JP3497873B2 - 電気自動車の冷却システム - Google Patents
電気自動車の冷却システムInfo
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の冷却シス
テム特に液体冷媒を循環させて発熱部を冷却するに好適
な電気自動車の冷却システムに関する。
テム特に液体冷媒を循環させて発熱部を冷却するに好適
な電気自動車の冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気自動車の冷暖房は特開昭47
−31317 号公報などで知られているように空冷方式が主
流である。また、従来電動機部の冷却に関しては、特開
昭48−60207号公報のように固定子外周に冷媒を通す管
を設けたものや、実開平1−131256号公報の様に固定子
外周のフレームに螺旋状の流路を設ける方法などが知ら
れている。
−31317 号公報などで知られているように空冷方式が主
流である。また、従来電動機部の冷却に関しては、特開
昭48−60207号公報のように固定子外周に冷媒を通す管
を設けたものや、実開平1−131256号公報の様に固定子
外周のフレームに螺旋状の流路を設ける方法などが知ら
れている。
【０００３】しかしながら車両の走行特性の向上要求か
ら電動機は高出力大型化の傾向にあると共に、使用環境
の拡大に伴って、電動機及びコントローラより発生する
熱量の増大が顕著である。
ら電動機は高出力大型化の傾向にあると共に、使用環境
の拡大に伴って、電動機及びコントローラより発生する
熱量の増大が顕著である。
【０００４】又、電気自動車の電源はバッテリーが主体
で、この開発も近年活発になって来ているが、特に、バ
ッテリー特性は低温時に急激に低下するため、バッテリ
ーの保温が必要となってきている。
で、この開発も近年活発になって来ているが、特に、バ
ッテリー特性は低温時に急激に低下するため、バッテリ
ーの保温が必要となってきている。
【０００５】更には、冬期間の室内の暖房についてもガ
ソリン車と異なって熱源が余りないため、バッテリーの
電力を熱線ヒータとして利用することが知られている。
ソリン車と異なって熱源が余りないため、バッテリーの
電力を熱線ヒータとして利用することが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、電動
機あるいはコントローラは空冷冷却であるため、外気に
影響されやすく安定した冷却あるいは暖房が望めない。
機あるいはコントローラは空冷冷却であるため、外気に
影響されやすく安定した冷却あるいは暖房が望めない。
【０００７】本発明の目的は季節に関係なく安定した冷
却が可能な電気自動車の冷却システムを提供するにあ
る。
却が可能な電気自動車の冷却システムを提供するにあ
る。
【０００８】本発明の他の目的は電動機あるいはコント
ローラより発生する熱量の有効利用により車室内暖房の
補助及びバッテリー保温によるバッテリー特性の低減抑
制ができる電気自動車の冷却システムを提供するにあ
る。
ローラより発生する熱量の有効利用により車室内暖房の
補助及びバッテリー保温によるバッテリー特性の低減抑
制ができる電気自動車の冷却システムを提供するにあ
る。
【０００９】本発明のさらなる目的は電動機あるいはコ
ントローラの冷却を効果的に行える構造を提供するにあ
る。
ントローラの冷却を効果的に行える構造を提供するにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、駆動力を発生
する電動機、及びこの電動機を制御するコントローラを
有すると共に、電動機の駆動力によって駆動される電気
自動車に備えられた冷却システムにおいて、冷却媒体を
冷却するラジエータと、冷却媒体を循環するポンプとを
有すると共に、ラジエータによって冷却された冷却媒体
をポンプで循環し、その冷却媒体でコントローラを冷却
し、コントローラを冷却した冷却媒体で電動機を冷却す
るように主冷却回路が構成されていることを特徴とす
る。
する電動機、及びこの電動機を制御するコントローラを
有すると共に、電動機の駆動力によって駆動される電気
自動車に備えられた冷却システムにおいて、冷却媒体を
冷却するラジエータと、冷却媒体を循環するポンプとを
有すると共に、ラジエータによって冷却された冷却媒体
をポンプで循環し、その冷却媒体でコントローラを冷却
し、コントローラを冷却した冷却媒体で電動機を冷却す
るように主冷却回路が構成されていることを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明は、駆動力を発生する電動
機、この電動機を制御するコントローラ及びバッテリー
を有すると共に、電動機の駆動力によって駆動される電
気自動車に備えられた冷却システムにおいて、冷却媒体
を冷却するラジエータと、冷却媒体を循環するポンプと
を有すると共に、ラジエータによって冷却された冷却媒
体をポンプで循環し、その冷却媒体でコントローラを冷
却し、コントローラを冷却した冷却媒体で電動機を冷却
するように主冷却回路が構成され、この主冷却回路に
は、電動機を冷却した冷却媒体をポンプに循環させる循
環回路、電動機を冷却した冷却媒体をバッテリーに循環
させるバッテリー循環回路、及び電動機を冷却した冷却
媒体を、ヒータを介してポンプに循環させるヒータ循環
回路が並設されていることを特徴とする。
機、この電動機を制御するコントローラ及びバッテリー
を有すると共に、電動機の駆動力によって駆動される電
気自動車に備えられた冷却システムにおいて、冷却媒体
を冷却するラジエータと、冷却媒体を循環するポンプと
を有すると共に、ラジエータによって冷却された冷却媒
体をポンプで循環し、その冷却媒体でコントローラを冷
却し、コントローラを冷却した冷却媒体で電動機を冷却
するように主冷却回路が構成され、この主冷却回路に
は、電動機を冷却した冷却媒体をポンプに循環させる循
環回路、電動機を冷却した冷却媒体をバッテリーに循環
