JP2018121429A - Electric automobile - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、四輪を独立に駆動可能な電気自動車に関し、走行駆動用の各モータまたはインバータを効率良く冷却することができる電気自動車に関する。 The present invention relates to an electric vehicle capable of independently driving four wheels, and relates to an electric vehicle capable of efficiently cooling each motor or inverter for driving.
四つの走行駆動用のモータを搭載した電気自動車において、前記四つのモータまたはこれらのモータをそれぞれ制御する4つのインバータを、一組のラジエータおよびポンプで冷却する場合、冷却対象の各個別冷却路を直列または並列に接続することが考えられる(特許文献1,2)。 In an electric vehicle equipped with four driving motors, when cooling the four motors or four inverters controlling these motors with a set of radiators and pumps, the individual cooling paths to be cooled are It is conceivable to connect in series or in parallel (Patent Documents 1 and 2).
四つのモータの個別冷却路を直列に接続した場合は、冷却流路の下流側程冷却水温が上昇しているため、冷却流路の下流側に配置したモータ程十分な冷却性能を得られない。したがって、下流側のモータは、上流側の他のモータと比べて早めに過熱保護による制限がかかるうえ、下流側のモータは、上流側の他のモータと比べて常に温度が高くなるため耐久性が悪くなる。
また、冷却流路を複数の流路に分岐して、四つのモータの個別冷却路を並列に接続した場合には、十分な流速が得られず、全てのモータに対し冷却性能が下がってしまい、過熱保護による制限がかかりやすくなるうえ、耐久性が悪くなる。
When the individual cooling paths of the four motors are connected in series, the cooling water temperature rises on the downstream side of the cooling flow path, so that sufficient cooling performance cannot be obtained on the motor arranged on the downstream side of the cooling flow path. . Therefore, the downstream motor is limited by overheating protection earlier than other upstream motors, and the downstream motor always has a higher temperature than other upstream motors. Becomes worse.
In addition, when the cooling flow path is divided into a plurality of flow paths and the individual cooling paths of the four motors are connected in parallel, a sufficient flow rate cannot be obtained and the cooling performance of all the motors is lowered. In addition to being easily restricted by overheat protection, durability is deteriorated.
この発明の目的は、四輪を独立に駆動可能な電気自動車において、走行駆動用の各モータまたは各インバータを効率良く冷却することができる電気自動車を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric vehicle capable of efficiently cooling each motor or each inverter for driving driving in an electric vehicle capable of independently driving four wheels.
この発明の電気自動車は、走行駆動用のモータと、前記モータを制御するインバータとを有するモータ装置が四輪の各輪に対応して設けられ、前記四輪を独立に駆動可能な電気自動車において、
前記四輪のうち左前輪および右後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる第1ポンプと、
前記第1ポンプにより循環される冷却液を冷却する第1ラジエータと、
前記四輪のうち右前輪および左後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる第2ポンプと、
前記第2ポンプにより循環される冷却液を冷却する第2ラジエータと、を備えている。
「前記モータ装置の個別冷却路」とは、「モータに形成された個別冷却路」、「インバータに形成された個別冷却路」、あるいはその両方である。
An electric vehicle according to the present invention is an electric vehicle in which a motor device having a motor for driving and an inverter for controlling the motor is provided corresponding to each of the four wheels, and the four wheels can be driven independently. ,
A first pump that circulates coolant through individual cooling paths of two motor devices corresponding to the left front wheel and the right rear wheel of the four wheels;
A first radiator for cooling the coolant circulated by the first pump;
A second pump for circulating coolant through the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the right front wheel and the left rear wheel among the four wheels;
A second radiator for cooling the coolant circulated by the second pump.
The “individual cooling path of the motor device” means “individual cooling path formed in the motor”, “individual cooling path formed in the inverter”, or both.
この構成によると、第1ポンプは、対角にある左前輪および右後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる。さらに第1ラジエータは前記第1ポンプにより循環される冷却液を冷却する。第2ポンプは、対角にある右前輪および左後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる。さらに第2ラジエータは前記第2ポンプにより循環される冷却液を冷却する。 According to this configuration, the first pump circulates the coolant through the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the left front wheel and the right rear wheel on the diagonal. Further, the first radiator cools the coolant circulated by the first pump. The second pump circulates coolant through the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the diagonally right front wheel and left rear wheel. Further, the second radiator cools the coolant circulated by the second pump.
