JP4725270B2 - Structure of cooling device for power control unit - Google Patents
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Description
本発明は、冷却装置の構造に関し、特に、車両に搭載される電力制御ユニットの冷却装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a cooling device, and more particularly to a structure of a cooling device for a power control unit mounted on a vehicle.
走行用の駆動源として、エンジンと、バッテリを動力源とする電気モータとを備えるハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両においては、車両に搭載された電動機に電力を供給する電力制御ユニットであるPCU(Power Control Unit)が搭載される。また、PCUは、その内部の電気回路(パワー素子)で構成されるIPM(Intelligent Power Module)による温度上昇を抑制するために冷却液(たとえば、LLC(Long Life Coolant))により冷却される。このPCUの冷却液は、エンジンの冷却液とは別系統の電動ウォータポンプおよびラジエータにより外気と熱交換される。電動ウォータポンプにより、エンジンの冷却液のラジエータの側方に設けられたエンジン冷却液とは別系統のラジエータとPCUとの間を、冷却液が循環する。このため、PCUには、複数のパワーケーブルと、冷却液の入力管路と出力管路とが接続される。 As a driving source for traveling, a hybrid vehicle including an engine and an electric motor that uses a battery as a power source is known. In a hybrid vehicle, a PCU (Power Control Unit) that is a power control unit that supplies electric power to an electric motor mounted on the vehicle is mounted. Further, the PCU is cooled by a cooling liquid (for example, LLC (Long Life Coolant)) in order to suppress a temperature rise by an IPM (Intelligent Power Module) configured by an internal electric circuit (power element). The PCU coolant is heat-exchanged with the outside air by an electric water pump and a radiator that are separate from the engine coolant. The electric water pump circulates the coolant between the radiator and the PCU which are different from the engine coolant provided on the side of the engine coolant radiator. For this reason, a plurality of power cables and an input line and an output line for the coolant are connected to the PCU.
このような冷却装置に関連して、車両が傾斜した場合でも、車両に搭載されたPCUを良好に冷却することができる技術が、特開2005−9338号公報(特許文献1)に開示されている。 In relation to such a cooling device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-9338 (Patent Document 1) discloses a technique capable of cooling a PCU mounted on a vehicle satisfactorily even when the vehicle is inclined. Yes.
特許文献1に開示された冷却装置は、車両に搭載された発熱物体を冷却する冷却装置であって、リザーブタンクと、ウォータポンプと、ウォータポンプを制御する制御装置とを含む。この制御装置は、車両の状態を検知するための検知装置と、車両の状態に基づいて、リザーブタンクにおけるエアの噛み込みを抑制するようにウォータポンプを制御するための制御装置とを含む。
The cooling device disclosed in
この公報に開示された発明によると、検知装置により、車両の走行状態や車両が走行している路面の勾配状態などの車両の状態が検知される。リザーブタンクの出口の冷却液の液面が低くなるとエアの噛み込み(エアが出口に入り込んだり、流れ出す冷却液にエアが巻き込まれたりする状態)が発生して、ウォータポンプにおいてエアロック(噛み込んだエアによる気泡により冷却液の流れが妨げられる状態)が発生してウォータポンプが冷却液を循環できなくなる。制御装置は、検知装置による検知結果である車両の状態に基づいて、このエアの噛み込みが発生しないように、たとえば、ウォータポンプの吐出流量を下げるようにウォータポンプを制御する。ウォータポンプの吐出流量が下がると、循環する冷却液の流量が減少する。リザーブタンク内は、複数の隔壁で区切られた区域が連通可能な状態で構成される。流量が小さくなると、この各区域の間における液面の差が小さくなり、出口の冷却液の液面が低くならない。その結果、車両が傾斜しても、PCUなどの車両に搭載された発熱物体を良好に冷却することができる冷却装置を提供することができる。
しかしながら、特許文献1に開示された冷却装置で車両傾斜時のエアの噛み込みを防止するためには、ウォータポンプを制御する制御装置が必要であった。制御装置には、車両の状態を検知するための検知装置も必要であった。また、複数の隔壁を有する複雑な構造のリザーブタンクも必要であった。したがって、冷却装置のコストが増加していた。
However, in order to prevent air from being caught when the vehicle is tilted by the cooling device disclosed in
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車両が傾斜しても、エアの噛み込みによる冷却性能の低下を抑制する冷却装置の構造を、簡易な構造で安価に提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to simplify the structure of a cooling device that suppresses a decrease in cooling performance due to air entrapment even when the vehicle is inclined. It is to provide at low cost with a simple structure.
