は、冷媒溜め部１３５に溜められる液相冷媒によって冷却されることになる。
【００６８】
２．高電圧バッテリへの充電制御
車両走行停止時においては、乗員によって受電部１６０が商業電源２００に接続されて、乗員からの充電要求があると、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０によって高電圧バッテリ１１０への充電を行う。
【００６９】
図２に示すように、制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で、充電条件が満足されているか否かを判定する。制御装置１８０は、充電条件について、例えば受電部１６０が商業電源２００に接続されていること、高電圧バッテリ１１０は満充電状態ではないこと等によって充電条件が満足されていることを判定する。
【００７０】
ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、制御装置１８０は、スッテップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。即ち、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動制御することで、商業電源２００の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０への充電を行う。このとき、インバータ一体充電器１４０を作動させることによって、上記の冷凍サイクルの制御時と同様に、特にスイッチング素子１４１が発熱していくことになる。スイッチング素子１４１は、上記のように車両走行時に冷凍サイクル１２０が作動されることで熱交換部１２７の冷媒溜め部１３５に溜められた液相冷媒によって、冷却されることになる。しかし、スイッチング素子１４１の発熱が続いていくと液相冷媒はスイッチング素子１４１の熱によって蒸発していく。全ての液相冷媒が蒸発してしまうと、冷却ができなくなり、スイッチング素子１４１の温度上昇が顕著になっていく。
【００７１】
よって、制御装置１８０は、ステップＳ１０３で、温度センサ１５０から得られる温度信号（スイッチング素子１４１の温度）が予め定めた所定温度（例えば１２０℃）を超えているか否かを判定する。ステップＳ１０３は、本発明における判定手段に対応する。ここで所定温度とは、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を使用するにあたって、ある程度の温度上昇があっても、インバータ一体充電器１４０における基本的な機能、品質が維持できるようにするための使用上の上限温度である。ステップＳ１０３で否と判定すれば、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０２の充電動作を継続する。
【００７２】
しかし、ステップＳ１０３で肯定判定すると、制御装置１８０は、ステップＳ１０４で、インバータ一体充電器１４０の作動を停止し、一旦、充電動作を停止する。つまり、スイッチング素子１４１の温度が所定温度を超える場合では、スイッチング素子１４１が所定温度以下となるように冷却する必要があると判定でき、以下のステップＳ１０５、ステップＳ１０６で、スイッチング素子１４１の冷却のために、熱交換部１２７の冷媒溜め部１３５における液相冷媒が充分に溜められている状態にするための制御を行っていく。
【００７３】
即ち、ステップＳ１０５で、制御装置１８０は、電磁膨張弁１２３の弁開度を全開状態にし、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、冷却ファン１２２ａを作動させる。
【００７４】
すると、図３に示すように、冷凍サイクル１２０においては、電磁膨張弁１２３が全開状態にあるため、高圧側と低圧側との圧力差はほとんど得られず、圧縮機１２１によって冷凍サイクル１２０内を冷媒が単純に循環する形となる。圧縮機１２１から吐出される冷媒は、凝縮器１２２において冷却ファン１２２ａによって送風される冷却用空気によって冷却用空気の温度（外気温度）近傍まで冷却され、凝縮されて液相冷媒となる。そして、この液相冷媒は、電磁膨張弁１２３、および蒸発器１２４を通り、気液分離器１２５に至る。ここでは、送風ファン１２４ａは、作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、気液分離器１２５に流入する。そして、気液分離器１２５で分離された液相冷媒は、冷媒溜め部１３５に溜められていくことになる。
【００７５】
そして、ステップＳ１０６で、制御装置１８０は、液面センサ１２６から得られる冷媒溜め部１３５における液相冷媒の水位が所定水位以上あるか否かを判定する。ステップＳ１０６で肯定判定すると、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を冷却するための液相冷媒が冷媒溜め部１３５に充分にあると判定して、ステップＳ１０７で、インバータ一体充電器１４０を停止させて、モータ１３０、即ち圧縮機１２１を停止させると共に、冷却ファン１２２ａを停止させる。
【００７６】
そして、再びステップＳ１０１以降に戻り、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることにより高電圧バッテリ１１０への充電を行っていく。このとき、スイッチング素子１４１は、冷媒溜め部１３５に溜められた液相冷媒によって再び冷却されることになる。
【００７７】
一方、上記充電により高電圧バッテリ１１０がフル充電され、また、受電部１６０が商業電源から外され、ステップＳ１０１における充電条件を満足しないと判定すると、制御装置１８０は、ステップＳ１０８で充電を停止し、ステップＳ１０９で本制御を終了する。
【００７８】
上記制御に伴う、インバータ一体充電器１４０の作動状態について図４を用いて補足説明する。インバータ一体充電器１４０は、高電圧バッテリ１１０への充電のために充電器として機能するように作動されているときは、モータ１３０、即ち圧縮機１２１は停止状態にある。そして、充電中におけるインバータ一体充電器１４０のスイッチング素子１４１の温度が所定温度を超えると、インバータ一体充電器１４０は、インバータとして機能するように作動される。つまり、充電器としては停止され、モータ１３０、即ち圧縮機１２１が作動されて、冷媒溜め部１３５へ液相冷媒が溜められる。圧縮機１２１が作動される間の時間は、例えばＴａ１である。そして、液相冷媒の水位が所定水位以上となれば、インバータ一体充電器１４０は、再び充電器として機能するように作動され、高電圧バッテリ１１０への充電が再開される。充電器として作動される間の時間は、例えばＴｂ１である。充電中は、モータ１３０、即ち圧縮機１２１は停止状態となる。このように、インバータ一体充電器１４０においては、以上の作動が繰り返される。
【００７９】
上記制御における机上での熱収支の試算によると、４０℃の液相冷媒を冷媒溜め部１３５に２００ｃｃ溜める仕様として充電時のスイッチング素子１４１の発熱量を２００Ｗとし、その熱量がすべて冷媒の気化に使われたとした場合、Ｔｂ１＝約３分間の冷却を維持できる。また２００ｃｃの液相冷媒を溜めるのに要する時間は、Ｔａ１＝５〜１０秒程度となる。実際には、圧縮機の立ち上がり時間の影響や外気温、発熱量などの条件の違いによりこの時間通りにならない場合もある。
【００８０】
以上のように、本第１実施形態では、車両の走行停止時に、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることで、高電圧バッテリ１１０への充電が可能となる。このとき、インバータ一体充電器１４０のスイッチング素子１４１は、冷凍サイクル１２０内の液相冷媒を用いた熱交換部１２７によって冷却されることになる。しかし、この冷却が進行していくと、液相冷媒はスイッチング素子１４１からの受熱によって蒸発して気相冷媒となっていくため、上記の冷却が賄えなくなり、スイッチング素子１４１の温度は上昇していく。よって、スイッチング素子１４１の温度が所定温度を超えると、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させて、モータ１３０の作動を制御して圧縮機１２１を駆動させるようにしているので、蒸発した気相冷媒は、冷凍サイクル１２０内を循環して、凝縮器１２２にて凝縮されて、再び液相冷媒として、熱交換部１２７へ還流されることになる。よって、この液相冷媒を用いることで、充電時におけるスイッチング素子１４１の冷却を継続することが可能となる。
【００８１】
また、圧縮機１２１を駆動させるときに、電磁膨張弁１２３の弁開度を全開にして冷凍サイクル１２０の高圧側圧力と低圧側圧力とが同等となるようにしている。
【００８２】
通常、インバータ一体充電器１４０の作動時の温度は、冷凍サイクル１２０が非作動時の冷媒温度（外気温度相当）よりも高くなるので、熱交換部１２７で使用される液相冷媒としては、冷凍サイクル１２０が作動されるときに低圧側で低温となる冷媒を用いなくても、外気温度相当の冷媒にてスイッチング素子１４１の冷却に使用することができる。
【００８３】
よって、スイッチング素子１４１を冷却する際には、電磁膨張弁１２３の弁開度を全開にして、冷凍サイクル１２０の高圧側の圧力と、低圧側の圧力とが同等となるようにしても、その条件下での液相冷媒を用いてスイッチング素子１４１の冷却が可能である。したがって、高圧側と低圧側の圧力差を設けないように圧縮機１２１を駆動させるので、圧縮機１２１の動力を極力抑えることが可能となる。また、圧縮機１２１の動力が抑えられる分、圧縮機１２１の騒音も低減することができる。
【００８４】
また、圧縮機１２１を駆動させた後に、冷媒溜め部１３５における液相冷媒の水位が所定水位以上となると、圧縮機１２１の駆動を停止させて、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させて、高電圧バッテリ１１０への充電を再開させるようにしている。
【００８５】
これにより、冷媒溜め部１３５に溜まる液相冷媒の水位が所定水位以上あれば、この液相冷媒でインバータ一体充電器１４０の冷却が充分できると明確に判定することができるので、この判定をもってインバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることで、むやみにインバータ一体充電器１４０をインバータとして作動さて、いつまでも圧縮機１２１を駆動させることがなくなる。
【００８６】
また、圧縮機１２１を駆動させるときに、凝縮器１２２の冷却ファン１２２ａを作動させるようにしているので、凝縮器１２２における冷媒の冷却能力を上げることができ、短時間で、より多くの液相冷媒を熱交換部１２７に供給することができる。
【００８７】
また、熱交換部１２７、およびインバータ一体充電器１４０は、モータ１３０のハウジング１３１に一体的に形成されるようにしているので、熱交換部１２７、モータ１３０、およびインバータ一体充電器１４０をコンパクトにすることができる。更に、モータ１３０とインバータ一体充電器１４０を一体的に形成することで、両者を接続する配線を短くすることができる。
【００８８】
（第２実施形態）
第２実施形態の車両用電源装置１００について、図５〜図７を用いて説明する。第２実施形態は、上記第１実施形態の車両用電源装置１００と構成を同一として、充電時の制御内容を変更したものである。図５の制御フローチャートでは、図２に対してステップＳ１０５をステップＳ２０５に変更している。
【００８９】
図５に示すように、制御装置１８０は、高電圧バッテリ１１０の充電の際に、スイッチング素子１４１の温度が所定温度を超えて、充電を停止した後に（ステップＳ１００〜ステップＳ１０４）、ステップＳ２０５で、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、電磁膨張弁１２３の弁開度を調節し、冷却ファン１２２ａを作動させる。制御装置１８０は、電磁膨張弁１２３の弁開度調節により、図６に示すように、冷凍サイクル１２０の高圧側と低圧側との間に圧力差を発生させるようにする。つまり、凝縮器１２２から流出される液相冷媒は、電磁膨張弁１２３によって減圧膨張されて、低温低圧（例えば０℃前後）となって蒸発器１２４に流入するようにする。送風ファン１２４ａは作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、気液分離器１２５に流入する。そして、この低温の液相冷媒が冷媒溜め部１３５に溜められるようにする。
【００９０】
これにより、熱交換部１２７は、冷凍サイクル１２０作動時の低圧側において低温となる液相冷媒を用いてスイッチング素子１４１を冷却することができるので、上記第１実施形態に対して、冷却効果を高めることができる。つまり低温の液相冷媒を用いることで、より多くの潜熱を蓄えることができ、また蒸発した後も所定温度に達するまでの顕熱が期待でき蓄冷量を多くすることができる。よって、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように頻繁に使用せざるを得ないという状況をなくして、充電器として機能するように使用することのできる時間を延ばすことができ、ひいては、短時間での充電が可能となる。
【００９１】
上記制御における机上での熱収支の試算によると、０℃の液相冷媒を第１実施形態と同様に冷媒溜め部１３５に２００ｃｃ溜める仕様として充電時のスイッチング素子１４１の発熱量を２００Ｗとし、その熱量がすべて冷媒の気化に使われたとした場合、図７に示すように、Ｔｂ２＝約６分間の冷却を維持できる。また２００ｃｃの液相冷媒を溜めるのに要する時間は、冷凍サイクル１２０の冷凍能力を例えば２．５ｋＷとしたとき、Ｔａ２＝約３０秒程度となる。実際には圧縮機の立ち上がり時間の影響や外気温、発熱量などの条件の違いにより、この時間とならない場合もある。
【００９２】
（第３実施形態）
第３実施形態の車両用電源装置１００Ａを図８に示す。第３実施形態の車両用電源装置１００Ａは、上記第１実施形態の車両用電源装置１００に対して、受け皿１９０および加熱部１９１を追加したものである。
【００９３】
受け皿１９０は、上側が開口された浅い皿部材であり、インバータ一体充電器１４０の下方に配設されて、例えばモータ１３０のハウジング１３１に固定されている。受け皿１９０は、スイッチング素子１４１が熱交換部１２７によって冷却される際に、空気中の水蒸気の結露によって生成される結露水を受けて、溜めるものである。
【００９４】
加熱部１９１は、受け皿１９０に溜められる結露水を加熱して蒸発させる加熱手段であり、例えば圧縮機１２１の吐出側と凝縮器１２２の冷媒流入側とを接続する高圧側冷媒配管の一部によって形成されている。上記高圧側冷媒配管の一部は、受け皿１９０内に配設されている。
【００９５】
車両走行停止時において、高電圧バッテリ１１０への充電が実施されると、スイッチング素子１４１の温度上昇と共に、スイッチング素子１４１は、冷媒溜め部１３５の液相冷媒によって冷却されるが、このときの冷却によって、インバータ一体充電器１４０の外部には、空気中の水蒸気が結露して結露水が生成される場合がある。車両を例えば居室内に入れて充電する場合では、この結露水が床に垂れてしまうことが懸念される。
【００９６】
本第３実施形態では、受け皿１９０によって、冷却時に発生する結露水を受けることができるので、上記のように車両を居室内に入れて充電する際に、結露水が床に垂れることを防止することができる。また、車両走行停止時の充電中、あるいは車両走行時において、冷凍サイクル１２０が作動されたときに、加熱部１９１を形成する冷媒配管には、圧縮機１２１から吐出される高温高圧の冷媒が流通する。このとき、受け部１９０に溜められた結露水を、加熱部１９１によって蒸発させることができるので、受け部１９０に溜められた結露水の排水処理等の手間を省くことができる。
【００９７】
尚、受け皿１９０には、結露水がこぼれるのを防止するためにスポンジ等の吸水部材を配設するようにしても良い。また、加熱部１９１は上記高圧側冷媒配管に代えて、電気ヒータ等を用いた加熱手段としても良い。
【００９８】
（第４実施形態）
第２実施形態の車両用電源装置１００Ｂについて、図９、図１０を用いて説明する。第４実施形態は、上記第１、第２実施形態の車両用電源装置１００に対して、インバータ一体充電器１４０の設定位置を変更したものである。
【００９９】
図９に示すように、インバータ一体充電器１４０は、冷媒溜め部としての気液分離器１２５の底壁部に一体的に設けられている。つまり、インバータ一体充電器１４０内のスイッチング素子１４１は、絶縁板１４１ａおよび放熱板１４１ｂを介して気液分離器１２５の底壁部に固定されている。よって、スイッチング素子１４１は、気液分離器１２５内に溜められた液相冷媒によって、冷却されるようになっている。このように本実施形態では、気液分離器１２５が、インバータ一体充電器１４０の必要冷却部位を冷却する熱交換部となっている。尚、本実施形態では、第１、第２実施形態で説明したモータ１３０内の冷媒溜め部１３５は、廃止されており、よって、気液分離器１２５内と冷媒溜め部１３５とを連通させる連通路１２５ｂも廃止されている。
【０１００】
制御装置１８０による高電圧バッテリ１１０への充電制御の要領は、上記第２実施形態（図５のフローチャート）と同じであり、充電時におけるスイッチング素子１４１の冷却を可能としている。
【０１０１】
本実施形態では、インバータ一体充電器１４０は、気液分離器１２５と一体的に形成されるようにしているので、気液分離機１２５によって、直接的にインバータ一体充電器１４０を冷却することができ、効果的な冷却が可能となる。
