JP2013005576A - Dc/dc converter and battery cooling device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent silentness deterioration and an increase in power consumption by efficiently distributing an air volume of a blower fan to a DC/DC converter and a battery.SOLUTION: A cooling device 10 includes: a blower fan 1; a suction passage 11 which is connected to the blower fan 1, and is branched at a branching part 11a in a middle part of the suction passage 11 into a first suction passage 11b and a second suction passage 11c, the first suction passage 11b being connected to a DC/DC converter 2, and the second suction passage 11c being connected to a battery 3; a first exhaust passage 13 connected to the DC/DC converter 2; a second exhaust passage 14 connected to the battery 3; and a door 12 disposed in at least the branching part 11a, the first suction passage 11b, the second suction passage 11c, the first exhaust passage 13 and the second exhaust passage 14.

Description

本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリを冷却する技術に関する。   The present invention relates to a DC / DC converter and a technology for cooling a battery.

ハイブリッド車両及び電動車両に搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリは、使用時に発熱するので、これらの車両においては、これらの部品を冷却する冷却装置が必要である。   Since DC / DC converters and batteries mounted on hybrid vehicles and electric vehicles generate heat during use, these vehicles require a cooling device that cools these components.

そこで、特許文献１に開示される冷却装置では、ブロワファンとこれらの部品との間に二股に分岐したダクトを配置し、ブロワファンから送出される空気がＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリに分配されるようにしている。   Therefore, in the cooling device disclosed in Patent Document 1, a bifurcated duct is arranged between the blower fan and these components, and the air sent from the blower fan is distributed to the DC / DC converter and the battery. I am doing so.

特開２００８−５２９９７号公報JP 2008-52997 A

上記構成では、一台のブロワファンによってＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリの両方を冷却できるという利点がある。   The above configuration has an advantage that both the DC / DC converter and the battery can be cooled by a single blower fan.

しかしながら、上記構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリそれぞれに配分される風量の比は、それぞれの通気抵抗によって決まり、個別に制御することができない。   However, in the said structure, the ratio of the air volume allocated to each of a DC / DC converter and a battery is decided by each ventilation resistance, and cannot be controlled separately.

したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリのいずれか一方のみの風量を増やす必要がある場合であっても、全体の風量を増やす必要があり、静音性の悪化及び消費電力の増大の原因となっていた。   Therefore, even when it is necessary to increase the air volume of only one of the DC / DC converter and the battery, it is necessary to increase the entire air volume, which causes deterioration in silence and increase in power consumption. .

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、一台のブロワファンの風量をＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリに効率よく配分し、静音性の悪化及び消費電力の増大を防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a technical problem, and efficiently distributes the air volume of one blower fan to a DC / DC converter and a battery, thereby preventing deterioration in silence and increase in power consumption. For the purpose.

本発明のある態様によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリを冷却する冷却装置であって、ブロワファンと、前記ブロワファンに接続し、途中の分岐部において第１吸気通路と第２吸気通路とに分岐し、前記第１吸気通路が前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続し、前記第２吸気通路が前記バッテリに接続する吸気通路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続する第１排気通路と、前記バッテリに接続する第２排気通路と、前記分岐部、前記第１吸気通路、前記第２吸気通路、前記第１排気通路及び前記第２排気通路の少なくとも一つに設けられるドアと、を備えたことを特徴とする冷却装置が提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided a cooling device for cooling a DC / DC converter and a battery, which is connected to a blower fan, the blower fan, and a first intake passage and a second intake passage at a branch portion in the middle. The first intake passage is connected to the DC / DC converter, the second intake passage is connected to the battery, the first exhaust passage is connected to the DC / DC converter, and the battery And a door provided in at least one of the branch portion, the first intake passage, the second intake passage, the first exhaust passage, and the second exhaust passage. A cooling device is provided.

本発明の別の態様によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリを冷却する冷却装置であって、ブロワファンと、前記ブロワファンに接続し、途中の分岐部において第１吸気通路と第２吸気通路とに分岐し、前記第１吸気通路が前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続し、前記第２吸気通路が前記バッテリに接続する吸気通路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続する第１排気通路と、前記バッテリに接続する第２排気通路と、前記第１排気通路及び前記第２排気通路の少なくとも一方に設けられ、温度に応じて変形し開閉するドアと、
を備えたことを特徴とする冷却装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a cooling device for cooling a DC / DC converter and a battery, which is connected to a blower fan and the blower fan, and a first intake passage and a second intake passage at a midway branch portion. The first intake passage is connected to the DC / DC converter, the second intake passage is connected to the battery, the first exhaust passage is connected to the DC / DC converter, and A second exhaust passage connected to the battery, a door provided in at least one of the first exhaust passage and the second exhaust passage, and deformed according to temperature, and opened and closed;
A cooling device is provided.

