JP3554475B2 - Cooling structure of electric parts in electric vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行用のモータあるいは該モータに給電するバッテリに接続された電気部品を冷却ファンからの冷却風で冷却する電気自動車における電気部品の冷却構造に関する。
【従来の技術】
電気自動車には、走行用のモータに給電するためのバッテリと、モータの駆動や回生を制御するモータコントローラ等の電気部品とが搭載されている。これらバッテリや電気部品は電気自動車の走行に伴って発熱するため、冷却ファンから供給される冷却風により冷却を行う必要がある。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外気をそのまま利用した冷却風をデリケートな電気部品に直接作用させると、冷却風に含まれる塵や水分によって電気部品の信頼性や耐久性に悪影響が及ぶ可能性がある。そこで外気をフィルターで濾過して塵や水分を除去することが考えられるが、このようにすると特別のフィルターが必要になってコストが上昇する問題がある。
【0003】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電気自動車の電気部品の信頼性や耐久性に悪影響を及ぼすことなく、その電気部品を確実に冷却することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、走行用のモータあるいは該モータに給電するバッテリに接続された電気部品を冷却ファンからの冷却風で冷却する電気自動車において、前記電気部品及びバッテリを搭載したバッテリボックス内に、冷却ファンからの冷却風が流れ且つその冷却風で内部のバッテリを冷却する第1冷却風通路と、その第1冷却風通路の下流側に在って該第1冷却風通路を通過した冷却風が流れる第2冷却風通路と、その第2冷却風通路に隣接して配置されて前記電気部品を収納する電気部品収納室とを形成し、その電気部品収納室に収納した電気部品から延びる冷却フィンを第2冷却風通路内に突出させたことを特徴とする。
【0005】
上記特徴によれば、第1冷却風通路を冷却風が流れる間に、その冷却風でバッテリが冷却される。そして第1冷却風通路を通過した冷却風は第2冷却風通路に流入し、そこを流れる間に、電気部品から延びる冷却フィンに接触して熱交換を行う。即ち、冷却ファンから供給された冷却風が第2冷却風通路を流れるとき、そこに突出する冷却フィンと冷却風との間で熱交換が行われて電気部品が冷却されるが、電気部品は、第2冷却風通路に隣接して形成された電気部品収納室内に収納されて冷却風に直接接触しないため、冷却風に含まれる塵や水分によって信頼性や耐久性が低下する虞がない。その上、共通の冷却ファンを用いながら、熱抵抗の異なるバッテリおよび電気部品の冷却を行うことができ、この場合、特にバッテリを冷却する第1冷却風通路を上流側に配置し、電気部品を冷却する第2冷却風通路を下流側に配置したことにより、温度の許容範囲が狭いバッテリを温度上昇していない新鮮な外気で確実に冷却することができ、またバッテリを冷却して若干温度上昇した冷却風により電気部品が冷却されても該電気部品の温度の許容範囲がバッテリに比べて広いために支障はない。
【0006】
また請求項2の発明は、請求項1の上記特徴に加えて、第2冷却風通路の通路断面積は、第1冷却風通路の通路断面積よりも小さく設定されていることを特徴とする。
【0007】
上記請求項2の特徴によれば、第1冷却風通路の通路断面積は第2冷却風通路の通路断面積よりも大きいため、冷却風の流速は第1冷却風通路において小さく、第2冷却風通路において大きくなり、従って、熱抵抗の大きい合成樹脂製の電槽を備えたバッテリに低流速の冷却風を作用させて冷却効果を高めることができ、またバッテリに比べて熱抵抗が小さい電気部品の冷却フィンに高流速の冷却風を作用させて冷却効果を高めることができる。このようにして第1冷却風通路および第2冷却風通路の通路断面積を異ならせることにより、共通の冷却ファンを用いながら、熱抵抗の異なるバッテリおよび電気部品の冷却を両立させることができる。
【0008】
また請求項3の発明は、請求項1又は2の上記特徴に加えて、第1冷却風通路の冷却風導入口が該第1冷却風通路の後端上部に設けられており、また第2冷却風通路が第1冷却風通路の前端下部に連なっていることを特徴とする。
【0009】
また請求項4の発明は、請求項3の上記特徴に加えて、バッテリボックス内でバッテリは、その前端側が後端側よりも高くなるように傾斜して配置されていて、第1冷却風通路においてバッテリの上面側には前方に向かって高さが減少する第1の隙間が、またバッテリの下面側には前方に向かって高さが増加する第2の隙間が形成されていると共に、その第1,第2の隙間を相互に連通させる第3の隙間が、前後に隣接するバッテリの相互間に形成されることを特徴とする。
【0010】