【０１０２】
上記制御における机上での試算によると、例えば、気液分離器１２５の容量を２００ｃｃとすると、０℃の液相冷媒２００ｃｃが３５℃の気相冷媒になるまでに吸熱する熱量は約３０ｋＪである。スイッチング素子１４１の発熱量を１００Ｗとすると、図１０に示すように、Ｔｂ３＝約５分間の冷却を維持できる。一方、液相冷媒を溜めるのに必要な時間は、冷凍サイクル１２０の能力を２．５ｋＷとすると、Ｔａ３＝１２秒程度となる。実際には、冷凍サイクル１２０が安定するのに多少の時間を有したり、システムよって冷凍サイクル１２０の能力、気液分離器１２５の容量、およびインバータ一体充電器１４０としての発熱量などが異なるので、必ずしもこの数字どおりにはならないが、時間比率など成立可能であることが分かる。
【０１０３】
（第５実施形態）
第５実施形態の車両用電源装置１００Ｃについて、図１１、図１２を用いて説明する。第５実施形態は、上記第４実施形態の車両用電源装置１００Ｂに対して、モータ１３０のハウジング１３１内の下方部位に設けられた冷媒溜め部１３５と、気液分離器１２５の液相冷媒の水位を検出する２つの液面センサ１２６ａ、１２６ｂと、気液分離器１２５の下方とハウジング１３１内の冷媒溜め部１３５とを連通させる連通路１２５ｂと、連通路１２５ｂにおいて液相冷媒を圧送する液冷媒ポンプ１２５ｃと、を追加すると共に、インバータ一体充電器１４０の設定位置をハウジング１３１の底部（底壁部１３６）に変更したものである。尚、上記冷媒溜め部１３５、連通路１２５ｂ、およびインバータ一体充電器１４０の設定位置は、実質的に上記第１、第２実施形態と同一である。
【０１０４】
本実勢形態では、冷媒溜め部としての気液分離器１２５がインバータ一体充電器１４０を冷却する基本的な熱交換部となっている。しかしながら、インバータ一体充電器１４０は、ハウジング１３１の底部に設けられており、気液分離器１２５から離れて配置されている。よって、連通路１２５ｂは、気液分離器１２５からインバータ一体充電器１４０の表面（放熱板１４１ｂ）に向けて延設されると共に、気液分離器１２５内の液相冷媒が流通する通路となっており、本発明における配管に対応している。気液分離器１２５から連通路１２５ｂを流通する液相冷媒は、冷媒溜め部１３５に至るようになっている。
【０１０５】
図１１に示すように、液面センサ１２６ａは、気液分離器１２５内の液相冷媒の第１所定水位を検出する第１の水位検出手段である。第１所定水位とは、気液分離器１２５内の液相冷媒量が少ない状態にあり、冷媒溜め部１３５への冷媒供給が充分に行えず、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を液相冷媒によって冷却することが不能となる下限の水位（冷媒量）として定めたものである。液面センサ１２６ａによって検出された第１所定水位の水位信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。
【０１０６】
また、液面センサ１２６ｂは、気液分離器１２５内の液相冷媒の第２所定水位を検出する第２の水位検出手段である。第２所定水位とは、気液分離器１２５内の液相冷媒量が充分にあり、冷媒溜め部１３５への冷媒供給が可能であって、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を液相冷媒によって冷却することが可能となる上限の水位（冷媒量）として定めたものである。液面センサ１２６ｂによって検出された第２所定水位の水位信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。第１所定水位と第２所定水位との関係は、第１所定水位＜第２所定水位である。
【０１０７】
液冷媒ポンプ１２５ｃは、連通路１２５ｂに設けられた冷媒圧送手段であり、気液分離器１２５内の液相冷媒を冷媒溜め部１３５に圧送するようになっている。液冷媒ポンプ１２５ｃは、制御装置１８０によって作動回転数が制御され、液相冷媒の圧送量（流量）が調整されるようになっている。
【０１０８】
次に、本実施形態の作動について説明する。図１２は、本実施形態において制御装置１８０が行う充電制御の内容を示すフローチャートである。図１２のフローチャート中のステップＳ１００、Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ２０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９は、上記第２実施形態で説明した図５のフローチャート中のステップＳ１００、Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ２０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９と同一である。
【０１０９】
制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で、充電条件が満足されているか否かを判定する。ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、制御装置１８０は、スッテップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。即ち、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動制御することで、商業電源２００の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０への充電を行う。
【０１１０】
そして、ステップＳ３０１で、制御装置１８０は、液冷媒ポンプ１２５ｃを作動させる。続いて、ステップＳ３０２で、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出する。つまり、インバータ一体充電器１４０の出力に伴い、スイッチング素子１４１の温度が上昇していくため、制御装置１８０は、スイッチング素子１４１を冷却するために必要とされる冷媒流量を、予め定めた相関マップ等を用いて算出するのである。そして、ステップＳ３０３で、制御装置１８０は、算出された必要冷媒流量となるように、液冷媒ポンプ１２５ｃの作動回転数（圧送量）を制御する。
【０１１１】
次に、ステップＳ３０４で、制御装置１８０は、気液分離器１２５における液相冷媒の水位が第１所定水位（下限水位）以下か否かを、液面センサ１２６ａによって得られる信号から判定する。ステップＳ３０４で肯定判定すると、制御装置１８０は、気液分離器１２５内の液相冷媒がなくなり（少量となり）、インバータ一体充電器１４０を冷却するための液相冷媒を、冷媒溜め部１３５に充分に供給することができないと判定して、ステップＳ３０５で、インバータ一体充電器１４０を停止させる（充電を停止させる）と共に、液冷媒ポンプ１２５ｃを停止させる。ステップＳ３０４は、本発明のインバータ一体充電器１４０の冷却要否を判定する判定手段に対応する。
【０１１２】
そして、ステップＳ２０５で、制御装置１８０は、気液分離器１２５内に液相冷媒を溜めるために、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、電磁膨張弁１２３の弁開度を調節し、冷却ファン１２２ａを作動させる。すると、凝縮器１２２から流出される液相冷媒は、電磁膨張弁１２３によって減圧膨張されて、低温低圧（例えば０℃前後）となって蒸発器１２４に流入される。送風ファン１２４ａは作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、気液分離器１２５に流入し、溜められていく。
【０１１３】
上記のように液相冷媒が気液分離器１２５内に溜められていく中で、ステップＳ３０６で、制御装置１８０は、気液分離機１２５における液相冷媒の水位が第２所定水位（上限水位）以上か否かを、液面センサ１２６ｂによって得られる信号から判定する。ステップＳ３０６で肯定判定すると、気液分離器１２５内に充分に液相冷媒が溜められたものとして、ステップＳ１０７で、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を停止させて、モータ１３０、即ち圧縮機１２１を停止させると共に、冷却ファン１２２ａを停止させる。
【０１１４】
そして、再びステップＳ１０１以降に戻り、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることにより高電圧バッテリ１１０への充電を行っていく。このとき、スイッチング素子１４１は、気液分離器１２５から液冷媒ポンプ１２５ｃによって冷媒溜め部１３５に溜められた液相冷媒によって再び冷却されることになる。
【０１１５】
本実施形態では、液冷媒ポンプ１２５ｃによって連通路１２５ｂを流通する液相冷媒によってインバータ一体充電器１４０を冷却することができる。よって、気液分離器（冷媒溜め部）１２５とインバータ一体充電器１４０とを一体的に形成できないといった配置の制約がある場合でも、インバータ一体充電器１４０を冷却することができる。
【０１１６】
また、インバータ一体充電器１４０の出力に応じて、連通路１２５ｂを流通する液相冷媒の流量を調整するようにしているので、過度に液相冷媒を使用することがなくなり、圧縮機１２１の駆動時間を最低限度に抑えることができる。
【０１１７】
また、気液分離器（冷媒溜め部）１２５内に溜められた液相冷媒によってインバータ一体充電器１４０を冷却する場合であると、液相冷媒はスイッチング素子１４１からの受熱によって蒸発して気相冷媒となっていくので、液相冷媒が減少していき、冷却が賄えなくなっていく。よって、液面センサ１２６ａ、１２６ｂによって気液分離器（冷媒溜め部）１２５内の液相冷媒の水位を検出することで、スイッチング素子１４１の冷却の必要性を明確に判定することができる。
【０１１８】
尚、上記制御のステップＳ３０２では、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出するようにしたが、これに代えて、スイッチング素子１４１の発熱量に応じて必要冷媒流量を算出するようにしても良い。
【０１１９】
（第６実施形態）
第６実施形態の車両用電源装置１００Ｄについて、図１３、図１４を用いて説明する。第６実施形態は、上記第５実施形態の車両用電源装置１００Ｃに対して、液冷媒ポンプ１２５ｃを液冷媒バルブ１２５ｄに変更したものである。
【０１２０】
液冷媒バルブ１２５ｄは、連通路１２５ｂに設けられた冷媒流量調整手段であり、弁開度を変更することによって、気液分離器１２５内からハウジング１３１内の冷媒溜め部１３５に流入する液相冷媒の流量を調整するようになっている。液冷媒バルブ１２５ｄの弁開度は、制御装置１８０によって制御されるようになっている。
【０１２１】
次に、本実施形態の作動について説明する。図１４は、本実施形態において制御装置１８０が行う充電制御の内容を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、第５実施形態で説明した図１２のフローチャートに対して、ステップＳ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０５をそれぞれ、ステップＳ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０５に変更したものである。
【０１２２】
制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で、充電条件が満足されているか否かを判定する。ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、制御装置１８０は、スッテップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。即ち、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動制御することで、商業電源２００の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０への充電を行う。
【０１２３】
そして、ステップＳ４０１で、制御装置１８０は、液冷媒バルブ１２５ｄを開く。続いて、ステップＳ３０２で、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出する。つまり、インバータ一体充電器１４０の出力に伴い、スイッチング素子１４１の温度が上昇していくため、制御装置１８０は、スイッチング素子１４１を冷却するために必要とされる冷媒流量を、予め定めた相関マップ等を用いて算出するのである。そして、ステップＳ４０３で、制御装置１８０は、算出された必要冷媒流量となるように、液冷媒バルブ１２５ｄの弁開度を制御する。
【０１２４】
次に、ステップＳ３０４で、制御装置１８０は、気液分離機１２５における液相冷媒の水位が第１所定水位（下限水位）以下か否かを、液面センサ１２６ａによって得られる信号から判定する。ステップＳ３０４で肯定判定すると、制御装置１８０は、気液分離器１２５内の液相冷媒がなくなり（少量となり）、インバータ一体充電器１４０を冷却するための液相冷媒を、冷媒溜め部１３５に充分に供給することができないと判定して、ステップＳ４０５で、インバータ一体充電器１４０を停止させる（充電を停止させる）と共に、液冷媒バルブ１２５ｄを閉じる。ステップＳ３０４は、本発明のインバータ一体充電器１４０の冷却要否を判定する判定手段に対応する。
【０１２５】
そして、以下のステップＳ２０５、Ｓ３０６、およびＳ１０７では、制御装置１８０は、上記第５実施形態と同様の制御を実施する。
【０１２６】
本実施形態では、上記第５実施形態の液冷媒ポンプ１２５ｃを液冷媒バルブ１２５ｄに変更したものであって、上記第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
尚、上記制御のステップＳ３０２では、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出するようにしたが、上記第５実施形態と同様に、スイッチング素子１４１の発熱量に応じて必要冷媒流量を算出するようにしても良い。
【０１２８】
（第７実施形態）
第７実施形態の車両用電源装置１００Ｅについて、図１５〜図１７を用いて説明する。第７実施形態は、上記第１、第２実施形態の車両用電源装置１００に対して、インバータ一体充電器１４０を冷却する熱交換部を蓄冷部１２８に変更すると共に、インバータ一体充電器１４０の設定位置を変更したものである。
【０１２９】
尚、本実施形態では、第１、第２実施形態で説明した気液分離器１２５、連通路１２５ａ、１２５ｂ、液面センサ１２６、冷媒溜め部１３５は、廃止されている。また、凝縮器１２２と電磁膨張弁１２３との間には、凝縮器１２２から流出される冷媒の気液を分離して、液相冷媒を溜めると共に、液相冷媒を電磁膨張弁１２３に流出させるレシーバ１２２ｂが設けられている。
【０１３０】
図１５に示すように、蓄冷部１２８は、例えば円筒状の蓄冷材タンク１２８ａ内に、冷媒配管１２８ｂ、伝熱フィン１２８ｃ、および蓄冷材１２８ｄが収容されて形成されている。
【０１３１】
冷媒配管１２８ｂは、蒸発器１２４の流出側と圧縮機１２１の吸入側とを接続する配管であり、蓄冷材タンク１２８ａ内で例えば上下方向に蛇行するように配設されている。伝熱フィン１２８ｃは、例えば薄肉の板状のフィンであり、冷媒配管１２８ｂの表面と接触するように、冷媒配管１２８ｂの長手方向（上下方向）に複数積層されている。
【０１３２】
蓄冷材１２８ｄは、冷凍サイクル１２０の作動時に、冷媒配管１２８ｂ内を流通する低温の冷媒によって冷却されることで蓄冷されるものであり、例えばパラフィン、あるいは水等が使用されている。蓄冷材１２８ｄは、冷媒によって冷却されることで、液相から固相に変化して冷熱を蓄え、相変化に伴う潜熱が利用できるものとなっている。つまり、蓄冷材１２８ｄは、図１６に示すように、冷媒によって冷却されることで、液相時の温度低下に伴う顕熱と、液相から固相への相変化に伴う潜熱と、固相時の温度低下に伴う顕熱とを蓄えることができる。蓄冷材１２８ｄは、蓄冷材タンク１２８ａ内に所定量となるように充填されている。蓄冷材１２８ｄは、冷媒配管１２８ｂ、および伝熱フィン１２８ｃの表面と接触している。
【０１３３】
蓄冷材タンク１２８ａ内には、蓄冷材１２８ｄの温度を検出する温度センサ１５０ａが設けられている。温度センサ１５０ａによって検出される温度信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。尚、温度センサ１５０ａは、例えば、蓄冷材１２８ｄを加熱し、蓄冷材１２８ｄが固相状態から液相状態に変化する際に、最後に液相状態となる部位に設けられるようにすると良い。
【０１３４】
そして、インバータ一体充電器１４０は、蓄冷部１２８の底部に一体的に設けられている。つまり、インバータ一体充電器１４０内のスイッチング素子１４１は、絶縁板１４１ａおよび放熱板１４１ｂを介して蓄冷材タンク１２８ａの底壁部に固定されている。よって、スイッチング素子１４１は、蓄冷材タンク１２８ａ内に充填された蓄冷材１２８ｄによって、冷却されるようになっている。
【０１３５】
次に、本実施形態の作動について説明する。図１７は、本実施形態において制御装置１８０が行う充電制御の内容を示すフローチャートである。図１７のフローチャートは、上記第２実施形態で説明した図５のフローチャート中のステップＳ１０６をステップＳ５０６に変更したものである。
