(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を電動駆動するための機器と、前記機器から吸収した熱を車室内空気へ輸送する熱輸送手段とを備えた電動車両の駆動装置であって、
前記機器から周囲空気への放熱量を調整する放熱調整手段を備え、
前記放熱調整手段は、前記周囲空気の温度、または車室内空気の温度に応じて、周囲空気への放熱量を調整し、
前記放熱調整手段は、前記機器から吸収した熱を車室内空気へ輸送し、前記車室内空気を暖房する場合に、周囲空気への放熱量を抑制するように制御されることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項２】
車両を電動駆動するための機器と、前記機器から吸収した熱を車室内空気へ輸送する熱輸送手段とを備えた電動車両の駆動装置であって、
前記機器から周囲空気への放熱量を調整する放熱調整手段を備え、
前記放熱調整手段は、前記機器の周辺に空気層を確保する筺体であり、前記筺体には、電気的に開口面積を調整可能な通風孔が備わり、
前記通風孔は、電気が通電されていない無通電状態では開口状態になり、
前記通風孔は、前記筺体内部へ空気が流入するための入口側通風孔と、空気が流出するための出口側通風孔と、で構成され、前記入口側通風孔または前記出口側通風孔のいずれか一方に、電気的な制御によって通風量が調整可能な調整機構が備わり、他方の通風孔には、通風孔前後の圧力差に応じて開口面積が機械的に変化する調整機構が備わることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両の駆動装置において、
車両を電動駆動するための機器が、モータと、前記モータを駆動制御するインバータであり、前記インバータが前記電気モータに支持され、または電気モータが支持されている部材と同じ剛体に支持され、前記モータと前記インバータが同一の筺体によって覆われることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車において、車両に搭載されるモータやインバータ等の発熱体から発生する熱を空調に利用するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、車室内の暖房を行う際に、発熱体で暖められた冷却水を車室内空調用熱交換器に流入させて、サブの暖房用熱交換器として機能させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２８５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、モータやインバータ等の発熱体は金属の筐体で覆われていて、外気に対して放熱するような構成となっている。そのため、発熱体の熱が無駄に放熱されてしまって、車室内暖房に効率良く利用されていないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の電動車両の駆動装置は、機器から周囲空気への放熱量を調整する放熱調整手段を備え、放熱調整手段は、周囲空気の温度、または車室内空気の温度に応じて、周囲空気への放熱量を調整し、且つ、放熱調整手段は、機器から吸収した熱を車室内空気へ輸送し、車室内空気を暖房する場合に、周囲空気への放熱量を抑制するように制御される構成とする。
【０００６】
また、機器から周囲空気への放熱量を調整する放熱調整手段を備え、放熱調整手段は、機器の周辺に空気層を確保する筺体であり、筺体には、電気的に開口面積を調整可能な通風孔が備わり、通風孔は、電気が通電されていない無通電状態では開口状態になり、且つ、通風孔は、筺体内部へ空気が流入するための入口側通風孔と、空気が流出するための出口側通風孔と、で構成され、入口側通風孔または出口側通風孔のいずれか一方に、電気的な制御によって通風量が調整可能な調整機構が備わり、他方の通風孔には、通風孔前後の圧力差に応じて開口面積が機械的に変化する調整機構が備わる構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車室内の空気を暖房する場合には、機器から周囲空気への放熱が抑制され、機器から吸収した熱の車室内空気への放出を効率的に行うことができ、車室内の空気を暖房しない場合には、機器から周囲空気への放熱が促進され、機器の冷却を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】放熱調整構造の第１の例を示す図である。
