JP2012187949A - Cooling structure of vehicular power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the supply loss of electric power as much as possible by arranging a power conversion device 50, which converts the electric power from a generator and outputs it to at least a storage device (battery 21), in an engine compartment 2, and to cool the power conversion device 50 efficiently while inhibiting damage to the power conversion device 50 on a frontal collision of a vehicle.SOLUTION: The power conversion device 50 includes a power conversion device body part 51 arranged between a dash panel 9 and the storage device (battery 21) in the engine compartment 2 and a duct member 53 for leading outside air introduced inside a cowl box 15 to the power conversion device body part 51.

Description

本発明は、DC/DCコンバータやインバータ等の電力変換装置を冷却するようにした、車両の電力変換装置冷却構造に関する技術分野に属する。   The present invention belongs to a technical field related to a cooling structure for a power converter of a vehicle, which cools a power converter such as a DC / DC converter and an inverter.
従来より、自動車等の車両に、二次電池(例えば、ニッケル水素二次電池、ニッカド二次電池、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池)のような、電気を蓄電する蓄電装置を搭載することはよく知られている。この蓄電装置としては、二次電池以外にも、キャパシタが用いられることも知られている(例えば、特許文献1参照)。また、特許文献1では、バッテリとキャパシタとを蓄電ユニットとして互いに近接配置している。   Conventionally, mounting a power storage device that stores electricity such as a secondary battery (for example, a nickel metal hydride secondary battery, a nickel cadmium secondary battery, a lithium ion secondary battery, or a lead storage battery) on a vehicle such as an automobile has been well known. As this power storage device, it is also known that a capacitor is used in addition to the secondary battery (see, for example, Patent Document 1). Further, in Patent Document 1, a battery and a capacitor are arranged close to each other as a power storage unit.
特開2008−306864号公報JP 2008-306864 A
ところで、発電機(オルタネータ)によって発生した電気を蓄電装置(例えば、車両に搭載された電装品に電力を供給する鉛蓄電池)に供給して蓄電する際に、DC/DCコンバータ等の電力変換装置を介して電力を変換する場合がある。これら電力変換装置、発電機及び蓄電装置は、互いに近い位置に配設することが好ましい。これは、それらを接続するためのケーブルを短くして、電力の供給損失を抑制することができるからである。そして、発電機は、通常、エンジンルーム内に配設されることから、蓄電装置及び電力変換装置もエンジンルーム内に配設することが好ましい。   By the way, when the electricity generated by the generator (alternator) is supplied to and stored in a power storage device (for example, a lead storage battery that supplies power to an electrical component mounted on a vehicle), a power conversion device such as a DC / DC converter. The power may be converted through the. These power conversion device, generator and power storage device are preferably arranged at positions close to each other. This is because the power supply loss can be suppressed by shortening the cable for connecting them. And since a generator is normally arrange | positioned in an engine room, it is preferable to also arrange | position an electrical storage apparatus and a power converter device in an engine room.
ここで、上記電力変換装置をエンジンルーム内に配設した場合には、電力変換装置がエンジン等からの熱の影響を受けるとともに、電力変換装置自体が熱を発するため、電力変換装置を効率良く冷却することが要求される。   Here, when the power converter is disposed in the engine room, the power converter is affected by heat from the engine or the like, and the power converter itself generates heat. It is required to cool.
そこで、車両走行風が電力変換装置に当たり易くするために、電力変換装置をエンジンルームの前側部分に配設することが考えられる。   Therefore, in order to make it easy for the vehicle traveling wind to hit the power converter, it is conceivable to arrange the power converter in the front portion of the engine room.
しかし、車両の前面衝突時において、上記電力変換装置の破損は出来る限り避けたいという要求もあり、この要求を満たすためには、電力変換装置をエンジンルームにおける前側部分に配設することは困難である。   However, there is also a demand to avoid damage to the power conversion device as much as possible during a frontal collision of the vehicle. In order to satisfy this requirement, it is difficult to dispose the power conversion device in the front portion of the engine room. is there.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電機からの電力を変換して少なくとも蓄電装置へ出力する電力変換装置を、エンジンルーム内に配設して、電力の供給損失を出来る限り抑制するとともに、車両の前面衝突時に電力変換装置の破損を抑制しつつ、電力変換装置を効率良く冷却しようとすることにある。   The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to dispose a power conversion device that converts power from a generator and outputs at least to a power storage device in an engine room. Thus, it is intended to efficiently cool the power conversion device while suppressing power supply loss as much as possible and suppressing breakage of the power conversion device in the event of a frontal collision of the vehicle.
上記の目的を達成するために、本発明では、車両の車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネルと、上記ダッシュパネルの上端部に車幅方向に延びるように配設され、車外からの外気が導入されるカウルボックスと、上記エンジンルーム内に配設された蓄電装置と、上記エンジンルーム内に配設された発電機と、上記発電機からの電力を変換して少なくとも上記蓄電装置へ出力する電力変換装置とを備え、上記電力変換装置は、上記エンジンルーム内において上記ダッシュパネルと上記蓄電装置との間に配設された電力変換装置本体部と、上記カウルボックス内に導入された外気を該電力変換装置本体部へ導くためのダクト部材とを有している、構成とした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a dash panel for partitioning a vehicle compartment and an engine room of a vehicle, and an upper end portion of the dash panel are disposed so as to extend in the vehicle width direction, and outside air from outside the vehicle is A cowl box to be introduced, a power storage device disposed in the engine room, a power generator disposed in the engine room, and converts power from the power generator to output at least to the power storage device. A power converter, wherein the power converter has a power converter main body disposed between the dash panel and the power storage device in the engine room, and outside air introduced into the cowl box. And a duct member for leading to the power converter main body.
