JP2017153339A - Apparatus unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機器ユニットに関する。 The present invention relates to an equipment unit.
従来より、電気機器が収容された複数の筐体を積み重ねてユニット化した機器ユニットを車両に搭載することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, it is known to mount on a vehicle a device unit obtained by stacking a plurality of housings in which electrical devices are housed (see, for example, Patent Document 1).
例えば、リアクトルやインバータなどの発熱体を積み重ねてユニット化する場合、これらの発熱体の間に冷却器を設けることで、ユニットを小型にして省スペース化を図ることが考えられる。 For example, when a heating element such as a reactor or an inverter is stacked to form a unit, it may be possible to reduce the size of the unit by providing a cooler between these heating elements.
しかし、これらの発熱体は、発熱量が異なるため、発熱体の間に配置させた冷却器では、一方の発熱体の冷却が十分であっても、他方の発熱体の冷却が不十分となるおそれがある。 However, since these heat generating elements have different heat generation amounts, in the cooler disposed between the heat generating elements, even if one of the heat generating elements is sufficiently cooled, the other heat generating element is not sufficiently cooled. There is a fear.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、省スペース化を図りつつ複数の発熱体を良好に冷却することが可能な機器ユニットを提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an equipment unit capable of cooling a plurality of heating elements satisfactorily while saving space.
上記目的を達成するために、本発明の機器ユニットは、
第1の発熱体と、
前記第1の発熱体よりも発熱量が小さい第2の発熱体と、
前記第1の発熱体と前記第2の発熱体との間に位置する冷却器と、
を備え、
前記冷却器は、内部に冷却媒体が流れる冷却媒体流路を有するとともに前記冷却媒体流路内における前記第1発熱体側に前記冷却媒体が流れる方向と略平行に配置した冷却フィンを有し、前記冷却媒体流路における前記冷却媒体の流体抵抗は前記第1の発熱体側よりも前記第2の発熱体側が小さい機器ユニット。
In order to achieve the above object, the equipment unit of the present invention comprises:
A first heating element;
A second heating element having a smaller heating value than the first heating element;
A cooler positioned between the first heating element and the second heating element;
With
The cooler has a cooling medium flow path through which a cooling medium flows, and has cooling fins disposed substantially parallel to a direction in which the cooling medium flows on the first heating element side in the cooling medium flow path, A device unit in which the fluid resistance of the cooling medium in the cooling medium flow path is smaller on the second heating element side than on the first heating element side.
この構成の機器ユニットによれば、冷却媒体流路内における第1の発熱体側に冷却フィンを有するので、第1の発熱体側の冷却効率を促進させることができる。
また、第2の発熱体側には冷却フィンが配置されていないため、第2の発熱体側の冷却媒体の流れに対する抵抗は、第1の発熱体側の冷却媒体の流れに対する抵抗より小さくなる。よって、第2の発熱体側の冷却媒体の流速は第1の発熱体側の冷却媒体の流速より速くなるので第2の発熱体側の冷却効率を促進させることができる。
これにより、冷却器の両側に発熱体を備える構成において、冷却媒体流路内の片側に冷却フィンを設ける場合でも、両方の発熱体の冷却効率を向上させることができる。
また、第1の発熱体と第2の発熱体とを一つの冷却器で冷却しているので、部品点数削減を図ることができ、しかも、積層方向である高さ寸法の嵩張りを極力抑えることができる。
According to the device unit having this configuration, since the cooling fin is provided on the first heating element side in the cooling medium flow path, the cooling efficiency on the first heating element side can be promoted.
Further, since no cooling fin is disposed on the second heating element side, the resistance to the flow of the cooling medium on the second heating element side is smaller than the resistance to the flow of the cooling medium on the first heating element side. Therefore, the flow rate of the cooling medium on the second heating element side is faster than the flow rate of the cooling medium on the first heating element side, so that the cooling efficiency on the second heating element side can be promoted.
Thereby, in the structure provided with the heating elements on both sides of the cooler, even when the cooling fins are provided on one side in the cooling medium flow path, the cooling efficiency of both heating elements can be improved.