【図２】暖房運転時の動作を説明する図である。
【図３】冷房運転時の動作を説明する図である。
【図４】除霜運転時の動作を説明する図である。
【図５】放熱調整構造の第２の例を示す図である。
【図６】放熱調整構造の第３の例を示す図である。
【図７】放熱調整構造の第４の例を示す図である。
【図８】放熱調整構造の第５の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の電動車両の駆動装置を電気自動車に適用した一実施の形態を説明する。なお、本発明は電気自動車に限定されず、ハイブリッド自動車、あるいは電気鉄道や建設車両などの電動車両に対しても適用することができる。また、この一実施の形態ではインバータにより駆動される交流モータを例に挙げて説明するが、本発明は交流モータに限定されず、例えばサイリスタレオナード装置などのコンバータにより駆動される直流モータ、あるいはチョッパ電源により駆動されるパルスモータなど、あらゆる種類の回転電機（モータ・ジェネレータ）に適用することができる。
【００１８】
図２は本発明による電動車両の駆動装置の概略構成を示す図である。図２に示す電動車両の駆動装置は、冷媒４０が流れる冷凍サイクル回路９０と、室内熱交換器７Ａと冷凍サイクル回路９０を空調用冷却媒体４１Ａで接続する空調用回路９１Ａと、室内熱交換器７Ｂと発熱体９と冷凍サイクル回路９０とを機器冷却媒体４１Ｂで接続する機器冷却回路９１Ｂとを備えている。発熱体９は、例えばモータ，インバータ，ＤＣ／ＤＣコンバータ，減速機，バッテリ，冷却装置であり、駆動損失が熱として放出される機器である。
【００１９】
冷凍サイクル回路９０には、冷媒４０を圧縮する圧縮機１，冷媒４０と外気との熱交換を行う室外熱交換器２，液配管１２、および空調用回路９１Ａ内の空調用冷却媒体４１Ａと熱交換を行う空調用熱交換器４Ａが環状に接続されている。圧縮機１の吸込配管１１と吐出配管１０との間には、四方弁２０が設けられている。四方弁２０を切り換えることにより、吸込配管１１および吐出配管１０のいずれか一方を室外熱交換器２に接続し、他方を空調用熱交換器４Ａに接続することができる。図２は、暖房運転時を示しており、四方弁２０は、吐出配管１０を空調用熱交換器４Ａに接続し、吸込配管１１を室外熱交換器２に接続している。
【００２０】
冷凍サイクル回路９０の冷媒４０と機器冷却媒体４１Ｂとの間で熱交換を行う冷却用熱交換器４Ｂは、一端が液配管１２に接続されており、他端が三方弁２１を介して圧縮機１の吐出配管１０および吸込配管１１のいずれか一方に切り換え可能に接続されている。液配管１２には、レシーバ２４が設けられている。液配管１２上のレシーバ２４と室外熱交換器２との間、空調用熱交換器４Ａとレシーバ２４との間、および冷却用熱交換器４Ｂとレシーバ２４との間には、流量制御手段として作用する膨張弁２３，２２Ａ，２２Ｂが設けられている。また、室外熱交換器２には外気送風用の室外ファン３が備えられている。
【００２１】
空調用回路９１Ａには、室内ファン８により車室内へ吹き出される空気との熱交換を行う室内熱交換器７Ａ，空調用冷却媒体４１Ａを循環させる循環ポンプ５Ａ、および空調用熱交換器４Ａが、順に環状に接続されている。
【００２２】
機器冷却回路９１Ｂは、室内熱交換器７Ａから流出された空気と熱交換する室内熱交換器７Ｂ，リザーバタンク６，機器冷却媒体４１Ｂを循環させる循環ポンプ５Ｂ，冷却用熱交換器４Ｂ、およびモータ，インバータ，バッテリ等の発熱体９が順に環状に接続されている。また、機器冷却回路９１Ｂには、室内熱交換器７Ｂの両端をバイパスするバイパス回路３０が設けられている。バイパス回路３０には二方弁２５が設けられ、室内熱交換器７Ｂを通る主回路３１には二方弁２６が設けられている。これらの二方弁２５，２６の開閉動作により、機器冷却媒体４１Ｂの流路を任意に構成することが可能となっている。
【００２３】
（暖房運転）
本実施の形態では、暖房運転時に発熱体９の排熱を回収し、車室内暖房に利用する。この場合、暖房負荷が小さい時には、冷凍サイクル回路９０を利用せずに発熱体９の排熱により暖房を行い、発熱体９の排熱だけでは暖房負荷に満たない場合には、冷凍サイクル回路９０を併用する。
【００２４】
