JP2013158203A - パワーコントロールユニットの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の低減およびパワーコントロールユニットの小型化を図ることができる、パワーコントロールユニットの冷却構造を提供する。
【解決手段】フロアパネル６の車幅方向の中央部には、車室４内に突出したセンタトンネル１２が形成されている。パワーコントロールユニット２１は、センタトンネル１２上に配置されている。パワーコントロールユニット２１のケース２２内には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３およびバッテリ２５が収容されている。そして、ケース２２には、車室４内の空気の空気をケース内に取り込むための吸気ダクト２７が接続されている。また、ケース２２内は、エアコンディショナ１０内と連通している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッドカーに備えられるパワーコントロールユニットの冷却構造に関する。

モータを駆動源として搭載する電気自動車やハイブリッドカーなどの車両において、インバータおよびＤＣ−ＤＣコンバータを１つのパワーコントロールユニットとして設けたものが提供されている。

インバータは、たとえば、バッテリから出力される直流電力をモータに供給される交流電力に変換するために使用される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータは、たとえば、バッテリから出力される直流電力を補機の駆動に適した電圧の直流電力に変換するために使用される。

ＤＣ−ＤＣコンバータの使用時には、ＤＣ−ＤＣコンバータが発熱する。そのため、パワーコントロールユニットを冷却するための構造は、パワーコントロールユニットを備える車両に必須である。パワーコントロールユニットを冷却するための構造として、たとえば、パワーコントロールユニット内にエアフローを導入するブロワ（ファン）を設けた構造が提案されている。

特許第４７１０３２０号公報

しかしながら、ブロワを設けた構造は、部品点数が多く、パワーコントロールユニットを大型化させるという問題を有している。

本発明の目的は、部品点数の低減およびパワーコントロールユニットの小型化を図ることができる、パワーコントロールユニットの冷却構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るパワーコントロールユニットの冷却構造は、走行用モータおよび車室内に送風を供給する空調装置を備える車両に適用され、前記走行用モータに供給される電力を蓄積するバッテリおよび前記バッテリから出力される直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータをケース内に備えるパワーコントロールユニットを冷却するための構造である。前記車両のフロアパネルの前記車幅方向の中央部には、前記車室内に突出したセンタトンネルが形成されている。前記パワーコントロールユニットは、前記車室内の前部で前記センタトンネル上に配置されている。前記ケースには、空気をケース内に取り込むためのダクトが接続されている。前記ケース内は、前記空調装置内と連通している。

パワーコントロールユニットのケース内には、バッテリおよびＤＣ−ＤＣコンバータが収容されている。たとえば、バッテリから出力される直流電力がＤＣ−ＤＣコンバータで異なる電圧の直流電力に変換され、その変換後の直流電力が車両に搭載されている補機などに供給される。

フロアパネルの車幅方向の中央部には、車室内に突出したセンタトンネルが形成されている。パワーコントロールユニットは、センタトンネル上に配置されている。

そして、ケースには、空気をケース内に取り込むためのダクトが接続されている。また、ケース内は、空調装置内と連通している。

空調装置が作動されると、空調装置の吸気力により、ケース内の空気が吸い出され、ダクトに空気が取り込まれる。ダクトに取り込まれた空気は、ケース内を通過して、空調装置に供給される。空気がケース内を通過する際に、ＤＣ−ＤＣコンバータが空気によって冷却される。そのため、パワーコントロールユニットの冷却のために、ケース内に空気を取り込むためのファンが不要である。その結果、部品点数の低減およびパワーコントロールユニットの小型化を図ることができる。さらには、部品点数の低減による低コスト化を図ることができる。

本発明によれば、パワーコントロールユニットの冷却に必要な部品の点数を低減することができ、ひいては、その部品点数の低減による低コスト化を図ることができる。また、パワーコントロールユニットの小型化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るパワーコントロールユニットの冷却構造が適用された車両の平面図である。 図２は、図１に示された切断面線Ａ−Ａにおける車両の断面図である。 図３は、図１に示された切断面線Ｂ−Ｂにおける車両の断面図である。 図４は、要部の拡大図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るパワーコントロールユニットの冷却構造が適用された車両の平面図である。図２は、図１に示された切断面線Ａ−Ａにおける車両の断面図である。図３は、図１に示された切断面線Ｂ−Ｂにおける車両の断面図である。

車両１は、モータ２を駆動源として搭載する電気自動車またはハイブリッドカーである。

車両１の最前部には、エンジンルーム３が設けられている。モータ２は、エンジンルーム３内に収容されている。

車両１におけるエンジンルーム３の後方には、車室４が設けられている。車室４内の最前部には、インストルメントパネル（ダッシュボード）５が配置されている。また、車室４内の前部には、フロアパネル６上に、運転席７および助手席８が車幅方向（左右方向）に並べて配置されている。さらに、車室４内には、図１，２に示されるように、運転席７および助手席８の後方に、後部座席９が配置されている。