上記の構成により、電力変換装置本体部を、蓄電装置に対して車両後側近傍に配設することができるとともに、エンジンルーム内における車両後側部分に配設することができる。これにより、車両の前面衝突時に電力変換装置(電力変換装置本体部)の破損を抑制することができる。また、ダクト部材を介して、カウルボックス内に導入された外気を電力変換装置本体部に容易に導くことができ、電力変換装置本体部を外気により冷却することが可能になる。この結果、電力変換装置をエンジンルームにおける前側部分に配設しなくても、電力変換装置(電力変換装置本体部)を十分に冷却することができる。   With the above configuration, the power conversion device main body can be disposed in the vicinity of the rear side of the vehicle with respect to the power storage device, and can be disposed in the rear portion of the vehicle in the engine room. Thereby, damage to a power converter (power converter main part) at the time of frontal collision of vehicles can be controlled. Further, the outside air introduced into the cowl box can be easily guided to the power converter main body through the duct member, and the power converter main body can be cooled by the outside air. As a result, the power converter (power converter main body) can be sufficiently cooled without arranging the power converter in the front portion of the engine room.
上記車両の電力変換装置冷却構造において、上記ダクト部材の吸気口は、上記カウルボックス内における車幅方向外側部分に位置している、ことが好ましい。   In the vehicle power converter cooling structure, the air inlet of the duct member is preferably located in an outer portion in the vehicle width direction in the cowl box.
このことにより、ダクト部材をエンジンルーム内における車幅方向外側部分に配設することができ、ダクト部材を通る外気がエンジン等からの熱の影響を受け難くなり、電力変換装置本体部の冷却性能を向上させることができる。   As a result, the duct member can be disposed in the outer portion of the engine room in the vehicle width direction, and the outside air passing through the duct member is hardly affected by heat from the engine or the like, and the cooling performance of the power conversion device main body Can be improved.
上記車両の電力変換装置冷却構造において、上記電力変換装置は、上記ダクト部材を介して上記外気を上記電力変換装置本体部へ導くファンを更に有している、ことが好ましい。   In the vehicle power converter cooling structure, it is preferable that the power converter further includes a fan that guides the outside air to the power converter main body through the duct member.
このことで、ファンにより、電力変換装置本体部に外気を冷却風として積極的に導くことができ、電力変換装置本体部の冷却性能をより一層向上させることができる。   Thus, the fan can actively guide outside air as cooling air to the power converter main body, and the cooling performance of the power converter main body can be further improved.
上記電力変換装置が上記ファンを有する場合、上記電力変換装置本体部と上記ファンとが上下方向に並んで配設され、上記電力変換装置は、上記電力変換装置本体部及び上記ファンを一体的に覆うカバー部材を更に有している、ことが好ましい。   When the power converter has the fan, the power converter main body and the fan are arranged side by side in the vertical direction, and the power converter integrates the power converter main body and the fan integrally. It is preferable to further have a cover member to cover.
こうすることで、ファンを含む電力変換装置をエンジンルーム内に配設しても、エンジンルームが車両前後方向に長くなるのを防止することができて、フロントオーバーハングが増大するのを防止することができる。また、カバー部材によって、ダクト部材を介して電力変換装置本体部に導かれた外気が、電力変換装置本体部の近傍を流れるようにすることができるとともに、電力変換装置本体部及びファンが、エンジンルームの下側から進入してくる泥等により汚れるのを防止することができる。   In this way, even if the power conversion device including the fan is disposed in the engine room, the engine room can be prevented from becoming longer in the vehicle front-rear direction, and the front overhang can be prevented from increasing. be able to. In addition, the cover member can allow the outside air guided to the power converter main body through the duct member to flow in the vicinity of the power converter main body, and the power converter main body and the fan are connected to the engine. It is possible to prevent contamination by mud entering from the lower side of the room.
上記車両の電力変換装置冷却構造において、上記カウルボックスは、上記ダッシュパネルよりも車両前側に突出しており、上記電力変換装置の少なくとも一部が、平面視で上記カウルボックスと重なっている、ことが好ましい。   In the vehicle power converter cooling structure, the cowl box protrudes to the front of the vehicle from the dash panel, and at least a part of the power converter overlaps the cowl box in plan view. preferable.
このことにより、電力変換装置本体部の大きさを確保しつつ、フロントオーバーハングを出来る限り縮小することができる。   As a result, the front overhang can be reduced as much as possible while ensuring the size of the main body of the power converter.
以上説明したように、本発明の車両の電力変換装置冷却構造によると、電力変換装置が、エンジンルーム内においてダッシュパネルと蓄電装置との間に配設された電力変換装置本体部と、カウルボックス内に導入された外気を該電力変換装置本体部へ導くためのダクト部材とを有するものとしたことにより、電力変換装置を、エンジンルーム内において蓄電装置の近傍に配設することができて、電力の供給損失を出来る限り抑制することができるとともに、車両の前面衝突時に電力変換装置の破損を抑制しつつ、電力変換装置を効率良く冷却することができる。   As described above, according to the power conversion device cooling structure for a vehicle of the present invention, the power conversion device includes the power conversion device main body disposed between the dash panel and the power storage device in the engine room, and the cowl box. By having a duct member for guiding the outside air introduced into the power converter main body, the power converter can be disposed in the vicinity of the power storage device in the engine room, The power supply loss can be suppressed as much as possible, and the power conversion device can be efficiently cooled while suppressing the breakage of the power conversion device in the event of a frontal collision of the vehicle.
