JP7140727B2 - Mechanical and electrical integrated vehicle drive system - Google Patents
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本発明は、ケーシング内にモータ冷却部が設けられる電動モータと、当該電動モータの回転軸線と平行な出力軸を有しつつ前記電動モータから伝達される回転動力を前記出力軸から出力するトランスアクスルと、前記電動モータの作動を制御するパワーコントロールユニットと、当該パワーコントロールユニットを冷却する回路冷却装置とを備える機電一体型車両用駆動装置に関する。 The present invention provides an electric motor having a motor cooling portion provided in a casing, and a transaxle having an output shaft parallel to the rotation axis of the electric motor and outputting rotational power transmitted from the electric motor from the output shaft. and a power control unit that controls the operation of the electric motor, and a circuit cooling device that cools the power control unit.
電動モータの上方に、電動モータに駆動電力を供給するパワードライブユニットが配置され、電動モータおよびパワードライブユニットを冷却する冷却装置がケーシング内に収容される機電一体型車両用駆動装置が、特許文献1で知られている。
A mechanical-electrical integrated vehicle drive system in which a power drive unit that supplies drive power to the electric motor is arranged above the electric motor and a cooling device that cools the electric motor and the power drive unit is housed in a casing is disclosed in
上記特許文献1で開示されたものでは、パワードライブユニットが電動モータの上方に配置されることで、機電一体型車両用駆動装置の全高が大きくなり、電気自動車の原動機室内への配設時にはボンネットフードとの間の間隔が狭くなってしまい、クラッシャブルゾーンが小さくなるので改善することが望まれる。
In the device disclosed in
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、全高低減を可能とした機電一体型車両用駆動装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electromechanically integrated vehicle drive system capable of reducing the overall height.
上記目的を達成するために、本発明は、ケーシング内にモータ冷却部が設けられる電動モータと、当該電動モータの回転軸線と平行な出力軸を有しつつ前記電動モータから伝達される回転動力を前記出力軸から出力するトランスアクスルと、前記電動モータの作動を制御するパワーコントロールユニットと、当該パワーコントロールユニットを冷却する回路冷却装置とを備える機電一体型車両用駆動装置において、冷却液を前記回路冷却装置に流通させる液冷却系と、前記トランスアクスル内に設けられるトランスアクスル冷却部および前記モータ冷却部にオイルを流通させるオイル冷却系と、前記出力軸に連結される駆動軸の上方に延出されて前記ケーシングに一体に連設されるとともに前記パワーコントロールユニットおよび前記回路冷却装置が搭載される支持棚と、前記ケーシングに設けられる取付け部に取付けられて前記液冷却系および前記オイル冷却系間の熱交換を行なうオイルクーラと、前記ケーシングの前記取付け部および前記支持棚の底面間を一体に連結して直線状に延びる補剛部と、当該補剛部内に形成されて前記液冷却系の流通径路の一部を構成する冷却液通路とを含むことを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electric motor having a motor cooling portion provided in a casing, and a rotary power transmitted from the electric motor having an output shaft parallel to the rotation axis of the electric motor. A mechanical and electrical integrated vehicle drive system comprising a transaxle output from the output shaft, a power control unit controlling the operation of the electric motor, and a circuit cooling device cooling the power control unit, wherein the cooling liquid is supplied to the circuit. a liquid cooling system circulating in a cooling device; an oil cooling system circulating oil in a transaxle cooling portion provided in the transaxle and the motor cooling portion; and extending above a drive shaft connected to the output shaft. a support shelf integrally connected to the casing and on which the power control unit and the circuit cooling device are mounted; a stiffening portion integrally connecting the attachment portion of the casing and the bottom surface of the support shelf and extending linearly; A first feature is that it includes a coolant passage that constitutes a part of the flow passage.
