WO2023228333A1 - 駆動装置 - Google Patents

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WO2023228333A1
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WO
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housing
inverter
drive device
cooling water
motor housing
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English (en)
French (fr)
Inventor
和希 江口
純 吉澤
雄一 中田
Original Assignee
日産自動車株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes

Definitions

  • the present invention relates to a drive device.
  • a power conversion device that supplies power to a rotating electric machine is constructed by housing electrical components such as a power module, a capacitor module, and a bus bar.
  • JP6406443B discloses a configuration in which a power module and a capacitor module are arranged on the upper surface of a support member provided with a cooling flow path, the support member is housed in a motor housing, and the support member is closed by a top plate.
  • the present invention was made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing the effects of heat on electrical components.
  • One embodiment of the present invention is applied to a drive device that includes a rotating electrical machine and an inverter device that is placed on top of the rotating electrical machine and transmits and receives electric power to and from the rotating electrical machine.
  • This drive device has a motor housing that houses a rotating electrical machine, and the motor housing has a recessed portion in its upper portion.
  • the inverter device has a lid-shaped inverter housing, and electrical components are arranged on the inner surface of the inverter housing facing the rotating electric machine.
  • the inverter housing and the recessed portion of the motor housing form a housing chamber in which the electrical components are accommodated.
  • the electrical components include a first electrical component and a second electrical component that has a higher temperature than the first electrical component, and the first electrical component and the second electrical component are rotated. They are placed apart in the axial direction of the electric machine.
  • the second electrical component and the first electrical component that become hot
  • FIG. 1 is a sectional view of a drive device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of the inverter device.
  • FIG. 3 is a perspective view of the motor housing.
  • FIG. 4 is a perspective view of the drive device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a drive device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the drive device 1 includes a power conversion device (inverter device) 10, a motor 20, and a speed reducer 30.
  • the drive device 1 is mounted on an electric vehicle, and receives power from a battery (not shown) to drive the motor 20, thereby causing the electric vehicle to travel.
  • the motor 20 transmits rotation to the drive wheels via the reducer 30 to drive the electric vehicle.
  • the motor 20 also functions as a generator that generates regenerative power when the electric vehicle is decelerated.
  • the reducer 30 reduces the rotation of the rotating shaft 22 of the motor 20 and transmits the reduced rotation to the driving wheels.
  • the motor 20 and the speed reducer 30 are arranged in a motor housing 21 .
  • the motor 20 includes an inner housing 23, a stator 24, and a rotor 25.
  • An inner housing 23 that accommodates a stator 24 and a rotor 25 is configured to be fitted inside the motor housing 21.
  • a gap is formed between the motor housing 21 and the inner housing 23, and this gap is configured as a cooling water flow path 41. Cooling water passage 41 is formed so that cooling water circulates around the outer periphery of stator 24 of motor 20 .
  • a rotating shaft 22 is provided at the center of rotation of the rotor 25 . The rotating shaft 22 is connected to a reduction gear 30.
  • the inverter device 10 is arranged above the motor housing 21.
  • the inverter device 10 includes an inverter housing 11 and electrical components such as a power module 12, a capacitor module 13, and a three-phase inverter-side bus bar 14 housed in the inverter housing 11.
  • the inverter housing 11 has a box-like shape with its outer edge extending toward the motor housing 21 and opening downward.
  • the inverter housing 11 covers the motor housing 21 like a lid and is fixed to the motor housing 21 by bolting or the like. With the inverter housing 11 fixed to the motor housing 21, a space formed by the inner surface of the inverter housing 11 and the upper recess 21a of the motor housing 21 is configured as a housing chamber 101 that accommodates electrical components.
  • the power module 12 and the capacitor module 13 are fixed to the inner surface of the inverter housing 11 and are arranged so as to face the motor housing 21 side.
  • the inverter-side bus bar 14 is connected to the power module 12 on the inverter housing 11 side, and is arranged at a position spaced apart from the power module 12 so as to face the motor housing 21 side.
  • the tip portion of the inverter side bus bar 14 is connected to the motor side bus bar 28.
  • a three-phase motor-side bus bar 28 extends above the axial end of the motor 20 .
  • the motor-side bus bar 28 includes an extension part 28a that extends outward (to the right in FIG. 1) along the axial direction from the coil end 27 of the motor 20, and an upper extension part that extends upward from the end of the extension part 28a. 28b.
  • the motor side bus bar 28 and the inverter side bus bar 14 are fixed by a connecting portion 29.