上記請求項4の特徴によれば、第1冷却風通路の後端上部に供給された冷却風がバッテリの上面側の第1の隙間を前方に流れる過程で、その一部が第3の隙間を上から下に順次通過する。そしてバッテリの下面側の第2の隙間において合流した冷却風は該第2の隙間を第2冷却風通路に向けて前方に流れることになるが、このとき、第1の隙間を前方に流 れる冷却風の流量は、第3の隙間への冷却風の分岐により順次減少するが、その冷却風の流量の減少に対応するように第1の隙間δの高さが前方に向けて減少しているので、その第1の隙間に沿う冷却風の流れをスムーズに行わせることができる。また第2の隙間を前方に流れる冷却風の流量は、第3の隙間からの冷却風の合流により順次増加するが、その冷却風の流量の増加に対応するように第2の隙間の高さが前方に向けて増加しているので、その第2の隙間に沿う冷却風の流れをスムーズに行わせることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図1〜図7は本発明の第1実施例を示すもので、図1は電気自動車の全体側面図、図2は電気自動車の全体斜視図、図3はバッテリボックスを取り外した状態での電気自動車の全体斜視図、図4は電気自動車の駆動系および制御系のブロック図、図5はバッテリボックスの縦面断面図、図6は図5の6−6線断面図、図7は図5の7−7線断面図である。
図1〜図3に示すように、左右の前輪WFL,WFRおよび左右の後輪WRL,WRRを備えた電気自動車Vは、車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム1L ,1R と、車体左右方向に延びて両サイドフレーム1L ,1R を接続する前部クロスメンバ2および後部クロスメンバ3とから構成される車体フレーム4を備える。左右のサイドフレーム1L ,1R の前端間に搭載された走行用駆動源であるモータ5には減速機6および差動装置7が一体に設けられており、この差動装置7から左右に延びるドライブシャフト8L ,8R が左右の前輪WFL,WFRにそれぞれ接続される。
【0012】
車体フレーム4の下面には、上面が開放した浅いトレー状のバッテリボックス9が着脱自在に支持されており、このバッテリボックス9の後半部にモータ5に給電するための24個のバッテリ10…が2列に搭載されるとともに、その前半部にモータ5、バッテリ10…、各種補機類等を制御するためのコントロールユニットと、コントロールユニットからの指令でモータ5の駆動および回生を制御するPDU(パワードライブユニット)とを含む電気部品45,46が、2つのブロックに分割されて搭載される。
【0013】
次に、電気自動車Vの駆動系および制御系の概略構成を、図4に基づいて説明する。尚、図4において太い実線は高電圧・高電流ラインを、中間の太さの実線は高電圧・中低電流ラインを、細い実線は低電圧・低電流ラインを、矢印付きの破線は信号ラインをそれぞれ示している。
【0014】
コントロールユニット11は、コンタクタボックス21と、ジャンクションボード22と、マネージングECU23(マネージング電子制御ユニット)と、モータECU24(モータ電子制御ユニット)と、オンボードチャージャ25と、ダウンバータ26と、エアコン用インバータ27とから構成される。
【0015】
バッテリボックス9に搭載されたバッテリ10…はNi−MHバッテリよりなり、それらが24個直列に接続されて総電圧は288ボルトになる。バッテリボックス9とモータ5との間には、コンタクタボックス21、ジャンクションボード22およびPDU12が動力線を介して直列に接続される。
【0016】
バッテリ10…に連なるコンタクタボックス21には、イグニッションスイッチに連動して開閉するメインコンタクタ28と、メインコンタクタ28の閉成時に突入電流により該メインコンタクタ28が損傷するのを防止するためのプリチャージコンタクタ29およびプリチャージ抵抗29aとが設けられる。ジャンクションボード22は、コンタクタボックス21およびPDU12間の動力線からオンボードチャージャ25、ダウンバータ26およびエアコン用インバータ27に配電する機能を有する。オンボードチャージャ25はバッテリ10…を充電するためのもので、外部の商用電源に接続されるプラグ30を備える。ダウンバータ26は電気自動車Vの各種補機類を駆動する12ボルトの補助バッテリ31を充電するためのもので、バッテリ10…の電圧を14.5ボルトに降圧して補助バッテリ31に供給する。エアコン用インバータ27はバッテリ10…の直流電流を交流電流に変換してエアコンのコンプレッサ32を駆動する。
【0017】
マネージングECU23はメインコンタクタ28の開閉制御と、オンボードチャージャ25、ダウンバータ26およびエアコン用インバータ27への電力供給と、バッテリ10…の残容量信号の出力と、警報信号の出力とを司る。またモータECU24は、ブレーキ信号、セレクタポジション、アクセル開度およびモータ回転数に基づいてPDU12を制御することにより、モータ5が発生する駆動力および回生制動力を制御する。
【0018】
次に、図5〜図7に基づいてバッテリボックス9の構造を説明する。
【0019】
フロアパネル36の下面に沿って配置されたバッテリボックス9の後部に24個のバッテリ10…が左右2列に搭載されており。前後に隣接するバッテリ10…間に冷却風が通過する複数の隙間α…が形成される。また右列のバッテリ10…の左端面および左列のバッテリ10…の右端面間には隙間βが形成され、右列のバッテリ10…の右端面およびバッテリボックス9の右側壁37R 間、ならびに左列のバッテリ10…の左端面およびバッテリボックス9の左側壁37L 間に、それぞれ隙間γが形成される。
【0020】
図5から明らかなように、各列のバッテリ10…は、その前端側が後端側よりも高くなるように傾斜して配置されている。その結果、それらバッテリ10…の上面とフロアパネル36の下面との間には前方に向かって高さが減少する隙間δが形成され、またバッテリ10…の下面とバッテリボックス9の底壁38の上面との間には前方に向かって高さが増加する隙間εが形成される。而して、バッテリボックス9の後部に、バッテリ10…の周囲を囲む前記各隙間α,β,γ,δ,εによって冷却風が通過する第1冷却風通路39が形成される。
【0021】
