JP2014054873A - Cooling structure of traveling electrical component for vehicle - Google Patents
Cooling structure of traveling electrical component for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014054873A JP2014054873A JP2012199527A JP2012199527A JP2014054873A JP 2014054873 A JP2014054873 A JP 2014054873A JP 2012199527 A JP2012199527 A JP 2012199527A JP 2012199527 A JP2012199527 A JP 2012199527A JP 2014054873 A JP2014054873 A JP 2014054873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- traveling
- vehicle
- electrical equipment
- radiator
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
Description
本発明は車両の走行用電装機器の冷却構造に係り、詳しくは走行用電装機器に付設された冷却用ラジエータに風を導くための構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for electric equipment for traveling of a vehicle, and more particularly, to a structure for guiding wind to a cooling radiator attached to the electric equipment for traveling.
電気自動車やハイブリッド車両では走行用の動力源としてモータを搭載すると共に、走行モータへの電力供給用のバッテリやモータ駆動用のインバータなどの各種機器(以下、これらの走行モータ、バッテリ、インバータなどを走行用電装機器と総称する)を搭載している。これらの走行用電装機器は作動時に発熱することから、所期の性能維持や破損防止を目的として種々の冷却対策が施されている。
例えば乗用車などでは車体前部のエンジンルーム内に走行用電装機器を搭載できるため、エンジンルーム内に走行風を導入して冷却に供することは比較的容易である。しかしながら、例えばトラックではキャビン下側のエンジンルームにスペース的な余裕が少なく、またバスでは車室優先によりエンジンルームが車体後部に設けられため、何れも車体前部への走行用電装機器の搭載が困難となる。
In electric vehicles and hybrid vehicles, a motor is mounted as a power source for traveling, and various devices such as a battery for supplying power to the traveling motor and an inverter for driving the motor (hereinafter referred to as these traveling motor, battery, inverter, etc.). It is generally referred to as electrical equipment for traveling. Since these traveling electrical devices generate heat during operation, various cooling measures are taken for the purpose of maintaining the expected performance and preventing damage.
For example, in a passenger car or the like, since electrical equipment for traveling can be mounted in the engine room in the front part of the vehicle body, it is relatively easy to introduce the traveling wind into the engine room for cooling. However, for example, in a truck, there is little room in the engine room below the cabin, and in a bus, the engine room is provided at the rear of the vehicle body with priority on the passenger compartment. It becomes difficult.
そこで、この種の車両では車体側部、即ち車体フレームの左右両側の何れかの位置に走行用電装機器が搭載されており、必然的に車体前部の場合のように走行風を導入できないことから、冷却のために何らかの対策が必要になる。
例えば特許文献1に開示されたハイブリッド車両では、車体の側部に設置した二段構造の筐体内にバッテリ、インバータ、インバータ冷却用のラジエータなどの走行用電装機器を収容し、電動ファンを用いて冷却している。
Therefore, in this type of vehicle, the traveling electrical equipment is mounted on the vehicle body side, that is, on either the left or right side of the vehicle body frame, and it is inevitably impossible to introduce the traveling wind as in the case of the vehicle body front. Therefore, some measures are required for cooling.
For example, in the hybrid vehicle disclosed in
具体的には、筐体の下部に吸込口を形成し、筐体内を上下に区画する仕切り板に開口を形成し、筐体の上部には吸込式の電動ファンを設けている。電動ファンの作動により筐体内の上段の高温の空気を外部に排出し、それに伴って外気を吸込口から下段に導入して開口を経て上段に案内している。低温の外気によりバッテリなどを直接的に冷却すると共に、ラジエータに外気を通過させて内部の冷却水との間で熱交換し、温度低下した冷却水をインバータ内に循環させて冷却作用を得ている。 Specifically, a suction port is formed in the lower part of the housing, an opening is formed in a partition plate that divides the interior of the housing up and down, and a suction-type electric fan is provided in the upper part of the housing. By operating the electric fan, high temperature air in the upper stage in the casing is discharged to the outside, and along with that, outside air is introduced from the suction port to the lower stage and guided to the upper stage through the opening. Cooling the battery directly with the low-temperature outside air, passing the outside air through the radiator and exchanging heat with the inside cooling water, circulating the cooling water whose temperature has decreased inside the inverter to obtain a cooling action Yes.
電動ファンの作動には電力を要するため燃費悪化の要因になり、また作動音は周囲への騒音となることから、可能な限り電動ファンの作動時間を短縮することが望ましい。
しかしながら、上記特許文献1のハイブリッド車両では、走行風を積極的に導入する対策を講じることなく、外気の導入を電動ファンに依存している。従って、走行用電装機器の過熱抑制のためには電動ファンを頻繁に作動させる必要があり、特に夏場などの高温環境では電動ファンを連続作動させないと過熱を抑制できない状況もあり得る。よって、電動ファンの作動に起因する燃費面及び周囲への騒音面などに関して今一つ改善の余地があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両側部に走行用電装機器などを配置するレイアウトであっても走行風を有効利用して冷却でき、もって電動ファンの作動頻度を低減して燃費面及び周囲への騒音面などに関する弊害を軽減することができる車両の走行用電装機器の冷却構造を提供することにある。
The operation of the electric fan requires electric power, which causes a deterioration in fuel consumption, and the operation noise becomes noise to the surroundings. Therefore, it is desirable to shorten the operation time of the electric fan as much as possible.
