JP7247726B2 - Cooling structure for vehicle electrical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、車両用電気装置の冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for vehicle electrical equipment.
車両には、複数の電気装置が搭載されている。例えば、小型車両におけるハイブリット車の場合、エンジンルームやフロア下部のスペースが小さいため、電気装置を車両室内に配置する場合がある。車両室内に電気機器が配置されている構造として、例えば、特許文献1に開示されているものが知られている。この例では、後部座席の下方側に電池パックが配置されている。
A vehicle is equipped with a plurality of electrical devices. For example, in the case of a hybrid vehicle among small vehicles, the space in the engine room and under the floor is small, so there are cases where the electric devices are arranged in the vehicle interior. 2. Description of the Related Art As a structure in which electrical equipment is arranged in a vehicle interior, for example, the structure disclosed in
上記例のような電池パック等の電気装置には、高電力仕様及び高電圧仕様の装置がある。このような仕様の電気装置には、例えば騒音、遮熱及び漏電等の対策が必要となる。特許文献1に開示されている電池パックは、冷却風が流れる冷却経路に設けられた吸気口に2つの冷却ファンが設けられており、2つの冷却ファンは、それぞれ互いに異なる動翼数を有しており、これにより各冷却ファンの騒音の間で生じ得る唸り音を抑制している。
Electrical devices such as battery packs as in the above examples include devices with high power specifications and high voltage specifications. Electrical devices with such specifications require countermeasures against, for example, noise, heat insulation, and electrical leakage. The battery pack disclosed in
一般に、小型車両では、車両用シートの下方側のスペースは狭い。この狭いスペースに上記例のような電気装置を配置して、室内空気で電気装置を冷却する場合、狭いスペースで温風が循環する可能性がある。これは、電気装置がオーバーヒートする可能性があり、電気装置の性能を安定させる上で、また、当該電気装置の耐久性を高める上で、改善の余地がある。 Generally, in small vehicles, the space below the vehicle seat is narrow. When the electric device as in the above example is arranged in this narrow space and the electric device is cooled by room air, warm air may circulate in the narrow space. This may cause the electrical device to overheat, and there is room for improvement in terms of stabilizing the performance of the electrical device and increasing the durability of the electrical device.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両室内に配置される電気装置の冷却性能を安定させることが可能な車両用電気装置の冷却構造を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle electric device cooling structure capable of stabilizing the cooling performance of an electric device arranged in a vehicle interior. is.
上記目的を達成するための本発明に係る車両用電気装置の冷却構造において、サイドシルとフロアトンネルとの間に位置する車両用シートの車両下方側には、所定の方向に延びる電気装置が配置され、該電気装置は、装置本体と、該装置本体を車両上方側から覆うカバー部材と、を有している。当該車両用電気装置の冷却構造において、前記装置本体は、前記カバー部材の内側で、前記カバー部材の長手方向の中心に対して一方側にずれて配置され、前記カバー部材の内側で、前記カバー部材の長手方向の他方側には、前記装置本体に隣接する空間が設けられており、前記装置本体の上部には、前記カバー部材の外の空気を吸気する吸気ファンが設けられ、前記空間が位置する前記カバー部材の内側には、前記カバー部材を車体下部に固定するための固定用ブラケットが設けられ、前記装置本体は、前記固定用ブラケットに向けて排気するように構成されている。 In the vehicle electric device cooling structure according to the present invention for achieving the above object, the electric device extending in a predetermined direction is arranged on the vehicle lower side of the vehicle seat positioned between the side sill and the floor tunnel. The electric device has a device body and a cover member that covers the device body from above the vehicle. In the vehicle electric device cooling structure, the device main body is arranged inside the cover member so as to be shifted to one side with respect to the longitudinal center of the cover member , and inside the cover member , A space adjacent to the apparatus main body is provided on the other side in the longitudinal direction of the cover member, and an intake fan for sucking air outside the cover member is provided above the apparatus main body . A fixing bracket for fixing the cover member to the lower part of the vehicle body is provided inside the cover member where the space is located, and the device main body is configured to exhaust air toward the fixing bracket. .