バッテリボックス9よりも後方のフロアパネル36の上面に、例えばシロッコファンよりなる冷却ファン40が設けられる。冷却ファン40とバッテリボックス9の後端部上面のフロアパネル36に形成した冷却風導入口41とが、前方に向けて拡開する冷却風導入ダクト42によって接続される。従って、冷却ファン40によって吸入された外気は、冷却風導入ダクト42および冷却風導入口41を経てバッテリボックス9の内部に形成された第1冷却風通路39の後端部に供給される。
【0022】
バッテリボックス9に収納されたバッテリ10…の前半部に隔壁43によって電気部品収納室44が区画されており、この電気部品収納室44に2ブロックに分割された電気部品45,46が収納される。一方の電気部品45は例えば前記コンタクタボックス21、ジャンクションボード22、マネージングECU23モータECU24、ダウンバータ26およびエアコン用インバータ27から構成され、他方の電気部品46は例えば前記オンボードチャージャ25から構成される。
【0023】
隔壁43の下部から前方に向かって左右一対の第2冷却風通路47L ,47R が形成されており、それら第2冷却風通路47L ,47R の前端に連なる左右一対の冷却風排出ダクト48L ,48R がバッテリボックス9の左右の側壁37L ,37R を貫通して外部に延出する。一方の電気部品45は左側の第2冷却風通路47L の上壁に支持されており、その電気部品45から下方に延びる多数の冷却フィン451 …が左側の第2冷却風通路47L の内部に突出する。また他方の電気部品46は右側の第2冷却風通路47R の上壁に支持されており、その電気部品46から下方に延びる多数の冷却フィン461 …が右側の第2冷却風通路47R の内部に突出する。
【0024】
従って、第1冷却風通路39を通過した冷却風は左右の第2冷却風通路47L ,47R を通過した後、左右の冷却風排出ダクト48L ,48R からバッテリボックス9の外部に排出される。左右の第2冷却風通路47L ,47R の通路断面積の総和は、第1冷却風通路39の通路断面積よりも小さく設定されているため、第1冷却風通路39を通過する冷却風の流速(例えば、2m/sec)に比べて、第2冷却風通路47L ,47R を通過する冷却風の流速(例えば、5m/sec)は大きくなる。
【0025】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【0026】
電気自動車Vの運転中に発熱するバッテリ10…および電気部品45,46を冷却すべく冷却ファン40を駆動すると、冷却風が冷却風導入ダクト42および冷却風導入口41から第1冷却風通路39の後端部に供給され、その第1冷却風通路39を冷却風が後から前に流れる間にバッテリ10…を冷却する。冷却風導入口41は第1冷却風通路39の後端上部に設けられており、また第2冷却風通路47L ,47R は第1冷却風通路39の前端下部に連なっているため、第1冷却風通路39を後から前に流れる冷却風の大部分は、隣接するバッテリ10…間の複数の隙間α…を上から下に通過しながら熱交換を行う。尚、冷却風の一部は前記隙間α…を通過せずに、2列のバッテリ10…の中央部の隙間βおよび左右両側部の隙間γ,γを通過して上から下に流通する。
【0027】
これを更に詳しく説明すると、第1冷却風通路39の後端上部に供給された冷却風がバッテリ10…の上方の隙間δを前方に流れる過程で、その一部が隙間α…を上から下に順次通過する。そしてバッテリ10…の下方の隙間εにおいて合流した冷却風は該隙間εを第2冷却風通路47L ,47R に向けて前方に流れることになる。このとき、バッテリ10…の上方の隙間δを前方に流れる冷却風の流量は、隙間α…への冷却風の分岐により順次減少するが、その冷却風の流量の減少に対応するように前記隙間δの高さが前方に向けて減少しているので、その隙間δに沿う冷却風の流れをスムーズに行わせることができる。またバッテリ10…の下方の隙間εを前方に流れる冷却風の流量は、隙間α…からの冷却風の合流により順次増加するが、その冷却風の流量の増加に対応するように前記隙間εの高さが前方に向けて増加しているので、その隙間εに沿う冷却風の流れをスムーズに行わせることができる。
【0028】
第1冷却風通路39を通過する間にバッテリ10…を冷却した冷却風は第2冷却風通路47L ,47R に流入し、そこを前方に流れる間に電気部品45,46から下方に延びる冷却フィン451 …,461 …に接触して熱交換を行う。そして電気部品45,46の冷却を終えた冷却風は左右の冷却風排出ダクト48L ,48R を経てバッテリボックス9の外部に排出される。
【0029】
ところで、第1冷却風通路39の通路断面積は第2冷却風通路47L ,47R の通路断面積よりも大きいため、冷却風の流速は第1冷却風通路39において小さく、第2冷却風通路47L ,47R において大きくなる。従って、熱抵抗の大きい合成樹脂製の電槽を備えたバッテリ10…に低流速の冷却風を作用させて冷却効果を高めることができ、またバッテリ10…に比べて熱抵抗が小さい電気部品45,46の冷却フィン451 …,461 …に高流速の冷却風を作用させて冷却効果を高めることができる。このようにして第1冷却風通路39および第2冷却風通路47L ,47R の通路断面積を異ならせることにより、共通の冷却ファン40を用いながら、熱抵抗の異なるバッテリ10…および電気部品45,46の冷却を両立させることができる。
【0030】
またバッテリ10…を冷却する第1冷却風通路39を上流側に配置し、電気部品45,46を冷却する第2冷却風通路47L ,47R を下流側に配置したので、温度の許容範囲が狭い(例えば、45℃以下)バッテリ10…を温度上昇していない新鮮な外気で確実に冷却することができる。電気部品45,46はバッテリ10…を冷却して若干温度上昇した冷却風により冷却されることになるが、電気部品45,46はバッテリ10…に比べて温度の許容範囲が広い(例えば、60℃以下)ために支障はない。