  • the connecting portion 29 is composed of bolts and nuts, and is electrically connected by tightening the fixing hole formed in the inverter-side bus bar 14 and the fixing hole formed in the upper extension portion 28b of the motor-side bus bar 28 together. Make it conductive.
  • the accommodation chamber 101 of the inverter device 10 is equipped with a power module 12, a capacitor module 13, and an inverter-side bus bar 14.
  • the lower end of the inverter-side bus bar 14 is connected to the motor-side bus bar 28 through a connecting portion 29 .
  • functional electrical components such as the power module 12 and capacitor module 13 have a fixed upper limit of operating temperature, and are electrical components with a relatively low heat resistance temperature (for example, 150°C) (hereinafter referred to as “first electrical component”). (referred to as “parts”).
  • first electrical component electrical component
  • electric wire components such as the inverter-side bus bar 14 and the motor-side bus bar 28 are electrical components that have a wide operating temperature range and a relatively high heat resistance temperature (for example, 300° C.) (hereinafter referred to as "second electrical components”). ).
  • the temperature of the motor-side bus bar 28 becomes higher due to the heat transmitted from the coil end 27 of the motor 20.
  • connection portion 29 that connects the inverter-side bus bar 14 and the motor-side bus bar 28 has a higher temperature due to contact resistance.
  • the inverter-side bus bar 14 connects the connecting portion 29 and the power module 12, but since these have a large creepage distance and are fixed inside the inverter housing 11, the first bus bar 14 may be damaged due to heat. The effect on electrical parts is small.
  • the heat generated from the second electrical component which has a wide operating temperature range and a higher temperature, radiates and transfers to the first electrical component, which has a lower temperature than the second electrical component.
  • the power module 12 is a component that generates heat, so it is configured to be in direct contact with the cooling water flow path formed in the inverter housing 11, and is configured to be constantly cooled.
  • the capacitor module 13 is configured so that it is not cooled by cooling water because its heat generation range is small. Therefore, if the second electric component that generates heat is placed close to the second electric component, the heat will be received and the influence of the heat will be greater.
  • connection portion 29 that connects the inverter-side bus bar 14 and the motor-side bus bar 28 reaches a high temperature during operation, and thus becomes a component that easily heats the first electrical component.
  • the first electrical component that has received the heat may approach its allowable temperature limit.
  • the inverter housing in a box shape so that heat is not transmitted to the electrical components inside the housing chamber of the inverter device.
  • a new problem arises in that the size and weight of the inverter device increase.
  • the inverter device 10 is configured to suppress an increase in the size and weight of the inverter device 10 while preventing the problem of heat from electrical components within the inverter device 10.
  • FIG. 2 is a sectional view of the drive device 1 centered on the inverter device 10.
  • FIG. 3 is a perspective view of the housing chamber 101 of the motor housing 21 with the inverter device 10 removed.
  • the extending portion 28a of the motor-side bus bar 28 extends along the axial direction from the coil end 27 of the motor 20 toward the outside on the side opposite to the reducer 30.
  • the capacitor module 13 is arranged in the storage chamber 101 on the left side of the power module 12, that is, at a position spaced apart from the motor-side bus bar 28.
  • the capacitor module 13 fixed to the inverter housing 11 and the connection part 29 that connects the inverter-side bus bar 14 and the motor-side bus bar 28 are spaced apart in the axial direction, and the motor-side bus bar Transfer of heat from 28 and connection portion 29 to capacitor module 13 is suppressed.
  • a flat shielding wall 102 is formed on the upper surface of the motor housing 21, that is, on the bottom surface of the storage chamber 101, and stands upward from the bottom surface.
  • the shielding wall 102 divides the inside of the accommodation chamber 101 into an area where the first electrical components (power module 12, capacitor module 13) are arranged and a region where the second electrical components (motor side bus bar 28, connection part 29) are arranged. Separate the area.
  • the shielding wall 102 extends in a direction perpendicular to the axial direction as shown in FIG. It is erected on the upper surface of the motor housing 21 so as to partition the region 111) from the region (second region 112) where the power module 12 and capacitor module 13 are arranged.
  • the presence of the shielding wall 102 on the line connecting the connection part 29 and the capacitor module 13 suppresses direct transfer of heat from the connection part 29 to the capacitor module 13.
  • the axial position where the shielding wall 102 is erected is approximately the same as the axial position where the seal member 23a provided in the inner housing 23 fitted into the motor housing 21 is arranged. configured.
