JP2019018660A - 駆動ユニット - Google Patents

駆動ユニット Download PDF

Info

Publication number
JP2019018660A
JP2019018660A JP2017137374A JP2017137374A JP2019018660A JP 2019018660 A JP2019018660 A JP 2019018660A JP 2017137374 A JP2017137374 A JP 2017137374A JP 2017137374 A JP2017137374 A JP 2017137374A JP 2019018660 A JP2019018660 A JP 2019018660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
motor
drive unit
height
circuit unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017137374A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6893840B2 (ja
Inventor
良二 友影
Ryoji Tomokage
良二 友影
昌浩 島田
Masahiro Shimada
昌浩 島田
成一 後藤
Seiichi Goto
成一 後藤
直紀 保西
Naoki Honishi
直紀 保西
尚史 大村
Hisashi Omura
尚史 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2017137374A priority Critical patent/JP6893840B2/ja
Priority to US16/030,921 priority patent/US11121603B2/en
Priority to CN201810759165.5A priority patent/CN109249799B/zh
Publication of JP2019018660A publication Critical patent/JP2019018660A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6893840B2 publication Critical patent/JP6893840B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B60K6/405Housings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227Heat sinks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

【課題】振動を抑制できる駆動ユニットを提供する。【解決手段】駆動ユニット14の回路ユニット16は、モータ18の回転軸Cと直交する方向に延びる板状のヒートシンク30と、ヒートシンク30の下側に配置される下ケース28と、を備える。駆動ユニット14においては、下ケース28に形成される締結部60がハウジング22と締結され、締結部60の上端64に位置する締結面80の高さが、ヒートシンク30の下面34から上面32に亘る高さ範囲H内に位置する。【選択図】図4

