WO2012114477A1

WO2012114477A1 - ハイブリッド車用冷却装置

Info

Publication number: WO2012114477A1
Application number: PCT/JP2011/053988
Authority: WO
Inventors: 小林　充
Original assignee: スズキ株式会社
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-08-30
Also published as: CN103260925B; DE112011104946T5; DE112011104946B4; CN103260925A; US9016415B2; US20130220719A1

Abstract

　本発明は、ハイブリッド車用冷却装置において、エンジンフードの高さを低くするとともに、冷却水通路に混入したエアを排出し易い構造とすることを目的としている。本発明では、エンジンフードに覆われたエンジンルーム前部にラジエータを配置し、その後方に発電機と駆動モータとを配置し、駆動モータと発電機との上方の空間に駆動モータを駆動するインバータを配設し、ラジエータとインバータと駆動モータと発電機とを冷却水が循環される冷却水通路によって連結し、冷却水通路に所定圧力で開弁する圧力キャップと、圧力キャップにオーバーフロー配管を介して連結されるリザーブタンクとを設けたハイブリッド車用冷却装置において、インバータをエンジンフードに沿って前傾させた状態で車体に取付け、インバータの前部に冷却水入口を設けるとともに、インバータの後部に冷却水出口を設け、冷却水出口に圧力キャップを配設する。

Description

ハイブリッド車用冷却装置

　本発明は、ハイブリッド車用冷却装置に関するものである。詳しくは、本発明は、特にエンジン及び駆動モータとの２系統の動力を備えるハイブリッド車において、冷却のために冷却水を循環させる水冷方式としたハイブリッド車用冷却装置に関するものである。

　車両、例えばハイブリッド車（「ＨＥＶ」ともいう。）においては、２系統の動力を備えるために、エンジンや燃料タンク以外にも、発電機や駆動モータ、インバータ、バッテリ（「バッテリパック」または「電池」ともいう。）を搭載している。

特開２００６－２１９０２０号公報

　ところで、従来のエンジン及び駆動モータとの２系統の動力を備えるハイブリッド車において、冷却のために冷却水を循環させる水冷方式とする場合には、２系統のそれぞれに要求される管理温度が異なるため、独立した２系統の冷却水経路が必要であった。
　この結果、２系統の冷却水経路にそれぞれ別個の冷却水のリザーブタンクを設けており、部品点数の増加、及び点検箇所の増加を招くという不都合がある。

　また、上述した特許文献１に開示されるものは、インバータがエンジンルーム内に車両水平に配設されている。
　この結果、以下のような不都合がある。
（１）インバータの前側部分とエンジンフードとの間のスペースが十分確保できないおそれがある。
　つまり、前傾するエンジンフードに覆われたエンジンルーム内にインバータを配設する際に、このインバータを車両水平に配設すると、インバータの前側部分がエンジンフード側に近接し、インバータの前側部分とエンジンフードとの間のスペースを十分に確保することができないためである。
（２）車両前部の高さが増加するおそれがある。
　つまり、インバータの前側部分とエンジンフードとの間のスペースを一定に確保するためには、エンジンフードを車両上方に移動させる必要があり、これにより、車両前部の高さが増加するためである。
（３）インバータの内部の冷却水に混入したエアが貯留するおそれがある。
　つまり、インバータを各モータより高い位置に配設しているため、インバータ内部の冷却水通路に冷却水に混入したエアが貯留する可能性があるためである。
　また、従来構造では、圧力キャップをインバータの後部に固設していないため、本発明のようにインバータ内部の冷却水通路に貯留するエアを積極的にリザーブタンクに排出するという効果がなかったためである。