本発明の実施形態に係る電力変換装置冷却構造が適用された車両のエンジンルームにおける車両左側後部を示す平面図である。It is a top view which shows the vehicle left side rear part in the engine room of the vehicle to which the power converter cooling structure which concerns on embodiment of this invention was applied. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 上記車両のエンジンルームにおける車両左側後部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vehicle left side rear part in the engine room of the said vehicle. 電力変換装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a power converter device. 発電機、キャパシタ、電力変換装置、バッテリ及び電装品の電気接続関係を示す図である。It is a figure which shows the electrical connection relationship of a generator, a capacitor, a power converter device, a battery, and an electrical component.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図3は、本発明の実施形態に係る電力変換装置冷却構造が適用された車両のエンジンルーム1における車両左側後部を示す。この車両の前部におけるエンジンルーム1内には、不図示のエンジンが配設されている。図1の左側及び図2の右側が、上記車両の前側に相当する。以下、上記車両についての前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。   1 to 3 show a vehicle left rear portion in an engine room 1 of a vehicle to which a power converter cooling structure according to an embodiment of the present invention is applied. An engine (not shown) is disposed in the engine room 1 at the front of the vehicle. The left side of FIG. 1 and the right side of FIG. 2 correspond to the front side of the vehicle. Hereinafter, the front, rear, left, right, top and bottom of the vehicle are simply referred to as front, rear, left, right, top and bottom, respectively.
上記エンジンルーム1の車幅方向(左右方向)両端部には、前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム5(左側のフロントサイドフレーム5のみを図示する)が配設されている。各フロントサイドフレーム5の後部は、その高さ位置が後側に向かって徐々に低くなるキック部(図示せず)とされている。このキック部と略同じ前後位置には、上記エンジンルーム1と車室とを仕切るダッシュパネル9が車幅方向及び上下方向に延びるように設けられている。   A pair of left and right front side frames 5 (only the left front side frame 5 is shown) extending in the front-rear direction are disposed at both ends of the engine room 1 in the vehicle width direction (left-right direction). The rear portion of each front side frame 5 is a kick portion (not shown) whose height position gradually decreases toward the rear side. A dash panel 9 that partitions the engine room 1 and the vehicle compartment is provided at substantially the same longitudinal position as the kick portion so as to extend in the vehicle width direction and the vertical direction.
左右のフロントサイドフレーム5の車幅方向外側の面には、ホイールハウスを構成するホイールハウスパネル12がそれぞれ固定され、左右のホイールハウスパネル12の上面には、サスペンションタワー13がそれぞれ設けられている(左側のホイールハウスパネル12及び左側のサスペンションタワー13のみを図示する)。   Wheel house panels 12 constituting wheel houses are fixed to the outer surfaces of the left and right front side frames 5 in the vehicle width direction, and suspension towers 13 are provided on the upper surfaces of the left and right wheel house panels 12, respectively. (Only the left wheel house panel 12 and the left suspension tower 13 are shown).
ダッシュパネル9の上端部には、車幅方向に延びるカウルボックス15が配設されている。このカウルボックス15は、底壁部15a、前壁部15b及び後壁部15cを有していて、上側に開口する凹状をなしている。カウルボックス15の上側開口は、ボンネットフード17により覆われるようになっている。但し、ボンネットフード17の後端とカウルボックス15の後壁部15cとの間には隙間が形成されており、この隙間を介して、車外からの外気がカウルボックス15内に導入される。すなわち、カウルボックス15は、外気を導入するエアボックスとしての機能を有する。また、カウルボックス15は、不図示のワイパ装置の収容スペースとしての機能も有している。尚、カウルボックス15の後壁部15cの上端部には、不図示のフロントガラスの下端部が固定される。   A cowl box 15 extending in the vehicle width direction is disposed at the upper end of the dash panel 9. The cowl box 15 has a bottom wall portion 15a, a front wall portion 15b, and a rear wall portion 15c, and has a concave shape that opens upward. The upper opening of the cowl box 15 is covered with a hood hood 17. However, a gap is formed between the rear end of the bonnet hood 17 and the rear wall portion 15c of the cowl box 15, and outside air from the outside of the vehicle is introduced into the cowl box 15 through this gap. That is, the cowl box 15 has a function as an air box for introducing outside air. The cowl box 15 also has a function as an accommodation space for a wiper device (not shown). A lower end portion of a windshield (not shown) is fixed to the upper end portion of the rear wall portion 15c of the cowl box 15.
本実施形態では、カウルボックス15は、ダッシュパネル9よりも前側に突出しており、カウルボックス15の前壁部15bは、ダッシュパネル9よりも前側に位置している。カウルボックス15の底壁部15aにおいて、ダッシュパネル9よりも前側部分は、他の部分よりも下側に凹んでいる。尚、図1では、カウルボックス15の記載を省略しているが、カウルボックス15の前壁部15bの位置を二点鎖線で示している。   In the present embodiment, the cowl box 15 projects forward from the dash panel 9, and the front wall portion 15 b of the cowl box 15 is located in front of the dash panel 9. In the bottom wall portion 15 a of the cowl box 15, the front portion of the dash panel 9 is recessed below the other portions. In FIG. 1, the description of the cowl box 15 is omitted, but the position of the front wall portion 15b of the cowl box 15 is indicated by a two-dot chain line.
