JP2006216303A - 発熱機器の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の発熱機器を集中的に効率よく冷却できるようにして、発熱機器冷却構造の体格の小型化を図る。
【解決手段】 電池１６、直流電圧変換器１９、２０、およびリレー等の電装品２１を板状に形成するとともに、これらの複数の発熱機器（１６、１９〜２１）を板厚方向に積層配置し、これら複数の発熱機器（１６、１９〜２１）相互間に冷却通路２４、２７、３２を構成し、この冷却通路２４、２７、３２を通過する冷却流体により複数の発熱機器（１６、１９〜２１）を冷却する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の発熱機器を集中的に効率よく冷却する発熱機器の冷却構造に関するもので、具体的には、車両に搭載される電池（バッテリ）、直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）、リレー等を含む電装品といった電気発熱機器の冷却に適用するものである。

従来、特許文献１には電気自動車用バッテリシステムにおいて、バッテリの冷却ファンを利用して、電装品および電子制御ユニットを冷却できるようにしたものが提案されている。具体的には、バッテリ冷却用の空冷回路に冷却空気を送風するファンを設けるとともに、この空冷回路に、バッテリ充放電電流を検出する電装品と、バッテ残存容量を計算するマイコンを含む電子制御ユニットを配置し、これらの電装品および電子制御ユニットをファンの送風空気により冷却している。
特開２００２−８４６０４号公報

ところで、上記従来技術では、バッテリ、電装品および電子制御ユニットの三者を単純にブロック状の形態で空冷回路中に配置しているだけであるので、これら機器と冷却空気との伝熱面積が減少する。そのため、単位容積あたりの冷却性能がどうしても低くなってしまう。また、外形状の異なる種々な機器をそのまま空冷回路中に配置しているので、スペース的な無駄が発生し、冷却構造全体の体格が大きくなってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、複数の発熱機器を集中的に効率よく冷却できるようにして、発熱機器冷却構造の体格の小型化を図ることを目的とする。

また、本発明は、耐久寿命確保のための管理温度が低い発熱機器と、この管理温度が高い発熱機器とを同一の冷却流体で冷却するに当たり、管理温度が高い発熱機器の冷却を良好に行うことを他の目的とする。

本発明は上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、板状に形成された複数の発熱機器（１６、１９〜２１）を有し、
前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）は所定間隔を介して板厚方向に積層配置され、前記所定間隔の部分に冷却通路（２４、２７、３２）が構成され、
前記冷却通路（２４、２７、３２）を通過する冷却流体により前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）が冷却されるようにしたことを特徴としている。

これによると、発熱機器（１６、１９〜２１）が板状であるから、発熱機器の容積当たりの伝熱面積を大きくすることができ、しかも、板状の発熱機器を積層配置して発熱機器相互間に冷却通路（２４、２７、３２）を構成するから、複数の発熱機器と複数の冷却通路とをコンパクトに配置できる。その結果、必要冷却性能を確保するための発熱機器冷却構造の体格を効果的に小型化できる。

請求項２に記載の発明では、板状に形成された複数の発熱機器（１６、１９〜２１）と、
前記板状の発熱機器（１６、１９〜２１）を収容する扁平状の機器収容空間（５５）および扁平状の冷却通路（２４、２７、３２）を前記発熱機器（１６、１９〜２１）の板厚方向に交互に形成する熱交換部材（５１、５２）とを有し、
前記冷却通路（２４、２７、３２）を通過する冷却流体により前記熱交換部材（５１、５２）を介して前記発熱機器（１６、１９〜２１）の板状の両面が冷却されるようにしたことを特徴とする。

これによると、熱交換部材（５１、５２）を介して発熱機器（１６、１９〜２１）の板状の両面冷却構造を構成するから、必要冷却性能を確保するための発熱機器冷却構造の体格をより一層効果的に小型化できる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発熱機器の冷却構造において、前記発熱機器（１６、１９〜２１）は電気機器であり、前記発熱機器（１６、１９〜２１）と前記熱交換部材（５１、５２）の壁面との間に電気絶縁部材（５６）が介在されていることを特徴とする。

これによると、発熱機器（１６、１９〜２１）と熱交換部材（５１、５２）との間の電気絶縁を確実に行うことができる。

請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の発熱機器の冷却構造において、前記発熱機器（１６、１９〜２１）と前記熱交換部材（５１、５２）とを圧接させる方向のばね力を発生するばね手段（６１）を有することを特徴とする。

これによると、発熱機器（１６、１９〜２１）と熱交換部材（５１、５２）とをばね力にて確実に圧接させることができ、発熱機器（１６、１９〜２１）から熱交換部材（５１、５２）への熱伝達を良好に行うことができ、冷却性能を向上できる。

請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）を１つのケース（１７、１８）内に一体に収容すれば、複数の発熱機器の冷却構造を１ユニットとして構成できる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記複数の板状の発熱機器（１６、１９〜２１）は互いに種類が異なるものであり、
前記種類が異なる複数の発熱機器（１６、１９〜２１）が略同一の板状に形成されていることを特徴とする。

これによると、種類が異なる複数の発熱機器の外形状を揃えて、発熱機器冷却構造の全体形状をより一層小型化できる。

請求項７に記載の発明のように、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）として、耐久寿命確保のための管理温度が低い第１の発熱機器（１６）と、前記第１の発熱機器（１６）よりも管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）とを包含するようにしてよい。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発熱機器の冷却構造において、前記第１の発熱機器（１６）と、前記第２の発熱機器（１９〜２１）との間に、前記両発熱機器（１６、１９〜２１）よりも断熱性に優れた発熱機器代替部材（６２）が介在されていることを特徴とする。

これによると、発熱機器代替部材（６２）の介在によって第２の発熱機器（１９〜２１）から第１の発熱機器（１６）への熱移動を抑制して、第１の発熱機器（１６）の冷却効果を向上できる。

請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の発熱機器の冷却構造において、前記冷却流体の流れ方向の上流側に前記第１の発熱機器（１６）が配置され、
前記第１の発熱機器（１６）の下流側に前記第２の発熱機器（１９〜２１）が配置されることを特徴とする。

これによると、管理温度が低い第１の発熱機器（１６）と管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）の双方において冷却流体との温度差を確保できる。そのため、管理温度の差がある第１、第２の発熱機器を双方とも良好に冷却できる。

請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の発熱機器の冷却構造において、前記第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）の通路数に比較して、前記第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）の通路数が少ないことを特徴とする。

これによると、第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）を通過した冷却流体を合流して第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）に流入させることができる。このため、第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）における冷却流体の流量を第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）における冷却流体の流量よりも増加して、管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却性能を増大できる。