  • the sealing member 23a of the inner housing 23 is compressed with the inner circumferential surface of the motor housing 21, thereby sealing the cooling water in the cooling water flow path 41 to prevent leakage. Therefore, a radially outward stress acts on the portion of the motor housing 21 that is in contact with the seal member 23a. Therefore, by forming the shielding wall 102 at the location where stress is applied to the motor housing 21, the wall thickness of the motor housing 21 is increased, and the rigidity of the motor housing 21 at the location where the seal member 23a contacts can be increased. Thereby, the cooling water in the cooling water flow path 41 can be sealed more reliably.
  • a flat rib 103 that protrudes toward the capacitor module 13.
  • a cooling water passage 41 is formed between the motor housing 21 and the inner housing 23 of the motor 20, and the rib 103 is arranged to be located on the radially outer side of the cooling water passage 41 of the motor housing 21.
  • the rib 103 is not limited to a flat plate shape, and may have various shapes such as a plurality of protrusions or irregularities formed on the upper surface of the motor housing 21.
  • the atmosphere near the ribs 103 is cooled by the cooling water. Therefore, the heat transferred from the second electrical component can be reduced, and in particular, the heat transferred to the capacitor module 13 can be reduced.
  • FIG. 4 is a perspective view of the drive device 1 of this embodiment.
  • the inverter housing 11 of the drive device 1 is provided with a cooling water inlet 45 into which cooling water flows from the outside.
  • the cooling water inlet 45 communicates with an inverter-side cooling water flow path (not shown) formed within the inverter housing 11 .
  • the cooling water that has flowed into the inverter-side cooling water flow path cools the electrical components (power module 12) of the inverter device 10, and then cools the motor-side cooling water inlet 43a formed at the location where the inverter housing 11 and the motor housing 21 come into contact. It flows into the housing side flow path 43 from there.
  • the housing side flow path 43 has a communication port 44 (see FIG. 2) that communicates with the cooling water flow path 41 formed between the motor housing 21 and the inner housing 23 within the motor housing 21 .
  • the communication port 44 is arranged close to the shielding wall 102.
  • the motor 20 is cooled by cooling water flowing from the housing side flow path 43 and flowing into the cooling water flow path 41 via the communication port 44.
  • the cooling water passage 41 communicates with a cooling water outlet 42 formed in the motor housing.
  • the cooling water that has circulated through the cooling water flow path 41 flows out from the cooling water outlet 42 .
  • the lowest temperature cooling water that flows from the inverter housing 11 through the motor-side cooling water inlet 43a flows into the cooling water flow path 41 through the communication port 44 located close to the shielding wall 102.
  • the temperature of the shielding wall 102 can be lowered. Thereby, the heat transferred from the second electrical component can be reduced.
  • the present embodiment is a drive device 1 that includes a rotating electrical machine (motor 20) and an inverter device 10 that is placed above the motor 20 and that transmits and receives electric power to and from the motor 20.
  • the motor 20 has a motor housing 21, and the motor housing 21 has a recess 21a in its upper part.
  • the inverter device 10 has a lid-shaped inverter housing 11. Electrical components are arranged on the inner surface of the inverter housing 11 toward the motor 20, and the inverter housing 11 is fixed to the motor housing 21, so that the inverter housing 11 and the recess are arranged.
  • 21a forms a housing chamber 101 in which electrical components are housed.
  • the electrical components include a first electrical component (for example, the capacitor module 13) and a second electrical component (for example, the motor-side bus bar 28) that has a higher temperature than the first electrical component.
  • the first electrical component and the second electrical component are spaced apart from each other in the axial direction of the rotating electrical machine.
  • electrical components are disposed on the inner surface of the inverter housing 11, and the electrical components are accommodated in the storage chamber 101 between the inverter housing 11 and the motor housing 21.
  • the recess 21a of the motor housing 21 has a space within the storage chamber 101 divided into a first region 111 where the first electrical component is arranged and a second region 111 where the second electrical component is arranged.
  • a shielding wall 102 separating the second region 112 from the second region 112 is formed.
  • the shielding wall 102 is formed that separates the first electrical component that easily receives heat from the second electrical component that easily gives heat, so that the heat of the first electrical component is not directly transmitted to the second electrical component. is suppressed.
  • the motor housing 21 includes a cylindrical inner housing 23 into which the stator 24 of the motor 20 is fitted.
  • a cooling water flow path 41 is formed between the inner housing 23 and the motor housing 21.
  • a sealing member 23a is provided at the joint where the inner housing 23 and the motor housing 21 come into contact, and a shielding wall 102 is provided upright on the outer periphery of the joint of the motor housing 21.