However, the hybrid vehicle disclosed in
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to effectively use traveling wind for cooling even in a layout in which traveling electrical equipment is arranged on the side of the vehicle. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cooling structure for electrical equipment for traveling of a vehicle that can reduce the frequency of operation of an electric fan and reduce adverse effects related to fuel efficiency and noise to the surroundings.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、車両の側部に配設され、導入口から通路断面積を次第に増加させる形状をなすディフューザー部、及びディフューザー部に接続されたサージタンク部から構成され、車両の走行に伴う走行風を導入口より導入してディフューザー部内で走行風が有する動圧を静圧に変換してサージタンク部内に案内するラムエアボックスと、ラムエアボックスのサージタンク部側の開口に配設されて、開口を開閉可能な開閉手段と、ラムエアボックスのサージタンク部に配設されて、サージタンク部内の走行風を通過させて内部の冷却水との間で熱交換させると共に、熱交換により温度低下した冷却水を車両に搭載された走行用電装機器に循環させるラジエータと、ラジエータに付設された電動ファンと、走行用電装機器の温度が低いときに、電動ファンを停止させると共に開閉手段を閉鎖し、走行用電装機器の温度が高いときに、電動ファンを作動させると共に開閉手段を開放する制御手段とを備えたものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1において、車両の側部におけるラムエアボックスの前側位置に第1のサイドスカートを配設し、第1のサイドスカートに、ラムエアボックスの導入口に走行風を案内する導風部を形成したものである。
請求項3の発明は、請求項1または2において、ラジエータの排出側の前方位置に、走行風の流れに対向する規制位置と走行風の流れに倣った退避位置との2位置間で切換可能なフラップを配設し、制御手段が、走行用電装機器の温度が低いときにフラップを規制位置に切り換え、走行用電装機器の温度が高いときにフラップを退避位置に切り換えるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first side skirt is disposed at the front side position of the ram air box at the side of the vehicle, and the traveling wind is guided to the first side skirt to the inlet of the ram air box. The wind guide part to be formed is formed.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the front position on the discharge side of the radiator can be switched between two positions, a restriction position facing the flow of the traveling wind and a retracted position following the flow of the traveling wind. The control means switches the flap to the restriction position when the temperature of the traveling electrical equipment is low, and switches the flap to the retracted position when the temperature of the traveling electrical equipment is high.
請求項4の発明は、請求項1乃至3において、制御手段が、走行用電装機器の温度が低いときであっても、車両の速度が予め設定された車速判定値以上のときには、フラップを退避位置に切り換えるものである。
請求項5の発明の車両の走行用電装機器の冷却構造によれば、請求項1乃至4に加えて、開閉手段をサージタンク部内の下流端に配設し、車両の側部におけるラムエアボックスの後側位置に連続するように第2のサイドスカートを配設した。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, even when the temperature of the electrical equipment for traveling is low, the control means retracts the flap when the vehicle speed is equal to or higher than a preset vehicle speed judgment value. Switch to position.
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the first to fourth aspects, the opening / closing means is disposed at the downstream end in the surge tank portion, and the ram air box at the side portion of the vehicle is provided. A second side skirt was disposed so as to be continuous with the rear position.
以上説明したように請求項1の発明の車両の走行用電装機器の冷却構造によれば、車両の側部にディフューザー部及びサージタンク部からなるラムエアボックスを配設し、サージタンク部側の開口を開閉手段により開閉可能とすると共に、サージタンク部に電動ファンを備えたラジエータを配設して走行用電装機器との間で冷却水を循環させるように構成し、制御手段により、走行用電装機器の温度が低いときに電動ファンを停止させると共に開閉手段を閉鎖する一方、走行用電装機器の温度が高いときには電動ファンを作動させると共に開閉手段を開放するようにした。 As described above, according to the cooling structure for a vehicle electrical equipment for a vehicle according to the first aspect of the present invention, the ram air box including the diffuser portion and the surge tank portion is disposed on the side portion of the vehicle, and the opening on the surge tank portion side Can be opened and closed by the opening / closing means, and a radiator having an electric fan is disposed in the surge tank portion so that the cooling water is circulated between the traveling electric equipment and the control means. When the temperature of the equipment is low, the electric fan is stopped and the opening / closing means is closed. On the other hand, when the temperature of the traveling electrical equipment is high, the electric fan is operated and the opening / closing means is opened.
従って、車両の走行中において、走行風は導入口よりラムエアボックスのディフューザー部内に導入され、ディフューザー部内で動圧を静圧に変換された後にサージタンク部内に案内される。そして、走行用電装機器の温度が低いときに開閉手段が閉鎖されるため、サージタンク部内には走行風の静圧が作用する。このとき電動ファンは作動していないが、静圧により発生した前後差圧で走行風がラジエータを通過して冷却水と熱交換されるため、温度低下した冷却水により走行用電装機器が冷却される。 Accordingly, during traveling of the vehicle, the traveling wind is introduced into the diffuser portion of the ram air box from the introduction port, and is converted into a static pressure in the diffuser portion and then guided into the surge tank portion. And since the opening / closing means is closed when the temperature of the electrical equipment for traveling is low, the static pressure of the traveling wind acts in the surge tank portion. At this time, the electric fan is not operating, but the traveling wind passes through the radiator and exchanges heat with the cooling water due to the differential pressure generated by the static pressure, so that the traveling electrical equipment is cooled by the cooling water whose temperature has decreased. The
一方、走行風が減少するとラジエータの冷却が不足して走行用電装機器の温度が上昇するが、このときには電動ファンが作動すると共に開閉手段が開放される。外部の空気はディフューザー部の導入口及びサージタンク部側の開口から円滑にサージタンク部内に導入され、ラジエータを通過して冷却水と熱交換される。結果として、走行用電装機器の温度が低いときには電動ファンを作動させる必要がなくなるため、電動ファンの作動頻度を低減して燃費面及び周囲への騒音面などに関する弊害を軽減することができる。 On the other hand, when the traveling wind decreases, the radiator is insufficiently cooled and the temperature of the electrical equipment for traveling rises. At this time, the electric fan operates and the opening / closing means is opened. External air is smoothly introduced into the surge tank from the inlet of the diffuser and the opening on the surge tank side, passes through the radiator, and exchanges heat with the cooling water. As a result, it is not necessary to operate the electric fan when the temperature of the electrical equipment for traveling is low. Therefore, the frequency of operation of the electric fan can be reduced to reduce adverse effects related to fuel efficiency and noise to the surroundings.
