JP2007123606A - Cooling structure of electrical equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling structure of electrical equipment which can suppress the variation of flow rate of a cooling medium in a plurality of coolant paths while attaining miniaturization. <P>SOLUTION: The cooling structure of the electrical equipment is equipped with an inverter, a plurality of cooling medium paths 724 in which the cooling medium for the inverter flows, an inlet 722 into which the cooling medium supplied to the plurality of cooling medium paths 724 flows, wherein the plurality of cooling medium paths 724 extends toward the direction crossing the lining direction of the inlet 722 and the plurality of the cooling medium paths. The cooling structure of the electrical equipment is further equipped with a cooling medium distributing mechanism to promote the distribution of the cooling medium to the each cooling medium path 724 by suppressing the flow of the cooling medium. The cooling medium distributing mechanism has a flow rate suppressing function to suppress the flow rate of the cooling medium flowing in at least one cooling medium path 724. This flow rate suppressing function is realized by walls 726A, 726B, 726C provided on the cooling medium paths 724. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気機器の冷却構造に関し、特に、複数の冷却媒体通路を有する電気機器の冷却構造に関する。   The present invention relates to a cooling structure for an electric device, and more particularly to a cooling structure for an electric device having a plurality of cooling medium passages.

入口部から冷却媒体通路へ向かう冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延在する冷却媒体通路（横流し水路）を有する電気機器の冷却構造が従来から知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cooling structure for an electric device having a cooling medium passage (cross flow channel) extending in a direction intersecting with a flow direction of the cooling medium from an inlet portion toward the cooling medium passage is known.

たとえば、米国特許第５５０４３７８号明細書（特許文献１）においては、横流れ水路を有するスイッチングモジュールの直接冷却構造が開示されている。   For example, US Pat. No. 5,504,378 (Patent Document 1) discloses a direct cooling structure for a switching module having a cross flow channel.

また、特開２００４−２８４０３号公報（特許文献２）においては、冷却水の入口部と出口部とが一方の辺に設けられた発熱体冷却器が開示されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2004-28403 (Patent Document 2) discloses a heating element cooler in which an inlet portion and an outlet portion of cooling water are provided on one side.

また、特開２００５−６４３８２号公報（特許文献３）においては、冷却水の入口部と出口部とが一方の辺に設けられた、複数の電子部品を両面から冷却するための冷却器が開示されている。
米国特許第５５０４３７８号明細書 特開２００４−２８４０３号公報 特開２００５−６４３８２号公報 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-64382 (Patent Document 3) discloses a cooler for cooling a plurality of electronic components from both sides, in which an inlet portion and an outlet portion of cooling water are provided on one side. Has been.
US Pat. No. 5,504,378 JP 2004-28403 A JP 2005-64382 A

特許文献１に記載の冷却構造では、冷却媒体の入口部から離れた箇所において、冷却媒体通路に冷却媒体が流れにくい場合がある。この場合、複数の冷却媒体通路に流入する冷却媒体の流量が、各々の冷却媒体通路ごとにばらつくこととなる。これに対し、入口部から離れた冷却媒体通路の幅を拡大すると、上記ばらつきを抑制することはできるが、一方で、冷却構造が大型化する。   In the cooling structure described in Patent Document 1, the cooling medium may not easily flow into the cooling medium passage at a location away from the inlet of the cooling medium. In this case, the flow rate of the cooling medium flowing into the plurality of cooling medium passages varies for each cooling medium passage. On the other hand, if the width of the cooling medium passage away from the inlet portion is increased, the above-described variation can be suppressed, but the cooling structure is enlarged.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、小型化を図りながら複数の冷却媒体通路における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することが可能な電気機器の冷却構造を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is an electric apparatus capable of suppressing variation in the flow rate of the cooling medium in a plurality of cooling medium passages while reducing the size. It is to provide a cooling structure.

本発明に係る電気機器の冷却構造は、電気機器と、電気機器用の冷却媒体が流れる複数の冷却媒体通路と、複数の冷却媒体通路に供給される冷却媒体が流入する入口部とを備え、複数の冷却媒体通路は、入口部と複数の冷却媒体通路とが並ぶ方向と交差する方向に延在する。そして、電気機器の冷却構造は、冷却媒体の流れを抑制することにより、各々の冷却媒体通路への冷却媒体の分散を促進する冷却媒体分散機構をさらに備える。   The cooling structure for an electric device according to the present invention includes an electric device, a plurality of cooling medium passages through which a cooling medium for the electric device flows, and an inlet portion into which a cooling medium supplied to the plurality of cooling medium passages flows. The plurality of cooling medium passages extend in a direction crossing the direction in which the inlet portion and the plurality of cooling medium passages are arranged. And the cooling structure of an electric equipment is further provided with the cooling medium dispersion | distribution mechanism which accelerates | stimulates dispersion | distribution of the cooling medium to each cooling medium channel | path by suppressing the flow of a cooling medium.

上記構成によれば、冷却媒体通路の幅を過度に拡大することなく、複数の冷却媒体通路に流入する冷却媒体の流量をコントロールすることができる。この結果、電気機器の冷却構造の小型化を図りながら、複数の冷却媒体通路における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   According to the above configuration, the flow rate of the cooling medium flowing into the plurality of cooling medium passages can be controlled without excessively increasing the width of the cooling medium passage. As a result, it is possible to suppress variations in the flow rate of the cooling medium in the plurality of cooling medium passages while reducing the size of the cooling structure of the electrical device.

