JP5757225B2 - Electric vehicle power equipment cooling device - Google Patents

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Description

本発明は、電気自動車の性能向上に伴う電力機器の冷却能力強化に対応した冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device corresponding to the enhancement of cooling capacity of electric power equipment accompanying improvement in performance of an electric vehicle.

従来、電気自動車における電力変換手段のトランジスタ等の冷却は、簡素な構成の空冷によるものが広く採用されてきた。そのような折、電気自動車の性能を向上させるため電力変換手段を大出力化する傾向があり、冷却能力の強化策として空冷手段のヒートシンクやファンを大型化する必要があった。しかしながら、ヒートシンクやファンの大型化は、電力変換手段のサイズや騒音の増大を招くという問題を惹起した。   Conventionally, cooling of transistors and the like of power conversion means in electric vehicles has been widely adopted by air cooling with a simple configuration. In such a case, there is a tendency to increase the output of the power conversion means in order to improve the performance of the electric vehicle, and it is necessary to enlarge the heat sink or fan of the air cooling means as a measure for enhancing the cooling capacity. However, the increase in size of the heat sink and the fan has caused the problem that the size of the power conversion means and the noise increase.

前記の問題を解決するものとして特許文献1がある。特許文献1に開示された技術は、電気自動車に設けられる各電力変換手段を空冷式冷却よりも効率良く冷却することのできる統一された系統を有する水冷式の冷却装置に関するものである。   There exists patent document 1 as what solves the said problem. The technology disclosed in Patent Document 1 relates to a water-cooled cooling device having a unified system that can cool each power conversion means provided in an electric vehicle more efficiently than air-cooled cooling.

空冷式の冷却装置においては個々の電力変換手段に簡素な構成の各々独立した空冷装置を配置するのに対し、特許文献1に開示された技術によれば、全ての電力変換手段の冷却系を統一した循環冷却水による水冷冷却系とするので、一組の循環装置と熱交換器で構成することができ、水冷装置を小型化することができる。   In the air-cooling type cooling device, each of the individual power conversion means is provided with an independent air-cooling device having a simple configuration. On the other hand, according to the technique disclosed in Patent Document 1, the cooling system of all the power conversion means is provided. Since the water-cooled cooling system with the unified circulating cooling water is used, it can be constituted by a pair of circulating devices and a heat exchanger, and the water-cooling device can be downsized.

特開平4−275492号公報JP-A-4-275492

ところで、一般的な車両が様々な走行場面で必要とする出力は、時速60km/hでの定速走行時の走行抵抗は15kw弱であり、100km/hであっても30w以下程度である。標準的な走行パターンとされる10,15モードにおいて最も出力が必要となるのは15モードにおけるNo.2の50km/hまで加速する(18秒)ときであるが、その場合でも約20kwである。従来の空冷による最大出力が30kw未満のEV車両でも10,15モードでの走行は可能であり、時速100km/h走行も可能である。   By the way, the output required for a general vehicle in various driving situations is a running resistance of less than 15 kW at a constant speed of 60 km / h, and is about 30 w or less even at 100 km / h. The most necessary output in the 10, 15 mode, which is the standard driving pattern, is when accelerating to 50 km / h of No. 2 in the 15 mode (18 seconds), but even in that case it is about 20 kW. . Even a conventional EV vehicle having a maximum output by air cooling of less than 30 kw can run in the 10, 15 mode, and can run at a speed of 100 km / h.

