JP7439878B1 - 冷却システム - Google Patents

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Abstract

【課題】省スペース化を図り、冷却水の交換の手間を省くと共に、洗浄液による浄化作用を向上させること。【解決手段】車両に搭載される冷却システム１は、車両の駆動源であるモータ２０と、モータ２０を駆動するインバータ１０と、ラジエータ３０と、車両の窓７０を洗浄する洗浄液４３を貯留するウォッシャー液タンク４０と、ウォッシャー液タンク４０に貯留される洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク４０の順に循環させることにより、モータ２０及びインバータ１０の熱を洗浄液４３に蓄えさせると共に、ラジエータ３０により洗浄液４３を放熱させる循環流路８０と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、車両に搭載される冷却システムに関する。
従来のＥＶ（Electric Vehicle）及びＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）は、搭載されているモータ及びインバータを冷却するために水冷の冷却回路を有している。特に、ＨＥＶは、エンジンを冷却するための冷却回路とは別にモータ及びインバータを冷却するための冷却回路を有している（例えば、特許文献１）。
このようなモータ及びインバータを冷却するための冷却回路は、リザーブタンクと、リザーブタンクに貯留されている冷却水を圧送するポンプと、ポンプにより圧送される冷却水にインバータ及びモータより蓄えられた熱量を放熱してリザーブタンクに戻すラジエータと、を有している。モータ及びインバータを冷却するための冷却回路は、乗用車ではエンジンルーム内に搭載され、商用車ではシャシ部分に搭載されている。
特開２０１６－９８６５０号公報
しかしながら、従来の冷却回路においては、スペースの有効利用の観点より、リザーブタンクがスペースを占有するのは好ましくない。
本開示の目的は、省スペース化を図ることができ、冷却水の交換の手間を省くことができると共に、洗浄液による浄化作用を向上させることができる冷却システムを提供することである。
本開示に係る冷却システムは、車両に搭載される冷却システムであって、前記車両の駆動源であるモータと、前記モータを駆動するインバータと、ラジエータと、前記車両の窓を洗浄する洗浄液を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留される前記洗浄液を前記インバータ、前記モータ、前記ラジエータ及び前記貯留タンクの順に循環させることにより、前記モータ及び前記インバータの熱を前記洗浄液に蓄えさせると共に、前記ラジエータにより前記洗浄液を放熱させる循環流路と、前記貯留タンクの内底面から上方へ突出して設けられると共に、前記窓を洗浄する際に前記貯留タンクより前記洗浄液を取水する取水口と、前記貯留タンクの内底面から上方へ突出して設けられると共に、前記貯留タンクより前記循環流路に前記洗浄液を給水する複数の給水口と、を有し、前記取水口の高さは、前記給水口の高さよりも高い。
本開示によれば、省スペース化を図ることができ、冷却水の交換の手間を省くことができると共に、洗浄液による浄化作用を向上させることができる。
本開示の実施の形態１に係る冷却システムの構成を示すブロック図 本開示の実施の形態１に係る冷却システムの一部の構成を示す模式図 本開示の実施の形態２に係る冷却システムの一部の構成を示す模式図 本開示の実施の形態３に係る冷却システムの一部の構成を示す模式図
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に説明する実施の形態は一例であり、この実施の形態に限定されるものではない。なお、既に周知な事項の詳細な説明や、実質的に同一の構成に対する重複説明等は、適宜省略する場合がある。
（実施の形態１）
＜冷却システムの構成＞
まず、本開示の実施の形態１に係る冷却システム１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る冷却システム１の構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態に係る冷却システム１の構成の一部を示す模式図である。
冷却システム１は、ＥＶ又はＨＥＶに搭載され、インバータ１０と、モータ２０と、ラジエータ３０と、ウォッシャー液タンク４０と、取水部４１と、ポンプ５０と、ポンプ６０と、を有している。
インバータ１０は、図示しないバッテリーの直流電力を３相交流電力に変換してモータ２０に供給することによりモータ２０を駆動する。
モータ２０は、インバータ１０より３相交流電力が供給されることにより駆動する車両の駆動源である。モータ２０は、駆動することにより何れも図示しない車両の前輪又は後輪を駆動させる。
