JP2018170941A - Rotary electric machine unit and cooling system of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機ユニットおよび回転電機ユニットの冷却システムに関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine unit and a cooling system for the rotating electrical machine unit.
従来から、ステータコイルが巻回されたステータおよびステータの内周に非接触で配置されたロータを有する回転電機と、回転電機を収容したハウジングとを備える回転電機ユニットが知られている。このような回転電機ユニットとしては、例えば特許文献1に開示されたものが公知である。この文献に開示される回転電機ユニットは、回転電機を収容するハウジングに水路が形成され、回転電機のステータコアはホルダに圧入され、ハウジングとホルダとの間には油路が形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotating electrical machine unit is known that includes a stator around which a stator coil is wound, a rotating electrical machine having a rotor arranged in a non-contact manner on the inner periphery of the stator, and a housing that houses the rotating electrical machine. As such a rotating electrical machine unit, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. In the rotating electrical machine unit disclosed in this document, a water passage is formed in a housing that houses the rotating electrical machine, a stator core of the rotating electrical machine is press-fitted into a holder, and an oil passage is formed between the housing and the holder.
ところで、ステータコアが直接ハウジングに圧入されている場合、軸方向に油冷用のパイプ等を設置することができないので、ハウジングの水路を利用した水冷式とすることが一般的である。
しかし、上記水冷式では、ステータコアは直接冷却するものの、ステータコイルに対しては直接冷却を行わないので、油冷式と比べて冷却能力が低くなる。
By the way, when the stator core is directly press-fitted into the housing, it is not possible to install an oil cooling pipe or the like in the axial direction. Therefore, it is general to use a water cooling type using a water channel of the housing.
However, in the water-cooled type, the stator core is directly cooled, but the stator coil is not directly cooled, so that the cooling capacity is lower than that in the oil-cooled type.
そこで本発明は、第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行うことを可能として効果的にステータの冷却を行うことができる回転電機ユニットおよび回転電機ユニットの冷却システムを提供する。 Therefore, the present invention provides a rotating electrical machine unit and a cooling system for the rotating electrical machine unit that can cool the stator effectively by enabling the cooling by the second coolant in addition to the cooling by the first coolant.
上記課題の解決手段として、本発明は、ハウジングと、ステータおよびロータを有し、前記ハウジングに収容される回転電機と、前記ハウジングに形成された第一冷媒流路に第一冷媒を供給することにより、前記ステータを冷却する第一冷媒供給部と、前記第一冷媒流路を軸方向で跨ぐように伸長される第二冷媒流路を有し、前記第二冷媒流路に第二冷媒を供給するとともに、前記第二冷媒流路の両側から前記ステータのステータコイルに向けて前記第二冷媒を供給することにより、前記ステータを冷却する第二冷媒供給部と、を備えている回転電機ユニットを提供する。
この構成によれば、第一冷媒供給部によって、ハウジングの第一冷媒流路に第一冷媒(例えば冷却水)を供給することで、第一冷媒でステータを冷却(水冷)することができる。また、第一冷媒流路を跨いで軸方向に伸長される第二冷媒流路を通じて、ステータコイルに向けて第二冷媒(例えば冷却油)を供給することで、第二冷媒でステータを冷却(油冷)することができる。これにより、ステータの温度上昇に応じて、第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行うことが可能となり、効果的にステータの冷却を行うことができる。
本発明において、前記第二冷媒流路は、前記ハウジングの外周面に接して固定される外周流路形成部を備えている構成としてもよい。
この構成によれば、ステータコアをハウジングに圧入した後にハウジングに外周流路形成部を組み付けることが可能となり、熱的条件の制約を受けずに確実に第二冷媒流路を形成することができる。
また、本発明において、前記第二冷媒供給部は、前記ハウジングにおける前記ステータのステータコアより軸方向に突出したハウジング側面に接して固定され、前記ステータコイルに前記第二冷媒を滴下可能とする第二冷媒滴下部を備えている構成としてもよい。
この構成によれば、ステータコアをハウジングに圧入した後にハウジングに第二冷媒滴下部を組み付けることが可能となり、熱的条件の制約を受けずに確実に第二冷媒流路を形成することができる。また、ステータコアより軸方向に突出した位置に配置される第二冷媒滴下部から、ステータコイルのコイルエンドに第二冷媒を滴下することで、ステータを効果的に冷却することができる。
また、本発明において、前記第二冷媒供給部は、前記ハウジングにおける前記ステータのステータコアより軸方向に突出したハウジング側面に接して固定され、前記ステータコイルに前記第二冷媒を滴下可能とする第二冷媒滴下部を備えている構成としてもよい。
この構成によれば、ステータコアをハウジングに圧入した後にハウジングに第二冷媒滴下部を組み付けることが可能となり、熱的条件の制約を受けずに確実に第二冷媒流路を形成することができる。また、ステータコアより軸方向に突出した位置に配置される第二冷媒滴下部から、ステータコイルのコイルエンドに第二冷媒を滴下することで、ステータを効果的に冷却することができる。
また、本発明において、前記第二冷媒滴下部は、周方向に延びる周方向流路を備えている構成としてもよい。
この構成によれば、周方向に延びる周方向流路を通じて、周方向の広い範囲でステータコイルに第二冷媒を滴下することができる。
また、本発明において、前記第一冷媒供給部および第二冷媒供給部は、互いに独立した冷媒供給部を備えている構成としてもよい。
この構成によれば、第一冷媒を供給する第一冷媒供給部と第二冷媒を供給する第二冷媒供給部とが互いに独立しているため、回転電機の負荷状態に応じて両者を個別に駆動させることができる。