また本発明は、第1の特徴の構成に加えて、前記トランスアクスルの一部が、車両前後方向で前記ケーシングの後方に配置され、前記取付け部が、前記トランスアクスルのうち車両前後方向で前記ケーシングの後方に配置される部分に臨んで前記ケーシングの側壁に設けられ、前記取付け部に取付けられる前記オイルクーラが前記出力軸の軸線を含む仮想水平面よりも下方に配置されることを第2の特徴とする。 Further, in addition to the configuration of the first characteristic, the present invention has a configuration in which a part of the transaxle is arranged behind the casing in the longitudinal direction of the vehicle, and the mounting portion is arranged in the transaxle in the longitudinal direction of the vehicle. A second aspect is that the oil cooler provided on the side wall of the casing facing the rear portion of the casing and attached to the mounting portion is disposed below an imaginary horizontal plane including the axis of the output shaft. Characterized by
さらに本発明は、第2の特徴の構成に加えて、前記駆動軸は、車両走行時の揺動を可能として前記出力軸に連結され、前記支持棚、前記補剛部および前記オイルクーラが、前記駆動軸の揺動予定範囲外に配置されることを第3の特徴とする。 Further, in the present invention, in addition to the configuration of the second characteristic, the drive shaft is connected to the output shaft so as to be swingable while the vehicle is running, and the support shelf, the stiffening portion and the oil cooler are A third feature is that the drive shaft is arranged outside the planned swinging range of the drive shaft.
本発明の第1の特徴によれば、ケーシングに一体に連設されるとともに出力軸に連結される駆動軸の上方に延出される支持棚に、パワーコントロールユニットおよび回路冷却装置が搭載されるので、電動モータの上方にパワーコントロールユニットがなく、機電一体型車両用駆動装置の全高を低減することができる。しかもケーシングから離隔した位置にパワーコントロールユニットが配置されることにより、電動モータからパワーコントロールユニットへの熱伝達が抑制され、回路冷却装置によるパワーコントロールユニットの冷却が容易となり、充分な冷却効果を得ることができる。また支持棚およびケーシング間に補剛部が設けられることにより、ケーシングに支持棚を高剛性で支持することができ、パワーコントロールユニットの耐振性を高めることができる。さらに液冷却系の一部を構成する冷却液通路が直線状の補剛部内に形成されるので、冷却液通路を直線状に延びるものとして冷却液通路での圧損を低く抑え、液冷却系で冷却液を流通させるための冷却液ポンプに必要とされる揚程を抑えて冷却液ポンプの小型化に寄与することができるとともに、液冷却系の一部を構成する冷却液管路を後付けで組み付ける場合に比べて駆動装置の組立作業が容易となる。 According to the first feature of the present invention, the power control unit and the circuit cooling device are mounted on the support shelf integrally connected to the casing and extending above the drive shaft connected to the output shaft. Since there is no power control unit above the electric motor, the total height of the electromechanical integrated vehicle drive system can be reduced. Moreover, by arranging the power control unit at a position separated from the casing, heat transfer from the electric motor to the power control unit is suppressed, and cooling of the power control unit by the circuit cooling device is facilitated, achieving a sufficient cooling effect. be able to. Further, since the stiffening portion is provided between the support shelf and the casing, the support shelf can be supported by the casing with high rigidity, and the vibration resistance of the power control unit can be enhanced. Furthermore, since the cooling fluid passage that constitutes a part of the liquid cooling system is formed in the linear stiffening portion, the cooling fluid passage extends linearly to suppress the pressure loss in the cooling fluid passage. It is possible to reduce the head required for the cooling liquid pump for circulating the cooling liquid and contribute to the downsizing of the cooling liquid pump, and the cooling liquid pipe that constitutes a part of the liquid cooling system can be installed later. As compared with the case, the assembly work of the driving device becomes easier.