請求項１１に記載の発明では、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）を通過する冷却流体の流速よりも前記第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）を通過する冷却流体の流速を高くする流速変更手段を有することを特徴とする。

これによると、管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）側では冷却流体の流速を高くすることにより、熱伝達率を向上して冷却性能を確保できる。

請求項１２に記載の発明では、耐久寿命確保のための管理温度が低い第１の発熱機器（１６）と、前記第１の発熱機器（１６）よりも管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）とを有し、
前記第１の発熱機器（１６）および前記第２の発熱機器（１９〜２１）を同一の冷却流体にて冷却するに当たり、前記第１の発熱機器（１６）の周囲を通過する冷却流体の流速よりも前記第２の発熱機器（１９〜２１）の周囲を通過する冷却流体の流速を高くする流速変更手段を有することを特徴とする。

これによると、管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）側では冷却流体の流速を高くすることにより、熱伝達率を向上して冷却性能を確保できる。

請求項１３に記載の発明では、請求項１１または１２に記載の発熱機器の冷却構造において、前記流速変更手段は、前記第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）の総通路断面積よりも前記第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）の総通路断面積を小さくすることにより構成されることを特徴とする。

これによると、流速変更手段として特別の手段を追加することなく、冷却通路の総通路断面積の設定により流速変更手段を簡単に構成できる。

請求項１４に記載の発明では、請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記第１の発熱機器は車載の電池（１６）であり、前記第２の発熱機器は車載の直流電圧変換器（１９、２０）であり、前記冷却流体は冷却水であることを特徴とする。

これによると、水冷方式にて車載の電池（１６）および車載の直流電圧変換器（１９、２０）を冷却できる。

請求項１５に記載の発明では、請求項１４に記載の発熱機器の冷却構造において、前記冷却水が循環する発熱機器冷却水回路（Ｃ）に、空気により前記冷却水を冷却する発熱機器用ラジエータ（１３）および前記冷却水を冷凍サイクル（Ｂ）の冷媒により冷却する水冷媒熱交換器（３７）の少なくとも一方を備えることを特徴とする。

これによると、発熱機器用ラジエータ（１３）または水冷媒熱交換器（３７）を用いて発熱機器の冷却水を冷却できる。

請求項１６に記載の発明では、請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記第１の発熱機器は車載の電池（１６）であり、前記第２の発熱機器は車載の直流電圧変換器（１９、２０）であり、前記冷却流体は空気であることを特徴とする。

これによると、空冷方式にて車載の電池（１６）および車載の直流電圧変換器（１９、２０）を冷却できる。

請求項１７に記載の発明のように、請求項１６に記載の発熱機器の冷却構造において、記空気を車室内空気にすれば、夏期の高外気温時においても車室内の冷房された低温空気を用いて車載の電池（１６）および車載の直流電圧変換器（１９、２０）を良好に冷却できる。

請求項１８に記載の発明では、請求項１４ないし１７のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記電池（１６）および前記直流電圧変換器（１９、２０）を包含する冷却ユニット（１４、１５）が車両のシート（５７）の下方部に搭載されることを特徴とする。

これによると、車両のシート（５７）下方部の空間を有効利用して冷却ユニット（１４、１５）を省スペースで車両に搭載できる。

請求項１９に記載の発明のように、請求項１４または１５に記載の発熱機器の冷却構造において、前記冷却水を熱源として車両のシート（５７）を加熱するシート用放熱器（７５）を備えれば、発熱機器の冷却水を利用して車両のシート暖房機能を発揮できる。

請求項２０に記載の発明では、請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造が、エンジン冷却水回路（Ａ）を備える車両に搭載されるようになっており、
前記冷却流体は冷却水であり、前記第１の発熱機器（１６）および前記第２の発熱機器（１９〜２１）を通過して温度上昇した前記冷却水を前記エンジン冷却水回路（Ａ）に流入させるように冷却水流路を切り替える流路切替手段（３４）を備えることを特徴とする。

これによると、第１、第２の発熱機器（１６、１９〜２１）側の発熱を利用して、エンジン冷却水回路（Ａ）側の水温上昇を促進して、車両エンジンの暖機促進、車両の温水熱源暖房の立ち上げ促進といった効果を発揮できる。

請求項２１に記載の発明では、請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造において、前記冷却流体は冷却水であり、前記第２の発熱機器（１９〜２１）を通過して温度上昇した前記冷却水を前記第１の発熱機器（１６）側へ直接戻すように冷却水流路を切り替える流路切替手段（３４）を備えることを特徴とする。

これによると、管理温度の高い第２の発熱機器（１９〜２１）の発熱を利用して管理温度の低い第１の発熱機器（１６）の温度を適正温度域まで短時間で上昇させることができる。例えば、第１の発熱機器（１６）が電池であれば、冬期の低外気温時に電池（１６）の温度を電池効率のよい適正温度域に短時間で上昇させることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態の全体システム構成図であり、第１実施形態はエンジン（内燃機関）１と、図示しない電動モータの両方を駆動源として走行するハイブリッド車に本発明を適用した例を示す。

第１実施形態のシステム構成は、エンジン１の冷却水回路Ａと、車両空調用冷凍サイクルＢと、発熱機器冷却水回路Ｃとに大別される。

エンジン１の冷却水回路Ａは周知の構成であり、エンジン１により回転駆動されるウォータポンプ２を有し、このウォータポンプ２の作動によりエンジン１の冷却水回路Ａに冷却水を循環する。

ウォータポンプ２の吸入側に冷却水温度応動弁をなすサーモスタット３が配置され、一方、エンジン１の冷却水出口側にラジエータ４とバイパス通路５が並列に設けられている。また、エンジン１の冷却水出口側とウォータポンプ２の吸入側との間にエンジン冷却水を熱源として車室内吹出空気を加熱する暖房用ヒータコア６が設けられている。

サーモスタット３は、周知のごとくサーモワックス（感温部材）の温度による体積変化を利用して弁体を変位させて、ラジエータ２側の冷却水通路を開閉する。具体的には、冷却水温度が８０℃付近の所定温度まで上昇すると、サーモスタット３はラジエータ４の出口側冷却水通路を開口する。

車両空調用冷凍サイクルＢは圧縮機７と、凝縮器８と、膨張弁等の減圧器９と、蒸発器１０とを有する周知の構成である。圧縮機７は電動モータにより回転駆動される電動圧縮機、またはエンジン１により回転駆動される圧縮機で構成される。

蒸発器１０とヒータコア６は、車両用空調装置の室内空調ユニット１１の通風路内に配置され、空調用電動送風機１２の送風空気（内気または外気）と熱交換するようになっている。