請求項2の発明の車両の走行用電装機器の冷却構造によれば、請求項1に加えて、車両の側部のラムエアボックスの前側に第1のサイドスカートを配設して、ラムエアボックスの導入口に走行風を案内する導風部を形成した。
従って、車両側部に沿って流れる走行風を第1のサイドスカートの導風部によりラムエアボックスの導入口に確実に案内することができる。
According to the cooling structure for electric equipment for traveling of a vehicle according to a second aspect of the invention, in addition to the first aspect, the first side skirt is disposed on the front side of the ram air box on the side of the vehicle, A wind guide portion for guiding the running wind was formed at the inlet.
Therefore, the traveling wind flowing along the vehicle side can be reliably guided to the inlet of the ram air box by the wind guide portion of the first side skirt.
請求項3の発明の車両の走行用電装機器の冷却構造によれば、請求項1または2に加えて、ラジエータの排出側に規制位置と退避位置との間で切換可能なフラップを配設し、制御手段により、走行用電装機器の温度が低いときにフラップを規制位置に切り換える一方、走行用電装機器の温度が高いときにはフラップを退避位置に切り換えるようにした。
走行用電装機器の温度が低いときには、規制位置のフラップによりラジエータの排出側に負圧が発生して前後差圧が増加することから、ラジエータの冷却効率を向上できる。また、走行用電装機器の温度が高いときには電動ファンが作動するため、負圧を発生させなくてもラジエータは十分に冷却され、退避位置への切換によりフラップの空気抵抗を低減して燃費悪化を未然に回避することができる。
According to the cooling structure for a vehicle electrical equipment for a vehicle according to a third aspect of the invention, in addition to the first or second aspect, a flap that can be switched between a restriction position and a retracted position is provided on the discharge side of the radiator. The control means switches the flap to the restriction position when the temperature of the traveling electrical equipment is low, while switching the flap to the retracted position when the temperature of the traveling electrical equipment is high.
When the temperature of the electrical equipment for traveling is low, a negative pressure is generated on the discharge side of the radiator due to the flap at the restriction position, and the front-rear differential pressure is increased. Therefore, the cooling efficiency of the radiator can be improved. In addition, since the electric fan operates when the temperature of the electrical equipment for traveling is high, the radiator is sufficiently cooled without generating negative pressure, and the air resistance of the flap is reduced by switching to the retracted position, thereby deteriorating fuel consumption. It can be avoided in advance.
請求項4の発明の車両の走行用電装機器の冷却構造によれば、請求項1乃至3に加えて、走行用電装機器の温度が低いときであっても車両の速度が車速判定値以上のときには、制御手段によりフラップを退避位置に切り換えるようにした。
従って、車速の増加に伴ってフラップの空気抵抗も増加するが、このような事態を退避位置への切換によって回避でき、もって空気抵抗の増加に起因する燃費悪化を未然に防止することができる。
According to the cooling structure of the electrical equipment for traveling of the vehicle of the invention of
Accordingly, the air resistance of the flap increases as the vehicle speed increases, but such a situation can be avoided by switching to the retracted position, thereby preventing deterioration in fuel consumption due to the increase in air resistance.
請求項5発明は、請求項1乃至4において、開閉手段が、サージタンク部内の下流端に配設され、車両の側部におけるラムエアボックスの後側位置に、ラムエアボックスから後方に連続するように第2のサイドスカートを配設したものである。
従って、開閉手段はラムエアボックス及び第2のサイドスカートによって車両側方から隠蔽されることから、開閉手段のトラブルを未然に防止することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, the opening / closing means is disposed at the downstream end in the surge tank portion so as to be continuous rearward from the ram air box at a rear position of the ram air box on the side of the vehicle. A second side skirt is provided.
Accordingly, since the opening / closing means is concealed from the side of the vehicle by the ram air box and the second side skirt, troubles of the opening / closing means can be prevented beforehand.
[第1実施形態]
以下、本発明を後輪2軸タイプのハイブリッド型トラックにおける走行用電装機器の冷却構造に具体化した第1実施形態を説明する。
図1は本実施形態の走行用電装機器の冷却構造が適用されたハイブリッド型トラックを示す側面図、図2は同じくハイブリッド型トラックを示す平面図である。
トラックの車体フレーム1は所謂ラダーフレームとして構成され、車体フレーム1の左右前輪2の上側にはキャビン3が設けられ、図示はしないがキャビン3の後側には荷台が設置されている。キャビン3の下側にはエンジンルーム4が設けられ、エンジンルーム4内には走行用の動力源としてエンジン5及び走行モータ6が搭載されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a cooling structure for a traveling electrical device in a rear-wheel two-shaft hybrid truck will be described.
FIG. 1 is a side view showing a hybrid truck to which a cooling structure for electrical equipment for traveling according to this embodiment is applied, and FIG. 2 is a plan view showing the hybrid truck.