第1の発明に係る冷却装置の構造は、車両に搭載される電力制御ユニットの冷却装置の構造であって、冷却液を貯留するリザーブタンクと、リザーブタンクの下方に設置された、冷却液が循環される管路と、略垂直な供給路とを含む。この供給路は、上端がリザーブタンクに、下端が管路に接続され、リザーブタンクに貯留される冷却液を管路に供給する。また、供給路の下端の最大内壁幅と供給路の長さとは、予め定められた条件を満たすものである。 The structure of the cooling device according to the first invention is a structure of a cooling device for a power control unit mounted on a vehicle, and a reserve tank for storing the coolant and a coolant installed below the reserve tank It includes a conduit that is circulated and a supply path that is substantially vertical. The supply path has an upper end connected to the reserve tank and a lower end connected to the pipeline, and supplies the coolant stored in the reserve tank to the pipeline. Further, the maximum inner wall width at the lower end of the supply path and the length of the supply path satisfy predetermined conditions.
第1の発明によると、冷却液はリザーブタンクの下方に設置された管路内を循環するので、管路より上方に設置されたリザーブタンク内を循環して流れることはない。そのため、循環する冷却液がリザーブタンク内のエアを巻き込んで管路に流れ出すことはない。また、リザーブタンクと、リザーブタンクの下方に設置された管路とは、略垂直な供給路で接続される。リザーブタンクおよび供給路の冷却液には重力が作用し、供給路は冷却液で満たされる。車両の急勾配路面での走行、急発進、急停止、急旋回などによりリザーブタンク内の冷却液の液面が傾斜して、リザーブタンク内のエアが供給路に入り込む場合が考えられる。しかし、供給路は、下端の最大内壁幅と供給路の長さとが、予め定められた条件(たとえば、冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならないという条件)を満たす。これにより、リザーブタンク内の冷却液の液面が傾斜した場合でも、リザーブタンク内のエアは管路に入り込まない。その結果、車両が傾斜しても、エアの噛み込みによる冷却性能の低下を抑制する冷却装置の構造を、簡易な構造で安価に提供することができる。 According to the first aspect of the invention, the coolant circulates in the pipeline installed below the reserve tank, and therefore does not circulate in the reserve tank installed above the pipeline. Therefore, the circulating coolant does not entrain the air in the reserve tank and flow out to the pipeline. Further, the reserve tank and the pipe line installed below the reserve tank are connected by a substantially vertical supply path. Gravity acts on the coolant in the reserve tank and the supply path, and the supply path is filled with the coolant. It is conceivable that the liquid level of the coolant in the reserve tank is inclined due to traveling, sudden start, sudden stop, sudden turning, etc. of the vehicle on a steep slope, and the air in the reserve tank enters the supply path. However, the supply path has a condition that the maximum inner wall width at the lower end and the length of the supply path are determined in advance (for example, the liquid level of the coolant when the cooling device is tilted is lower than the lower end of the supply path). Satisfy the condition that it must not. Thereby, even when the liquid level of the coolant in the reserve tank is inclined, the air in the reserve tank does not enter the pipeline. As a result, even when the vehicle is inclined, the structure of the cooling device that suppresses the deterioration of the cooling performance due to air biting can be provided with a simple structure at a low cost.
第2の発明に係る冷却装置の構造においては、第1の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならないという条件である。 In the structure of the cooling device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the predetermined condition is that the liquid level of the cooling liquid when the cooling device is tilted is lower than the lower end of the supply path. It is a condition that it does not go down.
第2の発明によると、冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならない。そのため、冷却装置を傾けた場合でも、リザーブタンク内のエアは管路に入り込まない。 According to the second invention, the liquid level of the coolant when the cooling device is tilted does not fall below the lower end of the supply path. Therefore, even when the cooling device is tilted, the air in the reserve tank does not enter the pipeline.
第3の発明に係る冷却装置の構造においては、第1の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、供給路と管路とに冷却液を満たした状態で冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならないという条件である。 In the structure of the cooling device according to the third invention, in addition to the configuration of the first invention, the predetermined condition is that the cooling device is tilted with the supply channel and the pipe filled with the coolant. This is a condition that the liquid level of the coolant does not fall below the lower end of the supply path.
第3の発明によると、供給路が冷却液で満たされていれば、冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならない。そのため、リザーブタンク内の冷却液の液量や傾斜の状態に関わらず、リザーブタンク内のエアは管路に入り込まない。 According to the third invention, if the supply path is filled with the coolant, the liquid level of the coolant when the cooling device is tilted does not fall below the lower end of the supply path. Therefore, the air in the reserve tank does not enter the pipe line regardless of the amount of the coolant in the reserve tank or the state of inclination.
第4の発明に係る冷却装置の構造においては、第2または第3の発明の構成に加えて、冷却装置を傾けた状態は、冷却装置を予め定められた角度だけ傾斜させた状態である。 In the structure of the cooling device according to the fourth invention, in addition to the configuration of the second or third invention, the state where the cooling device is tilted is a state where the cooling device is tilted by a predetermined angle.