次に、発熱機器冷却水回路Ｃには発熱機器用ラジエータ１３が設けられている。この発熱機器用ラジエータ１３は冷凍サイクルＢの凝縮器８の空気流れ上流部に配置され、エンジン用ラジエータ４は凝縮器８の空気流れ下流部に配置されている。これらの三者１３、８、４は共通の電動冷却ファン１４の送風空気によって冷却される。

本実施形態では、発熱機器冷却水回路Ｃの中に２つの発熱機器用冷却ユニット１４、１５が配置されている。第１発熱機器用冷却ユニット１４は電池１６の冷却専用のユニットであり、これに対し、第２発熱機器用冷却ユニット１５は、電池１６と、直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１９、２０と、リレー等を含む電装品２１とを集中配置して一括冷却するものである。

なお、電池１６は充電可能な二次電池（バッテリ）であり、例えば、リチウム電池にて構成される。図１に図示するように電池１６は多数個用いられ、この多数の電池１６を電気的に直列接続して、所定の高電圧（例えば、３００Ｖ）を発生する。従って、電池１６は、多数の電池の組み合わせからなる組電池の単位電池を構成する。

第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４では、ケース１７、１８内に板状に形成した電池１６を冷却水流れ方向ａと直交方向に所定間隔を介して多数個積層配置し、この積層配置の電池１６群を冷却水流れ方向ａに２段にわたって設けている。

第２発熱機器用冷却ユニット１５では、ケース１８内に板状の電池１６群の他に、板状の直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１９、２０と、板状の電装品２１とを集中配置している。

なお、第１直流電圧変換器１９は降圧用であり、例えば、３００Ｖを１２ｖに降圧する。第２直流電圧変換器２０は昇圧用であり、例えば、３００Ｖを６００ｖに昇圧する。電装品２１は一般にジャンクションボックスと称され、システムメインリレー等を含むものである。

第１発熱機器用冷却ユニット１４のケース１７内の一端側に入口通路部２２が、他端側に出口通路部２３がそれぞれ形成される。入口通路部２２には入口パイプ２２ａから冷却水が流入する。入口通路部２２と出口通路部２３間に電池１６の相互間に位置する扁平状の冷却通路２４が多数個並列に形成される。

第２発熱機器用冷却ユニット１５のケース１８内の一端側に入口通路部２５が、他端側に中間折り返し通路部２６がそれぞれ形成される。この両通路部２５、２６間に電池１６の相互間に位置する扁平状の冷却通路２７が多数個並列に形成される。

第１発熱機器用冷却ユニット１４内の入口通路部２２は接続ホース２８を介して第２発熱機器用冷却ユニット１５内の入口通路部２５に接続される。また、第１発熱機器用冷却ユニット１４内の出口通路部２３は接続ホース２９を介して第２発熱機器用冷却ユニット１５内の中間折り返し通路部２６に接続される。

従って、第１発熱機器用冷却ユニット１４内の多数の冷却通路２４を冷却水が矢印ａのように並列に流れるとともに、第２発熱機器用冷却ユニット１５内の多数の冷却通路２７を冷却水が矢印ｂのように並列に流れる。

第２発熱機器用冷却ユニット１５では、互いに隣接する入口通路部２５と出口通路部３０との間に仕切部３１を設けている。直流電圧変換器１９、２０と電装品２１は、出口通路部３０と中間折り返し通路部２６の出口側部分との間に配置されている。出口通路部３０には冷却水の出口パイプ３０ａが接続されている。直流電圧変換器１９、２０と電装品２１の相互間にも扁平状の冷却通路３２が複数個並列に形成される。

これにより、第２発熱機器用冷却ユニット１５では、冷却通路２７を通過した冷却水、および第１発熱機器用冷却ユニット１４内の冷却通路２４を通過した冷却水が中間折り返し通路部２６に流入する。従って、この中間折り返し通路部２６にて第１、第２の両冷却ユニット１４、１５の冷却通路２４、２７の冷却水が合流し、この合流後の冷却水が複数の冷却通路３２を矢印ｄのように並列に流れる。

ここで、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１を冷却する複数の冷却通路３２の通路断面積の総和は、電池１６側の冷却通路２４、２７の通路断面積の総和よりも十分小さく設定してある。これにより、冷却通路３２における冷却水の流速を電池側冷却通路２４、２７における冷却水の流速よりも十分高くすることができる。

発熱機器冷却水回路Ｃのうち、第２発熱機器用冷却ユニット１５の出口側に電動式のウォータポンプ３３を配置し、このウォータポンプ３３の作動により発熱機器冷却水回路Ｃに冷却水を循環する。

ウォータポンプ３３の吐出側には冷却水流路切替手段をなすサーモスタット３４が配置されている。このサーモスタット３４は第１連絡通路３５を介してエンジン冷却水回路Ａのうちヒータコア６の入口側に接続される。

サーモスタット３４はエンジン１側のサーモスタット３と同様の冷却水温度応動弁であり、サーモワックス（感温部材）の温度による体積変化を利用して弁体を変位させて、第１連絡通路３５を開閉する。

具体的には、サーモスタット３４はウォータポンプ３３の吐出側と発熱機器用ラジエータ１３との間を常時連通状態に維持している。そして、第２発熱機器用冷却ユニット１５の出口側冷却水温度が所定温度（例えば、６５℃）に上昇するまではサーモスタット３４の弁体が第１連絡通路３５を開口している。これに対し、第２発熱機器用冷却ユニット１５の出口側冷却水温度が所定温度以上に上昇すると、サーモスタット３４の弁体が第１連絡通路３５を閉塞する。

また、エンジン冷却水回路Ａと発熱機器冷却水回路Ｃとによる閉回路を構成するために、第２連絡通路３６により両回路Ａ、Ｃの間を接続している。具体的には、エンジン冷却水回路Ａのヒータコア６の出口側と発熱機器冷却水回路Ｃの発熱機器用ラジエータ１３の出口側との間を第２連絡通路３６により接続している。

発熱機器冷却水回路Ｃのうち、発熱機器用ラジエータ１３の冷却水出口側と第１発熱機器用冷却ユニット１４との間には水冷媒熱交換器３７が配置されている。この水冷媒熱交換器３７は空調用冷凍サイクルＢの低温冷媒により発熱機器冷却水回路Ｃの冷却水を冷却するもので、例えば、冷媒通路と冷却水通路とを２重管により構成したものである。

水冷媒熱交換器３７の冷媒入口部には、冷媒通路を開閉する電磁弁３８ａと高圧冷媒を減圧する減圧器３８ｂとを一体化した弁装置３８が配置されている。ここで、減圧器３８ｂは、電磁弁３８ａの入口通路または出口通路に一体形成したオリフィス等の固定絞りで構成できる。弁装置３８と水冷媒熱交換器３７は、空調用冷凍サイクルＢの減圧器９と蒸発器１０に対して並列接続されている。