上記電気機器の冷却構造において、好ましくは、冷却媒体分散機構は、少なくとも１つの冷却媒体通路を流れる冷却媒体の流量を抑制する流量抑制機能を有する。   In the cooling structure for an electric device, preferably, the cooling medium dispersion mechanism has a flow rate suppressing function for suppressing a flow rate of the cooling medium flowing through at least one cooling medium passage.

上記構成によれば、流量抑制機能を有する冷却媒体通路を選択的に設けることにより、冷却媒体の分散を促進することができる。また、冷却性能を要求する箇所の近傍に流量抑制機能を設けることにより、冷却媒体の分散を促進することに加えて、当該箇所での乱流の生成を促進して、冷却効率の向上を図ることができる。   According to the said structure, dispersion | distribution of a cooling medium can be promoted by selectively providing the cooling medium channel | path which has a flow volume suppression function. In addition to promoting the dispersion of the cooling medium by providing a flow rate suppressing function in the vicinity of the location requiring the cooling performance, the generation of turbulent flow at the location is promoted to improve the cooling efficiency. be able to.

上記電気機器の冷却構造において、好ましくは、流量抑制機能は、冷却媒体通路と交差するように該冷却媒体通路上に設けられた壁により実現される。これにより、簡単な構造で流量抑制機能を得ることができる。   In the cooling structure of the electrical device, preferably, the flow rate suppressing function is realized by a wall provided on the cooling medium passage so as to intersect the cooling medium passage. Thereby, a flow rate suppressing function can be obtained with a simple structure.

上記電気機器の冷却構造において、好ましくは、壁は、入口部からの距離が互いに異なる複数の冷却媒体通路上に設けられ、複数の冷却媒体通路に設けられた壁の高さが互いに異なる。これにより、入口部からの距離に応じて流量抑制の程度を変化させることができる。結果として、複数の冷却媒体通路における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   In the cooling structure of the electric device, preferably, the wall is provided on a plurality of cooling medium passages having different distances from the inlet portion, and the heights of the walls provided in the plurality of cooling medium passages are different from each other. Thereby, the degree of flow rate suppression can be changed according to the distance from the inlet. As a result, variation in the flow rate of the cooling medium in the plurality of cooling medium passages can be suppressed.

ここで、入口部から遠い冷却媒体通路上に位置する壁の高さは相対的に低く、入口部に近い冷却媒体通路上に位置する壁の高さは相対的に高いことが好ましい。これにより、入口部から遠い冷却媒体通路への冷却媒体の流入を促進することができる。結果として、複数の冷却媒体通路における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   Here, it is preferable that the height of the wall located on the cooling medium passage far from the inlet portion is relatively low, and the height of the wall located on the cooling medium passage near the inlet portion is relatively high. Thereby, the inflow of the cooling medium to the cooling medium passage far from the inlet portion can be promoted. As a result, variation in the flow rate of the cooling medium in the plurality of cooling medium passages can be suppressed.

上記電気機器の冷却構造において、好ましくは、壁は、入口部に近い冷却媒体通路上に選択的に設けられる。これにより、入口部に近い冷却媒体通路への冷却媒体の流入を抑制して、入口部から遠い冷却媒体通路への冷却媒体の流入を促進することができる。結果として、複数の冷却媒体通路における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   In the cooling structure of the electric device, preferably, the wall is selectively provided on the cooling medium passage close to the inlet portion. Thereby, the inflow of the cooling medium to the cooling medium passage close to the inlet portion can be suppressed, and the inflow of the cooling medium to the cooling medium passage far from the inlet portion can be promoted. As a result, variation in the flow rate of the cooling medium in the plurality of cooling medium passages can be suppressed.

上記電気機器の冷却構造において、１つの例として、電気機器はインバータを含む。この場合は、インバータの冷却を効率よく行なうことができる。   In the cooling structure of the electric device, as one example, the electric device includes an inverter. In this case, the inverter can be efficiently cooled.

本発明によれば、電気機器の冷却構造の小型化を図りながら、複数の冷却媒体通路における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dispersion | variation in the flow volume of the cooling medium in a some cooling medium channel | path can be suppressed, aiming at size reduction of the cooling structure of an electric equipment.

以下に、本発明に基づく電気機器の冷却構造の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。   Below, the embodiment of the cooling structure of the electric equipment based on this invention is described. Note that the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may not be repeated.

図１は、本発明の１つの実施の形態に係る電気機器の冷却構造を含む駆動ユニットの構造の一例を概略的に示す図である。図１に示される例では、駆動ユニット１は、ハイブリッド車両に搭載される駆動ユニットであり、モータジェネレータ１００と、ハウジング２００と、減速機構３００と、ディファレンシャル機構４００と、ドライブシャフト受け部５００と、端子台６００とを含んで構成される。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a structure of a drive unit including a cooling structure for an electric device according to an embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 1, the drive unit 1 is a drive unit mounted on a hybrid vehicle, and includes a motor generator 100, a housing 200, a speed reduction mechanism 300, a differential mechanism 400, a drive shaft receiving portion 500, And a terminal block 600.