第4の発明によると、予め定められた角度(たとえば、車両に許容される最大傾斜角に基づく角度、車両に作用する最大加速度による冷却液の傾きに基づく角度)だけ冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならない。そのため、たとえば、車両が最大傾斜した場合や最大加速度を受けた場合を想定しても、リザーブタンク内のエアは管路に入り込まない。 According to the fourth invention, when the cooling device is tilted by a predetermined angle (for example, an angle based on the maximum tilt angle allowed for the vehicle, an angle based on the tilt of the coolant due to the maximum acceleration acting on the vehicle). The liquid level of the cooling liquid does not become lower than the lower end of the supply path. Therefore, for example, even if it is assumed that the vehicle is tilted to the maximum or receives the maximum acceleration, the air in the reserve tank does not enter the pipeline.
第5の発明に係る冷却装置の構造においては、第4の発明の構成に加えて、予め定められた角度は、車両に許容される最大傾斜角に基づいて定められる。 In the structure of the cooling device according to the fifth aspect, in addition to the structure of the fourth aspect, the predetermined angle is determined based on the maximum inclination angle allowed for the vehicle.
第5の発明によると、冷却装置を車両に許容される最大傾斜角に基づく角度だけ傾斜させた場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならない。そのため、車両が最大傾斜しても、リザーブタンク内のエアは管路に入り込まない。 According to the fifth invention, the liquid level of the cooling liquid when the cooling device is inclined by an angle based on the maximum inclination angle allowed for the vehicle does not fall below the lower end of the supply path. Therefore, even if the vehicle is tilted to the maximum, air in the reserve tank does not enter the pipeline.
第6の発明に係る冷却装置の構造においては、第4の発明の構成に加えて、予め定められた角度は、車両に作用する最大加速度に起因して冷却液が傾く最大傾斜角に基づいて定められる。 In the structure of the cooling device according to the sixth invention, in addition to the structure of the fourth invention, the predetermined angle is based on the maximum inclination angle at which the coolant is inclined due to the maximum acceleration acting on the vehicle. Determined.
第6の発明によると、車両に作用する最大加速度が冷却装置に与えられて冷却液が最大に傾斜した場合の冷却液の液面が、供給路の下端よりも、下方にならない。そのため、車両が最大加速度を受けても、リザーブタンク内のエアは管路に入り込まない。 According to the sixth aspect of the invention, the liquid level of the cooling liquid when the maximum acceleration acting on the vehicle is given to the cooling device and the cooling liquid is inclined to the maximum does not become lower than the lower end of the supply path. Therefore, even if the vehicle receives the maximum acceleration, the air in the reserve tank does not enter the pipeline.
第7の発明に係る冷却装置の構造においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、供給路は、リザーブタンクの下面に接続される。 In the structure of the cooling device according to the seventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to sixth inventions, the supply path is connected to the lower surface of the reserve tank.
第7の発明によると、供給路がリザーブタンクの下面に接続される。リザーブタンク内の冷却液が減少して冷却液の液面が下方に移動した場合でも、リザーブタンクの下面には冷却液が存在する。そのため、供給路には冷却液が確実に貯留される。これにより、エアの噛み込みは発生しない。 According to the seventh aspect, the supply path is connected to the lower surface of the reserve tank. Even when the cooling liquid in the reserve tank decreases and the liquid level of the cooling liquid moves downward, the cooling liquid exists on the lower surface of the reserve tank. Therefore, the coolant is reliably stored in the supply path. As a result, no air is caught.
第8の発明に係る冷却装置の構造においては、第1〜7のいずれかの発明の構成に加えて、管路は、電力制御ユニット内の発熱物体に接触するように設けられる。 In the structure of the cooling device according to the eighth invention, in addition to the configuration of any one of the first to seventh inventions, the pipe line is provided so as to contact a heat generating object in the power control unit.
第8の発明によると、電力制御ユニット内の発熱物体は、管路と接触している。そのため、発熱物体から管路への熱伝導率が大きくなる。これにより、電力制御ユニット内の発熱物体が効率よく冷却される。 According to the eighth invention, the heat generating object in the power control unit is in contact with the pipe line. Therefore, the thermal conductivity from the heat generating object to the pipe line is increased. Thereby, the heat generating object in the power control unit is efficiently cooled.
第9の発明に係る冷却装置の構造においては、第1〜8のいずれかの発明の構成に加えて、リザーブタンクは、電力制御ユニットを覆うケースの上部に搭載される。 In the structure of the cooling device according to the ninth invention, in addition to the configuration of any one of the first to eighth inventions, the reserve tank is mounted on the upper part of the case covering the power control unit.
