JP2019024042A - Vehicle driver - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車輌駆動装置に関する。 The present disclosure relates to a vehicle drive device.
近年、マイクロEVや電動コミュータ等の小型の電気自動車の普及に伴って、車載機器の小型化及び軽量化の要請が高まっている。 In recent years, with the spread of small electric vehicles such as micro EVs and electric commuters, there is an increasing demand for downsizing and weight reduction of in-vehicle devices.
かかる要請から、駆動モータや電力モジュール(インバータ装置、充電装置又は蓄電装置等を表す。以下同じ)を一体的に配設する構造や、冷却水設備を用いない空冷式の放熱構造が種々検討されている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。 From such a request, various structures including a drive motor and a power module (representing an inverter device, a charging device, a power storage device, etc .; the same applies hereinafter) and an air-cooling heat radiation structure that does not use a cooling water facility have been studied. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかしながら、駆動モータや電力モジュールは、発熱体であるため、これらを一体的に配設する構造を適用する場合、隣接する機器間における熱伝達の問題が発生するおそれがある。 However, since the drive motor and the power module are heating elements, when applying a structure in which these are integrated, there is a possibility that a problem of heat transfer between adjacent devices may occur.
特に、空冷式の放熱構造においては、駆動モータが高温になりやすいため、当該駆動モータからの熱伝達が、隣接する電力モジュールの電気部品に対して悪影響(例えば、高温化によるスイッチング素子の特性変化又は破損等)を及ぼすおそれがある。 In particular, in an air-cooled heat dissipation structure, the drive motor is likely to become hot, so heat transfer from the drive motor has an adverse effect on the electrical components of the adjacent power module (for example, changes in the characteristics of switching elements due to higher temperatures). Or damage).
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、より好適な空冷式の放熱構造を実現し得る車輌駆動装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-described problems, and an object of the present disclosure is to provide a vehicle drive device that can realize a more preferable air-cooling heat dissipation structure.
前述した課題を解決する主たる本開示は、
第1の収納空間を形成する互いに異なる方向を向く第1及び第2の壁部を有し、第1の電気部品を収納する第1の筐体と、
モータ部を収納し、第2の収納空間を形成する第3の壁部が前記第1の筐体の前記第2の壁部と対向するように配設された第2の筐体と、
前記第1の筐体の前記第1の壁部の外側壁面に沿って形成された第1の冷媒通路の出口側に対して、前記第1の筐体の前記第2の壁部と前記第2の筐体の前記第3の壁部との間に形成された第2の冷媒通路の入口側を連結するダクトと、
を備える、車輌駆動装置である。
The main present disclosure for solving the above-described problems is as follows.
A first housing having first and second wall portions facing in different directions forming a first storage space, and storing the first electrical component;
A second housing that houses the motor portion and that is arranged so that a third wall portion that forms a second housing space faces the second wall portion of the first housing;
With respect to the outlet side of the first refrigerant passage formed along the outer wall surface of the first wall of the first casing, the second wall of the first casing and the first wall A duct connecting the inlet side of the second refrigerant passage formed between the third wall of the two housings;
A vehicle drive device comprising:
本開示に係る車輌駆動装置によれば、隣接する機器間における熱伝達の問題を抑制し得るより好適な空冷式の放熱構造を実現することができる。 According to the vehicle drive device according to the present disclosure, it is possible to realize a more preferable air-cooled heat dissipation structure that can suppress the problem of heat transfer between adjacent devices.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the appended drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(第1の実施形態)
[車輌駆動装置の構成]
以下、図1〜図3を参照して、本実施形態に係る車輌駆動装置Aの構成の一例について説明する。本実施形態に係る車輌駆動装置Aは、例えば、電気自動車又はハイブリッド車輌等に搭載される。
(First embodiment)
[Configuration of vehicle drive device]
Hereinafter, an example of the configuration of the vehicle drive device A according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The vehicle drive device A according to the present embodiment is mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.
図1は、車輌駆動装置Aの全体構成を示す斜視図である。図2は、車輌駆動装置Aの全体構成を示す横断面図である。図3は、インバータ装置20が有する放熱フィン21afを上面から見た平面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the vehicle drive device A. FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the vehicle drive device A. FIG. 3 is a plan view of the heat dissipating fins 21af of the
尚、各図には、各構成の位置関係を明確にするため、共通の直交座標系(X、Y、Z)を示している。以下では、Z軸のプラス方向が上方向を示すものとして説明する。各図には、空気冷媒の通流する方向を矢印Airで示している。なお、本実施形態において、空気冷媒とは、車両駆動装置の冷却のために用いられる空気を示す。 Each drawing shows a common orthogonal coordinate system (X, Y, Z) in order to clarify the positional relationship of each component. In the following description, it is assumed that the positive direction of the Z axis indicates the upward direction. In each figure, the direction in which the air refrigerant flows is indicated by an arrow Air. In the present embodiment, the air refrigerant indicates air used for cooling the vehicle drive device.