As a means for solving the above problems, the present invention includes a housing, a stator and a rotor, and supplies the first refrigerant to the rotating electrical machine accommodated in the housing and the first refrigerant flow path formed in the housing. The first refrigerant supply section that cools the stator and the second refrigerant flow path that extends so as to straddle the first refrigerant flow path in the axial direction, and the second refrigerant flow to the second refrigerant flow path A rotating electrical machine unit comprising: a second refrigerant supply unit that cools the stator by supplying the second refrigerant from both sides of the second refrigerant channel toward the stator coil of the stator. I will provide a.
According to this configuration, the first refrigerant (for example, cooling water) is supplied to the first refrigerant flow path of the housing by the first refrigerant supply unit, so that the stator can be cooled (water cooled) with the first refrigerant. In addition, the second refrigerant (for example, cooling oil) is supplied to the stator coil through the second refrigerant channel that extends in the axial direction across the first refrigerant channel, thereby cooling the stator with the second refrigerant ( Oil cooling). Thereby, according to the temperature rise of a stator, it becomes possible to cool by a 2nd refrigerant | coolant in addition to the cooling by a 1st refrigerant | coolant, and can cool a stator effectively.
In the present invention, the second refrigerant flow path may include an outer peripheral flow path forming portion fixed in contact with the outer peripheral surface of the housing.
According to this configuration, the outer peripheral flow path forming portion can be assembled to the housing after the stator core is press-fitted into the housing, and the second refrigerant flow path can be reliably formed without being restricted by thermal conditions.
In the present invention, the second refrigerant supply unit is fixed in contact with a side surface of the housing that protrudes in the axial direction from the stator core of the stator in the housing, and allows the second refrigerant to be dropped onto the stator coil. It is good also as a structure provided with the refrigerant | coolant dripping part.
According to this configuration, the second refrigerant dropping portion can be assembled to the housing after the stator core is press-fitted into the housing, and the second refrigerant flow path can be reliably formed without being restricted by thermal conditions. Moreover, a stator can be effectively cooled by dripping a 2nd refrigerant | coolant to the coil end of a stator coil from the 2nd refrigerant | coolant dripping part arrange | positioned in the position protruded in the axial direction from the stator core.
In the present invention, the second refrigerant supply unit is fixed in contact with a side surface of the housing that protrudes in the axial direction from the stator core of the stator in the housing, and allows the second refrigerant to be dropped onto the stator coil. It is good also as a structure provided with the refrigerant | coolant dripping part.
According to this configuration, the second refrigerant dropping portion can be assembled to the housing after the stator core is press-fitted into the housing, and the second refrigerant flow path can be reliably formed without being restricted by thermal conditions. Moreover, a stator can be effectively cooled by dripping a 2nd refrigerant | coolant to the coil end of a stator coil from the 2nd refrigerant | coolant dripping part arrange | positioned in the position protruded in the axial direction from the stator core.
In the present invention, the second refrigerant dropping section may include a circumferential flow path extending in the circumferential direction.