第１発熱機器用冷却ユニット１４の入口側水温を検出する水温センサ３９の検出信号が制御装置４０に入力され、水温が所定温度（例えば、５０〜６０℃程度）以上に上昇すると、制御装置４０により弁装置３８の電磁弁３８ａが開弁するようになっている。ウォータポンプ３３、冷却ファン１４等の作動も制御装置４０により制御される。

次に、第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５の具体的熱交換器構造を図２により説明すると、図２は第１発熱機器用冷却ユニット１４の熱交換器構造の一部を拡大図示する断面図であって、金属薄板材からなる熱交換板部材５１、５２は互いの接合面Ｓに対して外側へ凸状に突き出した断面形状を持つように成形されている。

そのため、２枚の熱交換板部材５１、５２を接合面Ｓにて最中状に接合すると、２枚の熱交換板部材５１、５２の内側に図１の冷却通路２４を形成できる。

各熱交換板部材５１、５２の長手方向（冷却水流れ方向ａ）の両端部付近にそれぞれ連通穴５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを開けて、この連通穴５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ相互間を入口側管状体５３、出口側管状体５４により接続するようになっている。これにより、入口側管状体５３の内側に図１の入口通路部２２を形成し、出口側管状体５４の内側に図１の出口通路部２３を形成できる。

入口側管状体５３および出口側管状体５４の軸方向の中央部には径外方側へ膨出する蛇腹形状部５３ａ、５４ａが一体成形されている。この蛇腹形状部５３ａ、５４ａは、両管状体５３、５４の軸方向への弾性変形を容易にするためのものである。

熱交換板部材５１、５２、および両管状体５３、５４および入口パイプ２２ａ等は、いずれも熱伝導性に優れた金属、具体的にはアルミニウムで成形され、熱交換板部材５１、５２相互間の接合、熱交換板部材５１、５２と両管状体５３、５４との間の接合、および入口パイプ２２ａの接合等をろう付けで行うようになっている。このろう付けは、熱交換器構成を仮組み付けした後に、その仮組み付け体をろう付け加熱炉内に搬入して各接合部を同時に一体ろう付けすることができる。

このように一体に接合された熱交換器構造においては、２枚の熱交換板部材５１、５２の外側面と、入口側管状体５３および出口側管状体５４との間に、冷却通路２４の長手方向（冷却水流れ方向ａ）に延びる扁平状の機器収容空間５５が形成される。

そこで、この機器収容空間５５内にそれぞれ板状に形成された電池１６を収容している。ここで、板状の電池１６の表裏両面と、熱交換板部材５１、５２の外側面（空気側面）との間には電気絶縁のための薄板状の絶縁部材５６が配置されている。絶縁部材５６の材質は高度の電気絶縁性が得られるセラミック系の絶縁材が好適である。

そして、電池１６と熱交換板部材５１、５２との間の熱伝達効率を高めるために、板状の電池１６は薄板状の絶縁部材５６を介在して熱交換板部材５１、５２の外側面相互間に圧接状態で挿入される。この電池１６の圧接状態は、両管状体５３、５４に設けた蛇腹形状部５３ａ、５４ａの弾性変形によって保持できる。

なお、図２では、電池１６を冷却水流れ方向ａに１個のみ配置する例を図示しているが、電池１６を図１のように熱交換板部材５１、５２の外側面相互間において冷却水流れ方向ａに２個直列に配置してもよいことはもちろんである。

以上、図２では第１発熱機器用冷却ユニット１４の熱交換器構造の具体例について説明したが、第２発熱機器用冷却ユニット１５における電池１６部分の熱交換器構造も図２と同じでよい。そこで、図２では第２発熱機器用冷却ユニット１５側の要素の符号を対応する第１発熱機器用冷却ユニット１４側の要素の符号の括弧内に併記している。

また、第２発熱機器用冷却ユニット１５における第１直流電圧変換器１９、第２直流電圧変換器２０および電装品２１における熱交換器構造も基本的には図２と同じでよく、両管状体５３、５４の軸方向寸法（機器収容空間５５の厚み寸法）の変更、あるいは冷却通路３２（図１）の通路断面積を冷却通路２４、２７に対して変更する等の対応を行うだけでよい。

図３は第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５の車両搭載位置を例示するもので、車両のシート５７の下方で、車両床板５８の上面部に第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５を搭載する例を示している。第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５にはカーペット５９を被せている。第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５に対する冷却水配管６０ａ、６０ｂは車両床下側から床板５８を貫通して車室内側の冷却ユニット１４、１５に接続される。

なお、図３では車両床板５８の上面部（車室内側）に第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５を搭載しているが、第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５を車両床板５８の下方側（床下）に搭載してもよい。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。車両操作スイッチ（図示せず）が車両エンジン１の作動位置に操作されているときは、制御装置４０によりウォータポンプ３３に通電し、このウォータポンプ３３を作動させる。

ここで、第２発熱機器用冷却ユニット１５の出口側冷却水温度が所定温度（例えば、 ６５℃）に上昇するまではサーモスタット３４の弁体が第１連絡通路３５を開口するので、発熱機器冷却水回路Ｃとエンジン冷却水回路Ａとの間は連通している。

一方、弁装置３８に一体化された電磁弁３８ａは、水温センサ３９により検出される、第１発熱機器用冷却ユニット１４の入口側水温が所定温度（例えば、３０〜４０℃程度）以上に上昇するまでは閉弁状態を維持する。このため、水冷媒熱交換器３７の冷媒通路に冷凍サイクルＢの冷媒が流れない。従って、冷却水は水冷媒熱交換器３７を単に通過するのみで、冷却されない。

これにより、ウォータポンプ３３が圧送する冷却水の大部分が、第２発熱機器用冷却ユニット１５の出口側からサーモスタット３４→第１連絡通路３５→ヒータコア６→第２連絡通路３６→水冷媒熱交換器３７→第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５の経路で流れ、発熱機器用ラジエータ１３には少量の冷却水が循環するのみである。

そのため、発熱機器冷却水回路Ｃの第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５で吸熱して温度上昇した冷却水は、ヒータコア６の入口部でエンジン冷却水回路Ａの冷却水と混合してエンジン冷却水回路Ａの冷却水温度の上昇を促進できる。従って、冬期の寒冷時には、車両エンジン１の暖機促進、およびヒータコア６による車室内暖房の立ち上げの促進（即効暖房）といった効果を発揮できる。

そして、第２発熱機器用冷却ユニット１５の出口側冷却水温度が上記所定温度まで上昇すると、サーモスタット３４の弁体が第１連絡通路３５を閉塞するので、発熱機器冷却水回路Ｃとエンジン冷却水回路Ａとの連通が遮断される。そのため、発熱機器冷却水回路Ｃの冷却水の全量が発熱機器用ラジエータ１３に循環し、ここで、冷却される。