本実施形態に係る車輌駆動装置Aは、駆動モータ10、インバータ装置20、充電装置30、ファン40、ダクト50、第1の冷媒通路F1、及び第2の冷媒通路F2を備えている。
The vehicle drive device A according to the present embodiment includes a
車輌駆動装置Aは、駆動モータ10、インバータ装置20及び充電装置30が一体的に配設された構造を有している。具体的には、図1、図2に示すように、下方側から順に、駆動モータ10、インバータ装置20及び充電装置30が配設されている。そして、駆動モータ10とインバータ装置20の間には、第2の冷媒通路F2が形成され、インバータ装置20と充電装置30の間には、第1の冷媒通路F1が形成されている。
The vehicle drive device A has a structure in which a
駆動モータ10は、例えば、モータ部12、及び当該モータ部12を収納する筐体11を含んで構成される。
The
モータ部12は、例えば、永久磁石式同期モータ又はかご形誘導モータを構成する固定子及び回転子であって、インバータ装置20から供給される三相交流電力によって、車輌走行時の駆動力を生成する。モータ部12の出力軸13は、筐体11に設けられたベアリング(図示せず)を介して、当該筐体11の外部に配設された変速機(図示せず)等に駆動力を伝達する。
The
筐体11(本発明の「第2の筐体」に相当する)は、略密閉状態でモータ部12を収納している。そして、筐体11は、モータ部12で発生する熱を、当該筐体11内から筐体11外周面を介して放出する。例えば、モータ部12で発生する熱を、当該筐体11内から上方側壁部11a(本発明の「第3の壁部」に相当する)を介して第2の冷媒通路F2に放出する。尚、筐体11の形状は、本発明では特に限定されないが、例えば、複数の壁部によって収納空間(本発明の「第2の収納空間」に相当する)を形成すると共に、当該複数の壁部によって直方体形状の外形を呈する。
The casing 11 (corresponding to the “second casing” of the present invention) houses the
尚、筐体11(上方側壁部11aを含む)は、より好適には、良好な熱伝達特性を有する素材(例えば、アルミ材)によって形成される。又、筐体11の上方側壁部11aには、より好適には、第2の冷媒通路F2に突出する放熱フィンを配設する。当該構成によって、筐体11内から第2の冷媒通路F2への放熱を促進することができる。
The housing 11 (including the upper
インバータ装置20は、例えば、電気部品22、及び当該電気部品22を収納する筐体21を含んで構成される。
The
電気部品22(本発明の「第1の電気部品」に相当する)は、例えば、スイッチング素子及びリアクトル等のインバータ回路を構成する電気部品である。電気部品22は、車載バッテリ(図示せず)から受電した直流電力を三相交流電力に変換して、駆動モータ10に電力供給する。尚、電気部品22から駆動モータ10への電力供給は、例えば、筐体21と筐体11の間を接続する接続部Lに内蔵された電力ラインを介して行われる。
The electrical component 22 (corresponding to the “first electrical component” of the present invention) is an electrical component that constitutes an inverter circuit such as a switching element and a reactor, for example. The
筐体21(本発明の「第1の筐体」に相当する)は、収納する電気部品22を周囲の水分等から保護するため、略密閉状態で電気部品22を収納している。筐体21の形状は、本発明では特に限定されないが、例えば、複数の壁部によって収納空間(本発明の「第1の収納空間」に相当する)を形成すると共に、当該複数の壁部によって直方体形状の外形を呈する。
The casing 21 (corresponding to the “first casing” of the present invention) stores the
筐体21は、上方側壁部21a(本発明の「第1の壁部」に相当する)に隣接して、電気部品22を配し、当該電気部品22の発生する熱を、当該筐体21内から上方側壁部21aを介して第1の冷媒通路F1に放出する。尚、筐体21の上方側壁部21aは、筐体21内から第1の冷媒通路F1への放熱を促進する観点から、熱伝達率が高い素材(例えば、アルミ材)によって形成されている。
The
筐体21の上方側壁部21aの外面には、第1の冷媒通路F1に突出するように放熱フィン21afが配設されている(図3を参照)。放熱フィン21afは、第1の冷媒通路F1を通流する空気冷媒と熱交換し、これによって、電気部品22から第1の冷媒通路F1への放熱を促進する。放熱フィン21afの形状は、本発明では特に限定されないが、典型的には、放熱フィン21af全体での放熱量が最大化するように、複数の板状の突起状体であって、第1の冷媒通路F1の空気冷媒が通流する方向(図3中の矢印Air)に沿って延在する形状とする。
Radiating fins 21af are disposed on the outer surface of the upper
一方、筐体21の下方側壁部21b(本発明の「第2の壁部」に相当する)には、放熱フィンが配設されておらず、上方側壁部21aと比較して、外部(ここでは、第2の冷媒通路F2)との熱交換が行われにくい構成となっている。つまり、筐体21は、下方側壁部21bからの放熱を避け、上方側壁部21aから放熱を行う放熱構造を有している。このような放熱構造としているのは、第2の冷媒通路F2の空気が、駆動モータ10から発生する熱によって、高温化しやすいためである。
On the other hand, the lower
充電装置30は、例えば、電気部品32、及び当該電気部品32を収納する筐体31を含んで構成される。
The charging
電気部品32(本発明の「第2の電気部品」に相当する)は、例えば、スイッチング素子やコンデンサ等の充電回路(例えば、AC/DC変換回路、及びDC/DC変換回路)を構成する電気部品である。電気部品32は、外部電源(図示せず)から供給される電力を電力変換して、車載バッテリ(図示せず)に対して電力供給する。