このように、現実的に一般的な車の運転において100kw程度の出力が連続的に必要となることはない。100kw程度の出力を出すためアクセルペダルを全開に踏み続けるような場面は、高速道路での追い越し等の極短時間(数秒間)のものに限定される。特許文献1に開示された技術は、このような実際には極短時間しかない最大負荷に連続的に対応できる冷却装置とするため、全ての冷却系を循環させる場合を考慮して十分に余力を有する出力の大きなポンプを必要とする。そのため、特許文献1に開示された冷却装置は、オーバースペックとなり無駄が多く、コスト及びサイズが増大するとともに、配管、バルブ類が多数付加されるため装置は複雑化するのである。また、バルブ制御が複雑になるので制御系の新規開発を必要とする。さらに、冷却水を冷却するラジエータは、走行風の得られない低車速時や停車時などに備えて、より強力かつ十分な風力を有するファンを必要とする。   Thus, in reality, an output of about 100 kW is not continuously required in general driving of a car. A scene where the accelerator pedal is kept fully open to output about 100 kW is limited to an extremely short time (several seconds) such as overtaking on an expressway. Since the technology disclosed in Patent Document 1 is a cooling device that can continuously cope with such a maximum load that has only an extremely short time in practice, it has sufficient remaining power in consideration of the case where all the cooling systems are circulated. Requires a high power pump. For this reason, the cooling device disclosed in Patent Document 1 is over-spec, is wasteful, increases cost and size, and adds a lot of piping and valves, which complicates the device. Moreover, since valve control becomes complicated, a new development of the control system is required. Furthermore, the radiator that cools the cooling water requires a fan having more powerful and sufficient wind power in preparation for a low vehicle speed or a stop when the traveling wind cannot be obtained.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、電力機器の負荷に合わせた必要十分な冷却装置とすることで、より低コスト小型で簡素な冷却装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost, small and simple cooling device that is necessary and sufficient according to the load of the power equipment. .

上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、電気自動車の電力機器を気化熱により水冷する冷却装置であって、前記電力機器の近傍に配設され前記電力機器の空冷機構に冷却水を給付する水給付部と、前記冷却水を貯留するタンクと、前記タンクの前記冷却水を加圧して前記水給付部へ圧送する圧送部と、前記電力機器の発熱状態に応ずるか又は発熱状態を予測して前記水給付部を開閉制御する制御器と、前記電力機器へ送風して冷却を行う冷却ファンとを備え、前記制御器は、前記電力機器の冷却の必要性を判断する判断手段を有し、前記判断手段によって冷却の必要性が第1の程度であると判断された場合、前記冷却ファンを駆動させる制御を行い、冷却の必要性が前記第1の程度よりも高い第2の程度であると判断された場合、前記水給付部より前記電力機器の空冷機構へ冷却水を給付させる制御を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a cooling device for water-cooling a power device of an electric vehicle by heat of vaporization, the air-cooling mechanism of the power device being disposed in the vicinity of the power device. Whether to respond to the heat generation state of the electric power device, a water benefit portion that provides cooling water, a tank that stores the cooling water, a pumping portion that pressurizes the cooling water in the tank and pumps it to the water benefit portion Or a controller that predicts heat generation and controls the opening and closing of the water benefit unit, and a cooling fan that blows air to the power device and cools it, and the controller determines the necessity of cooling the power device. And determining that the necessity for cooling is the first degree, the control is performed to drive the cooling fan, and the necessity for cooling is less than the first degree. Determined to be a high second degree If, and performs control to benefit the cooling water from the water benefit unit to air cooling mechanism of the power equipment.

この構成によれば、タンクに貯留された冷却水を加圧して水給付部へ圧送し、制御器が電力機器の発熱状態に応ずるか又は発熱状態を予測して水給付部を開閉制御するものであって、制御器の判断手段によって冷却の必要性が第1の程度であると判断された場合、電力機器へ送風して冷却を行う冷却ファンを駆動させる制御を行い、冷却の必要性が第1の程度よりも高い第2の程度であると判断された場合、水給付部より電力機器の空冷機構へ冷却水を給付させる制御を行う。これにより、現実的に極短時間だけ高負荷になり冷却ファンによる空冷では冷却が不十分な電力機器のみに水給付部から冷却水を給付して局所的に冷却することができるという優れた効果を奏する。また、電気自動車の電力機器冷却装置が、既存の空冷機構に簡易で小型な水冷機構を低コストで付加することにより得られるという優れた効果を奏する。 According to this configuration, the cooling water stored in the tank is pressurized and pumped to the water benefit unit, and the controller responds to the heat generation state of the power equipment or predicts the heat generation state to control the opening and closing of the water benefit unit. When the controller determines that the necessity for cooling is the first level, control is performed to drive a cooling fan that blows air to the power equipment and performs cooling. When it is determined that the second degree is higher than the first degree, the water benefit unit performs control to provide cooling water to the air cooling mechanism of the electric power device. As a result, it has an excellent effect that it can be locally cooled by providing cooling water from the water benefit section only to electric power equipment that is practically high load only for an extremely short time and is insufficiently cooled by air cooling with a cooling fan. Play. Moreover, the electric device cooling device for an electric vehicle has an excellent effect that it can be obtained by adding a simple and small water cooling mechanism to an existing air cooling mechanism at low cost.