前述のように、冷却系統を、第1ポンプおよび第1ラジエータで冷却する冷却系統と、第2ポンプおよび第2ラジエータで冷却する冷却系統との二系統に分けたため、一組のポンプおよびラジエータで、四つのモータの個別冷却路を直列または並列に接続する従来例よりも、冷却液の温度上昇を分散することができる。したがって、各冷却系統において、下流側に配置されるモータまたはインバータの温度上昇を抑制し、各モータおよび各インバータの耐久性を従来例よりも高めることができる。 As described above, since the cooling system is divided into two systems, that is, a cooling system that is cooled by the first pump and the first radiator, and a cooling system that is cooled by the second pump and the second radiator, a pair of pumps and radiators are used. The temperature rise of the coolant can be distributed more than the conventional example in which the individual cooling paths of the four motors are connected in series or in parallel. Therefore, in each cooling system, the temperature rise of the motor or inverter arrange | positioned downstream can be suppressed, and durability of each motor and each inverter can be improved rather than a prior art example.
また、車両の旋回性能を向上させるために、四輪のうち旋回内輪側の二輪のトルクを小さく、旋回外輪側の二輪のトルクを大きくする制御を行う場合がある。この制御を行う場合において、対角にある駆動輪に対応する個別冷却路を二系統の冷却系統でそれぞれ冷却することで、冷却液の温度上昇を分散して抑制することができるうえ、制御系を簡素化することができる。すなわち、対角につき一冷却系統とするため、一つの冷却系統には旋回外輪側のモータまたはインバータが一つしかないため、冷却液の温度上昇を分散して抑制し、指令トルクを容易に決定し得る。仮に、前記制御を行う場合において、一つの冷却系統に旋回外輪側のモータが二つある場合、旋回外輪側における下流側のモータは、旋回内輪側における下流側のモータよりも温度が高くなり、指令トルクを決定する制御系が複雑化する。 Further, in order to improve the turning performance of the vehicle, there are cases where control is performed to reduce the torque of the two wheels on the turning inner wheel side and increase the torque of the two wheels on the turning outer wheel side among the four wheels. When performing this control, the individual cooling paths corresponding to the diagonal drive wheels are cooled by the two cooling systems, respectively, so that the temperature rise of the coolant can be dispersed and suppressed. Can be simplified. In other words, since there is only one cooling system per diagonal, there is only one motor or inverter on the turning outer ring side in one cooling system, so the temperature rise of the coolant is distributed and suppressed, and the command torque is easily determined Can do. If the above control is performed and there are two motors on the turning outer ring side in one cooling system, the downstream motor on the turning outer ring side has a higher temperature than the downstream motor on the turning inner ring side, The control system for determining the command torque becomes complicated.
前記第1ポンプおよび第1ラジエータに接続される各個別冷却路が直列に接続される第1の循環経路と、前記第2ポンプおよび第2ラジエータに接続される各個別冷却路が直列に接続される第2の循環経路と、を備えても良い。この場合、各循環経路に個別冷却路が並列に接続されるよりも、冷却液の流速を高めることで、冷却性能の向上を図れる。 A first circulation path in which each individual cooling path connected to the first pump and the first radiator is connected in series, and each individual cooling path connected to the second pump and the second radiator are connected in series. And a second circulation path. In this case, it is possible to improve the cooling performance by increasing the flow rate of the coolant rather than connecting the individual cooling paths to each circulation path in parallel.
前記四輪のうち前後のいずれか一方の二輪が主駆動輪で且つ他方の二輪が副駆動輪であり、前記主駆動輪を駆動する二つの前記モータ装置に、前記第1の循環経路における、前記第1ポンプに対する上流側の個別冷却路と、前記第2の循環経路における、前記第2ポンプに対する上流側の個別冷却路とが設けられても良い。このように、主駆動輪を駆動するモータ装置を、各循環経路の上流側にすることで、常時使用する主駆動輪に対応するモータ等を副駆動輪に対応するモータ等よりも良く冷却することができる。これにより、副駆動輪よりも主駆動輪にトルクを大きく配分でき、電気自動車の加速性能を向上させることができる。 Any one of the four wheels before and after the four wheels is a main drive wheel and the other two wheels are sub drive wheels, and the two motor devices that drive the main drive wheel are connected to the first circulation path, An upstream individual cooling path with respect to the first pump and an upstream individual cooling path with respect to the second pump in the second circulation path may be provided. In this way, by setting the motor device that drives the main drive wheel upstream of each circulation path, the motor that corresponds to the main drive wheel that is always used is cooled better than the motor that corresponds to the sub drive wheel. be able to. Thereby, torque can be more largely distributed to the main drive wheels than the sub drive wheels, and the acceleration performance of the electric vehicle can be improved.