  • the rigidity of the motor housing 21 can be increased by forming the shielding wall 102 at the joint where stress is applied by the inner housing 23, so that the cooling water in the cooling water flow path 41 can be sealed more reliably. can.
  • the first electrical component is the capacitor module 13 that constitutes the inverter device 10, and the recess 21a has a rib that protrudes toward the capacitor module 13 at a position facing the capacitor module 13. 103 is formed.
  • the second electrical component is a three-phase motor-side bus bar 28 that transfers power between the motor 20 and the inverter device 10 . It extends axially outward.
  • the motor-side bus bar 28 is arranged axially apart from the first electrical component (capacitor module 13), so the motor-side bus bar 28 and the connecting portion 29, which are the second electrical components, generate heat. Transfer of heat to the first electrical component is suppressed.
  • the motor housing 21 includes a motor-side cooling water inlet 43a into which cooling water flows, and a cooling water flow path 41 through which cooling that flows in from the motor-side cooling water inlet 43a circulates around the outer periphery of the stator 24.
  • a communication port 44 that connects the motor-side cooling water inlet 43 a and the cooling water flow path 41 is provided at a position close to the shielding wall 102 .
  • the cooling water having the lowest temperature flowing from the inverter housing 11 flows into the cooling water flow path 41 through the communication port 44 located close to the shielding wall 102, thereby causing the cooling water to flow into the shielding wall 102.
  • the temperature of 102 can be reduced, and the heat transferred from the second electrical component can be reduced.

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Abstract

回転電機はモータハウジングを有し、モータハウジングは、その上部に凹部を有する。インバータ装置は蓋状のインバータハウジングを有し、インバータハウジングの内面に回転電機に向かって電気部品が配置され、インバータハウジングが回転電気ハウジングに固定されることで、インバータハウジングと凹部とで電気部品が収容される収容室が形成される。収容室において、電気部品は、第１の電気部品と、第１の電気部品よりも高温となる第２の電気部品とが含まれ、第１の電気部品と第２の電気部品とは、回転電機の軸方向に離間して配置される。

Description

駆動装置
　本発明は、駆動装置に関する。
　回転電機に電力を供給する電力変換装置は、パワーモジュールやコンデンサモジュール、バスバー等の電気部品がハウジングに収装されて構成される。ＪＰ６４０６４４３Ｂには、冷却流路を備える支持部材の上面にパワーモジュール及びコンデンサモジュールが配置され、支持部材を電動機ハウジングに収容し、上面プレートにより閉鎖する構成が開示されている。