発熱体９の排熱のみにより暖房を行う場合には、循環ポンプ５Ｂと室内ファン８を起動し、かつ二方弁２６を開いて室内熱交換器７Ｂに機器冷却媒体４１Ｂを導入する。機器冷却媒体４１Ｂは発熱体９によって加熱されているので、室内熱交換器７Ｂにおいて室内吹出し空気へ放熱することによって、機器冷却媒体４１Ｂは冷却され、室内吹出し空気が加熱される。
【００２５】
一方、発熱体９からの排熱だけでは暖房負荷に満たない場合には、冷凍サイクル回路９０を併用する。この場合、四方弁２０が実線で示すように切り換えられ、圧縮機１の吐出配管１０は空調用熱交換器４Ａに接続され、吸込配管１１は室外熱交換器２に接続される。すなわち、空調用熱交換器４Ａを凝縮器、室外熱交換器２を蒸発器とするサイクルが形成される。
【００２６】
圧縮機１で圧縮された冷媒４０は、空調用熱交換器４Ａで空調用冷却媒体４１Ａへ放熱することによって凝縮液化する。その後、膨張弁２３で減圧された後、室外熱交換器２において室外空気との熱交換によって蒸発・ガス化して圧縮機１へと戻る。なお、膨張弁２２Ａは全開、膨張弁２２Ｂは全閉となっており、冷却用熱交換器４Ｂは利用しない。
【００２７】
循環ポンプ５Ａを起動することにより、空調用熱交換器４Ａで冷媒４０の凝縮熱をもらって昇温された空調用冷却媒体４１Ａは室内熱交換器７Ａへ流入し、室内熱交換器７Ａにおいて室内吹出し空気へ放熱する。室内熱交換器７Ａで加熱された空気は、空気の流れの下流側に配置された室内熱交換器７Ｂにおいて、発熱体９によって加熱された機器冷却媒体４１Ｂから熱をもらい、さらに昇温されてから室内空間へ吹き出される。
【００２８】
このように、室内吹出し空気は、冷凍サイクル回路９０によって加熱された後に、発熱体９の排熱でさらに加熱される構成となっている。そのため、室内熱交換器７Ａからの吹出し空気温度を、室内熱交換器７Ｂからの室内吹出し空気温度に対して低く保つことができる。すなわち、発熱体９からの排熱を暖房に利用することによって、エネルギー消費の少ない空調装置を構成することができる。
【００２９】
（除霜運転）
ところで、室外熱交換器２を蒸発器として用いる運転を継続すると、熱交換器の表面に霜が成長する場合があるので、霜を融かす除霜運転を行う必要がある。除霜運転時には、四方弁２０および三方弁２１を図４の実線で示すように切換える。そして、膨張弁２２Ａを全閉とし、室外熱交換器２を凝縮器、冷却用熱交換器４Ｂを蒸発器とするサイクルを形成する。一方、二方弁２６を閉じて主回路３１への流れを遮断し、バイパス回路３０へ機器冷却媒体４１Ｂを流す。
【００３０】
空調用熱交換器４Ａを蒸発器として利用すると、車室内に吹き出される空気の温度が低下しやすくなる。そこで、発熱体９からの排熱を熱源として利用することで、車室内の温度低下を防止するようにした。また、車室内へ吹き出される空気を熱源とする場合には、熱量が不足して除霜時間が長くなる可能性があるが、発熱体９が接続されて温度が高く保たれている機器冷却媒体４１Ｂを除霜用の熱源として利用できるので、除霜用の熱源を確保することができ、除霜時間を短縮できるメリットが得られる。なお、除霜運転中は室内ファン８の風量を抑制もしくは停止することで、吹出し温度の低下を抑制することができる。
【００３１】
（冷房運転）
図３は、冷房運転時の動作を説明する図である。ここで冷房運転とは、室外熱交換器２を凝縮器、空調用熱交換器４Ａと冷却用熱交換器４Ｂを蒸発器として用いて、空調用回路９１Ａと機器冷却回路９１Ｂを共に冷却可能とした運転モードであり、四方弁２０を実線で示す状態とする。
【００３２】
圧縮機１で圧縮された冷媒４０は、室外熱交換器２で放熱することによって液化した後、レシーバ２４によって空調用熱交換器４Ａへ流れる冷媒と冷却用熱交換器４Ｂへ流れる冷媒とに分岐される。空調用熱交換器４Ａに流れる冷媒は、減圧手段（膨張弁２２Ａ）で減圧されて低温・低圧となり、空調用熱交換器４Ａにおいて空調用回路９１Ａの空調用冷却媒体４１Ａから吸熱することによって蒸発し、四方弁２０を通って圧縮機１へ戻る。一方、冷却用熱交換器４Ｂへ流れる冷媒は、減圧手段（膨張弁２２Ｂ）で減圧されて低温・低圧となり、冷却用熱交換器４Ｂにおいて機器冷却回路９１Ｂの機器冷却媒体４１Ｂから吸熱することによって蒸発し、三方弁２１を通って圧縮機１へと戻る。
【００３３】