請求項2に記載の発明は、前記制御器が、前記電力機器から発信される温度情報に基づいて、冷却の要否を判断して制御することを特徴とする。   The invention described in claim 2 is characterized in that the controller determines and controls the necessity of cooling based on temperature information transmitted from the power device.

この構成によれば、必要としない冷却作用を阻止することができ、冷却装置を効率的に使用することができる。   According to this configuration, an unnecessary cooling action can be prevented, and the cooling device can be used efficiently.

請求項3に記載の発明は、前記制御器が、前記電力機器から発信される温度情報に基づいて、空冷又は水冷を択一的に判断して制御することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the controller selectively controls air cooling or water cooling based on temperature information transmitted from the power device.

この構成によれば、電力機器の負荷に合わせた必要十分な冷却を行うことができる。   According to this configuration, necessary and sufficient cooling can be performed in accordance with the load of the power equipment.

請求項4に記載の発明は、前記制御器が、前記電力機器から発信される温度情報に基づいて、水冷で前記電力機器の冷却が対応可能か否かを判断して制御することを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the controller determines whether or not cooling of the power device can be handled by water cooling based on temperature information transmitted from the power device. To do.

この構成によれば、電力機器の過熱が予防でき、電気自動車の安全を確保することができる。   According to this configuration, overheating of the power device can be prevented, and the safety of the electric vehicle can be ensured.

請求項5に記載の発明は、運転操作器の操作量に基づいて前記水給付部を開閉することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that the water benefit section is opened and closed based on the operation amount of the driving controller.

この構成によれば、過大負荷を要する運転操作により過大な発熱を予知して予め水冷するので、効果的な冷却を行うことができる。   According to this configuration, since excessive heat generation is predicted and water-cooled in advance by an operation requiring an excessive load, effective cooling can be performed.

請求項6に記載の発明は、前記タンクが、ウインドウオッシャー又はヘッドライトウオッシャーに用いているタンクであることを特徴とする The invention according to claim 6, wherein the tank, characterized in that the window pretensions over or a tank which is used in a headlight washer

この構成によれば、タンクを適材適所なものとすることができ、冷却装置の小型化、簡素化、低コスト化を図ることができる。   According to this configuration, the tank can be made in the right place for the right material, and the cooling device can be reduced in size, simplified, and reduced in cost.

実施例に係る電力機器冷却装置の構成を電気自動車の主要構成部とともに示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the electric power equipment cooling device which concerns on an Example with the main structure part of an electric vehicle. 実施例の冷却装置の動作を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows operation | movement of the cooling device of an Example.

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、電力機器冷却装置1は、電気自動車の主要構成部とともに示すので、まず、公知である電気自動車の主要構成部について概要を説明する。   As shown in FIG. 1, since the power equipment cooling apparatus 1 is shown together with main components of the electric vehicle, first, an outline of the main components of the known electric vehicle will be described.

交流電源2は外部に設けられた電源であり、コネクタ3により電気自動車に接続される。電気自動車には交流電源2からの電力供給を受ける充電器4が設けられており、この充電器4は交流電源2からの電力を整流して主電池5を充電する。この主電池5の電力は、インバータ6で三相交流に変換されて、駆動モータである三相モータに供給され電気自動車を駆動する。   The AC power source 2 is a power source provided outside, and is connected to the electric vehicle by the connector 3. The electric vehicle is provided with a charger 4 that receives power from the AC power source 2, and the charger 4 rectifies the power from the AC power source 2 to charge the main battery 5. The electric power of the main battery 5 is converted into a three-phase alternating current by the inverter 6 and supplied to a three-phase motor that is a drive motor to drive the electric vehicle.