The electrical component 32 (corresponding to the “second electrical component” of the present invention) is, for example, an electricity constituting a charging circuit (for example, an AC / DC conversion circuit and a DC / DC conversion circuit) such as a switching element and a capacitor. It is a part. The
筐体31(本発明の「第3の筐体」に相当する)は、収納する電気部品32を周囲の水分等から保護するため、略密閉状態で電気部品32を収納している。尚、筐体31の形状は、本発明では特に限定されないが、例えば、複数の壁部によって収納空間(本発明の「第2の収納空間」に相当する)を形成すると共に、当該複数の壁部によって直方体形状の外形を呈する。
The casing 31 (corresponding to the “third casing” of the present invention) stores the
筐体31は、下方側壁部31a(本発明の「第4の壁部」に相当する)に隣接して、電気部品32を配する。そして、筐体31は、充電を行う際に電気部品32(例えば、スイッチング素子やリアクトル等)の発生する熱を、当該筐体31内から下方側壁部31aを介して、第1の冷媒通路F1に放熱する。尚、筐体31の下方側壁部31aは、筐体31内から第1の冷媒通路F1への放熱を促進する観点から、熱伝達率が高い素材(例えば、アルミ材)によって形成されている。
The
筐体31の下方側壁部31aの外面には、放熱フィン31afが配設されている。放熱フィン31afは、筐体31の下方側壁部31aの外面に、第1の冷媒通路F1に突出するように配設されている。放熱フィン31afの形状は、例えば、筐体21の放熱フィン21afと同様に、複数の板状の突起状体であって、第1の冷媒通路F1の空気冷媒が通流する方向(図3中の矢印Air)に沿って延在する形状とする。
On the outer surface of the lower
尚、インバータ装置20は、主に車輌走行中に動作する一方、充電装置30は、主に車輌停止時の充電中に動作する。つまり、インバータ装置20と充電装置30とは、排他動作する関係にあり、通常、一方のみが発熱する。このように、インバータ装置20と充電装置30とを隣接して配設する構造とすることによって、両者の間でファン40を共用することを可能としている。
The
第1の冷媒通路F1は、電気部品22及び電気部品32からの放熱可能とするべく設けられた空間領域である。第1の冷媒通路F1には、ファン40の動作によって空気冷媒が通流する。第1の冷媒通路F1は、筐体21の上方側壁部21aの外側壁面及び筐体31の下方側壁部31aの外側壁面に沿って形成されている。換言すると、第1の冷媒通路F1は、筐体21の上方側壁部21aと筐体31の下方側壁部31aが対向する空間領域に形成されている。
The first refrigerant passage F <b> 1 is a space area provided so that heat can be radiated from the
第2の冷媒通路F2は、モータ部12の発生する熱が電気部品22に熱伝達することを抑制すると共に、モータ部12からの放熱を可能とするべく設けられた空間領域である。第2の冷媒通路F2には、ファン40の動作によって空気冷媒が通流する。
The second refrigerant passage F <b> 2 is a space area provided to suppress heat generated by the
第2の冷媒通路F2は、筐体11の上方側壁部11aの外側壁面及び筐体21の下方側壁部21bの外側壁面に沿って形成されている。換言すると、第2の冷媒通路F2は、筐体11の上方側壁部11aと筐体21の下方側壁部21bが対向する空間領域に形成されている。但し、第2の冷媒通路F2は、筐体21の下方側壁部21b及び筐体11の上方側壁部11aとは直接接しない構成としてもよい。
The second refrigerant passage F <b> 2 is formed along the outer wall surface of the upper
ダクト50は、第1の冷媒通路F1の一端(出口側)と第2の冷媒通路F2の一端(入口側)とを接続し、ファン40の動作により第1の冷媒通路F1に通流する空気冷媒を第2の冷媒通路F2に循環させる。換言すると、ダクト50の入口が、第1の冷媒通路F1の空気冷媒出口に接続され、ダクト50の出口が、第2の冷媒通路F2の空気冷媒入口に接続される。
The
ファン40は、第1の冷媒通路F1の一方側(入口側)から、ダクト50を経由して、第2の冷媒通路の他方側(出口側)に向かうように、空気冷媒を通流させる。本実施形態に係るファン40は、第1の冷媒通路F1のダクト50の取り付け側と反対側に配設されている。そして、ファン40は、第1の冷媒通路F1の一方側から空気冷媒を送風し、第1の冷媒通路F1の他方側に取り付けられたダクト50を介して当該空気冷媒を第2の冷媒通路F2に通流させる。
The
尚、ファン40は、送風ファンに限らず、吸引ファンであってもよい。吸引ファンを用いる場合は、ファン40を、第2の冷媒通路F2の空気冷媒出口を設け、第1の冷媒通路F1の一方側から空気冷媒を吸入し、第1の冷媒通路F1の他方側に取り付けられたダクト50を介して当該空気冷媒を第2の冷媒通路F2に通流させる。若しくは、吸引ファンを用いる場合は、ダクト50を、ファン40が設けられる「第1の冷媒通路F1の一方側」に取り付け、第1の冷媒通路F1の他方側から吸引された空気冷媒をダクト50を介して第2の冷媒通路F2に通流させる。
The
又、ファン40に代えて、第1の冷媒通路F1の入口側に走行風を空気冷媒として通流させる構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which replaces with the
ファン40が通流させる空気冷媒は、駆動モータ10、インバータ装置20及び充電装置30を冷却すると共に、当該駆動モータ10から生ずる熱を第2の冷媒通路F2から排気する(詳細は後述)。
The air refrigerant passed by the
[車輌駆動装置の放熱経路]
図4は、本実施形態に係る車輌駆動装置Aの放熱経路について説明する図である。
[Vehicle heat dissipation path]
FIG. 4 is a diagram illustrating a heat dissipation path of the vehicle drive device A according to the present embodiment.
