JP2004224089A - Cooling device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の冷却装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
原動機としてエンジンと電動モータを併用し、いずれか一方または両方の駆動力により走行するハイブリッド車両では、電動モータおよびこれに電力を供給するバッテリ等の電源装置(以下、強電系という)からの発熱に対応するために、エンジン冷却用の他に前記強電系のための冷却装置が設けられる。
【0003】
特許文献1には、前記エンジン用冷却装置と強電系冷却装置を、それぞれ独立して空気が当るように並べて配置する技術が記載されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−285106号公報
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら車両前部の限られたスペースに特許文献1に記載されているように配置するためには、それぞれのラジエータの表面積を少なくする必要があり、十分な冷却効果が得られなくなるという問題点があった。
【0006】
そこで本発明では、限られたスペースにおいても、2つの異なる冷却系統に対して十分な冷却性能を有する冷却装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷却装置は、原動機としてエンジンと電動モータとを備え、あらかじめ定められた運転条件に応じていずれか一方または双方の駆動力により走行するように構成されたハイブリッド車両において、エンジンの冷却装置としてエンジンとの間に冷却水が循環するエンジン冷却用ラジエータと、電動モータ、電動モータ駆動用電源、発電モータの少なくともいずれかを含む強電系の冷却装置として前記強電系部品との間に冷却水が循環する強電系冷却用ラジエータとを設ける。なお、前記エンジン冷却用ラジエータと前記強電系冷却用ラジエータは、それぞれのコアを略平行、かつ車両の進行方向の前後方向に並べて車両の前部に配置し、前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくした。
【0008】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン冷却用ラジエータと強電系冷却用ラジエータを、それぞれのコアを略平行かつ車両の進行方向に向けて配置し、前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくしたので、前方および後方のラジエータの両方に走行風が直接当たることになり、後方のラジエータの冷却性能を犠牲にすることがなく、かつ限られたスペースに収めることが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1は本発明を適用するハイブリッド車両の構成例である。
【0011】
原動機としてエンジン100、駆動モータ102を有し、コントローラ113が車両の運転状況、電力状況等に基づいて選択したいずれか一方または両方の駆動力を、変速機103、ドライブシャフト114等を介して車輪111に伝達して駆動する。
【0012】
104は発電用モータで、エンジン始動時にエンジン100を始動すると共に、エンジン100によって駆動され、発電した電力を、インバータ101を介して駆動用モータ102もしくはバッテリ112へと供給する。
【0013】
図2は本実施形態の冷却システムの構成を表している。
【0014】
冷却系統は、エンジン100を冷却するエンジン冷却系統と駆動モータ102、エンジン始動時等に用いられる発電モータ104、駆動モータ102と発電モータ104を駆動するインバータ101等を冷却する強電系冷却系統の2つの系統に分かれており、各冷却系統はそれぞれ独立したウォーターポンプ(エンジン冷却系統用ウォーターポンプ109、強電系冷却系統108)および冷却水経路(エンジン冷却水経路CENG、強電系冷却水経路CELE)を有するが、ラジエータは2系統一体型のラジエータ105とする。
【0015】
図3は2系統一体型ラジエータ105の概略図であり、12はエンジン冷却水冷却部(エンジン用冷却部ともいう)、13は強電系冷却水冷却部(強電系冷却部ともいう)である。
【0016】
エンジン用冷却部12は、エンジン冷却水用アッパータンク1、エンジン冷却水用放熱部3およびエンジン冷却水用ロワータンク5で構成する。
【0017】
エンジン冷却水用アッパータンク1とエンジン冷却水用ロワータンク5はエンジン冷却水用放熱チューブ20(図4〜7参照)によって連通している。
【0018】
エンジン冷却水用アッパータンク1の端部には図示しないエンジン冷却水経路CENGと連通するエンジン冷却水取入口7を設ける。エンジン冷却水用放熱部3は後述するエンジン冷却水用放熱チューブ20とエンジン冷却水用放熱板21とで構成される。
【0019】
エンジン冷却水用ロワータンク5の端部にはエンジン冷却水経路CENGと連通するエンジン冷却水取出口9を設ける。
【0020】
以上の構成により、エンジン内を通って高温になったエンジン冷却水は、エンジン冷却水経路CENGからエンジン冷却水取入口7を通ってエンジン冷却水用アッパータンク1に供給され、エンジン冷却水用放熱チューブ20の中を熱を放出しながら流れることによって冷却されてエンジン冷却水用ロワータンク5に達し、そこからエンジン冷却水取出口9を通ってエンジン冷却水経路CENGへ流れる。
【0021】
強電系用冷却部13も同様に、強電系冷却水用アッパータンク2、エンジン冷却水用放熱部4、および強電系冷却水用ロワータンク6で構成される。
【0022】
強電系冷却水用アッパータンク2と強電系冷却水用ロワータンク6は強電系冷却水用放熱チューブ22(図4〜7参照)によって連通している。
【0023】
強電系冷却水用アッパータンク2の端部には強電系冷却水経路CELEと連通する強電系冷却水取入口8を設ける。強電系冷却水用放熱部4は後述する強電系冷却水用放熱チューブ22と強電系冷却水用放熱板23とで構成する。
【0024】
強電系冷却水用ロワータンク6の端部には強電系冷却水経路CELEと連通する強電系冷却水取出口10を設ける。
【0025】