また、主電池5は、DC−DCコンバータ7を介して補機電池8にも接続されており、主電池5の電力は、DC−DCコンバータ7によって所定電圧に降下され、補機電池8を充電し、さらにDC−DCコンバータ7から補機系負荷への電力供給が行われている。   The main battery 5 is also connected to the auxiliary battery 8 via the DC-DC converter 7, and the electric power of the main battery 5 is dropped to a predetermined voltage by the DC-DC converter 7. Charging is performed, and power is supplied from the DC-DC converter 7 to the auxiliary load.

そして、電力機器としての充電器4、インバータ6及びDC−DCコンバータ7には、これらの冷却を行うためのファン15,16及び17がそれぞれ設置されている。これら各々の冷却ファン15,16及び17は、それぞれの電力機器のコンポーネントに取り付けられており、それぞれ個別の送風によって冷却作用を行っている。風導入構造18〜21は、電力機器に走行風を効果的に導入するためのものである。なお、これらの電力機器は、被水程度の防水構造を有しており、冷却水の噴射には十分耐えられる。   The charger 4, the inverter 6 and the DC-DC converter 7 as power devices are provided with fans 15, 16 and 17 for cooling them. Each of these cooling fans 15, 16, and 17 is attached to the component of each electric power apparatus, and is performing the cooling effect | action by each ventilation. The wind introduction structures 18 to 21 are for effectively introducing traveling wind into the electric power equipment. Note that these power devices have a waterproof structure equivalent to that of water and can sufficiently withstand the injection of cooling water.

電力機器冷却装置1は、電力機器であるインバータ6の近傍に配設されインバータ6に設けられた空冷機構であるヒートシンク及び、電力機器であるモータ9の近傍に配設されモータ9に設けられた空冷機器であるフィンにそれぞれ冷却水を給付する水給付部である水噴射ノズル12,13と、冷却水を貯留するタンク10と、タンク10の冷却水を加圧して水噴射ノズル12,13へ圧送する圧送部であるポンプ11と、インバータ6及びモータ9の発熱状態に応ずるか又は発熱状態を予測して前記水給付部を開閉制御する制御器14とからなる。   The electric power equipment cooling device 1 is provided in the vicinity of the inverter 6 that is the electric power equipment and is provided in the motor 9 that is provided in the vicinity of the heat sink that is the air cooling mechanism provided in the inverter 6 and the motor 9 that is the electric power equipment. Water injection nozzles 12 and 13 that are water benefit units that provide cooling water to the fins that are air cooling devices, a tank 10 that stores cooling water, and pressurizing the cooling water in the tank 10 to the water injection nozzles 12 and 13. It comprises a pump 11 which is a pumping unit for pumping, and a controller 14 which controls the opening and closing of the water benefit unit according to the heat generation state of the inverter 6 and the motor 9 or predicting the heat generation state.

タンク10は、冷却水を貯留可能なものであればどのような形状や材質のものでもよく、例えば、ウインドウオッシャー用のタンクを共用してもよい。その場合、ウオッシャ液を冷却水として使用することも可能である。また、ウオッシャ液に代えてロングライフクーラントを用いてもよい。さらに、タンク10にセンサを設けてその信号を制御器14へ入力し、制御器14が冷却水の不足を判断して警報するか又はエンジンコントロールユニット23へ信号を送信して出力を制限するようにしてもよい。   The tank 10 may be of any shape and material as long as it can store cooling water. For example, a tank for a window washer may be shared. In that case, it is also possible to use a washer liquid as cooling water. Further, a long life coolant may be used instead of the washer liquid. Further, a sensor is provided in the tank 10 and its signal is input to the controller 14, and the controller 14 judges whether or not the cooling water is insufficient and gives an alarm, or transmits a signal to the engine control unit 23 to limit the output. It may be.

