JP2016141322A - Cooling structure of electric power unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置の冷却構造に関し、特に、バッテリモジュールおよびインバータを冷却媒体によって冷却する電源装置の冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a power supply device, and more particularly to a cooling structure for a power supply device that cools a battery module and an inverter with a cooling medium.
従来から、電気自動車(EV)、ハイブリッド車(HV)、およびプラグインハイブリッド車(PHV)等は、走行用のモータを駆動するためバッテリモジュールやインバータ等を具備する電源装置を備えている。 Conventionally, an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HV), a plug-in hybrid vehicle (PHV), and the like are provided with a power supply device including a battery module, an inverter, and the like for driving a motor for traveling.
従来、車両用の電源装置は、バッテリモジュールの容量が大きいことから、電源装置のケース本体にバッテリモジュールやインバータを収容するとケース本体の剛性が低下することがある。 Conventionally, since the capacity of a battery module is large in a power supply device for a vehicle, when the battery module or the inverter is accommodated in the case main body of the power supply device, the rigidity of the case main body may be reduced.
ケース本体の剛性を高めることができる電源装置としては、ケース本体を構成する上ケースと下ケースとの間にセンタープレートを設け、このセンタープレートにバッテリモジュールやインバータ等を取付けることで、センタープレートを設けた分だけ、ケース本体の剛性を高めるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a power supply device that can increase the rigidity of the case body, a center plate is provided between the upper case and the lower case constituting the case body, and a battery module, an inverter, etc. are attached to the center plate. One that increases the rigidity of the case body by the amount provided is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の電源装置にあっては、センタープレート自体の剛性を高める形状となっていないので、容量の大きいバッテリモジュールやインバータを支持した場合にセンタープレートが変形するおそれがある。 However, since the conventional power supply apparatus does not have a shape that increases the rigidity of the center plate itself, the center plate may be deformed when a battery module or inverter having a large capacity is supported.
また、従来の電源装置では、高温となるバッテリモジュールやインバータを冷却する必要がある。この場合には、ケース本体に吸気ダクトや排気ダクトを設ける必要があり、電源装置の構成が複雑になるおそれがある。 Moreover, in the conventional power supply device, it is necessary to cool the battery module and inverter which become high temperature. In this case, it is necessary to provide an intake duct or an exhaust duct in the case body, which may complicate the configuration of the power supply device.
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、バッテリモジュールまたはインバータを支持する板状部材の剛性を高くしつつ、簡素な構成でバッテリモジュールおよびインバータを冷却することができる電源装置の冷却構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and it is possible to cool the battery module and the inverter with a simple configuration while increasing the rigidity of the plate-like member that supports the battery module or the inverter. An object of the present invention is to provide a cooling structure for a power supply device that can be used.
本発明は、第1の開口端を有する上ケースおよび第1の開口端に接合される第2の開口端を有する下ケースを備え、バッテリモジュールおよびインバータの少なくとも一方を収容するケース本体と、冷却媒体を取り入れる取入口を有し、取入口から取り入れられた冷却媒体をケース本体の内部に導入する吸気ダクトと、第1の開口端および第2の開口端に挟まれるようにしてケース本体に収容され、バッテリモジュールまたはインバータのいずれか一方を載置する板状部材とを備え、車両に搭載される電源装置の冷却構造であって、板状部材は、交互に連続する凹凸形状に形成され、板状部材、第1の開口端および第2の開口端によって、ケース本体の内部とケース本体の外部とを連通する複数の連通孔が形成されるものから構成されている。 The present invention includes an upper case having a first opening end and a lower case having a second opening end joined to the first opening end, and a case main body that houses at least one of a battery module and an inverter, An intake duct for taking in the medium is accommodated in the case main body so as to be sandwiched between the intake opening and the first opening end and the second opening end for introducing the cooling medium taken in from the intake into the case main body. And a plate-like member on which either one of the battery module or the inverter is placed, and a cooling structure for a power supply device mounted on a vehicle, wherein the plate-like member is formed in an alternately continuous uneven shape, The plate-shaped member, the first opening end, and the second opening end are configured to form a plurality of communication holes that communicate the inside of the case body and the outside of the case body.
