JP4285405B2 - Hybrid car - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッドタイプの自動車においてバッテリーを搭載するための構造に関し、ハーネス部分を含めて低コスト化、コンパクト化を図ったハイブリッド自動車に関する。   The present invention relates to a structure for mounting a battery in a hybrid-type vehicle, and relates to a hybrid vehicle that is reduced in cost and including a harness portion.

従来のハイブリッド自動車としては、例えば、特許文献1記載のものが公知である。   As a conventional hybrid vehicle, for example, the one described in Patent Document 1 is known.

特許文献1記載のものは、図10に示すように、自動車100の最後部のトランクルーム101には、高圧電流を発生する高電圧バッテリー102と、この高電圧バッテリー102の高圧直流電流を低圧直流電流に降圧して車載の電気機器類に供給するDC−DCコンバータ103とが搭載されている。車体前部のエンジンルーム104には、自動車を走行させるための駆動モーター105と、直流を交流に変換するインバータ106とが配置されている。インバータ106は前輪の車軸より車体前方に配置されている。インバータ106は、エンジン107に代えて駆動モーター105で自動車100を走行させるときに、永久磁石式交流同期型の駆動モーター105を回転させるために、前述の高電圧バッテリー102が発生する高圧直流電流を交流電流に変換して駆動モーター105に供給する。高電圧バッテリー102とインバータ106とは導線からなる給電用ハーネス108で接続され、この給電用ハーネス108は車体前部から車体後方部まで延びている。   As shown in FIG. 10, in the trunk room 101 at the rear of the automobile 100, a high-voltage battery 102 that generates a high-voltage current and a high-voltage DC current of the high-voltage battery 102 are converted into a low-voltage DC current. And a DC-DC converter 103 that steps down the voltage and supplies it to on-vehicle electrical equipment. A drive motor 105 for driving the automobile and an inverter 106 for converting direct current into alternating current are arranged in the engine room 104 at the front of the vehicle body. The inverter 106 is disposed in front of the vehicle body from the front wheel axle. The inverter 106 uses the high voltage direct current generated by the high voltage battery 102 to rotate the permanent magnet type AC synchronous drive motor 105 when the vehicle 100 is driven by the drive motor 105 instead of the engine 107. It is converted into an alternating current and supplied to the drive motor 105. The high voltage battery 102 and the inverter 106 are connected by a power supply harness 108 made of a conductive wire, and the power supply harness 108 extends from the front part of the vehicle body to the rear part of the vehicle body.

109はトランスミッション、110〜112は水冷ホースである。DC−DCコンバータ103及びインバータ106は小型化のために水冷ホース110〜112で冷却する方式を採用している。水冷ホース110は、駆動モータ105と高電圧バッテリー102及びDC−DCコンバータ103との間を接続し、水冷ホース111は駆動モータ105とインバータ106と間を接続し、水冷ホース112は高電圧バッテリー102及びDC−DCコンバータ103と駆動モータ105と間を接続し、これらの間に冷媒を循環させている。 109 is a transmission, and 110 to 112 are water-cooled hoses. The DC-DC converter 103 and the inverter 106 employ a method of cooling with water-cooled hoses 110 to 112 for miniaturization. The water cooling hose 110 connects between the drive motor 105 and the high voltage battery 102 and the DC-DC converter 103, the water cooling hose 111 connects between the drive motor 105 and the inverter 106, and the water cooling hose 112 connects to the high voltage battery. It connects between the 102 and the DC-DC converter 103 and the driving motor 105, and by circulating coolant between them.

しかしながら、上述のハイブリッド自動車の場合、空冷が一般的な高電圧バッテリー102と水冷が一般的なインバータ106とDC−DCコンバータ103とが混在して配置されているので、冷却効率としては悪く、又、車両前後方向に離間して配置されているので、冷媒を供給する水冷ホース110、112や給電用ハーネス108が長くなったり、冷媒や供給ホースの重量が増大したり、製造コストが増大する原因となる。 However, in the case of the hybrid vehicle described above, the high-voltage battery 102, which is generally air-cooled, and the inverter 106 and the DC-DC converter 103, which are generally water-cooled, are arranged in a mixed manner. The reason is that the water-cooled hoses 110 and 112 for supplying the refrigerant and the power supply harness 108 are long, the weight of the refrigerant and the supply hose is increased, and the manufacturing cost is increased. It becomes.

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、バッテリ、インバータ及びコンバータの冷却効率の向上、給電用ハーネス並びに冷却系統の重量軽減とコスト低減を目的とする。   The present invention has been made paying attention to such problems, and aims to improve the cooling efficiency of the battery, the inverter and the converter, reduce the weight of the power supply harness and the cooling system, and reduce the cost.

上記の課題を解決するために、本発明のハイブリッド自動車は、走行用の交流型の駆動モータと、該駆動モータに駆動用の交流電流を供給するインバータと、該インバータに前記駆動モータを駆動するために高圧直流電流を給電する高電圧バッテリーと、該高電圧バッテリーの発生する高圧直流電流を低圧直流電流に変換して車載電気機器に給電するコンバータとを備えたハイブリッド自動車において、前記インバータと前記コンバータとを第1ユニットとして構成し、前記高電圧バッテリーを第2ユニットとしてそれぞれ構成し、前記第1ユニットと前記第2ユニットを近接させて搭載すると共に、前記第1ユニットに前記インバータと前記コンバータとを共通に冷却する液体冷却系統を設け、前記第2ユニットに前記高電圧バッテリーを冷却する空気冷却系統を設け、前記第2ユニットの空気冷却の経路における空気の経路断面積が上流から下流に向かうに従って大きくなるように設定し、前記高電圧バッテリーを構成するバッテリーエレメントの積層する高さが流路の上流から下流に向かって高くなるように、前記バッテリーエレメントを階段状に積層したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a hybrid vehicle of the present invention includes a driving AC type driving motor, an inverter that supplies driving AC current to the driving motor, and the inverter driving the driving motor. A hybrid vehicle comprising a high-voltage battery for supplying high-voltage direct current and a converter for converting the high-voltage direct-current generated by the high-voltage battery into low-voltage direct current and supplying electric power to an on-vehicle electric device. The converter is configured as a first unit, the high-voltage battery is configured as a second unit, the first unit and the second unit are mounted close to each other, and the inverter and the converter are mounted on the first unit. And a liquid cooling system that cools the high voltage battery to the second unit. An air cooling system to be rejected, and the air cross-sectional area of the air cooling path of the second unit is set so as to increase from upstream to downstream, and the battery elements constituting the high-voltage battery are stacked. The battery elements are stacked stepwise so that the height increases from upstream to downstream of the flow path .

本発明にかかるハイブリッド自動車は、インバータとコンバータとを1ユニット化して第1ユニットとし、高電圧バッテリーを第2ユニットとして、近接して配置し、前記第1ユニットと前記第2ユニットの冷却方法を異ならせたので、各ユニットの冷却効率が向上し、給電用ハーネスの短縮化が可能となり、重量軽減と抵抗値軽減によって、高電圧バッテリーやインバータ或いはコンバータ等の小型化を促進できる。   In the hybrid vehicle according to the present invention, the inverter and the converter are integrated into one unit to be the first unit, the high voltage battery is disposed as the second unit, and the cooling method for the first unit and the second unit is provided. Since they are different, the cooling efficiency of each unit is improved, the power supply harness can be shortened, and the size reduction of the high voltage battery, the inverter, the converter, etc. can be promoted by reducing the weight and the resistance value.

以下、本発明の実施の形態にかかるハイブリッド自動車を図面に基づいて説明する。図1ハイブリッド自動車の平面的な配置構成を模式的に示し、図2はフロアの下部のインバータユニット8と高電圧バッテリー9の配置構成を示す。図3はインバータユニット8の車体前後方向の縦断面構成を示し、図4は高電圧バッテリー9の車体前後方向の縦断面構成を示す。さらに、図5はインバータユニット8と高電圧バッテリー9の車幅方向の縦断面構成を示し、図6はインバータユニット8と高電圧バッテリー9を搭載するパネル34、35及びそれらの周辺構造を示す。図1の左右方向が車体前後方向であり、上下方向が車幅方向となる。図1の符号Fはハイブリッド自動車1の前方向を示し、符号Rはハイブリッド自動車1の後方向を示す。 Hereinafter, a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1 is a planar arrangement of a hybrid vehicle schematically illustrated, Figure 2 shows an inverter unit 8 of the lower floor arrangement of a high-voltage battery 9. 3 shows a longitudinal sectional configuration of the inverter unit 8 in the longitudinal direction of the vehicle body, and FIG. 4 shows a longitudinal sectional configuration of the high voltage battery 9 in the longitudinal direction of the vehicle body. 5 shows a longitudinal sectional configuration of the inverter unit 8 and the high voltage battery 9 in the vehicle width direction, and FIG. 6 shows panels 34 and 35 on which the inverter unit 8 and the high voltage battery 9 are mounted and their peripheral structures. The left-right direction in FIG. 1 is the vehicle body front-rear direction, and the vertical direction is the vehicle width direction. 1 indicates the forward direction of the hybrid vehicle 1, and R indicates the backward direction of the hybrid vehicle 1.

図1に示すように、ハイブリッド自動車1のエンジン2は車両前部のエンジンルーム4内に配設されており、エンジン2の後端部に永久磁石式交流同期型モータからなる駆動モータ3が接続されている。駆動モータ3の後端部にはトランスミッション5が接続されている。トランスミッション5には、エンジン2若しくは駆動モータ3の駆動力か、又は、エンジン2及び駆動モータ3の駆動力が発進や加速時或いは走行時等において選択的に入力される。トランスミッション5の駆動力はプロペラシャフト6を介して後差動歯車7に伝達され、後輪が駆動される。   As shown in FIG. 1, the engine 2 of the hybrid vehicle 1 is disposed in an engine room 4 at the front of the vehicle, and a drive motor 3 composed of a permanent magnet AC synchronous motor is connected to the rear end of the engine 2. Has been. A transmission 5 is connected to the rear end of the drive motor 3. The driving force of the engine 2 or the driving motor 3 or the driving force of the engine 2 and the driving motor 3 is selectively input to the transmission 5 at the time of starting, accelerating or traveling. The driving force of the transmission 5 is transmitted to the rear differential gear 7 via the propeller shaft 6 to drive the rear wheels.

図1、図2、図5に示すように、ハイブリッド自動車1のフロアの中央部近傍には、請求項における第1ユニットに該当するインバータユニット8と、請求項における第2ユニットに該当する高電圧バッテリー9が、近接して並列的に搭載されている。駆動モータ3に電力を供給するインバータユニット8と高電圧バッテリー9は、冷却方式が異なっており、それぞれ分離して前後の車軸間に配設されている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 5, an inverter unit 8 corresponding to the first unit in the claims and a high voltage corresponding to the second unit in the claims are provided near the center of the floor of the hybrid vehicle 1. A battery 9 is mounted in parallel in close proximity. The inverter unit 8 that supplies power to the drive motor 3 and the high-voltage battery 9 are different in cooling method, and are separately disposed between the front and rear axles.

図1、図2、図5に示すように、インバータユニット8と高電圧バッテリー9は、前輪の車軸と後輪の車軸の間であって、車体中央部において車体全長方向に延びるプロペラシャフト6の左右に配設されている。すなわち、インバータユニット8と高電圧バッテリー9は、プロペラシャフト6を中心として車幅方向に分けて互いに近接した位置に配備される。乗員の運転席下方には車幅方向に方向に延びるセカンドクロスメンバ31が接合され(図5参照)、このセカンドクロスメンバ31の下方近傍部位にインバータユニット8と高電圧バッテリー9が搭載される。   As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the inverter unit 8 and the high-voltage battery 9 are provided between a front wheel axle and a rear wheel axle, and a propeller shaft 6 that extends in the vehicle body length direction at the center of the vehicle body. It is arranged on the left and right. That is, the inverter unit 8 and the high-voltage battery 9 are arranged at positions close to each other in the vehicle width direction around the propeller shaft 6. A second cross member 31 extending in the vehicle width direction is joined to the lower part of the driver's seat (see FIG. 5), and the inverter unit 8 and the high voltage battery 9 are mounted near the lower part of the second cross member 31.

インバータユニット8と高電圧バッテリー9は、給電用ハーネス27によって接続されている。給電用ハーネス27は、車幅方向に延びる筒状の補強部材29(図2参照)の中に収納されている。補強部材29は、図5に示すように、フロアフロントセンタ28内を車幅方向に貫通し、プロペラシャフト6の下方を通り、セカンドクロスメンバ31と車両長手方向において同位置に配置される。プロペラシャフト6は車体前後方向に延びるフロアフロントセンタ28内に収納されている。インバータユニット8と駆動モータ3は、電源ケーブル32(図1参照)によって接続され、フロントフロアパネル30の下側に配線されている。   The inverter unit 8 and the high voltage battery 9 are connected by a power supply harness 27. The power supply harness 27 is housed in a cylindrical reinforcing member 29 (see FIG. 2) extending in the vehicle width direction. As shown in FIG. 5, the reinforcing member 29 passes through the floor front center 28 in the vehicle width direction, passes below the propeller shaft 6, and is disposed at the same position as the second cross member 31 in the vehicle longitudinal direction. The propeller shaft 6 is housed in a floor front center 28 that extends in the longitudinal direction of the vehicle body. The inverter unit 8 and the drive motor 3 are connected by a power cable 32 (see FIG. 1) and wired below the front floor panel 30.

インバータユニット8は、図1、図2に示すように、インバータ10と、DC−DCコンバータ11とで構成される。インバータ10と、DC−DCコンバータ11は液体冷媒で冷却される。インバータユニット8は、前後の車軸の間であってプロペラシャフト6の左右何れか一方に配置され、前席乗員のフロア下から燃料タンク前の部位までの位置に設けられている。   As illustrated in FIGS. 1 and 2, the inverter unit 8 includes an inverter 10 and a DC-DC converter 11. The inverter 10 and the DC-DC converter 11 are cooled with a liquid refrigerant. The inverter unit 8 is disposed between the front and rear axles and on either the left or right side of the propeller shaft 6 and is provided at a position from the lower floor of the front seat occupant to the portion in front of the fuel tank.

図2はインバータユニット8の冷却経路を示す。インバータユニット8の前方には、放熱器とポンプを備えた水冷システム12が配置される。インバータユニット8のインバータ10とDC−DCコンバータ11は、水冷システム12から循環して送られてくる液体冷媒(水及び不凍液等の水溶液)によって水冷方式で冷却され、駆動モータ3はインバータユニット8と同様に水を液体冷媒として冷却される。水冷システム12から水冷ホース13を通してインバータユニット8に送られる液体冷媒は、インバータユニット8を冷却した後に、インバータユニット8から出て水冷ホース14を介して駆動モータ3に入り、駆動モータ3を冷却した後に、水冷ホース15を介して水冷システム12に戻るように、循環する。水冷システム12は、後述する配管16a、16bを通って送られるエアコンの冷媒によって、冷却される。 FIG. 2 shows a cooling path of the inverter unit 8. A water cooling system 12 including a radiator and a pump is disposed in front of the inverter unit 8. The inverter 10 and the DC-DC converter 11 of the inverter unit 8 are cooled by a liquid cooling system (an aqueous solution such as water and antifreeze liquid) circulated from the water cooling system 12 and the drive motor 3 is connected to the inverter unit 8. Similarly, water is cooled as a liquid refrigerant. The liquid refrigerant sent from the water cooling system 12 to the inverter unit 8 through the water cooling hose 13 cools the inverter unit 8 and then exits from the inverter unit 8 and enters the drive motor 3 via the water cooling hose 14 to cool the drive motor 3. Later, it circulates back to the water cooling system 12 via the water cooling hose 15. The water cooling system 12 is cooled by a refrigerant of an air conditioner sent through pipes 16a and 16b described later.

図3は、インバータユニット8の車体前後方向の縦断面構造を示す。インバータユニット8の上部にはカバー44が設けられている。カバー44は上に凸の形状を有し、下の縁にフランジ46を有する。カバー44は、フランジ46を介して図6の補強部材36、37、40、41の上に取り付けられている。カバー44はインバータユニット8の上部を覆っており、インバータユニット8を水や塵埃等から保護する。   FIG. 3 shows a longitudinal sectional structure of the inverter unit 8 in the longitudinal direction of the vehicle body. A cover 44 is provided on the top of the inverter unit 8. The cover 44 has a convex shape on the upper side and a flange 46 on the lower edge. The cover 44 is attached on the reinforcing members 36, 37, 40, 41 of FIG. The cover 44 covers the upper part of the inverter unit 8 and protects the inverter unit 8 from water, dust and the like.

図4乃至図6は、インバータユニット8と高電圧バッテリー9の搭載部位の構成を示す。インバータユニット8はフロントフロアパネル30から一段低い下部フロア33aのパネル34の上面であって、補強部材36、37、40、41によって囲まれる領域に搭載されている。同様に、高電圧バッテリー9はフロントフロアパネル30から一段低い下部フロア33bのパネル35の上面であって、図6に示す補強部材23、25、35、38によって囲まれる領域に搭載されている。補強部材36、37、40、41及び補強部材23、25、35、38は、各々中空断面構造を有する。 4 to 6 show the configuration of the mounting part of the inverter unit 8 and the high-voltage battery 9. The inverter unit 8 is mounted on an upper surface of the panel 34 of the lower floor 33a that is one step lower than the front floor panel 30 and surrounded by the reinforcing members 36, 37, 40, and 41. Similarly, the high-voltage battery 9 is mounted on the upper surface of the panel 35 of the lower floor 33b that is one step lower than the front floor panel 30 and surrounded by the reinforcing members 23, 25, 35, and 38 shown in FIG. The reinforcing members 36, 37, 40, 41 and the reinforcing members 23, 25, 35, 38 each have a hollow cross-sectional structure.

図4は、高電圧バッテリー9の車体前後方向の縦断面構造を示す。図4は高電圧バッテリー9のバッテリーモジュール19の配置状態を示す。高電圧バッテリー9は、図5に示すように、前後の車軸間であってプロペラシャフト6を中心としてインバータユニット8の設置場所と反対側の位置に設置されている。高電圧バッテリー9の上部には、カバー45が設けられている。カバー45は上に凸の形状を有し、下の縁にフランジ47を有する。カバー45は、フランジ47を介して補強部材23、25、38、39の上にそれぞれ取り付けられている。カバー45は高電圧バッテリー9の上部を覆っており、高電圧バッテリー9を水や塵埃等から保護する。   FIG. 4 shows a longitudinal sectional structure of the high-voltage battery 9 in the longitudinal direction of the vehicle body. FIG. 4 shows an arrangement state of the battery module 19 of the high voltage battery 9. As shown in FIG. 5, the high voltage battery 9 is installed between the front and rear axles and at a position opposite to the installation location of the inverter unit 8 around the propeller shaft 6. A cover 45 is provided on the high voltage battery 9. The cover 45 has a convex shape on the upper side and a flange 47 on the lower edge. The cover 45 is attached on the reinforcing members 23, 25, 38, 39 via flanges 47, respectively. The cover 45 covers the upper portion of the high voltage battery 9 and protects the high voltage battery 9 from water, dust and the like.

図4に示すように、第2ユニットとなる高電圧バッテリー9を構成するバッテリーユニット20は、バッテリーモジュール19の集合体からなる。そのバッテリーモジュール19は4列に分けて搭載される。例えば、車両前側から最前列が2段、次の列が4段、最後の列が4段とされ、空気の流路の上流に位置する段より下流側に位置する段が高くなるように、ほぼ階段状に積層される。積載されるバッテリーモジュール19の間及びカバー45の間には流路(斜線部)が形成され、車両後方に冷却風が流れるにつれて流路56の断面積が大きくなり、抵抗が少なく冷却風が流れるようになっている。   As shown in FIG. 4, the battery unit 20 that constitutes the high-voltage battery 9 serving as the second unit is composed of an assembly of battery modules 19. The battery modules 19 are mounted in four rows. For example, from the front side of the vehicle, the front row is 2 steps, the next row is 4 steps, the last row is 4 steps, and the step located downstream from the step located upstream of the air flow path is higher. They are stacked almost in a staircase pattern. A flow path (shaded portion) is formed between the battery modules 19 and the cover 45 to be loaded, and the cross-sectional area of the flow path 56 increases as the cooling air flows to the rear of the vehicle, and the cooling air flows with less resistance. It is like that.

高電圧バッテリー9は、バッテリーユニット20と、ジャンクションボックス21と、コントローラ22とを備えており、空冷方式により冷却される。バッテリーユニット20は、バッテリーモジュール19を複数個直列に接続して構成され、バッテリーモジュール19は複数のセルを電気的に直列に接続してなるものである。ジャンクションボックス21は、バッテリーユニット20とインバータユニット8とを給電用ハーネス27により接続する接続部である。コントローラ22はバッテリーユニット20の出力を制御する。 The high voltage battery 9 includes a battery unit 20, a junction box 21, and a controller 22, and is cooled by an air cooling method. The battery unit 20 is configured by connecting a plurality of battery modules 19 in series, and the battery module 19 is formed by electrically connecting a plurality of cells in series. The junction box 21 is a connection part that connects the battery unit 20 and the inverter unit 8 with a power supply harness 27. The controller 22 controls the output of the battery unit 20.

高電圧バッテリー9は、ハイブリッド自動車1のエアコンの冷却風で冷却され、エアコンから供給される冷却風は、空気孔23a(図6参照)を有する補強部材23に接続される冷却ダクト24を通り、高電圧バッテリー9を冷却する。高電圧バッテリー9を通過した冷却風は空気孔25a(図6参照)を有する補強部材25に接続される冷却ダクト26を通り、図示しないドラフターから排出される。   The high voltage battery 9 is cooled by the cooling air of the air conditioner of the hybrid vehicle 1, and the cooling air supplied from the air conditioner passes through the cooling duct 24 connected to the reinforcing member 23 having the air holes 23a (see FIG. 6). The high voltage battery 9 is cooled. The cooling air that has passed through the high voltage battery 9 passes through a cooling duct 26 connected to a reinforcing member 25 having an air hole 25a (see FIG. 6) and is discharged from a drafter (not shown).

冷却ダクト24の内部は通気のために空洞となっている。冷却ダクト24の一端部はエアコンの冷却室に接続され、冷却ダクト24の他端部は補強部材23の空気孔23aに通じている。エアコンで冷却された空気は、冷却ダクト24を介して高電圧バッテリー9のユニット内を通って高電圧バッテリー9を冷却した後に、冷却ダクト26から車外に放出される。なお、高電圧バッテリー9を冷却した後に、冷却ダクト26から車外に放出せずに、エアコンの冷却管に戻して再び冷却ダクト24から高電圧バッテリー9の収納室内に戻すようにすると、冷却熱を失わないので、効率的である。 The inside of the cooling duct 24 is hollow for ventilation. One end of the cooling duct 24 is connected to the cooling chamber of the air conditioner, and the other end of the cooling duct 24 communicates with the air hole 23 a of the reinforcing member 23. The air cooled by the air conditioner passes through the unit of the high voltage battery 9 through the cooling duct 24 and cools the high voltage battery 9 and then is discharged from the cooling duct 26 to the outside of the vehicle. If the high voltage battery 9 is cooled and then returned to the cooling pipe of the air conditioner without being discharged from the cooling duct 26 to the outside of the vehicle, the cooling heat is reduced by returning the cooling duct 24 to the storage room of the high voltage battery 9. It is efficient because it is not lost.

図5はインバータユニット8と高電圧バッテリー9がプロペラシャフト6の左右にそれぞれ設置されている状態を示す。   FIG. 5 shows a state in which the inverter unit 8 and the high voltage battery 9 are respectively installed on the left and right sides of the propeller shaft 6.

図6は、インバータユニット8と高電圧バッテリー9の取付ける構成を示す。インバータユニット8と高電圧バッテリー9は、パネル34と補強部材36、37、40、41、及び、パネル35と補強部材23、25、38、39を、フロントフロアパネルから取り外して、交換等が可能とされている。パネル34と補強部材36、37、40、41は溶接により組み立てられ、パネル35と補強部材23、25、38、39は溶接により組み立てられている。   FIG. 6 shows a configuration in which the inverter unit 8 and the high voltage battery 9 are attached. The inverter unit 8 and the high voltage battery 9 can be replaced by removing the panel 34 and the reinforcing members 36, 37, 40, 41, and the panel 35 and the reinforcing members 23, 25, 38, 39 from the front floor panel. It is said that. The panel 34 and the reinforcing members 36, 37, 40, and 41 are assembled by welding, and the panel 35 and the reinforcing members 23, 25, 38, and 39 are assembled by welding.

下部フロア33aは、箱状に形成され、底板となる板状のパネル34と、パネル34の左右端部に固定された補強部材36、37と、前記パネル34の前後端部に配設された補強部材40、41とを有する。補強部材36、37は車体前後方向に向けられ、補強部材40、41は車幅方向に向けられる。   The lower floor 33a is formed in a box shape, and is provided at a plate-like panel 34 serving as a bottom plate, reinforcing members 36 and 37 fixed to left and right ends of the panel 34, and front and rear ends of the panel 34. And reinforcing members 40 and 41. The reinforcing members 36 and 37 are directed in the longitudinal direction of the vehicle body, and the reinforcing members 40 and 41 are directed in the vehicle width direction.

補強部材40には、水冷ホース14を通す孔33bと、水冷ホース15を通す孔33cと、エアコン冷媒用の配管16aを通す孔33dが形成されている。33b、33c、33dの周囲は筒状の内壁で覆われており、補強部材33aの筒体内部と分離されている。エアコン冷媒用の配管16aは水冷システム12を冷却するための冷媒を通すためのものであり、図示しないエアコンから冷媒が配管16aに通されて水冷システム12に送られ、冷媒が水冷システム12を冷却した後に、穴37aに通される配管16bを通って再びエアコン側に送られて再冷却され、循環する。配管16bは補強部材37の穴37aを通して水冷システム12に通じている。 The reinforcing member 40 is formed with a hole 33b through which the water-cooled hose 14 passes, a hole 33c through which the water-cooled hose 15 passes, and a hole 33d through which the pipe 16a for air conditioner refrigerant passes. The periphery of the holes 33b, 33c, and 33d is covered with a cylindrical inner wall, and is separated from the inside of the cylindrical body of the reinforcing member 33a. The air-conditioner refrigerant pipe 16a is for passing a refrigerant for cooling the water cooling system 12. The refrigerant is sent from the air conditioner (not shown) through the pipe 16a to the water cooling system 12, and the refrigerant cools the water cooling system 12. After that, it is sent again to the air conditioner side through the pipe 16b passed through the hole 37a, recooled and circulated. The pipe 16 b communicates with the water cooling system 12 through the hole 37 a of the reinforcing member 37.

補強部材37は筒状の補強部材29が通される孔37bを有する。補強部材38は、補強部材29が通される孔38aと、給電用ハーネス27を通す孔38bを有する。給電用ハーネス27は、孔38bから補強部材38内部を通った後に、補強部材29の内部に通され、補強部材37の孔37bからインバータユニット8に通される。   The reinforcing member 37 has a hole 37b through which the cylindrical reinforcing member 29 is passed. The reinforcing member 38 has a hole 38 a through which the reinforcing member 29 is passed and a hole 38 b through which the power feeding harness 27 is passed. The power feeding harness 27 passes through the inside of the reinforcing member 38 from the hole 38 b, then passes through the inside of the reinforcing member 29, and passes through the hole 37 b of the reinforcing member 37 to the inverter unit 8.

図6に示す下部フロア33bは、箱状に形成され、底板となる板状のパネル35と、パネル35の左右端部に固定された補強部材38、39と、前記パネル35の前後端部に配設された補強部材23、25とを有する。補強部材38、39は車体前後方向に向けられ、補強部材23、25は車幅方向に向けられる。   The lower floor 33b shown in FIG. 6 is formed in a box shape and has a plate-like panel 35 serving as a bottom plate, reinforcing members 38 and 39 fixed to left and right ends of the panel 35, and front and rear ends of the panel 35. Reinforcing members 23 and 25 are provided. The reinforcing members 38 and 39 are directed in the longitudinal direction of the vehicle body, and the reinforcing members 23 and 25 are directed in the vehicle width direction.

補強部材23には、冷却風を導入する空気孔23aが形成されている。空気孔23aの周囲は筒状の内壁で覆われており、補強部材23の筒体内部と分離されている。補強部材25には、冷却風を排出する空気孔25aが形成されている。空気孔25aの周囲は筒状の内壁で覆われており、補強部材25の筒体内部と分離されている。   The reinforcing member 23 is formed with an air hole 23a for introducing cooling air. The periphery of the air hole 23 a is covered with a cylindrical inner wall and is separated from the inside of the cylindrical body of the reinforcing member 23. The reinforcing member 25 is formed with an air hole 25a for discharging cooling air. The periphery of the air hole 25a is covered with a cylindrical inner wall and is separated from the inside of the cylindrical body of the reinforcing member 25.

下部フロア33aは、図5参照に示すように、フロントフロアパネル30の下側において車体全長方向に延びるエクステンションフロントサイドメンバ48とトンネルメンバ54、及び、フロントフロアパネル30の下側において車幅方向に延びるクロスメンバ50、51(図3参照)とに取り付けられる。下部フロア33bは、フロントフロアパネル30の下側において車体全長方向に延びるエクステンションフロントサイドメンバ49とトンネルメンバ55(図5参照)、及び、フロントフロアパネル30の下側において車幅方向に延びるクロスメンバ52、53とに取り付けられる。   As shown in FIG. 5, the lower floor 33 a extends in the vehicle width direction on the lower side of the front floor panel 30 and the extension front side member 48 and the tunnel member 54 extending in the vehicle body full length direction on the lower side of the front floor panel 30. It attaches to the extending cross members 50 and 51 (refer FIG. 3). The lower floor 33b includes an extension front side member 49 and a tunnel member 55 (see FIG. 5) extending in the vehicle body length direction below the front floor panel 30, and a cross member extending in the vehicle width direction below the front floor panel 30. 52, 53.

図7は第2実施例のハイブリッド自動車78の例を示す。ハイブリッド自動車78は、エンジン2が車両前部のエンジンルーム4内に配設され、エンジン2の後端部に駆動モータ57が配置される。駆動モータ57は、プロペラシャフト58を介して、前輪を駆動させる。エンジン2の駆動力は、プロペラシャフト58を介して駆動モータ60と後差動歯車61が一体化した駆動装置62に伝達され、後輪が駆動される。インバータユニット8と高電圧バッテリー9は、プロペラシャフト58を挟んで左右に位置するように、車幅方向に分離し、且つ、前輪の車軸と後輪の車軸の間に近接して配備される。   FIG. 7 shows an example of a hybrid vehicle 78 of the second embodiment. In the hybrid vehicle 78, the engine 2 is disposed in the engine room 4 at the front of the vehicle, and a drive motor 57 is disposed at the rear end of the engine 2. The drive motor 57 drives the front wheels via the propeller shaft 58. The driving force of the engine 2 is transmitted via a propeller shaft 58 to a driving device 62 in which a driving motor 60 and a rear differential gear 61 are integrated, and the rear wheels are driven. The inverter unit 8 and the high voltage battery 9 are separated in the vehicle width direction so as to be positioned on the left and right sides with the propeller shaft 58 interposed therebetween, and are disposed close to each other between the front wheel axle and the rear wheel axle.

電気配線経路において、高電圧バッテリー9とインバータユニット8は給電用ハーネス62で接続され、インバータユニット8と駆動モータ60は、給電用ハーネス64で接続される。   In the electrical wiring path, the high voltage battery 9 and the inverter unit 8 are connected by a power supply harness 62, and the inverter unit 8 and the drive motor 60 are connected by a power supply harness 64.

冷却経路において、水冷システム12から吐出された冷媒は、水冷ホース70を経由してインバータユニット8に入り、水冷ホース69を経由して駆動モータ60に入り、水冷ホース67を経由して駆動モータ57に入り、最後に水冷ホース68を経由して水冷システム12の順に循環される。 In the cooling path, the refrigerant discharged from the water cooling system 12 enters the inverter unit 8 via the water cooling hose 70, enters the drive motor 60 via the water cooling hose 69, and drives the motor 57 via the water cooling hose 67. And finally circulated through the water cooling hose 68 in the order of the water cooling system 12.

図8は第3実施例にかかるハイブリッド自動車を示す。このハイブリッド自動車は、別のハイブリッド自動車77において、車両前部のエンジンルーム4内にエンジン2とその隣に駆動モータ66を配置し、エンジン2と駆動モータ66を前輪で駆動する。駆動モータ66に電力を供給するインバータユニット8及び高電圧バッテリー9は分離して搭載される。インバータユニット8及び高電圧バッテリー9は、前輪の車軸と後輪の車軸の間に近接して配置される。インバータユニット8及び高電圧バッテリー9は、それぞれ長手方向を有しており、各々の長手方向を車幅方向に向け、車体前後方向においてインバータユニット8が高電圧バッテリー9より前側になるように搭載される。電気配線経路は、高電圧バッテリー9とインバータユニット8は給電用ハーネス71で接続され、インバータユニット8と駆動モータ66は給電用ハーネス72で接続されている。   FIG. 8 shows a hybrid vehicle according to the third embodiment. In this hybrid vehicle, in another hybrid vehicle 77, the engine 2 and the drive motor 66 are arranged next to the engine 2 in the engine room 4 at the front of the vehicle, and the engine 2 and the drive motor 66 are driven by the front wheels. The inverter unit 8 and the high voltage battery 9 for supplying power to the drive motor 66 are mounted separately. The inverter unit 8 and the high-voltage battery 9 are disposed close to each other between the front wheel axle and the rear wheel axle. The inverter unit 8 and the high-voltage battery 9 each have a longitudinal direction. The inverter unit 8 and the high-voltage battery 9 are mounted so that each longitudinal direction is in the vehicle width direction and the inverter unit 8 is in front of the high-voltage battery 9 in the vehicle body longitudinal direction. The In the electrical wiring path, the high voltage battery 9 and the inverter unit 8 are connected by a power supply harness 71, and the inverter unit 8 and the drive motor 66 are connected by a power supply harness 72.

冷却経路において、水冷システム12から吐出された冷媒は、水冷ホース74を経由してインバータユニット8に入り、水冷ホース75を経由して駆動モータ66に入り、水冷ホース73を経由して水冷システム12の順に循環される。 In the cooling path, the refrigerant discharged from the water cooling system 12 enters the inverter unit 8 via the water cooling hose 74, enters the drive motor 66 via the water cooling hose 75, and passes through the water cooling hose 73 to the water cooling system 12. It is circulated in the order.

図9は第4実施例にかかるハイブリッド自動車を示す。この実施例では、車体前後方向に配設され、インバータユニット8が搭載される下部フロア33aを構成する補強部材75、76の内部は、4分割されている。補強部材75、76は車幅方向に延びてインバータユニット8と高電圧バッテリー9のユニットを結合する補強部材であり、内部が4個に仕切られ、仕切られた通路内の何れかに給電用ハーネス27が収納されている。その他の構成は、図1と同様であるので、その説明を援用する。これによって、給電用ハーネス27を固定具等で固定する必要や電線が露出する等の心配がなく、生産性や安全性を高められ、生産コストを低減できる。 FIG. 9 shows a hybrid vehicle according to the fourth embodiment. In this embodiment, the insides of the reinforcing members 75 and 76 that are arranged in the longitudinal direction of the vehicle body and that constitute the lower floor 33a on which the inverter unit 8 is mounted are divided into four parts. The reinforcing members 75 and 76 are reinforcing members that extend in the vehicle width direction and connect the unit of the inverter unit 8 and the high-voltage battery 9, and are divided into four parts, and a power feeding harness is provided in any of the partitioned passages. 27 is stored. Other configurations are the same as those in FIG. Accordingly, there is no need to fix the power supply harness 27 with a fixing tool or the like, and there is no concern that the electric wire is exposed, so that productivity and safety can be improved and production cost can be reduced.

本発明の実施の形態のハイブリッド自動車におけるインバータと高電圧バッテリーの平面的な配置構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the planar arrangement structure of the inverter and high voltage battery in the hybrid vehicle of embodiment of this invention. 図1におけるインバータと高電圧バッテリーの平面的な配置構成を拡大した平面図である。It is the top view to which the planar arrangement configuration of the inverter and high voltage battery in FIG. 1 was expanded. 図2のハイブリッド自動車におけるインバータユニットのA−A線の縦断面構成を示す図である。It is a figure which shows the longitudinal cross-section structure of the AA line of the inverter unit in the hybrid vehicle of FIG. 図2のハイブリッド自動車における高電圧バッテリーのB−B線の縦断面構成を示す図である。It is a figure which shows the longitudinal cross-sectional structure of the BB line of the high voltage battery in the hybrid vehicle of FIG. 図2のインバータユニットと高電圧バッテリーのC−C線の縦断面構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the longitudinal cross-sectional structure of CC line of the inverter unit of FIG. 2, and a high voltage battery. 実施の形態にかかるインバータユニットと高電圧バッテリーの搭載部材の組合せ状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the combination state of the inverter unit concerning an embodiment, and the mounting member of a high voltage battery. 図7は第2実施例にかかるハイブリッド自動車の平面図である。FIG. 7 is a plan view of the hybrid vehicle according to the second embodiment. 図8は第3実施例にかかるハイブリッド自動車の平面図である。FIG. 8 is a plan view of a hybrid vehicle according to the third embodiment. 図9は第4実施例にかかるハイブリッド自動車の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a hybrid vehicle according to the fourth embodiment. 図10は従来のハイブリッド自動車のエンジン、駆動モータ、インバータ、コンバータの配置状態を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an arrangement state of an engine, a drive motor, an inverter, and a converter of a conventional hybrid vehicle.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハイブリッド自動車
2 エンジン
3 交流同期型駆動モータ
4 エンジンルーム
5 トランスミッション
8 インバータユニット
9 高電圧バッテリー
10 直流交流変換用のインバータ
11 DC−DCコンバータ
12 水冷システム
13、14、15 水冷ホース
16a、16b エアコン冷媒の配管
19 バッテリーモジュール
20 バッテリーユニット
21 ジャンクションボックス
22 コントローラ
23 補強部材
23a 空気孔
24 冷却ダクト
25 補強部材
25a 空気孔
26 冷却ダクト
27 給電ケーブル
29 補強部材
31 クロスメンバ
56 冷却風の流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid vehicle 2 Engine 3 AC synchronous drive motor 4 Engine room 5 Transmission 8 Inverter unit 9 High voltage battery 10 Inverter for DC / AC conversion 11 DC-DC converter 12 Water cooling system 13, 14, 15 Water cooling hose 16a, 16b Air conditioner refrigerant Piping 19 Battery module 20 Battery unit 21 Junction box 22 Controller 23 Reinforcing member 23a Air hole 24 Cooling duct 25 Reinforcing member 25a Air hole 26 Cooling duct 27 Feeding cable 29 Reinforcing member 31 Cross member 56 Cooling air flow path

Claims (11)

走行用の交流型の駆動モータと、該駆動モータに駆動用の交流電流を供給するインバータと、該インバータに前記駆動モータを駆動するために高圧直流電流を給電する高電圧バッテリーと、該高電圧バッテリーの発生する高圧直流電流を低圧直流電流に変換して車載電気機器に給電するコンバータとを備えたハイブリッド自動車において、
前記インバータと前記コンバータとを第1ユニットとして構成し、前記高電圧バッテリーを第2ユニットとしてそれぞれ構成し、前記第1ユニットと前記第2ユニットを近接させて搭載すると共に、
前記第1ユニットに前記インバータと前記コンバータとを共通に冷却する液体冷却系統を設け、前記第2ユニットに前記高電圧バッテリーを冷却する空気冷却系統を設け、
前記第2ユニットの空気冷却の経路における空気の経路断面積が上流から下流に向かうに従って大きくなるように設定し、前記高電圧バッテリーを構成するバッテリーエレメントの積層する高さが流路の上流から下流に向かって高くなるように、前記バッテリーエレメントを階段状に積層したことを特徴とするハイブリッド自動車。
AC driving motor for traveling, an inverter for supplying driving AC current to the driving motor, a high voltage battery for supplying high voltage DC current to the inverter to drive the driving motor, and the high voltage In a hybrid vehicle equipped with a converter that converts a high-voltage direct current generated by a battery into a low-voltage direct current and supplies power to an on-vehicle electrical device,
The inverter and the converter are configured as a first unit, the high-voltage battery is configured as a second unit, and the first unit and the second unit are mounted close to each other,
A liquid cooling system for commonly cooling the inverter and the converter is provided in the first unit, and an air cooling system for cooling the high-voltage battery is provided in the second unit;
The air unit cross-sectional area in the air cooling path of the second unit is set to increase from upstream to downstream, and the stacking height of the battery elements constituting the high-voltage battery is from upstream to downstream of the flow path. A hybrid vehicle in which the battery elements are stacked in a stepped manner so as to become higher toward the vehicle.
請求項1のハイブリッド自動車において、
前記第1ユニットと前記第2ユニットとを前後の車軸の間に配置したことを特徴とするハイブリッド自動車。
The hybrid vehicle of claim 1,
A hybrid vehicle characterized in that the first unit and the second unit are disposed between front and rear axles .
請求項1、2の何れかのハイブリッド自動車において、
前記液体冷却には、エアーコンディショナーによって冷却される冷媒を用いることを特徴とするハイブリッド自動車。
The hybrid vehicle according to any one of claims 1 and 2,
A hybrid vehicle using a refrigerant cooled by an air conditioner for the liquid cooling .
請求項1乃至請求項3の何れかのハイブリッド自動車において、
前記空気冷却にはエアーコンディショナーの冷気を用いることを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
A hybrid vehicle using air conditioner cold air for the air cooling .
請求項1乃至請求項4の何れかのハイブリッド自動車において、
前記第1ユニットと前記第2ユニットとをフロアの搭乗面以下の領域に収納したことを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
A hybrid vehicle characterized in that the first unit and the second unit are housed in an area below a boarding surface of a floor .
請求項1乃至請求項5の何れかのハイブリッド自動車において、
前記第1ユニットと前記第2ユニットとを車幅方向に延びる補強部材により結合し、該補強部材はセカンドクロスメンバ近傍に配置されることを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
A hybrid vehicle characterized in that the first unit and the second unit are coupled by a reinforcing member extending in the vehicle width direction, and the reinforcing member is disposed in the vicinity of a second cross member .
請求項1乃至請求項6の何れかのハイブリッド自動車において、
車両前後方向及び車幅方向に配設され、前記第1ユニットと前記第2ユニットのそれぞれの外周部を囲む中空の補強部材と、前記第1ユニットと前記第2ユニットのそれぞれの底部を遮蔽するパネルを有することを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6,
A hollow reinforcing member disposed in the vehicle front-rear direction and the vehicle width direction and surrounding the outer periphery of each of the first unit and the second unit, and the bottom of each of the first unit and the second unit are shielded. A hybrid vehicle comprising a panel .
請求項1乃至請求項7の何れかのハイブリッド自動車において、
車両前後方向に延びて前記第1ユニットと前記第2ユニットの脇に配置される補強部材内部を複数個に仕切り、仕切った通路内の何れかに前記第1ユニットと前記第2ユニットとを接続する給電用ハーネスを収納したことを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 7 ,
The inside of the reinforcing member that extends in the longitudinal direction of the vehicle and is arranged beside the first unit and the second unit is partitioned into a plurality of parts, and the first unit and the second unit are connected to any of the partitioned passages. A hybrid vehicle characterized in that a power supply harness is stored .
請求項1乃至請求項8の何れかのハイブリッド自動車において、
前記第1ユニットと第2ユニットの上部及び下部をカバーによりシールしたことを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 8,
A hybrid vehicle characterized in that upper and lower portions of the first unit and the second unit are sealed with a cover .
請求項1乃至請求項9の何れかのハイブリッド自動車において、
前記第1ユニットと第2ユニットを車軸間であって車両前後方向に並べて配置したことを特徴とするハイブリッド自動車。
In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 9,
A hybrid vehicle characterized in that the first unit and the second unit are arranged side by side in the vehicle longitudinal direction between axles .
走行用の交流型の駆動モータと、該駆動モータに駆動用の交流電流を供給するインバータと、該インバータに前記駆動モータを駆動するために高圧直流電流を給電する高電圧バッテリーと、該高電圧バッテリーの発生する高圧直流電流を低圧直流電流に変換して車載電気機器に給電するコンバータとを備えたハイブリッド自動車において、
前記インバータと前記コンバータとを第1ユニットとして構成し、前記高電圧バッテリーを第2ユニットとしてそれぞれ構成し、
前記第1ユニットと前記第2ユニットを近接させて搭載すると共に、前記第1ユニットと前記第2ユニットとを異なる方法で冷却し、且つ、前記第1ユニットと前記第2ユニットとを車幅方向に延びる補強部材により結合し、
該補強部材に前記第1ユニットと前記第2ユニットとを接続する給電用ハーネスを収納したことを特徴とするハイブリッド自動車。
AC driving motor for traveling, an inverter for supplying driving AC current to the driving motor, a high voltage battery for supplying high voltage DC current to the inverter to drive the driving motor, and the high voltage In a hybrid vehicle equipped with a converter that converts a high-voltage direct current generated by a battery into a low-voltage direct current and supplies power to an on-vehicle electrical device,
The inverter and the converter are configured as a first unit, and the high voltage battery is configured as a second unit,
The first unit and the second unit are mounted close to each other, the first unit and the second unit are cooled by different methods, and the first unit and the second unit are arranged in the vehicle width direction. Connected by a reinforcing member extending to
A hybrid vehicle characterized in that a power supply harness for connecting the first unit and the second unit is housed in the reinforcing member .
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