左側のフロントサイドフレーム5の車幅方向内側の面には、バッテリ21を支持するためのバッテリ支持ブラケット22がボルト31により取付固定されている。このバッテリ支持ブラケット22の上端部に、支持部材23を介してバッテリ21が支持されている。このバッテリ21は、本実施形態では、鉛蓄電池であって、電気を蓄電する本発明の蓄電装置に相当する。バッテリ21は、エンジンルーム1内における車幅方向外側部分(左側のフロントサイドフレーム5の近傍)の後部に配設されている。   A battery support bracket 22 for supporting the battery 21 is attached and fixed to the inner surface of the left front side frame 5 in the vehicle width direction by bolts 31. A battery 21 is supported on the upper end of the battery support bracket 22 via a support member 23. In this embodiment, the battery 21 is a lead storage battery, and corresponds to the power storage device of the present invention that stores electricity. The battery 21 is disposed in the rear portion of the engine room 1 in the vehicle width direction (in the vicinity of the left front side frame 5).
上記支持部材23は、支持ブラケット22の上端部にボルト32を介して取付固定されかつバッテリ21の底面を支持する基部23aと、この基部23aの周縁部から上側に立設された周壁部23bとを有する。周壁部23bは、バッテリ21の周側面の下部全周を覆う。周壁部23bにおける車幅方向両側の部分には、棒状部材24が上側に延びるようにそれぞれ固定されており、これら2つの棒状部24材の上端部に雄ねじ部24aがそれぞれ形成されている。これら両雄ねじ部24aが、バッテリ21の上面を車幅方向に延びる固定部材25の両端部に形成された挿通孔にそれぞれ挿通された状態で、両雄ねじ部24aにナット26がそれぞれ締め付けられることで、バッテリ21が支持部材23に支持固定される。   The support member 23 is attached and fixed to the upper end portion of the support bracket 22 via a bolt 32, and supports a base portion 23a that supports the bottom surface of the battery 21, and a peripheral wall portion 23b that stands up from the peripheral portion of the base portion 23a. Have The peripheral wall portion 23 b covers the entire lower part of the peripheral side surface of the battery 21. The rod-shaped members 24 are respectively fixed to the both sides in the vehicle width direction of the peripheral wall portion 23b so as to extend upward, and male screw portions 24a are formed at the upper ends of these two rod-shaped portions 24, respectively. The nuts 26 are tightened on the male screw portions 24a in a state where the male screw portions 24a are inserted into insertion holes formed at both ends of the fixing member 25 extending in the vehicle width direction on the upper surface of the battery 21, respectively. The battery 21 is supported and fixed to the support member 23.
本実施形態では、図5に示すように、上記車両の減速時に、上記エンジンにより駆動されかつエンジンルーム1内に配設された発電機41(オルタネータ)によって発生した電気を蓄電するキャパシタ43が設けられている。このキャパシタ43から、電力変換装置50を介して、上記車両に搭載された電装品45(例えばオーディオ装置、ナビゲーション装置、照明装置等)に、上記蓄電した電気(電力)が供給されるように構成されている。また、キャパシタ43からの、上記電装品45で使い切れない余剰分の電気(電力)は、該電装品45に電気(電力)を供給する上記バッテリ21に供給されて蓄電される。また、上記車両の減速時以外のときには、発電機41からの電力が電力変換装置50を介してバッテリ21に供給されて蓄電される。このことで、電力変換装置50は、発電機41からの電力(キャパシタ43からの電力も、元々発電機41からの電力を蓄電したものであるので、発電機41からの電力であるともいえる)を変換してバッテリ21(及び電装品45)へ出力することになる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a capacitor 43 is provided for storing electricity generated by a generator 41 (alternator) driven by the engine and disposed in the engine room 1 when the vehicle is decelerated. It has been. The capacitor 43 is configured so that the stored electricity (electric power) is supplied to the electrical component 45 (for example, an audio device, a navigation device, a lighting device, etc.) mounted on the vehicle via the power conversion device 50. Has been. Further, surplus electricity (electric power) that cannot be used by the electrical component 45 from the capacitor 43 is supplied to and stored in the battery 21 that supplies electricity (electric power) to the electrical component 45. When the vehicle is not decelerated, the power from the generator 41 is supplied to the battery 21 via the power conversion device 50 and stored. In this way, the power conversion device 50 has the power from the generator 41 (the power from the capacitor 43 is also the power from the generator 41 because it originally stores the power from the generator 41). Is output to the battery 21 (and the electrical component 45).
電力変換装置50は、発電機41(キャパシタ43)からの電力を降圧してバッテリ21及び電装品45へ出力するDC/DCコンバータを含む。すなわち、発電機41及びキャパシタ43側の電圧(例えば25V)が、バッテリ21及び電装品45側の電圧(12V)よりも高いために、発電機41(キャパシタ43)からバッテリ21及び電装品45へ電力を供給する際に変圧する必要があり、そのためにDC/DCコンバータを含む電力変換装置50が設けられる。   The power conversion device 50 includes a DC / DC converter that steps down the power from the generator 41 (capacitor 43) and outputs it to the battery 21 and the electrical component 45. That is, since the voltage (for example, 25 V) on the generator 41 and capacitor 43 side is higher than the voltage (12 V) on the battery 21 and electrical component 45 side, the generator 41 (capacitor 43) is transferred to the battery 21 and electrical component 45. When power is supplied, it is necessary to transform the power, and therefore, a power conversion device 50 including a DC / DC converter is provided.