図4は、インバータ装置20からの電力供給により駆動モータ10が動作している場合の放熱経路を示す。図4中において、矢印H1は電気部品22が発生する熱の放熱経路を表し、矢印H2はモータ部12が発生する熱の放熱経路を表している。
FIG. 4 shows a heat dissipation path in the case where the
モータ部12は、空気冷却の制約下においては、一般に、高温に達するため(例えば、200℃程度)、モータ部12が発生する熱の一部は、インバータ装置20と駆動モータ10の接続部L、又は、空間(ここでは、第2の冷媒通路F2)を介して、隣接するインバータ装置20側にも熱伝達する(以下、駆動モータ10からインバータ装置20側に熱伝達する熱を「炙り熱」とも称する)。
Since the
本実施形態に係る車輌駆動装置Aは、かかるモータ部12からの炙り熱を抑制するため、電気部品22を冷却するために通流させる空気冷媒を用いて、当該モータ部12から電気部品22側へ向かう熱を外部に排出する。
The vehicle drive device A according to the present embodiment uses an air refrigerant that is passed to cool the
より詳細には、本実施形態に係る車輌駆動装置Aにおいては、モータ部12が所定閾値温度まで上昇した場合に、まず、ファン40の送風動作が開始する。尚、ファン40は、例えば、モータ部12の周囲に配設された温度センサ(図示せず)の測定値を基準として、コントローラ(図示せず)によって動作制御される。
More specifically, in the vehicle drive device A according to the present embodiment, when the
ファン40が送風した空気冷媒は、第1の冷媒通路F1において、筐体21の放熱フィン21af又は筐体31の放熱フィン31afと熱交換して、電気部品22又は電気部品32を冷却する。尚、電気部品22と電気部品32は、上記したように、通常、いずれか一方のみが動作しており、いずれか一方が空気冷媒による冷却対象となる(図4では、インバータ装置20の電気部品22のみが動作している状態を示す)。
The air refrigerant blown by the
第1の冷媒通路F1の他方側まで到達した空気冷媒は、ダクト50を介して、第2の冷媒通路F2の入口に到達する。そして、当該空気冷媒は、第2の冷媒通路F2において、筐体11の上方側壁部11aと熱交換してモータ部12を冷却する。又、当該空気冷媒は、モータ部12が発生する熱を第2の冷媒通路F2の出口側に向かわせ、第2の冷媒通路F2から外部空間に排出する。
The air refrigerant that has reached the other side of the first refrigerant passage F1 reaches the inlet of the second refrigerant passage F2 via the
このように、電気部品22及びモータ部12は、空気冷媒との熱交換により、継続的に放熱を行うことが可能になる。
Thus, the
以上のように、本実施形態に係る車輌駆動装置Aによれば、ファン40とダクト50を用いて、第1の冷媒通路F1に空気冷媒を通流させて電気部品22を冷却しつつ、当該空気冷媒を第2の冷媒通路F2に循環させてモータ部12から電気部品22側へ向かう熱を外部に排出することができる。換言すると、これによって、モータ部12から電気部品22への熱伝達を抑制した状態で、電気部品22とモータ部12の両者を効率的に冷却することもできる。
As described above, according to the vehicle drive device A according to the present embodiment, the
又、本実施形態に係る車輌駆動装置Aによれば、第2の冷媒通路F2に空気冷媒を通流させるためのファンや、充電装置30を冷却するためのファンを省略することができる。これによって、製品コストの削減や消費電力の削減にもつながる。
Further, according to the vehicle drive device A according to the present embodiment, a fan for allowing the air refrigerant to flow through the second refrigerant passage F2 and a fan for cooling the
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る車輌駆動装置Aの構成の一例を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the vehicle drive device A according to the second embodiment.