一方、夏期の高外気温時のように、発熱機器用ラジエータ１３の冷却性能が低下して、ラジエータ１３の出口側冷却水温度、換言すると、第１発熱機器用冷却ユニット１４の入口側冷却水温度（水温センサ３９の検出温度）が所定温度（例えば、５０〜６０℃程度）以上に上昇すると、制御装置４０により弁装置３８の電磁弁３８ａに通電され、この電磁弁３８ａが開弁する。

すると、弁装置３８の減圧器３８ｂにて減圧された低圧冷媒が水冷媒熱交換器３７の冷媒通路に流入して冷却水から吸熱して蒸発するので、水冷媒熱交換器３７の冷却水通路の冷却水を低圧冷媒にて積極的に冷却できる。そのため、夏期の高外気温時にも、電池１６等の発熱機器の管理温度が異常に上昇することをを回避できる。

次に、第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５における冷却作用を説明すると、発熱機器用ラジエータ１３あるいは水冷媒熱交換器３７で冷却されされた低温冷却水は、第１発熱機器用冷却ユニット１４の冷却通路２４と第２発熱機器用冷却ユニット１５の冷却通路２７を並列に流れ、その後に、この並列の冷却水流れが合流して冷却通路３２を通過する。

この冷却水流れによって、電池１６、第１、第２直流電圧変換器１９、２０および電装品２１を冷却する。ここで、第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５における熱交換器構造は、各発熱機器（電池１６、第１、第２直流電圧変換器１９、２０および電装品２１）をそれぞれ板状に形成し、その板形状の表裏両面に冷却通路２４、２７、３２を形成して、各発熱機器を表裏両面から冷却するようにしている。換言すると、複数の板状の発熱機器に対する両面冷却の熱交換器構造を採用しているから、各発熱機器の冷却のための伝熱面積を効果的に増大でき、各発熱機器の冷却性能を有効に発揮できる。

また、電池１６の管理温度に比較して、第１、第２直流電圧変換器１９、２０および電装品２１の管理温度の方が高い。ここで、管理温度とは各発熱機器を所定の使用期間の耐久寿命を確保するための上限温度であって、電池１６の管理温度は例えば、５０℃付近である。これに対し、第１、第２直流電圧変換器１９、２０の管理温度は例えば、８５〜９０℃付近である。また、電装品２１の管理温度は第１、第２直流電圧変換器１９、２０と同程度である。

そこで、冷却水流れの上流側に各電池１６の冷却通路２４、２７を配置し、冷却水流れの下流側に第１、第２直流電圧変換器１９、２０および電装品２１の冷却通路３２を配置している。これにより、電池１６と冷却水との温度差、および第１、第２直流電圧変換器１９、２０、電装品２１と冷却水との温度差を双方とも大きくできるので、管理温度の差がある複数の発熱機器をいずれも管理温度以内に冷却できる。

また、電池１６の多数の冷却通路２４、２７を並列に通過した冷却水を合流させ、その合流冷却水を直流電圧変換器１９、２０部分の少数の冷却通路３２に流すとともに、冷却通路３２の総通路断面積を冷却通路２４、２７の総通路断面積より小さくしているので、冷却通路３２では電池側の冷却通路２４、２７に比較して冷却水の流速が上昇して、冷却水の流れが乱れることにより水側熱伝達率を向上できる。

これと同時に、少数の冷却通路３２では電池側の冷却通路２４、２７に比較して通路１つ当たりの冷却水流量も増加する。以上の結果、冷却水流れの下流側に位置する、管理温度の高い直流電圧変換器１９、２０および電装品２１を良好に冷却できる。

ところで、本実施形態によると、複数の種類の異なる発熱機器である電池１６、直流電圧変換器１９、２０、および電装品２１をすべて同一の板形状、具体的には、矩形の板形状に揃えて、これらの板形状の発熱機器を積層配置するとともに、板形状の発熱機器の表裏両面を冷却する両面冷却型の熱交換器構造にしているから、複数の種類の異なる発熱機器を集中的に効率よく冷却でき、発熱機器冷却構造の体格を効果的に小型化できる。

さらに、冷却水流れ方向ａに直列配置した２枚の電池１６の合計平面面積と、冷却水流れ方向ｂに直列配置した２枚の電池１６の合計平面面積と、直流電圧変換器１９、２０の平面面積と、電装品２１の平面面積はほぼ同一に設計してあるので、２つの冷却ユニット１４、１５の体格を無駄なくコンパクトに設計できる。

このような発熱機器冷却構造の小型化のために、本実施形態では電池１６の板形状の厚さは１２ｍｍ以下とし、直流電圧変換器１９、２０の板形状の厚さは３０ｍｍ以下とし、電装品２１の板形状の厚さは５０ｍｍ以下としている。

なお、図１の例では、冷却ユニットを第１発熱機器用冷却ユニット１４と第２発熱機器用冷却ユニット１５とに分割して構成しているが、例えば、第２発熱機器用冷却ユニット１５における電池１６の収容スペースを拡大して、第２発熱機器用冷却ユニット１５内に第１発熱機器用冷却ユニット１４の電池１６も収容するようにしてもよい。これよれば、１つの冷却ユニット１５内に冷却対象の複数の発熱機器（１６、１９、２０、２１）をすべて収容できる。

（第２実施形態）
図４は第２実施形態であり、ばね部材６１のばね力により各種発熱機器（電池１６、直流電圧変換器１９、２０、電装品２１）と、熱交換板部材５１、５２との圧接をより一層確実に行うものである。なお、図４は第１実施形態の第２発熱機器用冷却ユニット１５に対応するものとして説明するので、第２発熱機器用冷却ユニット１５と同等部分に同一符号を付している。

ばね部材６１は金属ばね材にて皿ばね形状に成形され、熱交換板部材５１、５２のうち積層方向の一端部に位置する熱交換板部材５１とケース１８の一端側内壁面との間に配置される。

一方、熱交換板部材５１、５２のうち積層方向の他端部に位置する熱交換板部材５２とケース１８の他端側内壁面との間には電装品２１が配置される。ケース１８は剛体であって、樹脂のような電気絶縁材、または電気絶縁層を金属表面に形成した金属材から構成される。

そして、ばね部材６１を熱交換板部材５１とケース１８の一端側内壁面との間で圧縮されるようにケース１８内に組み付けることにより、ばね部材６１の弾性反力（ばね力）により各種発熱機器（１６、１９、２０、２１）と熱交換板部材５１、５２との圧接をより一層確実に行うことができる。これにより、各種発熱機器と熱交換板部材５１、５２との間の伝熱量を増大して、各種発熱機器の冷却性能を向上できる。