ポンプ11は、ウインドウオッシャー用ポンプやヘッドライトウオッシャー用ポンプが好適に採用できる。なお、圧送部としては、ウインドウオッシャー用ポンプやヘッドライトウオッシャー用ポンプのような電動のものではなく、人がペダルを踏んで電動機の出力を上げる動作を簡易ポンプ機構に連動させる蓄圧機構としてもよい。また、タンクと水給付部との水頭差を利用するものであってもよい。その場合には、水給付部は水噴射ノズル12ではなく単純な管路の端末状とし、冷却水を噴射ではなく滴下させ、冷却水を供給又は遮断させる開閉バルブのみを備えるものとなる。さらに、インバータ装置は基本密閉構造で出力の変化により内部素子などが発熱し温度の上昇下降がある。この時圧力も同時に変化するのでこの作用を利用して、ワンウェイポンプを作動させ簡易的に蓄圧力を生成することで新たな電力や動力を不要とする構成にすることもできる。   As the pump 11, a window washer pump or a headlight washer pump can be suitably employed. Note that the pressure feeding unit is not an electric one such as a window washer pump or a headlight washer pump, but may be a pressure accumulating mechanism in which a person steps on the pedal to increase the output of the electric motor in conjunction with the simple pump mechanism. . Moreover, you may utilize the water head difference of a tank and a water benefit part. In that case, the water benefit section is not a water injection nozzle 12 but a simple pipe end, and includes only an opening / closing valve for dropping cooling water instead of jetting and supplying or blocking the cooling water. Further, the inverter device has a basic hermetic structure, and internal elements and the like generate heat due to a change in output, and the temperature rises and falls. At this time, since the pressure also changes at the same time, it is possible to use this action to operate the one-way pump and simply generate the accumulated pressure so that no new electric power or power is required.

水噴射ノズル12,13は、制御器14から送信される信号を受信して冷却水を供給又は遮断する機能を備え、信号がONのときにその先端から冷却水を比較的広い範囲に拡散して噴射するものである。しかしながら、前記したように、圧送部の圧力が十分ではないときなどでは、水噴射ノズルは冷却水を噴射せず滴下させるべく単純な管路の端末状とすることがある。   The water injection nozzles 12 and 13 have a function of receiving or transmitting the cooling water by receiving a signal transmitted from the controller 14, and when the signal is ON, the cooling water is diffused from a tip thereof to a relatively wide range. Are to be injected. However, as described above, when the pressure of the pumping unit is not sufficient, the water injection nozzle may have a simple pipe terminal shape so that the cooling water can be dropped without being injected.

制御器14は、図2のフローチャート図に示すような演算と判断を行って水噴射ノズル12,13を制御する。制御器14は、単独で独立して設けたものであってもよいし、補機等の他の機器の制御部と共用にしてもよい。   The controller 14 performs calculations and determinations as shown in the flowchart of FIG. 2 to control the water injection nozzles 12 and 13. The controller 14 may be provided independently independently, or may be shared with a control unit of another device such as an auxiliary machine.

図2に基づいて、電力機器冷却装置1の作動を説明する。   The operation of the power equipment cooling device 1 will be described with reference to FIG.