以上の構成により、駆動モータ102や発電モータ104を経由して高温になった強電系冷却水は、強電系冷却水経路CELEから強電系冷却水取入口8を通って強電系冷却水用アッパータンク2に供給され、強電系冷却水用放熱チューブ21の中を、熱を放出しながら流れることによって冷却されて強電系冷却水用ロワータンク6に達し、そこから強電系冷却水取出口10を通って強電系冷却水経路CELEへ流れる。なお、強電系冷却水用ロワータンク6はエンジン冷却水用ロワータンク5よりも垂直方向に低い位置に設ける。
【0026】
上記エンジン冷却水用アッパータンク1と強電系冷却水用アッパータンク2とで、内部が二重構造のアッパータンク11を形成する。
【0027】
図4は図3のA−A断面を表している。
【0028】
強電系冷却水用アッパータンク2には、後述する強電系冷却水用放熱チューブ22と連通する三角形の開口部22aが頂部の一つを車両進行方向に向けて開口している。なお、前記開口部22aは複数設けられており、車両の進行方向に対して略直角に並ぶ。
【0029】
エンジン冷却水用アッパータンク1には、後述するエンジン冷却水用チューブ20と連通する台形の開口部20aが、平行な辺のうち短い方の辺を車両の進行方向に向けて開口している。なお、前記開口部20aは複数設けられており、車両の進行方向に対して略直角に並ぶ。なお、開口部22aと20aは同数設けられており、開口部22aと20aとで頂部の一つを車両の進行方向に向けた略三角形を形成するように配置される。
【0030】
図5は図3のB−B断面を表している。
【0031】
強電系冷却水冷却部13は、複数の強電系冷却水用放熱板23と、断面形状が前記開口部22aと同様で強電系冷却水用アッパータンク2と強電系冷却水用ロワータンク6とを連通する複数の強電系冷却水用放熱チューブ22とで構成される。強電系冷却水用放熱板23は、側面23aが車両の進行方向と略平行、かつ強電系冷却水用放熱チューブ22の長手方向に略直角に、所定の間隔をもって層状に配置され、強電系冷却水用放熱チューブ22は、これら層状の強電系冷却水用放熱板23を貫通している。
【0032】
エンジン冷却水冷却部1も同様に、層状に配置されたエンジン冷却水用放熱板21と、それを貫通するエンジン冷却水用放熱チューブ20で構成される。
【0033】
これにより、各放熱チューブ20、21は内部を流れる冷却水の熱を各放熱チューブ20、21の外面およびこれに接している各放熱板21、23の表面から放出することができるので、冷却性能が高くなる。
【0034】
図6は図3のC−C断面を表している。エンジン冷却水冷却部12はエンジン冷却水用ロワーランク5となっており、エンジン冷却水用放熱チューブ20と連通する開口部20bが設けられ、端部にはエンジン冷却水取出し口9が設けられる。
【0035】
強電系冷却水冷却部13は図5と同様である。
【0036】
図7は図3のD−D断面を表している。エンジン冷却水冷却部12はなく、強電系冷却水冷却用ロワータンク6のみとなっている。強電系冷却水用ロワータンク6には強電系冷却水放熱チューブ22と連通する開口部22bが設けられ、端部には強電系冷却水取出し口10が設けられる。
【0037】
以上の構成により、強電系冷却水およびエンジン冷却水の熱は各放熱チューブの壁面と、壁面に係止されている放熱板から放出される。
【0038】
強電系冷却水は強電系冷却水通路CELEから強電系冷却水取入口8を通ってアッパータンク11に供給され、開口部22aから強電系冷却水用放熱チューブ22に流れ込み、ここを放熱しながら流れて強電系冷却水用ロワータンク6に流れ込み、ロワータンク6に設けられた強電系冷却水取出し口10から強電系冷却水通路CELEに戻される。
【0039】
エンジン冷却水についても同様に、エンジン冷却水通路CENGからエンジン冷却水冷却用アッパータンク1、エンジン冷却水用放熱チューブ20、エンジン冷却水用ロワータンク5と経由して、エンジン冷却水取出し口9からエンジン冷却水通路CENGに戻される。
【0040】
本実施形態では、前述したようにエンジン冷却水用放熱チューブ20と強電系冷却水用放熱チューブ22が頂部を車両前方に向けた略三角形を形成するので、車両前部から取り込まれてラジエター105に当たる走行風は、車両進行方向側にある強電系冷却水用放熱チューブ22はもちろん、エンジン冷却水用放熱チューブ20にも直接当たり、各放熱チューブ20、22および放熱板21、23の隙間からラジエータ105の後方へ抜けていく。したがって、車両の進行方向に対して後ろ側にあるエンジン用冷却部12も十分な冷却性能を実現できる。
【0041】
ここで、強電系用冷却部13を前方、エンジン用冷却部12を後方に配置する理由について説明する。
【0042】
エンジン冷却水と強電系冷却水を比較すると、要求される温度は強電系冷却水の方が低いので、各放熱チューブ20、22から放出された熱の影響を受けていない冷たい走行風が当たる前方の放熱チューブを強電系冷却水用とすることが望ましい。また、流量は強電系冷却水の方が少ないため、強電系冷却水用の放熱チューブの断面積はエンジン冷却水用の放熱チューブよりも小さくて構わない。
【0043】
したがって、放熱チューブの断面積が小さく、走行風が冷たい状態で当たる前方の放熱チューブを強電系冷却水用放熱チューブ22、流量の多い後方の放熱チューブをエンジン冷却水用放熱チューブ20とすれば最適配置となる。
【0044】
なお、強電系冷却水用放熱チューブ22をエンジン冷却水用放熱チューブ20に比べて長くしたのは、前述したように強電系冷却水はエンジン冷却水に比べて要求される温度が低温であるので、エンジン冷却水よりも長い時間放熱させるためである。
【0045】
以上により、本実施形態ではエンジン冷却系統と強電系冷却系統の2つラジエータを一体とし、かつ前記両系統の放熱チューブに走行風が直接当たるようにしたので、冷却効果を犠牲にせずに、車両前部の限られたスペースを有効に利用することが可能となった。
【0046】
2つの放熱チューブ20、22が頂部を車両の進行方向に向けた略三角形を形成するので、前方の強電系冷却水用放熱チューブ22のみならず、後方のエンジン冷却水用放熱チューブ20にも走行風が直接当たり、冷却効果を高めることができる。
【0047】
前方の放熱チューブは、後方の放熱チューブに比べて断面積が小さいので流量は少ないが、後方の放熱チューブよりも冷たい走行風が当たり、かつ放熱チューブが長いので、より低温まで冷却することが可能である。この前方の放熱チューブには、エンジン冷却水に比べて流量は少ないが、より低温まで冷却する必要がある強電系冷却水を、後方の放熱チューブには、強電系冷却水に比べて流量は多いが、温度は高いエンジン冷却水を流すので、放熱チューブとその中を流れる冷却水の組み合わせが最適となり、高い冷却効率を得ることができる。