本発明の上記態様によれば、ブロワファンからＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリへの風量の配分をドアによって変更することができる。配分が適正に行われれば、ブロワファンの風量を増大させる頻度を下げることができ、静音性の悪化及び消費電力の増大を防止することができる。   According to the above aspect of the present invention, the air volume distribution from the blower fan to the DC / DC converter and the battery can be changed by the door. If the distribution is performed properly, the frequency of increasing the air volume of the blower fan can be lowered, and the deterioration of the quietness and the increase in power consumption can be prevented.

本発明の第１実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cooling device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る冷却装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cooling device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る冷却装置１０の概略構成図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cooling device 10 according to a first embodiment of the present invention.

冷却装置１０は、ブロワファン１から送られる空気によってハイブリッド車両又は電動車両に搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータ２及びバッテリ３を冷却する装置である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、バッテリ３からの高電圧直流電圧を１２Ｖの直流電圧に降圧し、車両電装品へ電源供給する装置である。バッテリ３は、リチウムイオンバッテリである。   The cooling device 10 is a device that cools the DC / DC converter 2 and the battery 3 mounted on the hybrid vehicle or the electric vehicle by the air sent from the blower fan 1. The DC / DC converter 2 is a device that steps down the high-voltage DC voltage from the battery 3 to a DC voltage of 12 V and supplies power to vehicle electrical components. The battery 3 is a lithium ion battery.

冷却装置１０は、ブロワファン１と、吸気通路１１と、ドア１２と、第１排気通路１３と、第２排気通路１４と、第１温度センサ２１と、第２温度センサ２２と、コントローラ３０と、を備える。   The cooling device 10 includes a blower fan 1, an intake passage 11, a door 12, a first exhaust passage 13, a second exhaust passage 14, a first temperature sensor 21, a second temperature sensor 22, and a controller 30. .

ブロワファン１は、空気取り入れ口から取り入れられた空気を下流へと送る遠心式の送風機であり、図示しないブロワモータによって駆動される。   The blower fan 1 is a centrifugal blower that sends air taken in from an air intake port downstream, and is driven by a blower motor (not shown).

吸気通路１１は、ブロワファン１の下流に接続し、途中の分岐部１１ａにおいて第１吸気通路１１ｂと第２吸気通路１１ｃとに分岐する二股の通路である。第１吸気通路１１ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ２に接続し、第２吸気通路１１ｃはバッテリ３に接続する。   The intake passage 11 is a bifurcated passage that is connected downstream of the blower fan 1 and branches into a first intake passage 11b and a second intake passage 11c at a branching portion 11a in the middle. The first intake passage 11 b is connected to the DC / DC converter 2, and the second intake passage 11 c is connected to the battery 3.

ドア１２は、吸気通路１１の分岐部１１ａに設けられる。ドア１２は、モータ１２ｍによって駆動され、第１吸気通路１１ｂ及び第２吸気通路１１ｃのいずれか一方の側に移動することができ、移動した側の通路の通路断面積を減少させるとともに、他方の側の通路の通路断面積を増大させる。   The door 12 is provided at the branching portion 11 a of the intake passage 11. The door 12 is driven by a motor 12m and can move to either one of the first intake passage 11b and the second intake passage 11c, while reducing the passage cross-sectional area of the passage on the moved side, Increase the cross-sectional area of the side passage.

第１排気通路１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の冷却に供されて温度が上昇した空気が流入する通路である。第２排気通路１４は、バッテリ３の冷却に供されて温度が上昇した空気が流入する通路である。第１排気通路１３を通過した空気及び第２排気通路１４を通過した空気は車外へと放出される。   The first exhaust passage 13 is a passage into which air that has been used for cooling of the DC / DC converter 2 and whose temperature has risen flows. The second exhaust passage 14 is a passage through which air whose temperature has risen due to cooling of the battery 3 flows. The air that has passed through the first exhaust passage 13 and the air that has passed through the second exhaust passage 14 are released to the outside of the vehicle.