The
詳細な機構の説明は省略するが、エンジン5及び走行モータ6の駆動力は任意に変速機7に入力されて変速段に応じて変速された後、プロペラ軸8を介して前軸及び後軸のファイナルドライブ装置9,10に伝達される。そして、駆動力はファイナルドライブ装置9,10から左右後輪11,12にそれぞれ分配され、これにより各後輪11,12が回転駆動されて車両が走行するようになっている。
左右の前輪2と前軸の後輪11との間には、それぞれサイドスカート14,15が配置されている。周知のようにサイドスカート14,15は、車両の走行中に車体下側に走行風が侵入するのを防止して、空気抵抗の増加に起因する燃費悪化を抑制するための装備である。
Although a detailed description of the mechanism is omitted, the driving force of the
Side skirts 14 and 15 are disposed between the left and right
右側のサイドスカート14は一般的な平板状をなしているが、左側のサイドスカート15は、車体フレーム1の左側に配置された走行用電装機器のラジエータを冷却するために好適な形状に製作されている。以下、サイドスカート15の形状と共に走行用電装機器の構成について説明する。
車体フレーム1の左側において後輪11の前側位置には、バッテリ17及びインバータ18が設置されている。これらの機器の役割は周知であるため詳細な説明は省略するが、例えば車両の走行時には、バッテリ17の直流電力をインバータ18で交流電力に変換して走行モータ6に供給して駆動力を発生させる。また、車両の減速時には、走行モータ6を発電機として機能させて、発電された交流電力をインバータ18で直流電力に変換してバッテリ17に充電している。
The
A
本実施形態では以上の走行モータ6、バッテリ17及びインバータ18が走行用電装機器に相当し、その冷却手法としてバッテリ17には空冷式が採られているのに対し、走行モータ6及びインバータ18にはラジエータ19を利用した水冷式が採用されている。
但し、これに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば走行用電装機器として別の走行モータを追加してもよい。また、例えば走行モータ6を空冷式としたり、バッテリ17を水冷式としたりしてもよい。
In the present embodiment, the traveling
However, the present invention is not limited to this, and can be arbitrarily changed. For example, another traveling motor may be added as the traveling electrical equipment. Further, for example, the traveling
水冷式の冷却は、ラジエータ19に外気を通過させて内部の冷却水との間で熱交換し、温度低下した冷却水を走行モータ6及びインバータ18に循環させて冷却作用を得るものである。ところが、[発明が解決しようとする課題]でも述べたように、車体側部にラジエータ19を配置した場合には走行風をほとんど導入できなくなり、特許文献1の技術のように外気の導入を電動ファンに依存すれば、電力消費による燃費悪化やファン作動による周囲への騒音などの弊害が生じる。
In the water-cooling type cooling, the outside air is passed through the
そこで、本実施形態ではラムエアボックス20を用いて走行風を積極的に導入する対策を講じており、これにより電動ファンの作動頻度を低減して上記不具合を解消している。図3は電動ファンの停止時のラムエアボックス20を示す図2の拡大平面図、図4は電動ファンの作動時のラムエアボックス20を示す拡大平面図、図5は図3のA方向より見たラムエアボックス20を示す斜視図であり、図5では電動ファンを省略している。
Therefore, in the present embodiment, measures are taken to positively introduce the traveling wind using the
ラムエアボックス20は上記インバータ18の前側位置に配設されており、サージタンク部20aとディフューザー部20bとから構成されている。サージタンク部20aは前後方向に延びる断面長方形の筒状をなし、その前端にディフューザー部20bの後端が接続されている。ディフューザー部20bは、サージタンク部20aと対応する断面長方形を保ちながら上下及び左右寸法を車両前方に向けて次第に縮小させ、前端の四角状をなす導入口20cは前方に向けて開口している。
このような形状のラムエアボックス20を挟んで、左側のサイドスカート15は前後2つに分割されている。後側のサイドスカート15b(第2のサイドスカート)はラムエアボックス20の後側位置に配設され、ラムエアボックス20から後方に連続する一般的な平板状をなして上記バッテリ17及びインバータ18を側方より覆っている。
The
The left side skirt 15 is divided into two front and rear sides with the
これに対して前側のサイドスカート15a(第1のサイドスカート)はラムエアボックス20の前側位置に配設され、車両側部に沿って流れる走行風をラムエアボックス20の導入口20cに導く形状をなしている。
具体的には前側のサイドスカート15aの外面には、左側方に開放された断面形状をなし且つ前後方向に延びる樋状をなすように導風部21が凹設されている。導風部21は、左右方向の深さを車両後方に向けて次第に増加させ、且つ上下方向の幅を車両後方に向けて次第に狭くする形状をなし、その後端がラムエアボックス20の導入口20cに接続されている。
On the other hand, the
Specifically, the
従って、車両側部に沿って流れる走行風は、後方へと流通するに従って左右方向で次第に導風部21内に引き込まれ且つ上下方向では次第に集約されながら、導風部21内を流通してラムエアボックス20の導入口20cに案内される。また、車両側部のラムエアボックス20は空気抵抗になり得るが、前側のサイドスカート15aによりラムエアボックス20への走行風の衝突が防止されるため、空気抵抗の低減効果も得られる。
ラムエアボックス20のサージタンク部20aの右側面には四角状の開口部20dが形成され、この開口部20dに上記したラジエータ19が配設されている。図2に示すように、ラジエータ19は管路22を介して上記走行モータ6及びインバータ18にそれぞれ接続され、ラジエータ19内の冷却水が図示しないポンプにより走行モータ6及びインバータ18の内部を循環して冷却するようになっている。
Accordingly, the traveling wind flowing along the vehicle side portion is drawn into the
A square-shaped
ラジエータ19の右側面には吸い込み式の電動ファン23が取り付けられ、電動ファン23の作動時にはサージタンク部20a内の空気がラジエータ19を通過して右側方へと排出されるようになっている。また、電動ファン23の停止時であっても、ラジエータ19の右側方に比較してサージタンク部20a内の圧力が高ければ、その前後差圧によりサージタンク部20a内の空気はラジエータ19を通過して右側方へと排出されることになる。