【0031】
また冷却風が直接電気部品45,46に接触すると、冷却風に含まれる塵や水分によって電気部品45,46の信頼性や耐久性に悪影響が及ぶ可能性があるが、電気部品45,46から延びる冷却フィン451 …,461 …に冷却風を接触させ、電気部品45,46を電気部品収納室44に収納して冷却風に直接接触しないように構成したことにより、電気部品45,46の信頼性や耐久性を確保することができる。
【0032】
次に、図8および図9に基づいて本発明の第2実施例を説明する。
【0033】
第2実施例は、バッテリボックス9の後上方に対応するフロアパネル36上面に補助冷却室51を備える。補助冷却室51は隔壁52によって上側の電気部品収納室53と下側の第3冷却風通路54とに区画されており、電気部品収納室53には電気部品46,55および冷却ファン40が収納される。電気部品46は第1実施例と同じオンボードチャージャ25であり、電気部品55はダウンバータ26である。
【0034】
第3冷却風通路54は平面視で概略C字状に湾曲しており、その上流端に前記冷却ファン40が接続されるとともに、その下流端が3個の開口56…を介してバッテリボックス9内の第1冷却風通路39の上流端に連通する。そして電気部品収納室53に収納した電気部品46,55からそれぞれ下方に延びる冷却フィン461 …,551 …が第3冷却風通路54内に突出する。
【0035】
バッテリボックス9の後半部に形成された第1冷却風通路39の内部には、第1実施例と同様に24個のバッテリ10…が収納される。バッテリボックス9の前半部には電気部品収納室44および第2冷却風通路47が上下に区画されており、電気部品収納室44に収納した第1実施例と同じ電気部品45から下方に延びる冷却フィン451 …が、第2冷却風通路47の内部に突出している。
【0036】
而して、冷却ファン40により補助冷却室51の第3冷却風通路54に供給された冷却風は、そこに突出する冷却フィン461 …,551 …との間で熱交換を行って電気部品46,55を冷却した後、開口56…を通過してバッテリボックス9の第1冷却風通路39に流入する。そして第1冷却風通路39を前方に流れる間にバッテリ10…を冷却した冷却風は、第2冷却風通路57を通過する間に冷却フィン451 …との間で熱交換を行って電気部品45を冷却し、冷却風排出ダクト48L ,48R から外部に排出される。
【0037】
この第2実施例によっても、電気部品45,46,55から延びる冷却フィン451 …,461 …,551 …に冷却風を接触させ、電気部品45,46,55を電気部品収納室44,53に収納して冷却風に直接接触しないように構成したことにより、電気部品45,46,55を効果的に冷却しながら信頼性および耐久性を確保することができる。
【0038】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0039】
例えば、第1実施例では電気部品45,46を2つのブロックに分割し、第2実施例では電気部品45,46,55を3つのブロックに分割しているが、その分割の仕方は任意である。
【0040】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明によれば、電気部品及びバッテリを搭載したバッテリボックス内に、冷却ファンからの冷却風が流れ且つその冷却風で内部のバッテリを冷却する第1冷却風通路と、その第1冷却風通路の下流側に在って該第1冷却風通路を通過した冷却風が流れる第2冷却風通路と、その第2冷却風通路に隣接して配置されて電気部品を収納する電気部品収納室とを形成し、その電気部品収納室に収納した電気部品から延びる冷却フィンを第2冷却風通路内に突出させたので、冷却ファンから供給され第1冷却風通路を通過する際にバッテリを冷却した冷却風が第2冷却風通路を流れるとき、その第2冷却風通路内に突出する冷却フィンと冷却風との間で熱交換が行われて電気部品が冷却され、しかも電気部品は、第2冷却風通路に隣接して形成された電気部品収納室内に収納されて冷却風に直接接触しないため、冷却風に含まれる塵や水分によって電気部品の信頼性や耐久性が低下する虞がない。その上、共通の冷却ファンを用いながら、熱抵抗の異なるバッテリおよび電気部品の冷却を行うことができ、この場合、特にバッテリを冷却する第1冷却風通路を上流側に配置し、電気部品を冷却する第2冷却風通路を下流側に配置したことにより、温度の許容範囲が狭いバッテリを温度上昇していない新鮮な外気で確実に冷却することができ、またバッテリを冷却して若干温度上昇した冷却風により電気部品が冷却されても該電気部品の温度の許容範囲がバッテリに比べて広いために支障はない。
【0041】
また特に請求項2の発明によれば、第2冷却風通路の通路断面積が第1冷却風通路の通路断面積よりも小さく設定されているので、冷却風の流速は第1冷却風通路において小さく、第2冷却風通路において大きくなり、従って、熱抵抗の大きい合成樹脂製の電槽を備えたバッテリに低流速の冷却風を作用させて冷却効果を高めることができ、またバッテリに比べて熱抵抗が小さい電気部品の冷却フィンに高流速の冷却風を作用させて冷却効果を高めることができるため、共通の冷却ファンを用いながら、熱抵抗の異なるバッテリおよび電気部品の冷却を両立させることができる。
【0042】
