(57)【要約】【課題】電動機付き自動車の動作モードに応じて必要な機器のみを重点的に冷却を行いポンプ動力の無駄が少ないことにより、効率が良く、ポンプ寿命も良好な液冷式冷却装置を追加部品のない構成にて提供することを目的とする。【解決手段】同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器を含む複数の電気機器に各々設けられた冷却液流路と、冷却液循環方向を選択的に反転させて循環させる冷却液循環ポンプと、前記各冷却液流路と前記冷却液循環ポンプを接続して冷却液を循環させる流路を構成する冷却液循環流路とを備えた電気機器の液冷式冷却装置において、前記同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器に設けられた前記冷却液流路は、冷却液循環方向により圧損が異なり、かつ圧損が大きい循環方向が各々異なるものである。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器を含む複数の電気機器に各々設けられた冷却液流路と、冷却液循環方向を選択的に反転させて循環させる冷却液循環ポンプと、前記各冷却液流路と前記冷却液循環ポンプを接続して冷却液を循環させる流路を構成する冷却液循環流路とを備えた電気機器の液冷式冷却装置において、前記同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器に設けられた前記冷却液流路は、冷却液循環方向により圧損が異なり、かつ圧損が大きい循環方向が各々異なることを特徴とする電気機器の液冷式冷却装置。
【請求項２】
前記電気機器に設けられた冷却液流路は、徐々に断面積が変化する区間と断面積が急変する区間が交互に繰り返す、のこぎり歯型形状壁面を持つ構造であることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の液冷式冷却装置。
【請求項３】
前記同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器は、電動機付き自動車に搭載された、走行用モータと前記走行用モータを駆動するモータ駆動用インバータ、および走行用の主電池を充電するための充電器で構成され、前記走行用モータと前記モータ駆動用インバータは前記充電器と圧損が大きい循環方向が異なるとることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器の液冷式冷却装置。
【請求項４】
前記複数の電気機器は、異なる冷却液循環方向の圧損が同じである冷却液流路を設けたＤＣ／ＤＣコンバータを含むことを特徴とする請求項３に記載の電気機器の液冷式冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、電動機付き自動車に搭載された、電気機器の液冷式冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来の電気機器の液冷式冷却装置を示す斜視図である。図８は従来の電気機器の液冷式冷却装置を示す斜視図である。
【０００３】
これら図７、図８において、１は電気機器本体、２は冷却液流路蓋、３は電気機器本体１内に構成された冷却液流路である。冷却液流路３は冷却液流路蓋２と共に冷却液を通す流路を構成する。この冷却液流路３は、断面積一定である。
【０００４】
図９は電動機付き自動車に搭載された、従来の電気機器の液冷式冷却装置を示す構成図である。図１０は電動機付き自動車に搭載された、従来の電気機器の液冷式冷却装置の冷却液流路を示す構成図である。
【０００５】
これら図９、図１０において、８は走行用モータ、８ａは走行用モータ８に設けられた冷却液流路、９は走行用モータ８を駆動する駆動用インバータ、９ａは駆動用インバータ９に設けられた冷却液流路、１０は走行用の主電池を充電するための充電器、１０ａは充電器１０に設けられた冷却液流路、１１は補機系に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、１１ａはＤＣ／ＤＣコンバータ１１に設けられた冷却液流路、１２は冷却液を一定方向のみに循環させる冷却液循環ポンプ、１３はラジエータ、１４は各電気機器と前記冷却液循環ポンプ１２を一つの環状に直列に接続する冷却液循環流路である。１５は充電時の冷却液循環方向、１６は走行時の冷却液循環方向であり、充電時と走行時は同じ方向に冷却液が流れる。
【０００６】