【0048】
第2実施形態について図8、図9を用いて説明する。
【0049】
図8、9はそれぞれ第1実施形態の図5、6に相当する部分の断面を表している。図4、図7の相当する部分については第1実施形態と同様である。
【0050】
本実施形態では、エンジン冷却水用放熱板21と強電系冷却水用放熱板23の間に空間が設けられている。
【0051】
強電系冷却水はエンジン冷却水よりもアッパータンク1に供給されるときの温度が低く、また、強電系冷却水用ロワータンク6での温度はエンジン冷却水用ロワータンク5内のエンジン冷却水の温度よりも低いことが要求される。
【0052】
したがって、前述のように強電系冷却水放熱板21とエンジン冷却水用放熱板23の間に空間を設けることによって、温度の高いエンジン冷却水用放熱板21から温度の低い強電系冷却水用放熱板23への熱流入を防止できるので、強電系冷却水の冷却効率の低下を防止できる。
【0053】
以上により、本実施形態では強電系冷却水用放熱板23とエンジン冷却水用放熱板21の間に空間を設けたので、温度の高いエンジン冷却水用放熱板21と温度の低い強電系冷却水用放熱板23との間の熱交換を防止でき、強電系用冷却部13の冷却効率の低下を防止できる。
【0054】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用するハイブリッド車両の構成を表す図である。
【図2】第1実施形態のハイブリッド車両の2系統1体冷却水システムを表す図である。
【図3】第1実施形態の2系統一体型ラジエータの概観図である。
【図4】図2のA−A断面図である。
【図5】図2のB−B断面図である。
【図6】図2のC−C断面図である。
【図7】図2のD−D断面図である。
【図8】第2実施形態の2系統一体型ラジエータの図4に相当する部分を表す図である。
【図9】第2実施形態の2系統一体型ラジエータの図5に相当する部分を表す図である。
【符号の説明】
1 エンジン冷却水用アッパータンク
2 強電系冷却水用アッパータンク
3 エンジン冷却水用放熱部
4 強電系冷却水用放熱部
5 エンジン冷却水用ロワータンク
6 強電系冷却水用ロワータンク
7 エンジン冷却水取入口
8 強電系冷却水取入口
9 エンジン冷却水取出口
10 強電系冷却水取出口
11 アッパータンク
12 エンジン用冷却部
13 強電系用冷却部
20 エンジン冷却水用放熱チューブ
21 エンジン冷却水用放熱板
22 強電系冷却水用放熱チューブ
23 強電系冷却水用放熱板
100 エンジン
101 インバータ
102 駆動モータ
103 変速機
104 発電モータ
105 2系統一体型ラジエータ
106 サブリザーバータンク
107 リザーバータンク
108 強電系冷却水用ウォーターポンプ
109 エンジン冷却水用ウォーターポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a cooling device for a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
In a hybrid vehicle that uses both an engine and an electric motor as a prime mover and runs with one or both driving forces, heat generated by a power supply device (hereinafter referred to as a strong electric system) such as an electric motor and a battery that supplies power to the electric motor is used. To cope with this, a cooling device for the high-power system is provided in addition to the cooling device for the engine.
[0003]
Patent Literature 1 describes a technique in which the engine cooling device and the high-power system cooling device are arranged side by side so that air is applied independently of each other.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-285106
[Problems to be solved by the present invention]
However, in order to arrange the radiator in a limited space in the front part of the vehicle as described in Patent Document 1, it is necessary to reduce the surface area of each radiator, and there is a problem that a sufficient cooling effect cannot be obtained. there were.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling device having sufficient cooling performance for two different cooling systems even in a limited space.