本実施形態に係る車輌駆動装置Aは、ダクト50の外側壁面に放熱フィン50fが配設されている点で、第1の実施形態と相違する。尚、第1の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。
The vehicle drive device A according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the heat radiating fins 50f are arranged on the outer wall surface of the
放熱フィン50fは、ダクト50を通流する空気冷媒からの放熱を促進する。
The heat radiating fins 50 f promote heat radiation from the air refrigerant flowing through the
又、ダクト50を構成する素材としては、より好適には、ダクト50を通流する空気冷媒から放熱フィン50fへの熱伝達が行われやすいように、熱伝導性の高い金属素材(例えば、アルミ材)を用いる。
The material constituting the
上記したように、空気冷媒は、ダクト50を通過した後に流入する第2の冷媒通路F2において、モータ部12を冷却する役割も有しているため、できるだけ低温にした状態で第2の冷媒通路F2に流入させるのが望ましい。
As described above, the air refrigerant also has a role of cooling the
この点、本実施形態に係るダクト50によれば、放熱フィン50fを用いて、ダクト50を通過する際に空気冷媒から放熱させることができる。これによって、電気部品22との熱交換により昇温した空気冷媒を低温の状態にして、第2の冷媒通路F2に流入させることができる。
In this respect, according to the
(第3の実施形態)
次に、図6〜図9を参照して、第3の実施形態に係る車輌駆動装置Aの構成の一例を示す図である。尚、図6〜図9中では、説明の便宜として、駆動モータ10の図示は、省略している。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIGS. 6 to 9, it is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle drive device A according to a third embodiment. 6 to 9, the illustration of the
本実施形態に係る車輌駆動装置Aは、筐体21の放熱フィン21af(以下、「下方側の放熱フィン21af」と略称する)が筐体31と熱的に結合され、同様に、筐体31の放熱フィン31af(以下、「上方側の放熱フィン31af」と略称する)も筐体21と熱的に結合されている点で、第1の実施形態と相違する。
In the vehicle drive device A according to the present embodiment, the heat dissipating fins 21af of the housing 21 (hereinafter abbreviated as “lower heat dissipating fins 21af”) are thermally coupled to the
図6は、放熱フィン21af及び31afの構成を示す側面図である。図7は、放熱フィン21af及び31afの構成を示す平面図である。尚、図6の右図は、左図の点線で囲んだ領域を拡大した図である。 FIG. 6 is a side view showing the configuration of the radiation fins 21af and 31af. FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the radiation fins 21af and 31af. The right diagram in FIG. 6 is an enlarged view of the area surrounded by the dotted line in the left diagram.
本実施形態では、筐体31の放熱フィン31afと筐体21の放熱フィン21afが交互に配置され、且つ、筐体31の放熱フィン31afが筐体21と接し、筐体21の放熱フィン21afが筐体31と接するように構成する。これにより、筐体31又は筐体21内(電気部品22又は32)で発生した熱を筐体31の放熱フィン31afと、筐体21の放熱フィン21afで両方を用いて放熱することが可能となり、冷却水を使用することなく、安価で良好な放熱特性を実現することができる。
In the present embodiment, the heat radiation fins 31af of the
上方側の放熱フィン31afは、筐体31の外面に形成され、下方側の放熱フィン21afは、筐体21の外面に形成される。放熱フィン21af及び31afは、電気部品22及び32が発生する熱を一体的に外部に放熱する。
The upper radiating fin 31af is formed on the outer surface of the
より詳細には、上方側の放熱フィン31afは、上方側の筐体31の下面に形成された複数の突起部で形成される。当該放熱フィン31afの突起部は、下方側の筐体21の上面と当接する位置まで延出し、接続部31ahを介して当該筐体21と熱的に結合している。
More specifically, the upper radiating fin 31af is formed by a plurality of protrusions formed on the lower surface of the
又、同様に、下方側の放熱フィン21afは、下方側の筐体21の上面に形成された複数の突起部で形成される。当該放熱フィン21afの突起部は、上方側の筐体31の下面と当接する位置まで延出し、接続部21ahを介して当該筐体31と熱的に結合している。
Similarly, the lower radiating fin 21af is formed by a plurality of protrusions formed on the upper surface of the
そして、上方側の放熱フィン31afの突起部と下方側の放熱フィン21afの突起部とは、互いに離間した状態で、交互に組み合わさるように配設されている(図7を参照)。又、上方側の放熱フィン31afの突起部及び下方側の放熱フィン21afの突起部は、いずれも板形状を呈し、長手方向の板面がファン40の送風方向に沿うように平行に配設されている。
The protrusions of the upper radiating fins 31af and the protrusions of the lower radiating fins 21af are arranged so as to be alternately combined with each other in a separated state (see FIG. 7). Further, the protrusions of the upper radiating fins 31af and the protrusions of the lower radiating fins 21af both have a plate shape, and are arranged in parallel so that the longitudinal plate surface is along the blowing direction of the
尚、放熱フィン21af及び31afは、板形状に代えて、ピン形状等、他の形状を呈していてもよい。但し、放熱フィン21af及び31afの突起部を他の形状とする場合も、同様に、互いに離間した状態で、交互に組み合わさるように配設するのが望ましい。 The radiating fins 21af and 31af may have other shapes such as a pin shape instead of the plate shape. However, when the projections of the radiation fins 21af and 31af have other shapes, similarly, it is desirable to arrange them so as to be alternately combined while being separated from each other.