させるバッテリー循環回路、及び電動機を冷却した冷却
媒体を、ヒータを介してポンプに循環させるヒータ循環
回路が並設されていることを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
【作用】冷却パイプを流れる冷媒である不凍液は、コン
トローラ及び電動機の周囲を流れコントローラ及び電動
機の発生する熱を熱交換して冷却する。加熱された不凍
液は、ラジエータにより強制冷却されてポンプにより強
制循環される再び冷却に供される。
トローラ及び電動機の周囲を流れコントローラ及び電動
機の発生する熱を熱交換して冷却する。加熱された不凍
液は、ラジエータにより強制冷却されてポンプにより強
制循環される再び冷却に供される。
【００１４】ファンモータはラジエータの冷却のために
作動し、外気温度の高い時で電気式ポンプと共に稼働し
効果的に冷却する。
作動し、外気温度の高い時で電気式ポンプと共に稼働し
効果的に冷却する。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例を以下図面に基づき説明す
る。
る。
【００１６】図１は電気自動車用コントローラ及び電動
機の冷却システムを示すもので、電動機の出力を制御す
るコントローラ１と、車輪を駆動する電動機２と、冷却
媒体冷却用ラジエータ３と、電動式ポンプ４とをそれぞ
れ冷却パイプ５で連結している。
機の冷却システムを示すもので、電動機の出力を制御す
るコントローラ１と、車輪を駆動する電動機２と、冷却
媒体冷却用ラジエータ３と、電動式ポンプ４とをそれぞ
れ冷却パイプ５で連結している。
【００１７】該冷却パイプ５には冷媒である不凍液が封
入され、前記ラジエータ３の側面には冷媒を強制冷却す
るためのラジエータファンモータ６が取付けられてい
る。
入され、前記ラジエータ３の側面には冷媒を強制冷却す
るためのラジエータファンモータ６が取付けられてい
る。
【００１８】上記構成においてコントローラ１と電動機
２から発生する熱量はほぼ同程度であるがコントローラ
１を構成しているトランジスター，コンデンサー等の電
子部品の発熱が１５０度以上と非常に高く、耐熱性の低
い電子部品としては温度環境が非常に厳しい。従って、
システムの冷却順序としてはコントローラ１を優先し、
次に耐熱性の高い電動機を冷却するように配置し、熱的
バランスを良くして効果的に冷却するように構成してい
る。
２から発生する熱量はほぼ同程度であるがコントローラ
１を構成しているトランジスター，コンデンサー等の電
子部品の発熱が１５０度以上と非常に高く、耐熱性の低
い電子部品としては温度環境が非常に厳しい。従って、
システムの冷却順序としてはコントローラ１を優先し、
次に耐熱性の高い電動機を冷却するように配置し、熱的
バランスを良くして効果的に冷却するように構成してい
る。
【００１９】最大冷却を必要とするときは、夏で通常車
両メーカの環境試験スペックによれば、外気温度が４０
度以上と高い時で電動機がフルパワーの時に十分冷却で
きるようにラジエータ３の能力，ラジエータファンモー
タ６の風量及び電気式ポンプ４の循環流量を設定してお
く必要がある。しかしながら外気温度が常温付近に低下
して、それほどコントローラ１，電動機２を冷却しなく
ても良い場合がある。この場合の実施例を図２で説明す
る。
両メーカの環境試験スペックによれば、外気温度が４０
度以上と高い時で電動機がフルパワーの時に十分冷却で
きるようにラジエータ３の能力，ラジエータファンモー
タ６の風量及び電気式ポンプ４の循環流量を設定してお
く必要がある。しかしながら外気温度が常温付近に低下
して、それほどコントローラ１，電動機２を冷却しなく
ても良い場合がある。この場合の実施例を図２で説明す
る。
【００２０】基本的冷却回路は図１の実施例と同様であ
るが、電動機２とラジエータ３を結んだ冷却パイプ５の
中間接続点ａ，ｂ間に並列にバッテリー７の容器を接続
し、前記冷却パイプ５の接続点ｂ点と前記ポンプ４間に
バルブＶ3 を介してヒータ８を接続している。更に前記
接続点ａ点とポンプ４間もバルブＶ1 を介してパイプ接
続されている。なおＶ2 は中間接続点ａ，ｂ間に設けら
れたバルブである。
るが、電動機２とラジエータ３を結んだ冷却パイプ５の
中間接続点ａ，ｂ間に並列にバッテリー７の容器を接続
し、前記冷却パイプ５の接続点ｂ点と前記ポンプ４間に
バルブＶ3 を介してヒータ８を接続している。更に前記
接続点ａ点とポンプ４間もバルブＶ1 を介してパイプ接
続されている。なおＶ2 は中間接続点ａ，ｂ間に設けら
れたバルブである。
【００２１】図２の機能を下表１を参照し説明する。
【００２２】
【表１】
【００２３】外気温度変化（夏〜冬）に対する水路は、
夏場で外気温度が４０度以上と高い場合はバッテリー
Ｂの保温も必要なくコントローラ１と電動機２がラジエ
ータ３でフル冷却される様にバルブＶ2 が開放される。
ここで、冷却パイプ５はバッテリーケースの冷却通路７
１と接続され循環路を形成するが通路抵抗が大きいので
バルブＶ2 を介した短絡回路で冷媒は流れ、バルブＶ1
とバルブＶ3は閉栓される。常温以下と比較的涼しくと
も、状況に応じて強制冷却する場合では、バルブの開
閉と同様でコントローラ１の入り口の水温センサＴ1
の値を検出し、その値が４５度付近、即ち電子部品の耐
熱を補償できる範囲で、強制冷却が不要となるためバル
ブＶ2 を開放してラジエータファンモータ６のファンを
ＯＦＦするようにしてある。
夏場で外気温度が４０度以上と高い場合はバッテリー
Ｂの保温も必要なくコントローラ１と電動機２がラジエ
ータ３でフル冷却される様にバルブＶ2 が開放される。
ここで、冷却パイプ５はバッテリーケースの冷却通路７
１と接続され循環路を形成するが通路抵抗が大きいので
バルブＶ2 を介した短絡回路で冷媒は流れ、バルブＶ1
とバルブＶ3は閉栓される。常温以下と比較的涼しくと
も、状況に応じて強制冷却する場合では、バルブの開
閉と同様でコントローラ１の入り口の水温センサＴ1
の値を検出し、その値が４５度付近、即ち電子部品の耐