モータジェネレータ１００は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機であり、軸受１２０を介してハウジング２００に回転可能に取付けられた回転シャフト１１０と、回転シャフト１１０に取付けられたロータ１３０と、ステータ１４０とを有する。   The motor generator 100 is a rotating electric machine having a function as an electric motor or a generator. The motor generator 100 is a rotary shaft 110 that is rotatably attached to the housing 200 via a bearing 120, a rotor 130 that is attached to the rotary shaft 110, and a stator. 140.

ロータ１３０は、たとえば、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成されたロータコアと、該ロータコアに埋設された永久磁石とを有する。永久磁石は、たとえば、ロータコアの外周近傍にほぼ等間隔を隔てて配置される。なお、ロータコアを圧粉磁心により構成してもよい。   The rotor 130 includes, for example, a rotor core configured by laminating plate-like magnetic bodies such as iron or an iron alloy, and a permanent magnet embedded in the rotor core. For example, the permanent magnets are arranged at substantially equal intervals in the vicinity of the outer periphery of the rotor core. In addition, you may comprise a rotor core with a powder magnetic core.

ステータ１４０は、リング状のステータコア１４１と、ステータコア１４１に巻回されるステータコイル１４２と、ステータコイル１４２に接続されるバスバー１４３とを有する。バスバー１４３は、ハウジング２００に設けられた端子台６００および給電ケーブル７００Ａを介してＰＣＵ（Power Control Unit）７００と接続される。また、ＰＣＵ７００は、給電ケーブル８００Ａを介してバッテリ８００に接続される。これにより、バッテリ８００とステータコイル１４２とが電気的に接続される。   The stator 140 includes a ring-shaped stator core 141, a stator coil 142 wound around the stator core 141, and a bus bar 143 connected to the stator coil 142. The bus bar 143 is connected to a PCU (Power Control Unit) 700 through a terminal block 600 provided in the housing 200 and a power supply cable 700A. PCU 700 is connected to battery 800 via power supply cable 800A. Thereby, battery 800 and stator coil 142 are electrically connected.

ステータコア１４１は、たとえば、鉄または鉄合金などの板状の磁性体を積層することにより構成される。ステータコア１４１の内周面上には複数のティース部（図示せず）および該ティース部間に形成される凹部としてのスロット部（図示せず）が形成されている。スロット部は、ステータコア１４１の内周側に開口するように設けられる。なお、ステータコア１４１を圧粉磁心により構成してもよい。   The stator core 141 is configured by, for example, laminating plate-like magnetic bodies such as iron or iron alloy. A plurality of teeth portions (not shown) and slot portions (not shown) as recesses formed between the teeth portions are formed on the inner peripheral surface of the stator core 141. The slot portion is provided so as to open to the inner peripheral side of the stator core 141. In addition, you may comprise the stator core 141 by a dust core.

３つの巻線相であるＵ相、Ｖ相およびＷ相を含むステータコイル１４２は、スロット部に嵌り合うようにティース部に巻き付けられる。ステータコイル１４２のＵ相、Ｖ相およびＷ相は、互いに円周上でずれるように巻き付けられる。バスバー１４３は、それぞれステータコイル１４２のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応するＵ相、Ｖ相およびＷ相を含む。   Stator coil 142 including three winding phases, U-phase, V-phase, and W-phase, is wound around the tooth portion so as to fit into the slot portion. The U phase, V phase, and W phase of the stator coil 142 are wound so as to deviate from each other on the circumference. Bus bar 143 includes a U phase, a V phase, and a W phase corresponding to the U phase, V phase, and W phase of stator coil 142, respectively.

給電ケーブル７００Ａは、Ｕ相ケーブルと、Ｖ相ケーブルと、Ｗ相ケーブルとからなる三相ケーブルである。バスバー１４３のＵ相、Ｖ相およびＷ相がそれぞれ給電ケーブル７００ＡにおけるＵ相ケーブル、Ｖ相ケーブルおよびＷ相ケーブルに接続される。   The feeding cable 700A is a three-phase cable including a U-phase cable, a V-phase cable, and a W-phase cable. U-phase, V-phase, and W-phase of bus bar 143 are connected to U-phase cable, V-phase cable, and W-phase cable in power supply cable 700A, respectively.

モータジェネレータ１００から出力された動力は、減速機構３００からディファレンシャル機構４００を介してドライブシャフト受け部５００に伝達される。ドライブシャフト受け部５００に伝達された駆動力は、ドライブシャフト（図示せず）を介して車輪（図示せず）に回転力として伝達されて、車両を走行させる。   The power output from the motor generator 100 is transmitted from the speed reduction mechanism 300 to the drive shaft receiving portion 500 via the differential mechanism 400. The driving force transmitted to the drive shaft receiving portion 500 is transmitted as a rotational force to a wheel (not shown) via a drive shaft (not shown), thereby causing the vehicle to travel.