第１温度センサ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の温度を検出するセンサである。第２温度センサ２２は、バッテリ３の温度を検出するセンサである。第１温度センサ２１及び第２温度センサ２２の検出信号はコントローラ３０に送信される。   The first temperature sensor 21 is a sensor that detects the temperature of the DC / DC converter 2. The second temperature sensor 22 is a sensor that detects the temperature of the battery 3. Detection signals from the first temperature sensor 21 and the second temperature sensor 22 are transmitted to the controller 30.

コントローラ３０は、ＣＰＵ、記憶装置、メモリ、入出力インターフェース等を含む。記憶装置には、後述する制御を実施するためのプログラムが格納されており、ＣＰＵはこれをメモリに読み出して実行し、後述する機能を実現する。入出力インターフェースには、第１温度センサ２１、第２温度センサ２２、ブロワファン１及びモータ１２ｍが接続されている。   The controller 30 includes a CPU, a storage device, a memory, an input / output interface, and the like. The storage device stores a program for performing control described later, and the CPU reads the program into the memory and executes it to realize a function described later. The first temperature sensor 21, the second temperature sensor 22, the blower fan 1, and the motor 12m are connected to the input / output interface.

コントローラ３０は、具体的には、第１温度センサ２１によって検出されるＤＣ／ＤＣコンバータ２の温度及び第２温度センサ２２によって検出されるバッテリ３の温度に基づき、それぞれの部品の冷却に要求される風量を算出し、当該風量が実現されるようにドア１２の位置を制御する。   Specifically, the controller 30 is required to cool each component based on the temperature of the DC / DC converter 2 detected by the first temperature sensor 21 and the temperature of the battery 3 detected by the second temperature sensor 22. The air volume is calculated, and the position of the door 12 is controlled so that the air volume is realized.

例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の要求風量が増加した場合は、ドア１２の位置を第２吸気通路１１ｃ側に移動させ、第１吸気通路１１ｂの通路断面積を増大させるとともに、第２吸気通路１１ｃの通路断面積を減少させる。これにより、バッテリ３側の通気抵抗が増大し、ブロワファン１からＤＣ／ＤＣコンバータ２に送られる空気量が増大する。バッテリ３の要求風量が増大した場合は、ドア１２の位置を逆に第１吸気通路１１ｂ側に移動させればよい。   For example, when the required air volume of the DC / DC converter 2 increases, the position of the door 12 is moved to the second intake passage 11c side, the passage sectional area of the first intake passage 11b is increased, and the second intake passage 11c is increased. Reduce the cross-sectional area of the passage. Thereby, the ventilation resistance on the battery 3 side increases, and the amount of air sent from the blower fan 1 to the DC / DC converter 2 increases. If the required air volume of the battery 3 increases, the position of the door 12 may be moved to the first intake passage 11b side.

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の要求風量は、例えば、車両の電装品の使用頻度が高い場合に増大する。バッテリ３の要求風量は、例えば、アップダウンの多い道を走行中でバッテリ３が充放電を繰り返す場合に増大する。   Note that the required air volume of the DC / DC converter 2 increases, for example, when the frequency of use of electrical components of the vehicle is high. The required air volume of the battery 3 increases, for example, when the battery 3 repeats charging and discharging while traveling on a road with many ups and downs.

ドア１２の位置を変更して、ブロワファン１からＤＣ／ＤＣコンバータ２及びバッテリ３への風量の配分を変更してもなおいずれか一方の要求風量を達成できない場合は、コントローラ３０は、ブロワモータの回転速度を増大させ、ブロワファン１の風量を増大させる。   When the position of the door 12 is changed and the distribution of the air volume from the blower fan 1 to the DC / DC converter 2 and the battery 3 is changed, if any one of the required air volumes cannot be achieved, the controller 30 The rotational speed is increased and the air volume of the blower fan 1 is increased.