キャパシタ43は、その配置の図示は省略するが、左側のフロントサイドフレーム5よりも車幅方向外側(左側)つまりエンジンルーム1の左外側でかつ前後方向において前輪とフロントサイドフレーム5の前側に配設されたクラッシュカンとの間の位置に配設されている。また、キャパシタ43は、左側のフロントサイドフレーム5の前端におけるフランジ部、又は、左側のクラッシュカンの後端におけるフランジ部(左側のフロントサイドフレーム5のフランジ部と連結されるフランジ部)に支持される。これにより、キャパシタ43がエンジンからの熱の影響を受け難くなり、車両走行風によって効率良く冷却することが可能になる。また、上記車両の前面衝突時(軽衝突時)に、キャパシタ43がクラッシュカンによる衝撃吸収作用を阻害することがなく、フロントサイドフレーム5が潰れるような重衝突時に、フロントサイドフレーム5による衝撃吸収作用を阻害することもない。   Although illustration of the arrangement of the capacitor 43 is omitted, it is arranged on the front side of the front wheel and the front side frame 5 in the vehicle width direction outside (left side), that is, on the left outside of the engine room 1 and in the front-rear direction. It is arranged at a position between the installed crash cans. The capacitor 43 is supported by a flange portion at the front end of the left front side frame 5 or a flange portion at the rear end of the left crush can (a flange portion connected to the flange portion of the left front side frame 5). The As a result, the capacitor 43 is hardly affected by the heat from the engine, and can be efficiently cooled by the vehicle traveling wind. In addition, during the frontal collision (light collision) of the vehicle, the capacitor 43 does not impede the shock absorbing action by the crash can, and the shock absorption by the front side frame 5 during a heavy collision such that the front side frame 5 is crushed. It does not inhibit the action.
図4に示すように、電力変換装置50は、上記DC/DCコンバータを含む電力変換装置本体部51を有している。この電力変換装置本体部51における後側部分には、後側へ突出しかつ上下方向に延びる複数の突条部51bが車幅方向に並んで形成されたヒートシンク51aが設けられており、このヒートシンク51aにより、上記DC/DCコンバータが発した熱が後側(ダッシュパネル9の側)へ向けて放散される。電力変換装置本体部51は、エンジンルーム1内においてダッシュパネル9とバッテリ21との間に配設されている。より詳細には、電力変換装置本体部51は、バッテリ21の後側に近接配置されている。また、バッテリ21自体がエンジンルーム1内の後部に位置しているので、電力変換装置本体部51はダッシュパネル9及びカウルボックス15の近傍に位置することになる。   As shown in FIG. 4, the power conversion device 50 includes a power conversion device main body 51 including the DC / DC converter. The rear portion of the power conversion device main body 51 is provided with a heat sink 51a in which a plurality of protrusions 51b protruding rearward and extending in the vertical direction are formed side by side in the vehicle width direction. Thus, the heat generated by the DC / DC converter is dissipated toward the rear side (the dash panel 9 side). The power converter main body 51 is disposed between the dash panel 9 and the battery 21 in the engine room 1. More specifically, the power conversion device main body 51 is disposed close to the rear side of the battery 21. Further, since the battery 21 itself is located at the rear part in the engine room 1, the power converter main body 51 is located in the vicinity of the dash panel 9 and the cowl box 15.
電力変換装置本体部51は、ヒートシンク51aが設けられている側を除いて、上下方向に延びるカバー部材52により覆われている。このカバー部材52の上面には、カウルボックス15内に導入された外気を電力変換装置本体部51へ導くためのダクト部材53が設けられている。このダクト部材53は、カバー部材52の上面から上側に延びた後に後側に曲がって後方に延び、カウルボックス15の前壁部15bを貫通して、カウルボックス15内に進入している(図2及び図3参照)。ダクト部材53のカウルボックス15側の端部に形成された吸気口53a(図4参照)は、カウルボックス15内における車幅方向外側部分(車幅方向において左側のフロントサイドフレーム5に近い位置)に位置し、ダクト部材53のカバー部材52側の端部に形成された排気口は、カバー部材52の内側に臨んでいる。そして、上記外気は、上記吸気口53aからダクト部材53を通ってカバー部材52の内側(つまり電力変換装置本体部51)に導かれる。   The power converter main body 51 is covered with a cover member 52 extending in the vertical direction except for the side where the heat sink 51a is provided. On the upper surface of the cover member 52, a duct member 53 for guiding the outside air introduced into the cowl box 15 to the power converter main body 51 is provided. The duct member 53 extends upward from the upper surface of the cover member 52, then bends rearward and extends rearward, penetrates the front wall portion 15b of the cowl box 15 and enters the cowl box 15 (see FIG. 2 and FIG. 3). An intake port 53a (see FIG. 4) formed at the end of the duct member 53 on the cowl box 15 side is an outer portion in the vehicle width direction in the cowl box 15 (position close to the left front side frame 5 in the vehicle width direction). The exhaust port formed at the end of the duct member 53 on the cover member 52 side faces the inside of the cover member 52. The outside air is guided from the intake port 53a through the duct member 53 to the inside of the cover member 52 (that is, the power converter main body 51).