According to this configuration, the second refrigerant can be dropped onto the stator coil in a wide range in the circumferential direction through the circumferential flow path extending in the circumferential direction.
In the present invention, the first refrigerant supply unit and the second refrigerant supply unit may include independent refrigerant supply units.
According to this structure, since the 1st refrigerant | coolant supply part which supplies a 1st refrigerant | coolant, and the 2nd refrigerant | coolant supply part which supplies a 2nd refrigerant | coolant are mutually independent, according to the load state of a rotary electric machine, both are separately provided. It can be driven.
また、本発明は、上記何れかに記載の回転電機ユニットと、前記回転電機の負荷状態を検知する負荷状態検知手段と、前記第二冷媒供給部の冷媒流量を調節する第二冷媒供給調整手段と、前記負荷状態検知手段が検知した負荷状態に応じて前記第二冷媒供給調整手段を制御する制御装置と、を備えている回転電機ユニットの冷却システムを提供する。
この構成によれば、回転電機の負荷状態に応じて、第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行うことができる。
本発明において、前記制御装置は、前記第二冷媒供給調整手段のオン・オフ駆動の切り替えにより前記第二冷媒供給部の冷媒流量を調節するとともに、前記オン・オフ駆動の切り替えに用いる閾値にヒステリシスを有している構成としてもよい。
この構成によれば、回転電機の負荷状態に応じて第二冷媒供給調整手段のオン・オフ駆動を切り替える際(第二冷媒による冷却の可否の切り替える際)、オン・オフ駆動の切り替えのトリガーとなる閾値にヒステリシスを有することで、ヒステリシスの範囲内でのオン・オフの切り替えを防止し、閾値近傍で第二冷媒供給調整手段のオン・オフが頻繁に切り替わることを防止することができる。
また、本発明において、前記制御装置は、前記第二冷媒供給調整手段のオン・オフ駆動の切り替えにより前記第二冷媒供給部の冷媒流量を調節するとともに、前記オン・オフ駆動の切り替えを前記回転電機の運転モードの切り替えに応じて行う構成としてもよい。
この構成によれば、回転電機の運転モードに応じて第二冷媒による油冷の可否を切り替えるので、例えば低出力の運転モードでは第一冷媒による冷却のみを行い、高出力の運転モードでは第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行う等、回転電機の負荷状態に応じて効率よくステータの冷却を行うことができる。
In addition, the present invention provides any one of the above rotating electrical machine units, a load state detection unit that detects a load state of the rotating electrical machine, and a second refrigerant supply adjustment unit that adjusts the refrigerant flow rate of the second refrigerant supply unit. And a control device for controlling the second refrigerant supply adjusting means in accordance with the load state detected by the load state detecting means.
According to this configuration, cooling by the second refrigerant can be performed in addition to the cooling by the first refrigerant in accordance with the load state of the rotating electrical machine.
In the present invention, the control device adjusts the refrigerant flow rate of the second refrigerant supply unit by switching on / off driving of the second refrigerant supply adjusting means, and has a hysteresis in a threshold used for switching of the on / off driving. It is good also as a structure which has.
According to this configuration, when the on / off drive of the second refrigerant supply adjusting means is switched according to the load state of the rotating electrical machine (when switching on / off of cooling by the second refrigerant), the on / off drive switching trigger is By having hysteresis in the threshold value, it is possible to prevent on / off switching within the hysteresis range and to prevent frequent switching of the second refrigerant supply adjusting means in the vicinity of the threshold value.
Further, in the present invention, the control device adjusts the refrigerant flow rate of the second refrigerant supply unit by switching on / off driving of the second refrigerant supply adjusting means, and switches the on / off driving to the rotation. It is good also as a structure performed according to switching of the operation mode of an electric machine.
According to this configuration, whether or not oil cooling with the second refrigerant is switched according to the operation mode of the rotating electrical machine, for example, only cooling with the first refrigerant is performed in the low output operation mode, and the first cooling is performed in the high output operation mode. The stator can be efficiently cooled according to the load state of the rotating electrical machine, such as cooling with the second refrigerant in addition to cooling with the refrigerant.