本発明によれば、車両室内に配置される電気装置の冷却性能を安定させることが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to stabilize the cooling performance of the electrical apparatus arrange|positioned in a vehicle interior.
以下、本発明に係る車両用電気装置の冷却構造の一実施形態について、図面(図1~図6)を参照しながら説明する。 An embodiment of a vehicle electrical device cooling structure according to the present invention will be described below with reference to the drawings (FIGS. 1 to 6).
なお、図において、矢印Fr方向は車両前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部(前端)及び後部(後端)」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印R,Fは、それぞれ車幅方向の右側、左側を示しており、本実施形態における「左右」は、乗員が車両前方を向いたときの「左側」及び「右側」に対応している。 In the drawings, the direction of arrow Fr indicates the front in the longitudinal direction of the vehicle. "Front part (front end) and rear part (rear end)" in the description of the embodiment correspond to the front part and the rear part in the longitudinal direction of the vehicle. Arrows R and F indicate the right side and the left side in the vehicle width direction, respectively. there is
本実施形態に係る車両用電気装置は、図1に示すように、車両室内1のフロアパネル41の上面に設置されており、助手席51用のシートクッションの下方車両下方側に配置されている。この例では、当該電気装置は、DC/DCコンバータ10である。DC/DCコンバータ10は、全体として車幅方向に延びる略直方体状の装置である。
As shown in FIG. 1, the vehicle electrical device according to the present embodiment is installed on the upper surface of the
先ず、DC/DCコンバータ10の周辺について説明する。助手席51は、車体フロアを構成するフロアパネル41の上面に設けられている。フロアパネル41には、図2に示すように、フロアトンネル42と、前側フロアクロスメンバ44と、後側フロアクロスメンバ46とが設けられている。
First, the periphery of the DC/
フロアトンネル42は、図1に示すように、運転席52と助手席51との間に配置され、フロアパネル41の上面から車両上方に膨出し、車両前後方向に延びている。また、フロアパネル41の車幅方向側部には、車両前後方向に延びるサイドシル43が接合されている。
As shown in FIG. 1, the
前側フロアクロスメンバ44は、図2に示すように、助手席51シートの前部の車両下方側に配置され、フロアトンネル42とサイドシル43と間に配置されている。前側フロアクロスメンバ44は、車幅方向に延びる部材で、車両下方に開くハット型の断面形状を有している。前側クロスメンバの前後の下部には、フランジが設けられ、フロアパネル41の上面に接合されている。また、前側フロアパネル41の車幅方向端部は、フロアトンネル42と、サイドシル43に接合されている。
As shown in FIG. 2 , the front
後側フロアクロスメンバ46は、前側フロアクロスメンバ44の車両後方側に間隔を空けて配置されて、フロアトンネル42とサイドシル43との間を車幅方向に延びている。後側フロアクロスメンバ46は、前側フロアクロスメンバ44と同様に、車両下方に開くハット型の断面形状を有し、後側フロアクロスメンバ46の前後の下部には、フロアパネル41に接合されるフランジが、設けられている。また、後側フロアクロスメンバ46の車幅方向端部は、前側フロアクロスメンバ44と同様に、フロアトンネル42の側部と、サイドシル43の側部に接合されている。
