CN112109590B - 车辆用冷却机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够适当冷却多个散热器的车辆用冷却机构。冷却机构(70)具备：第一散热器(73)，其用于对车辆(1)的蓄电池(60)进行冷却；第二散热器(74)，其用于对PCU(32)进行冷却，该PCU对从蓄电池供应的电力以及向蓄电池供应的电力进行转换；以及导风管道部(75)，其用于将外部气体从设置于车辆的前端部的开口部(7)引导至第一散热器以及第二散热器。第一散热器配置于第二散热器的上方。第二散热器的至少一部分配置为在从所述车辆的前方观察时与开口部重叠，第二散热器的上端部(74u)位于比开口部的上端部(7u)靠上方的位置，并且第二散热器的下端部(74d)位于比开口部的上端部靠下方的位置。

Description

车辆用冷却机构
技术领域
本发明涉及对散热器进行冷却的车辆用冷却机构。
背景技术
在近年来的车辆中，在前室配置有多个散热器。例如，在专利文献1中记载了将发动机用散热器和逆变器用散热器左右并排配置的结构。在专利文献2中记载了如下一种结构，在空调用冷凝器的上方配置有用于对与电动机的控制有关的逆变器等进行冷却的电气部件用散热器，并且在这些空调用冷凝器以及电气部件用散热器的后方配置有发动机用散热器。在专利文献3中记载了从前方依次配置有空调用散热器、传动系统用散热器、以及燃料电池用散热器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-63168号公报
专利文献2：日本特开2006-21749号公报
专利文献3：日本特开2017-81213号公报
发明内容
发明要解决的课题
在前室配置有多个散热器的情况下，需要考虑多个散热器的冷却效率，并且为此，与设置于车辆的前端部的开口部的位置关系也很重要。
本发明提供了一种能够适当地冷却多个散热器的车辆用冷却机构。
用于解决课题的手段
本发明提供了一种车辆用冷却机构，其具备：
第一散热器，其用于对车辆的蓄电池进行冷却；
第二散热器，其用于对电力转换装置进行冷却，该电力转换装置对从所述蓄电池供应的电力以及向所述蓄电池供应的电力进行转换；以及
导风管道部，其用于将外部气体从设置于所述车辆的前端部的开口部引导至所述第一散热器以及所述第二散热器，其中，
所述第一散热器配置于所述第二散热器的上方，
所述第二散热器的至少一部分配置为在从所述车辆的前方观察时与所述开口部重叠，
所述第二散热器的上端部位于比所述开口部的上端部靠上方的位置，
所述第二散热器的下端部位于比所述开口部的所述上端部靠下方的位置。
发明效果
根据本发明，能够适当地冷却多个散热器。
附图说明
图1是表示具备本发明的一实施方式的车辆用冷却机构的车辆的整体结构的概略侧视图。
图2是表示图1的车辆的底板下结构的俯视图。
图3是图1的车辆的主视图。
图4是沿图3的A-A线的剖视图。
图5是本发明的一实施方式的车辆用冷却机构的分解立体图。
图6是图5的车辆用冷却机构的散热器单元的分解立体图。
附图标记说明
1 车辆
6 保险杠(车辆的前端部)
7 开口部
7u 上端部
8 隔板
32 PCU(电力转换装置)
60 蓄电池
70 冷却机构
73 第一散热器
74 第二散热器
74u 上端部
74d 下端部
75 导风管道部
75d 下管道部
75m 中间管道部
75u 上管道部
80 防护部件
81 框体
82 防护部
82u 上端部
83 防风部
90 空调用冷凝器
91 护罩风扇
92 护罩
S1 第一散热器的面积
S2 第二散热器的面积
D1 第一散热器的前后方向的宽度
D2 第二散热器的前后方向的宽度
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的车辆用冷却机构的一个实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，前后、左右、上下按照从车辆的操纵者观察的方向记载，并且，在附图中，车辆的前方表示为Fr，后方表示为Rr，左侧表示为L，右侧表示为R，上方表示为U，下方表示为D。
【车辆的整体结构】
首先，对搭载有车辆用冷却机构的车辆进行说明。