また特に請求項4の発明によれば、バッテリボックス内でバッテリは、その前端側が後端側よりも高くなるように傾斜して配置されていて、第1冷却風通路においてバッテリの上面側には前方に向かって高さが減少する第1の隙間が、またバッテリの下面側には前方に向かって高さが増加する第2の隙間が形成されていると共に、その第1,第2の隙間を相互に連通させる第3の隙間が、前後に隣接するバッテリの相互間に形成されるので、第1冷却風通路の後端上部に供給された冷却風がバッテリの上面側の第1の隙間を前方に流れる過程で、その一部が第3の隙間を上から下に順次通過し、次いでバッテリの下面側の第2の隙間において合流した冷却風は該第2の隙間を第2冷却風通路に向けて前方に流れることになる。このとき、第1の隙間を前方に流れる冷却風の流量は、第3の隙間への冷却風の分岐により順次減少するが、その冷却風の流量の減少に対応するように第1の隙間の高さが前方に向けて減少しているので、その第1の隙間に沿う冷却風の流れをスムーズに行わせることができ、また第2の隙間を前方に流れる冷却風の流量は、第3の隙間からの冷却風の合流により順次増加するが、その冷却風の流量の増加に対応するように第2の隙間の高さが前方に向けて増加しているので、その第2の隙間に沿う冷却風の流れをスムーズに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電気自動車の全体側面図
【図2】電気自動車の全体斜視図
【図3】バッテリボックスを取り外した状態での電気自動車の全体斜視図
【図4】電気自動車の駆動系および制御系のブロック図
【図5】バッテリボックスの縦面断面図
【図6】図5の6−6線断面図
【図7】図5の7−7線断面図
【図8】本発明の第2実施例に係る、前記図5に対応する図
【図9】図8の9−9線断面図
【符号の説明】
5 モータ
10 バッテリ
39 第1冷却風通路
40 冷却ファン
41 冷却風導入口
44 電気部品収納室
45 電気部品
451 冷却フィン
46 電気部品
461 冷却フィン
47L 第2冷却風通路
47R 第2冷却風通路
53 電気部品収納室
57 第2冷却風通路
δ 第1の隙間
ε 第2の隙間
α 第3の隙間 [0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure for electric components in an electric vehicle that cools electric components connected to a running motor or a battery that supplies power to the motor with cooling air from a cooling fan.
[Prior art]
An electric vehicle is equipped with a battery for supplying power to a running motor, and electric components such as a motor controller for controlling driving and regeneration of the motor. Since these batteries and electric parts generate heat as the electric vehicle travels, they need to be cooled by cooling air supplied from a cooling fan.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the cooling air directly using the outside air acts directly on the delicate electric components, dust and moisture contained in the cooling air may adversely affect the reliability and durability of the electric components. Therefore, it is conceivable to remove the dust and moisture by filtering the outside air with a filter. However, this requires a special filter and increases the cost.
[0003]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to surely cool electric components of an electric vehicle without adversely affecting the reliability and durability of the electric components.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention of claim 1, an electric vehicle to cool the motor or electrical components connected to the battery for supplying power to the motor for driving the cooling air from the cooling fan, the electrical component and A first cooling air passage through which a cooling air from a cooling fan flows and cools the internal battery with the cooling air flows in a battery box in which the battery is mounted, and a first cooling air passage downstream of the first cooling air passage. 