本発明によれば、第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行うことを可能として効果的にステータの冷却を行うことができる回転電機ユニットおよび回転電機ユニットの冷却システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rotating electrical machine unit and a cooling system for the rotating electrical machine unit capable of effectively cooling a stator by enabling cooling by a second coolant in addition to cooling by a first coolant. Can do.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1、図2に示すように、回転電機ユニット1は、ロータ11およびステータ12を備える回転電機10と、回転電機10を収容するハウジング13と、を備えている。例えば、回転電機ユニット1は、車両の動力源として用いられる。以下、回転電機10の回転中心に沿う方向を軸方向、軸方向と直交する方向を径方向、回転方向に沿う方向を周方向という。符号CLは回転電機10の回転中心軸線を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electrical machine unit 1 includes a rotating
回転電機ユニット1は、ステータ12の主にステータコア12aを冷却する第一冷媒供給部14と、ステータ12の主にステータコイル24の軸方向端部(コイルエンド)を冷却する第二冷媒供給部15と、を備えている。
The rotating electrical machine unit 1 includes a first
第一冷媒供給部14は、ハウジング13に形成された第一冷媒流路29に第一冷媒として冷却水を供給することで、ハウジング13の内周面に接するステータコア12aを主に冷却する。
The first
第二冷媒供給部15は、第一冷媒流路29を軸方向で跨ぐように伸長される第二冷媒流路30を有している。第二冷媒供給部15は、第二冷媒流路30に第二冷媒として供給された冷却油を、第二冷媒流路30の軸方向の両側からステータ12のステータコイル24の軸方向端部(コイルエンド)に向けて供給することで、ステータコイル24を主に冷却する。
The second
第一冷媒供給部14および第二冷媒供給部15は、互いに独立した冷媒供給部を備えている。すなわち、第一冷媒供給部14はウォータポンプ34を備え、第二冷媒供給部15はオイルポンプ32を備えている。
The first
回転電機ユニット1の冷却システム2は、回転電機ユニット1と、「負荷状態検知手段」の一例としての回転数センサ16および温度センサ17と、「第二冷媒供給調整手段」の一例としてのオイルポンプ32および切り替え弁35と、負荷状態検知手段の検知情報に基づき第二冷媒供給調整手段を制御する制御装置20と、を備えている。
The
ロータ11は、複数の磁性板材が軸方向に積層された円筒状のヨーク21を有している。ヨーク21の径方向の中央部には貫通孔22が形成され、この貫通孔22に回転電機10の駆動軸であるシャフト23が固定されている。ヨーク21の外周部には、周方向で交互に逆極で着磁された不図示の永久磁石が配置されている。ロータ11には、回転位置検出用の不図示の磁気素子や光学式のエンコーダが配置されている。
The
ステータ12は、ロータ11の外側に非接触で配置されている。ステータ12は、複数の磁性板材が軸方向に積層された円筒状のステータコア12aを有している。ステータコア12aは、径方向内側に突出して周方向に並ぶ複数のティースにそれぞれ巻線を巻回してステータコイル24を形成している。ステータコア12aの外周面は、ハウジング13の内周面に圧入されて固定されている。ステータコイル24には、不図示のPDU(Power Drive Unit)に接続されている。
The
ハウジング13は、例えばアルミダイキャスト製であり、軸方向端部が閉塞された円筒状をなしている。ハウジング13は、円筒部25の両端部に有するエンドキャップ26の中央部に軸受27を組み付けている。軸受27には、シャフト23が回転可能に支持されている。
The
ハウジング13の円筒部25には、二重管状の流路形成部28が形成されている。流路形成部28の内側には、第一冷媒供給部14における周方向に沿う環状の第一冷媒流路29が形成されている。第一冷媒流路29には、第一冷媒を循環させるウォータポンプ34が、水路38を介して連通接続されている。流路形成部28および第一冷媒流路29は、ステータコア12aに熱的に接続されている。
A double tubular flow
ハウジング13の外周面13aには、外周流路形成部33が接し、ボルト締結等により固定されている。外周流路形成部33の内側には、第二冷媒流路30における軸方向に延びる軸方向流路33aが形成されている。
An outer peripheral flow
流路形成部28は、ステータコア12aよりも軸方向外側へ突出する突出部28aを有している。突出部28aの外側面28bには、ステータコイル24に第二冷媒を滴下可能とする第二冷媒滴下部31が接し、ボルト締結等により固定されている。第二冷媒滴下部31は、例えば合成樹脂製とされ、軸方向視で円弧状をなし、ボルト37によって流路形成部28の外側面28bに固定されている。
The flow
第二冷媒滴下部31には、第二冷媒流路30における周方向に延びる周方向流路31aが形成されている。周方向流路31aには、軸方向流路33aの軸方向端部が、径方向に延びる径方向流路33bを介して接続されている。周方向流路31aは、例えば複数の滴下孔31bを有し、この滴下孔31bからステータコイル24に第二冷媒を滴下可能である。
A
第二冷媒流路30には、第二冷媒を供給するオイルポンプ32が、油路36を介して連通接続されている。オイルポンプ32から第二冷媒流路30に供給された冷却油は、軸方向流路33aの両側から周方向流路31aに至り、滴下孔31bからステータコイル24に供給される。
An