サージタンク部20a内の後部の開放端(本発明の開口であり、以下、下流端20eという)には開閉バルブ24(開閉手段)が設けられている。開閉バルブ24は垂直軸24aを中心として開閉モータ25により駆動され、図3に示すサージタンク部20aの下流端20eを閉鎖する閉鎖位置と、図4に示す下流端20eを開放する開放位置との2位置間で回動し得るようになっている。
A suction-type
An open / close valve 24 (open / close means) is provided at the open end of the rear portion of the
図3に示すように電動ファン23及び開閉モータ25は、車載電装機器としての走行モータ6及びインバータ18の温度を制御するためのコントローラ26(制御手段)に接続されており、コントローラ26にはインバータ18の温度Tを検出する温度センサ27が接続されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、以上のように構成された走行用電装機器の冷却構造による作用を説明する。
車両の走行中において電動ファン23及び開閉モータ25は、温度センサ27により検出されたインバータ温度Tと予めインバータ18の上限温度付近に設定された温度判定値T0との比較に基づきコントローラ26により制御される。即ちコントローラ26は、インバータ温度Tが温度判定値T0未満のときには、電動ファン23を停止させると共に開閉モータ25により開閉バルブ24を閉鎖位置に切り換える。一方、コントローラ26は、インバータ温度Tが温度判定値T0以上のときには、電動ファン23を作動させると共に開閉モータ25により開閉バルブ24を開放位置に切り換える。
Next, the effect | action by the cooling structure of the electrical equipment for driving | running | working comprised as mentioned above is demonstrated.
While the vehicle is running, the
なお、本実施形態ではインバータ温度Tに基づき制御を実行しているが、これに限ることはなく、例えば走行モータ6の温度に基づき制御してもよいし、ラジエータ19の冷却水温度に基づき制御してもよい。
従って、インバータ温度Tが温度判定値T0未満のときには、ラムエアボックス20のサージタンク部20aの下流端20eが開閉バルブ24により閉鎖される。車両の左側に沿って流れる走行風は前側のサイドスカート15aの導風部21内に引き込まれて、ラムエアボックス20の導入口20cに案内される。ラムエアボックス20のディフューザー部20b内に導入された時点の走行風は高い動圧を有しているが、ディフューザー部20b内を流通する過程で通路断面積の増加に伴って流速を次第に低下させるため、走行風が有する動圧は静圧に変換される。
このため、ディフューザー部20bを経てサージタンク部20aに案内された時点で走行風は高い静圧を有し、一方でサージタンク部20aの下流端20eが開閉バルブ24で閉鎖されていることから、走行風の静圧はサージタンク部20aの内部全体に略均一に作用することになる。
In the present embodiment, the control is executed based on the inverter temperature T. However, the control is not limited to this. For example, the control may be performed based on the temperature of the traveling
Accordingly, when the inverter temperature T is lower than the temperature determination value T 0, the
For this reason, when the traveling wind has a high static pressure when guided to the
結果としてサージタンク部20a内の圧力は外部、例えばラジエータ19の右側方よりも高くなり、ラジエータ19の前後に差圧が発生する。このとき電動ファン23は作動していないが、サージタンク部20a内の走行風が前後差圧によりラジエータ19を通過し、ラジエータ19内の冷却水との間で熱交換した後に右側方に排出される。よって、ラジエータ19で温度低下した冷却水が走行モータ6及びインバータ18を順次循環することにより、これらの走行用電装機器が冷却される。
As a result, the pressure in the
このときのラムエアボックス20は走行風の所謂ショートサーキットを防止する役割も果たす。即ち、ラジエータ19から排出された高温の走行風がラジエータ19の前面(ラムエアボックス20側)に直接回り込んで再びラジエータ19を通過すると(ショートサーキット)、ラジエータ19の冷却効率が極端に低下してしまう。このような走行風の回り込みがラムエアボックス20により防止され、ラムエアボックス20内には導風部21から案内される低温の走行風が導入されるため、ラジエータ19の冷却効率をより高めることができる。
The
以上のように車両の走行中には、走行風が積極的にラムエアボックス20内に導入されてラジエータ19の冷却に供され、電動ファン23を作動させなくても走行モータ6やインバータ18の過熱が防止される。
しかし、車両の低速走行や停車が継続した場合などには、走行風の減少と共にラジエータ19の冷却が不足することになり、走行モータ6やインバータ18の温度が上昇し始める。このときにはインバータ温度Tが温度判定値T0以上になった時点でコントローラ26により電動ファン23が作動すると共に、開閉バルブ24が開放位置に切り換えられてサージタンク部20aの下流端20eが開放される。
As described above, during traveling of the vehicle, traveling wind is positively introduced into the
However, when the vehicle continues to run at low speed or stops, the cooling of the
電動ファン23の作動により、ラムエアボックス20のサージタンク部20a内の空気はラジエータ19を通過して右側方に排出される。開口面積が小さいディフューザー部20bの導入口20cだけでは、サージタンク部20a内への空気の導入が妨げられてラジエータ19を通過する空気量が減少してしまう。
しかし、このときには開閉バルブ24の切換によりサージタンク部20aの下流端20eが開放されているため、外部の空気は導入口20c及び下流端20eからサージタンク部20a内に円滑に導入されてラジエータ19を通過し、これにより十分にラジエータ19が冷却される。
By the operation of the
However, at this time, since the
従って、ラジエータ19からの冷却水により走行モータ6及びインバータ18は過熱を抑制され、インバータ温度Tが温度判定値T0未満まで低下すると、コントローラ26により再び電動ファン23が停止すると共に開閉バルブ24が閉鎖位置に切り換えられる。なお、本実施形態では、単一の温度判定値T0を用いたが、制御にヒステリシスを持たせるために高低2種の温度判定値を適用するようにしてもよい。
Accordingly, the traveling