【０１３６】
制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、ステップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。このとき、インバータ一体充電器１４０を作動させることによって、特にスイッチング素子１４１が発熱していくことになる。スイッチング素子１４１は、車両走行時において冷凍サイクル１２０の作動によって蓄冷された蓄冷材１２８ｄによって、冷却されることになる。しかし、スイッチング素子１４１の発熱が続いていくと蓄冷材１２８ｄは、スイッチング素子１４１の熱によって温度上昇していく。蓄冷材１２８ｄの温度が上昇していくと、スイッチング素子１４１の冷却が充分にできなくなり、スイッチング素子１４１の温度上昇が顕著になっていく。
【０１３７】
よって、制御装置１８０は、ステップＳ１０３で、温度センサ１５０から得られる温度信号（スイッチング素子１４１の温度）が予め定めた所定温度（例えば１２０℃）を超えていると判定すると、インバータ一体充電器１４０の冷却が必要として、ステップＳ１０４で、インバータ一体充電器１４０の作動を停止し、一旦、充電動作を停止する。そして、ステップＳ２０５で、制御装置１８０は、電磁膨張弁１２３の弁開度を制御すると共に、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、冷却ファン１２２ａを作動させる。
【０１３８】
すると、圧縮機１２１によって冷媒が冷凍サイクル１２０内を循環する。圧縮機１２１から吐出される冷媒は、凝縮器１２２において冷却ファン１２２ａによって送風される冷却用空気によって冷却され、レシーバ１２２ｂに流出される。レシーバ１２２ｂ内に流出された冷媒は、内部で気液分離されて、主に液相冷媒が電磁膨張弁１２３に流出される。電磁膨張弁１２３では、液相冷媒が低温低圧に減圧されて、蒸発器１２４を通り、蓄冷部１２８に至る。ここでは、送風ファン１２４ａは、作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、蓄冷部１２８に流入する。
【０１３９】
蓄冷部１２８においては、低温の冷媒が、冷媒配管１２８ｂを流通する間に、冷媒の冷熱が伝熱フィン１２８ｃを介して蓄冷材１２８ｄに伝えられ、蓄冷材１２８ｄが蓄冷されていく。蓄冷材１２８ｄは、図１６に示すように、時間と共に温度低下され、蓄冷材１２８ｄの温度が凝固点（潜熱を蓄えるときの温度）を下回ると完全に液相から固相に変化（凍り）していく。そして、冷媒配管１２８ｂを流通した冷媒は、再び圧縮機１２１に吸入される。
【０１４０】
そして、ステップＳ５０６で、制御装置１８０は、温度センサ１５０ａから得られる蓄冷材１２８ｄの温度が所定条件か否かを判定する。ここでは、蓄冷材１２８ｄの温度が、所定温度以下にあるか否かを判定する。ここで、蓄冷材１２８ｄに対する所定温度とは、蓄冷材１２８ｄの凝固点よりも数℃（２〜３℃）程度、低い側に設けた判定温度であり、蓄冷材１２８ｄが完全に凝固したことを確認可能とする温度としている。
【０１４１】
ステップＳ５０６で肯定判定すると、制御装置１８０は、蓄冷材１２８ｄが充分にインバータ一体充電器１４０を冷却するための冷熱を蓄えていると判定して、ステップＳ１０７で、インバータ一体充電器１４０を停止させて、モータ１３０、即ち圧縮機１２１を停止させると共に、冷却ファン１２２ａを停止させる。
【０１４２】
そして、再びステップＳ１０１以降に戻り、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることにより高電圧バッテリ１１０への充電を行っていく。このとき、スイッチング素子１４１は、蓄冷材タンク１２８ａ内の蓄冷材１２８ｄによって再び冷却されることになる。
【０１４３】
本実施形態では、熱交換部を蓄冷部１２８としており、冷凍サイクル１２０内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材１２８ｄによって、インバータ一体充電器１４０を冷却することが可能となる。
【０１４４】
また、本実施形態では、上記第１〜第６実施形態に対して、冷媒によって直接的にインバータ一体充電器１４０を冷却するものでなく、冷媒配管１２８ｂの外表面によって蓄冷材１２８ｄを冷却して、この蓄冷材１２８ｄによってインバータ一体充電器１４０を冷却するようにしているので、冷凍サイクル１２０の冷媒の流れに影響を与えることがなく、冷凍サイクル１２０の構成に制約を受けることがない。
【０１４５】
尚、冷凍サイクル１２０において、蓄冷部１２８を設置する位置は、上記のように蒸発器１２４と圧縮機１２１との間に限らず、他の位置、例えば、電磁膨張弁１２３と蒸発器１２４との間等、としても良い。
【０１４６】
また、ステップＳ１０３におけるインバータ一体充電器１４０の冷却要否の判定は、スイッチング素子１４１の温度に限らず、蓄冷材１２８ｄの温度を用いるようにしても良い。この場合、スイッチング素子１４１の温度検出用の温度センサ１５０を廃止することができる。
【０１４７】
（第８実施形態）
第８実施形態の車両用電源装置１００Ｆについて、図１８を用いて説明する。第８実施形態は、上記第７実施形態の車両用電源装置１００Ｅに対して、蓄冷部１２８およびインバータ一体充電器１４０の設定位置を変更したものである。
【０１４８】
蓄冷部１２８は、モータ１３０のハウジング１３１（例えば底部）に一体的に形成されている。そして、インバータ一体充電器１４０は、蓄冷部１２８（例えば下側）に一体的に形成されている。
【０１４９】
これにより、蓄冷部１２８、モータ１３０、およびインバータ一体充電器１４０をコンパクトにすることができる。更に、モータ１３０とインバータ一体充電器１４０を一体的に形成することで、両者を接続する配線を短くすることができる。
【０１５０】
（第９実施形態）
第９実施形態の車両用電源装置１００Ｇについて、図１９を用いて説明する。第９実施形態は、上記第１〜第３、第５、第６、第８実施形態のようにインバータ一体充電器１４０が圧縮機（電動圧縮機）１２１と一体的に形成されるものにおいて、断熱部としての断熱材１２１ｂを追加したものである。
【０１５１】
図１９に示すように、断熱材１２１ｂは、電動圧縮機１２１を構成する圧縮機１２１とモータ１３０との間に介在されている。よって、断熱材１２１ｂは、圧縮機１２１とインバータ一体充電器１４０との間に介在された形となっている。
【０１５２】
これにより、圧縮機１２１が駆動されているときに発生される熱が、断熱材１２１ｂによって、インバータ一体充電器１４０に伝わるのを阻止できるので、インバータ一体充電器１４０の冷却における悪影響を抑制することができる。具体的には、圧縮機１２１を駆動させた後に、インバータ一体充電器１４０による充電制御を実施するように切替えたときに、インバータ一体充電器１４０の初期温度をより低くすることができるので、インバータ一体充電器１４０の冷却時間、つまり充電時間を延ばすことができる。
【０１５３】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の制御において、ステップＳ１０６、Ｓ３０６で冷媒溜め部１３５における液相冷媒の水位を判定して、圧縮機１２１を停止するようにした。これに代えて、圧縮機１２１の駆動によって液相冷媒を充分に溜めることのできる時間（Ｔａ１、Ｔａ２等）を所定時間として予め算出し、圧縮機１２１を駆動させた後、所定時間が経過した時点で、圧縮機１２１を停止し、充電動作に切替えるようにしても良い。これにより、液面センサ１２６を不要とする制御が可能となる。
【０１５４】
また、ステップＳ１０６、Ｓ３０６、Ｓ５０６の判定として、スイッチング素子１４１の温度が、所定温度よりも低い側に予め設定された安全温度以下になったことを判定して、圧縮機１２１を停止するようにしても良い。これにより、上記同様に液面センサ１２６を不要とする制御が可能となる。
【０１５５】
また、上記各実施形態では、熱交換部１２７を蒸発器１２４と圧縮機１２１との間に設けて、スイッチング素子１４１の冷却用の液相冷媒として、蒸発器１２４から流出する冷媒を用いるようにした。しかしながら、これに代えて、熱交換部１２７を凝縮器１２２と電磁膨張弁１２３との間に設けて、スイッチング素子１４１の冷却用の液相冷媒として、凝縮器１２２から流出する冷媒を用いるようにしても良い。
【０１５６】
また、インバータ一体充電器１４０の冷却必要部位として、スイッチング素子１４１を代表例として説明したが、各部の温度上昇特性に応じて、リアクトル等の他の発熱部や、制御回路１４２側等を冷却の対象としても良い。あるいは、複数の箇所を冷却の対象としても良い。
【０１５７】
また、上記各実施形態では、ステップＳ１０５、ステップＳ２０５で、圧縮機１２１を駆動させるときに、冷却ファン１２２ａも同時に作動させるようにした。しかしながら、凝縮器１２２においては、冷却用空気がなくても冷媒の熱をチューブ外表面およびフィン表面から外気に自然放出することも可能であり、冷媒の冷却能力は低下するものの、外気温度によっては、冷却ファン１２２ａは停止させたままでも良い。
【０１５８】
また、圧縮機１２１としてスクロール型の圧縮機構を使用するものとして説明したが、これに限らず、他のピストン型やロータリー型等の圧縮機構を使用するものとしても良い。
【０１５９】
また、気液分離器１２５をモータ１３０のハウジング１３１に連通部１２５ａ、１２５ｂによって接続されるように設けたが、ハウジング１３１に一体的に設けられるものとしても良い。
【０１６０】
また、制御装置１８０は、１つの制御装置として説明したが、これに限らず、空調用の制御部と充電用の制御部とに分かれており、それぞれの制御部が互いに通信手段で結ばれたものとしても良い。
【符号の説明】
【０１６１】
１００ 車両用電源装置
１１０ 高電圧バッテリ（蓄電池）
１２０ 冷凍サイクル
１２１ 圧縮機
１２２ 凝縮器
１２３ 電磁膨張弁（膨張弁）
１２４ 蒸発器
１２５ｂ 連通路（配管）
１２５ｃ 液冷媒ポンプ
１２５ｄ 液冷媒バルブ
１２６ 液面センサ（第２水位検出手段）
１２６ａ 液面センサ（第１水位検出手段）
１２６ｂ 液面センサ（第２水位検出手段）
１２７ 熱交換部
１２８ 蓄冷部（熱交換部）
１２８ｄ 蓄冷材
１３０ モータ
１３５ 冷媒溜め部
１４０ インバータ一体充電器
１４１ スイッチング素子（冷却必要部位）
１５０ 温度センサ（温度検出手段）
１８０ 制御装置
１９０ 受け皿（受け部）
１９１ 加熱部（加熱手段）
２００ 商業電源（外部電力）
Ｓ１０３、Ｓ３０４ 判定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用の冷凍サイクルと一体に設けられて、車両外部からバッテリに充電可能とする車両用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用電源装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、特許文献１の車両用電源装置では、ハイブリッド自動車や電気自動車において、走行用モータとは異なる補機モータの作動制御を行うインバータを、車両バッテリ充電時のコンバータとして兼用している。
【０００３】
特許文献１では、補機モータとしては、例えば、空調用圧縮機を駆動するモータが一例として説明されている。そして、車両バッテリの充電は、車両が停止して、イグニッションキースイッチがオフとされているときに実施されるようになっている。よって、この間においては、補機モータ（空調用圧縮機）を作動させる必要がないので、補機モータ用のインバータを車両バッテリの充電用のコンバータとして使用するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インバータは、駆動回路によって切替え制御される複数のスイッチング素子等の電子部品を備え、作動時においてはスイッチング素子の切替え等により発熱を伴うため、効果的な冷却が必要となる。上記引用文献１では、単に補機用モータのインバータが車両バッテリの充電時に兼用されることが開示されているに過ぎず、インバータを冷却するという視点に立って、空調の作動と車両バッテリの充電とをどのように組み合わせて制御すべきかについてなんら記載はない。
【０００６】
尚、通常、空調用の圧縮機に搭載されるインバータを、冷凍サイクル内を循環する冷媒によって冷却する技術は広く知られているが（例えば、特開２００４−１００６８３号公報）、上記のような充電動作との組み合わせについて記載されたものは無い。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、空調用圧縮機に搭載されたインバータをバッテリの充電時に兼用するものにおいて、充電動作とインバータの冷却とを両立させることのできる車両用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、蓄電池（１１０）を備える車両に搭載される車両用電源装置であって、
圧縮機（１２１）、凝縮器（１２２）、膨張弁（１２３）、および蒸発器（１２４）を有する空調用の冷凍サイクル（１２０）と、
圧縮機（１２１）を駆動するモータ（１３０）と、
蓄電池（１１０）の電力を用いたモータ（１３０）の作動と、蓄電池（１１０）への外部電力（２００）の充電とを選択的に制御するインバータ一体充電器（１４０）と、
冷凍サイクル（１２０）に設けられ、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒を用いて、インバータ一体充電器（１４０）の冷却必要部位（１４１）を冷却する熱交換部（１２７、１２５、１２８）と、
冷却必要部位（１４１）の冷却要否を判定する判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）と、
インバータ一体充電器（１４０）の作動を制御する制御装置（１８０）とを備え、
制御装置（１８０）は、車両の走行機能が停止されており、外部電力（２００）を蓄電池（１１０）へ充電する際に、
インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、蓄電池（１１０）への充電を実施し、
判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）の判定結果から、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定すると、インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動させて、モータ（１３０）の作動を制御して圧縮機（１２１）を駆動させることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、車両の走行機能が停止されているときに、インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させることで、蓄電池（１１０）への充電が可能となる。このとき、インバータ一体充電器（１４０）の冷却必要部位（１４１）は、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒を用いた熱交換部（１２７）によって冷却されることになる。しかし、この冷却が進行していくと、冷媒は冷却必要部位（１４１）から受熱していくため、冷却が賄えなくなり、冷却必要部位（１４１）の温度は上昇していく。したがって、制御装置（１８０）は、判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）の判定結果から、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定すると、インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動させて、モータ（１３０）の作動を制御して圧縮機（１２１）を駆動させるようにしているので、冷媒は、冷凍サイクル（１２０）内を循環して、凝縮器（１２２）にて冷却凝縮されて、熱交換部（１２７）へ還流されることになる。よって、この冷却された冷媒を用いることで、充電時における必要冷却部位（１４１）の冷却を継続することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、冷凍サイクル（１２０）内の液相冷媒が溜められる冷媒溜め部（１２７、１２５）であることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、冷凍サイクル（１２０）内の液相冷媒を有効に活用した熱交換部（１２７、１２５、１２８）を形成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、インバータ一体充電器（１４０）は、冷媒溜め部（１２７、１２５）と一体的に形成されたことを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、冷媒溜め部（１２７、１２５）によって、直接的にインバータ一体充電器（１４０）を冷却することができるので、効果的な冷却が可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、インバータ一体充電器（１４０）は、冷媒溜め部（１２５）とは離れて配置されており、