ダクト部材53及び電力変換装置50は、バッテリ21と同様に、エンジンルーム1内における車幅方向外側部分(左側のフロントサイドフレーム5の近傍)に位置しており、これにより、ダクト部材53を通る外気及び電力変換装置50が、エンジンからの熱の影響を受け難くなるようにしている。   Like the battery 21, the duct member 53 and the power conversion device 50 are located in an outer portion in the vehicle width direction (in the vicinity of the left front side frame 5) in the engine room 1, and thereby pass through the duct member 53. The outside air and the power conversion device 50 are made difficult to be affected by the heat from the engine.
本実施形態では、ダクト部材53を介して上記外気を電力変換装置本体部51へ導くファン54を電力変換装置50に設けて、上記外気を冷却風として電力変換装置本体部51に積極的に導くようにしている。このファン54は、電力変換装置本体部51の下側に位置している。すなわち、電力変換装置本体部51とファン54とが上下方向に並んで配設されている。   In the present embodiment, a fan 54 that guides the outside air to the power converter main body 51 through the duct member 53 is provided in the power converter 50, and the outside air is actively guided to the power converter main body 51 as cooling air. I am doing so. The fan 54 is located below the power converter main body 51. That is, the power converter main body 51 and the fan 54 are arranged side by side in the vertical direction.
カバー部材52は、電力変換装置本体部51及びファン54を一体的に覆っており、電力変換装置本体部51及びファン54は、カバー部材52の内側にてカバー部材52に固定されている。カバー部材52の下面には排出口52aが形成されている。ファン54は、電力変換装置本体部51と排出口52aとの間に位置することになる。そして、ファン54の作動により、ダクト部材53を介して電力変換装置本体部51に導かれた外気の一部が、電力変換装置本体部51(特にヒートシンク51a)に沿って下側へと流動して、ファン54及び排出口52aを通ってカバー部材52の下側へと排出される。尚、ヒートシンク51aの突条部51bは、上記外気が上側から下側へ流れ易くなるように、上記のように形成されている。   The cover member 52 integrally covers the power converter main body 51 and the fan 54, and the power converter main body 51 and the fan 54 are fixed to the cover member 52 inside the cover member 52. A discharge port 52 a is formed on the lower surface of the cover member 52. The fan 54 is located between the power converter main body 51 and the discharge port 52a. Then, due to the operation of the fan 54, a part of the outside air guided to the power converter main body 51 through the duct member 53 flows downward along the power converter main body 51 (particularly the heat sink 51a). Then, the air is discharged to the lower side of the cover member 52 through the fan 54 and the discharge port 52a. The protrusion 51b of the heat sink 51a is formed as described above so that the outside air can easily flow from the upper side to the lower side.
カバー部材52によって、ダクト部材53を介して電力変換装置本体部51に導かれた外気が、電力変換装置本体部51の近傍を流れるようにすることができるとともに、電力変換装置本体部51及びファン54が、エンジンルーム1の下側から進入してくる泥等により汚れるのを防止することができる。尚、カバー部材52の車幅方向内側の側面(右側側面)には、電力変換装置本体部51のDC/DCコンバータに対する入出力端子52bが設けられている。また、カバー部材52の右側側面における入出力端子52bの上下及び後側近傍には、入出力端子52bを保護するための保護板52cが設けられている。   The cover member 52 can allow the outside air guided to the power converter main body 51 through the duct member 53 to flow in the vicinity of the power converter main body 51, and the power converter main body 51 and the fan. 54 can be prevented from being contaminated by mud or the like entering from the lower side of the engine room 1. An input / output terminal 52b for the DC / DC converter of the power converter main body 51 is provided on the inner side surface (right side surface) of the cover member 52 in the vehicle width direction. A protective plate 52c for protecting the input / output terminal 52b is provided in the vicinity of the upper and lower sides and the rear side of the input / output terminal 52b on the right side surface of the cover member 52.
電力変換装置50は、上記支持部材23に支持されている。具体的には、支持部材23には、バッテリ21を支持している部分よりも後側に延設された後側延設部23cが一体的に設けられている。この後側延設部23cは、基部23aが後側に延設された基部延設部23dと、この基部延設部23dの縁部から上側に立設された立壁部23eとからなっている。立壁部23eは、周壁部23bの後側部分と共に、カバー部材52の上下方向中間部において段差状に形成された段差部52dの周囲を覆っており、段差部52dは基部延設部23d及び立壁部23eに支持固定されている。カバー部材52における段差部52dよりも下側部分は、基部延設部23dを貫通して下側に延びている。こうして、電力変換装置本体部51及びファン54が、カバー部材52を介して支持部材23に支持される。   The power conversion device 50 is supported by the support member 23. Specifically, the support member 23 is integrally provided with a rear extension 23c that extends rearward from the portion supporting the battery 21. The rear extending portion 23c includes a base extending portion 23d in which the base portion 23a extends to the rear side, and a standing wall portion 23e that stands up from the edge of the base extending portion 23d. . The upright wall portion 23e covers the periphery of the stepped portion 52d formed in a step shape in the middle portion in the vertical direction of the cover member 52 together with the rear portion of the peripheral wall portion 23b, and the stepped portion 52d includes the base extending portion 23d and the upright wall. It is supported and fixed to the portion 23e. A lower portion of the cover member 52 than the stepped portion 52d extends through the base extending portion 23d and extends downward. Thus, the power converter main body 51 and the fan 54 are supported by the support member 23 via the cover member 52.
