JP2008024200A

JP2008024200A - ハイブリッド車両用ラジエーター

Info

Publication number: JP2008024200A
Application number: JP2006200418A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Santo; 考弘山藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】動力源として、エンジンと共に電動モータを備えるハイブリッド車両に用いられるハイブリッド車両用ラジエーターにおいて、冷却部の熱膨張を低減する。
【解決手段】ハイブリッド車両用ラジエーター１０は、空調用冷媒を凝縮する空調用コンデンサー８０上に配置され、バッテリからの電力をモータに供給するインバータを少なくとも冷却する。このラジエーター１０は、冷媒を循環させる冷媒循環路と接続する供給側配管１４を有する供給側タンク１１と、排出側タンク１２と、供給側タンク１１及び排出側タンク１２との間を連絡する冷却部１３とを備える。冷媒循環路から供給側配管１４を通って供給側タンク１１へ供給された冷媒を、前記冷却部１３内を通して冷却し、排出側タンク１２から排出側配管１５を通じて冷媒循環路へ排出する。供給側配管１４は金属からなり、その周壁が空調用コンデンサー８０の表面と接触した状態で固定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両用ラジエーターに関する。

動力源としてエンジンと共に電動モータを備えるハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の電動モータは、バッテリからの直流電力をインバータによって変換した交流電力によって駆動する。

ところで、この種のハイブリッド車両は、エンジン用ラジエーターとは別に、インバータ等を冷却するための他のラジエーターを備える（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、インバータ等の電気・電子部品を冷却するラジエーターとして、空調用コンデンサーと横列に一体的に組み付けられたものが開示されている。ラジエーターは、２つのタンクと、それらのタンクの間に配置する冷却部とを有し、２つのタンクの端部がそれぞれ延設されており、かつ、その延設された２つのタンクの間にコンデンサーが配置されている。ラジエーター（冷却部）の一方の端部は、コンデンサーの端部と接触している。このような構成によって、ラジエーターの熱を隣接するコンデンサーに逃がして、ラジエーターの冷却効率を高めている。

特開平１１−７８５４４号公報

ところで、ラジエーターの冷却部は、２つのタンクの間に差し渡される複数本のチューブを有する。これらのチューブは、通常、熱伝導性（放熱性）に優れるアルミニウム等の金属材料からなる。熱せられた状態の冷媒が、これらのチューブ内を通過すると、チューブは冷媒からの熱を受けて、膨張（熱膨張）し、歪み（熱歪み）が発生する。

特許文献１のように、ラジエーターが、一方の端部側からコンデンサーによって冷却されていると、ラジエーター全体として、不均一な熱膨張が発生する。コンデンサーの近くに配置するチューブの方が、遠くに配置するチューブよりも、冷やされるため、熱膨張が小さくなるからである。不均一な熱膨張が発生すると、局所的な力が加わることになり、ラジエーターが破損し易くなり、ラジエーターの寿命が短くなってしまう。

本実施形態に係るハイブリッド車両用ラジエーターは、エンジンルーム内に備えられ、空調用冷媒を凝縮する空調用コンデンサー上に配置され、バッテリからの電力をモータに供給するインバータを少なくとも冷却するためのハイブリッド車両用ラジエーターであって、冷媒を循環させる冷媒循環路と接続する供給側配管を有する供給側タンクと、前記冷媒循環路と接続する排出側配管を有する排出側タンクと、前記供給側タンク及び前記排出側タンクとの間を連絡する冷却部と、を備え、前記冷媒循環路から供給側配管を通って供給側タンクへ供給された冷媒を、前記冷却部内を通して冷却し、排出側タンクから排出側配管を通じて前記冷媒循環路へ排出するハイブリッド車両用ラジエーターにおいて、前記供給側配管は、その周壁が前記空調用コンデンサーの表面と接触した状態で固定されることを特徴とする。