如图1及图2所示的车辆1由车底板2和前围板3划分形成为车室10和其前方的前室20。在车室10中设置有前部座位11以及后部座位12。在后部座位12的后方处的车底板2的下方设置有驱动装置单元30。驱动装置单元30驱动左右的后轮5。即，该车辆1将左右的后轮5作为驱动轮，将左右的前轮4作为从动轮。
在车室10的下方配置有由多个蓄电池模块61构成的蓄电池60。蓄电池60收容于蓄电池壳体62，并配置于车底板2的下方。
车身框架50具备沿前后方向延伸设置的一对左右侧梁51、52，沿左右方向延伸设置且将侧梁51、52之间连结的多个横梁53，以及以包围驱动装置单元30的方式具有矩形形状的副车架54。驱动装置单元30具备：驱动装置31，其收容作为电动机的电动机MOT；以及PCU(Power Control Unit)32，其作为对从蓄电池60向电动机MOT供应的电力进行转换并且对从电动机MOT向蓄电池60供应的电力进行转换的电力转换装置。PCU32例如是逆变器。驱动装置31和PCU32经由未图示的母线电连接。
如图2所示，驱动装置单元30经由一对前安装部541固定于副车架54，并且经由后安装部542固定于副车架54。在驱动装置31中设置有电动机MOT以及变速器(未图示)，并且电动机MOT的扭矩经由变速器被传递至输出轴(未图示)，并从输出轴(未图示)传递至后轮5。
如图3所示，从前方观察车辆1时，在构成车辆1的前端部的保险杠6上设置有将外部气体导入前室20的开口部7。
(车辆用冷却机构)
以下，对本发明的车辆用冷却机构(以下称为冷却机构70)进行说明。
如图1以及图4所示，在前室20的前部中设置有对蓄电池60以及PCU32进行冷却的冷却机构70。冷却机构70具备用于对蓄电池60进行冷却的第一散热器73、用于对PCU32进行冷却的第二散热器74、以及将外部气体从设置于保险杠6的开口部7引导至第一散热器73以及第二散热器74的导风管道部75。
第一散热器73和蓄电池60通过第一冷却配管71进行连接。第一冷却配管71从蓄电池壳体62的前部通过前室20与第一散热器73连接。第一冷却配管71具备从第一散热器73向蓄电池60供应制冷剂的第一制冷剂供应配管71a和从蓄电池60向第一散热器73排出制冷剂的第一制冷剂排出配管71b。
第二散热器74与PCU32通过第二冷却配管72进行连接。第二冷却配管72从PCU32起在车底板2与蓄电池60(蓄电池壳体62)之间的间隙沿车辆的前后方向延伸设置，进而通过前室20与第二散热器74连接。第二冷却配管72具备从第二散热器74向PCU32供应制冷剂的第二制冷剂供应配管72a和从PCU32向冷却机构70排出制冷剂的第二制冷剂排出配管72b。通过将从车辆的前室20向后部座位12的后方延伸的第二冷却配管72配置于车底板2与蓄电池60之间的间隙，从而能够保护第二冷却配管72免受飞石等的影响。
第一散热器73以及第二散热器74上下排列地固定于位于前室20的前部的作为车辆骨架部件的矩形状的隔板8的内部。更具体地说明，第一散热器73配置于第二散热器74的上方，并且配置为在从车辆1的侧方观察时与第二散热器74在前后方向上重叠。因此，在车辆1的前室20中，能够将第一散热器73以及第二散热器74沿前后方向紧凑地配置。
也参照图3，第二散热器74的至少一部分配置为在从车辆1的前方观察时与开口部7重叠，并且第二散热器74的上端部74u位于比开口部7的上端部7u靠上方的位置，第二散热器74的下端部74d位于比开口部7的上端部7u靠下方的位置。即，如图4所示，通过开口部7的上端部7u并水平地延伸的第一假想线L1位于通过第二散热器74的上端部74u并水平地延伸的第二假想线L2与通过第二散热器74的下端部74d并水平地延伸的第三假想线L3之间。
导风管道部75具备：下管道部75d，其从开口部7侧起朝向第二散热器74侧呈筒状延伸；中间管道部75m，其位于下管道部75d的上方且导风面积从下方趋向上方而减小；以及上管道部75u，其位于中间管道部75m的上方且与第一散热器73对置。在本实施方式中，下管道部75d由第一导风管道76构成，并且中间管道部75m和上管道部75u由第二导风管道77构成，但是它们也可以由一个管道构成。此外，下管道部75d(第一导风管道76)也可以与保险杠6一体地构成。
如图4至图6所示，在下管道部75d的前端部形成有扩宽部75da，该扩宽部75da以在车宽方向上的距离随着趋向前方而逐渐增大的方式形成，且在下管道部75d的后端部形成有后倾斜部75db，该后倾斜部75db随着趋向后方而稍微向后方上升。