電力変換装置50は、該電力変換装置50の一部(電力変換装置本体部51及びカバー部材52の後側部分)が平面視でカウルボックス15と重なるように、エンジンルーム1内に配設されている(図1及び図2参照)。すなわち、電力変換装置本体部51及びカバー部材52の後側部分が、カウルボックス15におけるダッシュパネル9よりも前側に突出した部分の下側空間に位置している。これにより、キャパシタ43による蓄電容量の大容量化に対応するべく電力変換装置本体部51の大きさを大きくしたとしても、エンジンルーム1が前後方向に長くなるのを防止することができて、フロントオーバーハングを出来る限り縮小することが可能になる。   The power converter 50 is disposed in the engine room 1 so that a part of the power converter 50 (the rear part of the power converter main body 51 and the cover member 52) overlaps the cowl box 15 in plan view. (See FIG. 1 and FIG. 2). That is, the rear portions of the power conversion device main body 51 and the cover member 52 are located in a lower space of the cowl box 15 that protrudes forward from the dash panel 9. As a result, even if the size of the power converter main body 51 is increased in order to cope with the increase in the storage capacity of the capacitor 43, the engine room 1 can be prevented from being elongated in the front-rear direction. It is possible to reduce the overhang as much as possible.
したがって、本実施形態では、電力変換装置50がエンジンルーム1内に配設されているので、電力変換装置50(電力変換装置本体部51)が、発電機41、キャパシタ43及びバッテリ21の近傍に位置することになり、それらを接続するためのケーブルを短くして、電力の供給損失を抑制することができる。特に電力変換装置本体部51がバッテリ21に近接配置されているので、電力変換装置本体部51(DC/DCコンバータ)とバッテリ21との間のケーブルを最短にすることができる。   Therefore, in this embodiment, since the power converter device 50 is arrange | positioned in the engine room 1, the power converter device 50 (power converter main-body part 51) is located in the vicinity of the generator 41, the capacitor 43, and the battery 21. Therefore, the power supply loss can be suppressed by shortening the cable for connecting them. In particular, since the power converter main body 51 is disposed close to the battery 21, the cable between the power converter main body 51 (DC / DC converter) and the battery 21 can be minimized.
また、電力変換装置本体部51が、エンジンルーム1内においてダッシュパネル9とバッテリ21との間(より詳細には、バッテリ21の後側に近接した位置でかつダッシュパネル9及びカウルボックス15の近傍位置)に配設されているので、上記車両の前面衝突時に電力変換装置50(電力変換装置本体部51)の破損を抑制することができる。しかも、ダクト部材53を介して、カウルボックス15内に導入された外気を電力変換装置本体部51に容易に導くことができ、電力変換装置本体部51を外気により冷却することができる。そして、ダクト部材53は、エンジンルーム1内における車幅方向外側部分に位置しているとともに、短いもので済み、また、電力変換装置本体部51もエンジンルーム1内における車幅方向外側部分に位置しているので、ダクト部材53を通る外気及び電力変換装置本体部51がエンジンからの熱の影響を受け難くなり、電力変換装置本体部51の冷却性能を向上させることができる。   Further, the power converter main body 51 is located between the dash panel 9 and the battery 21 in the engine room 1 (more specifically, at a position close to the rear side of the battery 21 and in the vicinity of the dash panel 9 and the cowl box 15. Therefore, the power conversion device 50 (power conversion device main body 51) can be prevented from being damaged during the frontal collision of the vehicle. Moreover, the outside air introduced into the cowl box 15 can be easily guided to the power converter main body 51 through the duct member 53, and the power converter main body 51 can be cooled by the outside air. The duct member 53 is positioned at an outer portion in the vehicle width direction in the engine room 1 and is short, and the power converter main body 51 is also positioned at an outer portion in the vehicle width direction in the engine room 1. Therefore, the outside air passing through the duct member 53 and the power converter main body 51 are not easily affected by heat from the engine, and the cooling performance of the power converter main body 51 can be improved.
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be substituted without departing from the spirit of the claims.
例えば、上記実施形態では、電力変換装置50にファン54を設けて、ファン54により、カウルボックス15内に導入された外気を、冷却風として電力変換装置本体部51に積極的に導くようにしたが、このようなファン54は必ずしも必要ではない。但し、電力変換装置本体部51の冷却性能を向上させる観点から、ファン54を設けることが好ましい。   For example, in the above-described embodiment, the fan 54 is provided in the power conversion device 50, and the outside air introduced into the cowl box 15 is actively guided to the power conversion device main body 51 by the fan 54 as cooling air. However, such a fan 54 is not always necessary. However, it is preferable to provide the fan 54 from the viewpoint of improving the cooling performance of the power converter main body 51.
また、上記実施形態では、本発明の蓄電装置として、鉛蓄電池で構成されたバッテリ21を例に挙げて説明したが、これに限らず、ニッケル水素二次電池、ニッカド二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池で構成されたバッテリであってもよい。また、上記実施形態のバッテリ21に代えて、キャパシタ43を、本発明の蓄電装置として、該バッテリ21の配設されていた位置に設けるようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the battery 21 comprised with the lead storage battery was mentioned as an example as an electrical storage apparatus of this invention, it is not restricted to this, A nickel metal hydride secondary battery, a nickel cadmium secondary battery, lithium ion secondary The battery may be a secondary battery such as a secondary battery. Moreover, it may replace with the battery 21 of the said embodiment, and you may make it provide the capacitor 43 in the position where this battery 21 was arrange | positioned as an electrical storage apparatus of this invention.
