JP3443296B2 - ハイブリッド電気自動車の冷却システム - Google Patents

ハイブリッド電気自動車の冷却システム

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JP3443296B2 JP27458697A JP27458697A JP3443296B2 JP 3443296 B2 JP3443296 B2 JP 3443296B2 JP 27458697 A JP27458697 A JP 27458697A JP 27458697 A JP27458697 A JP 27458697A JP 3443296 B2 JP3443296 B2 JP 3443296B2
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ハイブリッド電
気自動車の発電機、インバータ、走行用電動機、および
補機類を冷却する冷却システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から排気エミッションを改善するた
め、エンジンと電動機を組み合わせたハイブリッド電気
自動車がある。
【0003】このようなハイブリッド電気自動車は、エ
ンジンにより駆動される発電機と、発電された電力を蓄
えるバッテリとを備え、これらを電源にインバータを介
して走行用の電動機を駆動して走行する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなハイブリッ
ド電気自動車は、エンジンの外に、発電機、インバー
タ、走行用の電動機、駆動用電動機およびエアコンプレ
ッサ、エアコンユニット等の補機類の温度を適正に保つ
ために、これら発電機、インバータ、走行用の電動機、
駆動用電動機および補機類を冷却する冷却装置を設ける
必要がある。
【0005】しかし、このように発電機、インバータ、
走行用の電動機、駆動用電動機および補機類の多数の機
器を冷却回路に接続する場合、冷却水の配管が複雑にな
ってしまう。また、各機器に要求に合った水量の冷却水
を供給しにくく、そのため所要の冷却を行いにくいとい
う問題がある。また、冷却回路のラジエータへの送風状
態によっては、冷却を過度に行う心配がある。
【0006】なお、実開平7ー38625号、特開平7
ー189689号、42623号公報に、エンジンのラ
ジエータとエアコンのコンデンサに共通に送風する冷却
ファンの制御装置、コンデンサファンの油圧駆動装置、
冷却ファンを駆動するエンジンシステム等がある。
【0007】この発明は、このような問題点を解決でき
るハイブリッド電気自動車の冷却システムを提供するこ
とを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、エンジン
により駆動される発電機と、バッテリと、これらを電源
としてインバータを介して駆動される走行用電動機とを
備えるハイブリッド電気自動車において、車両後部に発
電機、インバータ、走行用電動機、およびエアコンプレ
ッサ、エアコンユニット等の補機類を配置すると共に、
エンジンの冷却系とは別に発電機、インバータ、走行用
電動機、および補機類の冷却装置を備え、冷却装置は、
発電機、インバータ、走行用電動機、および補機類それ
ぞれに冷却ジャケットを設け、これら発電機、インバー
タ、走行用電動機、および補機類を複数の系統に分け
て、各系統をそれぞれ系統毎に配管を介して並列にラジ
エータおよび電動ポンプを設けた冷却回路に接続すると
共に、各系統の配管径をそれぞれの系統の発熱量によっ
て定める。第2の発明は、第1の発明において、複数の
系統における第1の系統には発電機と走行用電動機を配
置し、第2の系統にはエアコンプレッサ、エアコンユニ
ット等の補機類を配置し、第3の系統には複数のインバ
ータを配置する。
【0009】第の発明は、第1、第2の発明におい
て、ラジエータの冷却水入口側の冷却水温を検出する水
温センサと、ラジエータに冷却風を送る電動ファンと、
水温センサの検出値に応じて電動ファンを駆動する制御
装置とを設ける。
【0010】第の発明は、第1、第2の発明におい
て、各系統の入口側にそれぞれ冷却水の流量制御弁を、
出口側にそれぞれ冷却水温を検出する水温センサを設
け、各水温センサの検出値に応じて各流量制御弁の開度
を制御する制御装置を設ける。
【0011】
【発明の効果】第1、第2の発明によれば、発電機、イ
ンバータ、走行用電動機、およびエアコンプレッサ、エ
アコンユニット等の補機類の各機器の冷却回路の配管を
容易に行えると共に、各系統にそれぞれ発熱量に応じた
水量の冷却水が供給されるため、発電機、インバータ、
走行用電動機、およびエアコンプレッサ、エアコンユニ
ット等の補機類の各機器を的確に冷却できる。
【0012】第の発明によれば、発電機、インバー
タ、走行用電動機、およびエアコンプレッサ、エアコン
ユニット等の補機類の各機器を的確に冷却できると共
に、省エネルギ化できる。
【0013】第の発明によれば、水温センサの検出値