なお、第２実施形態では、電装品２１の表裏両面の片側面のみを熱交換板部材５２に圧接させる構成としている。また、隣接する入口通路部２５と出口通路部３０との間を遮断する仕切部３１は、２枚の熱交換板部材５１、５２の間に接合される金属板材で構成している。この仕切部３１の金属板材には、中間折り返し通路部２６の連通のための連通穴３１ａが開けてある。

（第３実施形態）
図５は第３実施形態であり、上記第２実施形態（図４）の変形である。第３実施形態では仕切部３１よりも出口通路部３０側の領域に直流電圧変換器１９、２０を並列に配置し、電装品２１（図示せず）をケース１８内に配置せず、ケース１８の外側に配置する。

（第４実施形態）
図６は第４実施形態であり、上記第３施形態（図５）の構成を２つのケース１８Ａ、１８Ｂ内に分散配置している。具体的には、第１ケース１８Ａ側に電池１６の冷却用の熱交換器構造を構成し、第２ケース１８Ｂ側に直流電圧変換器１９、２０の冷却用の熱交換器構造を構成している。第１ケース１８Ａ側の熱交換器構造の出口通路部２６Ａと、第２ケース１８Ｂ側の熱交換器構造の入口通路部２６Ｂとの間を連通パイプ２６Ｃにより連通している。

（第５実施形態）
第１〜第３実施形態では、管理温度の高い直流電圧変換器１９、２０と管理温度の低い電池１６とを同一ケース１８内にて隣接配置しているので、図７（ａ）の矢印Ｅに示すように管理温度の高い直流電圧変換器１９、２０から管理温度の低い電池１６への熱移動が発生しやくすく、この影響で電池温度が上昇する。

そこで、第５実施形態では、図７（ｂ）に示すように管理温度の高い直流電圧変換器１９、２０と管理温度の低い電池１６との間に、樹脂等の断熱材からなる電池代替部材（ダミースペーサ）６２を配置して、管理温度の高い直流電圧変換器１９、２０から管理温度の低い電池１６への熱移動を抑制する。

（第６実施形態）
第１実施形態では、システムメインリレー等を含む電装品２１を直流電圧変換器１９、２０と同様の板形状に形成し、電装品２１と直流電圧変換器１９、２０を冷却水流れに対して並列配置しているが、第６実施形態では、図８に示すようにボックス形状に形成した電装品２１を、板形状の直流電圧変換器１９、２０に対して冷却水流れ下流側に配置している。

（第７実施形態）
図９は第７実施形態であり、第１実施形態における水冷媒熱交換器３７等を廃止して発熱機器冷却水回路Ｃにおける冷却水の冷却を発熱機器用ラジエータ１３のみで行う例である。なお、第７実施形態では発熱機器用冷却ユニットとして、第１実施形態の第２発熱機器用冷却ユニット１５に対応する冷却ユニット１５を１個のみ設けている。

（第８実施形態）
図１０は第８実施形態であり、発熱機器用ラジエータとして、発熱機器冷却水回路Ｃにおける冷却水の全量が通過する主ラジエータ１３と、この主ラジエータ１３出口側の冷却水通路を主通路６３と補助通路６４とに分岐し、補助通路６４に補助ラジエータ６５を追加している。

これにより、電池１６は、主ラジエータ１３と補助ラジエータ６５の両方で冷却された冷却水で低温に冷却できるようにしている。これに対し、直流電圧変換器１９、２０と電装品２１は、電池１６側の冷却通路２７通過後の冷却水と主通路６３からの冷却水との混合冷却水にて冷却する。

（第９実施形態）
図１１は第９実施形態であり、ウォータポンプ３３の吐出通路を主通路６６と補助通路６７とに分岐し、補助通路６７に発熱機器用ラジエータ１３を設け、このラジエータ１３で冷却された冷却水で電池１６を冷却する。

これに対し、直流電圧変換器１９、２０と電装品２１は、電池１６側の冷却通路２７通過後の冷却水と主通路６６からの冷却水との混合冷却水にて冷却する。

（第１０実施形態）
図１２は第１０実施形態であり、発熱機器用冷却ユニット１５において電池１６側の冷却水は空調用冷凍サイクルＢの低温冷媒により冷却し、これに対し、直流電圧変換器１９、２０と電装品２１側の冷却水は発熱機器用ラジエータ１３により冷却する。

このため、電池側の入口通路部２５と、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１側の出口通路部３０との間、電池側の出口通路部２６Ａと、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１側の入口通路部２６Ｂとの間を仕切部３１により仕切っている。

これにより、電池側の冷却通路２７には水冷媒熱交換器３７で冷却された低温冷却水をウォータポンプ６８により循環する。また、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１側の冷却通路３２には発熱機器用ラジエータ１３により冷却された低温冷却水をウォータポンプ３３により循環する。

なお、第１０実施形態では、第１実施形態の弁装置３８の電磁弁３８ａを減圧器３８ｂから分離して水冷媒熱交換器３７の冷媒通路下流側に配置している。

（第１１実施形態）
図１３は第１１実施形態であり、発熱機器用冷却ユニット１５において電池１６側の冷却水のみならず、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１側の冷却水もすべて空調用冷凍サイクルＢの冷熱により冷却する。これにより、発熱機器用ラジエータ１３を廃止している。

（第１２実施形態）
図１４は第１２実施形態であり、発熱機器用冷却ユニット１５の冷却流体として冷却水を用いずに、空調用冷凍サイクルＢの冷媒を直接用いる方式（冷媒冷却方式）に関する。

このため、冷凍サイクルＢにおいて凝縮器７の出口側から圧縮機７の吸入側に至る分岐冷媒通路６９を設け、この分岐冷媒通路６９に高圧液冷媒を圧送する電動式の液冷媒ポンプ７０、減圧器７１および発熱機器用冷却ユニット１５を直列に設けている。発熱機器用冷却ユニット１５においては、電池側の冷却通路２７を冷媒流れの上流側に配置し、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１側の冷却通路３２を冷媒流れの下流側に配置している。

（第１３実施形態）
図１５は第１３実施形態であり、空冷方式と水冷方式とを組み合わせて発熱機器用冷却ユニット１５を冷却する。

このため、発熱機器用冷却ユニット１５において、電池側の冷却通路２７には図示しない送風機により車室内空気Ｆを送風して、電池１６を空冷する。これに対し、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１側の冷却通路３２には発熱機器用ラジエータ１３により冷却された低温冷却水をウォータポンプ３３により循環して、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１を水冷する。

（第１４実施形態）
図１６は第１４実施形態であり、発熱機器用冷却ユニット１５の全体を空冷方式とする場合の車両搭載構造を例示する。電動式の送風機７２は車室内空気を吸入して発熱機器用冷却ユニット１５のケース１８内に送風して、ケース１８内の電池１６、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１のすべてを空冷する。