Description

本発明は、電動車両やハイブリッド車両に設けられ、モータと回路ユニットとを組み合わせた駆動ユニットに関する。
電動式のモータを駆動源として使用する電動車両やハイブリッド車両は、高圧電源から供給される電力をモータの駆動用の電力に変換してモータに供給する駆動回路を有する。この駆動回路はケースに収容されてユニット化されており、これを例えば回路ユニットと称する。回路ユニットは、駆動回路の構成部品の他に、駆動回路を冷却するヒートシンクと、駆動回路のスイッチ動作を制御してモータを制御するECU等を備える。モータと回路ユニットは駆動ユニットを構成する。
特許文献1はモータと回路ユニットの他にジェネレータを有する駆動ユニットを示す。特許文献1に記載されるように、回路ユニットのケースは、モータおよびジェネレータのハウジングの上側にボルトで締結されて固定される。ハイブリッド車両の場合、モータおよびジェネレータのハウジングは、エンジンやトランスミッション等を含む動力発生装置(以下、パワープラントという。)のハウジングに取り付けられる。また、モータおよびジェネレータの回転軸は、エンジンの回転軸に連結される。
特開2016−140198号公報
駆動ユニットにはエンジンの振動が伝搬する。また、駆動ユニットが備えるモータやジェネレータ自体も回転動作時に振動する。これらの振動によって駆動ユニット全体は振動する。このとき駆動ユニットの上部に固定される回路ユニットが大きく揺れると、駆動ユニット自体の振動が増幅されてノイズが大きくなる虞がある。また、エンジンと駆動ユニットとが共振し、振動に対する駆動ユニットおよびパワープラントの剛性が不足する虞もある。
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、振動を抑制できる駆動ユニットを提供することを目的とする。
第1発明は、
モータと、
電源から入力した電力を前記モータに供給する駆動回路を収容するとともに、前記モータのハウジングの上側に固定される回路ユニットと、
を有する駆動ユニットであって、
前記回路ユニットは、
前記モータの回転軸と直交する方向に延びる板状のヒートシンクと、
前記ヒートシンクの下側に配置される下ケースと、を備え、
前記下ケースに形成される締結部が前記ハウジングと締結され、
前記締結部の上端に位置する締結面の高さが、前記ヒートシンクの下面から上面に亘る高さ範囲内に位置する
ことを特徴とする。
駆動回路の構成部品を、モータの回転軸と直交する方向に延びる板状のヒートシンクの上下に備える回路ユニットがある。この形態の回路ユニットの重心の位置はヒートシンクの高さ付近となる。ヒートシンクの下側に配置される下ケースとモータのハウジングとが締結される場合、締結部の上端に位置する締結面とヒートシンクとの高さ方向の距離が離れると、締結面の高さと回路ユニットの重心の高さとのずれが大きくなる。この場合、駆動ユニットが振動する際に回路ユニットの揺れが大きくなりやすい。
第1発明によれば、ハウジングに対して締結される下ケースの締結面が、ヒートシンクの下面から上面に亘る高さ範囲内に位置するため、締結面の高さがヒートシンクよりも下方または上方の高さ範囲にある場合と比べて、回路ユニットの重心と締結面との高さ方向のずれが小さく、回路ユニットの揺れを抑制することができる。このため、エンジンの振動やモータの振動によって駆動ユニットが振動したとしても、回路ユニットの揺れにより駆動ユニットの振動が増幅されることを抑制することができる。従って、駆動ユニットの振動を抑制することができる。
第1発明において、
前記回路ユニットの重心高さが、前記ヒートシンクの前記下面から前記上面に亘る高さ範囲内に位置していてもよい。
上記構成によれば、回路ユニットの重心高さが最も剛性の高いヒートシンク内に位置するため、駆動ユニットの振動が増幅されることを抑制することができる。
第1発明において、
前記締結面は、前記ヒートシンクの下面の高さに位置していてもよい。
上記構成によれば、下ケースのヒートシンクに対する合わせ面の高さに締結面が形成されるため、下ケース構造の複雑化を抑制しながら、駆動ユニットの振動が増幅されることを抑制することができる。
第2発明は、
モータと、
電源から入力した電力を前記モータに供給する駆動回路を収容するとともに、前記モータのハウジングの上側に固定される回路ユニットと、
を有する駆動ユニットであって、
前記回路ユニットは、
上面および下面に前記駆動回路の構成部品が固定される板状のヒートシンクと、
前記ヒートシンクの下側に配置される下ケースと、を備え、
前記下ケースに形成される締結部が前記ハウジングと締結され、
前記締結部の上端に位置する締結面の高さが、前記ヒートシンクの前記下面から前記上面に亘る高さ範囲内に位置する
ことを特徴とする。
第2発明によれば、ハウジングに対して締結される下ケースの締結面が、ヒートシンクの下面から上面に亘る高さ範囲内に位置するため、締結面の高さがヒートシンクよりも下方または上方の高さ範囲にある場合と比べて、回路ユニットの重心と締結面との高さ方向のずれが小さく、回路ユニットの揺れを抑制することができる。このため、エンジンの振動やモータの振動によって駆動ユニットが振動したとしても、回路ユニットの揺れにより駆動ユニットの振動が増幅されることを抑制することができる。従って、駆動ユニットの振動を抑制することができる。
本発明によれば、エンジンの振動やモータの振動によって駆動ユニットが振動したとしても、回路ユニットの揺れにより駆動ユニットの振動が増幅されることを抑制することができる。従って、駆動ユニットの振動を抑制することができる。