に応じて冷却水量を制御でき、発電機、インバータ、走
行用電動機、およびエアコンプレッサ、エアコンユニッ
ト等の補機類の各機器を効率良く、的確に冷却でき、高
い冷却性能を確保できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0015】図1はバス等の車両の後部に動力室1を設
けたもので、2はエンジン、3はエンジン2により駆動
される発電機、4は発電機3により発電された電力を蓄
えるバッテリ、5,6は発電機3およびバッテリ4によ
りインバータ7を介して駆動される走行用の電動機であ
る。
【0016】動力室1の前面部(車室側)、上部等には
隔壁が形成され、左右は車両の外壁パネル8に、後面部
(車両後方側)は点検用の開閉扉等を設けた車両の後面
パネル等に囲われる。
【0017】エンジン2は動力室1の図左側(車両左
側)に横置きに配置され、発電機3はエンジン2に直接
連結される。9はエアクリーナである。電動機5,6は
動力室1の図右側(車両右側)にて減速機10に取付け
られ、減速機10を介してその駆動力がドライブシャフ
ト、差動装置から駆動輪へ伝えられる。
【0018】インバータ7は4つ設けられて(1つは発
電機3用、2つは走行電動機5,6用、1つは補機類駆
動電動機用)、動力室1の図右側(車両右側)の中段部
位のインバータ室11に配置され、バッテリ4はインバ
ータ室11の上方のバッテリ室12に配置される。
【0019】発電機3、電動機5,6とインバータ室1
1との間にはエアコンプレッサ13、エアコンユニット
14、ラジエータ20等の補機類が配置される。ラジエ
ータ20は、図2、図3のように電動ファン21が組付
けられ、ユニット化されて、エアコンユニット14の近
傍(車両後方側)に配設される。
【0020】エンジン2と発電機3との間に、エンジン
2の周辺の熱風が発電機3の周辺に流れ込まないように
遮熱板15が配設される。遮熱板15は、動力室1の前
面部から後面部にかけてエンジン室16と発電機室17
とを画成するように形成されると共に、そのエンジン室
16に対して、インバータ室11、バッテリ室12も画
成するように動力室1の上部まで延設される。
【0021】そして、発電機3、電動機5,6、インバ
ータ7およびエアコンプレッサ13等の補機類(駆動用
電動機を含む)を冷却する冷却装置が備えられる。
【0022】この冷却装置として、発電機3、電動機
5,6、インバータ7およびエアコンプレッサ13等の
補機類にそれぞれ冷却ジャケット(図示しない)が設け
られ、これらが配管を介してラジエータ20、電動ポン
プ22が介装された冷却回路23に接続される。
【0023】図4のように、発電機3、電動機5,6、
インバータ7およびエアコンプレッサ13等の補機類が
複数の系統(第1、第2、第3の系統)に分けられると
共に、各系統がそれぞれ系統毎に配管24,25,26
を介して並列に冷却回路23に接続される。
【0024】この場合、発電機3、電動機5,6、イン
バータ7およびエアコンプレッサ13等の補機類は、発
熱量が近いもの同士で、例えば第1の系統には発電機
3、電動機5,6が、第2の系統にはエアコンプレッサ
13、その他の補機類14,27が、第3の系統には
つのインバータ7が配置される。
【0025】そして、第1、第2、第3の系統の配管2
4,25,26の径は、それぞれの系統の機器の発熱量
に応じて定められ、例えば発電機3、電動機5,6が配
置される第1の系統の配管24の径は、第2、第3の系
統の配管25,26の径よりも大きく形成される。
【0026】なお、ラジエータ20の電動ファン21、
電動ポンプ22は、キースイッチのONにより駆動され
る。
【0027】このように、発電機3、電動機5,6、イ
ンバータ7およびエアコンプレッサ13等の補機類を、
複数の系統に分けて並列に冷却回路23に接続するの
で、配管24,25,26が複雑になることがなく、ま
たこれら多数の機器を搭載するハイブリッド電気自動車
において、冷却回路の配管を容易に行える。
【0028】また、電動ポンプ22によって送られた冷
却水は、各系統に分配され、それぞれの系統の機器を冷
却するが、この場合各系統の配管24,25,26の径
が、それぞれの系統の発熱量に応じて、発熱量が大きい
ほど大きく形成されているため、発熱量の大きい系統ほ
ど大きな量の冷却水が供給される。したがって、発電機
3、電動機5,6、インバータ7およびエアコンプレッ
サ13等の補機類の温度を適温に保つことができる。
【0029】図5は別の実施の形態を示す。
【0030】これは、冷却回路23のラジエータ20の
冷却水入口側に冷却水温を検出する水温センサ30を設
け、水温センサ30の検出水温に応じて、制御装置31
がラジエータ20に冷却風を送る電動ファン21を駆動
制御するものである。この場合、水温センサ30の検出
水温が設定値T以下のときはラジエータ20の電動ファ
ン21を停止し、検出水温が設定値Tを越えたときにラ
ジエータ20の電動ファン21を駆動する。
【0031】これによれば、発電機3、電動機5,6、