中间管道部75m以及上管道部75u具有与第一散热器73对置而形成流路的截面大致U形，在从车辆1的前方观察时，构成为中间管道部75m的下端部覆盖第一导风管道76的上端部(下管道部75d的上端部)。第二导风管道77构成为流路面积趋向上方而减小。由此，在第二导风管道77的内部流动的流体的流速上升，能够使外部气体遍布到上管道部75u的上部，并且能够防止逆流。
在第二散热器74的前方设置有防护部件80。防护部件80固定于第二散热器74，且位于下管道部75d的后方。防护部件80具有矩形状的框体81、在框体81的内部呈格子状配置有多个杆部件而成的防护部82、以及覆盖第一散热器73和第二散热器74在上下方向上的间隙S的防风部83。防护部82形成为覆盖至少第二散热器74的前表面中的能够从开口部7视觉确认的区域。这样，由于防护部件80配置于第二散热器74的前方，因此能够防止第二散热器74因从开口部7进入的异物而损伤。此外，利用防护部件80的防风部83能够防止从开口部7供应的外部气体在第一散热器73与第二散热器74之间的间隙S泄漏。并且，通过在保护第二散热器74的防护部件80上设置有防风部83，从而能够减少部件数量。
在本实施方式中，构成框体81的上框部兼用作防风部83。优选为，防护部82的上端部82u与开口部7的上端部7u高度相同，或者比开口部7的上端部7u高且比第二散热器74的上端部74u低。由此，能够抑制第二散热器74的损伤，并且能够抑制防护部82的尺寸增大。
此外，在第一散热器73以及第二散热器74的后方设置有：空调用冷凝器90；以及护罩风扇91，其配置于比该空调用冷凝器90更靠后方且在上下方向上跨第一散热器73以及第二散热器74地配置。通过驱动护罩风扇91，不仅在行驶中，即使在车辆1停止时，也能够将外部气体吸入导风管道部75中。此外，由于空调用冷凝器90的管理温度比第一散热器73以及第二散热器74的管理温度高，因此通过将空调用冷凝器90配置于第一散热器73以及第二散热器74的后方，能够使冷却效率最优化。
空调用冷凝器90固定于护罩风扇91的护罩92上，且护罩92经由支架9固定于隔板8(车体)。因此，能够将空调用冷凝器90和护罩风扇91一体化，并且提高了向车体固定时的组装性。
在如此构成的冷却机构70中，在行驶中，外部气体从设置于保险杠6的开口部7导入。从开口部7导入的外部气体经由下管道部75d(第一导风管道76)被供应至配置为与开口部7重叠的第二散热器74。此时，由于第二散热器74的上端部74u位于比开口部7的上端部7u靠上方的位置，且第二散热器74的下端部74d位于比开口部7的上端部7u靠下方的位置，因此能够不阻碍外部气体的自然流动而更有效地冷却第二散热器74。因此，在要求用于冷却PCU32的第二散热器74具有比用于冷却蓄电池60的第一散热器73更高的冷却能力时，利用在行驶中从开口部7吸入的外部气体，能够更有效地冷却第二散热器74。
此外，从开口部7吸入的外部气体的一部分通过中间管道部75m以及上管道部75u(第二导风管道77)被引导至第一散热器73。由于第一散热器73与第二散热器74之间的间隙S被防护部件80的防风部83覆盖，因此外部气体从第一导风管道76适当地导入第二导风管道77。此外，由于中间管道部75m构成为流路面积从下方趋向上方而减小，因此能够将外部气体引导至第一散热器73的上端部。
假设即使小石子等异物从开口部7进入下管道部75d(第一导风管道76)，由于防护部件80的防护部82配置为覆盖第二散热器74的前表面中的能够从开口部7视觉确认的区域，因此能够防止第二散热器74损伤。
配置于第二散热器74的上方的第一散热器73的冷却能力低于与开口部7重叠的第二散热器74的冷却能力。因此，通过使第一散热器73的面积S1大于第二散热器74的面积S2，从而能够抑制第一散热器的冷却能力的降低。另一方面，第二散热器74的前后方向的宽度D2比第一散热器73的前后方向的宽度D1大。由此，提高了第二散热器74的冷却能力。
通过了第一散热器73以及第二散热器74的外部气体与配置于第一散热器73以及第二散热器74的后方的空调用冷凝器90进行了热交换后，从护罩风扇91排出。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，能够适当地进行变形、改良等。