図1は車両に設けられた状態の駆動ユニットの簡易的な外観図である。 図2は駆動ユニットが有する回路ユニットの回路図である。 図3は駆動ユニットが有する回路ユニットの簡易的な平面図である。 図4は駆動ユニットが有する回路ユニットの簡易的な側面図である。 図5Aは締結面がヒートシンクよりも高い位置にある駆動ユニットの振動の説明に供する図であり、図5Bは図5Aにおける回路ユニットの重心の位置と締結面との位置関係の説明に供する図である。 図6Aは締結面がヒートシンクよりも低い位置にある駆動ユニットの振動の説明に供する図であり、図6Bは図6Aにおける回路ユニットの重心の位置と締結面との位置関係の説明に供する図である。 図7Aは締結面がヒートシンクと同位置にある駆動ユニットの振動の説明に供する図であり、図7Bは図7Aにおける回路ユニットの重心の位置と締結面との位置関係の説明に供する図である。
以下、本発明に係る駆動ユニットについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態では、エンジンとモータを駆動源とするハイブリッド車両に設けられる駆動ユニットを想定する。
[1 駆動ユニット14]
図1に示されるように、本実施形態に係る駆動ユニット14は、車両10の前部であって、パワープラント12の左側に配置される。駆動ユニット14は、下部に走行用のモータ18およびジェネレータ20を備え、上部に回路ユニット16を備える。本明細書でいう上下方向とは、モータ18およびジェネレータ20と回路ユニット16との相対的な位置関係を表す。本明細書では、モータ18およびジェネレータ20の位置を下とし、回路ユニット16の位置を上とする。また、上下方向を高さ方向ともいう。モータ18の回転軸とジェネレータ20の回転軸はパワープラント12に含まれるエンジンの回転軸に連結される。モータ18とジェネレータ20は共通のハウジング22を有する。モータ18は回転軸C(図5A、図6A、図7A)が車幅方向と平行するように配置される。
モータ18は、3相交流ブラシレス式であり、車両10の走行用の駆動源として動力を生成して駆動輪側に供給する。すなわち、モータ18は、高電圧バッテリ24(図2)からの電力およびジェネレータ20からの電力の一方または両方により駆動する。また、モータ18は、車両10の制動時に回生を行い、回生電力を高電圧バッテリ24に供給する。回生電力は、低電圧系94(図2)に供給されてもよい。モータ18は、走行駆動機能に加えてまたはこれに代えて、ジェネレータとして機能させてもよい。
ジェネレータ20は、3相交流ブラシレス式であり、エンジンからの動力により発電する。ジェネレータ20が発電した電力は、高電圧バッテリ24またはモータ18若しくは低電圧系94に供給される。ジェネレータ20は発電機能に加えてまたはこれに代えて、走行モータとして機能させてもよい。
高電圧バッテリ24は、複数のバッテリセルを含み高電圧(数百ボルト)を出力可能な蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池等を利用することができる。高電圧バッテリ24の代わりにまたはこれに加えて、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。
[2 回路ユニット16]
[2.1 回路ユニット16の電気的接続構成]
回路ユニット16はパワーコントロールユニット(PCU)とも称される。回路ユニット16が有する駆動回路40(図2)は、高電圧バッテリ24および/またはジェネレータ20からの電力を変換または調整して、モータ18に供給する。また、駆動回路40は、ジェネレータ20の発電電力およびモータ18の回生電力を変換または調整して高電圧バッテリ24を充電させる。
図2に示すように、回路ユニット16は、駆動回路40と、電子制御装置162(以下「ECU162」という。)と、を有する。駆動回路40は、第1DC/DCコンバータ402と、第1インバータ404と、第2インバータ406と、第1コンデンサ408と、第2コンデンサ410と、第2DC/DCコンバータ412とを有する。
第1DC/DCコンバータ402は、昇降圧型のコンバータである。第1DC/DCコンバータ402は、高電圧バッテリ24の出力電圧を昇圧してモータ18に出力する。また、第1DC/DCコンバータ402は、ジェネレータ20の出力電圧またはモータ18の出力電圧を降圧して高電圧バッテリ24に供給する。
第1インバータ404は、高電圧バッテリ24からの直流電流を交流電流に変換してモータ18に供給する。また、第1インバータ404は、モータ18からの交流電流を直流電流に変換して高電圧バッテリ24側に供給する。
第2インバータ406は、ジェネレータ20からの交流電流を直流電流に変換して高電圧バッテリ24側および/またはモータ18側に供給する。また、ジェネレータ20を走行駆動源として用いる場合、第2インバータ406は、高電圧バッテリ24からの直流電流を交流電流に変換してジェネレータ20に供給する。
第1コンデンサ408および第2コンデンサ410は、平滑コンデンサとして機能する。
第2DC/DCコンバータ412は、高電圧バッテリ24の電圧等を降圧して低電圧系94に出力する。
ECU162は、駆動回路40の各部を制御する制御回路(または制御装置)であり、図示しない入出力部、演算部および記憶部を有する。入出力部は、信号線164(通信線)を介して車両10の各部との信号の入出力を行う。なお、図2では、信号線164が簡略化されて示されていることに留意されたい。入出力部は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないA/D変換回路を備える。
演算部は、中央演算装置(CPU)を含み、記憶部に記憶されているプログラムを実行することにより動作する。演算部が実行する機能の一部は、ロジックICを用いて実現することもできる。プログラムは、図示しない無線通信装置(携帯電話機、スマートフォン等)を介して外部から供給されてもよい。演算部は、プログラムの一部をハードウェア(回路部品)で構成することもできる。