前記第1の循環経路における、前記第1ポンプに対する上流側に、前記左前輪および前記右後輪に対応するモータ装置の二つのインバータの個別冷却路が設けられ、前記第1の循環経路における、前記第1ポンプに対する下流側に、前記左前輪および前記右後輪に対応するモータ装置の二つのモータの個別冷却路が設けられ、
前記第2の循環経路における、前記第2ポンプに対する上流側に、前記右前輪および前記左後輪に対応するモータ装置の二つのインバータの個別冷却路が設けられ、前記第2の循環経路における、前記第2ポンプに対する下流側に、前記右前輪および前記左後輪に対応するモータ装置の二つのモータの個別冷却路が設けられても良い。
In the first circulation path, on the upstream side with respect to the first pump, individual cooling paths of two inverters of the motor device corresponding to the left front wheel and the right rear wheel are provided, and in the first circulation path, On the downstream side of the first pump, there are provided individual cooling paths for two motors of the motor device corresponding to the left front wheel and the right rear wheel,
In the second circulation path, on the upstream side with respect to the second pump, individual cooling paths of two inverters of the motor device corresponding to the right front wheel and the left rear wheel are provided, and in the second circulation path, An individual cooling path for two motors of the motor device corresponding to the right front wheel and the left rear wheel may be provided downstream of the second pump.
インバータのスイッチング素子は、モータのステータおよびロータの温度上昇と比べて、温度上昇の速度が非常に早い。このため、一時的にでもインバータの水温が許容温度を超えると、その状態でインバータに最大電流を流すことができなくなる。仮にその状態でインバータに最大電流を流した場合、スイッチング素子の許容温度を超えてしまいスイッチング素子が破損するので、通常は電流制限をかける。
この構成によると、各循環経路の上流側にインバータの個別冷却路が設けられ、下流側にモータの個別冷却路が設けられたため、モータよりも熱容量の比較的小さいインバータを優先的に冷却することができる。したがって、インバータのスイッチング素子の許容温度を超えることを未然に防止し得る。
The switching element of the inverter has a very high rate of temperature rise compared to the temperature rise of the stator and rotor of the motor. For this reason, even if the water temperature of the inverter exceeds the allowable temperature even temporarily, the maximum current cannot flow through the inverter in that state. If the maximum current is allowed to flow through the inverter in that state, the allowable temperature of the switching element will be exceeded and the switching element will be damaged.
According to this configuration, the individual cooling path of the inverter is provided on the upstream side of each circulation path, and the individual cooling path of the motor is provided on the downstream side, so that the inverter having a relatively smaller heat capacity than the motor is preferentially cooled. Can do. Therefore, it is possible to prevent the allowable temperature of the switching element of the inverter from being exceeded.
前記モータと、駆動輪を回転支持する車輪用軸受と、前記モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝達する減速機とでインホイールモータ駆動装置を構成しても良い。 The in-wheel motor drive device may be configured by the motor, a wheel bearing that rotatably supports the driving wheel, and a speed reducer that decelerates the rotation of the motor and transmits it to the wheel bearing.
この発明の電気自動車は、走行駆動用のモータと、前記モータを制御するインバータとを有するモータ装置が四輪の各輪に対応して設けられ、前記四輪を独立に駆動可能な電気自動車において、前記四輪のうち左前輪および右後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる第1ポンプと、前記第1ポンプにより循環される冷却液を冷却する第1ラジエータと、前記四輪のうち右前輪および左後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる第2ポンプと、前記第2ポンプにより循環される冷却液を冷却する第2ラジエータと、を備えたため、走行駆動用の各モータまたは各インバータを効率良く冷却することができる。 An electric vehicle according to the present invention is an electric vehicle in which a motor device having a motor for driving and an inverter for controlling the motor is provided corresponding to each of the four wheels, and the four wheels can be driven independently. A first pump that circulates the coolant in the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the left front wheel and the right rear wheel of the four wheels, and a first radiator that cools the coolant circulated by the first pump A second pump that circulates coolant in the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the right front wheel and the left rear wheel of the four wheels, and a second that cools the coolant circulated by the second pump. And the radiator, each motor or each inverter for driving driving can be efficiently cooled.