また本発明の第2の特徴によれば、オイルクーラが取付けられる取付け部が、トランスアクスルのうちケーシングの後方に配置される部分に臨んでケーシングの側壁に設けられるので、オイルクーラと、液冷却系の一部を構成する冷却液管路が機電一体型車両用駆動装置の周辺に突出することがなく、全体のコンパクト化に寄与することができる。しかもオイルクーラが、車両前後方向でケーシングおよびトランスアクスルの一部間に配置されることになり、オイルクーラを飛び石や汚泥等の直撃や外部からの衝撃に対して保護することができる。さらに前記オイルクーラが出力軸の軸線を含む仮想水平面よりも下方に配置されることにより、前記オイルクーラのメンテナンス時に出力軸および駆動軸が作業に支障を来すことがないようにしてメンテナンスを容易とすることができる。 According to the second feature of the present invention, the mounting portion to which the oil cooler is mounted is provided on the side wall of the casing facing the portion of the transaxle disposed behind the casing. The cooling liquid pipe that constitutes a part of the system does not protrude to the periphery of the electromechanical integrated vehicle drive system, which contributes to making the whole system compact. Moreover, the oil cooler is arranged between the casing and a part of the transaxle in the longitudinal direction of the vehicle, so that the oil cooler can be protected from direct hits such as flying stones and sludge and external impacts. In addition, since the oil cooler is arranged below the virtual horizontal plane including the axis of the output shaft, maintenance of the oil cooler is facilitated by preventing the output shaft and the drive shaft from interfering with work. can be
さらに本発明の第3の特徴によれば、車両走行時に駆動軸が揺動しても、支持棚、補剛部およびオイルクーラと干渉することはない。 Furthermore, according to the third feature of the present invention, even if the drive shaft swings while the vehicle is running, it does not interfere with the support shelf, the stiffening portion and the oil cooler.
本発明の実施の形態について添付の図1~図4を参照しながら説明すると、先ず図1~図3において、この機電一体型車両用駆動装置は、電気自動車(電動車両)に搭載されるものであり、電動モータであるモータジェネレータ11と、このモータジェネレータ11から伝達される回転動力を減速状態で出力するトランスアクスル12とを備える。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the attached FIGS. and includes a
前記トランスアクスル12は、前記モータジェネレータ11から伝達される回転動力の回転速度を減速して一対の出力軸19に伝達する減速機20(図4参照)がトランスアクスルケース21内に収容されて成るものであり、前記一対の出力軸19は、それぞれ前記減速機20のファイナルギヤ20a(図4参照)と同軸にして、前記モータジェネレータ11が有する回転軸18の軸線すなわち回転軸線と平行に配置される。前記ファイナルギヤ20aおよび前記一対の出力軸19は、前記回転動力を電気自動車の左右一対の駆動輪にそれぞれ分配するため、周知の差動ギヤ機構(ディファレンシャルギヤ;不図示)を構成する。
The