空調用回路９１Ａに設けられた循環ポンプ５Ａを駆動すると、空調用熱交換器４Ａで冷却された空調用冷却媒体４１Ａが室内熱交換器７Ａに供給される。そして、室内ファン８を駆動すると、室内熱交換器７Ａで熱交換して冷却された空気が車室内へ吹き出される。また、機器冷却回路９１Ｂに設けられた循環ポンプ５Ｂを駆動すると、発熱体９によって加熱された機器冷却媒体４１Ｂが、冷却用熱交換器４Ｂにおける熱交換によって冷却される。なお、冷房運転時には主回路３１の二方弁２６は閉じられ、温度の高い機器冷却媒体４１Ｂはバイパス回路３０を流れる。
【００３４】
このように、空調用熱交換器４Ａおよび冷却用熱交換器４Ｂの両方を蒸発器として利用できるので、車室内の冷房と発熱体９の冷却とを同時に実現することができる。さらに、空調用熱交換器４Ａと冷却用熱交換器４Ｂとを圧縮機１の吸込配管１１に対して並列に接続し、それぞれの冷媒回路に膨張弁２２Ａ，２２Ｂを設けているので、空調用熱交換器４Ａおよび冷却用熱交換器４Ｂへ流れる冷媒流量を、それぞれ任意に変えることができる。その結果、機器冷却媒体４１Ｂの温度と空調用冷却媒体４１Ａの温度とを、それぞれ任意の所望の温度に制御することができる。したがって、冷房を行うために空調用冷却媒体４１Ａの温度を十分下げた場合であっても、冷却用熱交換器４Ｂへ流れる冷媒流量を抑制することで、発熱体９が接続された機器冷却媒体４１Ｂの温度を高く保つことができる。
【００３５】
ところで、図１に示した機器冷却回路９１Ｂにおいて、冬季のように外気温が低く、暖房運転する場合には、発熱体９の排熱を効率よく暖房に利用する。そのために、温度の高い発熱体９から周囲へ逃げる熱、および発熱体９から室内熱交換器７Ｂまでの冷媒用配管から周囲へ逃げる熱を極力抑える必要がある。一方、夏季のように外気温が高い場合には、発熱体９の温度が上がりすぎないように、発熱体９から周囲へ効率よく放熱させ、発熱体９を冷却することが必要となる。そこで、以下では、発熱体９および冷媒用配管から周囲への放熱を、外気温などの環境に応じて調整するための構造について説明する。
【００３６】
［第１の放熱抑制構造］
図１は、放熱調整構造の第１の例を示す図であり、電気自動車に適用した場合を示す。図１は車体５０のフロント部に駆動用のモータ５３を搭載する場合の、各機器の配置を模式的に示したものである。車体５０の空間５１Ａは、従来のエンジン自動車のエンジンルームに相当する空間である。以下では、この空間５１Ａのことをモータ収容室と称し、空間５１Ｂを車室と称することにする。
【００３７】
図１に示した各機器において、室内熱交換器７Ａ，７Ｂおよび室内ファン８を除く他の機器は図２のモータ収容室５１Ａ内に配置される。図１では、それらの主要機器であるモータ５３，モータ５３を駆動制御するためのインバータ５４，モータ５３のトルクを増幅する減速機５７，減速機からのトルクを車輪へ伝達するドライブシャフト５８，冷却ユニット５２，室外熱交換器２，室外ファン３を図示した。モータ５３とインバータ５４は減速機５７に支持され、減速機５７は図示しないマウント構造で、車体５０に支持されている。このように、インバータ５４が、モータ５３が支持されている部材と同じ剛体（減速機５７）に支持されることで、モータ５３とインバータ５４を近接配置でき、後述するように同一筺体で覆うことができる。このため、一括して、周囲空気への放熱を管理できるようになる。また、モータ５３，インバータ５４，減速機等の機器を、近接配置、または一体ケーシング構造することで、放熱面積を減らし、周囲空気への放熱を抑制できる。また、配管５５の長さも短縮でき、周囲空気への放熱を抑制できる。
【００３８】
冷却ユニット５２には、図１に示した冷凍サイクル回路９０に設けられた機器（圧縮機１，熱交換器４Ａ，４Ｂ，弁２０，２１など）や、回路９１Ａ，９１Ｂに設けられた循環ポンプ５Ａ，５Ｂなども含まれる。図１に示した室内熱交換器７Ａ，７Ｂおよび室内ファン８は車室５１Ｂ内に配置される。なお、図１では、室内熱交換器７Ａおよび室内ファン８の図示を省略した。図１では、モータ５３，インバータ５４，減速機５７が図２の発熱体９に対応しており、機器冷却媒体４１Ｂが流通する配管５５で接続されている。
【００３９】
図１に示すように、室外熱交換器２および室外ファン３は、外気との熱交換が効率良く行えるようにモータ収容室５１Ａの最前部（図示左側）に配置される。そして、冷却ユニット５２やモータ５３，インバータ５４等は、室外熱交換器２および室外ファン３の後方に配置される。一般的に、モータ５３やインバータ５４は、金属製の機器筐体から周囲空気に放熱するような構造となっているため、機器筐体と周囲の空気との温度差や、機器筺体周辺の空気流速に応じて、熱が放出されている。