第二冷媒流路30を形成する部位は、ハウジング13におけるステータコア12aから径方向および軸方向に離れて配置されている。第二冷媒流路30を形成する部位である外周流路形成部33および第二冷媒滴下部31は、ステータコア12aのハウジング13内側への圧入に関与しないので、ステータコア12aの圧入後にハウジング13に対する組み立てを行うことが可能である。
The part that forms the second
回転数センサ16は、例えばエンコーダ等の回転数検知器であって、シャフト23の回転数を検知する。この回転数情報は制御装置20に送られる。
温度センサ17は、例えばハウジング13の内部に配置されてロータ11およびステータ12の温度を検知する。この温度情報は制御装置20に送られる。
The
The
切り替え弁35は、油路36の途中に設けられ、オン・オフ駆動により油路36の断面積を切り替える。
切り替え弁35およびオイルポンプ32には、個々のドライバとしてバルブ駆動部18およびポンプ駆動部19がそれぞれ接続されている。
The switching
A
バルブ駆動部18は、油路36内を流通する第二冷媒の流量を、切り替え弁35のオン・オフ駆動により調整する。バルブ駆動部18は、制御装置20に電気的に接続されている。
ポンプ駆動部19は、オイルポンプ32を規定の吐出流量となるよう駆動する。ポンプ駆動部19は、制御装置20に電気的に接続されている。
The
The
制御装置20は、回転数センサ16より得た回転数情報、および温度センサ17より得た温度情報を基に演算処理等を行い、バルブ駆動部18およびポンプ駆動部19の少なくとも一方を制御する。制御装置20は、切り替え弁35およびオイルポンプ32の少なくとも一方を駆動させることで、第二冷媒の流量(ひいてはステータコイル24への供給量)を調節する。制御装置20には、回転電機10ひいては車両の運転モードの切り替えを行うモード切り替えスイッチ39が接続されている。
The control device 20 performs arithmetic processing based on the rotational speed information obtained from the
図3に示すように、回転電機10は、PDUから駆動電力が供給されることで、ロータ11が駆動を開始する(図中タイミングt1)。回転電機10が起動された後、ステータ温度が閾値th1を越えるタイミングt2になるまでは、ステータ12が第一冷媒のみによって冷却(水冷)される。
As shown in FIG. 3, the rotating
タイミングt2でステータ温度が閾値th1を越えると、制御装置20が切り替え弁35を駆動させて、第二冷媒の流量を増加させる。これにより、第一冷媒によってステータ12が冷却されることに加え、第二冷媒滴下部31から滴下された第二冷媒によってステータコイル24が冷却され、もってステータ12が第一冷媒および第二冷媒によって冷却(水冷+油冷)される。
When the stator temperature exceeds the threshold th1 at timing t2, the control device 20 drives the switching
その後、ステータ温度が下降を開始し、タイミングt3で閾値th2を下回ると、制御装置20が切り替え弁35の駆動を制御し、第二冷媒の流量を減少させる。これにより、第二冷媒によるステータ12の冷却を無くし、第一冷媒のみによってステータ12を冷却する状態に戻る。なお、制御装置20は、切り替え弁35およびオイルポンプ32の少なくとも一方の駆動を制御して、第二冷媒の流量を増減させる構成でもよい。
Thereafter, when the stator temperature starts to fall and falls below the threshold value th2 at timing t3, the control device 20 controls the drive of the switching
制御装置20は、切り替え弁35(またはオイルポンプ32)のオン・オフ駆動の切り替えにより第二冷媒の流量を増減させるとともに、前記オン・オフ駆動の切り替えを行う際の閾値にヒステリシスHYを有している。閾値はステータ温度の規定値であり、ステータ温度が閾値を越えると第二冷媒の流量を増加させ、ステータ温度が閾値を下回ると第二冷媒の流量を減少させる。この閾値にヒステリシスHYを有することで、ステータ温度が上昇して第二冷媒の流量を増加させる際には上限閾値th1を用い、ステータ温度が下降して第二冷媒の流量を減少させる際には下限閾値th2を用いることとなる。 The control device 20 increases or decreases the flow rate of the second refrigerant by switching the on / off drive of the switching valve 35 (or the oil pump 32), and has a hysteresis HY as a threshold when the on / off drive is switched. ing. The threshold value is a prescribed value of the stator temperature. When the stator temperature exceeds the threshold value, the flow rate of the second refrigerant is increased, and when the stator temperature falls below the threshold value, the flow rate of the second refrigerant is decreased. By having the hysteresis HY in this threshold, the upper limit threshold th1 is used when the stator temperature rises and the flow rate of the second refrigerant is increased, and when the stator temperature is lowered and the flow rate of the second refrigerant is reduced. The lower limit threshold th2 is used.
