JP2009018785A - ハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の高電圧電装部品を空気により冷却する場合、冷却空気が通る方向の通路単面に複数の高圧電装部品が冷却空気方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に配置され、高電圧電装部品の一側にブロワーがマウントで密着形成され、冷却性能および空間活用性が向上されたハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造を提供する。
【解決手段】ＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータおよびエアコンインバータなどからなる複数の高電圧電装部品２００が冷却空気が通過する流動方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に配置され、冷却ブロワーが電装部品の側面に形成されたブラケット２９０，３００とマウント３６０で連結されることで、高電圧電装部品に同一温度の冷却空気が供給されるため冷却性能が向上され、従来の冷却方式に比べ、狭い空間への搭載が可能であるため、空間活用により商品価値が向上される。
【選択図】 図４

Description

本発明はハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造に係り、より詳しくは複数の高電圧電装部品を空冷却する場合、冷却空気が通る方向の通路単面に複数の高圧電装部品が冷却空気流動方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に設置され、高電圧電装部品を冷却するための冷却ブロワーを電装部品パッケージの一側に搭載することで高電圧電装部品と冷却ブロワーが一体化される、ハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造に関する。

自動車の電気装置としてはエンジン電気装置（始動装置、点火装置、充電装置）と灯火装置が一般的であるが、最近は車両がより電子制御化されることで、シャシー電気装置を含む大部分のシステムが電気電子化されている趨勢である。

自動車に設置されるランプ、オーディオ、ヒーター、エアコンなどの各種電装品は、自動車停止時にはバッテリーから電力の供給を受け、走行時には発電機から電力の供給を受けるようになっており、この時、通常の電源電圧として１４Ｖ系電源システムの発電容量が使用されている。

最近では情報技術産業の発達と合せて自動車の利便性増大を目的とする多様な新技術（モーター式パワーステアリング、インターネットなど）が車両に接合されており、今後も現在の自動車システムを最大限利用することのできる新技術の開発が継続して行われる展望である。

ソフトまたはハードタイプの区分なしに、ハイブリッド車両（ＨＥＶ）は電装負荷（１２Ｖ）供給のためのＤＣ−ＤＣコンバータが設置されている。

一般的に、ＤＣ−ＤＣコンバータは車両のオルタネーターの役割を行う装置として、高電圧側パワーを低電圧側パワーに変換して１２Ｖ電装負荷にエネルギーを供給し、１２Ｖバッテリーを充電させる役割を担当する。

前記ＤＣ−ＤＣコンバータ以外にも高電圧電装部品には、直流電圧を交流電圧に変換させてモータに供給するインバータおよびエアコンインバータなどがある。

前記高電圧電装部品の冷却構造と関連し、特開平０７−０６７２１３号公報にはＤＣ／ＤＣコンバータ用制御装置とエアコンインバータ用制御装置の間に冷却ブロックおよび冷却ブロワーを具備する電気自動車が開示されている。

特開平１３−０１８６６４号公報には空冷装置にファン、吸気口が形成され、この吸気口は管によりＰＤＵとダウンバータの空冷装置に接続される冷却構造が開示されている。

このような高圧電装部品の従来の冷却構造は特開２００１−０２０７３７号公報にも開示されている。

図１および図２は従来の高圧電装部品の構造開示図であり、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１〜図３に示すように、高電圧電装部品（パワーユニット１、ＤＣ−ＤＣコンバータ２）を冷却するために、ヒートシンク４のケース壁面に冷却風の通路となる冷却溝が形成され、高電圧電装部品の防熱板が向かい合う方向にヒートシンク４が挿入されて冷却風を送る高電圧電装部品の冷却構造を開示している。

図１〜図３において、図面符号３は冷却装置、５は吸気口、６は排気口、７ａは第１ヒートシンク、７ｂは第２ヒートシンク、８は送風機である。

しかし、前記構造において、高電圧電装部品の数が更に増える場合、冷却風通路の上流または下流に部品を設置しなければならないため、上流側と下流側の間の冷却風通路の長さが長くなり、冷却風の温度差により下流では冷却性能が落ちる。