以上の構成によれば、ブロワファン１の風量を増大させる前に、ブロワファン１からＤＣ／ＤＣコンバータ２及びバッテリ３への風量の配分が適正化されるので、ブロワファン１の風量を増大させる頻度を下げることができる。つまり、ブロワファン１の風量を増大させることによる静音性の悪化及び消費電力の増大を防止することができる。   According to the above configuration, since the air volume distribution from the blower fan 1 to the DC / DC converter 2 and the battery 3 is optimized before the air volume of the blower fan 1 is increased, the air volume of the blower fan 1 is increased. The frequency can be lowered. That is, it is possible to prevent the deterioration of the quietness and the increase in power consumption due to the increase in the air volume of the blower fan 1.

なお、図１では、ドア１２を吸気通路１１の分岐部１１ａに設けているが、ドア１２は、分岐部１１ａ、第１吸気通路１１ｂ、第２吸気通路１１ｃ、第１排気通路１３及び第２排気通路１４（本実施形態のように第１排気通路及び第２排気通路が合流する場合はその合流部含む）のいずれか一つに設けられていればよい。   In FIG. 1, the door 12 is provided at the branch portion 11 a of the intake passage 11. However, the door 12 includes the branch portion 11 a, the first intake passage 11 b, the second intake passage 11 c, the first exhaust passage 13, and the second exhaust passage 11. It is only necessary to be provided in any one of the exhaust passages 14 (including the joining portion when the first exhaust passage and the second exhaust passage join as in the present embodiment).

また、ドア１２は、複数箇所に設けられていてもよい。   Moreover, the door 12 may be provided in multiple places.

＜第２実施形態＞
続いて本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と共通の構成については共通の参照符号を使用し、説明を適宜省略する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The common reference numerals are used for the configurations common to the first embodiment, and the description is omitted as appropriate.

第２実施形態においては、ドア１２は、温度に応じて変形するバイメタルで構成される。ドア１２は、第１排気通路１３に設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２からの排気の温度に応じて変形して開閉し、その設置位置の通路断面積を変更する。具体的には、ドア１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２からの排気の温度が上昇するにつれて開度が増大し、その設置位置の通路断面積を増大させる。   In the second embodiment, the door 12 is made of a bimetal that deforms according to temperature. The door 12 is provided in the first exhaust passage 13 and is deformed and opened / closed according to the temperature of the exhaust from the DC / DC converter 2 to change the passage sectional area of the installation position. Specifically, the opening degree of the door 12 increases as the temperature of the exhaust gas from the DC / DC converter 2 rises, and the passage sectional area of the installation position is increased.

上記構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の温度が上昇し、その要求風量が増大した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２からの排気の温度の上昇に対応してドア１２の開度が増大し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２に配分される空気の量が増やされるとともにバッテリ３に配分される空気の量が減らされ、第１実施形態と同様の動作が自動的に行われる。第１実施形態と比較して、ドア１２を駆動するためのモータ１２ｍ及びその制御部を設ける必要がないので、冷却装置１０の製造コストを下げることができる。   According to the above configuration, when the temperature of the DC / DC converter 2 rises and the required air volume increases, the opening degree of the door 12 increases corresponding to the rise in the temperature of the exhaust gas from the DC / DC converter 2. Then, the amount of air distributed to the DC / DC converter 2 is increased and the amount of air distributed to the battery 3 is decreased, so that the same operation as in the first embodiment is automatically performed. Compared with the first embodiment, there is no need to provide a motor 12m for driving the door 12 and its control unit, so that the manufacturing cost of the cooling device 10 can be reduced.

コントローラ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２及びバッテリ３の温度を監視し、ドア１２によるＤＣ／ＤＣコンバータ２及びバッテリ３への風量の配分変更のみではＤＣ／ＤＣコンバータ２及びバッテリ３の少なくとも一方の要求風量を確保できない場合は、ブロワモータの回転速度を増大させ、ブロワファン１の風量を増大させる。   The controller 30 monitors the temperature of the DC / DC converter 2 and the battery 3, and at least one of the requests of the DC / DC converter 2 and the battery 3 is required only by changing the air volume distribution to the DC / DC converter 2 and the battery 3 by the door 12. When the air volume cannot be secured, the rotational speed of the blower motor is increased and the air volume of the blower fan 1 is increased.

なお、図２では、ドア１２を第１排気通路１３に設けているが、第２排気通路１４に設けてもよいし、第１排気通路１３及び第２排気通路１４の両方に設けてもよい。   In FIG. 2, the door 12 is provided in the first exhaust passage 13, but may be provided in the second exhaust passage 14, or may be provided in both the first exhaust passage 13 and the second exhaust passage 14. .