この発明の実施形態に係る電気自動車を図1ないし図5と共に説明する。
<電気自動車の概略構成について>
図1に示すように、この実施形態に係る電気自動車は、左後輪1Lおよび右後輪1Rがそれぞれ走行駆動用のモータ5により駆動され、左前輪2Lおよび右前輪2Rがそれぞれ走行駆動用のモータ5により駆動される四輪駆動の電気自動車である。左後輪1L、右後輪1R、左前輪2Lおよび右前輪2Rを、総称して駆動輪という場合がある。この例では、四輪のうち左後輪1Lおよび右後輪1Rが主駆動輪であり、左前輪2Lおよび右前輪2Rが副駆動輪である。各モータ5は独立に駆動可能である。このモータ5は、各駆動輪を回転支持する車輪用軸受6と、モータ5の回転を車輪用軸受6のハブ兼用の回転輪となる内方部材に減速して伝達する減速機7と共にインホイールモータ駆動装置4を構成する。
An electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
<About schematic configuration of electric vehicle>
As shown in FIG. 1, in the electric vehicle according to this embodiment, the left
<インホイールモータ駆動装置4について>
図2は、インホイールモータ駆動装置4の一例を示す断面図である。車輪用軸受6は、固定輪となる外方部材6aと、回転輪となる内方部材6bとの間に複列の転動体を介在させたものであり、内方部材6bに設けられた車輪取付用フランジ6baに、ホイール11とブレーキディスク12とが取付けられている。
<About in-
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the in-wheel
モータ5は、ハウジング13に固定したステータ5bと、ステータ5bに対向して回転するロータ5aとを有し、ロータ5aのロータ軸5aaが軸受14,14を介してハウジング13に回転自在に設置される。このモータ5は、例えば、ステータ5bに図示外のコイルが、ロータ5aに図示外の永久磁石がそれぞれ設けられた同期モータ等の交流モータである。減速機7は、モータ5のロータ軸5aaの回転を減速して車輪用軸受6の内方部材6bに伝える図示外のサイクロイド減速機またはその他のギヤ列等を有する。
The
<制御系について>
図1に示すように、各モータ5は、バッテリ8の電力により各インバータ装置9を介して回転駆動される。図3は、インバータ装置9のブロック図である。各インバータ装置9は、スイッチング素子から成る複数個のパワーデバイス9aaで構成されてバッテリ8の直流電力を三相の交流電力に変換するインバータ9aと、このインバータ9aを制御する駆動制御回路であるモータコントロール部9bとを有する。各モータ5と、このモータ5に対応するインバータ9aとを含むモータ装置Msが構成されている。前記スイッチング素子として、例えば、IGBTまたはMOSFET等が適用される。モータコントロール部9bは、上位制御手段となるECU(電子制御ユニット)10(図1)から与えられた各モータ5に対する駆動指令に応じてインバータ9aをPWM制御等によって出力制御する。
<About control system>
As shown in FIG. 1, each
図1に示すように、ECU10は、自動車全体の統括制御、協調制御を行う手段であって、マイクロコンピュータとその制御プログラム、および電子回路等で構成されている。このECU10に、各モータ5を制御するモータ制御手段31と、記憶手段35とが設けられている。モータ制御手段31は、アクセルペダル等のアクセル操作手段32の踏み込み量の信号であるアクセル入力に応答して指令トルクを演算する指令トルク演算部31aと、この指令トルクを各モータ5の各インバータ装置9に分配する指令トルク分配手段31bとを有する。
As shown in FIG. 1, the
指令トルク演算部31aは、より詳しくは、前記アクセル入力の他に、ブレーキペダル等のブレーキ操作手段33の減速入力をアクセル入力に加味して前記指令トルクを演算する。指令トルク分配手段31bは、指令トルク演算部31aで演算された指令トルクとステアリング34の操舵角入力等に応じて、各インバータ9aに分配する指令トルクを演算して出力する。トルク分配比率は計算式を用いて演算により求めても良いし、記憶手段35に設けたマップから算出しても良い。前記トルク分配比率またはトルク分配比率を求める計算式に必要なパラメータは、例えば、シミュレーションや実験等により定められ、記憶手段35に書換え可能に記憶されている。指令トルク分配手段31bは、計算式より算出またはマップに設定されたトルク分配比率に基づき各インバータ9aに分配する指令トルクを決定する。指令トルク分配手段31bから出力されたモータ別の指令トルクは、インバータ装置9に入力され、インバータ9aで各モータ5の駆動電流に変換される。
More specifically, the command
<冷却系統について>
図4は、この電気自動車の冷却系統の一例を示す図である。この例では、モータ装置Ms(図3)の個別冷却路15として、インバータ9a1,9a3,9a2,9a4に形成された各個別冷却路15が適用される。この電気自動車は、第1ポンプP1および第1ラジエータR1と、第2ポンプP2および第2ラジエータR2とを備える。図4の平面視で示す車輪の対角に対応する個別冷却路15,15を二系統の冷却系統でそれぞれ冷却する。具体的には、第1ポンプP1は、左前輪2Lおよび右後輪1Rをそれぞれ駆動する二つのモータ5,5に対応する二つのインバータ9a1,9a3の個別冷却路15に冷却液を循環させる。第1ラジエータR1は前記冷却液を冷却する。
<About the cooling system>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cooling system of the electric vehicle. In this example, the