特開平０７−０６７２１３号公報 特開平１３−０１８６６４号公報 特開２００１−０２０７３７号公報

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、従って、本発明の目的は複数の高電圧電装部品を空気により冷却する場合、冷却空気が通る方向の通路単面に複数の高圧電装部品が冷却空気方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に配置され、高電圧電装部品の一側にブロワーがマウントで密着形成され、冷却性能および空間活用性が向上されたハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、複数の高電圧電装部品を空気により冷却するハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造において、複数の高電圧電装部品およびヒートシンクが高電圧電装の部品数に拘わらず、冷却空気の流動方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に配置される電装部品パッケージと、前記高電圧電装部品が冷却されるように前記電装部品パッケージの一側に密着形成されるブロワーと、前記電装部品パッケージを通過した冷却空気が排出されるように前記ブロワーの上部に一体に形成されるダクトとを含んで構成されることを特徴とする。

好ましい一具体例として、前記複数の高電圧電装部品はＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータおよびエアコンインバータとからなることを特徴とする。

好ましい他の具体例として、前記電装部品パッケージは冷却空気の通路が形成されるように両側にブラケットが形成されることを特徴とする。

好ましいまた他の具体例として、前記ブラケットは前記電装部品パッケージとボルトおよびナットで結合することを特徴とする。

好ましいまた他の具体例として、前記ブラケットは前記ブロワーとマウントにて連結されることを特徴とする。

本発明によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造は下記のような効果を提供する。

第１に、複数の高電圧電装部品が冷却流動方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に配置され、同一温度の冷却空気が使用されることで冷却性能が改善され、
第２に、ヒートシンクの形状によってブラケットが設計され、冷却空気の通路が形成されることで、ヒートシンクにより冷却空気が均一に通過し、
第３に、高電圧電装部品にブロワーおよびダクトが密着形成され、組立性の向上および冷却の損失を防止することができ、
第４に、冷却ブロワーがブラケットにマウントにて連結されるため、統合パッケージケースに連結されることに比べ、作業能率が向上し、振動騒音が減少するという効果がもたされる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳しく説明する。

図４は本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の斜視図であり、図５は本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の正面図であり、図６は本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の左側面図であり、図７は本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の背面からの斜視図である。

本発明の一実施例による高電圧電装部品の冷却構造は、複数の高電圧電装部品を冷却するために各電装部品の間にヒートシンク２５０，２５５が形成され、各電装部品とヒートシンク２５０，２５５は図５、６に示すように、冷却空気２６０の流動方向に対して水平に、且つ互いに平行に配置される。

このように、電装部品パッケージ２００は、冷却空気２６０の流動方向に対して水平に、且つ互いに平行に配置される複数の高電圧電装部品およびヒートシンク２５０，２５５とからなる。

ここで、前記高電圧電装部品はＤＣ−ＤＣコンバータ２１０、インバータ２２０およびエアコンインバータ２３０などが含まれる。

具体的に、最下面に形成されるベース２４０において、上方向にＤＣ−ＤＣコンバータ２１０、インバータ２２０およびエアコンインバータ２３０の順に水平に形成されることが好ましく、各電装部品の間には電装部品が冷却されるようにヒートシンク２５０，２５５が形成されることが好ましい。

そこで、前記ヒートシンク２５０，２５５の単面は図６に表されるように、防熱面積の極大化のために櫛の歯形態、即ち、突起が突出された構造に形成されることが好ましい。

このように、冷却空気２６０が通る通路単面に複数の高電圧電装部品がヒートシンク２５０，２５５を間に置いて水平に配置され、同一温度の冷却空気２６０が複数の高電圧電装部品に供給される。

前記電装部品パッケージ２００の一側にはブロワー２７０が密着形成され、高電圧電装部品を冷却させる役割を行う。

ここで、前記ブロワー２７０は送風が行われるように回転して風を起こすプロペラ、前記プロペラを回転させるモータおよび前記モータに電力を供給する電源部とで構成されることが好ましい。