インバータ6とモータ9からそれぞれの温度情報を受信する(S1)。次のステップ以降は、インバータ6とモータ9の各電力機器毎に実行される。温度情報に基づいて冷却要求能力を算出する(S2)。冷却要求能力はトルク値又は電流値で表わされるものであり、周囲温度で補正した電力機器の温度と出力との相関関係のマップ等から求められる。算出した冷却要求能力に基づいて冷却の必要性を判断し(S3)、冷却が不要又は小と判断したときは何もせず、自然空冷か又は走行風冷却を行う(S4)。すなわち、一般に車両の走行では約50km/h程度の定速度走行では10kw程度の出力であり、その程度であれば十分に走行風による空冷で対応できる。S3で冷却が必要と判断したときはさらに上のレベルの冷却要求能力に基づいて冷却の必要性を判断し(S5)、冷却が中程度に必要と判断したときには制御器14が電力機器に対応した冷却ファンを駆動させる(S6)。すなわち、車両が停車状態から一般的に加速する場合や高速道路を一定速度で巡航する場合など数十kw程度であればファンによる冷却能力を増強して冷却を補助するのである。S5で冷却が大いに必要と判断したときは水噴射で対応可能か否かを判断し(S7)、水噴射で対応可能と判断したときには水噴射を開始する(S8)。すなわち、高速走行中において更なる加速等100kw以上必要とするような場合に、電力機器の発熱状況に応じて冷却水を噴射して短時間の高負荷の冷却に対応するのである。S7で水噴射での対応は不可能と判断したときには制御器14はエンジンコントロールユニット23へ信号を送信して出力制限を開始する(S9)。   Respective temperature information is received from the inverter 6 and the motor 9 (S1). The subsequent steps are executed for each power device of the inverter 6 and the motor 9. The required cooling capacity is calculated based on the temperature information (S2). The cooling required capacity is expressed by a torque value or a current value, and is obtained from a map of the correlation between the temperature and output of the power device corrected by the ambient temperature. The necessity of cooling is determined based on the calculated cooling required capacity (S3), and when it is determined that cooling is unnecessary or small, nothing is done and natural air cooling or running wind cooling is performed (S4). That is, in general, when the vehicle is traveling, the output is about 10 kw when traveling at a constant speed of about 50 km / h. When it is determined in S3 that cooling is necessary, the necessity for cooling is further determined based on a higher level of required cooling capacity (S5), and when it is determined that cooling is moderately required, the controller 14 corresponds to the power equipment. The cooled cooling fan is driven (S6). That is, if the vehicle is generally accelerated from a stationary state or cruising on a highway at a constant speed, the cooling capacity by the fan is increased to assist cooling. When it is determined in S5 that cooling is very necessary, it is determined whether or not it is possible to cope with water injection (S7), and when it is determined that it is possible to cope with water injection, water injection is started (S8). That is, when more than 100 kW or the like is required during high-speed traveling, cooling water is jetted according to the heat generation status of the electric power equipment to cope with high-speed cooling for a short time. When it is determined in S7 that water injection is not possible, the controller 14 transmits a signal to the engine control unit 23 to start output restriction (S9).

ここで、上記判断の根拠ともなる水噴射での冷却性能について述べる。   Here, the cooling performance in water injection, which is the basis for the above determination, will be described.

水の気化熱は、20℃ 2454KJ/kg(586.2kcal/kg)である。これに基づいて、出力100kwでの水噴射冷却での能力を、高速走行時の追い越しなどを想定してシミュレーションする。   The heat of vaporization of water is 2454 KJ / kg (586.2 kcal / kg) at 20 ° C. Based on this, the ability of water jet cooling at an output of 100 kW is simulated assuming overtaking during high speed driving.

上記定数より、水1gを効率よくインバータ等のヒートシンクへ噴射し、蒸発させて冷却に利用すれば2.45KJ=2.45kw×1秒分の冷却が可能である。平均的な出力100kwクラスインバータの効率は約95%以上であるので、仮に100kw出力中では5kwの損失となり、約2g/秒の水噴射で冷却が可能となる。追い越しに約5秒程度100kwの出力状態が必要になるとすれば、10gの水が1回の追い越しで必要となる。仮に水タンクの容量をウインドウオッシャー液容量相当の約2Lとすると、200回の追い越し分相当の冷却に対応可能であるから、現実的にも頻繁に冷却水の補給は必要ないと考えられる。毎秒2g程度の水噴射装置はウインドウオッシャーより噴射量の少ない、ヘッドライトウオッシャー程度のポンプシステムで十分対応可能なレベルである。   From the above constant, if 1 g of water is efficiently sprayed onto a heat sink such as an inverter, evaporated and used for cooling, cooling of 2.45 KJ = 2.45 kw × 1 second is possible. Since the efficiency of the average output 100 kw class inverter is about 95% or more, if the output is 100 kw, the loss is 5 kw, and cooling is possible with the water injection of about 2 g / sec. If an output state of about 100 kW for about 5 seconds is required for overtaking, 10 g of water is required for one overtaking. Assuming that the capacity of the water tank is about 2 L corresponding to the window washer liquid capacity, it is possible to cope with cooling equivalent to 200 overtakings. Therefore, it is considered that it is not necessary to replenish the cooling water frequently in practice. A water injection device of about 2 g per second is at a level that can be adequately handled by a pump system of a headlight washer that has a smaller injection amount than a window washer.