In addition, since the first heating element and the second heating element are cooled by a single cooler, the number of parts can be reduced, and the bulk of the height dimension in the stacking direction can be suppressed as much as possible. be able to.
本発明の機器ユニットにおいて、前記冷却フィンは、前記冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する波形状であってもよい。 In the device unit of the present invention, the cooling fin may have a wave shape that curves along a direction in which the cooling medium flows.
この構成の機器ユニットによれば、冷却フィンを冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状とすることで、冷却フィンに沿って流れる冷却媒体が冷却フィンから受ける抵抗を大きくできる。これにより、第1の発熱体側の冷却媒体が第2の発熱体側に流れ込む。このため、第2の発熱体側に流れる冷却媒体の流速が速くなり、第2の発熱体の冷却が促進される。 According to the device unit having this configuration, by forming the cooling fin in a shape that curves along the direction in which the cooling medium flows, the resistance that the cooling medium flowing along the cooling fin receives from the cooling fin can be increased. Thereby, the cooling medium on the first heating element side flows into the second heating element side. For this reason, the flow rate of the cooling medium flowing to the second heating element side is increased, and the cooling of the second heating element is promoted.
本発明の機器ユニットにおいて、前記冷却器は、前記冷却媒体流路内における前記第2の発熱体側であって、前記冷却媒体流路に突出する突起を有していてもよい。 In the device unit of the present invention, the cooler may have a protrusion on the second heating element side in the cooling medium flow path and protruding into the cooling medium flow path.
この構成の機器ユニットによれば、冷却媒体流路における第2の発熱体側において前記冷却媒体流路に突出する突起によって、冷却媒体流路を流れる冷却媒体を、冷却フィンが設けられた第1の発熱体側に導くことができる。これにより、発熱量の大きい第1の発熱体側の冷却効率を高めることができる。 According to the device unit having this configuration, the cooling medium flowing through the cooling medium flow path is formed by the protrusion protruding into the cooling medium flow path on the second heating element side in the cooling medium flow path. It can be led to the heating element side. Thereby, the cooling efficiency at the side of the first heat generating element having a large calorific value can be increased.
本発明の機器ユニットにおいて、前記第1の発熱体はリアクトルであり、前記第2の発熱体はインバータであってもよい。 In the equipment unit of the present invention, the first heating element may be a reactor, and the second heating element may be an inverter.
この構成の機器ユニットによれば、省スペース化を図りつつ、発熱量の異なるリアクトルとインバータとを共通の冷却器で効率的に冷却することができる。 According to the device unit having this configuration, it is possible to efficiently cool the reactor and the inverter having different calorific values with a common cooler while saving space.
本発明の機器ユニットによれば、省スペース化を図りつつ複数の発熱体を良好に冷却することが可能な機器ユニットを提供できる。 According to the device unit of the present invention, it is possible to provide a device unit capable of cooling a plurality of heating elements satisfactorily while saving space.