熱を補償できる範囲で、強制冷却が不要となるためバル
ブＶ2 を開放してラジエータファンモータ６のファンを
ＯＦＦするようにしてある。
【００２４】更に、冬場で外気温度が５度程度まで下が
った場合ではバルブＶ1を開にしてラジエータ３をシ
ョートサーキットとして冷媒をポンプ４に戻す。
った場合ではバルブＶ1を開にしてラジエータ３をシ
ョートサーキットとして冷媒をポンプ４に戻す。
【００２５】この時ラジエータファンモータ６は、基本
的にはＯＦＦとなる。但し、入り口水温センサＴ1が６
５度以上になればバルブＶ1が閉となり冷媒はラジエー
タ３に循環される。この時ファンモータ６はＯＮとな
る。更に外気温が下がった時点ではバルブＶ2を閉じ
バルブＶ3を開いて電動機２からの温水をヒータ８に流
しポンプ４に循環させる。この場合も水温センサＴ1 が
６５度以上になったらバルブＶ2 を開いて一部の冷媒を
ラジエータ３に循環し水温を下げてポンプ４へ戻す。こ
の時も図５に示すようにＴ1 ≧６５度の時にはラジエー
タファンモータ６をＯＮする。
的にはＯＦＦとなる。但し、入り口水温センサＴ1が６
５度以上になればバルブＶ1が閉となり冷媒はラジエー
タ３に循環される。この時ファンモータ６はＯＮとな
る。更に外気温が下がった時点ではバルブＶ2を閉じ
バルブＶ3を開いて電動機２からの温水をヒータ８に流
しポンプ４に循環させる。この場合も水温センサＴ1 が
６５度以上になったらバルブＶ2 を開いて一部の冷媒を
ラジエータ３に循環し水温を下げてポンプ４へ戻す。こ
の時も図５に示すようにＴ1 ≧６５度の時にはラジエー
タファンモータ６をＯＮする。
【００２６】更に外気温度が下がってではバルブＶ1
を開，バルブＶ2 を閉，バルブＶ3を開にして電動機２
からの温水をバッテリーケースの冷却通路７１に通して
循環し、規定温度まで上昇した時点でバルブＶ1 を閉に
してラジエータ３に冷媒を循環させる。これを繰り返す
ことにより省エネルギーで効率的に冷，暖房される。上
記パターンの外気温度に対する順序はバッテリ
ー，ヒータとの容量により順序は異なる。
を開，バルブＶ2 を閉，バルブＶ3を開にして電動機２
からの温水をバッテリーケースの冷却通路７１に通して
循環し、規定温度まで上昇した時点でバルブＶ1 を閉に
してラジエータ３に冷媒を循環させる。これを繰り返す
ことにより省エネルギーで効率的に冷，暖房される。上
記パターンの外気温度に対する順序はバッテリ
ー，ヒータとの容量により順序は異なる。
【００２７】図３は表１を水路主体にフローで示したも
ので、その流れ方を〜で示してある。
ので、その流れ方を〜で示してある。
【００２８】図４には外気温センサ値（Ｔa）の変化時
のラジエータファンモータ６のＯＮ,ＯＦＦ制御及び電
気式ポンプ４の流量制御及びコントローラ入り口水温セ
ンサ値(Ｔ1）の状態を示しているが、循環流量ＧW は、
例えば最大３０リットル／minとし低外気温時にその流
量を５リットル／min 程度に低減させることを示してい
る。
のラジエータファンモータ６のＯＮ,ＯＦＦ制御及び電
気式ポンプ４の流量制御及びコントローラ入り口水温セ
ンサ値(Ｔ1）の状態を示しているが、循環流量ＧW は、
例えば最大３０リットル／minとし低外気温時にその流
量を５リットル／min 程度に低減させることを示してい
る。
【００２９】図５はこれら冷却システムの制御フローを
示したものでここで示す値は一例でシステムの大小によ
り多少異なる。
示したものでここで示す値は一例でシステムの大小によ
り多少異なる。
【００３０】始動スイッチがＯＦＦの状態ではタイマー
クリアし、ラジエータファンモータ６をＯＦＦし、ポン
プ４をＯＦＦにする。
クリアし、ラジエータファンモータ６をＯＦＦし、ポン
プ４をＯＦＦにする。
【００３１】始動スイッチがＯＮの状態ではタイマーカ
ウントアップし、外気温センサ値（Ｔa ）が所定の外気
温度値２０度付近より大きいとき、ポンプ４をＯＮに
し、最大である所定値３０リットル／min の流量を循環
させ、又同時にラジエータファンモータ６をＯＮし、水
温センサ値（Ｔ1）を下げる。（のパターン） 外気温センサ値（Ｔa ）が所定の外気温度値５度より大
きいとき、ポンプ４をＯＮにし最大である所定値３０リ
ットル／min の流量を循環させ、水温センサ値(Ｔ1）が
所定値４５度より大きいとき、ラジエータファンモータ
６をＯＮし水温センサ値(Ｔ1）を下げる。その後前記水
温センサ値が所定値４５度より小さくなったときにはラ
ジエータファンモータ６をＯＦＦにし消費電力の消費を
抑える。（のパターン） 又、外気温センサ値（Ｔa ）が所定の外気温度値５度よ
り小さいとき、ポンプ４をＯＮにし循環流量を最小の所
定値５リットル／minにし、水温センサ値(Ｔ１）が所定
の値６５度より大きいときには、ラジエータファンモー
タ６をＯＮし水温センサ値（Ｔ１）を下げる。その後前
記水温センサ値（Ｔ1）が所定値６５度より小さくなっ
たらラジエータファンモータ６をＯＦＦにし水温センサ
値を上げ温度の高い冷却水を他の回路に利用して熱利用
を図る。（のパターン） 上記何れのパターンの場合にも所定の値にはいくらかの
デファレンシャルを設けラジエータファンモータ６のＯ
Ｎ−ＯＦＦ切り換え頻度を低減させている。これは循環
流量の場合も同様である。
ウントアップし、外気温センサ値（Ｔa ）が所定の外気
温度値２０度付近より大きいとき、ポンプ４をＯＮに
し、最大である所定値３０リットル／min の流量を循環
させ、又同時にラジエータファンモータ６をＯＮし、水
温センサ値（Ｔ1）を下げる。（のパターン） 外気温センサ値（Ｔa ）が所定の外気温度値５度より大
きいとき、ポンプ４をＯＮにし最大である所定値３０リ
ットル／min の流量を循環させ、水温センサ値(Ｔ1）が
所定値４５度より大きいとき、ラジエータファンモータ
６をＯＮし水温センサ値(Ｔ1）を下げる。その後前記水
温センサ値が所定値４５度より小さくなったときにはラ
ジエータファンモータ６をＯＦＦにし消費電力の消費を