なお、図3では縦軸をステータ温度としているが、縦軸を回転電機10の回転数とし、この回転数に前記オン・オフ駆動の切り替えを行う際の閾値を設定しても、上記同様の作用を得ることが可能である。
In FIG. 3, the vertical axis is the stator temperature, but the vertical axis is the rotational speed of the rotating
次に、制御装置20で行う処理の一例について図4のフローチャートを参照して説明する。この制御フローは電源がON(メインスイッチがON)の場合に所定の制御周期で繰り返し実行される。 Next, an example of processing performed by the control device 20 will be described with reference to the flowchart of FIG. This control flow is repeatedly executed at a predetermined control cycle when the power is ON (main switch is ON).
図4に示すように、回転電機10が起動されると、まず、ステップS101においてステータ温度の監視を行う。次に、ステップS102においてステータ温度が閾値を越えるか否かを判定する。ステップS102でNO(ステータ温度が閾値以下)の場合、ステップS103でオイルポンプ32を停止させるか切り替え弁35を閉じるかして、冷却油の供給を停止する制御を行う。すなわち、ステータ12の油冷が不要のときは水冷のみとし、ステータ12を効率よく冷却することができる。
As shown in FIG. 4, when the rotating
一方、ステップS102でYES(ステータ温度が閾値を越える)の場合、ステップS104でオイルポンプ32を起動するとともに切り替え弁35を開き、冷却油を供給する制御を行う。すなわち、ステータ12を水冷+油冷で冷却可能とし、ステータ12を効果的に冷却することができる。なお、オイルポンプ32および切り替え弁35の一方のみの駆動制御で冷媒流量を調節することも可能である。
On the other hand, if YES in step S102 (the stator temperature exceeds the threshold value), in step S104, the
以上説明したように、本実施形態における回転電機ユニット1は、ハウジング13と、ステータ12およびロータ11を有し、前記ハウジング13に収容される回転電機10と、前記ハウジング13に形成された第一冷媒流路29に第一冷媒を供給することにより、前記ステータ12を冷却する第一冷媒供給部14と、前記第一冷媒流路29を軸方向で跨ぐように伸長される第二冷媒流路30を有し、前記第二冷媒流路30に第二冷媒を供給するとともに、前記第二冷媒流路30の両側から前記ステータ12のステータコイル24に向けて前記第二冷媒を供給することにより、前記ステータ12を冷却する第二冷媒供給部15と、を備えている。
As described above, the rotating electrical machine unit 1 in this embodiment includes the
この構成によれば、第一冷媒供給部14によって、ハウジング13の第一冷媒流路29に第一冷媒(例えば冷却水)を供給することで、第一冷媒でステータ12を冷却(水冷)することができる。また、第一冷媒流路29を跨いで軸方向に伸長される第二冷媒流路30を通じて、ステータコイル24に向けて第二冷媒(例えば冷却油)を供給することで、第二冷媒でステータ12を冷却(油冷)することができる。これにより、ステータ12の温度上昇に応じて、第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行うことが可能となり、効果的にステータ12の冷却を行うことができる。
According to this configuration, the first
本実施形態において、前記第二冷媒流路30は、前記ハウジング13の外周面13aに接して固定される外周流路形成部33を備えている。
この構成によれば、ステータコア12aをハウジング13に圧入した後にハウジング13に外周流路形成部33を組み付けることが可能となり、熱的条件の制約を受けずに確実に第二冷媒流路30を形成することができる。
In the present embodiment, the second
According to this configuration, the outer peripheral flow
本実施形態において、前記第二冷媒供給部15は、前記ハウジング13における前記ステータ12のステータコア12aより軸方向に突出したハウジング側面(外側面28b)に接して固定され、前記ステータコイル24に前記第二冷媒を滴下可能とする第二冷媒滴下部31を備えている。