第9の発明によると、電力制御ユニットを覆うケースの上部にリザーブタンクを設置することで、限られた搭載領域(たとえば、車両のエンジンルーム内)を有効に活用することができる。 According to the ninth aspect, by installing the reserve tank above the case that covers the power control unit, it is possible to effectively utilize a limited mounting area (for example, in the engine room of the vehicle).
第10の発明に係る冷却装置の構造においては、第9の発明の構成に加えて、供給路は、電力制御ユニットを覆うケースの内部に備えられる。 In the structure of the cooling device according to the tenth invention, in addition to the structure of the ninth invention, the supply path is provided inside a case that covers the power control unit.
第10の発明によると、供給路を電力制御ユニットを覆うケースの外側に設ける必要がない。そのため、限られた搭載領域を有効に活用することができる。 According to the tenth invention, it is not necessary to provide the supply path outside the case covering the power control unit. Therefore, the limited mounting area can be used effectively.
第11の発明に係る冷却装置の構造においては、第10の発明の構成に加えて、供給路は、電力制御ユニットを覆うケースの側壁内に設けられる。 In the structure of the cooling device according to the eleventh invention, in addition to the structure of the tenth invention, the supply path is provided in the side wall of the case covering the power control unit.
第11の発明によると、電力制御ユニットを覆うケースは、冷却液の供給路としての機能と電力制御ユニットを覆うケースとしての機能とを有する。そのため、冷却装置の構成部品の点数および組付工数を低減できる。 According to the eleventh invention, the case covering the power control unit has a function as a coolant supply path and a function as a case covering the power control unit. Therefore, it is possible to reduce the number of components of the cooling device and the number of assembling steps.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、本実施の形態において、ハイブリッド車両に搭載されるPCU冷却装置について説明するが、このPCU冷却装置を適用できる車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではない。たとえば、このPCU冷却装置は、同じくPCUを搭載する電気自動車および燃料電池車に適用できる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. In the present embodiment, a PCU cooling device mounted on a hybrid vehicle will be described. However, vehicles to which this PCU cooling device can be applied are not limited to hybrid vehicles. For example, the PCU cooling device can be applied to an electric vehicle and a fuel cell vehicle that are also equipped with the PCU.
<第1の実施の形態>
図1を参照して、本実施の形態に係るPCU冷却装置700が搭載される車両の構成部品について説明する。
<First Embodiment>
With reference to FIG. 1, components of a vehicle on which a
図1に示すように、車両500のフード400で覆われるエンジンルームには、エンジン100と、PCU200と、フロントトランスアクスル300とが設けられる。
As shown in FIG. 1, an engine room, a
エンジン100の出力軸は、フロントトランスアクスル300の入力軸に接続される。フロントトランスアクスル300の内部には、車両駆動用のモータ(図示せず)が設けられる。モータは、バッテリ(図示せず)からPCU200を介して供給される電力に基づいて、駆動する。また、フロントトランスアクスル300の内部には、動力分割機構(図示せず)が設けられる。これにより、エンジンの駆動力とモータの駆動力とが切り替えられて、モータがエンジン100の駆動力をアシストしたり、モータのみにより駆動力を発生させたりする。
The output shaft of
フロントトランスアクスル300の出力軸は、ドライブシャフト(図示せず)を介してタイヤ150に接続される。フロントトランスアクスル300からタイヤ150に伝達された駆動力により車両500は走行する。
The output shaft of the
PCU200は、バッテリから供給される電圧を高電圧に変換する昇圧コンバータや、高電圧直流電流をモータ駆動用の交流電流に変換するインバータユニットなどの電気機器から構成される。PCU200は、これらの電気機器の温度上昇を抑制するために冷却液にて冷却される。PCU200の上部には、冷却液を貯留するリザーブタンク600が設けられている。
The
図2を参照して、本実施の形態に係るPCU冷却装置700について説明する。ハイブリッド車両においては、エンジン100、モータおよびPCU200などをエンジンルーム内に搭載する。さらに、歩行者保護の観点により、たとえば、フードからある一定距離以内のエンジンルーム内の領域410への部品の搭載は回避すべきである。そこで、本実施の形態に係るリザーブタンク600は、下面からキャップまでの高さHを低く構成され、エンジンルーム内のPCU200の上部に設置される。