抑える。（のパターン） 又、外気温センサ値（Ｔa ）が所定の外気温度値５度よ
り小さいとき、ポンプ４をＯＮにし循環流量を最小の所
定値５リットル／minにし、水温センサ値(Ｔ１）が所定
の値６５度より大きいときには、ラジエータファンモー
タ６をＯＮし水温センサ値（Ｔ１）を下げる。その後前
記水温センサ値（Ｔ1）が所定値６５度より小さくなっ
たらラジエータファンモータ６をＯＦＦにし水温センサ
値を上げ温度の高い冷却水を他の回路に利用して熱利用
を図る。（のパターン） 上記何れのパターンの場合にも所定の値にはいくらかの
デファレンシャルを設けラジエータファンモータ６のＯ
Ｎ−ＯＦＦ切り換え頻度を低減させている。これは循環
流量の場合も同様である。
【００３２】本発明の冷却システムによれば水冷式は空
冷式に比較してスペースが小さく（５％），重量低減
（１０％），メンテナンス良好（エアクリーナ目詰
り），廃熱利用大，レイアウト性が良好等トータル的に
非常にすぐれている。又ラジエータファンモータ，電気
式ポンプの省エネ及びヒータ補助機能，バッテリー性能
向上等の廃熱利用効果大である。
冷式に比較してスペースが小さく（５％），重量低減
（１０％），メンテナンス良好（エアクリーナ目詰
り），廃熱利用大，レイアウト性が良好等トータル的に
非常にすぐれている。又ラジエータファンモータ，電気
式ポンプの省エネ及びヒータ補助機能，バッテリー性能
向上等の廃熱利用効果大である。
【００３３】図６，図７，図８にコントローラ１の主要
部品であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Ｂipolar)１０
を、ＩＧＢＴ取付板１１（Ｕ相），ＩＧＢＴ取付板１２
（Ｖ相），ＩＧＢＴ取付板１３（Ｗ相）にそれぞれ複数
個取付ネジ１４で取付けた状態を示す。このＩＧＢＴは
冷却板１５を図６に示す様に接合ネジ１６で取付け、前
記ＩＧＢＴ取付板１１，１２，１３が冷却板１５に密着
するようにしてある。そして冷却板１５には冷却パイプ
１７が接合されて前記冷却板を冷却する。図９は、ＩＧ
ＢＴ取付板１１，１２，１３と冷却板１５の取付け状態
を示したもので冷却板１５に接合ネジ１６で取付けられ
る。また、ＩＧＢＴ取付板に取付けられているＩＧＢＴ
１０は取付ネジ１４で締付けられており、その下部の冷
却板には取付ネジ１４の逃げ穴が複数個設けられてい
る。
部品であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Ｂipolar)１０
を、ＩＧＢＴ取付板１１（Ｕ相），ＩＧＢＴ取付板１２
（Ｖ相），ＩＧＢＴ取付板１３（Ｗ相）にそれぞれ複数
個取付ネジ１４で取付けた状態を示す。このＩＧＢＴは
冷却板１５を図６に示す様に接合ネジ１６で取付け、前
記ＩＧＢＴ取付板１１，１２，１３が冷却板１５に密着
するようにしてある。そして冷却板１５には冷却パイプ
１７が接合されて前記冷却板を冷却する。図９は、ＩＧ
ＢＴ取付板１１，１２，１３と冷却板１５の取付け状態
を示したもので冷却板１５に接合ネジ１６で取付けられ
る。また、ＩＧＢＴ取付板に取付けられているＩＧＢＴ
１０は取付ネジ１４で締付けられており、その下部の冷
却板には取付ネジ１４の逃げ穴が複数個設けられてい
る。
【００３４】尚、ＩＧＢＴ１０を冷却板１５にダイレク
トに取付ネジ１４で締付ければ、一段と冷却性を向上さ
せることができる。
トに取付ネジ１４で締付ければ、一段と冷却性を向上さ
せることができる。
【００３５】又、冷却パイプ１７は取付ネジ１６のネジ
に干渉しない様に配置されている。図１０は冷却板１５
に接合されている冷却パイプ１７の形状及び配列を示し
たもので、パイプは図１０（ｂ）Ａ−Ａ断面の様に楕円
に成形され、その長円が冷却板１５に接合して接触面積
を拡大している。又、冷却パイプ１７の配列は取付ネジ
１４の干渉をさけながら蛇行してそのパイプ長を大きく
し冷却パイプとの接触面積を拡大せしめている。
に干渉しない様に配置されている。図１０は冷却板１５
に接合されている冷却パイプ１７の形状及び配列を示し
たもので、パイプは図１０（ｂ）Ａ−Ａ断面の様に楕円
に成形され、その長円が冷却板１５に接合して接触面積
を拡大している。又、冷却パイプ１７の配列は取付ネジ
１４の干渉をさけながら蛇行してそのパイプ長を大きく
し冷却パイプとの接触面積を拡大せしめている。
【００３６】図１１は冷却パイプ１７の圧損を低減させ
るために冷却パイプ１７ａ，１７ｂに２パス化して、各
パイプを平行して配列させたもので、これにより冷却板
全面が冷却パイプにより冷却される事になる。冷却パイ
プ１７ａ，１７ｂはディストリビュータ１８により接合
して、入口パイプ１９ａ，出口パイプ１９ｂに接続され
る。
るために冷却パイプ１７ａ，１７ｂに２パス化して、各
パイプを平行して配列させたもので、これにより冷却板
全面が冷却パイプにより冷却される事になる。冷却パイ
プ１７ａ，１７ｂはディストリビュータ１８により接合
して、入口パイプ１９ａ，出口パイプ１９ｂに接続され
る。
【００３７】図１２，図１３，図１４は、さらに圧力損
失を低減させるとともに冷却伝熱面積を拡大するために
多数のパスを有する冷却チューブ１９（例えば押出し成
形）にＩＧＢＴ１０の取付ネジ穴２０を設けるとともに
冷却チューブ１９の両端に入口側ヘッダ２１，出口側ヘ
ッダ２２を設け、各ヘッダには入口パイプ２３，出口パ
イプ２４が接続される。これにより、冷却伝熱面積が冷
却パイプに比較して４倍に増大するとともに圧力損失が
１／５に低減でき、大幅な性能向上がはかれる。又、冷
却チューブそのものがかなりの強体となり、その他の部
品を取付けるベースにもなりうる。
失を低減させるとともに冷却伝熱面積を拡大するために
多数のパスを有する冷却チューブ１９（例えば押出し成
形）にＩＧＢＴ１０の取付ネジ穴２０を設けるとともに
冷却チューブ１９の両端に入口側ヘッダ２１，出口側ヘ
ッダ２２を設け、各ヘッダには入口パイプ２３，出口パ
イプ２４が接続される。これにより、冷却伝熱面積が冷
却パイプに比較して４倍に増大するとともに圧力損失が