ラジエータ３０は、ラジエータ３０を通過する洗浄液４３と、ラジエータ３０を通過する空気（走行風）と、を熱交換することにより、ラジエータ３０を通過する洗浄液４３を冷却する。
ウォッシャー液タンク４０は、車両の窓７０を洗浄する洗浄液４３を貯留している貯留タンクである。
取水部４１は、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３を車両の窓７０に放出するための洗浄液４３の流路である。取水部４１の一端には、取水口４１ａが設けられている。取水口４１ａは、ウォッシャー液タンク４０に設けられると共に、車両の窓７０を洗浄する際にウォッシャー液タンク４０より洗浄液４３を取水部４１に取水する。取水部４１の他端には、取水口４１ａより取水部４１に取水した洗浄液４３を、車両の窓７０に放出させる放出口７１が設けられている。
ポンプ５０は、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３をインバータ１０に圧送する。
ポンプ６０は、取水部４１に設けられており、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３を取水口４１ａから取水すると共に、放出口７１より車両の窓７０に圧送して窓７０を洗浄する。
循環流路８０は、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク４０の順に循環させる。循環流路８０には、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３を循環流路８０に給水する給水口４２ａが設けられている。給水口４２ａは、ウォッシャー液タンク４０に複数設けられている。
取水口４１ａのウォッシャー液タンク４０の内底面４０ａからの高さｈ１は、給水口４２ａの内底面４０ａからの高さｈ２よりも高くなっている（ｈ１＞ｈ２）。
＜冷却システムの動作＞
本開示の実施の形態１に係る冷却システム１の動作について、図１及び図２を参照して説明する。
まず、ウォッシャー液タンク４０は、ユーザによって補充された洗浄液４３を貯留している。
図示しない車両のイグニションスイッチがオンされることにより、ポンプ５０が図示しないＥＣＵの制御によって駆動を開始する。ポンプ５０が駆動することにより、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３は、循環流路８０を循環する。
具体的には、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３は、駆動を開始したポンプ５０により、給水口４２ａより循環流路８０に給水されてインバータ１０に圧送される。
インバータ１０に圧送された洗浄液４３は、インバータ１０において生じた熱を蓄えた後に、モータ２０において生じた熱を蓄える。
モータ２０において生じた熱を蓄えた洗浄液４３は、ラジエータ３０においてラジエータ３０を通過する空気（走行風）と熱交換することにより冷却される。
ラジエータ３０において冷却された洗浄液４３は、ウォッシャー液タンク４０に貯留される。
また、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３は、ユーザの操作によってポンプ６０が駆動することにより、取水口４１ａより取水部４１に取水されて放出口７１より車両の窓７０に向けて圧送されて放水される。これにより、窓７０を洗浄液４３によって洗浄することができる。
上記の動作において、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３を窓７０の洗浄に使用することにより、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３が少なくなる。この場合に、図２に示すように、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３のウォッシャー液タンク４０の内底面４０ａからの高さＥが取水口４１ａよりも低くなった場合には、取水口４１ａより洗浄液４３を取水できなくなる。
しかしながら、この場合であっても、給水口４２ａの内底面４０ａからの高さｈ２を取水口４１ａの内底面４０ａからの高さｈ１よりも低くすることにより、循環流路８０に対して給水口４２ａより洗浄液を給水することができる。また、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液４３の内底面４０ａからの高さＥが取水口４１ａよりも低くなった場合に、警告等によってユーザに報知することにより、ユーザによってウォッシャー液タンク４０に洗浄液４３が補充されるため、循環流路８０に洗浄液４３が無くなることを防ぐことができる。