With reference to FIG. 2,
図3を参照して、本実施の形態に係るPCU冷却装置700について説明する。PCU冷却装置700は、PCU200と、リザーブタンク600と、循環ホース710および720とを含む。
With reference to FIG. 3,
PCU200は、発熱する電子回路で構成されるIPM204と、バッテリからの電荷をバッファしておくキャパシタ206と、これらを覆うPCUケース202とで構成される。PCU200の上部には、冷却液のリザーブタンク600が設けられる。図4は、図3における4−4断面図である。
The
PCUケース202は、ダイカストにより製造された、IPM204およびキャパシタ206を覆うアルミ製のケースである。PCUケース202は、PCU冷却装置の構成部品としても機能する。すなわち、PCUケース202は、ヒートシンク部210、冷却液入口部214、冷却液出口部216、および冷却液供給路218を有する。ヒートシンク部210は、熱交換の効率を向上させる冷却フィン部212を有する。冷却フィン部212は、PCUケース202の一部をフィン状に加工したものである。ヒートシンク部210の外側には冷却液カバー230が設置され、PCUケース202と冷却液カバー230との間を冷却液が流れる構造である。
The
リザーブタンク600は、PCUケース202の上部に設置され、冷却液供給路218に上端接続部222で接続される。リザーブタンク600には冷却液602が貯留され、その上部はエア部604となる。
The
冷却液供給路218は、冷却液が不足した場合に、リザーブタンク600から冷却液入口部214に冷却液を供給するための通路であり、PCUケース202の側壁内に略垂直に設けられる。冷却液供給路218の内壁は中空円柱状に形成される。上端接続部222でリザーブタンク600の下面に、下端接続部224で冷却液入口部214の上面に、それぞれ接続される。
The
車両500が急勾配路面を走行する場合や、急発進、急停止、急旋回などにより加速した場合は、冷却液の液面が傾斜する。このとき、冷却液の液面が下端接続部224よりも下方になり、エアが冷却液入口部214に入り込む場合が考えられる。本実施の形態においては、冷却液供給路218がこのようなエアの入り込みを防止する構造となっている。すなわち、冷却液供給路218の下端接続部224の最大内壁幅と冷却液供給路218の長さとが、傾斜した冷却液の液面が下端接続部224よりも下方にならないように、構成されている。
When the
図5および図6を参照して、このような冷却液供給路218の構造について説明する。たとえば図5(A)に示すように、下端接続部224の最大内壁幅K(1)、冷却液供給路218の長さL(1)の供給路では、最大内壁幅K(1)に対して冷却液供給路218の長さL(1)が小さいため、冷却液の最大傾斜時の液面が下端接続部224より下方となる。そのため、液面が最大傾斜角αまで傾斜する際に、傾斜角α(1)でエア部604が冷却液入口部214に入り込んでしまう。本実施の形態に係る冷却液供給路218は、たとえば図5(B)に示すように、下端接続部224の最大内壁幅K(1)に対して、冷却液供給路218の長さをL(2)のように大きくした構造である。これにより、冷却液の最大傾斜時の液面が、下端接続部224より下方とならず、冷却液供給路218の構造はエアの入り込みを防止する構造となる。
With reference to FIGS. 5 and 6, the structure of the
また、たとえば図6(A)に示すように、下端接続部224の最大内壁幅K(2)、冷却液供給路218の長さL(3)である供給路では、冷却液供給路218の長さL(3)に対して最大内壁幅K(2)が大きいため、冷却液の最大傾斜時の液面が下端接続部224より下方となる。そのため、液面が最大傾斜角αまで傾斜する際に、傾斜角β(1)でエア部604が冷却液入口部214に入り込んでしまう。本実施の形態に係る冷却液供給路218は、たとえば図6(B)に示すように、冷却液供給路218の長さL(3)に対して、下端接続部224の最大内壁幅をK(3)のように小さくした構造である。これにより、冷却液の最大傾斜時の液面が、下端接続部224より下方とならず、冷却液供給路218の構造はエアの入り込みを防止する構造となる。
For example, as shown in FIG. 6A, in the supply path having the maximum inner wall width K (2) of the lower
なお、冷却液の液面の最大傾斜角αは、車両によって適宜定めることができる。また、本実施の形態において、鉛直方向に施されている中空円柱状の冷却液供給路について説明したが、下端接続部の最大内壁幅と冷却液供給路の長さとの関係が、最大傾斜時の冷却液の液面が、下端接続部より下方とならないものであれば、冷却液供給路が、中空円柱状であることや鉛直方向に施されていることに限定されない。たとえば、傾斜して施されている中空直方体状の冷却液供給路であってもよい。 In addition, the maximum inclination angle α of the liquid level of the coolant can be appropriately determined depending on the vehicle. Further, in the present embodiment, the hollow cylindrical coolant supply path provided in the vertical direction has been described, but the relationship between the maximum inner wall width of the lower end connection portion and the length of the coolant supply path is the maximum tilt. As long as the liquid level of the cooling liquid is not lower than the lower end connection portion, the cooling liquid supply path is not limited to being a hollow cylindrical shape or provided in the vertical direction. For example, it may be a hollow rectangular parallelepiped cooling liquid supply path that is inclined.
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係るPCU冷却装置の動作について説明する。 The operation of the PCU cooling device according to the present embodiment based on the above structure will be described.