第2ポンプP2は、右前輪2Rおよび左後輪1Lをそれぞれ駆動する二つのモータ5,5に対応する二つのインバータ9a2,9a4の個別冷却路15に冷却液を循環させる。第2ラジエータR2は前記冷却液を冷却する。第1,第2ラジエータR1,R2は、例えば、走行風に当たり易い車体の前部に左右に並べて設置される。第1,第2ポンプP1,P2としては、いわゆるウォーターポンプが適用される。
なお、各モータ5は空冷により冷却されるが、インバータ9a1〜4とは異なる冷却系統により水冷により冷却することも可能である。
The second pump P 2 circulates a cooling fluid to the two
Although the
第1ラジエータR1の下流に第1ポンプP1が直列に配管接続され、この第1ポンプP1の下流に、順次、右後輪1Rに対応するインバータ9a3の個別冷却路15、左前輪2Lに対応するインバータ9a1の個別冷却路15が直列に配管接続される。さらに下流側のインバータ9a1の個別冷却路15に第1ラジエータR1が配管接続されることで、第1の循環経路J1を構成する。第1の循環経路J1の上流に、主駆動輪の一つである右後輪1R用のインバータ9a3を配置し、第1の循環経路J1の下流に、副駆動輪の一つである左前輪2L用のインバータ9a1を配置している。
The first pump P 1 is connected by piping in series with the first downstream radiator R 1, downstream of the first pump P 1, sequentially,
第2ラジエータR2の下流に第2ポンプP2が直列に配管接続され、この第2ポンプP2の下流に、順次、左後輪1Lに対応するインバータ9a4の個別冷却路15、右前輪2Rに対応するインバータ9a2の個別冷却路15が直列に配管接続される。さらに下流側のインバータ9a2の個別冷却路15に第2ラジエータR2が配管接続されることで、第2の循環経路J2を構成する。第2の循環経路J2の上流に、主駆動輪の一つである左後輪1L用のインバータ9a4を配置し、第2の循環経路J2の下流に、副駆動輪の一つである右前輪2R用のインバータ9a2を配置している。
The second pump P 2 is connected by piping in series downstream of the second radiator R 2, downstream of the second pump P 2, sequentially,
図5は、各インバータ9aの個別冷却路15を示す断面図(図4のV−V線断面図)である。
冷却ユニット16上にインバータ9aが固定されている。この例のインバータ9aは、例えば、複数個の半導体素子が一個の矩形状のパッケージに収められたIGBTモジュール17とされている。冷却ユニット16に、冷却液が給排水される冷却液溜まり16aが設けられている。IGBTモジュール17の下面には、半導体素子から発せられる熱を放熱するための複数の放熱フィン17aが設けられている。これら放熱フィン17aが冷却ユニット16の冷却液溜まり16aに挿入された状態で、IGBTモジュール17が冷却ユニット16上に固定されている。冷却液溜まり16aは、複数の放熱フィン17aが設けられる箇所に対応してこれら放熱フィン17aに干渉しないように、IGBTモジュール17における下面で覆われる矩形孔形状に形成されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4) showing the
An
冷却ユニット16には、冷却液を冷却液溜まり16aに供給する給水路16bと、冷却液を冷却液溜まり16aから排水する排水路16cが設けられている。この例では、冷却ユニット16の一端部に、冷却液溜まり16aに連通する貫通孔から成る給水路16bが形成されている。この給水路16bの一端部に、配管接続用の雌ねじ部が設けられている。前記雌ねじ部に入口ホースジョイント18が螺合されている。入口ホースジョイント18に、給水用の配管19が接続されている。
The cooling
冷却ユニット16の他端部に、冷却液溜まり16aに連通する貫通孔から成る排水路16cが形成されている。この排水路16cの一端部に、配管接続用の雌ねじ部が設けられている。この雌めじ部に出口ホースジョイント20が螺合されている。出口ホースジョイント20に排水用の配管19が接続されている。したがって、ポンプP1,P2およびラジエータR1,R2により、各インバータ9aの冷却液溜まり16aにわたる循環経路J1,J2に冷却液を循環させ、冷却液を冷却し得る。
At the other end of the cooling
<作用効果>
以上説明した電気自動車によれば、冷却系統を、第1ポンプP1および第1ラジエータR1で冷却する冷却系統と、第2ポンプP2および第2ラジエータR2で冷却する冷却系統との二系統に分けたため、一組のポンプおよびラジエータで、四つの個別冷却路を直列または並列に接続する従来例よりも、冷却液の温度上昇を分散することができる。したがって、各冷却系統において、下流側に配置されるインバータ9a1,9a2の温度上昇を抑制し、各インバータ9a1〜4の耐久性を従来例よりも高めることができる。
<Effect>
According to the electric vehicle described above, second cooling system, a cooling system for cooling the first pump P 1 and the first radiator R 1, a second pump P 2 and a second cooling system that cools the radiator R 2 Since the system is divided, the temperature rise of the coolant can be dispersed with a pair of pumps and radiators, compared to the conventional example in which four individual cooling paths are connected in series or in parallel. Accordingly, in the cooling system, to suppress the temperature rise of the