一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部５００、ディファレンシャル機構４００および減速機構３００を介してモータジェネレータ１００が駆動される。このとき、モータジェネレータ１００が発電機として作動する。モータジェネレータ１００により発電された電力は、ＰＣＵ７００におけるインバータを介してバッテリ８００に蓄えられる。   On the other hand, during regenerative braking of the hybrid vehicle, the wheels are rotated by the inertial force of the vehicle body. Motor generator 100 is driven via drive shaft receiving portion 500, differential mechanism 400 and reduction mechanism 300 by the rotational force from the wheels. At this time, the motor generator 100 operates as a generator. Electric power generated by motor generator 100 is stored in battery 800 via an inverter in PCU 700.

駆動ユニット１には、レゾルバロータと、レゾルバステータとを有するレゾルバ（図示せず）が設けられている。レゾルバロータは、モータジェネレータ１００の回転シャフト１１０に接続されている。また、レゾルバステータは、レゾルバステータコアと、該コアに巻回されたレゾルバステータコイルとを有する。上記レゾルバにより、モータジェネレータ１００のロータ１３０の回転角度が検出される。検出された回転角度は、ＰＣＵ７００へ伝達される。ＰＣＵ７００は、検出されたロータ１３０の回転角度と、外部ＥＣＵ（Electrical Control Unit）からのトルク指令値とを用いてモータジェネレータ１００を駆動するための駆動信号を生成し、その生成した駆動信号をモータジェネレータ１００へ出力する。   The drive unit 1 is provided with a resolver (not shown) having a resolver rotor and a resolver stator. The resolver rotor is connected to the rotating shaft 110 of the motor generator 100. The resolver stator has a resolver stator core and a resolver stator coil wound around the core. The rotational angle of the rotor 130 of the motor generator 100 is detected by the resolver. The detected rotation angle is transmitted to the PCU 700. PCU 700 generates a drive signal for driving motor generator 100 using the detected rotation angle of rotor 130 and a torque command value from an external ECU (Electrical Control Unit), and uses the generated drive signal as a motor. Output to the generator 100.

図２は、ＰＣＵ７００の主要部の構成を示す回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ７００は、コンバータ７１０と、インバータ７２０と、制御装置７３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗとを含む。コンバータ７１０は、バッテリ８００とインバータ７２０との間に接続され、インバータ７２０は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ１００と接続される。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of PCU 700. Referring to FIG. 2, PCU 700 includes a converter 710, an inverter 720, a control device 730, capacitors C1 and C2, power supply lines PL1 to PL3, and output lines 740U, 740V, and 740W. Converter 710 is connected between battery 800 and inverter 720, and inverter 720 is connected to motor generator 100 via output lines 740U, 740V, and 740W.

コンバータ７１０に接続されるバッテリ８００は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。バッテリ８００は、発生した直流電圧をコンバータ７１０に供給し、また、コンバータ７１０から受ける直流電圧によって充電される。   Battery 800 connected to converter 710 is, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. Battery 800 supplies the generated DC voltage to converter 710 and is charged by the DC voltage received from converter 710.

コンバータ７１０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置７３０からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。リアクトルＬは、バッテリ８００の正極と接続される電源ラインＰＬ１に一端が接続され、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端が接続される。   Converter 710 includes power transistors Q1 and Q2, diodes D1 and D2, and a reactor L. Power transistors Q1, Q2 are connected in series between power supply lines PL2, PL3, and receive a control signal from control device 730 as a base. Diodes D1 and D2 are connected between the collector and emitter of power transistors Q1 and Q2, respectively, so that current flows from the emitter side to the collector side of power transistors Q1 and Q2. Reactor L has one end connected to power supply line PL1 connected to the positive electrode of battery 800, and the other end connected to a connection point between power transistors Q1 and Q2.

このコンバータ７１０は、リアクトルＬを用いてバッテリ８００から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ７１０は、インバータ７２０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ８００を充電する。   Converter 710 boosts the DC voltage received from battery 800 using reactor L, and supplies the boosted boosted voltage to power supply line PL2. Converter 710 steps down the DC voltage received from inverter 720 and charges battery 800.

インバータ７２０は、Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４からなり、Ｖ相アーム７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８からなる。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。そして、各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ１００の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。   Inverter 720 includes a U-phase arm 750U, a V-phase arm 750V, and a W-phase arm 750W. Each phase arm is connected in parallel between power supply lines PL2 and PL3. U-phase arm 750U includes power transistors Q3 and Q4 connected in series, V-phase arm 750V includes power transistors Q5 and Q6 connected in series, and W-phase arm 750W includes power connected in series. It consists of transistors Q7 and Q8. Diodes D3 to D8 are respectively connected between the collector and emitter of power transistors Q3 to Q8 so that current flows from the emitter side to the collector side of power transistors Q3 to Q8. The connection point of each power transistor in each phase arm is connected to the anti-neutral point side of each phase coil of motor generator 100 via output lines 740U, 740V, and 740W.

このインバータ７２０は、制御装置７３０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１００へ出力する。また、インバータ７２０は、モータジェネレータ１００によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。   Inverter 720 converts a DC voltage received from power supply line PL <b> 2 into an AC voltage based on a control signal from control device 730, and outputs the AC voltage to motor generator 100. Inverter 720 rectifies the AC voltage generated by motor generator 100 into a DC voltage and supplies it to power supply line PL2.