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The cooling device of the present invention is a hybrid vehicle that includes an engine and an electric motor as prime movers and is configured to run with one or both driving forces according to predetermined operating conditions. An engine cooling radiator in which cooling water circulates between the engine and an electric motor, a power supply for driving an electric motor, and a cooling water between the high-power system components as a high-power system cooling device including at least one of a power generation motor. And a radiator for circulating strong electric power. The radiator for cooling the engine and the radiator for cooling the high-power system are arranged at the front of the vehicle with their respective cores arranged substantially in parallel and in the front-rear direction of the traveling direction of the vehicle, and a cooling water passage of the radiator disposed in front is provided. Is smaller than the front projected area of the cooling water passage of the radiator arranged rearward.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, the radiator for cooling the engine and the radiator for cooling the high-current system are disposed with their respective cores substantially parallel and directed in the traveling direction of the vehicle, and the front projected area of the cooling water passage of the radiator disposed in front is Since it was smaller than the front projected area of the cooling water passage of the radiator disposed at the rear, the traveling wind directly hits both the front and rear radiators, without sacrificing the cooling performance of the rear radiator, and It becomes possible to fit in a limited space.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a configuration example of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
[0011]
It has an
[0012]
A
[0013]
FIG. 2 shows a configuration of the cooling system of the present embodiment.
[0014]
The cooling system includes an engine cooling system for cooling the
[0015]
FIG. 3 is a schematic view of the two-system integrated
[0016]
The
[0017]
The engine cooling water upper tank 1 and the engine cooling water
[0018]
At the end of the engine cooling water upper tank 1, there is provided an engine
[0019]
At the end of the engine cooling water
[0020]
With the above configuration, the engine coolant that has become high in temperature through the engine is supplied from the engine coolant passage CENG to the engine coolant upper tank 1 through the
[0021]
Similarly, the high-
[0022]
The high-power cooling water
[0023]
At the end of the high-power cooling water
[0024]
At the end of the
[0025]
With the above configuration, the high-power cooling water that has become high temperature via the
[0026]
The upper tank 1 for engine cooling water and the
[0027]
FIG. 4 shows an AA cross section of FIG.
[0028]
A
[0029]
In the engine cooling water upper tank 1, a
[0030]
FIG. 5 shows a BB cross section of FIG.