記憶部は、演算部が用いるプログラムおよびデータを記憶するものであり、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)を備える。RAMとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部は、RAMに加え、リード・オンリー・メモリ(ROM)を有してもよい。
低電圧系94は、低電圧(例えば12V)を扱う電力系である。低電圧系94は、例えば、低圧バッテリ、ナビゲーション装置、ヘッドライト(いずれも図示せず)、ECU等を含む。
[2.2 回路ユニット16の構造]
図3、図4に示されるように、回路ユニット16は、図2に示される駆動回路40の他に、上ケース26と、下ケース28と、モータ18の回転軸Cと直交する方向に延びる板状のヒートシンク30と、ECU162と、を有する。本実施形態の回路ユニット16では、ヒートシンク30を境にして上側(高さ方向の一方)に上ケース26が配置され、下側(高さ方向の他方)に下ケース28が配置される。なお、図3、図4において、回路ユニット16に収容される駆動回路40(第1構成部品42、第2構成部品44)およびECU162は破線で示される。
ヒートシンク30は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成され、駆動回路40を冷却する。ヒートシンク30は、高さ方向に厚みを有し、例えば国際公開第2013/080736号に示されるように、上面32と下面34との間に冷却フィンおよび冷媒の流路(ウォータージャケット)を有する。ヒートシンク30には、内部の流路に冷媒を流入させる流入パイプ36と、内部の流路から冷媒を流出させる流出パイプ38と、が接続される。ヒートシンク30は、図示しないタンク、ポンプ、ラジエータ等とともに冷媒を循環させる冷却回路を形成する。ヒートシンク30の上面32には冷却対象の第1構成部品42が固定され、下面34には冷却対象の第2構成部品44が固定される。
駆動回路40を構成する第1構成部品42および第2構成部品44は、図2に示される第1DC/DCコンバータ402、第1インバータ404、第2インバータ406、第1コンデンサ408、第2コンデンサ410、第2DC/DCコンバータ412等を構成する部品群からなる。一例として、第1構成部品42は、第1インバータ404と第2インバータ406と第1コンデンサ408と第2コンデンサ410の部品を含み、第2構成部品44は、第1DC/DCコンバータ402と第2DC/DCコンバータ412の部品を含む。なお、各構成部品の配置は前述の例に限らない。
ヒートシンク30の前部には第1端子50が設けられる。第1端子50は駆動回路40の出力端子であり、低電圧系94にハーネスを介して接続される。
ヒートシンク30の上面32と第1構成部品42とECU162は上ケース26で覆われる。ヒートシンク30の下面34と第2構成部品44は下ケース28で覆われる。上ケース26とヒートシンク30と下ケース28は複数のねじ部材90により互いに締結される。上ケース26の高さ方向の長さは、下ケース28の高さ方向の長さよりも長い。そして、ヒートシンク30は、回路ユニット16全体の高さ方向の中間位置よりも下方に配置される。
下ケース28の外縁の左部には第2端子52が設けられる。第2端子52は駆動回路40の入力端子であり、高電圧バッテリ24にハーネスを介して接続される。下ケース28の下部には第3端子54および第4端子56が設けられる。第3端子54は駆動回路40の出力端子であり、モータ18の各相の入力端子にハーネスを介して接続される。第4端子56は駆動回路40の入力端子であり、ジェネレータ20の各相の出力端子にハーネスを介して接続される。
下ケース28の周縁には複数の締結部60が形成される。本実施形態では4つの締結部60が設けられる。それぞれの締結部60には、上方すなわち高さ方向の一方から、下方すなわち高さ方向の他方に貫通する貫通孔62が形成される。貫通孔62にはボルト70のねじ部72が締結部60の上方から挿通される。ねじ部72の端部は、締結部60の下端66から下方に突出し、モータ18およびジェネレータ20のハウジング22の上部に形成されるボルト孔78に嵌められる。ねじ部72は雄ねじであり、ボルト孔78は雌ねじである。
それぞれの締結部60において、ボルト70を回転させて締め付けを行うと、ボルト70の頭部74が締結部60の上端64をハウジング22側に押し付ける。すると、締結部60の下端66がハウジング22に押し付けられて、締結部60とハウジング22とが締結される。結果として下ケース28とハウジング22とが締結され、回路ユニット16とハウジング22とが締結される。この状態において、複数の締結部60の上端64を含む平面が締結面80となる。締結部60はハウジング22に対して強固に固定され、その固定範囲の上端が締結面80となる。
下ケース28がヒートシンク30に当接する当接部28aと締結部60の上端64は面一である。このため、締結面80の高さは、ヒートシンク30の下面34の高さと同じである。但し、当接部28aよりも締結部60の上端64が高くてもよい。この場合、締結面80の高さがヒートシンク30の下面34から上面32に亘る高さ範囲H内に位置するように、それぞれの締結部60が形成される。
[3 回路ユニット16の重心の位置]
回路ユニット16においては、その中でも最も剛性の高い部材であるヒートシンク30の質量が大きく、回路ユニット16の質量中心となる重心82の高さは、ヒートシンク30の付近となる。
特に、本実施形態においては、ヒートシンク30の質量と、ヒートシンク30の上側に固定される第1構成部品42の質量と、ヒートシンクの下側に固定される第2構成部品44の質量との関係から、回路ユニット16の重心82の高さが、ヒートシンク30の内部、すなわちヒートシンク30の高さ範囲H内に位置している。