さらに、上記実施形態に係る車両は、エンジンで駆動されるものであるが、モータが車両前部のエンジンルーム(モータルームともいう)内に配設されて該モータで駆動される電動車両であってもよく、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車両であってもよい。このようなモータを使用する場合、モータ駆動用バッテリからの直流電力を交流電力に変換してモータに電力を供給するインバータを含むインバータユニットが必要になるが、そのインバータユニットを、本発明の電力変換装置とすることも可能である。この場合、インバータユニットのインバータ(電力変換装置本体部)を、ダッシュパネル9と蓄電装置(上記実施形態のバッテリ21又はキャパシタ43)との間に配設し、ダクト部材53により、カウルボックス15内に導入された外気をインバータへ導くようにすればよい。   Furthermore, although the vehicle according to the above embodiment is driven by an engine, it is an electric vehicle in which a motor is disposed in an engine room (also referred to as a motor room) at the front of the vehicle and driven by the motor. Alternatively, it may be a hybrid vehicle using both an engine and a motor. When such a motor is used, an inverter unit including an inverter that converts DC power from the motor driving battery into AC power and supplies the motor with power is required. A conversion device can also be used. In this case, the inverter (power conversion device main body) of the inverter unit is disposed between the dash panel 9 and the power storage device (the battery 21 or the capacitor 43 in the above embodiment), and the inside of the cowl box 15 by the duct member 53. What is necessary is just to guide the external air introduced into the inverter.
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、DC/DCコンバータやインバータ等の電力変換装置を冷却するようにした、車両の電力変換装置冷却構造に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a vehicle power converter cooling structure for cooling a power converter such as a DC / DC converter or an inverter.
1 エンジンルーム
9 ダッシュパネル
15 カウルボックス
21 バッテリ(蓄電装置)
41 発電機
50 電力変換装置
51 電力変換装置本体部
52 カバー部材
53 ダクト部材
53a 吸気口
54 ファン
1 Engine room 9 Dash panel 15 Cowl box 21 Battery (power storage device)
41 generator 50 power converter 51 power converter main body 52 cover member 53 duct member 53a air inlet 54 fan

Claims (5)

  1. 車両の車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネルと、
    上記ダッシュパネルの上端部に車幅方向に延びるように配設され、車外からの外気が導入されるカウルボックスと、
    上記エンジンルーム内に配設された蓄電装置と、
    上記エンジンルーム内に配設された発電機と、
    上記発電機からの電力を変換して少なくとも上記蓄電装置へ出力する電力変換装置とを備え、
    上記電力変換装置は、上記エンジンルーム内において上記ダッシュパネルと上記蓄電装置との間に配設された電力変換装置本体部と、上記カウルボックス内に導入された外気を該電力変換装置本体部へ導くためのダクト部材とを有していることを特徴とする車両の電力変換装置冷却構造。
    A dash panel that partitions the vehicle compartment from the engine compartment;
    A cowl box that is disposed at the upper end of the dash panel so as to extend in the vehicle width direction and into which outside air is introduced from the outside of the vehicle;
    A power storage device disposed in the engine room;
    A generator disposed in the engine room;
    A power conversion device that converts the power from the generator and outputs at least the power storage device,
    The power converter includes a power converter main body disposed between the dash panel and the power storage device in the engine room, and outside air introduced into the cowl box to the power converter main body. A cooling structure for a power converter of a vehicle, comprising a duct member for guiding.
  2. 請求項1記載の車両の電力変換装置冷却構造において、
    上記ダクト部材の吸気口は、上記カウルボックス内における車幅方向外側部分に位置していることを特徴とする車両の電力変換装置冷却構造。
    In the vehicle power converter cooling structure according to claim 1,
    The cooling structure for a power converter of a vehicle, wherein an air inlet of the duct member is located in an outer portion in the vehicle width direction in the cowl box.
  3. 請求項1又は2記載の車両の電力変換装置冷却構造において、
    上記電力変換装置は、上記ダクト部材を介して上記外気を上記電力変換装置本体部へ導くファンを更に有していることを特徴とする車両の電力変換装置冷却構造。
    The power conversion device cooling structure for a vehicle according to claim 1 or 2,
    The power conversion device cooling structure for a vehicle, wherein the power conversion device further includes a fan that guides the outside air to the power conversion device main body through the duct member.
  4. 請求項3記載の車両の電力変換装置冷却構造において、
    上記電力変換装置本体部と上記ファンとが上下方向に並んで配設され、
    上記電力変換装置は、上記電力変換装置本体部及び上記ファンを一体的に覆うカバー部材を更に有していることを特徴とする車両の電力変換装置冷却構造。
    In the vehicle power converter cooling structure according to claim 3,
    The power converter main body and the fan are arranged side by side in the vertical direction,
    The power conversion device cooling structure for a vehicle, wherein the power conversion device further includes a cover member that integrally covers the power conversion device main body and the fan.
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両の電力変換装置冷却構造において、
    上記カウルボックスは、上記ダッシュパネルよりも車両前側に突出しており、
    上記電力変換装置の少なくとも一部が、平面視で上記カウルボックスと重なっていることを特徴とする車両の電力変換装置冷却構造。
    In the vehicle power converter cooling structure according to any one of claims 1 to 4,
    The cowl box protrudes from the dash panel toward the front of the vehicle,
    A cooling structure for a power conversion device for a vehicle, wherein at least a part of the power conversion device overlaps the cowl box in plan view.
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