The rear
前側フロアクロスメンバ44及び後側フロアクロスメンバ46の上面には、助手席51を取り付けるためのシートブラケット45,47が設けられている。当該シートブラケット45,47は、当該上面の車幅方向両側に設けられており、車両前後方向に延びるシートレール49が取り付けられている(図1)。
車幅方向外側(サイドシル43側)のシートレール49は、前側フロアクロスメンバ44の外側の前側シートブラケット45と、後側フロアクロスメンバ46の外側の後側シートブラケット47とを架け渡すように車両前後方向に延びている。車幅方向内側(フロアトンネル42側)のシートレール49は、前側フロアクロスメンバ44の内側の前側シートブラケット45と、後側フロアクロスメンバ46の内側の後側シートブラケット47とを架け渡すように車両前後方向に延びている。
A
続いて、DC/DCコンバータ(電気装置)10について説明する。図3に示すように、DC/DCコンバータ10は、装置本体11と、カバー部材30とを有している。装置本体11の内部構造の詳細な説明は省略するが、装置本体11は、車幅方向に延びる略直方体であり、図示ない電気回路収容部と、該電気回路収容部の上面から車両上方に突出する複数の冷却フィン13(図5(B))と、該冷却フィン13を車両上方から覆う上蓋15と、上蓋15に取り付けられた吸気ファン18とを有している。吸気ファン18は、カバー部材30の外の空気(車両室1内の空気)を吸気する。また、装置本体11は、電気回路収容部及び冷却フィン13等を収容するための固定用ブラケット20を有している。
Next, the DC/DC converter (electrical device) 10 will be described. As shown in FIG. 3 , the DC/
電気回路収容部には、電気配線が接続されるコネクタ12が設けられている。当該コネクタ12は、図5(A)(B)に示すように、電気回路収容部の車幅方向内側部から、車幅方向内側に向かって突出している。コネクタ12の両側には、端子が設けられている。
A
上蓋15は、図5(A)に示すように、冷却フィン13を車両上方から覆う部材である。上蓋15の端部には、車両下方に突出する側壁が設けられ、該側壁は、冷却フィン13の根本の付近まで延び、冷却フィン13を取り囲んでいる。冷却ファン18は、上蓋15の上面内において、車両前後方向のほぼ中央で、やや左側に取り付けられている。
The
固定用ブラケット20は、装置本体11の電気回路収容部、冷却フィン13及び上蓋15を固定し、さらにカバー部材30を固定するための部材で、図3~図6に示すように、前壁21Aと、後壁21Bと、側壁21Cとを有し、例えばアルミニウム合金等の金属材料により形成されている。前壁21Aは、冷却フィン13及び上蓋15等の車両前方側に配置され、車両前方を臨み車幅方向に延びている。後壁21Bは、冷却フィン13及び上蓋15等の車両後方側に配置され、車両後方を臨み車幅方向に延びている。
The
側壁21Cは、図4及び図5に示すように、前壁21A及び後壁21Bの車幅方向外側端を繋ぐように車両前後方向に延びている。前壁21Aの車幅方向内側には、車幅方向内側に向かって延びる前内側フランジ部23Aが設けられ、後壁21Bの車幅方向内側には、車幅方向内側に向かって延びる後内側フランジ部23Bが設けられている。また、本実施形態では、後壁21Bの車幅方向内側には、フロアパネル41に対して起立するように縦壁部22が設けられている。縦壁部22は、後壁21Bの車幅方向内側端から、車幅方向内側に連続して延びている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
前内側フランジ部23A及び後内側フランジ部23Bは、図3に示すように、ボルト等によって、フロアパネル41に締結されている。前壁21Aの車幅方向中間部には、車両前方側に突出する前側フランジ部25Aが設けられている。前側フランジ部25Aは、前側フロアクロスメンバ44の上面にボルト等により締結されている。また、後壁21Bの車幅方向中間部には、車両後方側に突出する後側フランジ部25Bが設けられている。後側フランジ部25Bは、後側フロアクロスメンバ46の上面にボルト等により締結されている。
The front