【００４０】
冷却ユニット５２，モータ５３，インバータ５４，配管５５等が室外熱交換器２の後方に配置されれば、車両走行や室外ファン３による風７１は、室外熱交換器２を通過した後、その後方に配置された冷却ユニット５２，モータ５３，インバータ５４，配管５５等に吹き付けられることになる。冷凍サイクル回路９０を併用して冷却ユニット５２が暖房運転を行う場合には、室外熱交換器２からの冷風がこれら機器類に吹き付けられ、機器から周囲空気への放熱が増加してしまう。すなわち、発熱体９から室内の暖房に利用できる熱量が減少してしまうことになる。一方、冷却ユニット５２が冷房運転を行う場合には、室外熱交換器２からの温風がこれら機器類に吹き付けられる。冷房運転する場合は、外気温度が比較的高いため、発熱体９から周囲空気への放熱を促進すべきであるが、温風により発熱体９の冷却能力が低下する恐れがある。
【００４１】
そこで、第１の放熱抑制構造においては、発熱体であるモータ５３，インバータ５４，減速機５７，温度の高い機器冷却媒体４１Ｂが流れる配管５５を、周囲空気への放熱を調整可能な筐体５６内に収納し、発熱体からモータ収容室５１Ａ内の空気への放熱量を調整できるようにした。筐体５６には、周囲空気への放熱を調整するための通風孔６１Ａと通風孔６１Ｂが備わっている。通風孔６１Ａは、筺体５６の車両前方側に配置され、通風孔６１Ａを通して周囲空気の外気が導入される。通風孔６１Ｂは、筺体５６の車両後方側に配置され、通風孔６１Ｂを通して筺体５６から空気が放出される。
【００４２】
通風孔６１Ａには、電気的な制御によって通風量を調整可能な調整機構が備わり、モータ５３，インバータ５４，配管５５，減速機５７から空気への放熱量が制御される。この通風量の調整機構は、例えば電気的に角度を制御可能な空気制御弁６２であり、筺体５６と周囲環境との空気の出入りを抑制したいときには空気制御弁６２を閉じる方向に制御され、空気の出入りを促進したいときには空気制御弁６２を開ける方向に制御される。空気制御弁６２は、駆動電流が通電されない場合には開弁状態となるように、バネ等で回転支持される。空気制御弁６２の具体的な構造例としては、エンジンのスロットルバルブや、建築物の換気扇に用いられる電気式シャッターなどの構造が応用される。
【００４３】
通風孔６１Ａは、図１に示すようにダクト形状となっており、発熱体９から離れた車両前方から空気を導入する構成となっている。これにより、モータ収容室５１Ａの外部から比較的低温の空気を取り込むことができ、効率良く発熱体９を冷却することができる。
【００４４】
通風孔６１Ｂには、通風孔６１Ｂの出入り口の圧力差に応じて開口面積が機械的に変化する開口調整機構が備わる。開口調整機構は例えば、風圧式シャッター６３であり、筺体５６内の空気圧力が、周囲空気の外気圧力よりも開口し、筺体５６内の空気が放出される。このように、筺体５６の通風孔の一方に、通風孔前後の圧力差によって、機械的に開閉する開口調整機構を採用することで、空気制御弁６２を新たに設置する必要がなく、簡素な放熱調整手段を提供することができる。
【００４５】
通風孔６１Ａには、さらに、筺体５６への導入空気を圧送制御するための送風ファン６４が備わる。送風ファン６４は、モータ５３，インバータ５４から外気へ放熱すべき熱量、または暖房として回収すべき熱量に応じて回転数が制御される。
【００４６】
制御装置６５は、図示しない電線によって、冷却ユニット５２，インバータ５４，空気制御弁６２，送風ファン６４と電気的に接続されている。この制御装置６５は、冷却ユニット５２，モータ５３，インバータ５４の駆動状態や、車両の速度，周囲空気の温度，車室内空気の温度などの情報に基づいて、通風孔６１Ａと通風孔６１Ｂに通すべき風量を演算し、空気制御弁６２と送風ファン６４の駆動状態を制御する。
【００４７】
制御装置６５は、周囲空気の温度が低く、車室内空気の温度を上昇させる必要がある場合、または運転者が暖房運転の操作を行った場合には、冷却ユニット５２の暖房運転を開始する。暖房運転時には、上述のように発熱体９の排熱を回収し、車室内暖房に利用する。制御装置６５は、発熱体９から周囲空気への放熱を抑制し、できる限り多くの発熱を室内暖房に利用するため、空気制御弁６２を閉じ、送風ファン６４の回転を停止、または低減する。これにより、筐体５６内の空気からモータ収容室５１Ａ内の空気への熱移動は、筐体５６を介した熱伝導に限られ、モータ５３，インバータ５４，配管５５，減速機５７は走行風７１に常時さらされることが無く、周囲空気への放熱を抑制する効果を得ることができる。したがって、暖房運転時に、発熱体９から回収できる熱量を増加することができ、暖房に消費される電力を低減できる。