上記ハイブリッド車両用ラジエーターにおいて、前記供給側配管は、金属からなることが好ましい。

本発明によれば、空調用コンデンサーを利用して、冷媒の温度を、ハイブリッド車両用ラジエーターへ供給する前に、ある程度、下げることが出来る。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両用ラジエーター１０（以下、単にラジエーター１０）を備えるシステムの概略構成図である。このシステムは、ハイブリッド車両に搭載されるものであり、前記ラジエーター１０の他に、冷媒（冷却水）が循環する冷媒循環路２０を備える。この冷媒循環路２０は、循環路２０の途中に配置するインバータ３０を冷却するためのものである。このインバータ３０は、ハイブリッド車両の動力源の電動モータ４０にバッテリ５０からの直流電力を交流電力に変換して供給するものである。インバータ３０は、スイッチング動作を行うＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）（図示せず）と、ＩＧＢＴの制御を行う制御基板（図示せず）とを有する。ＩＧＢＴ等の半導体素子は、スイッチング動作に伴って大量の熱を発生するため、冷媒によって冷却される。なお、冷媒循環路２０は、その途中に、冷媒を所定方向へ向けて循環させるためのポンプ（図示せず）を備える。

図２は、ハイブリッド車両６０に搭載されたラジエーター１０の斜視図である。このラジエーター１０は、車両６０前方のエンジンルーム６２内に搭載されている。エンジンルーム６２内には、エンジン（図示せず）を冷却するためのエンジン用ラジエーター７０が備えられている。本実施形態に係るラジエーター１０は、このエンジン用ラジエーター７０よりも前方に配置される。本実施形態に係るラジエーター１０と、エンジン用ラジエーター７０とは、独立しており、冷媒は互いに混ざり合わない。なお、ラジーエーター１０の冷媒の温度は、通常、エンジン用ラジエーター７０の冷媒の温度よりも低く設定されている。

また、ラジエーター１０は、空調用冷媒を凝縮するための空調用コンデンサー８０（Ａ／Ｃコンデンサー）上に固定されている。ラジエーター１０と、空調用コンデンサー８０とは、所定の固定手段（図示せず）によって固定されている。この空調用コンデンサー８０は、エンジン用ラジエーター７０よりも前方に配置している。この空調用コンデンサー８０は、コンプレッサ（図示せず）によって高温高圧にされたガス冷媒（空調用冷媒）を、外気と熱交換して高圧の液冷媒または気液混合冷媒とするものである。なお、液冷媒等は、所定のリキッドタンク（図示せず）で気液分離された後、膨張弁（図示せず）によって断熱膨張されて低温低圧の液冷媒または気液混合冷媒とされ、車室内の空気の熱交換に用いられる。

図３は、図２のラジエーター１０を拡大して示した斜視図である。ラジエーター１０は、供給側タンク１１と、排出側タンク１２と、これらのタンク１１，１２の間に配置する冷却部１３とからなる。インバータ３０等によって熱せられた冷媒は、供給側タンク１１へ供給され、冷却部１３内を通過する際に、冷却される。冷却された冷媒は、排出側タンク１２へ入り、更に、排出される。

供給側タンク１１と、冷却部１３と、排出側タンク１２とは、空調用コンデンサー８０上で、横一列に並んだ状態にある。ラジエーター１０の冷却部１３は、空調用コンデンサー８０とは直に接触しておらず、間隔をおいて配置している。供給側タンク１１は、上記冷媒循環路２０と接続する供給側配管１４を有する。冷媒循環路２０内を流れる冷媒は、供給側配管１４を通って供給側タンク１１内へ入る。排出側タンク１２は、上記冷媒循環路２０と接続する排出側配管１５を有する。排出側タンク１２内の冷媒は、排出側配管１５を通って冷媒循環路２０内へ入る。冷却部１３は、図４において示されるように、供給側タンク１１と排出側タンク１２との間を差し渡す複数本のチューブ１６と、これらのチューブ１６の間に配置する波形フィン１７とを有する。チューブ１６の端部は、タンク１１，１２の内壁に、貫通した状態で固定されている。また、波形フィン１７は、チューブ１６，１６間に固定されている。これらのチューブ１６と、波形フィン１７は、熱伝導性（放熱性）に優れるアルミニウム等の金属材料からなる。冷却部１３のチューブ１６および波形フィン１７は、上記のように金属材料からなるため、熱膨張し易い。チューブ１６が熱膨張すると、特に、チューブ１６の端部の固定個所に力が加わる。そのため、チューブ１６の端部の固定個所は、特に、破損し易い個所である。なお、冷却部１３へ供給される冷媒の温度が高いと、チューブ１６等の熱による歪み（熱歪み）が大きくなる。冷却部１３の熱膨張（熱歪み）を低減させる観点からは、冷却部１３へ供給する冷媒の温度を低くすることが好ましい。