例如，在上述实施方式中，例示了具备第一散热器73以及第二散热器74这两个散热器的冷却机构70，但本发明并不限于此，也可以设置其他散热器。
本说明书中至少记载了以下事项。需要说明的是，在括弧内，示出了在上述的实施方式中对应的构成要素等，但本发明并不限定于此。(1)一种车辆用冷却机构(冷却机构70)，其具备：
第一散热器(第一散热器73)，其用于对车辆(车辆1)的蓄电池(蓄电池60)进行冷却；
第二散热器(第二散热器74)，其用于对电力转换装置(PCU32)进行冷却，该电力转换装置(PCU32)对从所述蓄电池供应的电力以及向所述蓄电池供应的电力进行转换；以及
导风管道部(导风管道部75)，其用于将外部气体从设置于所述车辆的前端部(保险杠6)的开口部(开口部7)引导至所述第一散热器以及所述第二散热器，其中，
所述第一散热器配置于所述第二散热器的上方，
所述第二散热器的至少一部分配置为在从所述车辆的前方观察时与所述开口部重叠，
所述第二散热器的上端部(上端部74u)位于比所述开口部的上端部(上端部7u)靠上方的位置，
所述第二散热器的下端部(下端部74d)位于比所述开口部的所述上端部靠下方的位置。
在车辆的行驶中，要求用于冷却电力转换装置的第二散热器具有比用于冷却蓄电池的第一散热器更高的冷却能力。根据(1)，由于第二散热器的至少一部分配置为与开口部重叠，并且第二散热器的上端部位于比开口部的上端部靠上方的位置，且第二散热器的下端部位于比开口部的上端部靠下方的位置，因此，利用在行驶中从开口部吸入的外部气体，能够更有效地冷却第二散热器。
此外，由于从开口部吸入的外部气体通过导风管道部被引导至第二散热器，并且其一部分被引导至第一散热器，因此能够适当地冷却第一散热器以及第二散热器。
(2)根据(1)所述的车辆用冷却机构，其中，
在从所述车辆的前方观察时，所述第一散热器的面积(面积S1)比所述第二散热器的面积(面积S2)大。
根据(2)，当配置于第二散热器的上方的第一散热器的冷却能力低于与开口部重叠的第二散热器的冷却能力时，通过使第一散热器的面积大于第二散热器的面积，能够抑制第一散热器的冷却能力的降低。
(3)根据(2)所述的车辆用冷却机构，其中，
所述第二散热器的前后方向的宽度(宽度D2)比所述第一散热器的前后方向的宽度(宽度D1)大。
根据(3)，通过将第二散热器的厚度(前后方向的宽度)增加第二散热器的面积小于第一散热器的面积的量，从而提高第二散热器的冷却能力。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
所述导风管道部具备：
下管道部(下管道部75d)，其从所述开口部侧起朝向所述第二散热器侧呈筒状延伸；
中间管道部(中间管道部75m)，其位于所述下管道部的上方且导风面积从下方趋向上方而减小；以及
上管道部(上管道部75u)，其位于所述中间管道部的上方且与所述第一散热器对置。
根据(4)，通过从开口部侧起朝向第二散热器侧呈筒状延伸的下管道部，从开口部吸入的外部气体被引导至第二散热器。此外，通过中间管道部以及上管道部，从开口部吸入的外部气体的一部分被引导至第一散热器。此时，由于在中间管道部中，导风面积从下方起趋向上方而减小，因此在内部流动的流体的流速上升，该中间管道部能够使外部气体遍布到上管道部的上部，并且能够防止逆流。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
所述第一散热器以及所述第二散热器配置为在从所述车辆的侧方观察时，在前后方向上重叠。
根据(5)，由于第一散热器以及第二散热器配置为在从车辆的侧方观察时在前后方向上重叠，因此在车辆的前室中能够将第一散热器以及第二散热器沿前后方向紧凑地配置。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
在所述第二散热器的前方设置有防护部件(防护部件80)，
所述防护部件具有覆盖所述第一散热器与所述第二散热器在上下方向上的间隙(间隙S)的防风部(防风部83)。
根据(6)，由于在第二散热器的前方配置有防护部件，因此能够防止第二散热器因从开口部进入的异物而损伤。此外，通过防护部件的防风部能够防止从开口部供应的外部气体在第一散热器与第二散热器之间的间隙泄漏。并且，通过在保护第二散热器的防护部件上设置有防风部，从而能够减少部件数量。