１／５に低減でき、大幅な性能向上がはかれる。又、冷
却チューブそのものがかなりの強体となり、その他の部
品を取付けるベースにもなりうる。
【００３８】冷却チューブ１９は図１４の様に断面矩形
で複数の通路２５を有している。
で複数の通路２５を有している。
【００３９】図１５は出口パイプ２４と出口ヘッダ２２
の接合部にスペーサ２６で、気密，耐圧を維持できる構
造を示したものである。
の接合部にスペーサ２６で、気密，耐圧を維持できる構
造を示したものである。
【００４０】図１６はスペーサ２６を省いて出口パイプ
２４を拡管により出口ヘッダ２２と接合した状態を示し
たものである。
２４を拡管により出口ヘッダ２２と接合した状態を示し
たものである。
【００４１】図１７以降は電動機の冷却を示す。図１
７，図１８において、誘導電動機は交流電力を受け回転
磁界を発生する固定子３１，回転磁界により回転させら
れる回転子３２，回転子を支持する軸３３，軸を支持す
る軸受け３４，軸受けを支持するブラケット３５から構
成される。前記固定子外周には別途製作され、冷媒用通
路を形成した外輪３６が取付けられている。
７，図１８において、誘導電動機は交流電力を受け回転
磁界を発生する固定子３１，回転磁界により回転させら
れる回転子３２，回転子を支持する軸３３，軸を支持す
る軸受け３４，軸受けを支持するブラケット３５から構
成される。前記固定子外周には別途製作され、冷媒用通
路を形成した外輪３６が取付けられている。
【００４２】前記外輪３６は板状の引き抜き加工材を固
定子外周寸法に合わせて丸めたもので冷媒通路を環状に
形成している。
定子外周寸法に合わせて丸めたもので冷媒通路を環状に
形成している。
【００４３】前記外輪３６の固定子３１への取付けは圧
入とする。これにより外輪３６と固定子３１は密着させ
ることができ、熱伝導性が良くなり冷却効果が向上す
る。また、外輪の材質はアルミや銅などの固定子に使わ
れる電磁鋼板より軟らかい材質のものを使用することが
効果的である。これは、外輪を固定子へ圧入する際の圧
入力により外輪が歪み固定子への密着度を高める効果が
ある。さらに、図１９のように固定子３１の外周に細か
な凹凸を形成し外輪３６を圧入することにより固定子外
周を外輪に食い込ませることでさらに密着度を上昇させ
ることができ、かつ、接触面積を大きくすることが可能
となる。
入とする。これにより外輪３６と固定子３１は密着させ
ることができ、熱伝導性が良くなり冷却効果が向上す
る。また、外輪の材質はアルミや銅などの固定子に使わ
れる電磁鋼板より軟らかい材質のものを使用することが
効果的である。これは、外輪を固定子へ圧入する際の圧
入力により外輪が歪み固定子への密着度を高める効果が
ある。さらに、図１９のように固定子３１の外周に細か
な凹凸を形成し外輪３６を圧入することにより固定子外
周を外輪に食い込ませることでさらに密着度を上昇させ
ることができ、かつ、接触面積を大きくすることが可能
となる。
【００４４】図２０に示すように外輪３６に軸方向の分
割面を設け、この分割面の幅をネジなどの機構３６ｃに
より変化可能な構造とすることにより、外輪３６の固定
子接触面の寸法をラフに設定することができる上、簡単
な構造で密着性を向上させることが可能となる。
割面を設け、この分割面の幅をネジなどの機構３６ｃに
より変化可能な構造とすることにより、外輪３６の固定
子接触面の寸法をラフに設定することができる上、簡単
な構造で密着性を向上させることが可能となる。
【００４５】図２１に外輪３６の一実施例を示す。本図
の外輪へ形成される通路は１つの入り口３６ａから分配
部３６ｄを通り平行に形成される通路３６ｂへ分配さ
れ、出口前の集合部で１つにまとめられる構造となって
いる。これにより、冷媒の通路抵抗を低くすることがで
き、冷媒と通路の接触面積を大きく取ることができるた
め効率よく冷却することが可能となる。
の外輪へ形成される通路は１つの入り口３６ａから分配
部３６ｄを通り平行に形成される通路３６ｂへ分配さ
れ、出口前の集合部で１つにまとめられる構造となって
いる。これにより、冷媒の通路抵抗を低くすることがで
き、冷媒と通路の接触面積を大きく取ることができるた
め効率よく冷却することが可能となる。
【００４６】冷媒の通路抵抗をあまり考慮しなくても良
い場合には、固定子の外周へ直接螺旋状もしくはジグザ
グに通路管を巻き付ける方法が考えられる。この場合の
通路管は、楕円または四角形が有効であろう。管を固定
子へ取付けた場合にはどうしても隙間を生じるため、こ
の隙間には熱伝導の良い樹脂３６ｅなどを充填する必要
がある。また、管をあらかじめ螺旋状，ジグザグ状に整
形し、管の固定子との接触面の内径を固定子外周より小
さくしておけば組立後の密着性が良くなり良好な冷却性
能が得られる。
い場合には、固定子の外周へ直接螺旋状もしくはジグザ
グに通路管を巻き付ける方法が考えられる。この場合の
通路管は、楕円または四角形が有効であろう。管を固定
子へ取付けた場合にはどうしても隙間を生じるため、こ
の隙間には熱伝導の良い樹脂３６ｅなどを充填する必要
がある。また、管をあらかじめ螺旋状，ジグザグ状に整
形し、管の固定子との接触面の内径を固定子外周より小
さくしておけば組立後の密着性が良くなり良好な冷却性
能が得られる。
【００４７】以上、本発明を上記実施例により説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
それらが本発明の範囲に含まれることは容易に推測され
るところである。
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
それらが本発明の範囲に含まれることは容易に推測され
るところである。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、冷却媒体を不凍液とし
コントローラ及び電動機に強制循環しているので、季節
に関係なく安定した冷却が可能な電気自動車の冷却シス
テムが得られる。