ところで、排出側タンクの供給側配管１４は、アルミニウム等の熱伝導性に優れる材料からなり、その周壁が空調用コンデンサー８０上の表面と接触するように固定される。空調用コンデンサー８０は、ガス冷媒を凝縮する際、凝縮熱により発熱する。しかし、通常の空調用コンデンサー８０の温度は、供給側配管１４を通ってラジエーター１０へ供給される冷媒の温度よりも低い。そのため、供給側配管１４を、その周壁が空調用コンデンサー８０の表面と接触するように固定すると、供給側配管１４内の冷媒の熱を、供給側配管１４の周壁から空調用コンデンサー８０へと伝えて逃がすことが出来る。つまり、冷媒は、ラジエーター１０内に入る前に空調用コンデンサー８０によってある程度冷却されることになる。ラジエーター１０内に入る前にある程度、冷媒が冷却されていると、ラジエーター１０の温度の上昇、特に、冷却部１３の温度の上昇を抑制することができる。つまり、冷却部１３のチューブ１６、波形フィン１７の熱膨張（熱歪み）を低減することができる。熱膨張（熱歪み）が低減されると、ラジエーター１０の寿命を長くすることができる。なお、供給側配管１４は、所定の固定手段１８によって固定されている。この固定手段１８も熱伝導性に優れる金属材料からなることが好ましい。

また、供給側配管１４は、ラジエーター１０よりも前方に配置されている。このように、ラジエーター１０よりも前方に配置されていると、供給側配管１４は、車両６０走行時に前方からエンジンルーム６２内に進入してくる風を受けやすくなり、冷媒をより放熱しやすくなる。また、空調用コンデンサー８０上に供給側配管１４を固定することによって、ラジエーター１０の小型化を図ることもできる。

ハイブリッド車両用ラジエーターを備えるシステムの概略構成図を示す。ハイブリッド車両に搭載されたハイブリッド車両用ラジエーターの斜視図を示す。図２において示されるラジエーターの拡大斜視図を示す。図３において示されるラジエーターの冷却部の一部の斜視図を示す。

符号の説明

１０ハイブリッド車両用ラジエーター、１１供給側タンク、１２排出側タンク、１３冷却部、１４供給側配管、１５排出側配管、１６チューブ、１７波形フィン、１８固定手段、２０冷媒循環路、３０インバータ、４０電動モータ、５０バッテリ、６０ハイブリッド車両、６２エンジンルーム、７０エンジン用ラジエーター、８０空調用コンデンサー。

Claims

エンジンルーム内に備えられ、空調用冷媒を凝縮する空調用コンデンサー上に配置され、バッテリからの電力をモータに供給するインバータを少なくとも冷却するためのハイブリッド車両用ラジエーターであって、
冷媒を循環させる冷媒循環路と接続する供給側配管を有する供給側タンクと、
前記冷媒循環路と接続する排出側配管を有する排出側タンクと、
前記供給側タンク及び前記排出側タンクとの間を連絡する冷却部と、を備え、
前記冷媒循環路から供給側配管を通って供給側タンクへ供給された冷媒を、前記冷却部内を通して冷却し、排出側タンクから排出側配管を通じて前記冷媒循環路へ排出するハイブリッド車両用ラジエーターにおいて、
前記供給側配管は、その周壁が前記空調用コンデンサーの表面と接触した状態で固定されることを特徴とするハイブリッド車両用ラジエーター。
請求項１に記載のハイブリッド車両用ラジエーターにおいて、
前記供給側配管は、金属からなることを特徴とするハイブリッド車両用ラジエーター。