制御器14は、上記のように、電力機器の発熱状態に応じて水給付部を開閉制御する。しかしながら、制御器14は電力機器の発熱状態を予測して水給付部を開閉制御することもできる。すなわち、アクセルやブレーキのような運転操作器22を急激に操作して所定値以上の操作量を与えた場合、制御器14はそれを判断して所定値を超えた超過量に応じた時間の間水給付部を開くように制御するのである。なお、インバータ6はアクセルを操作して加速する際に発熱するとともに、ブレーキを操作して停止する際には回生制動による電流で発熱する。   As described above, the controller 14 controls the opening and closing of the water benefit unit according to the heat generation state of the power device. However, the controller 14 can also control the opening and closing of the water benefit section by predicting the heat generation state of the power device. That is, when the operating device 22 such as an accelerator or a brake is suddenly operated to give an operation amount equal to or greater than a predetermined value, the controller 14 determines that and determines the amount of time corresponding to the excess amount exceeding the predetermined value. It is controlled to open the water benefit department. The inverter 6 generates heat when accelerating by operating the accelerator, and generates heat by current due to regenerative braking when stopping by operating the brake.

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の電力機器冷却装置1は、電力機器であるインバータ6の近傍に配設されインバータ6に設けられた空冷機構であるヒートシンク及び、電力機器であるモータ9の近傍に配設されモータ9に設けられた空冷機器であるフィンにそれぞれ冷却水を給付する水給付部である水噴射ノズル12,13と、冷却水を貯留するタンク10と、タンク10の冷却水を加圧して水噴射ノズル12,13へ圧送する圧送部であるポンプ11と、インバータ6及びモータ9の発熱状態に応ずるか又は発熱状態を予測して前記水給付部を開閉制御する制御器14とからなる。このように構成したので、本実施形態の電力機器冷却装置1は、現実的に極短時間だけ高負荷になり空冷では冷却が不十分なインバータ6等のみを局所的に冷却することができ、電力機器の負荷に合わせた必要十分な冷却を小型、簡素かつ低コストで実現するという優れた効果を奏するのである。   As is clear from the above detailed description, the power equipment cooling apparatus 1 of the present embodiment is a heat sink that is an air cooling mechanism provided in the inverter 6 and is provided in the vicinity of the inverter 6 that is the power equipment, and the power equipment. Water jet nozzles 12 and 13 that are water benefit portions that provide cooling water to fins that are air-cooling devices provided in the motor 9 and are disposed in the vicinity of a motor 9, a tank 10 that stores cooling water, and a tank The pump 11 serving as a pumping unit that pressurizes 10 cooling water and pumps it to the water injection nozzles 12 and 13 and the heat generating state of the inverter 6 and the motor 9 according to the heat generation state or predicting the heat generation state, the water benefit unit is controlled to open and close And a controller 14 for Since it comprised in this way, the electric power equipment cooling device 1 of this embodiment can locally cool only the inverter 6 etc. which are actually high-load only for an extremely short time and are insufficiently cooled by air cooling, This provides an excellent effect of realizing necessary and sufficient cooling in accordance with the load of the power equipment in a compact, simple and low cost.