放熱フィン21af及び31afは、いずれも筐体21及び31と一体的にダイカストによって形成されている。これによって、筐体21及び31の強度や密閉性を確保するとともに、筐体31と放熱フィン31afの一体成型、及び、筐体21と放熱フィン21afの一体成形を可能としている。加えて、筐体21及び31と放熱フィン21af及び31afを形成するための製造工程を簡略化することもできる。尚、放熱フィン21af及び31afは、筐体21及び31と同様に、アルミ材等で形成される。
Both of the heat radiation fins 21af and 31af are integrally formed with the
接続部31ahは、上方側の放熱フィン31afと下方側の筐体21とを熱的に結合する。又、接続部21ahは、下方側の放熱フィン21afと上方側の筐体31とを熱的に結合する。
The connection portion 31ah thermally couples the upper radiating fin 31af and the
より詳細には、接続部31ahは、上方側の放熱フィン31afの先端に設けられ、当該上方側の放熱フィン31afと下方側の筐体21の外面とを接続する。又、接続部21ahは、下方側の放熱フィン21afの先端に設けられ、当該下方側の放熱フィン21afと上方側の筐体31の外面とを接続する。接続部21ah及び31ahは、部材間で熱伝導が良好に行われるように、例えば、半田、溶接、放熱接着剤、アルミろう付け等を用いて部材間を接続する。接続部21ah及び31ahとしては、特に、熱伝導率が高いものが望ましい。
More specifically, the connection portion 31ah is provided at the tip of the upper radiating fin 31af, and connects the upper radiating fin 31af to the outer surface of the
尚、接続部21ah及び31ahは、放熱フィン21af及び31afの先端と筐体21及び31の外面を接続する構成に代えて、放熱フィン31afと放熱フィン21afを接続する構成としてもよい。
Note that the connection portions 21ah and 31ah may be configured to connect the radiation fins 31af and the radiation fins 21af instead of the configuration of connecting the tips of the radiation fins 21af and 31af to the outer surfaces of the
[車輌駆動装の放熱動作]
本発明者らは、良好な放熱特性と小型化を実現するために鋭意検討し、車輌に搭載するインバータ装置20や充電装置30等の電気部品32と電気部品22は、必ずしも同時に動作しているわけではなく、又、電気部品32と電気部品22は、同一の熱量を発するわけではない点に着目して、上記した放熱構造に想到した。
[Heat radiation operation of vehicle drive equipment]
The present inventors have intensively studied to realize good heat dissipation characteristics and downsizing, and the
図8、図9は、車輌駆動装置Aの放熱動作について説明する図である。 8 and 9 are diagrams for explaining the heat radiation operation of the vehicle drive device A. FIG.
図8は、車輌走行中における放熱動作の一例について説明する図である。車輌走行中、インバータ装置20はモータに電力を供給する動作をする一方、充電装置30の電気部品32は動作しない状態となる。そのため、インバータ装置20のみが発熱している状態となっている。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the heat radiation operation during vehicle travel. While the vehicle is running, the
インバータ装置20の電気部品22が発生した熱は、下方側の筐体21の上面及び放熱フィン21afを介して、外部に放熱される。又、下方側の筐体21が、上方側の放熱フィン31afよりも高温の状態となるため、インバータ装置20の電気部品22が発生した熱は、同時に、接続部31ahを介して上方側の放熱フィン31afにも伝達される。尚、図8中の矢印は、このときの熱流を表している。
The heat generated by the
つまり、インバータ装置20の電気部品22が発生した熱は、下方側の放熱フィン21afと上方側の放熱フィン31afの両方から外部に放熱される。その結果、インバータ装置20の電気部品22が発生した熱を放熱する表面積は、下方側の放熱フィン21afのみから放熱する場合と比較して大きくなり、単位時間あたりに放熱できる熱量も大きくなることになる。
That is, the heat generated by the
図9は、車輌停車時の充電中における放熱動作の一例について説明する図である。車輌停車時の充電中、充電装置30の電気部品32は動作する一方、インバータ装置20の電気部品22は動作しない状態となる。そのため、充電装置30の電気部品32のみが発熱している状態となっている。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a heat dissipation operation during charging when the vehicle is stopped. During charging when the vehicle is stopped, the
充電装置30の電気部品32が発生した熱は、上方側の筐体31の下面及び放熱フィン31afを介して、外部に放熱される。又、上方側の筐体31が、下方側の放熱フィン21afよりも高温の状態となるため、充電装置30の電気部品32が発生した熱は、同時に、接続部21ahを介して下方側の放熱フィン21afにも伝達する。尚、図9中の矢印は、このときの熱流を表している。
The heat generated by the
つまり、充電装置30の電気部品32が発生した熱は、上方側の放熱フィン31afと下方側の放熱フィン21afの両方から放熱する。その結果、充電装置30の電気部品32が発生した熱を放熱する表面積は、上方側の放熱フィン31afのみから放熱する場合と比較して大きくなり、単位時間あたりに放熱する熱量も大きくなることになる。
That is, the heat generated by the
尚、上記の効果は、主に、接続部21ah及び31ahによるものであり、金属同士の熱伝達の速度は、金属と空気の間の熱伝達する速度と比較して非常に大きいことに起因する。そのため、仮に、接続部21ah及び31ahが設けられていない場合、筐体31の外面と放熱フィン21afの間、又は、筐体21の外面と放熱フィン31afの間に隙間が形成される。その結果、筐体31から下方側の放熱フィン21afに対して熱伝達する速度又は筐体21から上方側の放熱フィン31afに対して熱伝達する速度は、相当に減速し、良好な放熱特性を得られない状態となる。
The above-mentioned effect is mainly due to the connecting portions 21ah and 31ah, and the speed of heat transfer between metals is very high compared to the speed of heat transfer between metal and air. . Therefore, if the connection portions 21ah and 31ah are not provided, a gap is formed between the outer surface of the
但し、上記の効果は、インバータ装置20の電気部品22と充電装置30の電気部品32のように排他動作をする発熱部品の組み合わせでなくとも、電気部品22と電気部品32の発熱量が異なる場合や放熱フィン21afと放熱フィン31afとで放熱力が異なる場合であれば、同時に発熱するものに対しても発揮され得る。