このように上記の本発明によれば、板状部材が交互に連続する凹凸形状に形成されるので、板状部材の剛性を高くして容量の大きいバッテリモジュールまたはインバータを板状部材に支持できる。 As described above, according to the present invention, since the plate-like members are formed in an uneven shape that is alternately continuous, it is possible to increase the rigidity of the plate-like member and support the battery module or inverter having a large capacity to the plate-like member. .
また、板状部材、第1の開口端および第2の開口端によって、ケース本体の内部とケース本体の外部とを連通する複数の連通孔が形成されるので、吸気ダクトからケース本体に導入された冷却媒体でバッテリモジュールおよびインバータの少なくとも一方を冷却した後に、この冷却媒体を、連通孔を通してケース本体の外部に排出できる。
これにより、ケース本体に排気ダクトを設けることを不要にでき、排気ダクトを不要にできる分だけ、電源装置の構成を簡素化できる。
In addition, since the plate-shaped member, the first opening end, and the second opening end form a plurality of communication holes that connect the inside of the case body and the outside of the case body, they are introduced from the intake duct into the case body. After cooling at least one of the battery module and the inverter with the cooled cooling medium, the cooling medium can be discharged outside the case body through the communication hole.
Thereby, it is not necessary to provide an exhaust duct in the case body, and the configuration of the power supply device can be simplified to the extent that the exhaust duct can be omitted.
以下、本発明に係る電源装置の冷却構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1〜図9は、本発明に係る実施の形態の電源装置の冷却構造を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1に示すように、車両1は、内燃機関から構成されるエンジン2、動力分配装置3、ファイナルギア4、発電モータ5、駆動モータ6および電源装置7を備えている。
Embodiments of a cooling structure for a power supply apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1-9 is a figure which shows the cooling structure of the power supply device of embodiment which concerns on this invention.
First, the configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes an
エンジン2は、動力分配装置3に接続されており、動力分配装置3は、エンジン2の接続先をファイナルギア4および発電モータ5の何れかに選択して、エンジン2の動力をファイナルギア4および発電モータ5のいずれかに伝達する。
The
発電モータ5は、動力分配装置3によってエンジン2に接続されている状態で、エンジン2の動力を電気に変換する発電機およびエンジン2を始動させるスタータの何れかとして機能する。
The
電源装置7は、バッテリモジュール11およびインバータ12を備えている。発電モータ5は、発電機またはスタータとして機能する際に、インバータ12を介してバッテリモジュール11との間で電力の授受を行う。
The
インバータ12は、バッテリモジュール11からの電流を直流から交流に変換して発電モータ5(エンジン始動時の発電モータ5)や駆動モータ6に供給する。また、インバータ12は、発電モータ5(発電機として機能している発電モータ5)からの電流を交流から直流に変換してバッテリモジュール11に供給する。
The
バッテリモジュール11は、積層される複数のバッテリセルとこのバッテリセルの積層方向両端に配置される一対のエンドプレートとを有し、バッテリモジュール11は、複数個設けられている。このように本実施の形態の車両1は、ハイブリッド車両から構成されている。
The
図2、図3において、電源装置7は、ケース本体21を備えており、ケース本体21は、開口端22A(図4参照)を有する上ケース22、開口端22Aが接合される開口端23A(図4参照)を有する下ケース23およびセンタープレート24を備えている(図6参照)。ここで、センタープレート24は、本発明の板状部材を構成する。また、開口端22Aは、本発明の第1の開口端を構成し、開口端23Aは、本発明の第2の開口端を構成する。
ケース本体21の内部にはバッテリモジュール11、インバータ12、DCDCコンバータ13およびケーブル14が収容されている。
2 and 3, the
A
ケース本体21には吸気ダクト25が取付けられている。吸気ダクト25は、上流端に冷却媒体としての空気を取り入れる取入口25Aを備えており、取入口25Aは、車両1の前方に対向している。吸気ダクト25の延びる方向の途中には冷却ファン26が設けられている。冷却ファン26が作動すると、車両1の前方から取入口25Aに空気が取り入れられ、この空気が吸気ダクト25からケース本体21に導入される。
An
