JP2017109587A - Hybrid vehicle - Google Patents

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朋 溝口
Tomo Mizoguchi
朋 溝口
憲仁 岩田
Norihito Iwata
憲仁 岩田
堀井 裕介
Yusuke Horii
裕介 堀井
勉 柿沼
Tsutomu Kakinuma
勉 柿沼
堤 修
Osamu Tsutsumi
修 堤
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid vehicle which achieves downsizing and weight reduction of the vehicle and reduction of manufacturing costs without impairing cooling performance of a DC/DC converter.SOLUTION: In a hybrid vehicle, a DC/DC converter 33 is disposed near an exhaust port of an electric fan 38 for cooling a battery 32. The hybrid vehicle utilizes exhaust air which opens to the atmosphere to cool the DC/DC converter 33 without using dusts etc.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はハイブリッド車両に関し、更に詳しくは、DC/DCコンバーターの冷却性能を損なうことなく、車両の小型軽量化及び製造コストの低減を図ることができるハイブリッド車両に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle capable of reducing the size and weight of the vehicle and reducing the manufacturing cost without impairing the cooling performance of the DC / DC converter.

近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両(以下「HEV」という。)が注目されている。このHEVにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる(例えば、特許文献1を参照)。   In recent years, a hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) including a hybrid system having an engine and a motor generator that are controlled in combination according to the driving state of the vehicle has attracted attention from the viewpoint of improving fuel efficiency and environmental measures. Yes. In the HEV, when the vehicle is accelerated or started, the driving force is assisted by the motor generator, while regenerative power generation is performed by the motor generator during inertia traveling or braking (see, for example, Patent Document 1).

ハイブリッドシステムにおけるバッテリー及びDC/DCコンバーターは、走行時には発熱するため、HEVには専用の冷却システムが備えられている。例えば、特許文献2は、バッテリー及びDC/DCコンバーターを一台の電動ファンにより空冷する冷却装置を提案している。   Since the battery and the DC / DC converter in the hybrid system generate heat during traveling, the HEV is provided with a dedicated cooling system. For example, Patent Document 2 proposes a cooling device that air-cools a battery and a DC / DC converter using a single electric fan.

しかしながら、上記特許文献2の冷却装置では、専用のダクトが必要となっている。また、バッテリーとDC/DCコンバーターの2つの装置を冷却する必要があるため、電動ファンを大型化する必要がある。   However, the cooling device of Patent Document 2 requires a dedicated duct. Moreover, since it is necessary to cool two apparatuses, a battery and a DC / DC converter, it is necessary to enlarge an electric fan.

このように、特許文献2の冷却装置には、HEVの大型重量化及び製造コストの増加を招くという問題がある。   As described above, the cooling device of Patent Document 2 has a problem that the HEV is increased in weight and increased in manufacturing cost.

特開2002−238105号公報JP 2002-238105 A 特開2013−5576号公報JP 2013-5576 A

本発明の目的は、DC/DCコンバーターの冷却性能を損なうことなく、車両の小型軽量化及び製造コストの低減を図ることができるハイブリッド車両を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle capable of reducing the size and weight of the vehicle and reducing the manufacturing cost without impairing the cooling performance of the DC / DC converter.

上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に接続するバッテリー及びDC/DCコンバーターと、前記バッテリーを冷却する電動ファンと、を備えたハイブリッド車両において、前記電動ファンの排気側に前記DC/DCコンバーターを配置したことを特徴とするものである。   The hybrid vehicle of the present invention that achieves the above object includes a hybrid system having a motor generator connected to an output shaft that transmits engine power, a battery and a DC / DC converter electrically connected to the motor generator, In a hybrid vehicle including an electric fan for cooling the battery, the DC / DC converter is disposed on the exhaust side of the electric fan.

本発明のハイブリッド車両によれば、DC/DCコンバーターを、バッテリーを冷却する電動ファンの排気側に配置するようにしたので、バッテリー及びDC/DCコンバーターを専用のダクトを用いることなく1台の電動ファンにより冷却することができるため、DC/DCコンバーターの冷却性能を損なうことなく、車両の小型軽量化及び製造コストの低減を図ることができる。   According to the hybrid vehicle of the present invention, since the DC / DC converter is disposed on the exhaust side of the electric fan that cools the battery, the battery and the DC / DC converter are connected to one electric motor without using a dedicated duct. Since it can be cooled by the fan, the vehicle can be reduced in size and weight and the manufacturing cost can be reduced without impairing the cooling performance of the DC / DC converter.

本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。It is a block diagram of the hybrid vehicle which consists of embodiment of this invention. バッテリー及びDC/DCコンバーターの配置図である。It is a layout view of a battery and a DC / DC converter. バッテリー及びDC/DCコンバーターの配置図の別の例である。It is another example of the layout of a battery and a DC / DC converter.