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。   Capacitor C1 is connected between power supply lines PL1 and PL3, and smoothes the voltage level of power supply line PL1. Capacitor C2 is connected between power supply lines PL2 and PL3, and smoothes the voltage level of power supply line PL2.

制御装置７３０は、モータジェネレータ１００の回転子の回転角度、モータトルク指令値、モータジェネレータ１００の各相電流値、およびインバータ７２０の入力電圧に基づいてモータジェネレータ１００の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７２０へ出力する。   Control device 730 calculates each phase coil voltage of motor generator 100 based on the rotation angle of the rotor of motor generator 100, the motor torque command value, each phase current value of motor generator 100, and the input voltage of inverter 720, Based on the calculation result, a PWM (Pulse Width Modulation) signal for turning on / off the power transistors Q3 to Q8 is generated and output to the inverter 720.

また、制御装置７３０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７２０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７１０へ出力する。   Control device 730 calculates the duty ratio of power transistors Q1 and Q2 for optimizing the input voltage of inverter 720 based on the motor torque command value and the motor rotation speed described above, and power based on the calculation result. A PWM signal for turning on / off the transistors Q 1 and Q 2 is generated and output to the converter 710.

さらに、制御装置７３０は、モータジェネレータ１００によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ８００を充電するため、コンバータ７１０およびインバータ７２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。   Further, control device 730 controls switching operations of power transistors Q <b> 1 to Q <b> 8 in converter 710 and inverter 720 in order to charge battery 800 by converting AC power generated by motor generator 100 into DC power.

このＰＣＵ７００においては、コンバータ７１０は、制御装置７３０からの制御信号に基づいて、バッテリ８００から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ７２０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１００へ出力する。   In PCU 700, converter 710 boosts a DC voltage received from battery 800 based on a control signal from control device 730, and supplies the boosted voltage to power supply line PL2. Inverter 720 receives the DC voltage smoothed by capacitor C <b> 2 from power supply line PL <b> 2, converts the received DC voltage into an AC voltage, and outputs the AC voltage to motor generator 100.

また、インバータ７２０は、モータジェネレータ１００の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。そして、コンバータ７１０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ８００を充電する。   Inverter 720 converts the AC voltage generated by the regenerative operation of motor generator 100 into a DC voltage and outputs the DC voltage to power supply line PL2. Converter 710 receives the DC voltage smoothed by capacitor C2 from power supply line PL2, and steps down the received DC voltage to charge battery 800.

図３は、本実施の形態に係るインバータ７２０の冷却構造の構成を示した図である。また、図４は、図３に示されるケーシングの平面図である。そして、図５は、図４におけるＶ−Ｖ断面図である。なお、図４，図５においては、ケーシング７２１の蓋の図示は省略されている。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a cooling structure of inverter 720 according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of the casing shown in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4 and 5, the lid of the casing 721 is not shown.

図３〜図５を参照して、ケーシング７２１は、たとえばアルミニウムなどからなるダイカストケースである。ケーシング７２１内には、たとえばＬＬＣ（Long Life Coolant）などの冷却媒体が流れる。冷却媒体は、入口部７２２から矢印ＩＮの方向に沿ってケーシング７２１内に流入し、出口部７２３から矢印ＯＵＴの方向に沿ってケーシング７２１外に流出する。ケーシング７２１から流出した冷却媒体は、ラジエータ７６０に送られて冷却される。そして、冷却媒体は、入口部７２２から再びケーシング７２１に流入する。以上のようにして、ケーシング７２１上に搭載されたインバータ７２０（図３においては、パワートランジスタＱ３およびダイオードＤ３のみ表示）の冷却が促進される。なお、冷却媒体の循環は、ウォータポンプ７７０により行なわれる。また、冷却媒体として、冷却水、不凍液などが使用されてもよい。   3 to 5, casing 721 is a die-cast case made of, for example, aluminum. In the casing 721, a cooling medium such as LLC (Long Life Coolant) flows. The cooling medium flows into the casing 721 from the inlet portion 722 along the direction of the arrow IN, and flows out of the casing 721 from the outlet portion 723 along the direction of the arrow OUT. The cooling medium flowing out from the casing 721 is sent to the radiator 760 and cooled. Then, the cooling medium flows into the casing 721 again from the inlet portion 722. As described above, cooling of the inverter 720 (only the power transistor Q3 and the diode D3 are shown in FIG. 3) mounted on the casing 721 is promoted. The cooling medium is circulated by a water pump 770. Moreover, a cooling water, an antifreeze, etc. may be used as a cooling medium.

ケーシング７２１内には、複数の冷却媒体通路７２４が形成されている。複数の冷却媒体通路７２４は、電気素子の搭載面に対して垂直に突出するように等間隔に設けられたフィン７２５により区画されている。これにより、同じ方向に延在する複数の冷却媒体通路７２４が形成される。   A plurality of cooling medium passages 724 are formed in the casing 721. The plurality of cooling medium passages 724 are partitioned by fins 725 provided at equal intervals so as to protrude perpendicular to the mounting surface of the electric element. Thereby, a plurality of cooling medium passages 724 extending in the same direction are formed.