ここで、回路ユニット16の重心82の高さ位置と駆動ユニット14の振動との関係について説明する。パワープラント12および/またはモータ18とジェネレータ20が回転駆動すると、図5A、図6A、図7Aの矢印Aで示されるように、駆動ユニット14は前後方向に傾くように振動する。回路ユニット16の本体のうち、締結面80はハウジング22に対して最も強固に固定される。このため、締結面80については、ハウジング22とほぼ一体の剛体としてみなせる。従って、駆動ユニット14が矢印Aで示されるように振動する場合、ハウジング22および回路ユニット16の締結面80に対して、さらに回路ユニット16の重心82が揺れ動くように振動することとなる。
図5Aに示されるように、締結面80がヒートシンク30の高さ範囲Hよりも低い位置にある場合、回路ユニット16の重心82の位置は、締結面80よりも高くなる。図5Bに示されるように、締結面80に対する重心82の距離hが上方向に大きい場合、ハウジング22の振動(矢印A)に伴い重心82の高さ位置には前後方向に大きなモーメントが作用する。その結果、重心82の高さ位置の前後方向の振動(矢印B)は大きくなる。この振動(矢印B)が大きいと、駆動ユニット14全体の振動(矢印A)は更に大きくなる。
図6Aに示されるように、締結面80がヒートシンク30の高さ範囲Hよりも高い位置にある場合、回路ユニット16の重心82の位置は、締結面80よりも低くなる。図6Bに示されるように、締結面80に対する重心82の距離hが下方向に大きい場合、ハウジング22の振動(矢印A)に伴い重心82の高さ位置には前後方向に大きなモーメントが作用する。その結果、重心82の高さ位置の前後方向の振動(矢印B)は大きくなる。この振動(矢印B)が大きいと、駆動ユニット14全体の振動(矢印A)は更に大きくなる。
図7Aに示されるように、締結面80がヒートシンク30の高さ範囲H内にある場合、回路ユニット16の重心82の位置は、締結面80と略同じ高さとなる。図7Bに示されるように、締結面80に対する重心82の距離hが小さい場合、ハウジング22の振動(矢印A)に伴い重心82の高さ位置には前後方向に比較的小さなモーメントが作用する。その結果、重心82の高さ位置の前後方向の振動(矢印B)は比較的小さく抑えられる。従って、この振動(矢印B)が小さいと、駆動ユニット14全体の振動(矢印A)が更に大きくなることが抑制される。すなわち、駆動ユニット14全体の振動(矢印A)が大きくなることを抑制できる。
このように、距離hが大きい駆動ユニット14の振動(矢印A)は大きくなりやすく、対して、距離hが小さい駆動ユニット14の振動は比較的小さく抑えられる。結果として、距離hが大きい場合には、互いに締結固定された回路ユニット16とハウジング22を含む駆動ユニット14としての剛性が低くなり、距離hが小さい場合には、回路ユニット16とハウジング22を含む駆動ユニット14としての剛性が高くなる。
[4 本実施形態のまとめ]
駆動ユニット14は、モータ18と、高電圧バッテリ24(電源)から入力した電力をモータ18に供給する駆動回路40を収容するとともに、モータ18のハウジング22の上側に固定される回路ユニット16と、を有する。回路ユニット16は、モータ18の回転軸Cと直交する方向に延びる板状のヒートシンク30と、ヒートシンク30の下側に配置される下ケース28と、を備える。駆動ユニット14においては、下ケース28に形成される締結部60がハウジング22と締結され、 締結部60の上端64に位置する締結面80の高さが、ヒートシンク30の下面34から上面32に亘る高さ範囲H内に位置する。なお、ヒートシンク30の上面32および下面34には駆動回路40の第1構成部品42および第2構成部品44(構成部品)が固定される。
駆動回路40の第1構成部品42および第2構成部品44を、車両10の前後方向に延びる板状のヒートシンク30の上下に備える回路ユニット16がある。この形態の回路ユニット16の重心82の位置はヒートシンク30の高さ付近となる。ヒートシンク30の下側に配置される下ケース28とモータ18のハウジング22とが締結される場合、締結部60の上端64に位置する締結面80とヒートシンク30との高さ方向の距離hが離れると、締結面80の高さと回路ユニット16の重心82の高さとのずれが大きくなる。この場合、駆動ユニット14が振動する際に回路ユニット16の揺れが大きくなりやすい。
本実施形態によれば、ハウジング22に対して締結される下ケース28の締結面80が、重心82が位置するヒートシンク30の下面34から上面32に亘る高さ範囲H内に位置するため、締結面80の高さがヒートシンク30よりも下方または上方の高さ範囲Hにある場合と比べて、回路ユニット16の重心82と締結面80との高さ方向のずれが小さく、回路ユニット16の揺れを抑制することができる。このため、エンジンの振動やモータ18の振動によって駆動ユニット14が振動したとしても、回路ユニット16の揺れにより駆動ユニット14の振動が増幅されることを抑制することができる。従って、駆動ユニット14の振動を抑制することができる。
また、ハウジング22の外面にボルト孔78が形成され、ボルト70のねじ部72がボルト孔78に嵌められた状態で、ボルト70の頭部74が締結部60の上端64をハウジング22側に押し付けることにより、締結部60とハウジング22とが締結される。締結面80は、締結部60の上端64を含む平面である。上記構成によれば、締結部60がボルト70により上方から下方に押し付けられるため、締結部60とハウジング22とをより強固に締結することができる。
なお、本発明に係る駆動ユニットは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
14…駆動ユニット 16…回路ユニット
18…モータ 22…ハウジング
28…下ケース 30…ヒートシンク
32…上面 34…下面
40…駆動回路 42…第1構成部品(構成部品)
44…第2構成部品(構成部品) 60…締結部
64…上端 70…ボルト
72…ねじ部 74…頭部
78…ボルト孔 80…締結面