このトランスアクスル12が有するトランスアクスルケース21は、前記回転軸18の一端側で前記モータジェネレータ11のケーシング13に連設される内側半体21aと、前記回転軸18の一端側で前記内側半体21aの開放端をカバーする外側半体21bとを備え、前記内側半体21aは、前記ケーシング13の側方に近接配置される突出部21aaを有する。
The
前記一対の出力軸19のうち一方の出力軸19は、前記突出部21aaの突出端から一部を外部に臨ませつつ前記トランスアクスルケース21に回転自在に支持されており、他方の前記出力軸19は、前記一方の出力軸19と同軸にして前記外側半体21bから一部を外部に臨ませつつ前記トランスアクスルケース21に回転自在に支持される。
One
前記出力軸19には、駆動軸22が自在継手23を介してそれぞれ連結されており、車両走行時に前記駆動軸22は上下前後いずれの方向にも角度αの範囲で揺動することが可能である。
A
ところで前記モータジェネレータ11の作動はパワーコントロールユニット25で制御される。このパワーコントロールユニット25は、パワーモジュール26、ECU27およびコンデンサモジュール28を含むものであり、回路冷却装置29で冷却される。一方、前記モータジェネレータ11の前記ケーシング13には、一対の前記駆動軸22のうち前記ケーシング13の側方に配置される駆動軸22の上方に延出される支持棚30が一体に連設され、この支持棚30上に、前記パワーコントロールユニット25および前記回路冷却装置29が搭載される。
By the way, the operation of the
前記支持棚30は、上方に開いた箱状の収容部30aを一体に有しており、前記パワーコントロールユニット25および前記回路冷却装置29は、前記支持棚30上に配設される前記回路冷却装置29上に前記パワーコントロールユニット25が載せられた状態で前記収容部30aに収容され、前記収容部30aの上端には、当該収容部30aの上端開口部を閉じる蓋部材31が取付けられる。
The
前記トランスアクスル12のうち車両前後方向で前記ケーシング13の後方に配置される部分すなわち前記トランスアクスルケース21の前記内側半体21aにおける前記突出部21aaに臨む前記ケーシング13の側壁には、取付け部34が設けられ、この取付け部34には、前記出力軸19の軸線を含む仮想水平面IH(図1参照)よりも下方に配置されるオイルクーラ35が取付けられる。
A
しかも前記ケーシング13の前記取付け部34と、前記支持棚30の底面との間は、直線状に延びる一対のリブ状の補剛部32,33で一体に連結される。しかも前記支持棚30、前記補剛部32,33および前記オイルクーラ35は、前記出力軸19に連結される前記駆動軸22の揺動予定範囲外に配置される。
Moreover, the
図4において、前記回路冷却装置29に不凍液等の冷却液を流通させる液冷却系38は、ラジエータ40、前記回路冷却装置29および前記オイルクーラ35に冷却液ポンプ41で冷却液を循環させるものであり、前記冷却液ポンプ41の吸入側は前記ラジエータ40に吸入管路42を介して接続され、前記冷却液ポンプ41の吐出側は前記回路冷却装置29が搭載される前記支持棚30の前記収容部30aに設けられて前記回路冷却装置29に通じる導入側接続管43に接続され、前記回路冷却装置29から導出される冷却液は第1の冷却液通路44を経て前記オイルクーラ35に導かれ、前記オイルクーラ35でオイルと熱交換した冷却液は第2の冷却液通路45を経て前記支持棚30の前記収容部30aに設けられる導出側接続管46に導かれ、この導出側接続管46が前記ラジエータ40に接続される。
In FIG. 4, a
前記第1の冷却液通路44および前記第2の冷却液通路45は、前記液冷却系38の流通径路の一部を構成するものであり、前記ケーシング13の前記取付け部34と、前記支持棚30の底面との間を一体に連結する一対の前記補剛部32,33のうち一方の補剛部32内に第1の冷却液通路44が形成され、他方の補剛部33内に第2の冷却液通路45が形成される。
The first cooling
また前記モータジェネレータ11の前記ケーシング13内にはモータ冷却部48が設けられ、前記トランスアクスル12のトランスアクスルケース21内にはトランスアクスル冷却部49が設けられており、前記モータ冷却部48および前記トランスアクスル冷却部49は、オイルを散布することで可動部の潤滑および冷却を果たすものであり、前記モータ冷却部48および前記トランスアクスル冷却部49は、前記ケーシング13および前記トランスアクスルケース21内の上部に配置されるスプレーバー50を有する。
A
前記モータ冷却部48および前記トランスアクスル冷却部49にオイルを流通させるオイル冷却系51は、前記スプレーバー50から散布されて前記ケーシング13内の下部および前記トランスアクスルケース21内の下部に溜まったオイルを汲み上げるオイルポンプ52を備え、前記トランスアクスルケース21内に収容された前記オイルポンプ52から送出されたオイルは前記オイルクーラ35で前記液冷却系38の冷却液との熱交換を果たし、さらに前記スプレーバー50へと送られる。