以上のように本実施形態の走行用電装機器の冷却構造によれば、サイドスカート15aに形成した導風部21により走行風を積極的にラムエアボックス20内に導入し、ディフューザー部20bにより走行風の動圧を静圧に変換した上でラジエータ19を通過させて冷却に供するようにした。結果として、走行風を導入し難い車両側部にラジエータ19を配置したレイアウトであっても、走行モータ6やインバータ18に過熱のおそれがないときには(T≦T0)、電動ファン23を作動させることなく走行風を利用してラジエータ19を冷却できる。このため、走行モータ6やインバータ18に過熱のおそれが生じたときに限って(T>T0)、電動ファン23を作動させればよいことになり、電動ファン23の作動頻度を大幅に低減できる。結果として、電動ファン23の電力消費による燃費悪化や周囲への騒音などの弊害を確実に軽減することができる。
As described above, according to the cooling structure of the traveling electrical equipment of the present embodiment, the traveling wind is positively introduced into the
また、以上の説明から明らかなように走行風を利用したラジエータ19の冷却には、ディフューザー部20bによる動圧から静圧への変換が必要不可欠である。ところが、ディフューザー部20bの通路形状に起因して導入口20cの開口面積が制限されるため、電動ファン23の作動時にラムエアボックス20内に導入する空気量、ひいてはラジエータ19を通過する空気量が不足する弊害を生じる。
本実施形態では、電動ファン23の作動・停止に対応してサージタンク部20aの下流端20eを開閉バルブ24で開閉しているため、電動ファン23の作動時には導入口20cのみならず下流端20eからも外部の空気がラムエアボックス20に導入される。よって、走行風を利用してラジエータ19を冷却するラムエアボックス20の本来の機能を発揮させた上で、電動ファン23の作動時の空気量の不足を解消してラジエータ19を十分に冷却でき、もって走行モータ6及びインバータ18の過熱を一層確実に防止することができる。
Further, as is clear from the above description, conversion from dynamic pressure to static pressure by the
In the present embodiment, since the
加えて本実施形態では、サージタンク部20a内の下流端20eに開閉バルブ24を配設しており、結果として図3,4から明らかなように、ラムエアボックス20及びその後側に連続するサイドスカート15bによって開閉バルブ24は車両側方から隠蔽されている。従って、例えば雨天走行時の泥水などから開閉バルブ24を保護できると共に、第三者による悪戯からも保護でき、これらの要因による開閉バルブ24のトラブルを防止できるという効果も得られる。
但し、開閉バルブ24の設置位置は上記に限るものではない。例えばディフューザー部20bの右側面(ラジエータ19の前側位置)に開閉バルブ24を配設してもよいし、車両側方から隠蔽する必要がなければ開閉バルブ24をディフューザー部20bの左側面に配設してもよい。
In addition, in this embodiment, the opening / closing
However, the installation position of the opening / closing
[第2実施形態]
次に、本発明を別の走行用電装機器の冷却構造に具体化した第2実施形態を説明する。
本実施形態の走行用電装機器の冷却構造が適用されるトラックは、第1実施形態で述べた図1,2に示すものと同一であり、相違点は電動ファン23の近傍にフラップ31を追加したことにある。そこで、同一の構成部分は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
図6は電動ファン23の停止時のラムエアボックス20を示す拡大平面図、図7は電動ファン23の作動時のラムエアボックス20を示す拡大平面図、図8は図6のA方向より見たラムエアボックス20を示す斜視図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment in which the present invention is embodied in another cooling structure for electrical equipment for traveling will be described.
The truck to which the cooling structure for the electrical equipment for traveling according to this embodiment is applied is the same as that shown in FIGS. 1 and 2 described in the first embodiment, and the difference is that a
6 is an enlarged plan view showing the
本実施形態では、電動ファン23の右側方(排出側)の前方位置にフラップ31が配設されている。フラップ31は上下方向に同一翼断面で延設され、その上下長はラジエータ19の上下寸法と略同一に設定されている。フラップ31は垂直軸31aを中心としてフラップモータ32により駆動され、図6に示す走行風の流れに対向する姿勢の規制位置と、走行風の流れに倣った姿勢の退避位置との2位置間で回動し得るようになっている。図6に示すようにフラップモータ32はコントローラ26に接続されており、コントローラ26には車速Vを検出する車速センサ33が接続されている。
In the present embodiment, a
規制位置のフラップ31は走行風の流れを妨げることにより下流側、即ちラジエータ19の右側方に負圧を発生させる作用を奏する。また、退避位置のフラップ31は負圧を発生しなくなると共に、走行風による空気抵抗が大幅に減少する。
The
次に、以上のように構成された走行用電装機器の冷却構造による作用を説明する。
第1実施形態と同じくコントローラ26は、インバータ温度Tと温度判定値T0との比較に基づき電動ファン23及び開閉モータ25を駆動制御すると共に、合わせてフラップモータ32も駆動制御する。即ちコントローラ26は、インバータ温度Tが温度判定値T0未満で電動ファン23を停止させているときに、フラップモータ32によりフラップ31を規制位置に切り換える。一方、コントローラ26は、インバータ温度Tが温度判定値T0以上で電動ファン23を作動させているときには、フラップモータ32によりフラップ31を退避位置に切り換える。
但し、インバータ温度Tが温度判定値T0未満であっても、車速Vが予め設定された車速判定値V0以上になると、コントローラ26はフラップ31を退避位置に切り換える。車速判定値V0は、規制位置のフラップ31によって生じる空気抵抗を許容できる下限付近の車速Vとして設定されている。
Next, the effect | action by the cooling structure of the electrical equipment for driving | running | working comprised as mentioned above is demonstrated.