冷却媒体通路７２４は、入口部７２２から複数の冷却媒体通路７２４へ向かう冷却媒体の流れ方向（図４中の矢印α方向）と交差する方向に延在している。ここでは、矢印α方向と、冷却媒体通路７２４の延在方向とが垂直に交差している。   The cooling medium passage 724 extends in a direction intersecting with the flow direction of the cooling medium (in the direction of arrow α in FIG. 4) from the inlet 722 toward the plurality of cooling medium passages 724. Here, the arrow α direction and the extending direction of the cooling medium passage 724 intersect perpendicularly.

冷却媒体通路７２４上には、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃが設けられている。なお、フィン７２５および壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃは、ケーシング７２１と一体に形成される。   On the cooling medium passage 724, walls 726A, 726B, and 726C are provided. The fins 725 and the walls 726A, 726B, 726C are formed integrally with the casing 721.

図６は、比較例に係る電気機器の冷却構造を示した平面図である。図６を参照して、本比較例においては、上述した壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃは設けられていない。この場合、入口部７２２に近い箇所（図６中のＡ部）に位置する冷却媒体通路７２４には冷却媒体が流入しやすく、入口部７２２から遠い箇所（図６中のＢ部）に位置する冷却媒体通路７２４には冷却媒体が流入しにくい。したがって、複数の冷却媒体通路７２４間で、冷却媒体の流量にばらつきが生じ、インバータ７２０の冷却性能が低下することが懸念される。   FIG. 6 is a plan view showing a cooling structure of an electric device according to a comparative example. Referring to FIG. 6, in this comparative example, the above-described walls 726A, 726B, 726C are not provided. In this case, the cooling medium easily flows into the cooling medium passage 724 located near the inlet portion 722 (A portion in FIG. 6) and is located far from the inlet portion 722 (B portion in FIG. 6). It is difficult for the cooling medium to flow into the cooling medium passage 724. Accordingly, there is a concern that the cooling medium flow rate varies among the plurality of cooling medium passages 724 and the cooling performance of the inverter 720 is lowered.

これに対し、本実施の形態に係る冷却構造では、図４，図５に示すように、壁７２６Ａを壁７２６Ｂよりも高く形成し、壁７２６Ｂを壁７２６Ｃよりも高く形成している。すなわち、入口部７２２から遠い壁の高さを相対的に低くしている。また、入口部７２２から最も遠い部分には、壁を設けていない。このようにすることで、入口部７２２に近い冷却媒体通路７２４への冷却媒体の流入を抑制しながら、入口部７２２から離れた冷却媒体通路７２４への冷却媒体の流入を促進することができる。この結果、複数の冷却媒体通路７２４における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   On the other hand, in the cooling structure according to the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the wall 726A is formed higher than the wall 726B, and the wall 726B is formed higher than the wall 726C. That is, the height of the wall far from the inlet portion 722 is relatively lowered. In addition, a wall is not provided in a portion farthest from the inlet portion 722. By doing so, it is possible to promote the inflow of the cooling medium into the cooling medium passage 724 away from the inlet 722 while suppressing the inflow of the cooling medium into the cooling medium passage 724 near the inlet 722. As a result, variation in the flow rate of the cooling medium in the plurality of cooling medium passages 724 can be suppressed.

また、上記のような壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃが設けられることにより、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの下流側で乱流の形成が促進され、冷却性能が向上することが期待できる。   Further, by providing the walls 726A, 726B, and 726C as described above, it is expected that the formation of turbulent flow is promoted on the downstream side of the walls 726A, 726B, and 726C, and the cooling performance is improved.

なお、図４，図５の例では、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの各々の高さは、その幅方向全体にわたって一定であるが、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの各々の高さが、入口部７２２から遠ざかるにつれて低くなるようにしてもよい。   4 and 5, the height of each of the walls 726A, 726B, and 726C is constant over the entire width direction, but the height of each of the walls 726A, 726B, and 726C is the entrance portion 722. You may make it become low as it distances from.

上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る電気機器の冷却構造は、「電気機器」としてのインバータ７２０と、インバータ７２０用の冷却媒体が流れる複数の冷却媒体通路７２４と、複数の冷却媒体通路７２４に供給される冷却媒体が流入する入口部７２２とを備え、複数の冷却媒体通路７２４は、入口部７２２と複数の冷却媒体通路７２４とが並ぶ方向と交差する方向に延在する。そして、電気機器の冷却構造は、冷却媒体の流れを抑制することにより、各々の冷却媒体通路７２４への冷却媒体の分散を促進する冷却媒体分散機構をさらに備える。より具体的には、冷却媒体分散機構は、少なくとも１つの冷却媒体通路７２４を流れる冷却媒体の流量を抑制する流量抑制機能を有する。この流量抑制機能は、冷却媒体通路７２４と交差するように冷却媒体通路７２４上に設けられた壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃにより実現される。このようにすることで、簡単な構造により流量抑制機能を得ることができる。   The above contents are summarized as follows. That is, the cooling structure of the electric device according to the present embodiment is supplied to the inverter 720 as “electric device”, the plurality of cooling medium passages 724 through which the cooling medium for the inverter 720 flows, and the plurality of cooling medium passages 724. And a plurality of cooling medium passages 724 extend in a direction intersecting the direction in which the inlet portions 722 and the plurality of cooling medium passages 724 are arranged. The cooling structure of the electric device further includes a cooling medium dispersion mechanism that promotes dispersion of the cooling medium in each cooling medium passage 724 by suppressing the flow of the cooling medium. More specifically, the cooling medium dispersion mechanism has a flow rate suppressing function for suppressing the flow rate of the cooling medium flowing through at least one cooling medium passage 724. This flow rate suppressing function is realized by the walls 726A, 726B, and 726C provided on the cooling medium passage 724 so as to intersect the cooling medium passage 724. By doing in this way, a flow control function can be obtained with a simple structure.

壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃは、入口部７２２からの距離が互いに異なる複数の冷却媒体通路７２４上に設けられている。そして、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの高さは互いに異なる。より具体的には、入口部７２２から遠い冷却媒体通路７２４上に位置する壁７２６Ｃの高さは相対的に低く、入口部７２２に近い冷却媒体通路７２４上に位置する壁７２４Ａの高さは相対的に高い。   The walls 726 </ b> A, 726 </ b> B, 726 </ b> C are provided on a plurality of cooling medium passages 724 having different distances from the inlet portion 722. The heights of the walls 726A, 726B, and 726C are different from each other. More specifically, the height of the wall 726C located on the cooling medium passage 724 far from the inlet portion 722 is relatively low, and the height of the wall 724A located on the cooling medium passage 724 near the inlet portion 722 is relatively high. Expensive.

上記のように、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの高さを異ならせることで、入口部７２２からの距離に応じて流量抑制の程度を変化させることができる。より具体的には、入口部７２２に近い壁７２６Ａの高さを高くし、入口部７２２から遠い壁７２６Ｃの高さを低くすることで、入口部７２２から遠い冷却媒体通路７２４への冷却媒体の流入を促進することができる。   As described above, by varying the heights of the walls 726A, 726B, and 726C, the degree of flow rate suppression can be changed according to the distance from the inlet portion 722. More specifically, the height of the wall 726A close to the inlet portion 722 is increased, and the height of the wall 726C far from the inlet portion 722 is decreased, so that the cooling medium flows into the cooling medium passage 724 far from the inlet portion 722. Inflow can be promoted.

また、入口部７２２から最も遠い箇所に位置する冷却媒体通路７２４上には、上述した壁が設けられていない。換言すると、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃは、入口部７２２に近い冷却媒体通路７２４上に選択的に設けられている。このようにすることで、入口部７２２に近い冷却媒体通路７２４への冷却媒体の流入を抑制して、入口部７２２から遠い冷却媒体通路７２４への冷却媒体の流入を促進することができる。   In addition, the above-described wall is not provided on the cooling medium passage 724 that is located farthest from the inlet 722. In other words, the walls 726 </ b> A, 726 </ b> B, and 726 </ b> C are selectively provided on the cooling medium passage 724 near the inlet portion 722. By doing so, it is possible to suppress the inflow of the cooling medium to the cooling medium passage 724 close to the inlet portion 722 and promote the inflow of the cooling medium to the cooling medium passage 724 far from the inlet portion 722.

なお、本実施の形態では、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの高さを変化させることにより冷却媒体の分散を促進しているが、たとえば、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃの高さを一定にした上で、入口部７２２から離れた壁７２６Ｃに選択的に孔を設けたり、壁７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃのいずれにも孔を設けるが、その孔の大きさを互いに異ならせる（具体的には、壁７２６Ａで相対的に小さく、壁７２６Ｃで相対的に大きくする）ことで冷却媒体の分散を促進してもよい。   In the present embodiment, the dispersion of the cooling medium is promoted by changing the heights of the walls 726A, 726B, and 726C. For example, the heights of the walls 726A, 726B, and 726C are made constant. A hole is selectively provided in the wall 726C away from the inlet 722, or a hole is provided in any of the walls 726A, 726B, and 726C, but the sizes of the holes are different from each other (specifically, the wall 726A And relatively large at the wall 726C), the dispersion of the cooling medium may be promoted.