冷媒溜め部（１２５）からインバータ一体充電器（１４０）の表面に向けて延設されて、冷媒溜め部（１２５）内の液相冷媒が流通する配管（１２５ｂ）が設けられたことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、配管（１２５ｂ）を流通する液相冷媒によってインバータ一体充電器（１４０）を冷却することができる。よって、冷媒溜め部（１２７、１２５）とインバータ一体充電器（１４０）とを一体的に形成できないといった配置の制約がある場合でも、インバータ一体充電器（１４０）を冷却することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、配管（１２５ｂ）には、液相冷媒を圧送する液冷媒ポンプ（１２５ｃ）、あるいは弁開度を変更することで配管（１２５ｂ）における液相冷媒の流量を調整する液冷媒バルブ（１２５ｄ）が設けられ、
制御装置（１８０）は、インバータ一体充電器（１４０）の出力、あるいは冷却必要部位（１４１）の発熱量に応じて、液冷媒ポンプ（１２５ｃ）の圧送量、あるいは液冷媒バルブ（１２５ｄ）の弁開度を制御することを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、インバータ一体充電器（１４０）の出力、あるいは冷却必要部位（１４１）の発熱量に応じて、配管（１２５ｂ）を流通する液相冷媒の流量を調整することができるので、過度に液相冷媒を使用することがなくなり、圧縮機（１２１）の駆動時間を最低限度に抑えることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材（１２８ｄ）を備える蓄冷部（１２８）であることを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、冷凍サイクル（１２０）内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材（１２８ｄ）によって、インバータ一体充電器（１４０）を冷却することが可能となり、蓄冷部（１２８）を熱交換部（１２８）とすることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、冷却必要部位（１４１）の温度を検出する温度検出手段（１５０）を備え、
判定手段（Ｓ１０３）は、温度検出手段（１５０）によって検出される冷却必要部位（１４１）の温度が、予め定めた所定温度を超えるときに、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、冷却必要部位（１４１）の温度によって、冷却必要部位（１４１）の冷却の必要性を明確に判定することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明では、冷媒溜め部（１２７、１２５）における液相冷媒の水位を検出する第１水位検出手段（１２６ａ）を備えており、
判定手段（Ｓ３０４）は、第１水位検出手段（１２６ａ）によって検出される液相冷媒の水位が、予め定めた第１所定水位を下回るときに、冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴としている。
【００２４】
この発明によれば、冷媒溜め部（１２７、１２５）内に溜められた液相冷媒によってインバータ一体充電器（１４０）を冷却する場合であると、液相冷媒は冷却必要部位（１４１）からの受熱によって蒸発して気相冷媒となっていくので、液相冷媒が減少していき、冷却が賄えなくなっていく。よって、冷媒溜め部（１２７、１２５）内の液相冷媒の水位を検出することで、冷却必要部位（１４１）の冷却の必要性を明確に判定することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明では、制御装置（１８０）は、圧縮機（１２１）を駆動させるときに、膨張弁（１２３）を全開にすることを特徴としている。
【００２６】
通常、インバータ一体充電器（１４０）の作動時の温度は、冷凍サイクル（１２０）が非作動時の冷媒温度（外気温度相当）よりも高くなるので、熱交換部（１２７、１２５、１２８）で使用される冷媒としては、冷凍サイクル（１２０）が作動されるときの膨張弁（１２３）から圧縮機（１２１）に至る間の低圧側で低温となる冷媒を用いなくても、外気温度相当の冷媒にて必要冷却部位（１４１）の冷却に使用することができる。
【００２７】
よって、請求項９に記載の発明によれば、必要冷却部位（１４１）を冷却する際には、膨張弁（１２３）を全開にして、冷凍サイクル（１２０）が作動されるときの圧縮機（１２１）から膨張弁（１２３）に至る間の高圧側の圧力と、上記低圧側の圧力とが同等となるようにしても、その条件下での冷媒を用いて必要冷却部位（１４１）の冷却が可能である。したがって、高圧側と低圧側の圧力差を設けないように圧縮機（１２１）を駆動させるので、圧縮機（１２１）の動力を極力抑えることが可能となる。また、圧縮機（１２１）の動力が抑えられる分、圧縮機（１２１）の騒音も低減することができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明では、熱交換部（１２７）は、冷凍サイクル（１２０）の作動時における膨張弁（１２３）から圧縮機（１２１）に至る間の低圧側の液相冷媒を用いるようになっており、
制御装置（１８０）は、圧縮機（１２１）を駆動させるときに、膨張弁（１２３）の弁開度を調節することで、冷凍サイクル（１２０）の圧縮機（１２１）から膨張弁（１２３）に至る間の高圧側と、低圧側との間に圧力差を発生させることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、熱交換部（１２７）は、冷凍サイクル（１２０）作動時の低圧側において低温となる液相冷媒を用いて必要冷却部位（１４１）を冷却することができるので、上記請求項９に記載の発明に対して、冷却効果を高めることができる。よって、インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして頻繁に使用せざるを得ないという状況をなくして、充電器として使用することのできる時間を延ばすことができ、ひいては、短時間での充電が可能となる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明では、冷媒溜め部（１３５）に溜まった液相冷媒の水位を検出する第２水位検出手段（１２６、１２６ａ）を備えており、
制御装置（１８０）は、液相冷媒の水位が予め定めた第２所定水位以上となると、圧縮機（１２１）の駆動を停止させて、インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、蓄電池（１１０）への充電を実施させることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、冷媒溜め部（１３５）に溜まる液相冷媒の水位が第２所定水位以上あれば、この液相冷媒でインバータ一体充電器（１４０）の冷却が充分できると明確に判定することができるので、この判定をもってインバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させることで、むやみにインバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動さて、いつまでも圧縮機（１２１）を駆動させることがなくなる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明では、熱交換部（１２７）によってインバータ一体充電器（１４０）が冷却されているときに発生する結露水を受ける受け部（１９０）と、
受け部（１９０）に溜まる結露水を蒸発させる加熱手段（１９１）とが設けられたことを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、受け部（１９０）によって、冷却時に発生する結露水を受けることができるので、例えば、車両を居室内に入れて充電する際に、結露水が床に垂れることを防止することができる。また、受け部（１９０）に溜められた結露水を、加熱手段（１９１）によって蒸発させることができるので、受け部（１９０）に溜められた結露水の排水処理等の手間を省くことができる。
【００３４】
請求項１３に記載の発明では、凝縮器（１２２）に冷却用空気を送風する冷却ファン（１２２ａ）が設けられており、
制御装置（１８０）は、圧縮機（１２１）を駆動させるときに、冷却ファン（１２２ａ）を作動させることを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、凝縮器（１２２）における冷媒の冷却能力を上げることができるので、短時間で、より多くの液相冷媒を熱交換部（１２７）に供給することができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明では、インバータ一体充電器（１４０）は、圧縮機（１２１）と一体的に形成されており、
圧縮機（１２１）とインバータ一体充電器（１４０）との間には、圧縮機（１２１）の作動時の熱がインバータ一体充電器（１４０）に伝わるのを阻止する断熱部（１２１ｂ）が設けられたことを特徴としている。
【００３７】
この発明によれば、圧縮機（１２１）が駆動されているときに発生される熱が、断熱部（１２１ｂ）によって、インバータ一体充電器（１４０）に伝わるのを阻止できるので、インバータ一体充電器（１４０）の冷却における悪影響を抑制することができる。
【００３８】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における冷凍サイクルの作動状態を示すモリエル線図である。
【図４】第１実施形態におけるインバータ一体充電器の作動状態を示すタイムチャートである。
【図５】第２実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態における冷凍サイクルの作動状態を示すモリエル線図である。
【図７】第２実施形態におけるインバータ一体充電器の作動状態を示すタイムチャートである。
【図８】第３実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図９】第４実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１０】第４実施形態におけるインバータ一体充電器の作動状態を示すタイムチャートである。
【図１１】第５実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１２】第５実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図１３】第６実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１４】第６実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】第７実施形態における車両用電源装置を示す概略構成図である。
【図１６】蓄冷材の時間経過に対する温度を示すグラフである。
【図１７】第７実施形態における制御装置が行うインバータ一体充電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図１８】第８実施形態における車両電源装置の一部を示す概略図である。
【図１９】第９実施形態における車両電源装置の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００４１】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における車両用電源装置１００について図１〜図４を用いて説明する。図１は車両用電源装置１００を示す概略構成図、図２は制御装置１８０が行うインバータ一体充電器１４０の制御内容を示すフローチャート、図３は冷凍サイクル１２０の作動状態を示すモリエル線図、図４はインバータ一体充電器１４０の作動状態を示すタイムチャートである。
【００４２】
車両用電源装置１００は、走行用駆動源としての走行用モータ、および走行用モータ等に電力を供給する高電圧バッテリ１１０を備えるプラグインハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される電源装置であり、図１に示すように、冷凍サイクル１２０、モータ１３０、インバータ一体充電器１４０、温度センサ１５０、受電部１６０、コンバータ１７０、低電圧バッテリ１７１、および制御装置１８０等を備えている。車両用電源装置１００は、インバータ一体充電器１４０によって、高電圧バッテリ１１０への充電制御と、冷凍サイクル１２０における圧縮機１２１を駆動するモータ１３０の作動制御とを行うものである。
【００４３】
高電圧バッテリ１１０は、電力を蓄えると共に、蓄えた電力をモータ１３０（インバータ一体充電器１４０）、および図示しない走行用モータに電力供給する蓄電池である。高電圧バッテリ１１０は、数百ボルト（例えば２００Ｖ）の電圧を有している。
【００４４】
冷凍サイクル１２０は、車室内の空調用（冷房用）の熱サイクルであり、圧縮機１２１、凝縮器１２２、電磁膨張弁１２３、蒸発器１２４、気液分離器１２５、液面センサ１２６、および熱交換部１２７等を有している。
【００４５】
圧縮機１２１は、冷凍サイクル１２０において、蒸発器１２４から流出される気相冷媒を図示しない吸入口から吸入して、内部の圧縮機構で高温高圧に圧縮した後に、吐出口１２１ａから凝縮器１２２に吐出する流体機械である。圧縮機１２１の圧縮機構は、例えば固定スクロールと旋回スクロールとを有するスクロール型の圧縮機構が使用されている。スクロール型の圧縮機構では、旋回スクロールにモータ１３０の回転軸１３２が接続され、モータ１３０の作動によって旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回することで、２つのスクロール間に形成される空間（圧縮室）の拡大、収縮が繰り返されて、冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われるようになっている。
【００４６】
モータ１３０は、上記のように圧縮機１２１を駆動する回転電機であり、例えば３相ブラシレスＤＣモータが使用されている。モータ１３０は圧縮機１２１と一体的に形成されており、圧縮機１２１は電動圧縮機として形成されている。モータ１３０は、円筒状のハウジング１３１内に、回転軸１３２に固定されたロータ１３３と、ロータ１３３の外周側に配設されてハウジング１３１の内周面に固定されたステータ１３４とを有している。モータ１３０は、ステータ１３４に通電されることで、ロータ１３３が回転軸１３２と共に回転し、圧縮機１２１（旋回スクロール）を駆動するようになっている。
【００４７】
ハウジング１３１内の下方部位には、気液分離器１２５によって気液分離された冷媒のうち、液相冷媒を溜めることができる空間部が形成されており、この空間部が冷媒溜め部１３５となっている。冷媒溜め部１３５の底部は、ハウジング１３１の一部の壁部によって形成されている。冷媒溜め部１３５の底部を以下、底壁部１３６と呼ぶことにする。
【００４８】
冷凍サイクル１２０における凝縮器１２２は、例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部によって、圧縮機１２１から吐出される冷媒を冷却して液相冷媒にする熱交換器である。凝縮器１２２には、ファンモータによって作動される冷却ファン１２２ａが設けられており、この冷却ファン１２２ａによって送風される冷却用空気によって、上記冷媒の冷却が促進されるようになっている。冷却ファン１２２ａ（ファンモータ）は、低電圧バッテリ１７１から供給される電力によって作動されるようになっている。冷却ファン１２２ａの作動は制御装置１８０によって制御されるようになっている。
【００４９】
電磁膨張弁１２３は、凝縮器１２２から流出される液相冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧手段である。電磁膨張弁１２３は、電磁式の開閉弁であり、制御装置１８０によって弁の開度が調節されるようになっている。冷凍サイクル１２０の作動時において、電磁式膨張弁１２３の弁開度が絞られることにより、圧縮機１２１から電磁膨張弁１２３に至る間の高圧側と、電磁膨張弁１２３から蒸発器１２４に至る間の低圧側との圧力差が大きくとられ、低圧側の冷媒は低温（例えば０℃前後）となる。逆に電磁式膨張弁１２３の弁開度が大きくされることにより、高圧側と低圧側との圧力差が小さくとられるようになっている。電磁式膨張弁１２３の弁開度が最大開度（全開）に開かれる場合であると、減圧効果がなくなり高圧側と低圧側との圧力はほぼ同等になり、圧力差がほとんど生じない状態となる。
【００５０】
蒸発器１２４は、凝縮器１２２と同様に例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部において、電磁膨張弁１２３から流出される液相冷媒と送風ファン１２４ａによって送風される空調用空気との間で熱交換する熱交換器である。蒸発器１２４においては、内部を流通する低温の液相冷媒によって空調用空気が冷却されるようになっている。送風ファン１２４ａは、送風モータを備えており、送風ファン１２４ａ（送風モータ）は、低電圧バッテリ１７１から供給される電力によって作動されるようになっている。送風ファン１２４ａの作動は制御装置１８０によって制御されるようになっている。