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

このハイブリッド車両(以下「HEV」という。)は、エンジン10及びモータージェネレーター31を有するハイブリッドシステム30を備えている。   The hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) includes a hybrid system 30 having an engine 10 and a motor generator 31.

エンジン10においては、エンジン本体11に形成された複数(この例では4個)の気筒12内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト13が回転駆動される。このクランクシャフト13の回転動力は、クランクシャフト13の一端部に接続するクラッチ機構である湿式多板クラッチ14を通じてトランスミッション20に伝達される。   In the engine 10, the crankshaft 13 is rotationally driven by thermal energy generated by the combustion of fuel in a plurality (four in this example) of cylinders 12 formed in the engine body 11. The rotational power of the crankshaft 13 is transmitted to the transmission 20 through a wet multi-plate clutch 14 that is a clutch mechanism connected to one end of the crankshaft 13.

トランスミッション20には、HEVの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ、変速用アクチュエーター21を用いて自動的に変速するAMTが用いられている。なお、トランスミッション20は、AMTに限るものではなく、例えばマニュアル式の変速機でも良い。   The transmission 20 uses an AMT that automatically shifts to a target shift speed determined based on the HEV operating state and preset map data using a shift actuator 21. The transmission 20 is not limited to the AMT, and may be a manual transmission, for example.

トランスミッション20で変速された回転動力は、プロペラシャフト22を通じてデファレンシャル23に伝達され、一対の駆動輪24にそれぞれ駆動力として分配される。   The rotational power changed by the transmission 20 is transmitted to the differential 23 through the propeller shaft 22 and distributed to each of the pair of drive wheels 24 as drive power.

ハイブリッドシステム30は、モータージェネレーター31と、そのモータージェネレーター31に順に電気的に接続するインバーター35、バッテリー32、DC/DCコンバーター33及び低電圧バッテリーである鉛バッテリー34とを有している。DC/DCコンバーター33は、バッテリー32と鉛バッテリー34との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、鉛バッテリー34は、各種の車両電装品36に電力を供給する。   The hybrid system 30 includes a motor generator 31, an inverter 35, a battery 32, a DC / DC converter 33, and a lead battery 34 that is a low-voltage battery that are electrically connected to the motor generator 31 in order. The DC / DC converter 33 has a function of controlling the charge / discharge direction and the output voltage between the battery 32 and the lead battery 34. The lead battery 34 supplies power to various vehicle electrical components 36.

このハイブリッドシステム30における種々のパラメータ、例えば、電流・電圧値、温度やSOC値などは、BMS39により検出される。   Various parameters in the hybrid system 30, such as current / voltage values, temperatures, and SOC values, are detected by the BMS 39.

一般に、バッテリー32及びDC/DCコンバーター33は、大型商用車では車体下面の側方や、小型商用車ではボンネットの内側等に収納されている。そして、走行中に発熱するバッテリー32を空冷するための電動ファン38が、バッテリー32に対向して設置されている。この電動ファン38は、BMS39により検出されたバッテリー32の温度によりオン/オフ及び回転数が制御される。   In general, the battery 32 and the DC / DC converter 33 are housed in the side of the lower surface of the vehicle body in a large commercial vehicle, or inside the bonnet in a small commercial vehicle. An electric fan 38 for air-cooling the battery 32 that generates heat during traveling is installed facing the battery 32. The electric fan 38 is controlled on / off and the number of rotations according to the temperature of the battery 32 detected by the BMS 39.

モータージェネレーター31は、回転軸37に取り付けられた第1プーリー15とエンジン本体11の出力軸であるクランクシャフト13の他端部に取り付けられた第2プーリー16との間に掛け回された無端状のベルト状部材17を介して、エンジン10との間で動力を伝達する。なお、2つのプーリー15、16及びベルト状部材17の代わりに、ギヤボックスなどを用いて動力を伝達することもできる。また、モータージェネレーター31に接続するエンジン本体11の出力軸は、クランクシャフト13に限るものではなく、例えばエンジン本体11とトランスミッション20との間の伝達軸やプロペラシャフト22であっても良い。   The motor generator 31 is an endless shape wound around a first pulley 15 attached to the rotating shaft 37 and a second pulley 16 attached to the other end of the crankshaft 13 which is an output shaft of the engine body 11. Power is transmitted to and from the engine 10 via the belt-shaped member 17. Note that power can be transmitted using a gear box or the like instead of the two pulleys 15 and 16 and the belt-like member 17. Further, the output shaft of the engine main body 11 connected to the motor generator 31 is not limited to the crankshaft 13, and may be a transmission shaft or the propeller shaft 22 between the engine main body 11 and the transmission 20, for example.