続いて、カバー部材30について説明する。カバー部材30は、図2~図4に示すように、サイドシル43とフロアトンネル42との間で、車幅方向に延びる部材で、樹脂材料により形成され、天面部31と、該天面部31の端部から車両下方に突出している側壁面部とを有している。天面部31は、上蓋15及び吸気ファン18の車両上方に間隔を空けて配置されており、上蓋15及び吸気ファン18を車両上方から覆っている。天面部31には、複数の吸気口32が設けられている。
Next, the
装置本体11は、カバー部材30の内側で、カバー部材30の車幅方向中心に対して車幅方向の一方側にずれて配置され、車幅方向の他方側のカバー部材の内側には、装置本体に隣接する空間Sが設けられている。本実施形態では、装置本体11は、カバー部材30の内側で、カバー部材の車幅方向中心に対して車幅方向外側にずれて配置され、該空間Sは、装置本体11の車幅方向内側に設けられている。装置本体11は、吸気ファン18によって取り込んだ空気を、空間S内に排気するように構成されている。
The device
すなわち、装置本体11は、吸気ファン18によって冷却用の空気を取り込み、冷却フィン13に吹き付けて、冷却フィン13を冷却するように構成されている。冷却フィン13を冷却した空気は、空間Sに排気される。
That is, the apparatus
小型車の助手席51の車両下方側のスペースは狭いため、DC/DCコンバータ10のような電気装置を室内空気で冷却する際に、狭い空間で温風が循環し、冷却効率が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態では、上記位置に吸気ファン18を設けて、且つ装置本体11の車幅方向内側に隣接する空間Sを設けることにより、電気装置の冷却風の吸気と排気を所定の距離だけ離して配置することにより、温風の循環を低減することを可能にしている。
Since the space on the lower side of the
本実施形態では、吸気ファン18を助手席51の車両下方において車幅方向外側に配置している。なお、電気装置の装置本体11の上蓋15の上面に吸気ファン18を配置し、上方をカバー部材30で覆うことで、埃、ゴミ、水を直接取り込まないようにすることができる。また、装置本体11に隣接するように空間Sを設け、装置本体11は、当該空間Sに向けて所定の傾斜を有しながら車幅方向内側に排気するように構成されている。なお、図4及び図5(B)の矢印Xは、排気方向を概略的に示している。
In this embodiment, the
このように構成することにより、DC/DCコンバータ10の冷却空気は、助手席51の車両下方側のスペースのほぼ全ての領域を流れるようにすることができる。これにより、排気された空気を、吸気ファン18が直に吸気することを抑制することができる。その結果、本実施形態では、DC/DCコンバータ10の冷却効率を向上させることができる。
With this configuration, the cooling air for DC/
また、空間Sを覆うカバー部材30の内側には、縦壁部22が設けられている。縦壁部22は、空間Sを臨む壁面を有している。装置本体11は、縦壁部22の壁面に冷却フィン13を冷却した後の空気が吹き付けられるように構成されている。本実施形態では、この例の排気方向は、車幅方向内側に向かうに従い車両後方側に傾斜して縦壁部22に向かう。
A
また、排気が、樹脂製のカバー部材30に直接吹き付けられ、樹脂の温度が高くなる頻度が高くなると、カバー部材30の変形や、劣化が進行する可能性がある。このため、カバー部材30には、耐熱性等に優れた樹脂材料を用いる必要がある。これは、コストアップになる可能性がある。これに対して、本実施形態では、排気が空間Sに流れるため、当該排気は、空間Sを臨む金属製の縦壁部22に吹き付けて、カバー部材30に直接的に排気が当たらないようにしている。
Further, when the exhaust gas is directly blown onto the
また、本実施形態では、排気を拡散させるために、排気方向は、縦壁部22の長手方向(車幅方向)に対して傾斜する。縦壁部22が冷却用のフィンとして機能し、冷却効果が向上する。排気が縦壁部22に斜めに吹き付けられることにより、排気が乱流状態になり、空間Sの全体で排気が拡散され、空間S内の温度も低くなる。
Further, in this embodiment, the exhaust direction is inclined with respect to the longitudinal direction (vehicle width direction) of the