【００４８】
制御装置６５は、周囲空気の温度が高く、車室内空気の温度を低減させる必要がある場合、または運転者が冷房運転の操作を行った場合には、冷却ユニット５２の冷房運転を開始する。冷房運転時には、発熱体９の排熱を暖房利用する必要はない。しかし、周囲空気が高温の場合、走行風７１や周囲空気への放熱を利用して、効率良く冷却を行う必要がある。そこで、制御装置６５は、発熱体９から周囲空気への放熱を促進し、機器冷却に消費される冷却ユニット５２の電力を抑えるため、空気制御弁６２を開き、送風ファン６４を回転駆動させる。送風ファン６４の回転速度は、周囲空気へ放熱すべき熱量に応じて変化させる。これにより、筐体５６内に空気が流通し、モータ５３，インバータ５４，配管５５，減速機５７から周囲空気への放熱を促進する効果を得ることができる。したがって、冷房運転時に、発熱体９を効率良く冷却することができ、冷房と機器冷却に消費される電力を低減できる。
【００４９】
制御装置６５は、外気温度が運転者にとって適温であり、車室内空気の温度を調整する必要がない場合には、発熱体９の状態に応じて空気制御弁６２と、送風ファン６４を駆動制御する。発熱体９から空気への放熱を抑制する必要が特にない場合には、空気制御弁６２を開弁状態とし、送風ファン６４を停止し、空気制御弁６２と送風ファン６４の消費電力を抑えながら、自然空冷としての機器冷却能力を確保する。
【００５０】
また、空気制御弁６２は、無通電時に開弁する機構（ノーマルオープン）となっているため、制御装置６５や空気制御弁６２の電気的な故障が発生した場合においても、発熱体９から周囲空気への放熱は確保される。この状態では暖房利用できる発熱量は減少するが、発熱体９の過剰な温度上昇による走行性能低下を回避することができる。
【００５１】
一方、車室内空気の温度を調整する必要がない場合でも、減速機５７のギヤ損失を低減するために、減速機５７の潤滑油の温度上昇を促進したい場合には、空気制御弁６２を閉じ、送風ファン６４を停止状態に制御する。これにより、減速機５７から周囲空気への放熱量を抑えることができ、減速機５７の潤滑油温度を短時間で上昇できる。
【００５２】
このように内部の風量を調整可能な筐体５６を設けることで、発熱体９および冷媒用配管から周囲への放熱を、外気温などの環境に応じて調整することが可能となる。
【００５３】
筐体５６の材料としては断熱性に優れた材料が好ましいが、金属であっても構わない。また、筐体５６を二重壁とすることにより、金属材料であっても充分な断熱効果を得ることが可能となる。
【００５４】
なお、図１では、車室内の暖房機能を実現するために、冷凍サイクル回路９０を備える冷却ユニット５２を構成要素としたが、暖房機能の手段として、従来のガソリンエンジン車等でも一般的に適用されてきた、ラジエータ，ウォータポンプ，室内熱交換器（ヒータコア）で構成される暖房手段でも良い。すなわち、筐体５６の効果によって、暖房時にはヒータの水温上昇を促し、暖房が必要ない場合には、周囲空気への放熱を促進することができる。
【００５５】
また、図１では、モータ５３，インバータ５４，配管５５および減速機５７の全体を一つの筐体５６内に収納したが、個々の機器毎に断熱材の筐体で囲うようにしても良い。また、冷却ユニット５２や、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータ，充電器など発熱する機器を、筐体５６と同じ機能を持つ筺体に収納しても良い。
【００５６】
図５は、放熱調整構造の第２の例を示す図であり、図１の第１例と同様に電気自動車に適用した場合を示す。尚、図１の第１例と同様の構成や動作についての説明を省略する。
【００５７】