更に、前記ブロワー２７０の上部にダクト２８０が一体に形成され、前記電装部品パッケージ２００を通過した冷却空気２６０が前記ダクトを通して出て行く。

ここで、前記ヒートシンク２５０，２５５の形状によってブラケット２９０，３００が設計され、前記電装部品パッケージ２００の両側に形成されることで、図６に図示されるように、冷却空気２６０の通路が形成され、この通路を通して冷却空気２６０がヒートシンク２５０，２５５を通ることができる。

前記ブラケット２９０，３００は各高電圧電装部品およびヒートシンク２５０，２５５とボルト３１０およびナット３２０により結合され、複数のブラケット２９０，３００とで構成され得る。

具体的に、前記第１ブラケット２９０の上結合部はエアコンインバータ２３０および第１ヒートシンク２５０の両側に密着形成され、この上結合部の上端に第１突出部３３０が形成されてボルト３１０およびナット３２０が結合することで、エアコンインバータ２３０および第１ヒートシンク２５０が固定および一体化される。

また、前記第１ブラケット２９０の下結合部はインバータ２２０の下端突出部３４０および第２ブラケット３００とボルト３１０およびナット３２０を結合し、インバータ２２０と第２ヒートシンク２５５は固定および一体化される。

更に、前記第２ブラケット３００は前記のように、第１ブラケット２９０と結合されて第２ヒートシンク２５５に密着形成され、下段に第２突出部３５０が形成されてこの第２突出部３５０にボルト３１０およびナット３２０を結合することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０および第２ヒートシンク２５５が固定および一体化される。

従って、複数のブラケット２９０，３００が高電圧電装部品に密着形成され、冷却空気２６０の漏洩を防ぐことで、効率的な冷却性能が発揮され、コンパクトな構造に形成されてパッケージ化に有利である。

ブラケット２９０，３００の構造は前記構造に限定されるわけではなく、高電圧電装部品およびヒートシンク２５０，２５５の形状および構造によって変更して設計することができる。

このような前記ブラケットは図４に示すように、前記ブロワー２７０とマウント３６０で連結され、電装部品パッケージとブロワー２７０が一体化されることで、各部品の組立性が向上され、冷却空気２６０の損失が最小化される。

ここで、前記マウント３６０は第１ブラケット２９０および第２ブラケット３００の両方からブロワー２７０と連結させることが好ましい。

更に、前記ブラケット２９０，３００およびマウント３６０は図４に図示する面を前面として見た時、図７に示すように、後面も同一に形成されることが好ましい。

このようなマウント３６０によるブラケット２９０，３００とブロワー２７０の連結により、ブロワー２７０が電装部品パッケージにマウント３６０されることにより発生する作業低下および振動騒音が遮断される。

従来の高圧電装部品の構造開示図である。 図１と同一である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の斜視図である。 本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の正面図である。 本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の左側面図である。 本発明の一実施例によるハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造の背面からの斜視図である。

符号の説明

２００ 電装部品パッケージ
２１０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２０ インバータ
２３０ エアコンインバータ
２５０，２５５ ヒートシンク
２６０ 冷却空気
２７０ ブロワー
２８０ ダクト
２９０，３００ ブラケット
３６０ マウント

Claims (5)

1. 複数の高電圧電装部品を空気により冷却するハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造において、
   複数の高電圧電装部品およびヒートシンクが高電圧電装の部品数に拘わらず、冷却空気の流動方向に対して水平方向に、且つ互いに平行に配置される電装部品パッケージと、
   前記高電圧電装部品が冷却されるように前記電装部品パッケージの一側に密着形成されるブロワーと、
   前記電装部品パッケージを通過した冷却空気が排出されるように前記ブロワーの上部に一体に形成されるダクトと
   を含んで構成されることを特徴とするハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造。
2. 前記複数の高電圧電装部品はＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータおよびエアコンインバータとを含むことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造。
3. 前記電装部品パッケージは冷却空気の通路が形成されるように、両側にブラケットが形成されることを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造。
4. 前記ブラケットは前記電装部品パッケージとボルトおよびナットで結合することを特徴とする、請求項３記載のハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造。
5. 前記ブラケットは前記ブロワーとマウントで連結されることを特徴とする、請求項３記載のハイブリッド車両用高電圧電装部品の冷却構造。

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