インバータ7およびエアコンプレッサ13等の補機類の
各機器を的確に冷却できると共に、省エネルギ化でき、
バッテリ4等の負担が軽減する。
【0032】図6は別の実施の形態を示す。
【0033】これは、各系統の入口側にそれぞれ冷却水
の流量制御弁40,41,42を、出口側にそれぞれ冷
却水温を検出する水温センサ43,44,45を設け、
各水温センサ43,44,45の検出水温T1、T2、T
3に応じて、制御装置46が各流量制御弁40,41,
42の開度を制御するものである。この場合、制御装置
46は、各水温センサ43,44,45の検出水温
1、T2、T3に応じて、検出水温が高い系統の流量制
御弁の開度を大きく、検出水温が低い系統の流量制御弁
の開度を小さくするように制御する。
【0034】即ち、検出水温の高い系統ほど冷却水量を
増加し、検出水温の低い系統は冷却水量を減少する。
【0035】このようにすれば、発電機3、電動機5,
6、インバータ7およびエアコンプレッサ13等の補機
類の各機器を効率良く、的確に冷却でき、高い冷却性能
を確保できる。
【0036】なお、この場合各系統毎に基準値を設定し
て、水温センサ43,44,45の検出水温を基準値と
比較して、その比較に基づき流量制御弁の開度を制御す
るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態を示す配置構成図である。
【図2】車両後方から見たラジエータの配置図である。
【図3】車両側方から見たラジエータの配置図である。
【図4】冷却回路の構成図である。
【図5】別の実施の形態の冷却回路の構成図である。
【図6】別の実施の形態の冷却回路の構成図である。
【符号の説明】
1 動力室 2 エンジン 3 発電機 4 バッテリ 5,6 電動機 7 インバータ 11 インバータ室 12 バッテリ室 13 エアコンプレッサ 14 エアコンユニット 20 ラジエータ 21 電動ファン 22 電動ポンプ 23 冷却回路 24,25,26 配管 27 補機類 30 水温センサ 31 制御装置 40,41,42 流量制御弁 43,44,45 水温センサ 46 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家中 弘 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (72)発明者 阿部 聡彦 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−76267(JP,U) 国際公開93/002884(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01P 3/12 B60K 11/04 B60K 6/02 - 6/04 F02D 29/02 F02D 29/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンにより駆動される発電機と、バ
    ッテリと、これらを電源としてインバータを介して駆動
    される走行用電動機とを備えるハイブリッド電気自動車
    において、車両後部に発電機、インバータ、走行用電動機、および
    エアコンプレッサ、エアコンユニット等の補機類を配置
    すると共に、 エンジンの冷却系とは別に発電機、インバータ、走行用
    電動機、および補機類の冷却装置を備え、 冷却装置は、 発電機、インバータ、走行用電動機、および補機類それ
    ぞれに冷却ジャケットを設け、 これら発電機、インバータ、走行用電動機、および補機
    類を複数の系統に分けて、各系統をそれぞれ系統毎に配
    管を介して並列にラジエータおよび電動ポンプを設けた
    冷却回路に接続すると共に、 各系統の配管径をそれぞれの系統の発熱量によって定め
    たことを特徴とするハイブリッド電気自動車の冷却シス
    テム。
  2. 【請求項2】 複数の系統における第1の系統には発電
    機と走行用電動機を配置し、第2の系統にはエアコンプ
    レッサ、エアコンユニット等の補機類を配置し、第3の
    系統には複数のインバータを配置する請求項1に記載の
    ハイブリッド電気自動車の冷却システム。
  3. 【請求項3】 ラジエータの冷却水入口側の冷却水温を
    検出する水温センサと、ラジエータに冷却風を送る電動
    ファンと、水温センサの検出値に応じて電動ファンを駆
    動する制御装置とを設けた請求項1または2に記載の
    イブリッド電気自動車の冷却システム。
  4. 【請求項4】 各系統の入口側にそれぞれ冷却水の流量
    制御弁を、出口側にそれぞれ冷却水温を検出する水温セ
    ンサを設け、各水温センサの検出値に応じて各流量制御
    弁の開度を制御する制御装置を設けた請求項1または2
    に記載のハイブリッド電気自動車の冷却システム。
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