センタープレート24は、上ケース22の開口端22Aおよび下ケース23の開口端23Aに挟まれるようにして、ケース本体21に収容されている。センタープレート24にはブラケット27が取付けられており、インバータ12は、図示しないボルトによってブラケット27に固定されることにより、センタープレート24に載置される。また、インバータ12の下部には放熱フィン12Aが形成されており、放熱フィン12Aに空気が当たることで、インバータ12が冷却される。
The
バッテリモジュール11は、下ケース23とセンタープレート24との間に位置するようにして、図示しないボルトによって下ケース23に固定されており、ケーブル14は、バッテリモジュール11、インバータ12およびDCDCコンバータ13を電気的に接続している。
The
DCDCコンバータ13は、センタープレート24に固定されるようにしてセンタープレート24に載置されており、DCDCコンバータ13は、バッテリモジュール11の出力電圧を昇圧し、昇圧電圧をインバータ12に出力する。ここで、本実施の形態のインバータ12およびDCDCコンバータ13は、センタープレート24に載置されているが、バッテリモジュール11をセンタープレート24に載置し、インバータ12およびDCDCコンバータ13が下ケース23とセンタープレート24との間に設けられてもよい。
The
図6、図8、図9において、センタープレート24は、凹部24Aおよび凸部24Bが交互に連続して形成された凹凸形状に形成されており、凹部24Aおよび凸部24Bは、センタープレート24の延びる方向(車幅方向)の一端部から他端部まで交互に連続している。
6, 8, and 9, the
本実施の形態のセンタープレート24は、図9に示すように、上ケース22の開口端22Aおよび下ケース23の開口端23Aに挟まれているため、センタープレート24および開口端22A、23Aによって、ケース本体21の内部とケース本体21の外部とを連通する複数の連通孔28が形成されている。
Since the
図3、図4において、開口端22Aの車幅方向の両端には折り曲げ部22a、22bが形成されており、折り曲げ部22a、22bは、連通孔28に対向するように開口端22Aから下方に折り曲げられている。
3 and 4,
本実施の形態の電源装置7は、連通孔28および取入口25Aの開口方向が同一方向(車両1の前後方向)であり、取入口25Aは、連通孔28に対し、連通孔28の開口方向と直交する方向(車幅方向)に離隔して設置されている。これにより、取入口25Aと連通孔28は、車両1の前後方向に重ならない。
In the
次に、作用を説明する。
本実施の形態の電源装置7は、センタープレート24にインバータ12およびDCDCDCコンバータ13が載置され、センタープレート24の下方にバッテリモジュール11が搭載されている。
これにより、電源装置7の車両1の前後方向および車幅方向の長さを短くすることができ、車両1の前後方向および車幅方向の電源装置7の設置スペースを低減できる。
Next, the operation will be described.
In the
Thereby, the length of the
図2において、冷却ファン26の作動によって取入口25Aから吸気ダクト25に取り入れられる空気Aiは、吸気ダクト25からケース本体21に導入される。ケース本体21に導入される空気Aiは、バッテリモジュール11およびインバータ12を冷却する。
バッテリモジュール11およびインバータ12を冷却した後の空気Aiは、連通孔28からケース本体21の外部に排出される。
In FIG. 2, the air Ai taken into the
The air Ai after cooling the
このように本実施の形態の電源装置7によれば、開口端22A、23Aに挟まれるようにしてケース本体21に収容され、インバータ12を載置するセンタープレート24を備え、センタープレート24が、交互に連続する凹部24Aおよび凸部24Bを備えて凹凸形状に形成され、センタープレート24および開口端22A、23Aによって、ケース本体21の内部とケース本体21の外部とを連通する複数の連通孔28が形成される。
これにより、センタープレート24の剛性を高くして容量の大きいインバータ12をセンタープレート24に支持できる。
As described above, according to the
Thus, the rigidity of the
また、センタープレート24および開口端22A、23Aによって、ケース本体21の内部とケース本体21の外部とを連通する複数の連通孔28を形成したので、吸気ダクト25からケース本体21に導入された空気Aiでバッテリモジュール11およびインバータ12を冷却した後に、この空気Aiを、連通孔28を通してケース本体21の外部に排出できる。
The
これにより、ケース本体21に排気ダクトを設けることを不要にでき、排気ダクトを不要にできる分だけ、電源装置7の構成を簡素化できる。また、排気ダクトを不要にできるので、排気ダクトに連通する開口をケース本体21に形成することを不要にできる。
これにより、ユーザが、ケース本体21の内部の高電圧のバッテリモジュール11やインバータ12に不用意に触れる機会を無くすことができる。
Thereby, it is not necessary to provide an exhaust duct in the case
This eliminates the opportunity for the user to inadvertently touch the high
また、本実施の形態の電源装置7によれば、上ケース22の開口端22Aが折り曲げ部22a、22bを有し、折り曲げ部22a、22bが、連通孔28に対向するように開口端22Aから下方に折り曲げられる。
Further, according to the
これにより、上方からケース本体21に滴下した液体が上ケース22を伝わって連通孔28からケース本体21に侵入することを折り曲げ部22a、22bによって防止でき、電源装置7の防水性を向上できる。
Thereby, it is possible to prevent the liquid dripped onto the case
また、本実施の形態の電源装置7によれば、連通孔28および取入口25Aの開口方向が同一方向であり、取入口25Aが、連通孔28に対し、連通孔28の開口方向と直交する方向に離隔して設置される。
Further, according to the
これにより、連通孔28と取入口25Aとが車両1の前後方向に重なることを防止できる。このため、バッテリモジュール11やインバータ12を冷却した後に、連通孔28を通してケース本体21の外部に排出された高温の空気が、取入口25Aから再び吸気ダクト25に吸い込まれることを防止でき、バッテリモジュール11やインバータ12の冷却性が低下することを防止できる。