　本発明は、ハイブリッド車用冷却装置において、エンジンフードの高さを低くするとともに、冷却水通路に混入したエアを排出し易い構造とすることを目的としたものである。

　そこで、本発明は、上述不都合を除去するために、エンジンフードに覆われたエンジンルームの前部にラジエータを配置し、その後方にエンジンによって駆動される発電機と車両を駆動する駆動モータとを配置し、この駆動モータと前記発電機との上方の空間に前記駆動モータを駆動するインバータを配設し、前記ラジエータと前記インバータと前記駆動モータと前記発電機とを冷却水が循環される冷却水通路によって連結し、この冷却水通路に所定圧力で開弁する圧力キャップと、この圧力キャップにオーバーフロー配管を介して連結されるリザーブタンクとを設けたハイブリッド車用冷却装置において、前記インバータを前記エンジンフードに沿って前傾させた状態で車体に取付け、前記インバータの前部に冷却水入口を設けるとともに、前記インバータの後部に冷却水出口を設け、この冷却水出口に前記圧力キャップを配設することを特徴とする。

　以上詳細に説明した如く、本発明によれば、エンジンフードに覆われたエンジンルームの前部にラジエータを配置し、その後方にエンジンによって駆動される発電機と車両を駆動する駆動モータとを配置し、この駆動モータと発電機との上方の空間に駆動モータを駆動するインバータを配設し、ラジエータとインバータと駆動モータと発電機とを冷却水が循環される冷却水通路によって連結し、この冷却水通路に所定圧力で開弁する圧力キャップと、この圧力キャップにオーバーフロー配管を介して連結されるリザーブタンクとを設けたハイブリッド車用冷却装置において、インバータをエンジンフードに沿って前傾させた状態で車体に取付け、インバータの前部に冷却水入口を設けるとともに、インバータの後部に冷却水出口を設け、この冷却水出口に圧力キャップを配設する。
　従って、前傾している前記エンジンフードに沿って前記インバータを前傾させた状態で車体に配設することで、エンジンフードを上方へ移動することなくインバータをエンジンフードの下側に配置でき、エンジンフードの配設位置が高くなるのを抑制することができる。
　また、前記インバータがエンジンや駆動モータ（及び発電機）の上部に固設する状態に比べて、前記インバータを車体に取付いた状態では、エンジン（駆動モータや発電機）からの振動に直接影響されないため、インバータの振幅分のスペースを余分に考慮する必要がなくなる。よって、余剰スペース分のエンジンフードの上方への移動が不必要となる。
　一方、前記インバータを前傾した場合、インバータの内部の冷却水通路は、冷却水入口から冷却水出口にかけて斜め上方に向かって略直線状に設けることができるため、インバータの後部や冷却水出口に冷却水に混入したエアが集まって溜まり易くなる。
　そこで、本発明では、インバータの後部に冷却水出口を設けるとともに、冷却水出口に圧力キャップを配置してエアを排出できる構造とした。

図１は、車両のエンジンルームの左側面図である。（実施例）図２は、エンジンルーム内に配設されるエンジンや発電機、駆動モータ、インバータ、ラジエータの配設状態を示す車両左前方の上部から視た概略斜視図である。（実施例）図３は、車両のエンジンルームの平面図である。（実施例）図４は、車両のエンジンルームの正面図である。（実施例）図５は、ハイブリッド車用冷却装置の冷却水経路を示す図である。（実施例）

　以下図面に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例）

　図１～図５は、本発明の実施例を示すものである。
　図１～図４において、１はハイブリッド車（「車両」ともいう。）、２は車体、３はエンジンルームである。
　ハイブリッド車１のエンジンルーム３は、図１及び図３、図４に示す如く、車体２の左右両側に配設され、かつ車両前後方向に延びる左側及び右側サイドメンバ４、５の左側及び右側前輪６、７と、ダッシュパネル８とによって区画されている。また、エンジンルーム３は、上方をエンジンフード９によって覆われている。