この構成によれば、ステータコア12aをハウジング13に圧入した後にハウジング13に第二冷媒滴下部31を組み付けることが可能となり、熱的条件の制約を受けずに確実に第二冷媒流路30を形成することができる。また、ステータコア12aより軸方向に突出した位置に配置される第二冷媒滴下部31から、ステータコイル24のコイルエンドに第二冷媒を滴下することで、ステータ12を効果的に冷却することができる。
In the present embodiment, the second
According to this configuration, it is possible to assemble the second
本実施形態において、前記第二冷媒滴下部31は、周方向に延びる周方向流路31aを備えている。
この構成によれば、周方向に延びる周方向流路31aを通じて、周方向の広い範囲でステータコイル24に第二冷媒を滴下することができる。
In the present embodiment, the second
According to this configuration, the second refrigerant can be dropped onto the
本実施形態において、前記第一冷媒供給部14および第二冷媒供給部15は、互いに独立した冷媒供給部(ウォータポンプ34、オイルポンプ32)を備えている。
この構成によれば、第一冷媒を供給する第一冷媒供給部14と第二冷媒を供給する第二冷媒供給部15とが互いに独立しているため、回転電機10の負荷状態に応じて両者を個別に駆動させることができる。
In the present embodiment, the first
According to this configuration, the first
また、本実施形態における回転電機ユニット1の冷却システム2は、上記何れかに記載の回転電機ユニット1と、前記回転電機10の負荷状態を検知する負荷状態検知手段(温度センサ17、回転数センサ16)と、前記第二冷媒供給部15の冷媒流量を調節する第二冷媒供給調整手段(切り替え弁35、オイルポンプ32)と、前記負荷状態検知手段が検知した負荷状態に応じて前記第二冷媒供給調整手段を制御する制御装置20と、を備えている。
この構成によれば、回転電機10の負荷状態に応じて、第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行うことができる。
Further, the
According to this configuration, cooling by the second refrigerant can be performed in addition to the cooling by the first refrigerant according to the load state of the rotating
本実施形態において、前記制御装置20は、前記第二冷媒供給調整手段のオン・オフ駆動の切り替えにより前記第二冷媒供給部15の冷媒流量を調節するとともに、前記オン・オフ駆動の切り替えに用いる閾値にヒステリシスHYを有している。
この構成によれば、回転電機10の負荷状態に応じて第二冷媒供給調整手段のオン・オフ駆動を切り替える際(第二冷媒による冷却の可否の切り替える際)、オン・オフ駆動の切り替えのトリガーとなる閾値にヒステリシスHYを有することで、ヒステリシスHYの範囲内でのオン・オフの切り替えを防止し、閾値近傍で第二冷媒供給調整手段のオン・オフが頻繁に切り替わることを防止することができる。
In the present embodiment, the control device 20 adjusts the refrigerant flow rate of the second
According to this configuration, when switching the on / off drive of the second refrigerant supply adjusting means according to the load state of the rotating electrical machine 10 (when switching on / off of cooling by the second refrigerant), the on / off drive switching trigger By having hysteresis HY in the threshold value, it is possible to prevent on / off switching within the range of hysteresis HY and to prevent frequent switching of the second refrigerant supply adjusting means in the vicinity of the threshold value. it can.