However, the above effect is obtained when the heat generation amounts of the
例えば、電気部品22がインバータ装置、電気部品32がバッテリの場合、インバータ装置とバッテリとは同時に発熱するが、バッテリの発熱量が小さいため、インバータ装置の発する熱は、バッテリ側の上方側の放熱フィン31afに伝達する。その結果、上記と同様に、インバータ装置の発する熱は、上方側の放熱フィン31afと下方側の放熱フィン21afの両方から放熱されることになり、良好な放熱特性を確保することができる。
For example, when the
以上のように、本実施形態に係る車輌駆動装置Aの放熱構造は、接続部31ahを介して上方側の放熱フィン31afと下方側の筐体21とを熱的に結合するとともに、接続部21ahを介して下方側の放熱フィン21afと上方側の筐体31とを熱的に結合する構成としている。そのため、電気部品22及び32が発する熱は、放熱フィン21afと放熱フィン31afに分配されて、両方から放熱されることになる。これによって、車輌駆動装置A全体としての放熱特性を向上することができる。
As described above, the heat dissipation structure of the vehicle drive device A according to the present embodiment thermally couples the upper heat dissipating fins 31af and the
又、本実施形態に係る車輌駆動装置Aの放熱構造によれば、上方側の放熱フィン31afの突起部と下方側の放熱フィン21afの突起部とは、少なくとも一部が、互いに離間した状態で、交互に組み合わさるように配設されている。これによって、ファン40からの送風を円滑に通流させるとともに、放熱フィン21af及び31afの突起部の本数の密度を増加させ、小型化と放熱特性の向上を図ることができる。特に、本実施形態に係る放熱フィン21af及び31afは、ダイカストによって形成されているため、放熱フィンの小型化やフィンピッチの縮小には限度がある。この点、上記構成によって、小型で、且つ、放熱特性の良好な放熱構造を構成することが可能である。
Further, according to the heat dissipation structure of the vehicle drive device A according to the present embodiment, at least a part of the protrusion of the upper heat dissipating fin 31af and the protrusion of the lower heat dissipating fin 21af are separated from each other. These are arranged so as to be combined alternately. As a result, the air from the
又、本実施形態に係る車輌駆動装置Aの放熱構造は、空気冷却を採用しているため、冷却水の循環回路や循環ポンプ等の冷却設備が不要となり、省スペース化やコスト低減を図ることもできる。 In addition, since the heat dissipation structure of the vehicle drive device A according to the present embodiment employs air cooling, cooling equipment such as a cooling water circulation circuit and a circulation pump is unnecessary, and space saving and cost reduction are achieved. You can also.
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.
上記実施形態では、車輌駆動装置Aの放熱構造の一例を種々に示した。但し、各実施形態で示した態様を種々に組み合わせたものを用いてもよいのは勿論である。 In the said embodiment, an example of the thermal radiation structure of the vehicle drive device A was shown variously. However, it is needless to say that various combinations of the modes shown in the embodiments may be used.
又、上記実施形態では、ファン40の一例として、筐体11に取り付けられた構成を示したが、ファン40の取り付け位置は、任意である。ファン40は、例えば、第1の冷媒通路F1の上流側の他の冷媒通路に送風するものであって、当該他の冷媒通路を介して、第1の冷媒通路F1に送風するものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the structure attached to the housing | casing 11 was shown as an example of the
又、上記実施形態では、ダクト50の一例として、第1の冷媒通路F1に通流する空気冷媒の全部を第2の冷媒通路F2に循環させる構成としたが、第1の冷媒通路F1に通流する空気冷媒の一部のみを第2の冷媒通路F2に循環させる構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, as an example of the
又、上記実施形態では、駆動モータ10の放熱構造の一例として、筐体11の上方側壁部11aを介して、第2の冷媒通路F2に放熱する態様を示した。しかしながら、当該態様においては、駆動モータ10からインバータ装置20への炙り熱も増大するおそれもある。かかる観点から、筐体11の上方側壁部11aは、熱伝達率が小さい素材を用いて、モータ部12を第2の冷媒通路F2に対して熱遮蔽する構造としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the aspect which thermally radiates to the 2nd refrigerant | coolant channel | path F2 via the upper
又、上記実施形態では、第1の冷媒通路F1の一例として、筐体21の上方側壁部21aと筐体31と下方側壁部31aとによって形成される態様を示した。しかしながら、第1の冷媒通路F1は、電気部品22から放熱し得る態様であればよく、必ずしも電気部品32から放熱し得る態様である必要はない。例えば、第1の冷媒通路F1は、筐体21の上方側壁部21aと、特に冷却対象を有しない筐体の下方側壁部によって形成されてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the aspect formed by the upper
又、上記実施形態では、第2の冷媒通路F2の一例として、筐体21の下方側壁部21bと筐体11と上方側壁部11aとによって形成される態様を示した。しかしながら、第2の冷媒通路F2は、モータ部12からの炙り熱を排出し得る態様であればよく、必ずしも、筐体11と上方側壁部11aの外側壁面や、筐体21の下方側壁部21bの外側壁面と接する必要はない。
Moreover, in the said embodiment, the aspect formed by the lower
又、上記実施形態では、車輌駆動装置Aの機器の組み合わせの一例として、駆動モータ10、インバータ装置20及び充電装置30が一体的に構成された態様を示した。しかしながら、上記した放熱構造は、種々の組み合わせに対して適用可能である。例えば、駆動モータ10とインバータ装置20のみの組み合わせに対しても適用可能である。又、その他、駆動モータ10に隣接して配設する電力モジュールは、車載バッテリや充電装置30であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