以下、本発明に係る機器ユニットの実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る機器ユニットが搭載された車両の概略構成図である。図2は、本実施形態に係る機器ユニットの側面図である。図3は、本実施形態に係る機器ユニットの下面図である。図4は、図2におけるA−A断面図である。図5は、図4におけるB−B断面図である。
Hereinafter, an embodiment of an apparatus unit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle on which a device unit according to the present embodiment is mounted. FIG. 2 is a side view of the device unit according to the present embodiment. FIG. 3 is a bottom view of the device unit according to the present embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
図1に示すように、車両1は、機器ユニット11を搭載する。機器ユニット11は、車両1のエンジンコンパートメント2内に収容されている。この機器ユニット11が搭載される車両1は、例えば、エンジン及びモータの駆動力で走行するハイブリッド車両や燃料電池によって発電された電力でモータを駆動させて走行する燃料電池車両などである。本実施形態では、燃料電池車両に機器ユニット11を搭載した場合について説明する。
As shown in FIG. 1, the
車両1のエンジンコンパートメント2には、燃料電池3が搭載されており、機器ユニット11は、この燃料電池3に積層された昇圧コンバータである。
A
図2及び図3に示すように、昇圧コンバータである機器ユニット11は、昇圧用の複数のリアクトル(第1の発熱体)12と、燃料電池3のウォーターポンプと水素ポンプ用のインバータ(第2の発熱体)13と、を備えている。インバータ13は、リアクトル12よりも発熱量が小さい機器である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
この機器ユニット11は、冷却器21を備えている。冷却器21は、リアクトル12とインバータ13との間に配置されている。この冷却器21は、装着されたリアクトル12及びインバータ13をそれぞれ冷却する共通の冷却器である。冷却器21は、一方の面がリアクトル装着面21Aとされ、他方の面がインバータ装着面21Bとされている。冷却器21のリアクトル装着面21Aには、複数のリアクトル12が互いに間をあけて装着されている。冷却器21のインバータ装着面21Bには、インバータ13が装着されている。
The
図4に示すように、冷却器21は、リアクトル側冷却部材22と、インバータ側冷却部材23とを備えており、これらのリアクトル側冷却部材22とインバータ側冷却部材23とを組み合わせることで構成されている。インバータ側冷却部材23は、周縁からリアクトル側冷却部材22へ向かって突出する周壁25を有している。インバータ側冷却部材23は、平板状に形成されている。そして、これらのリアクトル側冷却部材22とインバータ側冷却部材23とを組み合わせることで、冷却器21の内部には、冷却媒体流路26が形成される。この冷却媒体流路26には、図2および図5示すD方向(冷却媒体の流れの方向。ただし向きは逆であってもよい。)に沿って冷却水などの冷却媒体が流される。
As shown in FIG. 4, the
リアクトル側冷却部材22には、冷却媒体の流れの方向と略平行に配置した冷却フィン31が設けられている。冷却フィン31は、冷却媒体の流れの方向と直交する方向である冷却器21の幅方向(冷却媒体の流れの幅方向)に間隔をあけて複数配列されている。冷却フィン31の先端部とインバータ側冷却部材23との間には、クリアランスCが形成されている。図5に示すように、冷却フィン31は、冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状に形成されており、その波形状が冷却媒体の流れに沿って連続するように配設されている。
The reactor
上記構成の機器ユニット11では、燃料電池3を駆動させることで、リアクトル12及びインバータ13が発熱する。これらのリアクトル12及びインバータ13の熱は、それぞれ冷却器21に伝達される。これにより、リアクトル12及びインバータ13が冷却されることとなる。
In the
このとき、冷却器21では、図2および図5示すD方向に沿って、冷却媒体流路26に冷却媒体が流されることで、リアクトル12及びインバータ13から伝達された熱が冷却媒体を介して放出される。この冷却媒体流路26を流れる冷却媒体は、リアクトル12側に設けられた冷却フィン31同士の間及びクリアランスCを流れる。このとき、冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状の冷却フィン31に沿って流れる冷却媒体は、冷却フィン31から抵抗を受けることとなる。
これに対して、インバータ13側では、冷却フィン31とインバータ側冷却部材23との間に設けられたクリアランスCを、あまり抵抗を受けずに冷却媒体が流れることとなる。つまり、冷却器21では、冷却媒体流路26におけるリアクトル12側に冷却フィン31を設けて冷却媒体の流れに対する抵抗を、リアクトル12側より発熱量が小さいインバータ13側を小さくしている。これにより、発熱量の大きいリアクトル12の冷却を冷却フィン31により促進させることができ、また、冷却媒体流路26におけるインバータ13側はリアクトル12側より冷却媒体の流速を速くして全体の冷却効率を促進させることができる。これにより、冷却器21の両側にリアクトル12及びインバータ13からなる発熱量の異なる発熱体を備える構成において、冷却媒体流路26の片側に冷却フィン31を設ける場合でも、リアクトル12及びインバータ13の両方の発熱体の冷却効率を向上させることができる。
At this time, in the cooler 21, the cooling medium is caused to flow through the cooling