また、ウォッシャー液タンク４０に給水口４２ａを複数設けることにより、車両の振動等によって洗浄液４３の内底面４０ａからの高さＥが変動した場合であっても、循環流路８０に対して洗浄液４３を確実に給水することができる。
更に、モータ２０及びインバータ１０を冷却する冷却システム１は、エンジンを冷却する冷却システムに比べて冷却水の温度が低くなることにより、沸騰を防ぐための添加剤を冷却水に加える必要がないため、洗浄液４３をそのまま冷却水として使用することができる。また、洗浄液４３は、不凍液を使用しているため、モータ２０及びインバータ１０を冷却するための冷却水として使用する際に凍結することを防ぐことができる。
このように、本実施の形態では、ウォッシャー液タンク４０に貯留される洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク４０の順に循環させることにより、モータ２０及びインバータ１０の熱を洗浄液４３に蓄えさせると共に、ラジエータ３０により洗浄液４３を放熱させる。
これにより、モータ２０及びインバータ１０を冷却する冷却水を貯留するリザーブタンクを不要にすることができるため省スペース化を図ることができると共に、冷却水の交換の手間を省くことができる。また、モータ２０及びインバータ１０によって洗浄液４３が暖められるため、洗浄液４３による窓７０に付着した油膜等の浄化作用を向上させることができる。
（実施の形態２）
＜冷却システムの構成＞
まず、本開示の実施の形態２に係る冷却システムの構成について、図３を参照して説明する。図３は、本開示の実施の形態２に係る冷却システムの一部の構成を示す模式図である。
なお、本実施の形態に係る冷却システムのウォッシャー液タンク１４０以外の構成は冷却システム１と同一構成であるので、その説明を省略する。また、図３において図２と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態に係る冷却システムは、ＥＶ又はＨＥＶに搭載され、インバータ１０と、モータ２０と、ラジエータ３０と、取水部４１と、ポンプ５０と、ポンプ６０と、ウォッシャー液タンク１４０と、を有している。なお、図３においては、取水口４１ａの記載を省略する。
ウォッシャー液タンク１４０は、車両の窓７０を洗浄する洗浄液４３を貯留している貯留タンクである。
取水部４１は、ウォッシャー液タンク１４０に貯留されている洗浄液４３を車両の窓７０に放出するための洗浄液４３の流路である。取水口４１ａは、ウォッシャー液タンク１４０に設けられると共に、車両の窓７０を洗浄する際にウォッシャー液タンク１４０より洗浄液４３を取水部４１に取水する。
取水口４１ａのウォッシャー液タンク１４０の内底面４０ａからの高さは、給水口１４２ａの内底面４０ａからの高さよりも高くなっている。
ポンプ５０は、ウォッシャー液タンク１４０に貯留されている洗浄液４３をインバータ１０に圧送する。
ポンプ６０は、取水部４１に設けられており、ウォッシャー液タンク１４０に貯留されている洗浄液４３を取水口４１ａから取水すると共に、放出口７１より車両の窓７０に圧送して窓７０を洗浄する。
循環流路８０は、ウォッシャー液タンク１４０に貯留されている洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク４０の順に循環させる。循環流路８０には、ウォッシャー液タンク１４０に貯留されている洗浄液４３を循環流路８０に給水する給水口１４２ａが設けられている。給水口１４２ａは、ウォッシャー液タンク１４０に複数設けられていると共に、ウォッシャー液タンク１４０の全ての角に設けられている。例えば、ウォッシャー液タンク１４０が図３に示すように上方から見て四角形の場合には、給水口１４２ａは四隅に設けられている。
給水口１４２ａを四隅に設けることにより、車両が前後左右等の何れの方向に傾いても、ウォッシャー液タンク４０に貯留されている洗浄液を給水口１４２ａから循環流路８０に供給することができる。
なお、本実施の形態に係る冷却システムの動作は上記の実施の形態１に係る冷却システム１の動作と同一動作であるので、その説明を省略する。
このように、本実施の形態によれば、ウォッシャー液タンク１４０に貯留される洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク１４０の順に循環させることにより、モータ２０及びインバータ１０の熱を洗浄液４３に蓄えさせると共に、ラジエータ３０により洗浄液４３を放熱させることにより、上記の実施の形態１の効果と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態３）
＜冷却システムの構成＞
まず、本開示の実施の形態３に係る冷却システムの構成について、図４を参照して説明する。図４は、本開示の実施の形態３に係る冷却システムの一部の構成を示す模式図である。