コントローラ及び電動機に強制循環しているので、季節
に関係なく安定した冷却が可能な電気自動車の冷却シス
テムが得られる。
【００４９】又、電動機あるいはコントローラより発生
する熱量の有効利用により車室内暖房の補助及びバッテ
リー保温によるバッテリー特性の低減抑制ができる効果
がある。
する熱量の有効利用により車室内暖房の補助及びバッテ
リー保温によるバッテリー特性の低減抑制ができる効果
がある。
【００５０】更には、構造を簡単にして効果的に電動機
あるいはコントローラを冷却できる効果がある。
あるいはコントローラを冷却できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における水冷システムの概略
図。
図。
【図２】本発明の他の実施例における水冷システムの概
略図。
略図。
【図３】本発明の実施例における冷却水路のフロー図。
【図４】本発明に用いられるコントローラ入り口センサ
（Ｔ1）の温度状態図。
（Ｔ1）の温度状態図。
【図５】本発明の実施例における制御フロー図。
【図６】同コントローラの平面図。
【図７】図６の側面図。
【図８】図６の下面図。
【図９】本発明の実施例における冷却パイプの配置図及
び断面図。
び断面図。
【図１０】本発明の他の実施例における冷却パイプの配
置図及び断面図。
置図及び断面図。
【図１１】本発明の更に他の実施例における冷却パイプ
の配置図。
の配置図。
【図１２】本発明の更に他の実施例における冷却パイプ
の配置図。
の配置図。
【図１３】図１２の右側面図。
【図１４】図１２の一部断面図。
【図１５】図１２の要部拡大断面図。
【図１６】図１２の他の実施例における要部拡大断面
図。
図。
【図１７】本発明に用いられる電動機の側面図。
【図１８】図１７の半縦断面図。
【図１９】図１７の固定子部分の側面図。
【図２０】図１７の固定子部品の側面図。
【図２１】図１７の他の実施例における固定子部品の正
面図及び側面図。
面図及び側面図。
１…コントローラ、２…電動機、３…ラジエータ、４…
電気式ポンプ、６…ラジエータファンモータ、８…ヒー
タ、７…バッテリー、Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 …開閉バルブ、
（Ｔ1）…コントローラ入り口水温センサ、（Ｔa）…外
気温センサ。
電気式ポンプ、６…ラジエータファンモータ、８…ヒー
タ、７…バッテリー、Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 …開閉バルブ、
（Ｔ1）…コントローラ入り口水温センサ、（Ｔa）…外
気温センサ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小泉 修
茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会
社 日立製作所 自動車機器事業部内
(72)発明者 濱野 宏
茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会
社 日立製作所 自動車機器事業部内
(56)参考文献 特開 平４−325806（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−275492（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−73908（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−255266（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−74270（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−129929（ＪＰ，Ａ)
実開 昭48−108304（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−94808（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−71564（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−122595（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−14422（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭64−52296（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−35368（ＪＰ，Ｕ)
国際公開91／017902（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 11/02
B60K 1/04
B60L 15/20
H02K 9/19
H05K 7/20
H01M 10/50
Claims (15)
- 【請求項１】 駆動力を発生する電動機、及び該電動機を
制御するコントローラを有すると共に、前記電動機の前
記駆動力によって駆動される電気自動車に備えられたも
のであって、 冷却媒体を冷却するラジエータと、 前記冷却媒体を循環するポンプとを有すると共に、 前記ラジエータによって冷却された冷却媒体を前記ポン
プで循環し、その冷却媒体で前記コントローラを冷却
し、前記コントローラを冷却した冷却媒体で前記電動機
を冷却するように主冷却回路が構成されていることを特
徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電気自動車の冷却システ
ムにおいて、 外気温度が所定値よりも小さく、前記ラジエータのファ
ンモータを駆動させている状態で、前記コントローラに
循環される冷却媒体の温度が所定値よりも小さくなった
場合には前記ファンモータの駆動を停止させることを特
徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項３】 請求項１に記載の電気自動車の冷却システ
ムにおいて、 外気温度が所定値よりも大きくなった場合には、前記ポ
ンプによって循環される前記冷却媒体の流量を最大にす
ることを特徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項４】 駆動力を発生する電動機、該電動機を制御
するコントローラ及びバッテリーを有すると共に、前記
電動機の前記駆動力によって駆動される電気自動車に備
えられたものであって、 冷却媒体を冷却するラジエータと、 前記冷却媒体を循環するポンプとを有すると共に、 前記ラジエータによって冷却された冷却媒体を前記ポン
プで循環し、その冷却媒体で前記コントローラを冷却
し、前記コントローラを冷却した冷却媒体で前記電動機
を冷却するように主冷却回路が構成され、 該主冷却回路には、前記電動機を冷却した冷却媒体を前
記ポンプに循環させる循環回路、前記電動機を冷却した
冷却媒体を前記バッテリーに循環させるバッテリー循環
回路、及び前記電動機を冷却した冷却媒体を、ヒータを
介して前記ポンプに循環させるヒータ循環回路が並設さ
れていることを特徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項５】 請求項４に記載の電気自動車の冷却システ
ムにおいて、 外気温度が所定値よりも小さい場合には、前記電動機を
冷却した冷却媒体を前記循環回路に循環させ、 前記電動機を冷却した冷却媒体を前記循環回路に循環さ
せたときよりも前記外気温度がさらに小さい場合には、
前記電動機を冷却した冷却媒体を前記ヒータ循環回路に
循環させ、 前記電動機を冷却した冷却媒体を前記ヒータ循環回路に
循環させたときよりも前記外気温度がさらに小さい場合
には、前記電動機を冷却した冷却媒体を前記バッテリー
循環回路に循環させることを特徴とする電気自動車の冷
却システム。 - 【請求項６】 請求項５に記載の電気自動車の冷却システ
ムにおいて、 前記外気温度が前記所定値よりも小さい場合には、前記
ポンプによって循環される前記冷却媒体の流量を最小に
することを特徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項７】 請求項４に記載の電気自動車の冷却システ
ムにおいて、 前記電動機を冷却した冷却媒体を前記循環回路に循環さ
せている状態で、外気温度が所定値よりも大きくなった
場合には、前記電動機を冷却した冷却媒体を前記ラジエ
ータ側に循環させることを特徴とする電気自動車の冷却
システム。 - 【請求項８】 請求項４に記載の電気自動車の冷却システ
ムにおいて、 前記電動機を冷却した冷却媒体を前記循環回路に循環さ
せている状態で、前記コントローラに循環される冷却媒
体の温度が所定値よりも大きくなった場合には、前記電
動機を冷却した冷却媒体を前記ラジエータ側に循環させ
ることを特徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項９】 請求項７又は８に記載の電気自動車の冷却
システムにおいて、 前記電動機を冷却した冷却媒体を前記ラジエータ側に循
環させる場合には、前記ポンプによって循環される前記
冷却媒体の流量を最大にすると共に、 前記コントローラに循環される冷却媒体の温度が所定値
よりも大きい場合には前記ラジエータのファンモータを
駆動させ、 前記コントローラに循環される冷却媒体の温度が所定値
よりも小さい場合には前記ファンモータの駆動を停止さ
せることを特徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれかに記載の電気
自動車の冷却システムにおいて、 前記コントローラは、前記冷却媒体で冷却される冷却板
に半導体部品を取付けたものであることを特徴とする電
気自動車の冷却システム。 - 【請求項１１】 請求項１乃至９のいずれかに記載の電気
自動車の冷却システムにおいて、 前記電動機は、前記冷却媒体を循環させるための通路が
固定子の外周に設けられたものであることを特徴とする
電気自動車の冷却システム。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の電気自動車の冷却シ
ステムにおいて、 前記通路は、前記固定子の外周に圧入される外輪に形成
されており、 前記外輪の材質は、前記固定子を構成する固定子鉄心よ
りも軟質であることを特徴とする電気自動車の冷却シス
テム。 - 【請求項１３】請求項１１に記載の電気自動車の冷却シ
ステムにおいて、 前記固定子を構成する 固定子鉄心はその外周に凹凸が設
けられていることを特徴とする電気自動車の冷却システ
ム。 - 【請求項１４】請求項１１に記載の電気自動車の冷却シ
ステムにおいて、 前記外輪は軸方向に分割されており、 その分割面の幅は調整可能な構造になっていることを特
徴とする電気自動車の冷却システム。 - 【請求項１５】請求項１１に記載の電気自動車の冷却シ
ステムにおいて、 前記通路は、入口から入ってきた前記冷却媒体を、平行
する幾つかの通路へ分配すると共に、分配された前記冷
却媒体を出口で一つにまとめる構造のものであることを
特徴とする電気自動車の冷却システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24652393A JP3497873B2 (ja) | 1992-10-01 | 1993-10-01 | 電気自動車の冷却システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26338392 | 1992-10-01 | ||
| JP4-263383 | 1992-10-01 | ||