また、図6に示すように、固定用ブラケット20の縦壁部22には、車両前方に膨出する2つのビード22aが設けられている。これらのビード22aは、車両上下方向に延び、互いに車幅方向に間隔を空けて配置されている。また、隣り合うビード22aとビード22aとの間には、車両上下方向に延びるスリット22bが設けられている。なお、当該ビード22aは、後壁21B及び前壁21Aにも設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 6, the
上記のようにビード22aを設けて縦壁部22に凹凸を形成することにより、排気の流れを乱流にして、当該排気を拡散させることができる。その結果、排気の温度をより低減させることができる。さらに、スリット22bを設けることにより、排気の一部を、固定用ブラケット20とカバー部材30との間の空間に流すことで、分流し、適量の排気流れを樹脂製のカバー部材30に吹き付けて熱を拡散させ、カバー部材30の内部の空間を冷却に用いることができる。すなわち、固定用ブラケット20のみでなく、カバー部材30と固定用ブラケット20との間の空間も排気の冷却に用いることができる。
By providing the
ここで、さらに、縦壁部22には、孔を上下に分けて設けている。排気主流の高温ガスではなく、上下の比較的低温の流れをカバー部材30に吹き付けて、カバー部材30と固定用ブラケット20との間の狭い空間に、上下から排気流を流して、狭い(薄い)空間の全体を冷却に用いることができる。
Here, the
本実施形態のDC/DCコンバータ10は、内側のシートレール49と、サイドシル43と、前側フロアクロスメンバ44と、後側フロアクロスメンバ46とにより囲まれ、装置本体11は、車幅方向内側に向かって排気するように構成されている。
The DC/
このように構成することで、本実施形態の排気は、フロアトンネル42の側壁面と、前側フロアクロスメンバ44の車幅方向幅のうちフロアトンネル42側の半分程度の領域、及び後側フロアクロスメンバ46の車幅方向幅のうちフロアトンネル42側の半分程度の領域に、拡散される。このため、乗員が流速の大きい温風にさらされる可能性が低くなる。
With this configuration, the exhaust gas of the present embodiment is directed to the side wall surface of the
また、フロアトンネル42の側壁面は、フロアトンネル42の車幅方向外側部から車幅方向中心に向かうに従い上方に傾斜する傾斜壁となっているので、この構成では、排気の一部を、傾斜する側壁面が、上方に導風して拡散させることができる。サイドシル43の側壁面は、通常直立壁であるため、車幅方向外側に排気する場合よりも、本実施形態の排気方向の方が、上方に導風して拡散させる効果が高い。
In addition, since the side wall surface of the
また、シートレール49は、助手席51の車両下方側の空間のうちの、上側に配置されているので、特に、内側のシートレール49は、フロアトンネル42の側壁面で上方に導風される排気の流れについて、排気空間の上側の還流を避ける配置になっている。その結果、内側のシートレール49によって、吸気口32への排気の還流を低減させることが可能になる。
In addition, since the
また、本実施形態では、DC/DCコンバータ10の入出力の端子は、装置本体11の車幅方向内側に突出して、側面の中央に設けられている。高電圧を扱う上で、端子は内側に向けた方が側突での変形や偶発的な乗員の接触を低減させることができる。また、この場合、排気流れが端子周りに強く当たると、熱害の問題が懸念されるが、本案では、排気は空間Sの車両前後方向の中央を避けて、縦壁部22に斜めに吹き付けられるので、端子への温風が直接吹き付けられることは低減されている。
In addition, in the present embodiment, the input/output terminals of the DC/
本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。 The description of the present embodiment is an example for describing the present invention, and does not limit the invention described in the claims. Moreover, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the technical scope described in the claims.