　従来技術では、パワーモジュールを冷却する支持部材と電動機ハウジングを覆う上面プレートとが必要であるため部品点数が増加し、サイズや重量が増加するという問題があった、サイズや重量を低減するために支持部材を省略する構成も考えられるが、その場合には、バスバー等の熱を発する電気部品が、他の電気部品に影響を与えやすいという問題がある。
　本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、熱による電気部品の影響を抑制する技術を提供することを目的とする。
　本発明の一実施態様は、回転電機と、回転電機の上部に載置され、回転電機との間で電力を授受するインバータ装置と、を備える駆動装置に適用される。この駆動装置は、回転電機を収容するモータハウジングを有し、モータハウジングは、その上部に凹部を有する。インバータ装置は蓋状のインバータハウジングを有し、インバータハウジングの内面に回転電機に向かって電気部品が配置される。インバータハウジングが回転電気ハウジングに固定されることで、インバータハウジングとモータハウジングの凹部とで電気部品が収容される収容室が形成される。収容室において、電気部品は、第１の電気部品と、第１の電気部品よりも高温となる第２の電気部品とが含まれ、第１の電気部品と第２の電気部品とは、回転電機の軸方向に離間して配置される。
　本発明によれば、インバータハウジングの内面に電気部品を配置し、インバータハウジングとモータハウジングとの間の収容室に電気部品を収容する構成において、高温となる第２の電気部品と第１の電気部品とを離間して配置することで、第２の電気部品の熱が第１の電気部品に伝達することを抑制できる。
図１は、本発明の実施形態の駆動装置の断面図である。 図２は、インバータ装置の断面図である。 図３は、モータハウジングの斜視図である。 図４は、駆動装置の斜視図である。
　以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る駆動装置１の構成図である。
　駆動装置１は、電力変換装置（インバータ装置）１０、モータ２０及び減速機３０を備える。駆動装置１は、電動車両に搭載され、図示しないバッテリから電力の供給を受けてモータ２０を駆動することで、電動車両を走行させる。
　モータ２０は、減速機３０を介して駆動輪に回転を伝達して電動車両を駆動する。モータ２０は、電動車両の減速時に回生電力を発電する発電機としても機能する。減速機３０は、モータ２０の回転軸２２の回転を減速して、減速した回転を駆動輪に伝達する。モータ２０及び減速機３０は、モータハウジング２１に配置される。
　モータ２０は、インナーハウジング２３、ステータ２４及びロータ２５を備える。ステータ２４及びロータ２５を収容するインナーハウジング２３が、モータハウジング２１に内嵌めされて構成される。モータハウジング２１とインナーハウジング２３との間には隙間が形成され、この隙間が、冷却水流路４１として構成される。冷却水流路４１は、冷却水がモータ２０のステータ２４の外周を循環するように形成される。ロータ２５の回転中心には回転軸２２が備えられる。回転軸２２は減速機３０に連結される。
　モータハウジング２１の上部には、インバータ装置１０が配置される。インバータ装置１０は、インバータハウジング１１と、インバータハウジング１１に収容されるパワーモジュール１２、コンデンサモジュール１３、三相のインバータ側バスバー１４等の電気部品と、を備える。
　インバータハウジング１１は、その外縁部がモータハウジング２１に向かって延設され、下方に向かって開口する箱型形状となっている。インバータハウジング１１は、モータハウジング２１に対して蓋状に覆い被さり、ボルト留め等によりモータハウジング２１に固定される。インバータハウジング１１がモータハウジング２１に固定された状態で、インバータハウジング１１の内面とモータハウジング２１の上側の凹部２１ａとで構成される空間が、電気部品を収容する収容室１０１として構成される。
　収容室１０１において、パワーモジュール１２及びコンデンサモジュール１３は、インバータハウジング１１の内面に固定され、モータハウジング２１側に向かうように配置される。インバータ側バスバー１４は、インバータハウジング１１側でパワーモジュール１２に接続され、パワーモジュール１２から離間した位置で、モータハウジング２１側に向かうように配置される。インバータ側バスバー１４の先端部分は、モータ側バスバー２８に接続される。
　モータ２０の軸方向端部の上部には、三相のモータ側バスバー２８が延設される。モータ側バスバー２８は、モータ２０のコイルエンド２７から軸方向に沿って外側（図１中の右側）に延設する延設部２８ａと、延設部２８ａの端部から上側に延長する上側延長部２８ｂとから構成される。
　モータ側バスバー２８とインバータ側バスバー１４とは、接続部２９により固定される。接続部２９は、ボルト及びナットより構成され、インバータ側バスバー１４に形成された固定穴とモータ側バスバー２８の上側延長部２８ｂに形成された固定穴とを共締めすることで、これらを電気的に導通させる。