これらのエンジン10及びハイブリッドシステム30は、制御装置により制御される。具体的には、HEVの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム30はバッテリー32から電力を供給されたモータージェネレーター31により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター31による回生発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換してバッテリー35を充電する。   The engine 10 and the hybrid system 30 are controlled by a control device. Specifically, at the time of HEV start or acceleration, the hybrid system 30 assists at least a part of the driving force by the motor generator 31 supplied with power from the battery 32, while at the time of inertia traveling or braking, Regenerative power generation is performed by the motor generator 31, and surplus kinetic energy is converted into electric power to charge the battery 35.

このようなHEVにおいて、図2に示すように、DC/DCコンバーター33は、電動ファン38の排気側(下流側)に一直線上に配置されている。電動ファン38により吸引されてバッテリー32を冷却した空気Aは、電動ファン38を通過してからDC/DCコンバーター33周辺の熱を取り除くため、結果としてDC/DCコンバーター33を冷却する。   In such HEV, as shown in FIG. 2, the DC / DC converter 33 is arranged in a straight line on the exhaust side (downstream side) of the electric fan 38. The air A sucked by the electric fan 38 to cool the battery 32 removes heat around the DC / DC converter 33 after passing through the electric fan 38, and as a result, the DC / DC converter 33 is cooled.

また、図2の例のように、バッテリー32とDC/DCコンバーター33との間に電動ファン38を配置することで、DC/DCコンバーター33に流れる空気が、バッテリー32を冷却した空気Aに加えて、バッテリー32を冷却していない空気Bとなるので、DC/DCコンバーター33の冷却効率を向上させることができる。   Further, as shown in the example of FIG. 2, by arranging the electric fan 38 between the battery 32 and the DC / DC converter 33, the air flowing through the DC / DC converter 33 is added to the air A that has cooled the battery 32. Thus, since the air B is not cooled, the cooling efficiency of the DC / DC converter 33 can be improved.

なお、この図2の例では、バッテリー32は電動ファン38の吸気側(上流側)に位置しているが、図3の別の例に示すように、電動ファン38の排気側(下流側)に位置していても良い。   In the example of FIG. 2, the battery 32 is located on the intake side (upstream side) of the electric fan 38, but as shown in another example of FIG. 3, the exhaust side (downstream side) of the electric fan 38. May be located in

このように、DC/DCコンバーター33を、電動ファン38の排気側に配置するようにしたので、バッテリー32及びDC/DCコンバーター33をダクト等の専用の排気通路を用いることなく1台の電動ファン38により冷却することができるため、バッテリー32及びDC/DCコンバーター33の冷却性能を損なうことなく、車両の小型軽量化及び製造コストの低減を図ることができるのである。   As described above, since the DC / DC converter 33 is arranged on the exhaust side of the electric fan 38, the battery 32 and the DC / DC converter 33 are provided as one electric fan without using a dedicated exhaust passage such as a duct. Therefore, the vehicle can be reduced in size and weight and the manufacturing cost can be reduced without impairing the cooling performance of the battery 32 and the DC / DC converter 33.

なお、通常は、バッテリー32、DC/DCコンバーター33及び電動ファン38は、HEVの長手方向(走行方向)に沿って整列するが、これに限るものではなく、例えばHEVの幅方向(走行方向に垂直)に沿って整列していても良い。   Normally, the battery 32, the DC / DC converter 33, and the electric fan 38 are aligned along the longitudinal direction (traveling direction) of the HEV. However, the present invention is not limited to this. For example, the HEV width direction (in the traveling direction) It may be aligned along (vertical).

10 エンジン
30 ハイブリッドシステム
31 モータージェネレーター
32 バッテリー
33 DC/DCコンバーター
38 電動ファン
10 Engine 30 Hybrid system 31 Motor generator 32 Battery 33 DC / DC converter 38 Electric fan

Claims (3)

エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、前記モータージェネレーターに電気的に接続するバッテリー及びDC/DCコンバーターと、前記バッテリーを冷却する電動ファンと、を備えたハイブリッド車両において、
前記電動ファンの排気側に前記DC/DCコンバーターを配置したことを特徴とするハイブリッド車両。
A hybrid system comprising a hybrid system having a motor generator connected to an output shaft for transmitting engine power, a battery and a DC / DC converter electrically connected to the motor generator, and an electric fan for cooling the battery In the vehicle,
A hybrid vehicle, wherein the DC / DC converter is disposed on an exhaust side of the electric fan.
前記電動ファン、前記バッテリー及び前記DC/DCコンバーターが一直線上に配置されている請求項1に記載のハイブリッド車両。   The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the electric fan, the battery, and the DC / DC converter are arranged on a straight line. 前記バッテリーと前記DC/DCコンバーターとの間に、前記電動ファンが配置されている請求項2に記載のハイブリッド車両。   The hybrid vehicle according to claim 2, wherein the electric fan is disposed between the battery and the DC / DC converter.
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