【００５１】
蒸発器１２４の冷媒の吐出側には、冷媒の圧力を検出する圧力センサ１２４ｂと、冷媒の温度を検出する温度センサ１２４ｃとが設けられている。各センサ１２４ｂ、１２４ｃによって検出された圧力信号および温度信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。
【００５２】
気液分離器１２５は、蒸発器１２４から流出される冷媒の気液を分離する分離手段である。気液分離器１２５は、例えば上下方向に細長の容器体から形成されており、蒸発器１２４から流出される冷媒が内部空間に流入されるようになっている。気液分離器１２５の内部空間では、密度の小さい気相冷媒が上方に溜まり、密度の大きな液相冷媒が下方に溜まることで、気液分離されるようになっている。
【００５３】
気液分離器１２５の内部空間は、連通路１２５ａ、連通路１２５ｂによってモータ１３０のハウジング１３１の内部空間と連通されるようになっている。連通路１２５ａは、気液分離器１２５の上方に設けられてハウジング１３１の上方に接続されている。また、連通路１２５ｂは、気液分離器１２５の下方に設けられてハウジング１３１の下方に接続されている。よって、気液分離器１２５内の気相冷媒は、連通路１２５ａを通ってハウジング１３１内の上方に流入し、また、気液分離器１２５内の液相冷媒は、連通路１２５ｂを通ってハウジング１３１内の下方、つまり冷媒溜め部１３５に流入するようになっている。気液分離器１２５と冷媒溜め部１３５とは、連通路１２５ｂで連通されているので、気液分離器１２５内の液相冷媒の水位と、冷媒溜め部１３５内の液相冷媒の水位とは、同一となる。更に、ハウジング１３１の内部空間は、上方で圧縮機１２１の吸入口に繋がっており、ハウジング１３１の内部空間に流入した気相冷媒および液相冷媒のうち、主に気相冷媒は、吸入口から圧縮機１２１に還流されるようになっている。
【００５４】
液面センサ１２６は、気液分離器１２５内および冷媒溜め部１３５内の液相冷媒の水位を検出する水位検出手段（本発明における第２水位検出手段に対応）であり、例えば気液分離器１２５に設けられている。液面センサ１２６は、気液分離器１２５内および冷媒溜め部１３５内の液相冷媒の水位が予め定めた所定水位以上あるか否かを判定可能となっている。本実施形態の所定水位は、本発明における第２所定水位に対応するものであり、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を液相冷媒によって充分冷却することが可能な水位（冷媒量）として定めたものである。液面センサ１２６によって検出された所定水位の水位信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。
【００５５】
熱交換部１２７は、ハウジング１３１の底壁部１３６を流用して熱伝達部とし、冷媒溜め部１３５内に溜められる液相冷媒を冷却媒体として形成された熱交換手段である。冷媒溜め部１３５内の液相冷媒は、圧縮機１２１で圧縮される前の低圧状態の冷媒である。熱交換部１２７は、底壁部１３６の外側に当接するように配置されるインバータ一体充電器１４０のスイッチング素子１４１を液相冷媒によって冷却するようになっている。熱交換部１２７においては、冷却が進むと液相冷媒はスイッチング素子１４１からの受熱により蒸発していくので、スイッチング素子１４１を継続的に冷却するためには、冷媒溜め部１３５には充分な液相冷媒が溜められていることが必要となる。例えば、液面センサ１２６によって検出される水位が、上記で説明した所定水位以上あることが必要になる訳である。
【００５６】
インバータ一体充電器１４０は、商業電源２００からの交流電力（本発明における外部電力に対応）を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０に充電する（充電器として機能する）と共に、高電圧バッテリの１１０の直流電力を３相の交流電力に変換してモータ１３０に供給しモータ１３０を作動させる（インバータとして機能する）２機能一体型の変換部である。インバータ一体充電器１４０は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオフにされて車両が走行機能を停止しているときに、乗員の充電要求に基づき制御装置１８０によって制御されて上記の充電を行う。加えて、インバータ一体充電器１４０は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオンにされて車両が走行可能としているときに、乗員の空調要求に基づき制御装置１８０によって制御されてモータ１３０への電力供給を行い、圧縮機１２１を駆動するものとなっている。尚、後述するように、本車両用電源装置１００においては、上記の充電を行うときにも、インバータ一体充電器１４０によって、一時的にモータ１３０が作動されるようになっている。また、以下の説明において、便宜上、車両が走行機能を停止しているときの状態を「走行停止時」と表記し、車両が走行可能としている時の状態を「走行時」と表記する。
【００５７】
インバータ一体充電器１４０は、カバー１４３内に収容されるスイッチング素子１４１と制御回路１４２とを備えており、モータハウジング１３１の底壁部１３６の外側下方に設けられている。よって、熱交換部１２７、およびインバータ一体充電器１４０は、モータ１３０のハウジング１３１に一体的に形成されている。
【００５８】
スイッチング素子１４１は、複数（例えば６つの場合、あるいはインバータと充電器の両方の機能を持った回路を構成するため更に追加される場合もある）のスイッチ部を有しており、そのオン−オフの切替え作動によって、高電圧バッテリ１１０から印加される直流電力を３相の交流電力に変換してモータ１３０へ駆動電力として供給するものである。スッチング素子１４１は、電力ロスによって発熱するため、冷却を必要とする冷却必要部位となっており、絶縁板１４１ａの一方の面に接合されている。絶縁板１４１ａの他方の面は、放熱板１４１ｂの一方の面に接合されている。そして、放熱板１４１ｂの他方の面は、モータハウジング１３１の底壁部１３６（熱交換部１２７）に当接するように、固定されている。よって、スイッチング素子１４１から発生する熱は、絶縁板１４１ａ、および放熱板１４１ｂを介して底壁部１３６に効率良く伝わるようになっている。
【００５９】
また、制御回路１４２は、上記のスイッチング素子１４１の切替え作動を制御するものであり、制御装置１８０によってその作動が制御されるようになっている。制御回路１４２および制御装置１８０は、車両の走行停止時でも高電圧バッテリ１１０への充電のために作動状態となり、上記のスイッチング素子１４１の切替え作動を制御するようになっている。
【００６０】
温度センサ１５０は、スイッチング素子１４１の温度を検出する温度検出手段であり、この温度センサ１５０によって検出された温度信号は制御装置１８０に出力されるようになっている。
【００６１】
受電部１６０は、商業電源２００からの電力を受ける受電手段であり、例えば、一端側に商業電源２００のコンセントに接続可能なプラグや、商業電源２００に接続可能なコネクタ等を備える電力線として形成されている。電力線の他端側は、インバータ一体充電器１４０に接続されている。
【００６２】
コンバータ１７０は、高電圧バッテリ１１０の電圧を調整する電圧変換部であり、高電圧バッテリ１１０の数百ボルトの電圧を十数ボルト（例えば１４Ｖ）に降圧して、低電圧バッテリ１７１に供給するようになっている。コンバータ１７０の作動は、制御装置１８０によって制御されるようになっている。低電圧バッテリ１７１の電力は、上記冷却ファン１２２ａ、および送風ファン１２４ａを始め、車両に搭載されるヘッドライト、ワイパー等の各種補機部品へ供給されるようになっている。
【００６３】
制御装置１８０は、車両用電源装置１００における制御手段である。制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の作動を制御することで、冷凍サイクル１２０による空調制御、および高電圧バッテリ１１０への充電制御を行うようになっている。制御装置１８０による制御内容の詳細については後述する。
【００６４】
次に、上記構成に基づく車両用電源装置１００の作動について、図２〜図４を加えて説明する。
【００６５】
１．冷凍サイクルの制御
車両走行時においては、乗員の空調要求に基づき、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動制御することによって高電圧バッテリ１１０の電力をモータ１３０に供給し、モータ１３０を作動させて、圧縮機１２１を駆動させる。また、制御装置１８０は、送風ファン１２４ａを作動させると共に、蒸発器１２４出口側における圧力センサ１２４ｂからの圧力信号、および温度センサ１２４ｃからの温度信号に応じて、電磁膨張弁１２３の弁開度を調節し、また冷却ファン１２２ａを作動させる。
【００６６】
上記により冷凍サイクル１２０が作動され、圧縮機１２１から吐出される冷媒は凝縮器１２２で冷却され、電磁膨張弁１２３で低温低圧に減圧され、蒸発器１２４では、低温低圧の冷媒によって送風ファン１２４ａによって送風される空調用空気が冷却される。このとき、空調用空気の温度が乗員の要求する要求温度となるように、圧縮機１２１の作動回転数、あるいは蒸発器１２４の出口側における冷媒圧力および冷媒温度に基づく電磁膨張弁１２３の弁開度が制御される。そして、蒸発器１２４から流出される冷媒は、気液分離器１２５で気液分離されて、分離された冷媒のうち気相冷媒は、モータ１３０のハウジング１３１内の主に上方を流れ、圧縮機１２１に吸入される。また、気液分離器１２５で分離された冷媒のうち液相冷媒は、ハウジング１３１内の下方の冷媒溜め部１３５に溜められる形となる。
【００６７】
インバータとして制御されるインバータ一体充電器１４０においては、作動されることによって特にスイッチング素子１４１が発熱していくことになるが、スイッチング素子１４１は、冷媒溜め部１３５に溜められる液相冷媒によって冷却されることになる。
【００６８】
２．高電圧バッテリへの充電制御
車両走行停止時においては、乗員によって受電部１６０が商業電源２００に接続されて、乗員からの充電要求があると、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０によって高電圧バッテリ１１０への充電を行う。
【００６９】
図２に示すように、制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で、充電条件が満足されているか否かを判定する。制御装置１８０は、充電条件について、例えば受電部１６０が商業電源２００に接続されていること、高電圧バッテリ１１０は満充電状態ではないこと等によって充電条件が満足されていることを判定する。
【００７０】
ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、制御装置１８０は、スッテップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。即ち、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動制御することで、商業電源２００の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０への充電を行う。このとき、インバータ一体充電器１４０を作動させることによって、上記の冷凍サイクルの制御時と同様に、特にスイッチング素子１４１が発熱していくことになる。スイッチング素子１４１は、上記のように車両走行時に冷凍サイクル１２０が作動されることで熱交換部１２７の冷媒溜め部１３５に溜められた液相冷媒によって、冷却されることになる。しかし、スイッチング素子１４１の発熱が続いていくと液相冷媒はスイッチング素子１４１の熱によって蒸発していく。全ての液相冷媒が蒸発してしまうと、冷却ができなくなり、スイッチング素子１４１の温度上昇が顕著になっていく。
【００７１】
よって、制御装置１８０は、ステップＳ１０３で、温度センサ１５０から得られる温度信号（スイッチング素子１４１の温度）が予め定めた所定温度（例えば１２０℃）を超えているか否かを判定する。ステップＳ１０３は、本発明における判定手段に対応する。ここで所定温度とは、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を使用するにあたって、ある程度の温度上昇があっても、インバータ一体充電器１４０における基本的な機能、品質が維持できるようにするための使用上の上限温度である。ステップＳ１０３で否と判定すれば、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０２の充電動作を継続する。
【００７２】
しかし、ステップＳ１０３で肯定判定すると、制御装置１８０は、ステップＳ１０４で、インバータ一体充電器１４０の作動を停止し、一旦、充電動作を停止する。つまり、スイッチング素子１４１の温度が所定温度を超える場合では、スイッチング素子１４１が所定温度以下となるように冷却する必要があると判定でき、以下のステップＳ１０５、ステップＳ１０６で、スイッチング素子１４１の冷却のために、熱交換部１２７の冷媒溜め部１３５における液相冷媒が充分に溜められている状態にするための制御を行っていく。
【００７３】
即ち、ステップＳ１０５で、制御装置１８０は、電磁膨張弁１２３の弁開度を全開状態にし、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、冷却ファン１２２ａを作動させる。
【００７４】
すると、図３に示すように、冷凍サイクル１２０においては、電磁膨張弁１２３が全開状態にあるため、高圧側と低圧側との圧力差はほとんど得られず、圧縮機１２１によって冷凍サイクル１２０内を冷媒が単純に循環する形となる。圧縮機１２１から吐出される冷媒は、凝縮器１２２において冷却ファン１２２ａによって送風される冷却用空気によって冷却用空気の温度（外気温度）近傍まで冷却され、凝縮されて液相冷媒となる。そして、この液相冷媒は、電磁膨張弁１２３、および蒸発器１２４を通り、気液分離器１２５に至る。ここでは、送風ファン１２４ａは、作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、気液分離器１２５に流入する。そして、気液分離器１２５で分離された液相冷媒は、冷媒溜め部１３５に溜められていくことになる。
【００７５】
そして、ステップＳ１０６で、制御装置１８０は、液面センサ１２６から得られる冷媒溜め部１３５における液相冷媒の水位が所定水位以上あるか否かを判定する。ステップＳ１０６で肯定判定すると、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を冷却するための液相冷媒が冷媒溜め部１３５に充分にあると判定して、ステップＳ１０７で、インバータ一体充電器１４０を停止させて、モータ１３０、即ち圧縮機１２１を停止させると共に、冷却ファン１２２ａを停止させる。
【００７６】
そして、再びステップＳ１０１以降に戻り、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることにより高電圧バッテリ１１０への充電を行っていく。このとき、スイッチング素子１４１は、冷媒溜め部１３５に溜められた液相冷媒によって再び冷却されることになる。
【００７７】
一方、上記充電により高電圧バッテリ１１０がフル充電され、また、受電部１６０が商業電源から外され、ステップＳ１０１における充電条件を満足しないと判定すると、制御装置１８０は、ステップＳ１０８で充電を停止し、ステップＳ１０９で本制御を終了する。
【００７８】
上記制御に伴う、インバータ一体充電器１４０の作動状態について図４を用いて補足説明する。インバータ一体充電器１４０は、高電圧バッテリ１１０への充電のために充電器として機能するように作動されているときは、モータ１３０、即ち圧縮機１２１は停止状態にある。そして、充電中におけるインバータ一体充電器１４０のスイッチング素子１４１の温度が所定温度を超えると、インバータ一体充電器１４０は、インバータとして機能するように作動される。つまり、充電器としては停止され、モータ１３０、即ち圧縮機１２１が作動されて、冷媒溜め部１３５へ液相冷媒が溜められる。圧縮機１２１が作動される間の時間は、例えばＴａ１である。そして、液相冷媒の水位が所定水位以上となれば、インバータ一体充電器１４０は、再び充電器として機能するように作動され、高電圧バッテリ１１０への充電が再開される。充電器として作動される間の時間は、例えばＴｂ１である。充電中は、モータ１３０、即ち圧縮機１２１は停止状態となる。このように、インバータ一体充電器１４０においては、以上の作動が繰り返される。
【００７９】
上記制御における机上での熱収支の試算によると、４０℃の液相冷媒を冷媒溜め部１３５に２００ｃｃ溜める仕様として充電時のスイッチング素子１４１の発熱量を２００Ｗとし、その熱量がすべて冷媒の気化に使われたとした場合、Ｔｂ１＝約３分間の冷却を維持できる。また２００ｃｃの液相冷媒を溜めるのに要する時間は、Ｔａ１＝５〜１０秒程度となる。実際には、圧縮機の立ち上がり時間の影響や外気温、発熱量などの条件の違いによりこの時間通りにならない場合もある。
【００８０】