　次に、このように構成されたインバータ装置１０の電気部品の配置について説明する。
　インバータ装置１０の収容室１０１には、パワーモジュール１２、コンデンサモジュール１３及びインバータ側バスバー１４が備えられる。インバータ側バスバー１４の下端部は、接続部２９により、モータ側バスバー２８に接続される。
　ここで、インバータ装置１０の収容室１０１内に備えられるこれら電気部品の熱の伝達について説明する。
　一般的に、パワーモジュール１２、コンデンサモジュール１３等の機能的な電気部品は動作温度上限が決まっており、耐熱温度が比較的低い（例えば１５０℃）電気部品である（以降、「第１の電気部品」と呼ぶ）。一方で、インバータ側バスバー１４、モータ側バスバー２８等の電線部品は、動作温度の範囲が広く、耐熱温度が比較的高い（例えば３００℃）電気部品である（以降、「第２の電気部品」と呼ぶ）。モータ側バスバー２８はモータ２０のコイルエンド２７から伝達する熱により、より高い温度となる。また、インバータ側バスバー１４とモータ側バスバー２８とを接続する接続部２９は、接触抵抗により、より高い温度となる。なお、インバータ側バスバー１４は、接続部２９とパワーモジュール１２との間を接続するものであるが、これらの沿面距離が大きく、またインバータハウジング１１内に固定されることで、熱により第１の電気部品に与える影響は小さい。
　これら第１の電気部品及び第２の電気部品が収容室１０１内の同じ空間に配置されている場合に、動作温度の範囲が広く、より高い温度となる第２の電気部品から発生する熱が輻射し、第２の電気部品よりも低い温度となる第１の電気部品へと伝達する。
　第１の電気部品のうち、パワーモジュール１２は発熱する部品であるので、インバータハウジング１１に形成される冷却水の流路に直接接するように構成され、常に冷却されるように構成されている。第１の電気部品のうち、コンデンサモジュール１３は、発熱の範囲が小さいため、冷却水による冷却は行われないように構成される。そのため、発熱する第２の電気部品が近接して配置されている場合には、その熱を受熱して、熱による影響が大きくなる。
　これに対して、第２の電気部品のうち、インバータ側バスバー１４とモータ側バスバー２８とを接続する接続部２９は動作時に高温となるので、第１の電気部品に与熱しやすい部品となる。第２の電気部品が第１の電気部品に与熱した結果、受熱した第１の電気部品が耐熱温度に近づく場合がある。
　このことを防ぐため、インバータハウジングを箱型に構成し、インバータ装置の収容室内の電気部品に熱が伝達しないような構造とすることが考えられる。しかしながら、そのような構成では、インバータ装置のサイズや重量が増加するという新たな問題が発生する。
　本実施形態では、次に説明するように、インバータ装置１０のサイズや重量の増加を抑制しながら、インバータ装置１０内での電気部品の熱の問題が発生しないように構成した。
　図２は、インバータ装置１０の中心とした駆動装置１の断面図である。図３は、インバータ装置１０を取り外した状態で、モータハウジング２１の収容室１０１を観察した斜視図である。
　図２に示すように、モータ側バスバー２８の延設部２８ａは、モータ２０のコイルエンド２７から軸方向に沿って、減速機３０とは逆側の外側に向かって延設される。コンデンサモジュール１３は、収容室１０１内において、パワーモジュール１２よりも左側、すなわちモータ側バスバー２８から離間する位置に配置される。
　これにより、インバータハウジング１１に固定されるコンデンサモジュール１３と、インバータ側バスバー１４とモータ側バスバー２８とを接続する接続部２９とが、軸方向に離間して配置されることになり、モータ側バスバー２８及び接続部２９の熱が、コンデンサモジュール１３に伝達することが抑制される。
　さらに、本実施形態の駆動装置１においては、モータハウジング２１の上面、すなわち収容室１０１の底面に、当該底面から上側に立設する平板状の遮蔽壁１０２が形成される。遮蔽壁１０２は、収容室１０１内を、第１の電気部品（パワーモジュール１２、コンデンサモジュール１３）が配置される領域と、第２の電気部品（モータ側バスバー２８、接続部２９）が配置される領域とに隔てる。
　より具体的には、遮蔽壁１０２は、図３に示すように軸方向に直交する方向に延設し、インバータ側バスバー１４、モータ側バスバー２８及び接続部２９が配置される領域（第１の領域１１１）と、パワーモジュール１２及びコンデンサモジュール１３が配置される領域（第２の領域１１２）とを仕切るように、モータハウジング２１の上面に立設される。
　これにより、接続部２９とコンデンサモジュール１３とを結ぶ線上に遮蔽壁１０２が存在することで、接続部２９の熱がコンデンサモジュール１３に直接伝達することが抑制される。
　モータハウジング２１において、遮蔽壁１０２が立設される軸方向位置は、モータハウジング２１に内嵌されるインナーハウジング２３が備えるシール部材２３ａが配置される軸方向位置と略同一の箇所となるように構成される。