本実施の形態に係る冷却構造によれば、冷却媒体通路７２４の幅を過度に拡大することなく、複数の冷却媒体通路７２４に流入する冷却媒体の流量をコントロールすることができる。この結果、インバータ７２０の冷却構造の小型化を図りながら、複数の冷却媒体通路７２４における冷却媒体の流量のばらつきを抑制することができる。   According to the cooling structure according to the present embodiment, the flow rate of the cooling medium flowing into the plurality of cooling medium passages 724 can be controlled without excessively increasing the width of the cooling medium passage 724. As a result, variation in the flow rate of the cooling medium in the plurality of cooling medium passages 724 can be suppressed while downsizing the cooling structure of the inverter 720.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の１つの実施の形態に係る電気機器の冷却構造を含む駆動ユニットの構造の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the structure of the drive unit containing the cooling structure of the electric equipment which concerns on one embodiment of this invention. 図１に示されるＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the principal part of PCU shown by FIG. 本発明の１つの実施の形態に係る電気機器の冷却構造の全体構成を示した図である。It is the figure which showed the whole structure of the cooling structure of the electric equipment which concerns on one embodiment of this invention. 図３に示されるケーシングの平面図である。It is a top view of the casing shown by FIG. 図４におけるＶ−Ｖ断面図である。It is VV sectional drawing in FIG. 比較例に係る電気機器の冷却構造におけるケーシングの平面図である。It is a top view of the casing in the cooling structure of the electric equipment which concerns on a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 駆動ユニット、１００ モータジェネレータ、１１０ 回転シャフト、１２０ 軸受、１３０ ロータ、１４０ ステータ、１４１ ステータコア、１４２ ステータコイル、１４３ バスバー、２００ ハウジング、３００ 減速機構、４００ ディファレンシャル機構、５００ ドライブシャフト受け部、６００ 端子台、７００ ＰＣＵ、７００Ａ，８００Ａ 給電ケーブル、７１０ コンバータ、７２０ インバータ、７２１ ケーシング、７２２ 入口部、７２３ 出口部、７２４ 冷却媒体通路、７２５ フィン、７２６Ａ，７２６Ｂ，７２６Ｃ 壁、７３０ 制御装置、７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗ 出力ライン、７５０Ｕ Ｕ相アーム、７５０Ｖ Ｖ相アーム、７５０Ｗ Ｗ相アーム、７６０ ラジエータ、７７０ ウォータポンプ、８００ バッテリ、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ リアクトル、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３ 電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８ パワートランジスタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive unit, 100 Motor generator, 110 Rotating shaft, 120 Bearing, 130 Rotor, 140 Stator, 141 Stator core, 142 Stator coil, 143 Bus bar, 200 Housing, 300 Reduction mechanism, 400 Differential mechanism, 500 Drive shaft receiving part, 600 Terminal Stand, 700 PCU, 700A, 800A feeding cable, 710 converter, 720 inverter, 721 casing, 722 inlet, 723 outlet, 724 cooling medium passage, 725 fin, 726A, 726B, 726C wall, 730 controller, 740U, 740V , 740W output line, 750U U-phase arm, 750V V-phase arm, 750W W-phase arm, 760 radiator, 770 water pump, 80 Battery, C1, C2 capacitor, D1 to D8 diode, L reactor, PL1, PL2, PL3 power line, Q1 to Q8 power transistor.

Claims (7)

電気機器と、
前記電気機器用の冷却媒体が流れる複数の冷却媒体通路と、
複数の前記冷却媒体通路に供給される前記冷却媒体が流入する入口部とを備え、
複数の前記冷却媒体通路は、前記入口部と複数の前記冷却媒体通路とが並ぶ方向と交差する方向に延在し、
冷却媒体の流れを抑制することにより、各々の前記冷却媒体通路への冷却媒体の分散を促進する冷却媒体分散機構をさらに備えた、電気機器の冷却構造。 Electrical equipment,
A plurality of cooling medium passages through which the cooling medium for the electrical equipment flows;
An inlet portion through which the cooling medium supplied to the plurality of cooling medium passages flows,
The plurality of cooling medium passages extend in a direction intersecting with a direction in which the inlet portion and the plurality of cooling medium passages are arranged,
A cooling structure for an electrical apparatus, further comprising a cooling medium dispersion mechanism that promotes dispersion of the cooling medium in each of the cooling medium passages by suppressing a flow of the cooling medium. 前記冷却媒体分散機構は、少なくとも１つの前記冷却媒体通路を流れる冷却媒体の流量を抑制する流量抑制機能を有する、請求項１に記載の電気機器の冷却構造。   The cooling structure for an electric device according to claim 1, wherein the cooling medium dispersion mechanism has a flow rate suppressing function for suppressing a flow rate of the cooling medium flowing through at least one of the cooling medium passages. 前記流量抑制機能は、前記冷却媒体通路と交差するように該冷却媒体通路上に設けられた壁により実現される、請求項２に記載の電気機器の冷却構造。   The cooling structure for an electric device according to claim 2, wherein the flow rate suppression function is realized by a wall provided on the cooling medium passage so as to intersect the cooling medium passage. 前記壁は、前記入口部からの距離が互いに異なる複数の前記冷却媒体通路上に設けられ、
複数の前記冷却媒体通路に設けられた前記壁の高さが互いに異なる、請求項３に記載の電気機器の冷却構造。 The wall is provided on the plurality of cooling medium passages having different distances from the inlet portion,
The cooling structure for an electric device according to claim 3, wherein heights of the walls provided in the plurality of cooling medium passages are different from each other. 前記入口部から遠い前記冷却媒体通路上に位置する前記壁の高さは相対的に低く、
前記入口部に近い前記冷却媒体通路上に位置する前記壁の高さは相対的に高い、請求項４に記載の電気機器の冷却構造。 The height of the wall located on the coolant passage far from the inlet is relatively low,
The cooling structure for an electric device according to claim 4, wherein a height of the wall located on the cooling medium passage close to the inlet is relatively high. 前記壁は、前記入口部に近い前記冷却媒体通路上に選択的に設けられる、請求項３から請求項５のいずれかに記載の電気機器の冷却構造。   The said wall is a cooling structure of the electric equipment in any one of Claims 3-5 selectively provided on the said cooling medium channel | path near the said entrance part. 前記電気機器はインバータを含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の電気機器の冷却構造。   The cooling structure for an electric device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electric device includes an inverter.
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