上記実施形態では、電気装置をDC/DCコンバータ10について説明しているが、これに限らない。DC/DCコンバータ10よりも小型の電気装置を配置する場合、電気装置の長手方向を、車両前後方向に配置することも可能である。また、当該電気装置は、運転席52または後部座席53の車両下方側に配置することもできる。
Although the DC/
1 車両室内
10 DC/DCコンバータ(電気装置)
11 装置本体
12 コネクタ
13 冷却フィン
15 上蓋
18 冷却ファン
20 固定用ブラケット
21A 前壁
21B 後壁
21C 側壁
22 縦壁部
22a ビード
22b スリット
23A 前内側フランジ部
23B 後内側フランジ部
25A 前側フランジ部
25B 後側フランジ部
30 カバー部材
31 天面部
32 吸気口
41 フロアパネル
42 フロアトンネル
43 サイドシル
44 前側フロアクロスメンバ
45 前側シートブラケット
46 後側フロアクロスメンバ
47 後側シートブラケット
49 シートレール
51 助手席(車両用シート)
52 運転席
53 後部座席
1
11 Apparatus
52 driver's
Claims (3)
前記装置本体は、前記カバー部材の内側で、前記カバー部材の長手方向の中心に対して一方側にずれて配置され、
前記カバー部材の内側で、前記カバー部材の長手方向の他方側には、前記装置本体に隣接する空間が設けられており、
前記装置本体の上部には、前記カバー部材の外の空気を吸気する吸気ファンが設けられ、
前記空間が位置する前記カバー部材の内側には、前記カバー部材を車体下部に固定するための固定用ブラケットが設けられ、
前記装置本体は、前記固定用ブラケットに向けて排気するように構成されていることを特徴とする車両用電気装置の冷却構造。 An electrical device extending in a predetermined direction is arranged on the vehicle lower side of the vehicle seat positioned between the side sill and the floor tunnel, and the electrical device includes a device main body and a cover that covers the device main body from the vehicle upper side. A cooling structure for an electrical device for a vehicle, comprising:
the apparatus main body is arranged inside the cover member so as to be shifted to one side with respect to the longitudinal center of the cover member;
A space adjacent to the apparatus main body is provided inside the cover member and on the other side in the longitudinal direction of the cover member ,
An intake fan for sucking air outside the cover member is provided on the upper part of the device main body,
A fixing bracket for fixing the cover member to the lower part of the vehicle body is provided inside the cover member where the space is located,
A cooling structure for an electrical device for a vehicle , wherein the device main body is configured to exhaust air toward the fixing bracket .
前記電気装置の車両前方側には、車幅方向に延びる前側フロアクロスメンバが設けられ、
前記電気装置の車両後方側には、車幅方向に延びる後側フロアクロスメンバが設けられ、
前記フロアトンネルに隣接する位置に、車両前後方向に延びるシートレールが設けられ、
前記電気装置は、前記シートレールと、前記サイドシルと、前記前側クロスメンバと、前記後側クロスメンバとにより囲まれており、
前記カバー部材は、前記サイドシルと前記フロアトンネルとの間で、車幅方向に延びており、
前記装置本体は、前記カバー部材の車幅方向中心に対して車幅方向外側にずれて配置され、
前記カバー部材の内側で、前記装置本体より車幅方向内側には、前記装置本体に隣接する空間が設けられており、
前記カバー部材の上部の車幅方向外側部には、吸気口が設けられ、
前記装置本体の上部には、前記カバー部材の外の空気を吸気する吸気ファンが設けられ、
前記装置本体は、前記空間に向かって排気するように構成されていることを特徴とする、車両用電気装置の冷却構造。 An electrical device extending in a predetermined direction is arranged on the vehicle lower side of the vehicle seat positioned between the side sill and the floor tunnel, and the electrical device includes a device main body and a cover that covers the device main body from the vehicle upper side. A cooling structure for an electrical device for a vehicle, comprising:
A front floor cross member extending in the vehicle width direction is provided on the vehicle front side of the electric device,
A rear floor cross member extending in the vehicle width direction is provided on the vehicle rear side of the electric device,
A seat rail extending in the longitudinal direction of the vehicle is provided at a position adjacent to the floor tunnel ,
the electrical device is surrounded by the seat rail, the side sill, the front cross member, and the rear cross member;
The cover member extends in the vehicle width direction between the side sill and the floor tunnel,
the device main body is arranged to be shifted outward in the vehicle width direction with respect to the center of the cover member in the vehicle width direction;
A space adjacent to the device main body is provided inside the cover member and inward of the device main body in the vehicle width direction,
An intake port is provided at the vehicle width direction outer portion of the upper portion of the cover member,
An intake fan for sucking air outside the cover member is provided on the upper part of the device main body,
A cooling structure for an electrical device for a vehicle , wherein the device main body is configured to exhaust air toward the space .
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