以上のように、本第１実施形態では、車両の走行停止時に、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることで、高電圧バッテリ１１０への充電が可能となる。このとき、インバータ一体充電器１４０のスイッチング素子１４１は、冷凍サイクル１２０内の液相冷媒を用いた熱交換部１２７によって冷却されることになる。しかし、この冷却が進行していくと、液相冷媒はスイッチング素子１４１からの受熱によって蒸発して気相冷媒となっていくため、上記の冷却が賄えなくなり、スイッチング素子１４１の温度は上昇していく。よって、スイッチング素子１４１の温度が所定温度を超えると、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させて、モータ１３０の作動を制御して圧縮機１２１を駆動させるようにしているので、蒸発した気相冷媒は、冷凍サイクル１２０内を循環して、凝縮器１２２にて凝縮されて、再び液相冷媒として、熱交換部１２７へ還流されることになる。よって、この液相冷媒を用いることで、充電時におけるスイッチング素子１４１の冷却を継続することが可能となる。
【００８１】
また、圧縮機１２１を駆動させるときに、電磁膨張弁１２３の弁開度を全開にして冷凍サイクル１２０の高圧側圧力と低圧側圧力とが同等となるようにしている。
【００８２】
通常、インバータ一体充電器１４０の作動時の温度は、冷凍サイクル１２０が非作動時の冷媒温度（外気温度相当）よりも高くなるので、熱交換部１２７で使用される液相冷媒としては、冷凍サイクル１２０が作動されるときに低圧側で低温となる冷媒を用いなくても、外気温度相当の冷媒にてスイッチング素子１４１の冷却に使用することができる。
【００８３】
よって、スイッチング素子１４１を冷却する際には、電磁膨張弁１２３の弁開度を全開にして、冷凍サイクル１２０の高圧側の圧力と、低圧側の圧力とが同等となるようにしても、その条件下での液相冷媒を用いてスイッチング素子１４１の冷却が可能である。したがって、高圧側と低圧側の圧力差を設けないように圧縮機１２１を駆動させるので、圧縮機１２１の動力を極力抑えることが可能となる。また、圧縮機１２１の動力が抑えられる分、圧縮機１２１の騒音も低減することができる。
【００８４】
また、圧縮機１２１を駆動させた後に、冷媒溜め部１３５における液相冷媒の水位が所定水位以上となると、圧縮機１２１の駆動を停止させて、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させて、高電圧バッテリ１１０への充電を再開させるようにしている。
【００８５】
これにより、冷媒溜め部１３５に溜まる液相冷媒の水位が所定水位以上あれば、この液相冷媒でインバータ一体充電器１４０の冷却が充分できると明確に判定することができるので、この判定をもってインバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることで、むやみにインバータ一体充電器１４０をインバータとして作動さて、いつまでも圧縮機１２１を駆動させることがなくなる。
【００８６】
また、圧縮機１２１を駆動させるときに、凝縮器１２２の冷却ファン１２２ａを作動させるようにしているので、凝縮器１２２における冷媒の冷却能力を上げることができ、短時間で、より多くの液相冷媒を熱交換部１２７に供給することができる。
【００８７】
また、熱交換部１２７、およびインバータ一体充電器１４０は、モータ１３０のハウジング１３１に一体的に形成されるようにしているので、熱交換部１２７、モータ１３０、およびインバータ一体充電器１４０をコンパクトにすることができる。更に、モータ１３０とインバータ一体充電器１４０を一体的に形成することで、両者を接続する配線を短くすることができる。
【００８８】
（第２実施形態）
第２実施形態の車両用電源装置１００について、図５〜図７を用いて説明する。第２実施形態は、上記第１実施形態の車両用電源装置１００と構成を同一として、充電時の制御内容を変更したものである。図５の制御フローチャートでは、図２に対してステップＳ１０５をステップＳ２０５に変更している。
【００８９】
図５に示すように、制御装置１８０は、高電圧バッテリ１１０の充電の際に、スイッチング素子１４１の温度が所定温度を超えて、充電を停止した後に（ステップＳ１００〜ステップＳ１０４）、ステップＳ２０５で、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、電磁膨張弁１２３の弁開度を調節し、冷却ファン１２２ａを作動させる。制御装置１８０は、電磁膨張弁１２３の弁開度調節により、図６に示すように、冷凍サイクル１２０の高圧側と低圧側との間に圧力差を発生させるようにする。つまり、凝縮器１２２から流出される液相冷媒は、電磁膨張弁１２３によって減圧膨張されて、低温低圧（例えば０℃前後）となって蒸発器１２４に流入するようにする。送風ファン１２４ａは作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、気液分離器１２５に流入する。そして、この低温の液相冷媒が冷媒溜め部１３５に溜められるようにする。
【００９０】
これにより、熱交換部１２７は、冷凍サイクル１２０作動時の低圧側において低温となる液相冷媒を用いてスイッチング素子１４１を冷却することができるので、上記第１実施形態に対して、冷却効果を高めることができる。つまり低温の液相冷媒を用いることで、より多くの潜熱を蓄えることができ、また蒸発した後も所定温度に達するまでの顕熱が期待でき蓄冷量を多くすることができる。よって、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように頻繁に使用せざるを得ないという状況をなくして、充電器として機能するように使用することのできる時間を延ばすことができ、ひいては、短時間での充電が可能となる。
【００９１】
上記制御における机上での熱収支の試算によると、０℃の液相冷媒を第１実施形態と同様に冷媒溜め部１３５に２００ｃｃ溜める仕様として充電時のスイッチング素子１４１の発熱量を２００Ｗとし、その熱量がすべて冷媒の気化に使われたとした場合、図７に示すように、Ｔｂ２＝約６分間の冷却を維持できる。また２００ｃｃの液相冷媒を溜めるのに要する時間は、冷凍サイクル１２０の冷凍能力を例えば２．５ｋＷとしたとき、Ｔａ２＝約３０秒程度となる。実際には圧縮機の立ち上がり時間の影響や外気温、発熱量などの条件の違いにより、この時間とならない場合もある。
【００９２】
（第３実施形態）
第３実施形態の車両用電源装置１００Ａを図８に示す。第３実施形態の車両用電源装置１００Ａは、上記第１実施形態の車両用電源装置１００に対して、受け皿１９０および加熱部１９１を追加したものである。
【００９３】
受け皿１９０は、上側が開口された浅い皿部材であり、インバータ一体充電器１４０の下方に配設されて、例えばモータ１３０のハウジング１３１に固定されている。受け皿１９０は、スイッチング素子１４１が熱交換部１２７によって冷却される際に、空気中の水蒸気の結露によって生成される結露水を受けて、溜めるものである。
【００９４】
加熱部１９１は、受け皿１９０に溜められる結露水を加熱して蒸発させる加熱手段であり、例えば圧縮機１２１の吐出側と凝縮器１２２の冷媒流入側とを接続する高圧側冷媒配管の一部によって形成されている。上記高圧側冷媒配管の一部は、受け皿１９０内に配設されている。
【００９５】
車両走行停止時において、高電圧バッテリ１１０への充電が実施されると、スイッチング素子１４１の温度上昇と共に、スイッチング素子１４１は、冷媒溜め部１３５の液相冷媒によって冷却されるが、このときの冷却によって、インバータ一体充電器１４０の外部には、空気中の水蒸気が結露して結露水が生成される場合がある。車両を例えば居室内に入れて充電する場合では、この結露水が床に垂れてしまうことが懸念される。
【００９６】
本第３実施形態では、受け皿１９０によって、冷却時に発生する結露水を受けることができるので、上記のように車両を居室内に入れて充電する際に、結露水が床に垂れることを防止することができる。また、車両走行停止時の充電中、あるいは車両走行時において、冷凍サイクル１２０が作動されたときに、加熱部１９１を形成する冷媒配管には、圧縮機１２１から吐出される高温高圧の冷媒が流通する。このとき、受け部１９０に溜められた結露水を、加熱部１９１によって蒸発させることができるので、受け部１９０に溜められた結露水の排水処理等の手間を省くことができる。
【００９７】
尚、受け皿１９０には、結露水がこぼれるのを防止するためにスポンジ等の吸水部材を配設するようにしても良い。また、加熱部１９１は上記高圧側冷媒配管に代えて、電気ヒータ等を用いた加熱手段としても良い。
【００９８】
（第４実施形態）
第２実施形態の車両用電源装置１００Ｂについて、図９、図１０を用いて説明する。第４実施形態は、上記第１、第２実施形態の車両用電源装置１００に対して、インバータ一体充電器１４０の設定位置を変更したものである。
【００９９】
図９に示すように、インバータ一体充電器１４０は、冷媒溜め部としての気液分離器１２５の底壁部に一体的に設けられている。つまり、インバータ一体充電器１４０内のスイッチング素子１４１は、絶縁板１４１ａおよび放熱板１４１ｂを介して気液分離器１２５の底壁部に固定されている。よって、スイッチング素子１４１は、気液分離器１２５内に溜められた液相冷媒によって、冷却されるようになっている。このように本実施形態では、気液分離器１２５が、インバータ一体充電器１４０の必要冷却部位を冷却する熱交換部となっている。尚、本実施形態では、第１、第２実施形態で説明したモータ１３０内の冷媒溜め部１３５は、廃止されており、よって、気液分離器１２５内と冷媒溜め部１３５とを連通させる連通路１２５ｂも廃止されている。
【０１００】
制御装置１８０による高電圧バッテリ１１０への充電制御の要領は、上記第２実施形態（図５のフローチャート）と同じであり、充電時におけるスイッチング素子１４１の冷却を可能としている。
【０１０１】
本実施形態では、インバータ一体充電器１４０は、気液分離器１２５と一体的に形成されるようにしているので、気液分離機１２５によって、直接的にインバータ一体充電器１４０を冷却することができ、効果的な冷却が可能となる。
【０１０２】
上記制御における机上での試算によると、例えば、気液分離器１２５の容量を２００ｃｃとすると、０℃の液相冷媒２００ｃｃが３５℃の気相冷媒になるまでに吸熱する熱量は約３０ｋＪである。スイッチング素子１４１の発熱量を１００Ｗとすると、図１０に示すように、Ｔｂ３＝約５分間の冷却を維持できる。一方、液相冷媒を溜めるのに必要な時間は、冷凍サイクル１２０の能力を２．５ｋＷとすると、Ｔａ３＝１２秒程度となる。実際には、冷凍サイクル１２０が安定するのに多少の時間を有したり、システムよって冷凍サイクル１２０の能力、気液分離器１２５の容量、およびインバータ一体充電器１４０としての発熱量などが異なるので、必ずしもこの数字どおりにはならないが、時間比率など成立可能であることが分かる。
【０１０３】
（第５実施形態）
第５実施形態の車両用電源装置１００Ｃについて、図１１、図１２を用いて説明する。第５実施形態は、上記第４実施形態の車両用電源装置１００Ｂに対して、モータ１３０のハウジング１３１内の下方部位に設けられた冷媒溜め部１３５と、気液分離器１２５の液相冷媒の水位を検出する２つの液面センサ１２６ａ、１２６ｂと、気液分離器１２５の下方とハウジング１３１内の冷媒溜め部１３５とを連通させる連通路１２５ｂと、連通路１２５ｂにおいて液相冷媒を圧送する液冷媒ポンプ１２５ｃと、を追加すると共に、インバータ一体充電器１４０の設定位置をハウジング１３１の底部（底壁部１３６）に変更したものである。尚、上記冷媒溜め部１３５、連通路１２５ｂ、およびインバータ一体充電器１４０の設定位置は、実質的に上記第１、第２実施形態と同一である。
【０１０４】
本実勢形態では、冷媒溜め部としての気液分離器１２５がインバータ一体充電器１４０を冷却する基本的な熱交換部となっている。しかしながら、インバータ一体充電器１４０は、ハウジング１３１の底部に設けられており、気液分離器１２５から離れて配置されている。よって、連通路１２５ｂは、気液分離器１２５からインバータ一体充電器１４０の表面（放熱板１４１ｂ）に向けて延設されると共に、気液分離器１２５内の液相冷媒が流通する通路となっており、本発明における配管に対応している。気液分離器１２５から連通路１２５ｂを流通する液相冷媒は、冷媒溜め部１３５に至るようになっている。
【０１０５】
図１１に示すように、液面センサ１２６ａは、気液分離器１２５内の液相冷媒の第１所定水位を検出する第１の水位検出手段である。第１所定水位とは、気液分離器１２５内の液相冷媒量が少ない状態にあり、冷媒溜め部１３５への冷媒供給が充分に行えず、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を液相冷媒によって冷却することが不能となる下限の水位（冷媒量）として定めたものである。液面センサ１２６ａによって検出された第１所定水位の水位信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。
【０１０６】
また、液面センサ１２６ｂは、気液分離器１２５内の液相冷媒の第２所定水位を検出する第２の水位検出手段である。第２所定水位とは、気液分離器１２５内の液相冷媒量が充分にあり、冷媒溜め部１３５への冷媒供給が可能であって、インバータ一体充電器１４０（スイッチング素子１４１）を液相冷媒によって冷却することが可能となる上限の水位（冷媒量）として定めたものである。液面センサ１２６ｂによって検出された第２所定水位の水位信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。第１所定水位と第２所定水位との関係は、第１所定水位＜第２所定水位である。
【０１０７】
液冷媒ポンプ１２５ｃは、連通路１２５ｂに設けられた冷媒圧送手段であり、気液分離器１２５内の液相冷媒を冷媒溜め部１３５に圧送するようになっている。液冷媒ポンプ１２５ｃは、制御装置１８０によって作動回転数が制御され、液相冷媒の圧送量（流量）が調整されるようになっている。
【０１０８】
次に、本実施形態の作動について説明する。図１２は、本実施形態において制御装置１８０が行う充電制御の内容を示すフローチャートである。図１２のフローチャート中のステップＳ１００、Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ２０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９は、上記第２実施形態で説明した図５のフローチャート中のステップＳ１００、Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ２０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９と同一である。
【０１０９】
制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で、充電条件が満足されているか否かを判定する。ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、制御装置１８０は、スッテップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。即ち、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動制御することで、商業電源２００の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０への充電を行う。
【０１１０】
そして、ステップＳ３０１で、制御装置１８０は、液冷媒ポンプ１２５ｃを作動させる。続いて、ステップＳ３０２で、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出する。つまり、インバータ一体充電器１４０の出力に伴い、スイッチング素子１４１の温度が上昇していくため、制御装置１８０は、スイッチング素子１４１を冷却するために必要とされる冷媒流量を、予め定めた相関マップ等を用いて算出するのである。そして、ステップＳ３０３で、制御装置１８０は、算出された必要冷媒流量となるように、液冷媒ポンプ１２５ｃの作動回転数（圧送量）を制御する。
【０１１１】
次に、ステップＳ３０４で、制御装置１８０は、気液分離器１２５における液相冷媒の水位が第１所定水位（下限水位）以下か否かを、液面センサ１２６ａによって得られる信号から判定する。ステップＳ３０４で肯定判定すると、制御装置１８０は、気液分離器１２５内の液相冷媒がなくなり（少量となり）、インバータ一体充電器１４０を冷却するための液相冷媒を、冷媒溜め部１３５に充分に供給することができないと判定して、ステップＳ３０５で、インバータ一体充電器１４０を停止させる（充電を停止させる）と共に、液冷媒ポンプ１２５ｃを停止させる。ステップＳ３０４は、本発明のインバータ一体充電器１４０の冷却要否を判定する判定手段に対応する。
【０１１２】
そして、ステップＳ２０５で、制御装置１８０は、気液分離器１２５内に液相冷媒を溜めるために、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、電磁膨張弁１２３の弁開度を調節し、冷却ファン１２２ａを作動させる。すると、凝縮器１２２から流出される液相冷媒は、電磁膨張弁１２３によって減圧膨張されて、低温低圧（例えば０℃前後）となって蒸発器１２４に流入される。送風ファン１２４ａは作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、気液分離器１２５に流入し、溜められていく。