1 and a second cooling air passage through which cooling air passing through the cooling air passage flows, to form an electric equipment housing that houses the second said electrical component is positioned adjacent to the cooling air passage, the electrical component housing A cooling fin extending from an electric component housed in the chamber is projected into the second cooling air passage.
[0005]
According to the above feature , while the cooling air flows through the first cooling air passage, the battery is cooled by the cooling air. Then, the cooling air passing through the first cooling air passage flows into the second cooling air passage, and contacts the cooling fins extending from the electric components to exchange heat while flowing therethrough. That is, when the cooling wind supplied from cooling fan flows through the second cooling air passage, the electric parts heat exchange is performed between the cooling fins and the cooling air that projects its This is cooled, electrical components Is stored in the electrical component storage room formed adjacent to the second cooling air passage and does not directly contact the cooling air, so there is no possibility that the reliability and durability are reduced by dust and moisture contained in the cooling air. . In addition, it is possible to cool batteries and electric components having different thermal resistances while using a common cooling fan. In this case, in particular, a first cooling air passage for cooling the battery is arranged on the upstream side, and the electric components are cooled. By arranging the second cooling air passage for cooling on the downstream side, it is possible to surely cool the battery having a narrow allowable temperature range with fresh outside air whose temperature has not risen, and to cool the battery slightly to increase the temperature. Even if the electric components are cooled by the cooling air, no problem occurs because the allowable range of the temperature of the electric components is wider than that of the battery.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the above feature, the cross-sectional area of the second cooling air passage is set smaller than the cross-sectional area of the first cooling air passage. .