運転者が車両500を走行させると、エンジン100の冷却液とは別系統の電動ウォータポンプ(図示せず)により、ラジエータ(図示せず)とPCU200との間を冷却液が循環し始める。循環ホース710から循環されてくる冷却液は、冷却液入口部214からヒートシンク部210に流入する。冷却液がヒートシンク部210を流れる際に冷却フィン部212の熱を吸収することで、ヒートシンク部210が冷却される。これにより、ヒートシンク部210の側面に設置されたIPM204が冷却される。熱を吸収した冷却液は、冷却液出口部216から循環ホース710へ流出し、ラジエータを介して外気に熱を放出する。
When the driver travels the
冷却液が不足した場合、リザーブタンク600内の冷却液602は、冷却液供給路218を通って冷却液入口部214に移動する。しかし、リザーブタンク600内の冷却液602はリザーブタンク600内のエアを巻き込んで循環路に流れ出すことはない。
When the coolant is insufficient, the
車両500が平地を一定速度で直進走行する場合は、図3に示すように、リザーブタンク600内の冷却液602の液面はほぼ水平となり、エア部604が循環路に入り込むことはない。
When the
これに対し、たとえば車両500が急勾配の下り坂を走行する場合、車両500は、車両前側が低くなるように傾斜する。この場合、図7に示すように、リザーブタンク600内の冷却液602も車両前側方向へ移動する。しかし、冷却液供給路218は、傾斜した冷却液の液面が下端接続部224の下方にならないように、下端接続部224の最大内壁幅と冷却液供給路218の長さとが決められている。冷却液供給路218は、たとえば前述の図5(B)に示すように、下端接続部224の最大内壁幅K(1)に対して、冷却液供給路218の長さをL(2)のように大きくした構造である。これにより、冷却液の最大傾斜時の液面が下端接続部224より下方とならない。すなわち、冷却液の液面が最大傾斜角αだけ傾斜した場合であっても、エアが入り込み始める傾斜角α(2)まで傾斜しておらず、エアが冷却液入口部214に入り込むことはない。また、冷却液供給路218は、たとえば図6(B)に示すように、冷却液供給路218の長さL(3)に対して、下端接続部224の最大内壁幅をK(3)のように小さくした構造である。これにより、冷却液の最大傾斜時の液面が下端接続部224より下方とならない。したがって、冷却液の液面が最大傾斜角αだけ傾斜した場合であっても、エアが入り込み始める傾斜角β(2)まで傾斜しておらず、エアが冷却液入口部214に入り込むことはない。そのため、リザーブタンク600内の冷却液602の液量や傾斜の状態に関わらず、リザーブタンク600内のエア部604が循環路に入り込むことはない。なお、この動作は、車両500が平地を走行中に、急発進、急停止、急旋回など、車両に加速度が作用した場合も同様である。すなわち、冷却液に慣性力が働き、リザーブタンク600内の冷却液602の液面が傾斜した場合である。
On the other hand, for example, when the
以上のようにして、本実施の形態に係るPCU冷却装置によると、リザーブタンクの下方に冷却液が循環する管路が設置される。そのため、リザーブタンク内の冷却液は循環しない。これにより、リザーブタンク内の冷却液が循環することによりエアを巻き込むことはない。また、循環路とリザーブタンクとは、冷却液が入った略垂直な供給路で接続される。そのため、急勾配路面を走行したり、急発進、急停止、急旋回などの車両の加速により冷却液に慣性力が働いたりして、リザーブタンク内の液面が傾斜した場合でも、リザーブタンクと管路との間には供給路内の冷却液が存在する。これにより、リザーブタンク内のエアの入り込みは発生しない。このように、リザーブタンクと管路との間に略垂直な供給路を設けるという簡易な構造で、安価に、エアの噛み込みを防止できる。その結果、エアの噛み込みによる冷却性能の低下を抑制するPCU冷却装置の構造を、簡易な構造で安価に提供することができる。 As described above, according to the PCU cooling apparatus according to the present embodiment, the conduit for circulating the coolant is installed below the reserve tank. Therefore, the cooling liquid in the reserve tank does not circulate. As a result, the cooling liquid in the reserve tank circulates and does not entrain air. Further, the circulation path and the reserve tank are connected by a substantially vertical supply path containing a coolant. For this reason, even when driving on steep slopes, or when inertial force acts on the coolant due to acceleration of the vehicle such as sudden start, sudden stop, or sudden turn, the reserve tank The coolant in the supply path exists between the pipe lines. As a result, the entry of air into the reserve tank does not occur. Thus, air can be prevented from being caught at a low cost with a simple structure in which a substantially vertical supply path is provided between the reserve tank and the pipe line. As a result, the structure of the PCU cooling device that suppresses the deterioration of the cooling performance due to air entrapment can be provided at a low cost with a simple structure.