図５では、筐体５６の一部が、車体５０の一部と共通化される。車体のボンネット５０Ｂの下面に、筐体部材５６Ｂが配置され、筐体５６の一部材として構成される。また、モータ収容室５１Ａと車室５１Ｂの隔壁５０Ｃも筐体５６の一部材５６Ｃとして構成される。この筐体部材５６Ｃは、隔壁５０Ｃと、それに貼られた断熱材によって構成される。また、発熱体９の下面には、断熱特性に優れた筺体カバー５６Ｄが設置される。これら筐体部材５６Ｂ，５６Ｃ，筺体カバー５６Ｄによって、筺体５６が構成される。このように、筺体５６の一部を、車体５０の一部と共通化することによって、筺体５６の形状を発熱体の凹凸形状に合わせて複雑化することなく、比較的簡素な形状の筐体部材とカバーで構成することができ、低コストの駆動装置を実現することができる。また、筺体５６の一部を、車体５０の一部と共通化できれば、発熱体に取り付ける筺体部材の重量を軽くすることができる。また、車体５０に取り付けられた筺体部材５６Ｂ，５６Ｃは、モータや減速機からの振動の影響を受けにくくなるため、信頼性の高い筺体５６を構成することができる。
【００５８】
図５の空気制御弁６２は、多段のフラップが回転することによって、通風量を可変化する放熱調整手段を有している。これによって、通風孔６１Ａの開口面積を大きく確保することができ、より多くの風量によって発熱体９をより効率良く冷却することができる。また、空気制御弁６２のフラップは、車両前方から圧力を受けると、フラップが開く方向に回転するような構造を有する。これにより、制御装置６５や空気制御弁６２の電気的な故障が発生した場合においても、走行中は発熱体９から周囲空気への放熱が確保できる。この状態では暖房利用できる発熱量は減少するが、発熱体９の過剰な温度上昇による走行性能低下を回避することができる。
【００５９】
図６は、放熱調整構造の第３の例を示す図である。尚、前述の構造例と同様の構成や動作についての説明を省略する。
【００６０】
図６の空気制御弁６２は、通風孔６１Ａがスリット状に複数配置され、このスリットの開閉を制御するスライド弁８２を有している。これによって、通風孔６１Ａの開口面積を大きく確保することができ、より多くの風量によって発熱体９をより効率良く冷却することができる。また、スライド弁８２の動作方向（図６の上下方向）には通過する空気の圧力が作用しにくいため、比較的小さい動力でスライド弁８２を駆動することできる。また、本例では、スライド弁８２が並進するような構造を説明したが、スライド弁が回転するようなスライド弁８２であっても良い。
【００６１】
また、図６のモータ５３，インバータ５４，減速機５７は、金属筺体が共有され、一体構造を成している。つまり、インバータ５４がモータ５３と減速機５７に支持され、またはモータ５３が支持されている部材と同じ剛体に支持され、モータとインバータが同一の筺体によって覆われている。これにより、断熱のための筺体５６を小さくすることができ、小型な駆動装置を提供することができる。
【００６２】
また、図６のドライブシャフト５８は、ドライブシャフト長手方向に関して、車輪側ではなく、モータ側（減速機側）５８Ａにて筺体５６を貫通する。ドライブシャフト５８は車輪の振動や、車輪の転舵によってドライブシャフトの車輪側が大きく揺動する。すなわち、ドライブシャフト５８の減速機側５８Ａの揺動する範囲は比較的小さい。従って、ドライブシャフト５８の長手方向の中心位置よりも減速機側５８Ａにて筺体５６を貫通することによって、ドライブシャフト貫通部の筺体５６の穴を小さくでき、断熱性能の高い筺体５６を提供することができる。すなわち、筺体５６の貫通穴を小さくできることによって、空気が漏れる量を抑制することができ、筺体５６からの放熱を抑えることができる。
【００６３】
図７は、放熱調整構造の第４の例を示す図である。図７は、駆動装置を車両前方から見た図である。尚、前述の構造例と同様の構成や動作についての説明を省略する。
【００６４】
図７のドライブシャフト５８は、図６の第３例と同様に、ドライブシャフト長手方向に関して、車輪側ではなく、モータ側（減速機側）５８Ａにて筺体５６を貫通する。ドライブシャフト５８は車輪の振動や、車輪の転舵によって揺動するが、ドライブシャフト５８の減速機側５８Ａの揺動は比較的小さい。従って、ドライブシャフト５８の減速機側５８Ａにて筺体５６を貫通することによって、ドライブシャフト貫通部の筺体５６の穴を小さくでき、断熱性能の高い筺体５６を提供することができる。すなわち、筺体５６の貫通穴を小さくできることによって、空気が漏れる量を抑制することができ、筺体５６からの放熱を抑えることができる。
【００６５】