電動機付き自動車の走行時は、走行用モータ８とモータ駆動用インバータ９が動作し、充電器１０は動作しない。冷却液循環ポンプ１２が冷却液循環流路１４に冷却液を送ることにより、走行用モータ８とモータ駆動用インバータ９を冷却する。このような走行時には動作しておらず、冷却が不要の充電器１０にも冷却液が流れる。
【０００７】
電動機付き自動車の主電池の充電は停車時に行い、この充電時は、充電器１０は動作し、走行用モータ８とモータ駆動用インバータ９は動作しない。冷却液循環ポンプ１２が冷却液循環流路１４に冷却液を送ることにより、充電器１０を冷却する。このような充電時には動作しておらず、冷却が不要の走行用モータ８とモータ駆動用インバータ９にも冷却液が流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−２７５４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように構成された従来の電気機器の液冷式冷却装置においては、電動機付き自動車の走行時は動作しておらず冷却が不要の充電器１０にも冷却液が流れる。また、電動機付き自動車の充電時は動作しておらず冷却が不要の走行用モータ８とモータ駆動用インバータ９にも冷却液が流れる。そのため冷却が不要の機器に冷却液を流すため冷却液循環ポンプ
１２の運転負荷が無駄に大きくなり、ポンプ動力の無駄が大きい、冷却液循環ポンプ１２の寿命が短くなる等の課題があった。
【００１０】
また、特開平４−２７５４９２号公報に示すように複数の冷却液循環流路をバルブで切り替え必要な機器にのみ冷却水を流す液冷式冷却装置があるが、複雑な配管と切り替えバルブが必要であり冷却装置が大型で高価になるという課題があった。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電動機付き自動車の動作モードに応じて必要な機器のみを重点的に冷却を行いポンプ動力の無駄が少ないことにより、効率が良く、ポンプ寿命も良好な電気機器の液冷式冷却装置を追加部品のない構成にて提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係わる電気機器の液冷式冷却装置は、同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器を含む複数の電気機器に各々設けられた冷却液流路と、冷却液循環方向を選択的に反転させて循環させる冷却液循環ポンプと、前記各冷却液流路と前記冷却液循環ポンプを接続して冷却液を循環させる流路を構成する冷却液循環流路とを備えた電気機器の液冷式冷却装置において、前記同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器に設けられた前記冷却液流路は、冷却液循環方向により圧損が異なり、かつ圧損が大きい循環方向が各々異なることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明における電気機器の液冷式冷却装置は、前記電気機器に設けられた冷却液流路は徐々に断面積が変化する区間と断面積が急変する区間が交互に繰り返す、のこぎり歯型形状壁面を持つ構造であることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明における電気機器の液冷式冷却装置は、前記同時に動作することはない少なくとも一組の電気機器は、電動機付き自動車に搭載された、走行用モータと前記走行用モータを駆動するモータ駆動用インバータ、および走行用の主電池を充電するための充電器で構成され、前記走行用モータと前記モータ駆動用インバータは前記充電器と圧損が大きい循環方向が異なることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明における電気機器の液冷式冷却装置は、前記複数の電気機器は、異なる冷却液循環方向の圧損が同じである冷却液流路を設けたＤＣ／ＤＣコンバータを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係わる電気機器の液冷式冷却装置によれば、部品、配管を追加することなく、同時に動作することはない電気機器動作モードに応じて必要な機器のみを重点的に冷却を行いポンプ動力の無駄が少ないことにより、効率が良く、ポンプ寿命も良好に保つことができる電気機器の液冷式冷却装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器の冷却構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器の冷却構成を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器の冷却液流路を示す詳細図である。