これらを空冷した空気はケース１８の吹出口７３から再び車室内へ戻る。この空冷後の空気を車両床板５８の下方（車室外）へ導くようにしてもよい。

（第１５実施形態）
図１７は第１５実施形態であり、低外気温時に直流電圧変換器１９、２０側の発熱量を利用して電池１６を予熱できるようにしたものである。

このため、第１５実施形態では発熱機器用ラジエータ１３と並列のバイパス通路７３を設け、このバイパス通路７４を流路切替手段をなすサモースタット３４にて開閉するようにしている。

具体的には、サモースタット３４は発熱機器冷却水回路Ｃを常時開口したままに維持し、かつ、水温が所定温度（例えば、４０℃程度）に上昇するまでは、バイパス通路７４を開口して直流電圧変換器１９、２０で加熱された冷却水をバイパス通路７４により発熱機器用冷却ユニット１４、１５の入口側へ直接戻して、電池１６を予熱する。このとき、発熱機器用ラジエータ１３はバイパス通路７４により短絡されるので、発熱機器用ラジエータ１３には少量の冷却水が流れるだけである。

サモースタット３４部の水温が上記所定温度以上に上昇すると、サモースタット３４がバイパス通路７４を遮断するので、冷却水の全量が発熱機器用ラジエータ１３を通過して流れ、冷却水がラジエータ１３にて冷却される。

（第１６実施形態）
図１８は第１６実施形態であり、シート暖房機能を発揮できるようにしたものである。車両のシート５７に冷却水（温水）を熱源とする放熱器７４を配置し、発熱機器冷却水回路Ｃのうち発熱機器用冷却ユニット１４、１５の出口側流路に放熱器７５を電動式の流路切替弁７６を介して接続している。

シート暖房機能を行うときは、流路切替弁７６を放熱器７５側の流路７７を開口して、発熱機器冷却水回路Ｃの主流路７８を閉塞する状態に切り替える。これにより、発熱機器用冷却ユニット１４、１５の出口側の高温の冷却水を放熱器７５に導入して、放熱器７５によりシート５７を加熱してシート暖房機能を発揮できる。

ここで、放熱器７５によりシート５７自体を直接加熱するようにしてよいが、あるいは放熱器７５により加熱された空気（温風）を図示しない送風機にてシート５７の表皮部材に設けた多数の微小吹出穴から吹き出すようにしてもよい。

（第１７実施形態）
図１９は第１７実施形態であり、第１実施形態におけるサモースタット３４をエンジン冷却水回路Ａのうち、暖房用ヒータコア６の出口側通路に配置している。

このサーモスタット３４は、暖房用ヒータコア６の出口側冷却水温度が所定温度（例えば、４０〜５０℃程度）に上昇するまでは連絡通路３６を開口して暖房用ヒータコア６の出口側通路を連絡通路３６に連通している。

これに対し、暖房用ヒータコア６の出口側冷却水温度が上記所定温度以上に上昇すると、サーモスタット３４の弁体が連絡通路３６を閉塞して、暖房用ヒータコア６の出口側通路をエンジン冷却水回路Ａのウォータポンプ２吸入側に連通させる。

また、発熱機器冷却水回路Ｃのウォータポンプ３３の出口側とエンジン冷却水回路Ａのサーモスタット３４の出口側との間を連絡通路３５により接続している。

第１７実施形態によると、暖房用ヒータコア６の出口側冷却水温度が所定温度（例えば、４０〜５０℃程度）に上昇するまでは、サーモスタット３４が連絡通路３６を開口している。これにより、発熱機器冷却水回路Ｃのウォータポンプ３３出口側→連絡通路３５→エンジン冷却水回路Ａのウォータポンプ２→エンジン１→暖房用ヒータコア６→サーモスタット３４→連絡通路３６→水冷媒熱交換器３７→第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５→ウォータポンプ３３の吸入側に至る閉回路が形成される。

このため、発熱機器冷却水回路Ｃの第１、第２発熱機器用冷却ユニット１４、１５で吸熱して温度上昇した冷却水がエンジン冷却水回路Ａのウォータポンプ２の吸入側に流入する。

従って、このウォータポンプ２の吸入側でエンジン冷却水回路Ａの冷却水と発熱機器冷却水回路Ｃの冷却水が混合してエンジン冷却水回路Ａの冷却水温度の上昇を促進できる。これにより、冬期の寒冷時には、車両エンジン１の暖機を促進できるとともに、ヒータコア６による車室内即効暖房を促進できる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上述の第１〜第１７実施形態に限定されることなく、さらに、以下のように種々変形可能である。

（１）第１実施形態等では、電池１６を冷却するに際して、電池１６の板形状の表裏両面の全域にわたって冷却通路２４、２７を形成する例について説明したが、特開２００２−５６９０４号公報に記載されているように、電池１６の端子部のみに冷却通路２４、２７を形成するようにしてもよい。

（２）第１実施形態等では、複数の発熱機器の組み合わせとして、電池１６、直流電圧変換器１９、２０および電装品２１の組み合わせを示しているが、電池を含まない組み合わせ、例えば、直流電圧変換器１９、２０と電装品２１のみの組み合わせを本発明の発熱機器冷却構造に適用してもよい。

（３）発熱機器用冷却ユニット１４、１５の搭載位置として、電池（バッテリ）容量が小さい場合は、車両の助手席側シートの下方位置のみに発熱機器用冷却ユニット１４、１５を搭載し、電池（バッテリ）容量が大きい場合は、車両の助手席側シートおよび運転席側シートの両方の下方位置に発熱機器用冷却ユニット１４、１５を搭載すればよい。

（４）上述の実施形態の中で、冷却ユニット１４、１５における冷却流体として、水、空気、冷媒の３種類について説明したが、冷却流体としてオイル類を用いて発熱機器を液冷するようにしてもよい。

（５）空調用冷凍サイクルＢの圧縮機７が空調側の制御条件では停止状態になっている条件でも、圧縮機７を短時間だけ強制的に運転して水冷媒熱交換器３７において低温の冷水をつくっておき、発熱機器の瞬時発熱にもこの低温の冷水を用いて発熱機器を急速冷却できるようにしてもよい。

（６）上述の実施形態では、冷却水流路切替手段をなすサーモスタット３４を水温に直接応動する冷却水温度応動弁で構成しているが、この冷却水温度応動弁の代わりに冷却水温度に応じて電気的に開閉制御される電動弁を用いてもよい。