また、図７の筺体５６は、インバータ５４の全体を囲うのではなく、インバータ５４の下部のみを囲っている。また、インバータ５４の上部には、断熱性に優れた断熱カバー８４によって覆われている。インバータ５４の中でも放熱量が多い箇所が、インバータ５４の下部である場合においては、上記のようにインバータ５４の下部のみを筺体５６にて囲えば、発熱体９からの熱量を十分回収でき、暖房に消費される電力を低減できる。また、インバータ５４の上部には、断熱性に優れた断熱カバー８４によって覆うことによって、比較的少ない熱量ながらも、インバータ５４の上部からの放熱を抑制することができる。この場合、インバータ５４の上部からの放熱は少ないとすれば、放熱調整手段によって、インバータ５４上部の放熱を調整しなくとも、インバータ５４全体を十分冷却することができる。
【００６６】
図８は、放熱調整構造の第５の例を示す図である。
【００６７】
図８の駆動装置は、車両の後輪軸に設置された例を示している。また、図８では、冷凍サイクル回路９０を備える冷却ユニット５２を構成要素として使わず、室外熱交換器（ラジエータ）２，室外ファン３，ウォータポンプ，室内熱交換器（ヒータコア）７Ｂで構成される暖房手段の例である。冷却ユニット５２には、ウォータポンプと流路を切り替える制御弁が備わっている。
【００６８】
冷却ユニット５２は通常、発熱体９とラジエータ（室外熱交換器２，室外ファン３）へ冷却水を循環させている（図８のａ方向とｂ方向）。暖房動作を行うときには、図８のｃの流路も導通させ、発熱体９からの熱を室内熱交換器７Ｂを介して室内へ供給する。またこのとき、ラジエータ（室外熱交換器２，室外ファン３）による冷却が不要なほど冷却水の温度が低い場合には、ラジエータ（室外熱交換器２，室外ファン３）への循環を遮断し、発熱体９と室内熱交換器７Ｂとの間で冷却水を循環させる（図８のａ方向とｃ方向）。
【００６９】
図８の筐体でも、図５の筺体と同様に、筺体５６の一部を、車体５０の一部と共通化し、発熱体に取り付けられる筺体部材の重量を軽くできる。また、ラジエータファン３の駆動による風量を、筺体５６の送風ファン６４として併用している。これにより、ファンの数を減らすことができ、小型で低コストの駆動装置を実現することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の電動車両の駆動装置は、車両を電動駆動するための機器であるモータ５３，インバータ５４等と室内熱交換器７Ｂとの間で機器冷却媒体４１Ｂを循環させて、機器から吸収した熱を室内熱交換器７Ｂにおいて車室内空気へと放出する機器冷却回路９１Ｂと、を備える。そして、機器から周囲空気への放熱を抑制する放熱調整手段として、機器を覆う断熱材で形成され、風量を調整可能な筐体５６を設ける構成とした。
【００７１】
このような放熱調整手段を設けたことにより、車室内の空気を暖房する場合には、機器から周囲空気への放熱が抑制され、機器から吸収した熱の車室内空気への放出を効率的に行うことができ、車室内の空気を暖房しない場合には、機器から周囲空気への放熱が促進され、機器の冷却を効率的に行うことができる。
【００７２】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７３】
１  圧縮機
２  室外熱交換器（ラジエータ）
３  室外ファン
４Ａ  空調用熱交換器
４Ｂ  冷却用熱交換器
５Ａ，５Ｂ  循環ポンプ
６  リザーバタンク
７Ａ，７Ｂ  室内熱交換器（ヒータコア）
８  室内ファン
９  発熱体
１０  吐出配管
１１  吸込配管
１２  液配管
２０  四方弁
２１  三方弁
２２Ａ，２２Ｂ，２３  膨張弁
２４  レシーバ
２５，２６  二方弁
３０  バイパス回路
３１  主回路
４０  冷媒
４１Ａ  空調用冷却媒体
４１Ｂ  機器冷却媒体
５０  車体
５０Ｂ  ボンネット
５０Ｃ  隔壁
５１Ａ  モータ収容室
５１Ｂ  車室
５２  冷却ユニット
５３  モータ
５４  インバータ
５５  配管
５６  筐体
５６Ｂ，５６Ｃ  筐体部材
５６Ｄ  筺体カバー
５７  減速機
５８  ドライブシャフト
６１Ａ，６１Ｂ  通風孔
６２  空気制御弁
６３  風圧式シャッター
６４  送風ファン
６５  制御装置
７１  風
８２  スライド弁
８４  断熱カバー
９０  冷凍サイクル回路
９１Ａ  空調用回路
９１Ｂ  機器冷却回路
【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】
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