また、第２実施形態では、ドア１２は設置位置の空気の温度に応じて開閉するが、伝熱部材（例えば、ヒートパイプ）を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２又はバッテリ３の温度がドア１２に伝達され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２又はバッテリ３の温度に応じて開閉するように構成してもよい。   In the second embodiment, the door 12 opens and closes according to the temperature of the air at the installation position, but the temperature of the DC / DC converter 2 or the battery 3 is applied to the door 12 via a heat transfer member (for example, a heat pipe). It may be configured to open and close according to the temperature of the DC / DC converter 2 or the battery 3 transmitted.

また、温度に応じて変形し開閉するドア１２として他の構成のドアを採用することも可能である。例えば、本実施形態ではドア１２そのものをバイメタルで構成したが、バイメタルをドアとは別に設け、当該バイメタルでドア１２を駆動するようにしてもよい。また、温度に応じて動作するワックスエレメント又はベローズを設け、これらでドア１２を駆動するようにしてもよい。   Moreover, it is also possible to employ | adopt the door of another structure as the door 12 which deform | transforms according to temperature and opens and closes. For example, in the present embodiment, the door 12 itself is made of bimetal, but the bimetal may be provided separately from the door and the door 12 may be driven by the bimetal. Further, a wax element or bellows that operates according to temperature may be provided, and the door 12 may be driven by these.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment shows an application example of the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configuration of the above embodiment.

１ ブロワファン
２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ バッテリ
１０ 冷却装置
１１ 吸気通路
１１ａ 分岐部
１１ｂ 第１吸気通路
１１ｃ 第２吸気通路
１２ ドア
１３ 第１排気通路
１４ 第２排気通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blower fan 2 DC / DC converter 3 Battery 10 Cooling device 11 Intake passage 11a Branching portion 11b First intake passage 11c Second intake passage 12 Door 13 First exhaust passage 14 Second exhaust passage

Claims (2)

ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリを冷却する冷却装置であって、
ブロワファンと、
前記ブロワファンに接続し、途中の分岐部において第１吸気通路と第２吸気通路とに分岐し、前記第１吸気通路が前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続し、前記第２吸気通路が前記バッテリに接続する吸気通路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続する第１排気通路と、
前記バッテリに接続する第２排気通路と、
前記分岐部、前記第１吸気通路、前記第２吸気通路、前記第１排気通路及び前記第２排気通路の少なくとも一つに設けられるドアと、
を備えたことを特徴とする冷却装置。 A cooling device for cooling a DC / DC converter and a battery,
With blower fans,
Connected to the blower fan, branched into a first intake passage and a second intake passage at a midway branch, the first intake passage connected to the DC / DC converter, and the second intake passage connected to the battery. A connecting intake passage,
A first exhaust passage connected to the DC / DC converter;
A second exhaust passage connected to the battery;
A door provided in at least one of the branch portion, the first intake passage, the second intake passage, the first exhaust passage, and the second exhaust passage;
A cooling device comprising: ＤＣ／ＤＣコンバータ及びバッテリを冷却する冷却装置であって、
ブロワファンと、
前記ブロワファンに接続し、途中の分岐部において第１吸気通路と第２吸気通路とに分岐し、前記第１吸気通路が前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続し、前記第２吸気通路が前記バッテリに接続する吸気通路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続する第１排気通路と、
前記バッテリに接続する第２排気通路と、
前記第１排気通路及び前記第２排気通路の少なくとも一方に設けられ、温度に応じて変形し開閉するドアと、
を備えたことを特徴とする冷却装置。 A cooling device for cooling a DC / DC converter and a battery,
With blower fans,
Connected to the blower fan, branched into a first intake passage and a second intake passage at a midway branch, the first intake passage connected to the DC / DC converter, and the second intake passage connected to the battery. A connecting intake passage,
A first exhaust passage connected to the DC / DC converter;
A second exhaust passage connected to the battery;
A door that is provided in at least one of the first exhaust passage and the second exhaust passage and is deformed and opened according to temperature;
A cooling device comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016135621A (en) * 2015-01-23 2016-07-28 スズキ株式会社 Cooling structure of vehicle battery pack
JP2017135052A (en) * 2016-01-29 2017-08-03 株式会社Ｓｕｂａｒｕ On-vehicle electrical component temperature adjustment device

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