また、CPUケースの上部にリザーブタンクを設置することで、車両のエンジンルーム内の限られた搭載領域を有効に活用することができる。さらに、リザーブタンク内の冷却液面の液量や傾斜の状態に関わらず、リザーブタンクと管路との間には冷却液供給路内の冷却液が存在する。そのため、リザーブタンクの高さを低くしても、リザーブタンク内のエアの噛み込みは発生しない。このような、リザーブタンクの高さを低くするという簡単な構造の変更で、歩行者保護の観点によりフードからある一定距離以内のエンジンルーム内の領域を回避して、リザーブタンクを搭載することができる。さらに、PCUケースが冷却液供給路の機能も有するので、PCU冷却装置の構成部品の点数および組付工数を低減できる。 Further, by installing a reserve tank on the upper part of the CPU case, a limited mounting area in the engine room of the vehicle can be used effectively. Further, the coolant in the coolant supply path exists between the reserve tank and the pipe line, regardless of the amount of liquid on the surface of the coolant in the reserve tank and the state of inclination. For this reason, even if the height of the reserve tank is lowered, the air is not caught in the reserve tank. By simply changing the reserve tank to reduce the height of the reserve tank, it is possible to install the reserve tank while avoiding the area in the engine room within a certain distance from the hood from the viewpoint of pedestrian protection. it can. Furthermore, since the PCU case also has a function of a coolant supply path, the number of components and assembly man-hours of the PCU cooling device can be reduced.
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態に係るPCU冷却装置について説明する。本実施の形態に係るPCU冷却装置は、前述の第1の実施の形態に係るPCU冷却装置と比較して、リザーブタンクがPCUケースの上部以外の場所に設置され、冷却液供給路がPCUケースの外部に設けられる点で異なる。その他の構成は同じである。よって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a PCU cooling apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. Compared with the PCU cooling device according to the first embodiment, the PCU cooling device according to the present embodiment has a reserve tank installed at a place other than the upper portion of the PCU case, and the coolant supply path is the PCU case. It differs in that it is provided outside. Other configurations are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図8に示すように、第2の形態に係るPCU冷却装置1700において、リザーブタンク1600は、PCUケース1202の上部ではなく、循環ホース1710の上部に設置される。また、冷却液供給路1218は、PCUケース1202の外部に、配管部品として設置され、上端がリザーブタンク1600の下面に、下端が循環ホース1710の上面に、それぞれ接続される。冷却液入口部1214には冷却液供給路1218との接続部は設けられていない。
As shown in FIG. 8, in the
本実施の形態に係るPCU冷却装置によると、リザーブタンクが循環ホースの上部に設置される。リザーブタンクと循環ホースとは、略垂直な供給路で接続される。そのため、冷却液がエアを巻き込んで循環ホースに流れ出すことはない。また、エアが循環ホースに入り込むこともない。これにより、たとえばリザーブタンクをPCUケースの上部に設置できない場合でも、前述の第1の実施の形態と同様、エアの噛み込みによる冷却性能の低下を抑制するPCU冷却装置の構造を、簡易な構造で安価に提供することができる。 According to the PCU cooling device according to the present embodiment, the reserve tank is installed on the upper part of the circulation hose. The reserve tank and the circulation hose are connected by a substantially vertical supply path. Therefore, the cooling liquid does not entrain air and flow out to the circulation hose. Moreover, air does not enter the circulation hose. Thus, for example, even when the reserve tank cannot be installed on the upper part of the PCU case, the structure of the PCU cooling device that suppresses the deterioration of the cooling performance due to air entrapment is simplified as in the first embodiment described above. Can be provided at low cost.