　インナーハウジング２３のシール部材２３ａは、モータハウジング２１の内周面との間で圧縮されることで冷却水流路４１の冷却水が漏出しないようにシールする。このため、モータハウジング２１のシール部材２３ａが接する箇所は、径方向外向きの応力が働く。そこで、モータハウジング２１の応力が働く箇所に遮蔽壁１０２を形成することで、モータハウジング２１の肉厚が増加して、シール部材２３ａが接する箇所におけるモータハウジング２１の剛性を高めることができる。これにより、冷却水流路４１の冷却水をより確実にシールすることができる。
　さらに、モータハウジング２１の上面、すなわち収容室１０１の底面であって、コンデンサモジュール１３に対向する位置には、図３に示すように、コンデンサモジュール１３に向かって突設する平板状のリブ１０３が複数形成される。モータハウジング２１には、モータ２０のインナーハウジング２３との間に冷却水流路４１が形成されており、リブ１０３は、モータハウジング２１の冷却水流路４１の径方向外側に位置するように配置される。なお、リブ１０３は、平板状に限らず、複数の突起状やモータハウジング２１の上面に形成される凹凸など、様々な形状とすることができる。
　モータハウジング２１に複数のリブ１０３が配置されることで、リブ１０３付近の雰囲気が冷却水により冷却される。これにより、第２の電気部品から伝達する熱を低下させることができ、特にコンデンサモジュール１３に伝達する熱を低下させることができる。
　次に、駆動装置１の冷却水の流路について説明する。図４は、本実施形態の駆動装置１の斜視図である。
　駆動装置１のインバータハウジング１１には、外部から冷却水が流入する冷却水入口４５が備えられる。冷却水入口４５は、インバータハウジング１１内に形成された図示しないインバータ側冷却水流路へと連通する。インバータ側冷却水流路に流入した冷却水は、インバータ装置１０の電気部品（パワーモジュール１２）を冷却した後、インバータハウジング１１とモータハウジング２１とが接触する箇所に形成されるモータ側冷却水入口４３ａからハウジング側流路４３へと流入する。ハウジング側流路４３は、モータハウジング２１内で、モータハウジング２１とインナーハウジング２３との間に形成される冷却水流路４１に連通する連通口４４（図２参照）を有する。連通口４４は、遮蔽壁１０２に近接した箇所に配置される。
　モータ２０は、ハウジング側流路４３から流入し、連通口４４を介して冷却水流路４１に流入する冷却水により冷却される。冷却水流路４１は、モータハウジングに形成された冷却水出口４２へと連通する。冷却水流路４１を循環した冷却水は、冷却水出口４２から流出する。
　モータハウジング２１において、インバータハウジング１１からモータ側冷却水入口４３ａを介して流入する最も温度が低い冷却水が、遮蔽壁１０２に近接した箇所にある連通口４４を介して冷却水流路４１に流入させることで、遮蔽壁１０２の温度を低下させることができる。これにより、第２の電気部品から伝達する熱を低下させることができる。
　以上説明したように、本実施形態は、回転電機（モータ２０）と、モータ２０の上部に配置され、モータ２０との間で電力を授受するインバータ装置１０と、を備える駆動装置１である。モータ２０はモータハウジング２１を有し、モータハウジング２１は、その上部に凹部２１ａを有する。インバータ装置１０は蓋状のインバータハウジング１１を有し、インバータハウジング１１の内面にモータ２０に向かって電気部品が配置され、インバータハウジング１１がモータハウジング２１に固定されることで、インバータハウジング１１と凹部２１ａとで電気部品が収容される収容室１０１が形成される。収容室１０１において、電気部品は、第１の電気部品（例えばコンデンサモジュール１３）と、第１の電気部品よりも高温となる第２の電気部品（例えばモータ側バスバー２８）とが含まれ、第１の電気部品と前記第２の電気部品とは、前記回転電機の軸方向に離間して配置される。
　この構成では、インバータハウジング１１の内面に電気部品を配置し、インバータハウジング１１とモータハウジング２１との間の収容室１０１に電気部品を収容する構成において、高温となる第２の電気部品と第１の電気部品とを離間して配置することで、第２の電気部品の熱が第１の電気部品に伝達することを抑制できる。
　また、本実施形態では、モータハウジング２１の凹部２１ａには、収容室１０１内の空間を、第１の電気部品が配置される第１の領域１１１と、第２の電気部品が配置される第２の領域１１２とを隔てる遮蔽壁１０２が形成される。
　この構成では、受熱しやすい第１の電気部品と与熱しやすい第２の電気部品とを隔てる遮蔽壁１０２を形成したので、第１の電気部品の熱が第２の電気部品に直接伝達することが抑制される。
　また、本実施形態では、モータハウジング２１には、モータ２０のステータ２４が内嵌めされる筒状のインナーハウジング２３が内装される。インナーハウジング２３とモータハウジング２１との間には、冷却水流路４１が形成される。インナーハウジング２３とモータハウジング２１とが接する接合箇所には、シール部材２３ａが備えられ、モータハウジング２１の接合箇所の外周部分に、遮蔽壁１０２が立設される。
　この構成では、インナーハウジング２３による応力が働く接合箇所に遮蔽壁１０２を形成することで、モータハウジング２１の剛性を高めることができるので、冷却水流路４１の冷却水をより確実にシールすることができる。