また、車両の旋回性能を向上させるために、四輪のうち旋回内輪側の二輪のトルクを小さく、旋回外輪側の二輪のトルクを大きくする制御を行う場合がある。具体的に、指令トルク分配手段31b(図1)は、ステアリング34(図1)の操舵角を入力した車両の旋回時において、旋回内輪側の前後車輪の合計トルクよりも、旋回外輪側の前後車輪の合計トルクが大きくなるように各インバータ9a1〜4に分配する指令トルクを決定する。
Further, in order to improve the turning performance of the vehicle, there are cases where control is performed to reduce the torque of the two wheels on the turning inner wheel side and increase the torque of the two wheels on the turning outer wheel side among the four wheels. Specifically, the command torque distribution means 31b (FIG. 1) is configured so that the front and rear of the turning outer wheel side is larger than the total torque of the front and rear wheels on the turning inner wheel side during turning of the vehicle to which the steering angle of the steering 34 (FIG. 1) is input. the total torque of the wheel determines the command torque to be distributed to each
この車両旋回時の制御を行う場合において、駆動輪の対角に対応する個別冷却路15を二系統の冷却系統でそれぞれ冷却することで、冷却液の温度上昇を分散して抑制することができるうえ、制御系を簡素化することができる。一つの冷却系統には旋回外輪側のモータ5に対応するインバータが一つしかないため、冷却液の温度上昇を分散して抑制し、指令トルクを容易に決定し得る。
In the case of performing the control at the time of turning the vehicle, the temperature increase of the coolant can be dispersed and suppressed by cooling the
第1,第2の循環経路J1,J2に各個別冷却路15がそれぞれ直列に接続されたため、各循環経路に個別冷却路が並列に接続されるよりも、冷却液の流速を高めることで、冷却性能の向上を図れる。
主駆動輪に対応するインバータ9a3,9a4、各循環経路J1,J2の上流側にすることで、常時使用する主駆動輪に対応するインバータ9a3,9a4を副駆動輪に対応するインバータ9a1,9a2よりも良く冷却することができる。これにより、副駆動輪よりも主駆動輪にトルクを大きく配分でき、電気自動車の加速性能を向上させることができる。
Since the
By making the
<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the matters described in advance in the respective embodiments, and overlapping descriptions are omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance unless otherwise specified. The same effect is obtained from the same configuration. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
図6に示す冷却系統にしても良い。この例では、モータ装置Ms(図3)の個別冷却路15として、モータ51〜4に形成された各個別冷却路15が適用される。同図6では、四輪を独立に駆動する四つのモータ51〜4が車体に設置されるいわゆるモータオンボード形式とされている。第1ポンプP1および第1ラジエータR1は、左前輪2Lおよび右後輪1Rをそれぞれ駆動する二つのモータ51,53の個別冷却路15に冷却液を循環させ且つこの冷却液を冷却する。第2ポンプP2および第2ラジエータR2は、右前輪2Rおよび左後輪1Lをそれぞれ駆動する二つのモータ52,54の個別冷却路15に冷却液を循環させ且つこの冷却液を冷却する。
The cooling system shown in FIG. 6 may be used. In this example, the
各モータ51〜4の個別冷却路15は、例えば、モータハウジング内における、ステータが配置される軸方向付近に螺旋状に設けられる冷却水路から成る。また四輪のうち左後輪1Lおよび右後輪1Rが主駆動輪であり、左前輪2Lおよび右前輪2Rが副駆動輪である。この図6の実施形態においても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
The
図7に示す冷却系統にしても良い。この例のモータ装置Ms(図3)の個別冷却路15として、各モータの各個別冷却路15および各インバータの各個別冷却路15の両方が適用される。後述する図8についても同じである。同図7では、モータオンボード形式において、主駆動輪を左後輪1Lおよび右後輪1Rとし、後述する図8の冷却系統よりも冷却性を優先している。図7に示すように、第1の循環経路J1では、第1ポンプP1の下流に、順次、右後輪1Rに対応するインバータ9a3の個別冷却路15、左前輪2Lに対応するインバータ9a1の個別冷却路15、右後輪1Rに対応するモータ53の個別冷却路15、左前輪2Lに対応するモータ51の個別冷却路15が配管接続される。さらに最下流の左前輪2Lに対応するモータ51の個別冷却路15に第1ラジエータR1が配管接続される。