　そして、このエンジンフード９に覆われたエンジンルーム３の前部にラジエータ１０を配置し、その後方にエンジン１１によって駆動される発電機１２と車両であるハイブリッド車１を駆動する駆動モータ１３とを配置している。また、この駆動モータ１３と発電機１２との上方の空間に駆動モータ１３を駆動するインバータ１４を配設している。
　このとき、ラジエータ１０は、エンジン用ラジエータ（「ラジエタ（エンジン用）」とも記載する。）１５とインバータ用ラジエータ（「ラジエタ（インバータ・モータ用）」とも記載する。）１６とを備えている。また、図２及び図３に示す如く、エンジン用ラジエータ１５をエンジンルーム３の前部の車両左側に配置する一方、インバータ用ラジエータ１６を同様にエンジンルーム３の前部の車両右側に配置している。
　また、エンジン用ラジエータ１５の後方に、図１～図４に示す如く、エンジン１１によって駆動される発電機１２とハイブリッド車１を駆動する駆動モータ１３とを順次配置し、インバータ用ラジエータ１６の後方には、図１～図４に示す如く、エンジン１１を配置している。
　このとき、エンジン１１は、エンジン用ブラケット１７によって右側サイドメンバ５に固定される一方、発電機１２は、発電機用ブラケット１８によって左側サイドメンバ４に固定される。
　そして、発電機１２と駆動モータ１３との上方の空間に、図１～図４に示す如く、インバータ１４を配設する。
　更に、エンジン１１の前側、かつインバータ用ラジエータ１６の後方に、図１～図４に示す如く、排気ガスの浄化を果たす触媒１９を配置している。また、発電機１２の前側上方、かつエンジン用ラジエータ１５の後方に、図１～図４に示す如く、リザーブタンク２０を配置するとともに、発電機１２の車両幅方向の左側、かつ左側前輪６の車両幅方向の右側には、インバータ用ウォータポンプ２１を配置する。

　また、ラジエータ１０であるエンジン用ラジエータ１５及びインバータ用ラジエータ１６と、インバータ１４と、駆動モータ１３と、発電機１２とが、冷却水が循環する冷却水通路２２によって連結されている。また、この冷却水通路２２に所定圧力で開弁する圧力キャップ２３と、この圧力キャップ２３にオーバーフロー配管２４を介して連結されるリザーブタンク２０とが設けられている。
　このとき、インバータ１４をエンジンフード９に沿って前傾させた状態で車体２に取付けている。また、インバータ１４の前部に冷却水入口２５を設けるとともに、インバータ１４の後部に冷却水出口２６を設け、この冷却水出口２６に圧力キャップ２３を配設している。
　詳述すれば、冷却水通路２２は、図５に示す如く、エンジン１１を冷却するためのエンジン用冷却水通路Ａとインバータ１４を冷却するためのインバータ用冷却水通路Ｂとを備えている。
　また、オーバーフロー配管２４は、図５に示す如く、エンジン用オーバーフロー配管２４Ａと、インバータ用オーバーフロー配管２４Ｂとを備えている。

　そして、エンジン用冷却水通路Ａは、図５に示す如く、エンジン１１からの冷却水をエンジン用ラジエータ１５に流すエンジン用第１冷却水通路Ａ１と、エンジン用ラジエータ１５からの冷却水をエンジン１１に戻すエンジン用第２冷却水通路Ａ２とを備えている。
　なお、このエンジン用冷却水通路Ａにおいて、エンジン用ウォータポンプ２７は、図５に示す如く、エンジン１１に配置される。
　これにより、エンジン１１からの冷却水は、図５に示す如く、エンジン用第１冷却水通路Ａ１によってエンジン用ラジエータ１５に流れ、このエンジン用ラジエータ１５からの冷却水は、エンジン用第２冷却水通路Ａ２によってエンジン用ウォータポンプ２７を介してエンジン１１に戻るという循環を繰り返す。

　更に、圧力キャップ２３は、図１に示す如く、エンジン用圧力キャップ２３Ａとインバータ用圧力キャップ２３Ｂとを備えている。
　このとき、上部にエンジン用圧力キャップ２３Ａを配置したエンジン用ラジエータ１５には、このエンジン用ラジエータ１５とリザーブタンク２０とを連絡するエンジン用オーバーフロー配管２４Ａを設けている。