Thereby, it is possible to prevent the
また本実施の形態の電源装置7によれば、センタープレート24が、センタープレート24の延びる方向の一端部から他端部まで交互に連続する凹凸形状に形成されるので、センタープレート24の剛性をより効果的に高めることができ、容量の大きいインバータ12をセンタープレート24により効果的に安定して載置することができる。
なお、本実施の形態の電源装置7においては、バッテリモジュール11およびインバータ12の両方をケース本体21に収容しているが、ケース本体21にはバッテリモジュール11のみ、またはインバータ12のみを収容するようにしてもよい。
Further, according to the
In the
本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1...車両、7...電源装置、11...バッテリモジュール、12...インバータ、21...ケース本体、22...上ケース、22A...開口端(第1の開口端)、22a,22b...折り曲げ部、23...下ケース、23A...開口端(第2の開口端)、24...センタープレート(板状部材)、25...吸気ダクト、25A...取入口、28...連通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 7 ... Power supply device, 11 ... Battery module, 12 ... Inverter, 21 ... Case main body, 22 ... Upper case, 22A ... Open end (1st Open end), 22a, 22b ... bent portion, 23 ... lower case, 23A ... open end (second open end), 24 ... center plate (plate member), 25 ... Intake duct, 25A ... intake, 28 ... communication hole
Claims (4)
冷却媒体を取り入れる取入口を有し、前記取入口から取り入れられた冷却媒体を前記ケース本体の内部に導入する吸気ダクトと、
前記第1の開口端および前記第2の開口端に挟まれるようにして前記ケース本体に収容され、前記バッテリモジュールまたは前記インバータのいずれか一方を載置する板状部材とを備え、車両に搭載される電源装置の冷却構造であって、
前記板状部材は、交互に連続する凹凸形状に形成され、
前記板状部材、前記第1の開口端および前記第2の開口端によって、前記ケース本体の内部と前記ケース本体の外部とを連通する複数の連通孔が形成されることを特徴とする電源装置の冷却構造。 A case main body including an upper case having a first opening end and a lower case having a second opening end joined to the first opening end, and housing at least one of a battery module and an inverter;
An intake duct that has an intake for taking in the cooling medium, and that introduces the cooling medium taken in from the intake into the case body;
A plate-like member that is accommodated in the case body so as to be sandwiched between the first opening end and the second opening end, and on which either the battery module or the inverter is placed, is mounted on a vehicle. A power supply cooling structure,
The plate-like member is formed in an uneven shape that is alternately continuous,
A plurality of communication holes that connect the inside of the case body and the outside of the case body are formed by the plate-shaped member, the first opening end, and the second opening end. Cooling structure.
前記取入口は、前記連通孔に対し、前記連通孔の開口方向と直交する方向に離隔して設置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源装置の冷却構造。 The opening direction of the communication hole and the intake port is the same direction,
3. The cooling structure for a power supply device according to claim 1, wherein the intake port is installed apart from the communication hole in a direction orthogonal to an opening direction of the communication hole.
The cooling of the power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plate-like member is formed in a concavo-convex shape that alternately continues from one end portion to the other end portion in the extending direction. Construction.
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