[0007]
According to the second aspect of the present invention, since the cross-sectional area of the first cooling air passage is larger than the cross-sectional area of the second cooling air passage, the flow velocity of the cooling air is small in the first cooling air passage, and the second cooling air flow is reduced. The cooling effect can be enhanced by applying low-speed cooling air to a battery provided with a synthetic resin battery case having a large thermal resistance and thus having a large thermal resistance. The cooling air with a high flow rate acts on the cooling fins of the parts to enhance the cooling effect. By making the passage cross-sectional areas of the first cooling air passage and the second cooling air passage different in this way, it is possible to simultaneously cool batteries and electric components having different thermal resistances while using a common cooling fan.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the above features of the first or second aspect, a cooling air inlet of the first cooling air passage is provided at a rear upper portion of the first cooling air passage. The cooling air passage is continuous with a lower part of the front end of the first cooling air passage.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above feature, the battery in the battery box is disposed so as to be inclined so that its front end side is higher than its rear end side, and the first cooling air passage is provided. A first gap whose height decreases forward is formed on the upper surface of the battery, and a second gap whose height increases forward is formed on the lower surface of the battery. A third gap that connects the first and second gaps to each other is formed between adjacent batteries in front and rear.
[0010]
According to the characteristic of the fourth aspect, in the process in which the cooling air supplied to the upper rear end of the first cooling air passage flows forward through the first gap on the upper surface side of the battery, a part of the cooling air flows into the third gap. Pass sequentially from top to bottom. Then the cooling air which has merged in the second gap of the lower surface side of the battery will flow forward toward the gap of the second to the second cooling air passage, this time, the flow of the first gap in the front The flow rate of the cooling air gradually decreases due to the branching of the cooling air to the third gap, but the height of the first gap δ decreases toward the front so as to correspond to the decrease in the flow rate of the cooling air. Therefore, the flow of the cooling air along the first gap can be smoothly performed. Also, the flow rate of the cooling air flowing forward in the second gap gradually increases due to the confluence of the cooling air from the third gap, and the height of the second gap is adjusted to correspond to the increase in the flow rate of the cooling air. Is increased toward the front, so that the flow of the cooling air along the second gap can be smoothly performed.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall side view of an electric vehicle, FIG. 2 is an overall perspective view of an electric vehicle, and FIG. 3 is an electric diagram with a battery box removed. FIG. 4 is a block diagram of a drive system and a control system of an electric vehicle, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a battery box, FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5, and FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG.
As shown in FIGS. 1 to 3, an electric vehicle V including left and right front wheels W FL and W FR and left and right rear wheels W RL and W RR has a pair of left and right side frames 1 L and 1 extending in a vehicle front-rear direction. The
[0012]
On the lower surface of the
[0013]
Next, a schematic configuration of a drive system and a control system of the electric vehicle V will be described with reference to FIG. In FIG. 4, a thick solid line represents a high-voltage / high-current line, an intermediate solid line represents a high-voltage / medium-low current line, a thin solid line represents a low-voltage / low-current line, and a broken line with an arrow represents a signal line. Are respectively shown.
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
A
[0017]
The managing
[0018]
Next, the structure of the
[0019]
At the rear of the
[0020]
As is apparent from FIG. 5, the
[0021]
A cooling
[0022]
An electric
[0023]
The second cooling air passage 47 of the left and right from the lower toward the front of the
[0024]
Therefore, the discharge cooling air which has passed through the first
[0025]
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described.
[0026]
When the cooling
[0027]
More specifically, in the process in which the cooling air supplied to the upper rear end of the first
[0028]
The cooling air that has cooled the
[0029]
Incidentally, since the passage cross-sectional area of the first
[0030]
Further, the first
[0031]
When the cooling air directly contacts the
[0032]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0033]
In the second embodiment, an
[0034]
The third
[0035]
Inside the first
[0036]
The cooling air supplied to the third
[0037]
Also in the second embodiment, cooling air is brought into contact with cooling
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, various design changes can be made in the present invention without departing from the gist thereof.
[0039]
For example, in the first embodiment, the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the cooling air from the cooling fan flows into the battery box in which the electric components and the battery are mounted, and the first cooling air passage for cooling the internal battery with the cooling air. A second cooling air passage downstream of the first cooling air passage, through which the cooling air passing through the first cooling air passage flows, and an electric component disposed adjacent to the second cooling air passage. And a cooling fin extending from the electric component housed in the electric component housing chamber is projected into the second cooling air passage, so that the cooling fin is supplied from the cooling fan and passes through the first cooling air passage. cooling air that has cooled the battery when flowing through the second cooling air passage, the electric parts by heat exchange with the cooling fins projecting into its second cooling air passage and the cooling air is cooled when , Moreover, electrical components, the second cooling air passage Because it does not directly contact the cooling air are accommodated in the electrical component housing chamber formed adjacent to, there is no fear of lowering the reliability and durability of the electrical components by dust or water contained in the cooling air. In addition, it is possible to cool batteries and electric components having different thermal resistances while using a common cooling fan. In this case, in particular, a first cooling air passage for cooling the battery is arranged on the upstream side, and the electric components are cooled. By arranging the second cooling air passage for cooling on the downstream side, it is possible to surely cool the battery having a narrow allowable temperature range with fresh outside air whose temperature has not risen, and to cool the battery slightly to increase the temperature. Even if the electric components are cooled by the cooling air, no problem occurs because the allowable range of the temperature of the electric components is wider than that of the battery.