ここで、制御装置20は、切り替え弁35(またはオイルポンプ32)のオン・オフ駆動の切り替えを、回転電機10の運転モードの切り替えに応じて行う構成であってもよい。
図5に示すように、運転モードが市街地モード等の比較的低出力の第一モードC1に切り替えられているとき、回転電機ユニット1の回転数は低く、駆動トルクも低い。このため、回転電機10の冷却は、第一冷媒による水冷のみとされる。
Here, the control device 20 may be configured to switch on / off driving of the switching valve 35 (or the oil pump 32) in accordance with switching of the operation mode of the rotating
As shown in FIG. 5, when the operation mode is switched to the first mode C <b> 1 with a relatively low output such as the urban area mode, the rotational speed of the rotating electrical machine unit 1 is low and the driving torque is also low. For this reason, the cooling of the rotating
運転モードがスポーツモード等の比較的高出力の第二モードC2に切り替えられているとき、回転電機10の回転数は高く、駆動トルクも高い。このため、回転電機10の冷却は、第一冷媒による水冷に加えて第二冷媒による油冷も追加されることとなる。
When the operation mode is switched to the relatively high output second mode C2 such as the sport mode, the rotational speed of the rotating
上記した例において、前記制御装置20は、前記第二冷媒供給調整手段のオン・オフ駆動の切り替えにより前記第二冷媒供給部15の冷媒流量を調節するとともに、前記オン・オフ駆動の切り替えを前記回転電機10の運転モードの切り替えに応じて行う。
この構成によれば、回転電機10の運転モードに応じて第二冷媒による冷却の可否を切り替えるので、例えば低出力の運転モードでは第一冷媒による冷却のみを行い、高出力の運転モードでは第一冷媒による冷却に加えて第二冷媒による冷却を行う等、回転電機10の負荷状態に応じて効率よくステータ12の冷却を行うことができる。
In the example described above, the control device 20 adjusts the refrigerant flow rate of the second
According to this configuration, since whether to cool with the second refrigerant is switched according to the operation mode of the rotating
なお、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、回転電機10の負荷を検知する手段としては、回転数センサ16および温度センサ17の他、ステータコイル24に供給する電力を検知する電力センサや回転電機10の駆動トルクを検知するトルクセンサ等を用いてもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, as a means for detecting the load of the rotating
And the structure in the said embodiment is an example of this invention, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
1 回転電機ユニット
2 回転電機ユニットの冷却システム
10 回転電機
11ロータ
12 ステータ
13 ハウジング
14 第一冷媒供給部
15 第二冷媒供給部
16 回転数センサ(負荷状態検知手段)
17 温度センサ(負荷状態検知手段)
18 バルブ駆動部(第二冷媒供給調整手段)
19 ポンプ駆動部(第二冷媒供給調整手段)
20 制御装置
29 第一冷媒流路
30 第二冷媒流路
31 第二冷媒滴下部
C1 第一モード
C2 第二モード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating
17 Temperature sensor (load state detection means)
18 Valve drive (second refrigerant supply adjustment means)
19 Pump drive (second refrigerant supply adjusting means)
20
Claims (8)
ステータおよびロータを有し、前記ハウジングに収容される回転電機と、
前記ハウジングに形成された第一冷媒流路に第一冷媒を供給することにより、前記ステータを冷却する第一冷媒供給部と、
前記第一冷媒流路を軸方向で跨ぐように伸長される第二冷媒流路を有し、前記第二冷媒流路に第二冷媒を供給するとともに、前記第二冷媒流路の両側から前記ステータのステータコイルに向けて前記第二冷媒を供給することにより、前記ステータを冷却する第二冷媒供給部と、を備えている回転電機ユニット。 A housing;
A rotating electrical machine having a stator and a rotor and housed in the housing;
A first refrigerant supply unit that cools the stator by supplying a first refrigerant to a first refrigerant flow path formed in the housing;
The second refrigerant flow path is extended so as to straddle the first refrigerant flow path in the axial direction, the second refrigerant is supplied to the second refrigerant flow path, and the second refrigerant flow path from both sides of the second refrigerant flow path A rotating electrical machine unit comprising: a second refrigerant supply unit that cools the stator by supplying the second refrigerant toward a stator coil of the stator.
前記回転電機の負荷状態を検知する負荷状態検知手段と、
前記第二冷媒供給部の冷媒流量を調節する第二冷媒供給調整手段と、
前記負荷状態検知手段が検知した負荷状態に応じて前記第二冷媒供給調整手段を制御する制御装置と、を備えている回転電機ユニットの冷却システム。 A rotating electrical machine unit according to any one of claims 1 to 5,
Load state detecting means for detecting a load state of the rotating electrical machine;
Second refrigerant supply adjusting means for adjusting the refrigerant flow rate of the second refrigerant supply unit;
And a control device for controlling the second refrigerant supply adjusting means according to the load state detected by the load state detecting means.
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