(7)根据(6)所述的车辆用冷却机构，其中，
所述防护部件具有框体(框体81)、以及在该框体的内部呈格子状配置有杆部件而成的防护部(防护部82)，
所述防护部的上端部(上端部82u)与所述开口部的所述上端部高度相同，或者比所述开口部的所述上端部高且比所述第二散热器的所述上端部低。
根据(7)，由于防护部的上端部与开口部的上端部高度相同，或者比开口部的上端部高且比第二散热器的上端部低，因此能够抑制第二散热器的损伤，并且能够抑制防护部件的防护部的尺寸增大。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
在所述第一散热器以及所述第二散热器的后方具备：
空调用冷凝器(空调用冷凝器90)；以及
风扇(护罩风扇91)，其配置于该空调用冷凝器的后方，且在上下方向上跨所述第一散热器以及所述第二散热器地配置。
根据(8)，由于在第一散热器以及第二散热器的后方设置有空调用冷凝器以及风扇，且风扇在上下方向上跨第一散热器以及第二散热器地配置，因此即使在停车时，也能够通过一个风扇将外部气体供应至第一散热器、第二散热器以及空调用冷凝器。此外，由于空调用冷凝器的管理温度比第一散热器以及第二散热器的管理温度高，因此将空调用冷凝器配置于第一散热器以及第二散热器的后方，能够使冷却效率最佳化。
(9)根据(8)所述的车辆用冷却机构，其中，
所述风扇是具有护罩(护罩92)的护罩风扇，
所述空调用冷凝器固定于所述护罩，
所述护罩固定于车体(隔板8)。
根据(9)，能够将空调用冷凝器和护罩风扇一体化，并且提高了向车体固定时的组装性。

Claims (8)

1.一种车辆用冷却机构，其具备：
第一散热器，其用于对车辆的蓄电池进行冷却；
第二散热器，其用于对电力转换装置进行冷却，所述电力转换装置对从所述蓄电池供应的电力以及向所述蓄电池供应的电力进行转换；以及
导风管道部，其用于将外部气体从设置于所述车辆的前端部的开口部引导至所述第一散热器以及所述第二散热器，其中，
所述第一散热器配置于所述第二散热器的上方，
所述第一散热器以及所述第二散热器配置为在从所述车辆的侧方观察时在前后方向上重叠，并且在从前方观察时在上下方向上不重叠，
所述第二散热器的至少一部分配置为在从所述车辆的前方观察时与所述开口部重叠，
所述第二散热器的上端部位于比所述开口部的上端部靠上方的位置，
所述第二散热器的下端部位于比所述开口部的所述上端部靠下方的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆用冷却机构，其中，
在从所述车辆的前方观察时，所述第一散热器的面积比所述第二散热器的面积大。
3.根据权利要求2所述的车辆用冷却机构，其中，
所述第二散热器的前后方向的宽度比所述第一散热器的前后方向的宽度大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
所述导风管道部具备：
下管道部，其从所述开口部侧起朝向所述第二散热器侧呈筒状延伸；
中间管道部，其位于所述下管道部的上方且导风面积从下方趋向上方而减小；以及
上管道部，其位于所述中间管道部的上方且与所述第一散热器对置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
在所述第二散热器的前方设置有防护部件，
所述防护部件具有覆盖所述第一散热器与所述第二散热器在上下方向上的间隙的防风部。
6.根据权利要求5所述的车辆用冷却机构，其中，
所述防护部件具有框体、以及在所述框体的内部呈格子状配置有杆部件而成的防护部，
所述防护部的上端部与所述开口部的所述上端部高度相同，或者比所述开口部的所述上端部高且比所述第二散热器的所述上端部低。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用冷却机构，其中，
在所述第一散热器以及所述第二散热器的后方具备：
空调用冷凝器；以及
风扇，其配置于所述空调用冷凝器的后方，且在上下方向上跨所述第一散热器以及所述第二散热器地配置。
8.根据权利要求7所述的车辆用冷却机构，其中，
所述风扇是具有护罩的护罩风扇，
所述空调用冷凝器固定于所述护罩，
所述护罩固定于车体。
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