Similar to the first embodiment, the
However, even if the inverter temperature T is less than the temperature determination value T0, the
従って、インバータ温度Tが温度判定値T0以上で電動ファン23を作動させているときには、フラップ31が退避位置に切り換えられる。このときには電動ファン23により強制的にラジエータ19に空気が通過するため、負圧を発生させなくてもラジエータ19の冷却効率は十分に得られる。そして、退避位置への切換によりフラップ31が発生する空気抵抗が低減されて、これによる燃費悪化が未然に回避される。
また、インバータ温度Tが温度判定値T0未満となって電動ファン23が停止すると、フラップ31が規制位置に切り換えられてラジエータ19の右側方に負圧を発生させる。このためラジエータ19の前後差圧がより増加し、ラムエアボックス20内の走行風が一層円滑にラジエータ19を通過することから、その冷却効率を向上させることができる。
Therefore, when the
When the inverter temperature T becomes less than the temperature determination value T0 and the
また、インバータ温度Tが温度判定値T0未満であっても車速Vが車速判定値V0以上になると、フラップ31は退避位置に切り換えられる。この場合にはフラップ31によるメリット(ラジエータ19の効率向上)よりもデメリット(空気抵抗の増加)の方が大となるが、このような事態を退避位置への切換によって回避でき、結果として空気抵抗の増加に起因する燃費悪化を未然に防止することができる。
なお、車速Vに基づくフラップ31の切換制御は必ずしも行う必要はない。よって、インバータ温度Tが温度判定値T0未満のときには、車速Vに関わらず常にフラップ31を規制位置に保持するようにしてもよい。
Even if the inverter temperature T is lower than the temperature determination value T0, the
Note that the switching control of the
ところで、上記各実施形態では、ラムエアボックス20の導入口20cを前方に向けて開口させて走行風を導入したが、これに限ることはない。例えば、車両の側部にサイドスカート15a,15bを配置しない場合、前軸の後輪11に走行風が直接衝突して後輪11の直前の領域Eに大気圧を超える圧力(正圧)を発生させる。
そこで、図9に示すように、ラムエアボックス20を上記実施形態とは前後逆の姿勢で後輪11の前方に配置して、その導入口20cを領域E内に位置させるようにしてもよい。ラジエータ19の右側方に比して導入口20cには高い圧力が作用して圧力差が発生するため、領域E内で走行風は導入口20cからラムエアボックス20内に導入されてラジエータ19の冷却に供される。よって、この場合でも重複する説明はしないが上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
By the way, in each said embodiment, although the
Therefore, as shown in FIG. 9, the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ハイブリッド型トラックの走行用電装機器の冷却構造に具体化したが、対象となる車両はこれに限ることはなく、例えばバスなどに適用してもよい。また、ハイブリッド車両に代えて電気自動車や燃料電池車両に適用し、それらの車両の搭載された走行用電装機器の冷却構造としてもよい。
また、上記実施形態では、車両の左側のサイドスカート15aに導風部21を設けて走行風を積極的にラムエアボックス20内に導入したが、必ずしもサイドスカート15a及び導風部21は必要なく、これらの部材を省略してもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the cooling structure of the electrical equipment for traveling of the hybrid type truck is embodied, but the target vehicle is not limited to this, and may be applied to, for example, a bus. Moreover, it is good also as an electric vehicle and a fuel cell vehicle instead of a hybrid vehicle, and it is good also as a cooling structure of the electrical equipment for driving | running | working in which those vehicles are mounted.