On the other hand, on the
また、リアクトル12とインバータ13とを一つの冷却器21で冷却するとともに、冷却器21の冷却媒体流路26における高さ方向の片側だけに冷却フィン31を設けているので、部品点数削減を図ることができ、しかも、機器ユニット11の積層方向である高さ寸法の嵩張りを極力抑えることができる。
In addition, the
すなわち、冷却媒体流路26の両側(リアクトル12側とインバータ13側)に冷却フィンを形成する場合は、フィン間に溝を形成するため冷却媒体流路断面が全体として大きくならざるを得ず、そうすると流速が低減してフィン冷却性能が悪化し、かつ、フィンの高さのぶん冷却器が大型化するという問題があるのに対し、本実施形態では、発熱の小さいインバータ13側をフィンレスにすることで、冷却媒体流路断面積を小さくして流速を増大させることによってリアクトル12側の熱伝達率を向上させて冷却性能を向上させ、かつ、フィンレスのぶん冷却器の小型化を図っている。
That is, when forming cooling fins on both sides of the cooling medium flow path 26 (
したがって、本実施形態に係る機器ユニット11によれば、複数の発熱体を良好に冷却することができ、しかも、省スペース化により車両1のエンジンコンパートメント2内に無理なく収容させることができる。また、体格、質量を低減できるので、車両1に搭載した状態で重心を下げることができる。
Therefore, according to the
しかも、冷却フィン31を冷却媒体が流れる方向に沿って湾曲する形状とすることで、冷却フィン31に沿って流れる冷却媒体が冷却フィン31から受ける抵抗を大きくできる。このため、インバータ13側に流れる冷却媒体の流速が速くなり、インバータ13の冷却が促進される。
Moreover, the resistance that the cooling medium flowing along the cooling
次に、他の構造の冷却器21を備えた変形例に係る機器ユニットについて説明する。 Next, an apparatus unit according to a modification including the cooler 21 having another structure will be described.
図6は、変形例に係る機器ユニットの図2におけるA−A断面図である。
図6に示すように、この変形例では、冷却器21の冷却媒体流路26におけるインバータ13側に、複数の突起41が設けられている。これらの突起41は、インバータ側冷却部材23に形成されており、それぞれ冷却媒体の流れの幅方向(冷却器21の幅方向)に沿って間隔をあけて冷却フィン31同士の間及び冷却フィン31と周壁25との間に配置されている。また、突起41の冷却媒体の流れに垂直な幅方向(冷却器21の幅方向)の長さは、冷却フィン31の冷却媒体の流れに垂直な幅方向(冷却器21の幅方向)の長さより小さい。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 of a device unit according to a modification.
As shown in FIG. 6, in this modification, a plurality of
この変形例によれば、冷却媒体流路26における第2の発熱体であるインバータ13側において冷却媒体流路26に突出する突起41によって冷却媒体流路26を流れる冷却媒体を、冷却フィン31が設けられたリアクトル12側に導くことができる。これにより、発熱量の大きいリアクトル12側の冷却効率を高めることができる。
According to this modification, the cooling
12 リアクトル(第1の発熱体)
13 インバータ(第2の発熱体)
21 冷却器
26 冷却媒体流路
31 冷却フィン
41 突起
12 Reactor (first heating element)
13 Inverter (second heating element)
21
Claims (4)
前記第1の発熱体よりも発熱量が小さい第2の発熱体と、
前記第1の発熱体と前記第2の発熱体との間に位置する冷却器と、
を備え、
前記冷却器は、内部に冷却媒体が流れる冷却媒体流路を有するとともに前記冷却媒体流路内における前記第1発熱体側に前記冷却媒体が流れる方向と略平行に配置した冷却フィンを有し、前記冷却媒体流路における前記冷却媒体の流体抵抗は前記第1の発熱体側よりも前記第2の発熱体側が小さい機器ユニット。 A first heating element;
A second heating element having a smaller heating value than the first heating element;
A cooler positioned between the first heating element and the second heating element;
With
The cooler has a cooling medium flow path through which a cooling medium flows, and has cooling fins disposed substantially parallel to a direction in which the cooling medium flows on the first heating element side in the cooling medium flow path, A device unit in which the fluid resistance of the cooling medium in the cooling medium flow path is smaller on the second heating element side than on the first heating element side.
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