| JP24652393A JP3497873B2 (ja) | 1992-10-01 | 1993-10-01 | 電気自動車の冷却システム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003204220A Division JP3914901B2 (ja) | 1992-10-01 | 2003-07-31 | 電気自動車の冷却システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199139A JPH06199139A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3497873B2 true JP3497873B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=26537770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24652393A Expired - Fee Related JP3497873B2 (ja) | 1992-10-01 | 1993-10-01 | 電気自動車の冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3497873B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012091067A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業機の冷却システム |
| JP2013026577A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034438A1 (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-21 | Westinghouse Electric Corporation | Electrical vehicle propulsion system |
| JP3855382B2 (ja) * | 1997-08-06 | 2006-12-06 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
| JP4557756B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2010-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機の冷却装置およびその制御方法並びに冷却装置の起動時の異常判定方法 |
| JP2009126256A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Toyota Motor Corp | 車両の冷却装置 |
| JP2011178348A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Honda Motor Co Ltd | 車両用電源システム |
| US8704401B2 (en) | 2010-03-03 | 2014-04-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle electric power supply system |
| JP5548484B2 (ja) * | 2010-03-03 | 2014-07-16 | 本田技研工業株式会社 | 車両用電源システム |
| JP5973483B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2016-08-23 | 中国電力株式会社 | 閉鎖循環冷媒の冷却装置 |
| CN113661117B (zh) * | 2019-03-26 | 2022-09-02 | 本田技研工业株式会社 | 跨骑式电动车辆以及跨骑式电动车辆的控制方法 |
| WO2021009859A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 三菱電機株式会社 | モータ装置及びｅｇｒバルブ装置 |
| WO2021092550A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-14 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Cooling arrangements for battery-powered stand-alone motor unit |
| CN110884340A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-17 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 电力汽车整车热管理系统和电力汽车 |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP24652393A patent/JP3497873B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012091067A1 (ja) | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業機の冷却システム |
| US8639422B2 (en) | 2010-12-28 | 2014-01-28 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Cooling system for hybrid working machine |
| JP2013026577A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06199139A (ja) | 1994-07-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |