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との間を接続し、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との間を接続し、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は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。孔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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