Further, in the above embodiment, the
15a 前側サイドスカート(第1のサイドスカート)
15b 後側サイドスカート(第2のサイドスカート)
19 ラジエータ
20 ラムエアボックス
20a サージタンク部
20b ディフューザー部
20c 導入口
20e 下流端(開口)
21 導風部
23 電動ファン
24 開閉バルブ(開閉手段)
26 コントローラ(制御手段)
31 フラップ
15a Front side skirt (first side skirt)
15b Rear side skirt (second side skirt)
19
21 Air guide 23
26 controller (control means)
31 flaps
Claims (5)
上記ラムエアボックスのサージタンク部側の開口に配設されて、該開口を開閉可能な開閉手段と、
上記ラムエアボックスのサージタンク部に配設されて、該サージタンク部内の走行風を通過させて内部の冷却水との間で熱交換させると共に、該熱交換により温度低下した冷却水を上記車両に搭載された走行用電装機器に循環させるラジエータと、
上記ラジエータに付設された電動ファンと、
上記走行用電装機器の温度が低いときに、上記電動ファンを停止させると共に上記開閉手段を閉鎖し、上記走行用電装機器の温度が高いときに、上記電動ファンを作動させると共に上記開閉手段を開放する制御手段と
を備えたことを特徴とする車両の走行用電装機器の冷却構造。 A diffuser portion that is disposed on the side of the vehicle and has a shape that gradually increases the cross-sectional area of the passage from the introduction port, and a surge tank portion that is connected to the diffuser portion. A ram air box which is introduced from the introduction port and converts the dynamic pressure of the traveling wind in the diffuser portion into static pressure and guides it into the surge tank portion;
An opening / closing means disposed in an opening on the surge tank portion side of the ram air box and capable of opening and closing the opening;
The ram air box is disposed in the surge tank section, allows the traveling air in the surge tank section to pass therethrough and exchanges heat with the cooling water inside, and the cooling water whose temperature is reduced by the heat exchange to the vehicle. A radiator that circulates in the mounted electrical equipment for traveling,
An electric fan attached to the radiator;
When the temperature of the electrical equipment for traveling is low, the electric fan is stopped and the opening / closing means is closed, and when the temperature of the electrical equipment for traveling is high, the electric fan is operated and the opening / closing means is opened. And a control unit for cooling the vehicle electrical equipment for driving the vehicle.
上記第1のサイドスカートに、上記ラムエアボックスの導入口に上記走行風を案内する導風部を形成したことを特徴とする請求項1記載の車両の走行用電装機器の冷却構造。 A first side skirt is disposed at a front side position of the ram air box at a side of the vehicle;
2. The cooling structure for electrical equipment for traveling of a vehicle according to claim 1, wherein an air guide portion for guiding the traveling wind is formed in the inlet of the ram air box in the first side skirt.
上記制御手段は、上記走行用電装機器の温度が低いときに上記フラップを規制位置に切り換え、上記走行用電装機器の温度が高いときに上記フラップを退避位置に切り換えることを特徴とする請求項1または2記載の車両の走行用電装機器の冷却構造。 At the front position on the discharge side of the radiator, a flap that can be switched between two positions, a restriction position that opposes the flow of the traveling wind and a retracted position that follows the flow of the traveling wind,
The control means switches the flap to a restricted position when the temperature of the electrical equipment for traveling is low, and switches the flap to a retracted position when the temperature of the electrical equipment for travel is high. Or the cooling structure of the electrical equipment for driving | running | working of 2 of vehicles.
上記車両の側部における上記ラムエアボックスの後側位置に、該ラムエアボックスから後方に連続するように第2のサイドスカートを配設したことを特徴とする請求項1乃至4記載の車両の走行用電装機器の冷却構造。 The opening / closing means is disposed at a downstream end in the surge tank portion,
5. The vehicle travel vehicle according to claim 1, wherein a second side skirt is disposed at a rear side position of the ram air box at a side portion of the vehicle so as to continue rearward from the ram air box. Cooling structure for electrical equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012199527A JP2014054873A (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Cooling structure of traveling electrical component for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012199527A JP2014054873A (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Cooling structure of traveling electrical component for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014054873A true JP2014054873A (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=50612602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012199527A Pending JP2014054873A (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Cooling structure of traveling electrical component for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014054873A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018085835A (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 三菱自動車工業株式会社 | Electric vehicle with fuel cell |
JP2020079344A (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | 株式会社ダイセル | Curable composition |
WO2022224947A1 (en) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 | 日野自動車株式会社 | Cooling device |
WO2023119780A1 (en) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | ダイムラー トラック エージー | Cooling device for fuel cell vehicle |
-
2012
- 2012-09-11 JP JP2012199527A patent/JP2014054873A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018085835A (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 三菱自動車工業株式会社 | Electric vehicle with fuel cell |
JP2020079344A (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | 株式会社ダイセル | Curable composition |
WO2022224947A1 (en) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 | 日野自動車株式会社 | Cooling device |
WO2023119780A1 (en) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | ダイムラー トラック エージー | Cooling device for fuel cell vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9000724B2 (en) | Vehicle battery cooling device | |
EP2657114B1 (en) | Saddle-type electric vehicle | |
EP2602143B1 (en) | Cooling structure for vehicles | |
US20140138077A1 (en) | Vehicle cooling device | |
EP2473722B1 (en) | Air introduction structure | |
EP2548754B1 (en) | Cooling device for a heat-emitting body | |
JP5684768B2 (en) | Work vehicle | |
JP3713480B2 (en) | Electric drive wheeled work vehicle | |
US20100182750A1 (en) | Industrial vehicle with electric component unit | |
US20140290599A1 (en) | Active grille shutter | |
JP2014054873A (en) | Cooling structure of traveling electrical component for vehicle | |
KR20210151933A (en) | automotive cooling system | |
JP2013035323A (en) | Cooling structure of vehicular power supply device | |
JP2017114153A (en) | Service car | |
JP2006117096A (en) | Cooling structure of exothermic device for automobile | |
US11912133B2 (en) | Vehicle drive unit | |
JP4917475B2 (en) | Battery air cooling device | |
JP5145817B2 (en) | Electric vehicle cooling system | |
CN111201349B (en) | Construction machine | |
JP2016147554A (en) | Vehicular shutter opening/closing control device | |
JP5947071B2 (en) | Battery cooling system | |
JPH11107749A (en) | Cooling system of hybrid electric vehicle | |
JP2019069716A (en) | Battery device cooling structure | |
JP2018034568A (en) | Air conditioner of electric vehicle | |
JP2006298190A (en) | Air intake device |