　また、インバータ用冷却水通路Ｂは、図５に示す如く、インバータ１４の冷却水出口２６からの冷却水を駆動モータ１３に流すインバータ用第１冷却水通路Ｂ１と、駆動モータ１３からの冷却水を発電機１２に流すインバータ用第２冷却水通路Ｂ２と、発電機１２からの冷却水をインバータ用ラジエータ１６に流すインバータ用第３冷却水通路Ｂ３と、インバータ用ラジエータ１６からの冷却水をウォータポンプ２１に戻すインバータ用第４冷却水通路Ｂ４と、ウォータポンプ２１からの冷却水をインバータ１４の冷却水入口２５に圧送するインバータ用第５冷却水通路Ｂ５と、インバータ１４の内部において冷却水入口２５と冷却水出口２６を連絡するインバータ用第６冷却水通路Ｂ６とを備えている。
　これにより、インバータ１４の冷却水出口２６からの冷却水は、図５に示す如く、インバータ用第１冷却水通路Ｂ１によって駆動モータ１３に流れ、この駆動モータ１３からの冷却水はインバータ用第２冷却水通路Ｂ２によって発電機１２に流れ、この発電機１２からの冷却水はインバータ用第３冷却水通路Ｂ３によってインバータ用ラジエータ１６に流れ、このインバータ用ラジエータ１６からの冷却水はインバータ用第４冷却水通路Ｂ４によってウォータポンプ２１に流れ、このウォータポンプ２１からの冷却水はインバータ用第５冷却水通路Ｂ５によってインバータ１４の冷却水入口２５に流れ、このインバータ１４の冷却水入口２５に到達した冷却水はインバータ１４内部のインバータ用第６冷却水通路Ｂ６によって冷却水出口２６に流れるという循環を繰り返す。
　このとき、インバータ１４には、このインバータ１４とリザーブタンク２０とを連絡するインバータ用オーバーフロー配管２４Ｂを設けている。
　つまり、本発明の実施例においては、図５に破線で示す如く、従来使用していた２つ目のリザーブタンクを廃止して１つのリザーブタンク２０に集約し、部品点数の増加や点検箇所の増加という不都合を解消している。

　また、インバータ１４を、図１に示す如く、エンジンフード９に沿って前傾させた状態で車体２に取付けた際に、このインバータ１４の前部に冷却水入口２５を設けるとともに、インバータ１４の後部に冷却水出口２６を設け、この冷却水出口２６にインバータ用圧力キャップ２３Ｂを配設するものである。
　これにより、前傾しているエンジンフード９に沿ってインバータ１４を前傾させた状態で車体２に配設することで、図１に示す如く、エンジンフード９を上方へ移動することなくインバータ１４をエンジンフード９の下側に配置でき、エンジンフード９の配設位置が高くなるのを抑制することができる。
　また、インバータ１４がエンジン１１や駆動モータ１３（及び発電機１２）の上部に固設する状態に比べて、インバータ１４を車体２に取付いた状態では、エンジン１１（駆動モータ１３や発電機１２）からの振動に直接影響されない。したがって、インバータ１４の振幅分のスペースを余分に考慮する必要がなくなる。これにより、余剰スペース分のエンジンフード９の上方への移動が不必要となる。
　一方、インバータ１４を前傾した場合、インバータ１４内部のインバータ用第６冷却水通路Ｂ６は、図１に示す如く、冷却水入口２５から冷却水出口２６にかけて斜め上方に向かって略直線状に設けることができる。したがって、インバータ１４の後部や冷却水出口２６に冷却水に混入したエアが集まって溜まり易くなる。
　そこで、本発明では、図１～図３に示す如く、インバータ１４の後部に冷却水出口２６を設けるとともに、冷却水出口２６にインバータ用圧力キャップ２３Ｂを配置してエアを効率的に排出している。

　更に、インバータ用圧力キャップ２３Ｂを、図１に示す如く、インバータ用冷却水通路Ｂのインバータ用第６冷却水通路Ｂ６内の鉛直方向で最も高い位置に配設している。
　これにより、冷却水に混入したエアは、図１に示す如く、インバータ用第６冷却水通路Ｂ６において鉛直方向で最も高い位置であるインバータ用圧力キャップ２３Ｂに向かって集まる。
　よって、単一のインバータ用圧力キャップ２３Ｂでインバータ用第６冷却水通路Ｂ６に貯留したエアを効率的にリザーブタンク２０に排出することができる。
　したがって、インバータ１４の内部を連絡するインバータ用第６冷却水通路Ｂ６だけでなく、全インバータ用冷却水通路Ｂの内部のエアを効率的にリザーブタンク２０に排出することができる。