【０１１３】
上記のように液相冷媒が気液分離器１２５内に溜められていく中で、ステップＳ３０６で、制御装置１８０は、気液分離機１２５における液相冷媒の水位が第２所定水位（上限水位）以上か否かを、液面センサ１２６ｂによって得られる信号から判定する。ステップＳ３０６で肯定判定すると、気液分離器１２５内に充分に液相冷媒が溜められたものとして、ステップＳ１０７で、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を停止させて、モータ１３０、即ち圧縮機１２１を停止させると共に、冷却ファン１２２ａを停止させる。
【０１１４】
そして、再びステップＳ１０１以降に戻り、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることにより高電圧バッテリ１１０への充電を行っていく。このとき、スイッチング素子１４１は、気液分離器１２５から液冷媒ポンプ１２５ｃによって冷媒溜め部１３５に溜められた液相冷媒によって再び冷却されることになる。
【０１１５】
本実施形態では、液冷媒ポンプ１２５ｃによって連通路１２５ｂを流通する液相冷媒によってインバータ一体充電器１４０を冷却することができる。よって、気液分離器（冷媒溜め部）１２５とインバータ一体充電器１４０とを一体的に形成できないといった配置の制約がある場合でも、インバータ一体充電器１４０を冷却することができる。
【０１１６】
また、インバータ一体充電器１４０の出力に応じて、連通路１２５ｂを流通する液相冷媒の流量を調整するようにしているので、過度に液相冷媒を使用することがなくなり、圧縮機１２１の駆動時間を最低限度に抑えることができる。
【０１１７】
また、気液分離器（冷媒溜め部）１２５内に溜められた液相冷媒によってインバータ一体充電器１４０を冷却する場合であると、液相冷媒はスイッチング素子１４１からの受熱によって蒸発して気相冷媒となっていくので、液相冷媒が減少していき、冷却が賄えなくなっていく。よって、液面センサ１２６ａ、１２６ｂによって気液分離器（冷媒溜め部）１２５内の液相冷媒の水位を検出することで、スイッチング素子１４１の冷却の必要性を明確に判定することができる。
【０１１８】
尚、上記制御のステップＳ３０２では、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出するようにしたが、これに代えて、スイッチング素子１４１の発熱量に応じて必要冷媒流量を算出するようにしても良い。
【０１１９】
（第６実施形態）
第６実施形態の車両用電源装置１００Ｄについて、図１３、図１４を用いて説明する。第６実施形態は、上記第５実施形態の車両用電源装置１００Ｃに対して、液冷媒ポンプ１２５ｃを液冷媒バルブ１２５ｄに変更したものである。
【０１２０】
液冷媒バルブ１２５ｄは、連通路１２５ｂに設けられた冷媒流量調整手段であり、弁開度を変更することによって、気液分離器１２５内からハウジング１３１内の冷媒溜め部１３５に流入する液相冷媒の流量を調整するようになっている。液冷媒バルブ１２５ｄの弁開度は、制御装置１８０によって制御されるようになっている。
【０１２１】
次に、本実施形態の作動について説明する。図１４は、本実施形態において制御装置１８０が行う充電制御の内容を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、第５実施形態で説明した図１２のフローチャートに対して、ステップＳ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０５をそれぞれ、ステップＳ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０５に変更したものである。
【０１２２】
制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で、充電条件が満足されているか否かを判定する。ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、制御装置１８０は、スッテップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。即ち、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動制御することで、商業電源２００の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ１１０への充電を行う。
【０１２３】
そして、ステップＳ４０１で、制御装置１８０は、液冷媒バルブ１２５ｄを開く。続いて、ステップＳ３０２で、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出する。つまり、インバータ一体充電器１４０の出力に伴い、スイッチング素子１４１の温度が上昇していくため、制御装置１８０は、スイッチング素子１４１を冷却するために必要とされる冷媒流量を、予め定めた相関マップ等を用いて算出するのである。そして、ステップＳ４０３で、制御装置１８０は、算出された必要冷媒流量となるように、液冷媒バルブ１２５ｄの弁開度を制御する。
【０１２４】
次に、ステップＳ３０４で、制御装置１８０は、気液分離機１２５における液相冷媒の水位が第１所定水位（下限水位）以下か否かを、液面センサ１２６ａによって得られる信号から判定する。ステップＳ３０４で肯定判定すると、制御装置１８０は、気液分離器１２５内の液相冷媒がなくなり（少量となり）、インバータ一体充電器１４０を冷却するための液相冷媒を、冷媒溜め部１３５に充分に供給することができないと判定して、ステップＳ４０５で、インバータ一体充電器１４０を停止させる（充電を停止させる）と共に、液冷媒バルブ１２５ｄを閉じる。ステップＳ３０４は、本発明のインバータ一体充電器１４０の冷却要否を判定する判定手段に対応する。
【０１２５】
そして、以下のステップＳ２０５、Ｓ３０６、およびＳ１０７では、制御装置１８０は、上記第５実施形態と同様の制御を実施する。
【０１２６】
本実施形態では、上記第５実施形態の液冷媒ポンプ１２５ｃを液冷媒バルブ１２５ｄに変更したものであって、上記第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
尚、上記制御のステップＳ３０２では、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の出力に対応する必要冷媒流量を算出するようにしたが、上記第５実施形態と同様に、スイッチング素子１４１の発熱量に応じて必要冷媒流量を算出するようにしても良い。
【０１２８】
（第７実施形態）
第７実施形態の車両用電源装置１００Ｅについて、図１５〜図１７を用いて説明する。第７実施形態は、上記第１、第２実施形態の車両用電源装置１００に対して、インバータ一体充電器１４０を冷却する熱交換部を蓄冷部１２８に変更すると共に、インバータ一体充電器１４０の設定位置を変更したものである。
【０１２９】
尚、本実施形態では、第１、第２実施形態で説明した気液分離器１２５、連通路１２５ａ、１２５ｂ、液面センサ１２６、冷媒溜め部１３５は、廃止されている。また、凝縮器１２２と電磁膨張弁１２３との間には、凝縮器１２２から流出される冷媒の気液を分離して、液相冷媒を溜めると共に、液相冷媒を電磁膨張弁１２３に流出させるレシーバ１２２ｂが設けられている。
【０１３０】
図１５に示すように、蓄冷部１２８は、例えば円筒状の蓄冷材タンク１２８ａ内に、冷媒配管１２８ｂ、伝熱フィン１２８ｃ、および蓄冷材１２８ｄが収容されて形成されている。
【０１３１】
冷媒配管１２８ｂは、蒸発器１２４の流出側と圧縮機１２１の吸入側とを接続する配管であり、蓄冷材タンク１２８ａ内で例えば上下方向に蛇行するように配設されている。伝熱フィン１２８ｃは、例えば薄肉の板状のフィンであり、冷媒配管１２８ｂの表面と接触するように、冷媒配管１２８ｂの長手方向（上下方向）に複数積層されている。
【０１３２】
蓄冷材１２８ｄは、冷凍サイクル１２０の作動時に、冷媒配管１２８ｂ内を流通する低温の冷媒によって冷却されることで蓄冷されるものであり、例えばパラフィン、あるいは水等が使用されている。蓄冷材１２８ｄは、冷媒によって冷却されることで、液相から固相に変化して冷熱を蓄え、相変化に伴う潜熱が利用できるものとなっている。つまり、蓄冷材１２８ｄは、図１６に示すように、冷媒によって冷却されることで、液相時の温度低下に伴う顕熱と、液相から固相への相変化に伴う潜熱と、固相時の温度低下に伴う顕熱とを蓄えることができる。蓄冷材１２８ｄは、蓄冷材タンク１２８ａ内に所定量となるように充填されている。蓄冷材１２８ｄは、冷媒配管１２８ｂ、および伝熱フィン１２８ｃの表面と接触している。
【０１３３】
蓄冷材タンク１２８ａ内には、蓄冷材１２８ｄの温度を検出する温度センサ１５０ａが設けられている。温度センサ１５０ａによって検出される温度信号は、制御装置１８０に出力されるようになっている。尚、温度センサ１５０ａは、例えば、蓄冷材１２８ｄを加熱し、蓄冷材１２８ｄが固相状態から液相状態に変化する際に、最後に液相状態となる部位に設けられるようにすると良い。
【０１３４】
そして、インバータ一体充電器１４０は、蓄冷部１２８の底部に一体的に設けられている。つまり、インバータ一体充電器１４０内のスイッチング素子１４１は、絶縁板１４１ａおよび放熱板１４１ｂを介して蓄冷材タンク１２８ａの底壁部に固定されている。よって、スイッチング素子１４１は、蓄冷材タンク１２８ａ内に充填された蓄冷材１２８ｄによって、冷却されるようになっている。
【０１３５】
次に、本実施形態の作動について説明する。図１７は、本実施形態において制御装置１８０が行う充電制御の内容を示すフローチャートである。図１７のフローチャートは、上記第２実施形態で説明した図５のフローチャート中のステップＳ１０６をステップＳ５０６に変更したものである。
【０１３６】
制御装置１８０は、ステップＳ１００で充電の制御を開始し、ステップＳ１０１で充電条件が満足されていると判定すると、ステップＳ１０２で、インバータ一体充電器１４０による充電動作を行う。このとき、インバータ一体充電器１４０を作動させることによって、特にスイッチング素子１４１が発熱していくことになる。スイッチング素子１４１は、車両走行時において冷凍サイクル１２０の作動によって蓄冷された蓄冷材１２８ｄによって、冷却されることになる。しかし、スイッチング素子１４１の発熱が続いていくと蓄冷材１２８ｄは、スイッチング素子１４１の熱によって温度上昇していく。蓄冷材１２８ｄの温度が上昇していくと、スイッチング素子１４１の冷却が充分にできなくなり、スイッチング素子１４１の温度上昇が顕著になっていく。
【０１３７】
よって、制御装置１８０は、ステップＳ１０３で、温度センサ１５０から得られる温度信号（スイッチング素子１４１の温度）が予め定めた所定温度（例えば１２０℃）を超えていると判定すると、インバータ一体充電器１４０の冷却が必要として、ステップＳ１０４で、インバータ一体充電器１４０の作動を停止し、一旦、充電動作を停止する。そして、ステップＳ２０５で、制御装置１８０は、電磁膨張弁１２３の弁開度を制御すると共に、インバータ一体充電器１４０をインバータとして機能するように作動させてモータ１３０によって圧縮機１２１を駆動させ、冷却ファン１２２ａを作動させる。
【０１３８】
すると、圧縮機１２１によって冷媒が冷凍サイクル１２０内を循環する。圧縮機１２１から吐出される冷媒は、凝縮器１２２において冷却ファン１２２ａによって送風される冷却用空気によって冷却され、レシーバ１２２ｂに流出される。レシーバ１２２ｂ内に流出された冷媒は、内部で気液分離されて、主に液相冷媒が電磁膨張弁１２３に流出される。電磁膨張弁１２３では、液相冷媒が低温低圧に減圧されて、蒸発器１２４を通り、蓄冷部１２８に至る。ここでは、送風ファン１２４ａは、作動させていないので、蒸発器１２４においては、液相冷媒は気化されること無く、蓄冷部１２８に流入する。
【０１３９】
蓄冷部１２８においては、低温の冷媒が、冷媒配管１２８ｂを流通する間に、冷媒の冷熱が伝熱フィン１２８ｃを介して蓄冷材１２８ｄに伝えられ、蓄冷材１２８ｄが蓄冷されていく。蓄冷材１２８ｄは、図１６に示すように、時間と共に温度低下され、蓄冷材１２８ｄの温度が凝固点（潜熱を蓄えるときの温度）を下回ると完全に液相から固相に変化（凍り）していく。そして、冷媒配管１２８ｂを流通した冷媒は、再び圧縮機１２１に吸入される。
【０１４０】
そして、ステップＳ５０６で、制御装置１８０は、温度センサ１５０ａから得られる蓄冷材１２８ｄの温度が所定条件か否かを判定する。ここでは、蓄冷材１２８ｄの温度が、所定温度以下にあるか否かを判定する。ここで、蓄冷材１２８ｄに対する所定温度とは、蓄冷材１２８ｄの凝固点よりも数℃（２〜３℃）程度、低い側に設けた判定温度であり、蓄冷材１２８ｄが完全に凝固したことを確認可能とする温度としている。
【０１４１】
ステップＳ５０６で肯定判定すると、制御装置１８０は、蓄冷材１２８ｄが充分にインバータ一体充電器１４０を冷却するための冷熱を蓄えていると判定して、ステップＳ１０７で、インバータ一体充電器１４０を停止させて、モータ１３０、即ち圧縮機１２１を停止させると共に、冷却ファン１２２ａを停止させる。
【０１４２】
そして、再びステップＳ１０１以降に戻り、インバータ一体充電器１４０を充電器として機能するように作動させることにより高電圧バッテリ１１０への充電を行っていく。このとき、スイッチング素子１４１は、蓄冷材タンク１２８ａ内の蓄冷材１２８ｄによって再び冷却されることになる。
【０１４３】
本実施形態では、熱交換部を蓄冷部１２８としており、冷凍サイクル１２０内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材１２８ｄによって、インバータ一体充電器１４０を冷却することが可能となる。
【０１４４】
また、本実施形態では、上記第１〜第６実施形態に対して、冷媒によって直接的にインバータ一体充電器１４０を冷却するものでなく、冷媒配管１２８ｂの外表面によって蓄冷材１２８ｄを冷却して、この蓄冷材１２８ｄによってインバータ一体充電器１４０を冷却するようにしているので、冷凍サイクル１２０の冷媒の流れに影響を与えることがなく、冷凍サイクル１２０の構成に制約を受けることがない。
【０１４５】
尚、冷凍サイクル１２０において、蓄冷部１２８を設置する位置は、上記のように蒸発器１２４と圧縮機１２１との間に限らず、他の位置、例えば、電磁膨張弁１２３と蒸発器１２４との間等、としても良い。
【０１４６】
また、ステップＳ１０３におけるインバータ一体充電器１４０の冷却要否の判定は、スイッチング素子１４１の温度に限らず、蓄冷材１２８ｄの温度を用いるようにしても良い。この場合、スイッチング素子１４１の温度検出用の温度センサ１５０を廃止することができる。
【０１４７】
（第８実施形態）
第８実施形態の車両用電源装置１００Ｆについて、図１８を用いて説明する。第８実施形態は、上記第７実施形態の車両用電源装置１００Ｅに対して、蓄冷部１２８およびインバータ一体充電器１４０の設定位置を変更したものである。
【０１４８】
蓄冷部１２８は、モータ１３０のハウジング１３１（例えば底部）に一体的に形成されている。そして、インバータ一体充電器１４０は、蓄冷部１２８（例えば下側）に一体的に形成されている。
【０１４９】
これにより、蓄冷部１２８、モータ１３０、およびインバータ一体充電器１４０をコンパクトにすることができる。更に、モータ１３０とインバータ一体充電器１４０を一体的に形成することで、両者を接続する配線を短くすることができる。
【０１５０】
（第９実施形態）
第９実施形態の車両用電源装置１００Ｇについて、図１９を用いて説明する。第９実施形態は、上記第１〜第３、第５、第６、第８実施形態のようにインバータ一体充電器１４０が圧縮機（電動圧縮機）１２１と一体的に形成されるものにおいて、断熱部としての断熱材１２１ｂを追加したものである。
【０１５１】
図１９に示すように、断熱材１２１ｂは、電動圧縮機１２１を構成する圧縮機１２１とモータ１３０との間に介在されている。よって、断熱材１２１ｂは、圧縮機１２１とインバータ一体充電器１４０との間に介在された形となっている。
【０１５２】
これにより、圧縮機１２１が駆動されているときに発生される熱が、断熱材１２１ｂによって、インバータ一体充電器１４０に伝わるのを阻止できるので、インバータ一体充電器１４０の冷却における悪影響を抑制することができる。具体的には、圧縮機１２１を駆動させた後に、インバータ一体充電器１４０による充電制御を実施するように切替えたときに、インバータ一体充電器１４０の初期温度をより低くすることができるので、インバータ一体充電器１４０の冷却時間、つまり充電時間を延ばすことができる。
【０１５３】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、制御装置１８０は、インバータ一体充電器１４０の制御において、ステップＳ１０６、Ｓ３０６で冷媒溜め部１３５における液相冷媒の水位を判定して、圧縮機１２１を停止するようにした。これに代えて、圧縮機１２１の駆動によって液相冷媒を充分に溜めることのできる時間（Ｔａ１、Ｔａ２等）を所定時間として予め算出し、圧縮機１２１を駆動させた後、所定時間が経過した時点で、圧縮機１２１を停止し、充電動作に切替えるようにしても良い。これにより、液面センサ１２６を不要とする制御が可能となる。
【０１５４】
また、ステップＳ１０６、Ｓ３０６、Ｓ５０６の判定として、スイッチング素子１４１の温度が、所定温度よりも低い側に予め設定された安全温度以下になったことを判定して、圧縮機１２１を停止するようにしても良い。これにより、上記同様に液面センサ１２６を不要とする制御が可能となる。
【０１５５】
また、上記各実施形態では、熱交換部１２７を蒸発器１２４と圧縮機１２１との間に設けて、スイッチング素子１４１の冷却用の液相冷媒として、蒸発器１２４から流出する冷媒を用いるようにした。しかしながら、これに代えて、熱交換部１２７を凝縮器１２２と電磁膨張弁１２３との間に設けて、スイッチング素子１４１の冷却用の液相冷媒として、凝縮器１２２から流出する冷媒を用いるようにしても良い。
【０１５６】
また、インバータ一体充電器１４０の冷却必要部位として、スイッチング素子１４１を代表例として説明したが、各部の温度上昇特性に応じて、リアクトル等の他の発熱部や、制御回路１４２側等を冷却の対象としても良い。あるいは、複数の箇所を冷却の対象としても良い。
【０１５７】
また、上記各実施形態では、ステップＳ１０５、ステップＳ２０５で、圧縮機１２１を駆動させるときに、冷却ファン１２２ａも同時に作動させるようにした。しかしながら、凝縮器１２２においては、冷却用空気がなくても冷媒の熱をチューブ外表面およびフィン表面から外気に自然放出することも可能であり、冷媒の冷却能力は低下するものの、外気温度によっては、冷却ファン１２２ａは停止させたままでも良い。
【０１５８】
また、圧縮機１２１としてスクロール型の圧縮機構を使用するものとして説明したが、これに限らず、他のピストン型やロータリー型等の圧縮機構を使用するものとしても良い。
【０１５９】
また、気液分離器１２５をモータ１３０のハウジング１３１に連通部１２５ａ、１２５ｂによって接続されるように設けたが、ハウジング１３１に一体的に設けられるものとしても良い。
【０１６０】
また、制御装置１８０は、１つの制御装置として説明したが、これに限らず、空調用の制御部と充電用の制御部とに分かれており、それぞれの制御部が互いに通信手段で結ばれたものとしても良い。
【符号の説明】
【０１６１】
１００ 車両用電源装置
１１０ 高電圧バッテリ（蓄電池）
１２０ 冷凍サイクル
１２１ 圧縮機
１２２ 凝縮器
１２３ 電磁膨張弁（膨張弁）
１２４ 蒸発器
１２５ｂ 連通路（配管）
１２５ｃ 液冷媒ポンプ
１２５ｄ 液冷媒バルブ
１２６ 液面センサ（第２水位検出手段）
１２６ａ 液面センサ（第１水位検出手段）
１２６ｂ 液面センサ（第２水位検出手段）
１２７ 熱交換部
１２８ 蓄冷部（熱交換部）
１２８ｄ 蓄冷材
１３０ モータ
１３５ 冷媒溜め部
１４０ インバータ一体充電器
１４１ スイッチング素子（冷却必要部位）
１５０ 温度センサ（温度検出手段）
１８０ 制御装置
１９０ 受け皿（受け部）
１９１ 加熱部（加熱手段）
２００ 商業電源（外部電力）
Ｓ１０３、Ｓ３０４ 判定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池（１１０）を備える車両に搭載される車両用電源装置であって、
圧縮機（１２１）、凝縮器（１２２）、膨張弁（１２３）、および蒸発器（１２４）を有する空調用の冷凍サイクル（１２０）と、
前記圧縮機（１２１）を駆動するモータ（１３０）と、
前記蓄電池（１１０）の電力を用いた前記モータ（１３０）の作動と、前記蓄電池（１１０）への外部電力（２００）の充電とを選択的に制御するインバータ一体充電器（１４０）と、
前記冷凍サイクル（１２０）に設けられ、前記冷凍サイクル（１２０）内の冷媒を用いて、前記インバータ一体充電器（１４０）の冷却必要部位（１４１）を冷却する熱交換部（１２７、１２５、１２８）と、
前記冷却必要部位（１４１）の冷却要否を判定する判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）と、
前記インバータ一体充電器（１４０）の作動を制御する制御装置（１８０）とを備え、
前記制御装置（１８０）は、前記車両の走行機能が停止されており、前記外部電力（２００）を前記蓄電池（１１０）へ充電する際に、
前記インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、前記蓄電池（１１０）への充電を実施し、
前記判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）の判定結果から、前記冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定すると、前記インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動させて、前記モータ（１３０）の作動を制御して前記圧縮機（１２１）を駆動させることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、前記冷凍サイクル（１２０）内の液相冷媒が溜められる冷媒溜め部（１２７、１２５）であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記インバータ一体充電器（１４０）は、前記冷媒溜め部（１２７、１２５）と一体的に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記インバータ一体充電器（１４０）は、前記冷媒溜め部（１２５）とは離れて配置されており、
前記冷媒溜め部（１２５）から前記インバータ一体充電器（１４０）の表面に向けて延設されて、前記冷媒溜め部（１２５）内の前記液相冷媒が流通する配管（１２５ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記配管（１２５ｂ）には、前記液相冷媒を圧送する液冷媒ポンプ（１２５ｃ）、あるいは弁開度を変更することで前記配管（１２５ｂ）における前記液相冷媒の流量を調整する液冷媒バルブ（１２５ｄ）が設けられ、
前記制御装置（１８０）は、前記インバータ一体充電器（１４０）の出力、あるいは前記冷却必要部位（１４１）の発熱量に応じて、前記液冷媒ポンプ（１２５ｃ）の圧送量、あるいは前記液冷媒バルブ（１２５ｄ）の弁開度を制御することを特徴とする請求項４に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、前記冷凍サイクル（１２０）内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材（１２８ｄ）を備える蓄冷部（１２８）であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項７】
前記冷却必要部位（１４１）の温度を検出する温度検出手段（１５０）を備え、
前記判定手段（Ｓ１０３）は、前記温度検出手段（１５０）によって検出される前記冷却必要部位（１４１）の温度が、予め定めた所定温度を超えるときに、前記冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項８】
前記冷媒溜め部（１２７、１２５）における前記液相冷媒の水位を検出する第１水位検出手段（１２６ａ）を備えており、
前記判定手段（Ｓ３０４）は、前記第１水位検出手段（１２６ａ）によって検出される前記液相冷媒の水位が、予め定めた第１所定水位を下回るときに、前記冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項９】
前記制御装置（１８０）は、前記圧縮機（１２１）を駆動させるときに、前記膨張弁（１２３）を全開にすることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１０】
前記熱交換部（１２７）は、前記冷凍サイクル（１２０）の作動時における前記膨張弁（１２３）から前記圧縮機（１２１）に至る間の低圧側の液相冷媒を用いるようになっており、
前記制御装置（１８０）は、前記圧縮機（１２１）を駆動させるときに、前記膨張弁（１２３）の弁開度を調節することで、前記冷凍サイクル（１２０）の前記圧縮機（１２１）から前記膨張弁（１２３）に至る間の高圧側と、前記低圧側との間に圧力差を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１１】
前記冷媒溜め部（１３５）に溜まった前記液相冷媒の水位を検出する第２水位検出手段（１２６、１２６ｂ）を備えており、
前記制御装置（１８０）は、前記液相冷媒の水位が予め定めた第２所定水位以上となると、前記圧縮機（１２１）の駆動を停止させて、前記インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、前記蓄電池（１１０）への充電を実施させることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１２】
前記熱交換部（１２７）によって前記インバータ一体充電器（１４０）が冷却されているときに発生する結露水を受ける受け部（１９０）と、
前記受け部（１９０）に溜まる結露水を蒸発させる加熱手段（１９１）とが設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１３】
前記凝縮器（１２２）に冷却用空気を送風する冷却ファン（１２２ａ）が設けられており、
前記制御装置（１８０）は、前記圧縮機（１２１）を駆動させるときに、前記冷却ファン（１２２ａ）を作動させることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１４】
前記インバータ一体充電器（１４０）は、前記圧縮機（１２１）と一体的に形成されており、
前記圧縮機（１２１）と前記インバータ一体充電器（１４０）との間には、前記圧縮機（１２１）の作動時の熱が前記インバータ一体充電器（１４０）に伝わるのを阻止する断熱部（１２１ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１】
蓄電池（１１０）を備える車両に搭載される車両用電源装置であって、
圧縮機（１２１）、凝縮器（１２２）、膨張弁（１２３）、および蒸発器（１２４）を有する空調用の冷凍サイクル（１２０）と、
前記圧縮機（１２１）を駆動するモータ（１３０）と、
前記蓄電池（１１０）の電力を用いた前記モータ（１３０）の作動と、前記蓄電池（１１０）への外部電力（２００）の充電とを選択的に制御するインバータ一体充電器（１４０）と、
前記冷凍サイクル（１２０）に設けられ、前記冷凍サイクル（１２０）内の冷媒を用いて、前記インバータ一体充電器（１４０）の冷却必要部位（１４１）を冷却する熱交換部（１２７、１２５、１２８）と、
前記冷却必要部位（１４１）の冷却要否を判定する判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）と、
前記インバータ一体充電器（１４０）の作動を制御する制御装置（１８０）とを備え、
前記制御装置（１８０）は、前記車両の走行機能が停止されており、前記外部電力（２００）を前記蓄電池（１１０）へ充電する際に、
前記インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、前記蓄電池（１１０）への充電を実施し、
前記判定手段（Ｓ１０３、Ｓ３０４）の判定結果から、前記冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定すると、前記インバータ一体充電器（１４０）をインバータとして作動させて、前記モータ（１３０）の作動を制御して前記圧縮機（１２１）を駆動させることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、前記冷凍サイクル（１２０）内の液相冷媒が溜められる冷媒溜め部（１２７、１２５）であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記インバータ一体充電器（１４０）は、前記冷媒溜め部（１２７、１２５）と一体的に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記インバータ一体充電器（１４０）は、前記冷媒溜め部（１２５）とは離れて配置されており、
前記冷媒溜め部（１２５）から前記インバータ一体充電器（１４０）の表面に向けて延設されて、前記冷媒溜め部（１２５）内の前記液相冷媒が流通する配管（１２５ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記配管（１２５ｂ）には、前記液相冷媒を圧送する液冷媒ポンプ（１２５ｃ）、あるいは弁開度を変更することで前記配管（１２５ｂ）における前記液相冷媒の流量を調整する液冷媒バルブ（１２５ｄ）が設けられ、
前記制御装置（１８０）は、前記インバータ一体充電器（１４０）の出力、あるいは前記冷却必要部位（１４１）の発熱量に応じて、前記液冷媒ポンプ（１２５ｃ）の圧送量、あるいは前記液冷媒バルブ（１２５ｄ）の弁開度を制御することを特徴とする請求項４に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記熱交換部（１２７、１２５、１２８）は、前記冷凍サイクル（１２０）内の冷媒によって蓄冷される蓄冷材（１２８ｄ）を備える蓄冷部（１２８）であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項７】
前記冷却必要部位（１４１）の温度を検出する温度検出手段（１５０）を備え、
前記判定手段（Ｓ１０３）は、前記温度検出手段（１５０）によって検出される前記冷却必要部位（１４１）の温度が、予め定めた所定温度を超えるときに、前記冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項８】
前記冷媒溜め部（１２７、１２５）における前記液相冷媒の水位を検出する第１水位検出手段（１２６ａ）を備えており、
前記判定手段（Ｓ３０４）は、前記第１水位検出手段（１２６ａ）によって検出される前記液相冷媒の水位が、予め定めた第１所定水位を下回るときに、前記冷却必要部位（１４１）の冷却が必要であると判定することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項９】
前記制御装置（１８０）は、前記圧縮機（１２１）を駆動させるときに、前記膨張弁（１２３）を全開にすることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１０】
前記熱交換部（１２７）は、前記冷凍サイクル（１２０）の作動時における前記膨張弁（１２３）から前記圧縮機（１２１）に至る間の低圧側の液相冷媒を用いるようになっており、
前記制御装置（１８０）は、前記圧縮機（１２１）を駆動させるときに、前記膨張弁（１２３）の弁開度を調節することで、前記冷凍サイクル（１２０）の前記圧縮機（１２１）から前記膨張弁（１２３）に至る間の高圧側と、前記低圧側との間に圧力差を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１１】
前記冷媒溜め部（１３５）に溜まった前記液相冷媒の水位を検出する第２水位検出手段（１２６、１２６ｂ）を備えており、
前記制御装置（１８０）は、前記液相冷媒の水位が予め定めた第２所定水位以上となると、前記圧縮機（１２１）の駆動を停止させて、前記インバータ一体充電器（１４０）を充電器として作動させて、前記蓄電池（１１０）への充電を実施させることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１２】
前記熱交換部（１２７）によって前記インバータ一体充電器（１４０）が冷却されているときに発生する結露水を受ける受け部（１９０）と、
前記受け部（１９０）に溜まる結露水を蒸発させる加熱手段（１９１）とが設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１３】
前記凝縮器（１２２）に冷却用空気を送風する冷却ファン（１２２ａ）が設けられており、
前記制御装置（１８０）は、前記圧縮機（１２１）を駆動させるときに、前記冷却ファン（１２２ａ）を作動させることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【請求項１４】
前記インバータ一体充電器（１４０）は、前記圧縮機（１２１）と一体的に形成されており、
前記圧縮機（１２１）と前記インバータ一体充電器（１４０）との間には、前記圧縮機（１２１）の作動時の熱が前記インバータ一体充電器（１４０）に伝わるのを阻止する断熱部（１２１ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載の車両用電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２３５６７０（Ｐ２０１２−２３５６７０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５３９６（Ｐ２０１１−１８５３９６）
【出願日】平成２３年８月２８日（２０１１．８．２８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２８日（２０１１．８．２８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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