【図４】この発明の実施の形態1に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器のＤＣ／ＤＣコンバータの冷却液流路を示す詳細図である。
【００１８】
【図５】電動機付き自動車に搭載された、この発明の実施例１による電気機器の液冷式冷却装置を示す構成図である。
【図６】電動機付き自動車に搭載された、この発明の実施例１による電気機器の液冷式冷却装置の冷却液流路を示す構成図である。
【００１９】
【図７】従来の電気機器の液冷式冷却装置を構成する電気機器の斜視図である。
【図８】従来の電気機器の液冷式冷却装置を構成する電気機器の斜視図である。
【図９】電動機付き自動車に搭載された、従来の電気機器の液冷式冷却装置を示す構成図である。
【図１０】電動機付き自動車に搭載された、従来の電気機器の液冷式冷却装置の冷却液流路を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図６に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器の冷却構成を示す斜視図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器の冷却構成を示す斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器の冷却液流路を示す詳細図である。図４はこの発明の実施の形態1に係わる電気機器の液冷式冷却装置における電気機器のＤＣ／ＤＣコンバー
タの冷却液流路を示す詳細図である。図５は電動機付き自動車に搭載された、この発明の実施例１による電気機器の液冷式冷却装置を示す構成図である。図６は電動機付き自動車に搭載された、この発明の実施例１による電気機器の液冷式冷却装置の冷却液流路を示す構成図である。
【００２１】
これら図１〜図４において、１０１は電気機器本体、１０２は冷却液流路蓋、１０３は電気機器本体１０１内に構成された冷却液流路である。冷却液流路１０３は冷却液流路蓋１０２と共に冷却液を通す流路を構成する。冷却液の乱流を発生させ、冷却性能を向上させる目的で、図３に示すように、冷却液流路１０３には、徐々に冷却液流路１０３の断面積が変化する変化区間１０４、冷却液流路１０３の断面積が急変する急変区間１０５を設けている。
【００２２】
断面積が徐々に変化する変化区間１０４と断面積が急変する急変区間１０５は交互に繰り返すことにより、冷却液流路１０３はのこぎり歯型形状壁面にて構成されている。冷却液が矢印６の方向に循環する時は冷却液は漸縮、急拡を繰り返す。逆に、冷却液が矢印７の方向に循環する時は冷却液は漸拡、急縮を繰り返す。
【００２３】
一般的に、流体は「漸縮、急拡」は「漸拡、急縮」より圧損が低く、そのため流れの乱れが少なく冷却性能は低いとされている。逆に、「漸拡、急縮」は「漸縮、急拡」より圧損が大きく、そのため流れの乱れが大きく冷却性能は高いとされている。
【００２４】
図５は電動機付き自動車に搭載された、この発明の実施例１による電気機器の液冷式冷却装置を示す構成図である。図６は電動機付き自動車に搭載された、この発明の実施例１による電気機器の液冷式冷却装置の冷却液流路を示す構成図であり、各電気機器の冷却路１０３と冷却液循環流路１１４を説明するものである。
【００２５】
これら図５、図６において、１０８は走行用モータ、１０８ａおよび１０８ｂは走行用モータ１０８に設けられ、冷却液循環方向１６方向に対して「漸拡、急縮」となる変化区間冷却液流路および急変区間冷却液流路である。
【００２６】
１０９は走行用モータ１０８を駆動するモータ駆動用インバータ、１０９ａおよび１０９ｂはモータ駆動用インバータ１０９に設けられ、冷却液循環方向１６方向に対して「漸拡、急縮」となる変化区間冷却液流路および急変区間冷却液流路である。
【００２７】
１１０は走行用の主電池を充電するための充電器、１１０ａおよび１１０ｂは充電器１１０に設けられ、冷却液循環方向１１６方向に対して「漸縮、急拡」となる変化区間冷却液流路および急変区間冷却液流路である。すなわち、走行用モータ１０８に設けられた変化区間冷却液流路１０８ａおよび急変区間冷却液流路１０８ｂとモータ駆動用インバータ１０９に設けられた変化区間冷却液流路１０９ａおよび急変区間冷却液流路１０９ｂとは相反する違った方向に冷却液流路が構成されている。
【００２８】