本発明の第１実施形態を示す全体システム構成図である。 第１実施形態による発熱機器用冷却ユニットの熱交換器構造の要部断面図である。 第１実施形態による発熱機器用冷却ユニットの車両搭載図である。 第２実施形態による発熱機器用冷却ユニットの概略断面図である。 第３実施形態による発熱機器用冷却ユニットの概略断面図である。 第４実施形態による発熱機器用冷却ユニットの概略断面図である。 （ａ）は第５実施形態による課題を説明する熱交換器構造の要部断面図、（ｂ）は第５実施形態による熱交換器構造の要部断面図である。 第６実施形態による発熱機器用冷却ユニットの概略断面図である。 第７実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷却水回路図である。 第８実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷却水回路図である。 第９実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷却水回路図である。 第１０実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷却水回路図である。 第１１実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷却水回路図である。 第１２実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷媒回路図である。 第１３実施形態による発熱機器用冷却ユニットの冷却水回路図である。 第１４実施形態による発熱機器用冷却ユニットの車両搭載図である。 第１５実施形態を示す全体システム構成図である。 第１６実施形態による発熱機器用冷却ユニットの車両搭載図である。 第１７実施形態を示す全体システム構成図である。

符号の説明

１６…電池（発熱機器）、１９、２０…直流電圧変換器（発熱機器）、
２１…電装品（発熱機器）、２４、２７、３２…冷却通路、
５１、５２…熱交換部材。

Claims (21)

1. 板状に形成された複数の発熱機器（１６、１９〜２１）を有し、
   前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）は所定間隔を介して板厚方向に積層配置され、前記所定間隔の部分に冷却通路（２４、２７、３２）が構成され、
   前記冷却通路（２４、２７、３２）を通過する冷却流体により前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）が冷却されるようにしたことを特徴とする発熱機器の冷却構造。
2. 板状に形成された複数の発熱機器（１６、１９〜２１）と、
   前記板状の発熱機器（１６、１９〜２１）を収容する扁平状の機器収容空間（５５）および扁平状の冷却通路（２４、２７、３２）を前記発熱機器（１６、１９〜２１）の板厚方向に交互に形成する熱交換部材（５１、５２）とを有し、
   前記冷却通路（２４、２７、３２）を通過する冷却流体により前記熱交換部材（５１、５２）を介して前記発熱機器（１６、１９〜２１）の板状の両面が冷却されるようにしたことを特徴とする発熱機器の冷却構造。
3. 前記発熱機器（１６、１９〜２１）は電気機器であり、前記発熱機器（１６、１９〜２１）と前記熱交換部材（５１、５２）の壁面との間に電気絶縁部材（５６）が介在されていることを特徴とする請求項２に記載の発熱機器の冷却構造。
4. 前記発熱機器（１６、１９〜２１）と前記熱交換部材（５１、５２）とを圧接させる方向のばね力を発生するばね手段（６１）を有することを特徴とする請求項２または３に記載の発熱機器の冷却構造。
5. 前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）を１つのケース（１７、１８）内に一体に収容することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
6. 前記複数の板状の発熱機器（１６、１９〜２１）は互いに種類が異なるものであり、
   前記種類が異なる複数の発熱機器（１６、１９〜２１）が略同一の板状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
7. 前記複数の発熱機器（１６、１９〜２１）は、耐久寿命確保のための管理温度が低い第１の発熱機器（１６）と、前記第１の発熱機器（１６）よりも管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）とを包含していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
8. 前記第１の発熱機器（１６）と、前記第２の発熱機器（１９〜２１）との間に、前記両発熱機器（１６、１９〜２１）よりも断熱性に優れた発熱機器代替部材（６２）が介在されていることを特徴とする請求項７に記載の発熱機器の冷却構造。
9. 前記冷却流体の流れ方向の上流側に前記第１の発熱機器（１６）が配置され、
   前記第１の発熱機器（１６）の下流側に前記第２の発熱機器（１９〜２１）が配置されることを特徴とする請求項７または８に記載の発熱機器の冷却構造。
10. 前記第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）の通路数に比較して、前記第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）の通路数が少ないことを特徴とする請求項９に記載の発熱機器の冷却構造。
11. 前記第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）を通過する冷却流体の流速よりも前記第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）を通過する冷却流体の流速を高くする流速変更手段を有することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
12. 耐久寿命確保のための管理温度が低い第１の発熱機器（１６）と、前記第１の発熱機器（１６）よりも管理温度が高い第２の発熱機器（１９〜２１）とを有し、
    前記第１の発熱機器（１６）および前記第２の発熱機器（１９〜２１）を同一の冷却流体にて冷却するに当たり、前記第１の発熱機器（１６）の周囲を通過する冷却流体の流速よりも前記第２の発熱機器（１９〜２１）の周囲を通過する冷却流体の流速を高くする流速変更手段を有することを特徴とする発熱機器の冷却構造。
13. 前記流速変更手段は、前記第１の発熱機器（１６）の冷却通路（２４、２７）の総通路断面積よりも前記第２の発熱機器（１９〜２１）の冷却通路（３２）の総通路断面積を小さくすることにより構成されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の発熱機器の冷却構造。
14. 前記第１の発熱機器は車載の電池（１６）であり、前記第２の発熱機器は車載の直流電圧変換器（１９、２０）であり、前記冷却流体は冷却水であることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
15. 前記冷却水が循環する発熱機器冷却水回路（Ｃ）に、空気により前記冷却水を冷却する発熱機器用ラジエータ（１３）および前記冷却水を冷凍サイクル（Ｂ）の冷媒により冷却する水冷媒熱交換器（３７）の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１４に記載の発熱機器の冷却構造。
16. 前記第１の発熱機器は車載の電池（１６）であり、前記第２の発熱機器は車載の直流電圧変換器（１９、２０）であり、前記冷却流体は空気であることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
17. 前記空気は車室内空気であることを特徴とする請求項１６に記載の発熱機器の冷却構造。
18. 前記電池（１６）および前記直流電圧変換器（１９、２０）を包含する冷却ユニット（１４、１５）が車両のシート（５７）の下方部に搭載されることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
19. 前記冷却水を熱源として車両のシート（５７）を加熱するシート用放熱器（７５）を備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載の発熱機器の冷却構造。
20. エンジン冷却水回路（Ａ）を備える車両に搭載される発熱機器の冷却構造であって、
    前記冷却流体は冷却水であり、前記第１の発熱機器（１６）および前記第２の発熱機器（１９〜２１）を通過して温度上昇した前記冷却水を前記エンジン冷却水回路（Ａ）に流入させるように冷却水流路を切り替える流路切替手段（３４）を備えることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
21. 前記冷却流体は冷却水であり、前記第２の発熱機器（１９〜２１）を通過して温度上昇した前記冷却水を前記第１の発熱機器（１６）側へ直接戻すように冷却水流路を切り替える流路切替手段（３４）を備えることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却構造。
    

Images