　また、本実施形態では、第１の電気部品は前記インバータ装置１０を構成するコンデンサモジュール１３であり、凹部２１ａには、コンデンサモジュール１３に対向する位置に、コンデンサモジュール１３に向かって突設するリブ１０３が形成される。
　この構成では、モータハウジング２１の冷却水流路４１の外面に複数のリブ１０３が配置されることで、リブ１０３付近の雰囲気を冷却することができるので、コンデンサモジュール１３に伝達する熱を低下させることができる。
　また、本実施形態では、第２の電気部品はモータ２０とインバータ装置１０との間で電力を授受する三相のモータ側バスバー２８であり、モータ側バスバー２８は、モータ２０において、遮蔽壁１０２よりも軸方向外側に向かって延設される。
　この構成では、モータ側バスバー２８が、第１の電気部品（コンデンサモジュール１３）から軸方向に離間して配置されるので、第２の電気部品であるモータ側バスバー２８及び接続部２９が発熱する熱が第１の電気部品に伝達することが抑制される。
　また、本実施形態では、モータハウジング２１は、冷却水が流入するモータ側冷却水入口４３ａと、モータ側冷却水入口４３ａから流入した冷却がステータ２４の外周を循環する冷却水流路４１と、を備え、モータ側冷却水入口４３ａと冷却水流路４１とを接続する連通口４４が、遮蔽壁１０２に近接した位置に設けられる。
　この構成では、モータハウジング２１において、インバータハウジング１１から流入する最も温度が低い冷却水が、遮蔽壁１０２に近接した箇所にある連通口４４を介して冷却水流路４１に流入することで、遮蔽壁１０２の温度を低下させることができ、第２の電気部品から伝達する熱を低下させることができる。
　以上、本発明の実施形態、及びその変形例について説明したが、上記実施形態及び変形例は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本実施形態では、エンジンにより発電機を駆動させると共にモータの駆動力により走行するハイブリッド車両について説明したが、これに限られず、モータの駆動力で走行する電動車両の駆動装置においても、同様に適用可能である。

Claims (6)

  1. 　回転電機と、前記回転電機の上部に配置され、前記回転電機との間で電力を授受するインバータ装置と、を備える駆動装置であって、
    　前記回転電機はモータハウジングを有し、前記モータハウジングは、その上部に凹部を有し、
    　前記インバータ装置は蓋状のインバータハウジングを有し、前記インバータハウジングの内面に前記回転電機に向かって電気部品が配置され、前記インバータハウジングが前記モータハウジングに固定されることで、前記インバータハウジングと前記凹部とで前記電気部品が収容される収容室が形成され、
    　前記収容室において、
    　前記電気部品は、第１の電気部品と、前記第１の電気部品よりも高温となる第２の電気部品とが含まれ、
    　前記第１の電気部品と前記第２の電気部品とは、前記回転電機の軸方向に離間して配置される、
    　駆動装置。
  2. 　請求項１に記載の駆動装置であって、
    　前記モータハウジングの前記凹部には、前記収容室内の空間を、前記第１の電気部品が配置される領域と、前記第２の電気部品が配置される領域とを隔てる遮蔽壁が形成される、
    　駆動装置。
  3. 　請求項２に記載の駆動装置であって、
    　前記モータハウジングは、前記回転電機のステータが内嵌めされる筒状のインナーハウジングが内装され、
    　前記インナーハウジングと前記モータハウジングとの間に冷却水流路が形成されると共に、前記インナーハウジングと前記モータハウジングとが接する接合箇所にシール部材が備えられ、
    　前記モータハウジングの前記接合箇所の外周部分に、前記遮蔽壁が立設される、
    　駆動装置。
  4. 　請求項１に記載の駆動装置であって、
    　前記第１の電気部品は前記インバータ装置を構成するコンデンサモジュールであり、
    　前記凹部には、前記コンデンサモジュールに対向する位置に、前記コンデンサモジュールに向かって突設するリブが形成される、
    　駆動装置。
  5. 　請求項２に記載の駆動装置であって、
    　前記第２の電気部品は前記回転電機と前記インバータ装置との間で電力を授受する三相バスバーであり、
    　前記三相バスバーは、前記回転電機において、前記遮蔽壁よりも軸方向外側に向かって延設される、
    駆動装置。
  6. 　請求項２に記載の駆動装置であって、
    　前記モータハウジングは、冷却水が流入する冷却水入口と、前記冷却水入口から流入した冷却が前記回転電機の外周を循環する冷却水流路と、を備え、
    　前記冷却水入口と前記冷却水流路とを連通する連通口が、前記遮蔽壁に近接した位置に設けられる、
    　駆動装置。
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WO2016185575A1 (ja) * 2015-05-20 2016-11-24 日産自動車株式会社 車載駆動装置
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