また、車両１には、図２に示されるように、エアコンディショナ（Ａ／Ｃ）９が装備されている。エアコンディショナ１０は、インストルメントパネル５の内側に配置されている。エアコンディショナ１０は、エバポレータおよび送風ファンなどを備えており、インストルメントパネル５には、送風ファンにより生成される送風が吹き出す吹き出し口１１が配置されている。

フロアパネル６には、図３に示されるように、車幅方向（左右方向）の中央部に、その車幅方向の両側部分に対して車室４内に突出したセンタトンネル１２が形成されている。センタトンネル１２は、断面形状が下方に向かって開いた略コ字状をなしている。

そして、センタトンネル１２上には、パワーコントロールユニット２１が配置されている。

パワーコントロールユニット２１は、前後方向に長い略直方体形状のケース２２を備えている。

ケース２２内の前端部には、図１に示されるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３およびインバータ２４が上下に積層された状態で収容されている。また、ケース２２内において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３およびインバータ２４の後方には、バッテリ２５が収容されている。

ケース２２の後壁２６には、吸気ダクト２７が接続されている。吸気ダクト２７は、後壁２６から後方に少し延び、下方に湾曲して、開放端である下端部がフロアカーペットに形成された開口に接続されている。また、ケース２２の前壁２８には、ケース２２内の空気を排出する排出口（図示せず）が形成されている。排出口は、エアコンディショナ１０に臨んでいる。

エアコンディショナ１０が作動されると、吸気ダクト２７に車室４内の空気が取り込まれる。吸気ダクト２７に取り込まれた車室４内の空気は、ケース２２内を通過して、エアコンディショナ１０に供給される。

ケース２２の底壁２９の前端部には、図２に示されるように、下方に突出した凸部３０が形成されている。凸部３０は、図３に示されるように、フロアパネル６（センタトンネル１２の上面）を貫通しており、センタトンネル１２内で車外に露出している。凸部３０内には、図２，４に示されるように、インバータ２４で発生する熱を放散（放熱）するためのヒートシンク３１が収容されている。また、凸部３０内において、高電圧ケーブル３２の一端がインバータ２４に結線されている。高電圧ケーブル３２の他端は、モータ２に接続されている。

バッテリ２５から出力される直流電力は、インバータ２４で交流電力に変換され、交流電力が高電圧ケーブル３２を介してモータ２に供給される。また、バッテリ２５から出力される直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３で異なる電圧の直流電力に変換され、その変換後の直流電力が車両１に搭載されている補機などに供給される。

以上のように、フロアパネル６の車幅方向の中央部には、車室４内に突出したセンタトンネル１２が形成されている。パワーコントロールユニット２１は、センタトンネル１２上に配置されている。

パワーコントロールユニット２１のケース２２内には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３、インバータ２４、バッテリ２５およびヒートシンク３１が収容されている。

そして、ケース２２には、車室４内の空気をケース内に取り込むための吸気ダクト２７が接続されている。また、ケース２２の前壁２８には、ケース２２内の空気を排出する排出口（図示せず）が形成されており、ケース２２内は、排出口を介して、エアコンディショナ１０内と連通している。

エアコンディショナ１０が作動されると、エアコンディショナ１０の吸気力により、ケース２２内の空気が吸い出され、吸気ダクト２７に車室４内の空気が取り込まれる。吸気ダクト２７に取り込まれた車室４内の空気は、ケース２２内を通過して、エアコンディショナ１０に供給される。外気がケース２２内を通過する際に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３、インバータ２４、バッテリ２５およびヒートシンク３１が車室４内の空気によって冷却される。そのため、パワーコントロールユニット２１の冷却のために、ケース２２内に空気を取り込むためのファンが不要である。その結果、部品点数の低減およびパワーコントロールユニット２１の小型化を図ることができる。さらには、部品点数の低減による低コスト化を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、モータ２に代えて、モータジェネレータが備えられてもよい。この場合、モータジェネレータで発生した交流電力は、インバータ２４で直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ２５に供給される。

また、吸気ダクト２７に車室４内の空気が取り入れられるとしたが、吸気ダクト２７の開放端が車外に開放されて、吸気ダクト２７に車外の空気が取り入れられてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 車両
２ モータ（走行用モータ）
４ 車室
６ フロアパネル
１２ センタトンネル
２１ パワーコントロールユニット
２２ ケース
２３ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２５ バッテリ
２７ 吸気ダクト（ダクト）

Claims (1)

1. 走行用モータおよび車室内に送風を供給する空調装置を備える車両に適用され、前記走行用モータに供給される電力を蓄積するバッテリおよび前記バッテリから出力される直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータをケース内に備えるパワーコントロールユニットを冷却するための構造であって、
   前記車両のフロアパネルの前記車幅方向の中央部には、前記車室内に突出したセンタトンネルが形成されており、
   前記パワーコントロールユニットは、前記車室内の前部で前記センタトンネル上に配置され、
   前記ケースには、空気をケース内に取り込むためのダクトが接続されており、
   前記ケース内は、前記空調装置内と連通している、パワーコントロールユニットの冷却構造。

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