１１１は補機系に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、１１１ａはＤＣ／ＤＣコンバータ１１１に設けられた冷却液流路、１１２は冷却液の冷却液循環方向を選択的に反転させて循環させる冷却液循環ポンプ、１１３はラジエータ、１１４は各電気機器と前記冷却液循環ポンプ１１２を一つの環状に直列に接続する冷却液循環流路である。１１５は充電時の冷却液循環方向、１１６は走行時の冷却液循環方向であり、充電時と走行時は相反する方向に冷却液が流れる。
【００２９】
走行時においては、冷却液は冷却液循環方向１１６の方向に循環する。走行用モータ１０８に設けられた変化区間冷却液流路１０８ａおよび急変区間冷却液流路１０８ｂは冷却液循環方向１６の方向に対して「漸拡、急縮」となり、圧損は大きいが冷却性能は高い。また、モータ駆動用インバータ１０９に設けられた変化区間冷却液流路１０９ａおよび急変区間冷却液流路１０９ｂは冷却液循環方向１６の方向に対して「漸拡、急縮」となり、圧損は大きいが冷却性能は高い。走行時は使用しない充電器１１０に設けられた変化区間冷却液流路１１０ａおよび急変区間冷却液流路１１０ｂは冷却液循環方向１６の方向に対して「漸縮、急拡」となり、圧損は小さく冷却性能は低い。
【００３０】
したがって、走行時においては、走行用モータ１０８とモータ駆動用インバータ１０９を重点的に効率的に冷却することができるとともに、走行時は使用しない充電器１１０の冷却液流路への冷却液循環ポンプ１１２の負荷を低減できるので、ポンプ寿命も良好に保つことができる電気機器の液冷式冷却装置を得ることができる。
【００３１】
充電時においては、冷却液は冷却液循環方向１１５の方向に循環する。充電器１１０に設けられた変化区間冷却液流路１１０ａおよび急変区間冷却液流路１１０ｂは冷却液循環方向１１５の方向に対して「漸拡、急縮」となり、圧損は大きいが冷却性能は高い。走行時は使用しない走行用モータ１０８に設けられた変化区間冷却液流路１０８ａおよび急変区間冷却液流路１０８ｂは冷却液循環方向１１５の方向に対して「漸縮、急拡」となり、圧損は小さく冷却性能は低い。モータ駆動用インバータ１０９に設けられた変化区間冷却液流路１０９ａおよび急変区間冷却液流路１０９ｂは冷却液循環方向１５の方向に対して「漸縮、急拡」となり、圧損は小さく冷却性能は低い。
【００３２】
したがって、充電時においては、充電器１１０を重点的に効率的に冷却することができるとともに、走行時は使用しない走行用モータ１０８とモータ駆動用インバータ１０９の冷却液流路への冷却液循環ポンプ１１２の負荷を低減できるので、ポンプ寿命も良好に保つことができる電気機器の液冷式冷却装置を得ることができる。
【００３３】
ところで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は走行時、充電時とも補機系に電力を供給するため使用するので、図４に示すように、どちら冷却液循環方向１５，１６に対しても冷却性能と圧損が同じとなるように左右対称型の壁面形状壁面にて構成されている。
【００３４】
以上の構成により、電動機付き自動車の動作モードに応じて必要な機器のみを重点的に冷却を行うことができ、ポンプ動力の無駄が少ないことにより、効率が良く、ポンプ寿命も良好な電気機器の液冷式冷却装置を追加部品のない構成にて提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、効率が良く、ポンプ寿命も良好な電気機器の液冷式冷却装置の実現に好適である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１  電気機器本体
１０３  冷却液流路
１０４  変化区間冷却液流路
１０５  急変区間冷却液流路
１０８  走行用モータ
１０８ａ  変化区間冷却液流路
１０８ｂ  急変区間冷却液流路
１０９  モータ駆動用インバータ
１０９ａ  変化区間冷却液流路
１０９ｂ  急変区間冷却液流路
１１０  充電器
１１０ａ  変化区間冷却液流路
１１０ｂ  急変区間冷却液流路
１１１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１１ａ  冷却液流路
１１２  冷却液循環ポンプ
１１４  冷却液循環流路
１１５  冷却液循環方向
１１６  冷却液循環方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011217557.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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