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。例えば、電力機器としてインバータ6とモータ9を挙げたが、DC−DCコンバータ7等にも適用できることは言うまでもない。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, although the inverter 6 and the motor 9 are cited as the power equipment, it goes without saying that the present invention can be applied to the DC-DC converter 7 and the like.

1 電力機器冷却装置
5 主電池
6 インバータ
9 モータ
10 タンク
11 ポンプ(圧送部)
12,13 水噴射ノズル(水給付部)
14 制御器
15〜17 ファン
22 運転操作器
23 エンジンコントロールユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power equipment cooling device 5 Main battery 6 Inverter 9 Motor 10 Tank 11 Pump (pressure feed part)
12,13 Water jet nozzle (Water Benefit Department)
14 Controller 15-17 Fan 22 Operation Controller 23 Engine Control Unit

Claims (6)

電気自動車の電力機器を気化熱により水冷する冷却装置であって、
前記電力機器の近傍に配設され前記電力機器の空冷機構に冷却水を給付する水給付部と、
前記冷却水を貯留するタンクと、
前記タンクの前記冷却水を加圧して前記水給付部へ圧送する圧送部と、
前記電力機器の発熱状態に応ずるか又は発熱状態を予測して前記水給付部を開閉制御する制御器と
前記電力機器へ送風して冷却を行う冷却ファンと
を備え、
前記制御器は、前記電力機器の冷却の必要性を判断する判断手段を有し、前記判断手段によって冷却の必要性が第1の程度であると判断された場合、前記冷却ファンを駆動させる制御を行い、冷却の必要性が前記第1の程度よりも高い第2の程度であると判断された場合、前記水給付部より前記電力機器の空冷機構へ冷却水を給付させる制御を行うことを特徴とする電気自動車の電力機器冷却装置。
A cooling device that cools electric vehicle power equipment by heat of vaporization,
A water benefit unit that is disposed in the vicinity of the power device and that provides cooling water to an air cooling mechanism of the power device; and
A tank for storing the cooling water;
A pumping unit that pressurizes the cooling water of the tank and pumps it to the water benefit unit;
A controller for controlling opening and closing of the water benefits unit predicts Ozuru or heat generation state in the heat generation state of the power device,
A cooling fan that blows and cools the power equipment;
With
The controller includes a determination unit that determines the necessity of cooling of the electric power device, and controls the driving of the cooling fan when the determination unit determines that the necessity of cooling is the first degree. And when the necessity for cooling is determined to be a second degree higher than the first degree, the water benefit unit performs control to provide cooling water to the air cooling mechanism of the power device. A power equipment cooling device for an electric vehicle.
前記制御器は、前記電力機器から発信される温度情報に基づいて、冷却の要否を判断して制御することを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の電力機器冷却装置。   The power device cooling apparatus for an electric vehicle according to claim 1, wherein the controller determines and controls whether cooling is necessary based on temperature information transmitted from the power device. 前記制御器は、前記電力機器から発信される温度情報に基づいて、空冷又は水冷を択一的に判断して制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気自動車の電力機器冷却装置。   The electric device cooling of the electric vehicle according to claim 1, wherein the controller selectively controls air cooling or water cooling based on temperature information transmitted from the electric power device. apparatus. 前記制御器は、前記電力機器から発信される温度情報に基づいて、水冷で前記電力機器の冷却が対応可能か否かを判断して制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気自動車の電力機器冷却装置。 4. The control device according to claim 1 , wherein the controller determines whether or not cooling of the power device can be supported by water cooling based on temperature information transmitted from the power device. 5. The electric device cooling apparatus for an electric vehicle according to Item 1. 前記制御器は、運転操作器の操作量に基づいて前記水給付部を開閉することを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の電力機器冷却装置。   The electric device cooling apparatus for an electric vehicle according to claim 1, wherein the controller opens and closes the water benefit unit based on an operation amount of a driving operation device. 前記タンクは、ウインドウオッシャー又はヘッドライトウオッシャーに用いているタンクであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電気自動車の電力機器冷却装置。 The tank, window pretensions over or power device cooling apparatus for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a tank is used in headlights washer.
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