An
次にこの実施の形態の作用について説明すると、トランスアクスル12が有する出力軸19に連結される駆動軸22の上方に延出される支持棚30が、モータジェネレータ11のケーシング13に一体に連設され、この支持棚30上に、モータジェネレータ11の作動を制御するパワーコントロールユニット25と、当該パワーコントロールユニット25を冷却する回路冷却装置29とが搭載されるので、モータジェネレータ11の上方にパワーコントロールユニット25がなく、機電一体型車両用駆動装置の全高を低減することができる。しかもケーシング13から離隔した位置にパワーコントロールユニット25が配置されることにより、前記モータジェネレータ11から前記パワーコントロールユニット25への熱伝達が抑制され、前記回路冷却装置29によるパワーコントロールユニット25の冷却が容易となり、充分な冷却効果を得ることができる。
Next, the operation of this embodiment will be described. A
また前記ケーシング13に設けられる取付け部34および前記支持棚30の底面間が直線状に延びる補剛部32,33で一体に連結されるので、ケーシング13に支持棚30を高剛性で支持することができ、パワーコントロールユニット25の耐振性を高めることができる。
Further, since the mounting
また冷却液を前記回路冷却装置29に流通させる液冷却系38と、前記モータジェネレータ11のケーシング13内に設けられるモータ冷却部48ならびに前記トランスアクスル12内に設けられるトランスアクスル冷却部49にオイルを流通させるオイル冷却系51との間の熱交換を行なうオイルクーラ35が、前記ケーシング13に設けられる取付け部34に取付けられ、前記液冷却系38の流通経路の一部を構成する第1および第2の冷却液通路44,45が前記補剛部32,33内に形成されるので、前記第1および第2の冷却液通路44,45を直線状に延びるものとしてそれらの冷却液通路44,45での圧損を低く抑え、液冷却系38で冷却液を流通させるための冷却液ポンプ41に必要とされる揚程を抑えて冷却液ポンプ41の小型化に寄与することができるとともに、液冷却系38の一部を構成する冷却液管路を後付けで組み付ける場合に比べて駆動装置の組立作業が容易となる。
In addition, oil is supplied to a
また前記トランスアクスル12の一部が、車両前後方向で前記ケーシング13の後方に配置され、オイルクーラ35が取付けられる前記取付け部34が、前記トランスアクスル12のうち車両前後方向で前記ケーシング13の後方に配置される部分に臨んで前記ケーシング13の側壁に設けられるので、オイルクーラ35と、液冷却系38の一部を構成する冷却液管路が機電一体型車両用駆動装置の周辺に突出することがなく、全体のコンパクト化に寄与することができ、しかもオイルクーラ35が、車両前後方向でケーシング13およびトランスアクスル12の一部間に配置されることになり、オイルクーラ35を飛び石や汚泥等の直撃や外部からの衝撃に対して保護することができる。
A part of the
また前記オイルクーラ35が前記出力軸19の軸線を含む仮想水平面IHよりも下方に配置されるので、メンテナンス作業時には駆動装置を車両に存置したまま車両をリフトアップするだけで前記オイルクーラ35を点検することができる。すなわち前記出力軸19および前記駆動軸22が作業に支障を来すことがないようにしてメンテナンスを容易とすることができる。
In addition, since the
さらに前記駆動軸22は、車両走行時の揺動を可能として前記出力軸19に連結され、前記支持棚30、前記補剛部32,33および前記オイルクーラ35が、前記駆動軸22の揺動予定範囲外に配置されるので、車両走行時に前記駆動軸22が揺動しても、前記支持棚30、前記補剛部32,33および前記オイルクーラ35と干渉することはない。
Further, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes may be made without departing from the scope of the present invention described in the claims. is possible.
11・・・電動モータであるモータジェネレータ
12・・・トランスアクスル
13・・・ケーシング
19・・・出力軸
22・・・駆動軸
25・・・パワーコントロールユニット
29・・・回路冷却装置
30・・・支持棚
32,33・・・補剛部
35・・・オイルクーラ
38・・・液冷却系
44,45・・・冷却液通路
48・・・モータ冷却部
49・・・トランスアクスル冷却部
51・・・オイル冷却系
IH・・・仮想水平面
Claims (3)
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