なお、本実施の形態に係る冷却システムのウォッシャー液タンク２４０以外の構成は冷却システム１と同一構成であるので、その説明を省略する。また、図４において図２と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態に係る冷却システムは、ＥＶ又はＨＥＶに搭載され、インバータ１０と、モータ２０と、ラジエータ３０と、取水部４１と、ポンプ５０と、ポンプ６０と、ウォッシャー液タンク２４０と、を有している。
ウォッシャー液タンク２４０は、車両の窓７０を洗浄する洗浄液４３を貯留している貯留タンクである。ウォッシャー液タンク２４０は、底壁２４２に凹設される凹部２４１を備えている。
取水部４１は、ウォッシャー液タンク２４０に貯留されている洗浄液４３を車両の窓７０に放出するための洗浄液４３の流路である。取水口４１ａは、ウォッシャー液タンク２４０の凹部２４１以外に設けられていると共に、車両の窓７０を洗浄する際にウォッシャー液タンク２４０より洗浄液４３を取水部４１に取水する。
ポンプ５０は、ウォッシャー液タンク２４０に貯留されている洗浄液４３をインバータ１０に圧送する。
ポンプ６０は、取水部４１に設けられており、ウォッシャー液タンク２４０に貯留されている洗浄液４３を取水口４１ａから取水すると共に、放出口７１より車両の窓７０に圧送して窓７０を洗浄する。
循環流路８０は、ウォッシャー液タンク２４０に貯留されている洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク２４０の順に循環させる。循環流路８０には、ウォッシャー液タンク２４０に貯留されている洗浄液４３を循環流路８０に給水する給水口４２ａが設けられている。給水口４２ａは、ウォッシャー液タンク２４０の凹部２４１に複数設けられている。
ウォッシャー液タンク２４０における取水口４１ａの高さは給水口４２ａの高さよりも高くなっている。
給水口４２ａを凹部２４１に設けることにより、車両が前後左右の何れの方向に傾いた場合であっても、洗浄液４３は凹部２４１に貯留された状態であるため、凹部２４１に貯留されている洗浄液を給水口４２ａから循環流路８０に確実に供給することができる。
なお、本実施の形態に係る冷却システムの動作は上記の実施の形態１に係る冷却システム１の動作と同一動作であるので、その説明を省略する。
このように、本実施の形態によれば、ウォッシャー液タンク２４０に貯留される洗浄液４３をインバータ１０、モータ２０、ラジエータ３０及びウォッシャー液タンク２４０の順に循環させることにより、モータ２０及びインバータ１０の熱を洗浄液４３に蓄えさせると共に、ラジエータ３０により洗浄液４３を放熱させることにより、上記の実施の形態１の効果と同様の効果を得ることができる。
なお、本開示は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
本開示は、車両に搭載される冷却システムに好適である。
１ 冷却システム
１０ インバータ
２０ モータ
３０ ラジエータ
４０ ウォッシャー液タンク
４０ａ 内底面
４１ 取水部
４１ａ 取水口
４２ａ 給水口
４３ 洗浄液
５０ ポンプ
６０ ポンプ
７０ 窓
７１ 放出口
８０ 循環流路
１４０ ウォッシャー液タンク
１４２ａ 給水口
２４０ ウォッシャー液タンク
２４１ 凹部
２４２ 底壁

Claims (4)

  1. 車両に搭載される冷却システムであって、
    前記車両の駆動源であるモータと、
    前記モータを駆動するインバータと、
    ラジエータと、
    前記車両の窓を洗浄する洗浄液を貯留する貯留タンクと、
    前記貯留タンクに貯留される前記洗浄液を前記インバータ、前記モータ、前記ラジエータ及び前記貯留タンクの順に循環させることにより、前記モータ及び前記インバータの熱を前記洗浄液に蓄えさせると共に、前記ラジエータにより前記洗浄液を放熱させる循環流路と、
    前記貯留タンクの内底面から上方へ突出して設けられると共に、前記窓を洗浄する際に前記貯留タンクより前記洗浄液を取水する取水口と、
    前記貯留タンクの内底面から上方へ突出して設けられると共に、前記貯留タンクより前記循環流路に前記洗浄液を給水する給水口と、
    を有し、
    前記取水口の高さは、前記給水口の高さよりも高い、
    冷却システム。
  2. 前記給水口は複数設けられ、
    前記複数の給水口の高さは略等しい、
    請求項１に記載の冷却システム。
  3. 前記貯留タンクは、
    底壁に凹設される凹部を備え、
    前記取水口は、
    前記貯留タンクの前記凹部以外に設けられ、
    前記複数の給水口は、
    前記凹部に設けられる、
    請求項１記載の冷却システム。
  4. 前記給水口は、
    前記貯留タンクの全ての角に設けられる、
    請求項１に記載の冷却システム。
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