又、上記実施形態では、駆動モータ10、インバータ装置20、及び、充電装置30を上下方向(Z軸方向)に積層する態様を示した。言い換えると、筐体21の上方側壁部21aと筐体21の下方側壁部21bが、筐体21を形成する互いに対向する位置に配設される態様を示した。しかしながら、例えば、インバータ装置20、及び、充電装置30を上下方向(Z軸方向)に積層しつつ、駆動モータ10、及び、インバータ装置20を左右方向(X軸、又は、Y軸方向)に連結する態様であっても良い。すなわち、筐体21の上方側壁部21aと筐体21の下方側壁部21bが、互いに異なる方向を向くように配設される態様である。
Moreover, in the said embodiment, the aspect which laminates | stacks the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
本開示に係る車輌駆動装置によれば、隣接する機器間における熱伝達の問題を抑制し得るより好適な空冷式の放熱構造を実現することができる。 According to the vehicle drive device according to the present disclosure, it is possible to realize a more preferable air-cooled heat dissipation structure that can suppress the problem of heat transfer between adjacent devices.
A 車輌駆動装置
L 接続部
10 駆動モータ
11 駆動モータの筐体
12 駆動モータのモータ部
20 インバータ装置
21 インバータ装置の筐体
21af インバータ装置の放熱フィン
21ah インバータ装置の放熱フィンの接続部
22 インバータ装置の電気部品
30 充電装置
31 充電装置の筐体
31af 充電装置の放熱フィン
31ah 充電装置の放熱フィンの接続部
32 充電装置の電気部品
40 ファン
50 ダクト
50f ダクトの放熱フィン
F1 第1の冷媒通路
F2 第2の冷媒通路
A Vehicle Drive
Claims (10)
モータ部を収納し、第2の収納空間を形成する第3の壁部が前記第1の筐体の前記第2の壁部と対向するように配設された第2の筐体と、
前記第1の筐体の前記第1の壁部の外側壁面に沿って形成された第1の冷媒通路の出口側に対して、前記第1の筐体の前記第2の壁部と前記第2の筐体の前記第3の壁部との間に形成された第2の冷媒通路の入口側を連結するダクトと、
を備える、車輌駆動装置。 A first housing having first and second wall portions facing in different directions forming a first storage space, and storing the first electrical component;
A second housing that houses the motor portion and that is arranged so that a third wall portion that forms a second housing space faces the second wall portion of the first housing;
With respect to the outlet side of the first refrigerant passage formed along the outer wall surface of the first wall of the first casing, the second wall of the first casing and the first wall A duct connecting the inlet side of the second refrigerant passage formed between the third wall of the two housings;
A vehicle drive device comprising:
請求項1に記載の車輌駆動装置。 The first casing accommodates the first electrical component so as to be adjacent to the first wall;
The vehicle drive device according to claim 1.
請求項1に記載の車輌駆動装置。 A fan that allows air refrigerant to flow from the inlet side of the first refrigerant passage to the outlet side of the second refrigerant passage via the duct;
The vehicle drive device according to claim 1.
請求項1に記載の車輌駆動装置。 The duct has radiating fins on the outer wall surface,
The vehicle drive device according to claim 1.
請求項1に記載の車輌駆動装置。 The first wall portion of the first housing has a heat radiation fin protruding into the first refrigerant passage.
The vehicle drive device according to claim 1.
請求項1に記載の車輌駆動装置。 The first wall portion and the second wall portion of the first casing are wall portions disposed at positions facing each other that form the first storage space.
The vehicle drive device according to claim 1.
請求項1に記載の車輌駆動装置。 A fourth wall portion that stores the second electrical component and forms a second storage space is opposed to the first wall portion of the first casing with the first refrigerant passage interposed therebetween. A third housing disposed on
The vehicle drive device according to claim 1.
請求項7に記載の車輌駆動装置。 The first wall portion of the first casing has a radiation fin that protrudes into the first refrigerant passage and is thermally coupled to at least a part of the third casing.
The vehicle drive device according to claim 7.
請求項8に記載の車輌駆動装置。 The first electrical component of the first housing and the second electrical component of the third housing are electrical components that perform mutually exclusive operations.
The vehicle drive device according to claim 8.
前記第3の筐体の前記第2の電気部品は、充電装置を構成する、
請求項9に記載の車輌駆動装置。 The first electrical component of the first housing constitutes an inverter device,
The second electrical component of the third housing constitutes a charging device;
The vehicle drive device according to claim 9.
Priority Applications (2)
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