　なお、本発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

　例えば、本発明の実施例においては、オーバーフロー配管をエンジン用オーバーフロー配管とインバータ用オーバーフロー配管との２系統とする構成としている。これの変形例として、リザーブタンクに一端が連絡するオーバーフロー配管の途中を３ＷＡＹなどの分岐部品を用いて分岐し、一方の分岐配管をエンジン用オーバーフロー配管として使用するとともに、他方の分岐配管をインバータ用オーバーフロー配管として使用し、リザーブタンクの接続部位を１つに集約する特別構成とすることも可能である。
　この構成によれば、リザーブタンクの周辺部位において、オーバーフロー配管が１つに集約されているため、リザーブタンクの周辺部位にスペースを確保することが可能となり、オーバーフロー配管の取付・取り外しの作業性向上に寄与し得る。
　また、リザーブタンク内に仕切りを設ける特別構成とすれば、エンジン用冷却水とインバータ用冷却水との２系統の冷却水が異なる場合でも、１つに集約されたリザーブタンクで対応することが可能となる。これにより、従来の２つのリザーブタンクによる部品点数の増加や点検箇所の増加という不都合を惹起するおそれはない。

　　１　ハイブリッド車（「車両」ともいう。）
　　２　車体
　　３　エンジンルーム
　　４　左側サイドメンバ
　　５　右側サイドメンバ
　　８　ダッシュパネル
　　９　エンジンフード
　１０　ラジエータ
　１１　エンジン
　１２　発電機
　１３　駆動モータ
　１４　インバータ
　１５　エンジン用ラジエータ
　１６　インバータ用ラジエータ
　２０　リザーブタンク
　２１　インバータ用ウォータポンプ
　２２　冷却水通路
　２３　圧力キャップ
　２３Ａ　エンジン用圧力キャップ
　２３Ｂ　インバータ用圧力キャップ
　２４　オーバーフロー配管
　２４Ａ　エンジン用オーバーフロー配管
　２４Ｂ　インバータ用オーバーフロー配管
　２５　冷却水入口
　２６　冷却水出口
　　Ａ　エンジン用冷却水通路
　　Ａ１　エンジン用第１冷却水通路
　　Ａ２　エンジン用第２冷却水通路
　　Ｂ　インバータ用冷却水通路
　　Ｂ１　インバータ用第１冷却水通路
　　Ｂ２　インバータ用第２冷却水通路
　　Ｂ３　インバータ用第３冷却水通路
　　Ｂ４　インバータ用第４冷却水通路
　　Ｂ５　インバータ用第５冷却水通路
　　Ｂ６　インバータ用第６冷却水通路

Claims

　エンジンフードに覆われたエンジンルームの前部にラジエータを配置し、その後方にエンジンによって駆動される発電機と車両を駆動する駆動モータとを配置し、この駆動モータと前記発電機との上方の空間に前記駆動モータを駆動するインバータを配設し、前記ラジエータと前記インバータと前記駆動モータと前記発電機とを冷却水が循環される冷却水通路によって連結し、この冷却水通路に所定圧力で開弁する圧力キャップと、この圧力キャップにオーバーフロー配管を介して連結されるリザーブタンクとを設けたハイブリッド車用冷却装置において、
　前記インバータを前記エンジンフードに沿って前傾させた状態で車体に取付け、前記インバータの前部に冷却水入口を設けるとともに、前記インバータの後部に冷却水出口を設け、この冷却水出口に前記圧力キャップを配設することを特徴とするハイブリッド車用冷却装置。
　前記圧力キャップを前記冷却水通路内の鉛直方向で最も高い位置に配設することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車用冷却装置。