[0041]
According to the second aspect of the present invention, the cross-sectional area of the second cooling air passage is set smaller than the cross-sectional area of the first cooling air passage. It is small and large in the second cooling air passage, so that a low-flow cooling air can be applied to a battery provided with a synthetic resin battery case having a high thermal resistance to enhance the cooling effect. Since the cooling effect can be enhanced by applying high-velocity cooling air to the cooling fins of electric components having low thermal resistance, it is possible to use a common cooling fan and simultaneously cool batteries and electric components having different thermal resistances. Can be.
[0042]
According to the fourth aspect of the present invention, in the battery box, the battery is arranged so as to be inclined such that the front end side thereof is higher than the rear end side, and the battery is disposed on the upper surface side of the battery in the first cooling air passage. A first gap whose height decreases toward the front is formed, and a second gap whose height increases toward the front is formed on the lower surface side of the battery, and the first and second gaps are formed. Is formed between the batteries adjacent to each other in the front-rear direction, so that the cooling air supplied to the upper rear end of the first cooling air passage passes through the first gap on the upper surface side of the battery. In the process of flowing forward, a part of the cooling air passes through the third gap sequentially from top to bottom, and then the cooling air that has merged in the second gap on the lower surface side of the battery passes through the second gap to the second cooling air. It will flow forward towards the passage. At this time, the flow rate of the cooling air flowing forward through the first gap gradually decreases due to the branching of the cooling air to the third gap, but the flow rate of the first gap is reduced so as to correspond to the decrease in the flow rate of the cooling air. Since the height decreases toward the front, the flow of the cooling air along the first gap can be smoothly performed, and the flow rate of the cooling air flowing forward through the second gap is the third. The height of the second gap increases toward the front so as to correspond to the increase in the flow rate of the cooling air. The flow of the cooling air along can be made smooth.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view of an electric vehicle. FIG. 2 is an overall perspective view of an electric vehicle. FIG. 3 is an overall perspective view of an electric vehicle with a battery box removed. FIG. 4 is a drive system and a control system of the electric vehicle. FIG. 5 is a vertical sectional view of the battery box. FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5. FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5. FIG. FIG. 9 corresponds to FIG. 5 according to an example. FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG.
5
39 first
41 cooling
δ 1st gap
ε Second gap
α Third gap
Claims (4)
前記電気部品(45,46)及びバッテリ(10)を搭載したバッテリボックス(9)内に、冷却ファン(40)からの冷却風が流れ且つその冷却風で内部のバッテリ(10)を冷却する第1冷却風通路(39)と、その第1冷却風通路(39)の下流側に在って該第1冷却風通路(39)を通過した冷却風が流れる第2冷却風通路(47 L ,47 R ,57)と、その第2冷却風通路(47 L ,47 R ,57)に隣接して配置されて前記電気部品(45,46,55)を収納する電気部品収納室(44)とを形成し、その電気部品収納室(44,53)に収納した電気部品(45,46)から延びる冷却フィン(451 ,46 1 )を第2冷却風通路(47L ,47R ,57)内に突出させたことを特徴とする、電気自動車における電気部品の冷却構造。In an electric vehicle motor for driving (5) or the motor (5) to the connected electrical component to the battery (10) for feeding the (45,4 6) is cooled by the cooling air from the cooling fan (40),
The cooling air from the cooling fan (40) flows into the battery box (9) in which the electric components (45, 46) and the battery (10) are mounted, and the cooling air cools the internal battery (10). a first cooling air passage (39), the second cooling air passage (47 the cooling air flows having passed through the first cooling air passage (39) in the downstream side of the first cooling air passage (39) L, and 47 R, 57), the second cooling air passage (47 L, 47 R, 57 ) to be located adjacent to housing the electrical components (45,46,55) electric component storage chamber (44) is formed and the electric equipment housing cooling fins extending from the electrical components housed in (44 and 53) (45,4 6) (45 1, 46 1) the second cooling air passage (47 L, 47 R, 5 7) An electric part in an electric vehicle, characterized by projecting into the electric part. Cooling structure.
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