Claims (4)

  1. モータと、
    電源から入力した電力を前記モータに供給する駆動回路を収容するとともに、前記モータのハウジングの上側に固定される回路ユニットと、
    を有する駆動ユニットであって、
    前記回路ユニットは、
    前記モータの回転軸と直交する方向に延びる板状のヒートシンクと、
    前記ヒートシンクの下側に配置される下ケースと、を備え、
    前記下ケースに形成される締結部が前記ハウジングと締結され、
    前記締結部の上端に位置する締結面の高さが、前記ヒートシンクの下面から上面に亘る高さ範囲内に位置する
    ことを特徴とする駆動ユニット。
  2. 請求項1に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記回路ユニットの重心高さが、前記ヒートシンクの前記下面から前記上面に亘る高さ範囲内に位置する
    ことを特徴とする駆動ユニット。
  3. 請求項1または2に記載の駆動ユニットにおいて、
    前記締結面は、前記ヒートシンクの下面の高さに位置する
    ことを特徴とする駆動ユニット。
  4. モータと、
    電源から入力した電力を前記モータに供給する駆動回路を収容するとともに、前記モータのハウジングの上側に固定される回路ユニットと、
    を有する駆動ユニットであって、
    前記回路ユニットは、
    上面および下面に前記駆動回路の構成部品が固定される板状のヒートシンクと、
    前記ヒートシンクの下側に配置される下ケースと、を備え、
    前記下ケースに形成される締結部が前記ハウジングと締結され、
    前記締結部の上端に位置する締結面の高さが、前記ヒートシンクの前記下面から前記上面に亘る高さ範囲内に位置する
    ことを特徴とする駆動ユニット。
JP2017137374A 2017-07-13 2017-07-13 駆動ユニット Active JP6893840B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017137374A JP6893840B2 (ja) 2017-07-13 2017-07-13 駆動ユニット
US16/030,921 US11121603B2 (en) 2017-07-13 2018-07-10 Drive unit
CN201810759165.5A CN109249799B (zh) 2017-07-13 2018-07-11 驱动单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017137374A JP6893840B2 (ja) 2017-07-13 2017-07-13 駆動ユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019018660A true JP2019018660A (ja) 2019-02-07
JP6893840B2 JP6893840B2 (ja) 2021-06-23