The cooling system shown in FIG. 7 may be used. As the
第2の循環経路J2では、第2ポンプP2の下流に、順次、左後輪1Lに対応するインバータ9a4の個別冷却路15、右前輪2Rに対応するインバータ9a2の個別冷却路15、左後輪1Lに対応するモータ54の個別冷却路15、右前輪2Rに対応するモータ52の個別冷却路15が配管接続される。さらに最下流の右前輪2Rに対応するモータ52の個別冷却路15に第2ラジエータR2が配管接続される。各モータ51〜4の個別冷却路15は、例えば、モータハウジング内における、ステータが配置される軸方向付近に螺旋状に設けられる冷却水路から成る。図8の各モータ51〜4の個別冷却路15についても同じである。
In the second circulation path J 2, a second downstream of the pump P 2, sequentially,
インバータのスイッチング素子は、モータのステータおよびロータの温度上昇と比べて、温度上昇の速度が非常に早い。このため、一時的にでもインバータの水温が許容温度を超えると、その状態でインバータに最大電流を流すことができなくなる。インバータの水温が許容温度を超えた状態で、インバータに最大電流を流した場合、スイッチング素子の許容温度を超えてしまいスイッチング素子が破損してしまうため、通常はインバータの水温が許容温度を超えた場合には、電流制限をかける。
この図7の構成によると、各循環経路J1,J2の上流側にインバータ9a3,9a1、9a4,9a2の個別冷却路15が設けられ、下流側にモータ53,51、54,52の個別冷却路15が設けられたため、モータ51〜4よりも熱容量の比較的小さいインバータ9a1〜4を優先的に冷却することができる。したがって、インバータ9a1〜4のスイッチング素子の許容温度を超えることを未然に防止し得る。
The switching element of the inverter has a very high rate of temperature rise compared to the temperature rise of the stator and rotor of the motor. For this reason, even if the water temperature of the inverter exceeds the allowable temperature even temporarily, the maximum current cannot flow through the inverter in that state. If the maximum current flows through the inverter when the inverter water temperature exceeds the allowable temperature, the switching element will be exceeded and the switching element will be damaged, so the inverter water temperature normally exceeds the allowable temperature. If so, apply current limit.
According to the configuration of FIG. 7, the
図8では、モータオンボード形式において、主駆動輪を左後輪1Lおよび右後輪1Rとし、且つ、図7の冷却系統よりも配線等を優先している。図8に示すように、第1の循環経路J1では、第1ポンプP1の下流に、順次、左前輪2Lに対応するインバータ9a1の個別冷却路15、右後輪1Rに対応するインバータ9a3の個別冷却路15、右後輪1Rに対応するモータ53の個別冷却路15、左前輪2Lに対応するモータ51の個別冷却路15が配管接続される。さらに最下流の左前輪2Lに対応するモータ51の個別冷却路15に第1ラジエータR1が配管接続される。
In FIG. 8, in the motor-on-board format, the main drive wheels are the left
第2の循環経路J2では、第2ポンプP2の下流に、順次、右前輪2Rに対応するインバータ9a2の個別冷却路15、左後輪1Lに対応するインバータ9a4の個別冷却路15、左後輪1Lに対応するモータ54の個別冷却路15、右前輪2Rに対応するモータ52の個別冷却路15が配管接続される。さらに最下流の右前輪2Rに対応するモータ52の個別冷却路15に第2ラジエータR2が配管接続される。
この図8の構成によると、各駆動輪に対応するインバータ9a1〜4およびモータ51〜4を近接して配置することができる。これにより、各駆動輪に対応するインバータ9a1〜4、モータ51〜4間の電力線を短縮することができ、その分コスト低減およびノイズ放射の低減を図ることができる。
In the second circulation path J 2, a second downstream of the pump P 2, sequentially, in the right of the
According to the configuration of FIG. 8, it may be positioned proximate the
インホイールモータ駆動装置においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、平行2軸減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。 In an in-wheel motor drive device, a cycloid reducer, a planetary reducer, a parallel two-axis reducer, and other reducers can be applied, and even a so-called direct motor type that does not employ a reducer. Good.