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態に係るPCU冷却装置について説明する。本実施の形態に係るPCU冷却装置は、前述の第1の実施の形態に係るPCU冷却装置と比較して、冷却液供給路がPCUケースの外部に設けられている点で異なる。また、前述の第2の実施の形態に係るPCU冷却装置と比較して、リザーブタンクがPCUケースの上部に設けられる点で異なる。その他の構成および機能は同じである。よって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a PCU cooling apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The PCU cooling device according to the present embodiment is different from the PCU cooling device according to the first embodiment described above in that the coolant supply path is provided outside the PCU case. Further, it differs from the PCU cooling device according to the second embodiment described above in that the reserve tank is provided at the upper part of the PCU case. Other configurations and functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図9に示すように、第3の形態に係るPCU冷却装置2700において、リザーブタンク2600は、PCUケース1202の上部に設置される。しかし、冷却液供給路2218は、PCUケース1202の外部に、配管部品として設置される。冷却液供給路2218は、上端がリザーブタンク2600の下面に、下端が冷却液入口部2214の上面に、それぞれ接続される。
As shown in FIG. 9, in the
本実施の形態に係るPCU冷却装置によると、リザーブタンクがPCUケースの上部に設置される。リザーブタンクと冷却液入口部とは、略垂直な供給路で接続される。そのため、冷却液がエアを巻き込んで冷却液入口部に流れ出すことはない。また、エアが冷却液入口部に入り込むこともない。これにより、冷却液の供給路をPCUケースで構成することなく、前述の第1の実施の形態と同様、エアの噛み込みによる冷却性能の低下を抑制するPCU冷却装置の構造を、簡易な構造で安価に提供することができる。さらに、PCUケースの上部にリザーブタンクを設置することで、車両のエンジンルーム内の限られた搭載領域を有効に活用することができる。 According to the PCU cooling apparatus according to the present embodiment, the reserve tank is installed on the upper part of the PCU case. The reserve tank and the coolant inlet port are connected by a substantially vertical supply path. Therefore, the cooling liquid does not entrain air and flows out to the cooling liquid inlet. Further, air does not enter the coolant inlet. As a result, the structure of the PCU cooling device that suppresses the deterioration of the cooling performance due to the entrapment of air, as in the first embodiment, without configuring the coolant supply path with the PCU case, has a simple structure. Can be provided at low cost. Furthermore, by installing a reserve tank in the upper part of the PCU case, a limited mounting area in the engine room of the vehicle can be used effectively.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 エンジン、150 タイヤ、200 PCU、202,1202 PCUケース、204 IPM、206 キャパシタ、210 ヒートシンク部、212 冷却フィン部、214,1214,2214 冷却液入口部、216 冷却液出口部、218,1218,2218 冷却液供給路、222 上端接続部、224 下端接続部、230 冷却液カバー、300 フロントトランスアクスル、400 フード、410 エンジンルーム内の領域、500 車両、600,1600,2600 リザーブタンク、602 リザーブタンク内の冷却液、604 エア部、700,1700,2700 PCU冷却装置、710,720,1710 循環ホース。 100 engine, 150 tires, 200 PCU, 202, 1202 PCU case, 204 IPM, 206 capacitor, 210 heat sink part, 212 cooling fin part, 214, 1214, 2214 cooling liquid inlet part, 216 cooling liquid outlet part, 218, 1218, 2218 Coolant supply path, 222 Upper end connection part, 224 Lower end connection part, 230 Coolant cover, 300 Front transaxle, 400 Hood, 410 Engine room area, 500 Vehicle, 600, 1600, 2600 Reserve tank, 602 Reserve tank Inside coolant, 604 air part, 700, 1700, 2700 PCU cooling device, 710, 720, 1710 Circulation hose.
Claims (10)
冷却液を貯留するリザーブタンクと、
前記リザーブタンクの下方に設置された、冷却液が循環される管路と、
上端が前記リザーブタンクに、下端が前記管路に接続された、前記リザーブタンクに貯留される冷却液を前記管路に供給する、略垂直な供給路とを含み、
前記供給路の下端の最大内壁幅と前記供給路の長さとが、予め定められた条件を満たし、
前記予め定められた条件は、前記冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、前記供給路の下端よりも、下方にならないという条件である、冷却装置の構造。 A structure of a cooling device for a power control unit mounted on a vehicle,
A reserve tank for storing the coolant,
A conduit installed under the reserve tank through which the coolant is circulated;
An approximately vertical supply path that supplies the coolant stored in the reserve tank, the upper end being connected to the reserve tank and the lower end being connected to the pipeline,
The maximum inner wall width of the lower end of the supply path and the length of the supply path satisfy a predetermined condition,
Wherein the predetermined condition relates to the liquid level of the cooling liquid by tilting the cooling device, wherein the lower end of the supply path, a condition that does not become lower, the structure of the cooling device.
冷却液を貯留するリザーブタンクと、
前記リザーブタンクの下方に設置された、冷却液が循環される管路と、
上端が前記リザーブタンクに、下端が前記管路に接続された、前記リザーブタンクに貯留される冷却液を前記管路に供給する、略垂直な供給路とを含み、
前記供給路の下端の最大内壁幅と前記供給路の長さとが、予め定められた条件を満たし、
前記予め定められた条件は、前記供給路と前記管路とに冷却液を満たした状態で前記冷却装置を傾けた場合の冷却液の液面が、前記供給路の下端よりも、下方にならないという条件である、冷却装置の構造。 A structure of a cooling device for a power control unit mounted on a vehicle,
A reserve tank for storing the coolant,
A conduit installed under the reserve tank through which the coolant is circulated;
An approximately vertical supply path that supplies the coolant stored in the reserve tank, the upper end being connected to the reserve tank and the lower end being connected to the pipeline,
The maximum inner wall width of the lower end of the supply path and the length of the supply path satisfy a predetermined condition,
The predetermined condition is that the liquid level of the cooling liquid when the cooling device is tilted with the supply path and the pipe line filled with the cooling liquid is not lower than the lower end of the supply path. with the proviso that, the structure of the cooling apparatus.
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