[0031]
The high-power cooling
[0032]
Similarly, the engine cooling water cooling section 1 is also composed of an engine cooling
[0033]
Accordingly, the
[0034]
FIG. 6 shows a cross section taken along line CC of FIG. The engine cooling
[0035]
The high-current cooling
[0036]
FIG. 7 shows a DD section of FIG. There is no engine cooling
[0037]
With the above configuration, the heat of the high-current system cooling water and the engine cooling water is released from the wall surface of each radiator tube and the radiator plate fixed to the wall surface.
[0038]
The high-power cooling water is supplied from the high-power cooling water passage CELE to the
[0039]
Similarly, the engine cooling water passes through the engine cooling water passage CENG, passes through the engine cooling water cooling upper tank 1, the engine cooling
[0040]
In the present embodiment, as described above, the engine cooling
[0041]
Here, the reason why the
[0042]
Comparing the engine cooling water and the high-power cooling water, the required temperature is lower for the high-power cooling water, so that the cold traveling wind that is not affected by the heat released from each of the
[0043]
Therefore, it is optimal if the cross-sectional area of the heat radiating tube is small and the front heat radiating tube hit by the traveling wind in a cold state is the high-power cooling
[0044]
The reason why the
[0045]
As described above, in the present embodiment, the two radiators of the engine cooling system and the high-power system cooling system are integrated, and the traveling wind directly hits the radiating tubes of the two systems, so that the vehicle can be cooled without sacrificing the cooling effect. It has become possible to effectively use the limited space at the front.
[0046]
Since the two
[0047]
The front heat radiating tube has a smaller cross-sectional area than the rear heat radiating tube, so the flow rate is small, but it can be cooled down to a lower temperature because the cold wind blows and the heat radiating tube is longer than the rear heat radiating tube. It is. The front radiating tube has a lower flow rate than the engine cooling water, but the high-power cooling water that needs to be cooled to a lower temperature, and the rear radiating tube has a higher flow rate than the high-power cooling water. However, since the engine cooling water flows at a high temperature, the combination of the heat radiating tube and the cooling water flowing therein is optimized, and high cooling efficiency can be obtained.
[0048]
The second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0049]
8 and 9 show cross sections of portions corresponding to FIGS. 5 and 6 of the first embodiment, respectively. 4 and 7 are the same as in the first embodiment.
[0050]
In the present embodiment, a space is provided between the engine cooling
[0051]
The temperature of the high-power cooling water when supplied to the upper tank 1 is lower than that of the engine cooling water, and the temperature in the
[0052]
Therefore, as described above, by providing a space between the high-power system cooling
[0053]
As described above, in the present embodiment, since the space is provided between the
[0054]
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a two-system, one-body cooling water system of the hybrid vehicle according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic view of a two-system integrated radiator according to the first embodiment.
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2;
FIG. 6 is a sectional view taken along line CC of FIG. 2;
FIG. 7 is a sectional view taken along line DD of FIG. 2;
FIG. 8 is a diagram illustrating a part corresponding to FIG. 4 of the two-system integrated radiator of the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a portion corresponding to FIG. 5 of the two-system integrated radiator of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 Upper tank for
Claims (6)
エンジンの冷却装置として、エンジンとの間に冷却水が循環するエンジン冷却用ラジエータを設け、
電動モータ、電動モータ駆動用電源、発電モータの少なくともいずれかを含む強電系の冷却装置として、前記強電系部品との間に冷却水が循環する強電系冷却用ラジエータを設け、
前記エンジン冷却用ラジエータと前記強電系冷却用ラジエータは、それぞれのコアを略平行、かつ車両の進行方向の前後方向に並べて車両前部に配置し、
前方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積を、後方に配置したラジエータの冷却水通路の前面投影面積より小さくしたことを特徴とするハイブリッド車両の冷却装置。In a hybrid vehicle including an engine and an electric motor as prime movers, and configured to run with one or both driving forces according to predetermined operating conditions,
As an engine cooling device, an engine cooling radiator in which cooling water circulates between the engine and the engine is provided,
An electric motor, a power supply for driving the electric motor, as a high-current cooling device including at least one of a power generation motor, a high-current cooling radiator in which cooling water circulates between the high-power components is provided.
The engine cooling radiator and the high-power system cooling radiator are arranged substantially in parallel with each other and in the front-rear direction of the traveling direction of the vehicle, and are disposed at the front of the vehicle.
A cooling device for a hybrid vehicle, wherein a front projected area of a cooling water passage of a radiator arranged forward is smaller than a projected area of a front surface of a cooling water passage of a radiator arranged rearward.
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