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1L…左後輪
1R…右後輪
2L…左前輪
2R…右前輪
4…インホイールモータ駆動装置
5,51〜4…モータ
6…車輪用軸受
7…減速機
9a,9a1〜4…インバータ
15…個別冷却路
Ms…モータ装置
P1,P2…第1,第2ポンプ
R1,R2…第1,第2ラジエータ
J1,J2…第1,第2の循環経路
1L ... Left
Claims (5)
前記四輪のうち左前輪および右後輪に対応する二つの前記モータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる第1ポンプと、
前記第1ポンプにより循環される冷却液を冷却する第1ラジエータと、
前記四輪のうち右前輪および左後輪に対応する二つのモータ装置の個別冷却路に冷却液を循環させる第2ポンプと、
前記第2ポンプにより循環される冷却液を冷却する第2ラジエータと、を備えた電気自動車。 A motor device having a motor for driving and an inverter for controlling the motor is provided corresponding to each of the four wheels, and in the electric vehicle capable of independently driving the four wheels,
A first pump that circulates coolant in the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the left front wheel and the right rear wheel among the four wheels;
A first radiator for cooling the coolant circulated by the first pump;
A second pump for circulating coolant through the individual cooling paths of the two motor devices corresponding to the right front wheel and the left rear wheel among the four wheels;
An electric vehicle comprising: a second radiator that cools the coolant circulated by the second pump.
前記第1の循環経路における、前記第1ポンプに対する上流側に、前記左前輪および前記右後輪に対応するモータ装置の二つのインバータの個別冷却路が設けられ、
前記第1の循環経路における、前記第1ポンプに対する下流側に、前記左前輪および前記右後輪に対応するモータ装置の二つのモータの個別冷却路が設けられ、
前記第2の循環経路における、前記第2ポンプに対する上流側に、前記右前輪および前記左後輪に対応するモータ装置の二つのインバータの個別冷却路が設けられ、
前記第2の循環経路における、前記第2ポンプに対する下流側に、前記右前輪および前記左後輪に対応するモータ装置の二つのモータの個別冷却路が設けられた電気自動車。 The electric vehicle according to claim 2 or claim 3,
In the first circulation path, on the upstream side with respect to the first pump, there are provided individual cooling paths for two inverters of the motor device corresponding to the left front wheel and the right rear wheel,
In the first circulation path, on the downstream side of the first pump, two motor individual cooling paths of the motor device corresponding to the left front wheel and the right rear wheel are provided,
In the second circulation path, on the upstream side of the second pump, there are provided individual cooling paths for two inverters of the motor device corresponding to the right front wheel and the left rear wheel,
An electric vehicle in which two motor individual cooling paths of a motor device corresponding to the right front wheel and the left rear wheel are provided on the downstream side of the second circulation path with respect to the second pump.
5. The electric vehicle according to claim 1, wherein the motor, a wheel bearing that rotatably supports the drive wheel, and a deceleration that decelerates the rotation of the motor and transmits the reduced speed to the wheel bearing. 6. Electric vehicle that forms an in-wheel motor drive device with the machine.
Priority Applications (1)
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JP2017010892A JP2018121429A (en) | 2017-01-25 | 2017-01-25 | Electric automobile |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109849635A (en) * | 2018-12-27 | 2019-06-07 | 清华大学苏州汽车研究院(吴江) | A kind of cooling system and electric car of hub motor for electric automobile |
WO2022131007A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 株式会社デンソー | Cooling system |
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- 2017-01-25 JP JP2017010892A patent/JP2018121429A/en active Pending
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CN109849635A (en) * | 2018-12-27 | 2019-06-07 | 清华大学苏州汽车研究院(吴江) | A kind of cooling system and electric car of hub motor for electric automobile |
WO2022131007A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 株式会社デンソー | Cooling system |
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