Family

ID=64999695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017137374A Active JP6893840B2 (ja) 2017-07-13 2017-07-13 駆動ユニット

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11121603B2 (ja)
JP (1) JP6893840B2 (ja)
CN (1) CN109249799B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11588423B2 (en) 2019-12-18 2023-02-21 Mitsubishi Electric Corporation Electric-power conversion apparatus

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6692381B2 (ja) * 2018-03-13 2020-05-13 本田技研工業株式会社 電動車両のパワーユニット構造
US20240164071A1 (en) * 2022-11-10 2024-05-16 Caterpillar Inc. Power electronic systems packaged using common heat sink and enclosure

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053028A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のモータルーム内部品搭載構造
JP2009137404A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP2012170177A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Toyota Motor Corp 電力制御装置の搭載構造
JP2013103586A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Honda Motor Co Ltd 電気自動車の電力制御ユニット支持構造
JP2014094654A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Honda Motor Co Ltd 電動車両
WO2016121032A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
JP2017100611A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 株式会社Soken 電力制御装置の車載構造

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4274188B2 (ja) * 2006-02-08 2009-06-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
US7980340B2 (en) * 2007-12-27 2011-07-19 Byd Co. Ltd. Hybrid vehicle having power assembly arranged transversely in engine compartment
JP5195632B2 (ja) * 2009-05-13 2013-05-08 トヨタ自動車株式会社 パワーユニットの締結構造
US8912698B2 (en) * 2011-10-03 2014-12-16 Elco Motor Yachts, LLC Motor assembly with integrated cooling means and enclosed compartment for electronic circuitry
WO2013080736A1 (ja) 2011-11-30 2013-06-06 本田技研工業株式会社 電動車両
JP6102765B2 (ja) * 2014-01-22 2017-03-29 トヨタ自動車株式会社 電動車両
KR101643864B1 (ko) * 2014-08-26 2016-07-29 엘지전자 주식회사 차량용 구동모듈
JP6645739B2 (ja) 2015-01-28 2020-02-14 本田技研工業株式会社 一体型ユニット

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053028A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のモータルーム内部品搭載構造
JP2009137404A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP2012170177A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Toyota Motor Corp 電力制御装置の搭載構造
JP2013103586A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Honda Motor Co Ltd 電気自動車の電力制御ユニット支持構造
JP2014094654A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Honda Motor Co Ltd 電動車両
WO2016121032A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
JP2017100611A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 株式会社Soken 電力制御装置の車載構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11588423B2 (en) 2019-12-18 2023-02-21 Mitsubishi Electric Corporation Electric-power conversion apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US11121603B2 (en) 2021-09-14
JP6893840B2 (ja) 2021-06-23
CN109249799B (zh) 2022-03-11
US20190020242A1 (en) 2019-01-17
CN109249799A (zh) 2019-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4452952B2 (ja) 電力変換装置
CN111817487B (zh) 驱动装置
JP6318657B2 (ja) 電力制御装置
JP2007220794A (ja) コンデンサ装置
CN109249799B (zh) 驱动单元
JP5382874B2 (ja) パワーコントロールユニット
JPWO2014045700A1 (ja) 電動車両に搭載する電力変換装置
US11324147B2 (en) Coolant flow cooling structure for a power conversion device
JP6827519B1 (ja) 電力変換装置
JP5964715B2 (ja) 電気機器ケース及びパワーコントロールユニット
JP6406562B2 (ja) 蓄電ユニット
JP2016220360A (ja) 電力変換装置
JP6420122B2 (ja) 電力変換装置
JP5292524B1 (ja) 電気自動車のパワーコントロールユニット
JP6493169B2 (ja) 電子機器
US11856740B2 (en) Heat radiating cooler with recessed traps for coolant
US20230402938A1 (en) Power supply device
JP4844175B2 (ja) 筐体
JP7263766B2 (ja) 電力変換装置
JP5919420B1 (ja) 電力変換装置
JP2021106436A (ja) 駆動回路ユニット及び車両
JP2021072757A (ja) 電力変換装置
KR20180056200A (ko) 엔진발전 전기자동차용 통합 발전 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200106

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210518

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210602

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6893840

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250