JPH04275492A - 電気自動車の電力変換手段冷却装置 - Google Patents

電気自動車の電力変換手段冷却装置

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JPH04275492A
JPH04275492A JP3037548A JP3754891A JPH04275492A JP H04275492 A JPH04275492 A JP H04275492A JP 3037548 A JP3037548 A JP 3037548A JP 3754891 A JP3754891 A JP 3754891A JP H04275492 A JPH04275492 A JP H04275492A
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JP
Japan
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coolant
converter
charger
circulation path
inverter
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JP3037548A
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Ryoji Oki
良二 沖
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に設けられ
る種々の電力変換手段を冷却液を用いて効果的に冷却す
る電気自動車の電力変換手段冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電気自動車においては、外部の交流電源
などからの電力供給に基づき、主電池を充電し、この主
電池の電力により駆動モータ等を駆動させその走行を行
っている。従って、電気自動車内には、充電器や駆動モ
ータ用のインバータなど種々の電力変換手段が用いられ
ている。
【0003】従って、このような電力変換手段の加熱を
防止し、安定した作動状態を確保するため、これらの電
力変換手段を冷却する必要があり、従来、各電力変換手
段をファンを用いて冷却する空冷式冷却手段が広く用い
られている。
【0004】図3は、従来の電気自動車の電力変換手段
を空冷式機構にて冷却させるようにした構成例を示す図
である。
【0005】図において、交流電源10は外部に設けら
れた電源であり、コネクタ12にて電気自動車に接続さ
れる。電気自動車には交流電源10からの電力供給を受
ける充電器14が設けられており、この充電器14は交
流電源10からの電力を整流して主電池16を充電する
ものである。この主電池16の電力は、インバータ18
を介して駆動モータである三相のインダクションモータ
20に供給される。
【0006】また、主電池16は、DC−DCコンバー
タ22を介して補機電池24にも接続されており、主電
池16の電力は、DC−DCコンバータ22によって所
定電圧に降下され、補機電池24を充電し、さらにDC
−DCコンバータ22から補機系負荷への電力供給が行
われている。
【0007】そして、各電力変換手段である充電器14
、インバータ18及びDC−DCコンバータ22には、
これらの冷却を行うためのファン26a,26b及び2
6cがそれぞれ設置されている。これら各々の冷却ファ
ン26は、それぞれの電力変換手段のコンポーネントに
取り付けられており、それぞれ個別の送風によって冷却
作用を行っている。
【0008】また、冷却ファンを用いた電動機などの冷
却装置の例としては、特開昭55−77349号公報に
示されたような構造が知られており、通風量の増大によ
る冷却効果の向上などの改良などが種々行われている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車の性能の向上に伴い、電気自動車内に設けられる各
種電力変換器は、大出力化の傾向にある。従って、従来
のような冷却ファンによる空冷方式によっては、十分な
冷却作用を行うことが困難となっている。すなわち、冷
却ファンやフィンの大型化、さらに騒音の増大などの問
題があり、十分な空冷作用を達成できないという問題が
あった。
【0010】そこで、水冷方式の冷却手段を用いること
が考えられるが、水冷式の場合においても、より効率的
な構成をとらなければ、空冷方式の場合と同様に冷却装
置の大型化を招くという問題が生じ、効率的な冷却を行
うことができない。
【0011】発明の目的 本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなさ
れたものであり、その目的は電気自動車内に設けられる
各種電力変換手段を冷却液の循環により、効率的に冷却
することのできる電気自動車の電力変換手段冷却装置を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る外部電源からの電力供給を受け主電池
を充電する充電器と、前記主電池からの電力を交流電流
に変換し駆動モータに供給するインバータと、前記主電
池からの電力を受け電圧変換を行い補機系への電力供給
を行うDC−DCコンバータと、を含む電気自動車にお
いて、前記充電器、インバータ及びDC−DCコンバー
タにそれぞれ配管された一系統の冷却液循環経路と、前
記充電器、インバータ及びDC−DCコンバータのそれ
ぞれの温度を検出する温度検出手段と、前記冷却液循環
経路内の冷却液を正逆いずれかの方向に選択的に循環さ
せる冷却液ポンプと、前記冷却液循環経路の冷却液循環
路を充電器及びDC−DCコンバータのみを通る第1の
経路及びインバータ及びDC−DCコンバータのみを通
る第2の経路の2つの経路に分離可能とするバルブ装置
と、充電時には、循環路を第1の経路とし、走行時には
、前記循環路を第2の循環路とするように前記バルブ装
置を制御するバルブ制御手段と、前記温度検出手段から
の各検出温度に基づき、前記2つの経路の冷却液流れ方
向を高温側から低温側へとするように前記冷却液ポンプ
を制御するポンプ制御手段と、を含むことを特徴とする
【0013】
【作用】上記構成のように、本発明は、電気自動車に設
けられる各電力変換手段の冷却を、統一された1つの冷
却系によって行い、かつ充電時と走行時の2つのパター
ンに分け充電時に作動する充電器及びDC−DCコンバ
ータと走行時に作動するインバータ及びDC−DCコン
バータを選択的に冷却するようにしている。
【0014】すなわち、冷却液循環経路を2つの循環路
に分離するためのバルブ装置を設け、これをバルブ制御
装置によって制御することにより選択的に冷却液を循環
させるようにしている。
【0015】さらに、各温度検出手段にて各電力変換手
段の温度を検出しておき、この検出温度に基づき、それ
ぞれ2つの循環路における冷却液循環を、より温度の高
い電力変換手段から温度の低い方の電力変換手段の方向
へ流れるように冷却液流れ方向を調整するようにしてい
る。これは、冷却液ポンプをポンプ制御手段にて制御す
ることによって行っている。
【0016】これにより、1つの系統の冷却液の循環機
構により、電気自動車の作動状態に合せ的確に冷却液の
循環を行うと共に各電力変換手段の温度に対応した冷却
液の循環を行わせることができ、大型化を伴うことなく
水冷式の効率的な冷却を行うことが可能である。
【0017】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る冷却装置を備
えた電気自動車の概略構成を示す図であり、図3に示し
た従来の構成と同一の構成には同一の符号を付している
。図において、冷却液循環経路30(図上破線で示され
ている)は、充電器14、インバータ18及びDC−D
Cコンバータ22をそれぞれ経由するように配管されて
いる。そして、その経路上にラジエータ32並びに冷却
液を循環させるためのポンプモータ34を設置している
【0018】また、本発明の特徴的事項の1つであるバ
ルブ装置としてバイパス36及び38が設けられている
。これらのバイパス36,38は、それぞれ充電器14
及びインバータ18に設置された配管経路を短絡するよ
うに設けられており、バルブ36a,36b及び38a
,38bの開閉制御によって、それぞれの作動が調整さ
れている。各バルブ36a,36b,38a及び38b
の開閉制御は、バルブ操作ユニット40からの制御信号
に基づいて行われる。すなわち、バルブ操作ユニット4
0は、充電時(IGCH)であるか走行時(IG)であ
るかの信号を受け、この信号に基づき各バルブの開閉調
整を行いバイパス36及び38の作動制御を行うもので
ある。
【0019】モータポンプ34は、図上矢印100及び
200にて示した矢印方向に冷却液を循環させることが
できるものであり、ポンプモータ操作ユニット42から
の制御信号に基づいてこの冷却液の循環方向を調整して
いる。ポンプモータ操作ユニット42は、図示していな
い各電力変換手段14,18及び22の温度検出手段か
らの検出温度信号を受け、この温度に基づき、ポンプモ
ータ34の制御を行うものである。
【0020】次に、図2に示したフローチャートに基づ
き上記実施例の動作について説明する。
【0021】まず、ステップ1(以下単にS1と言う)
において、システムの起動が指示される。ここで、現在
の電気自動車の作動指示状態の判断が行われる(S2)
。すなわち、充電であるか走行であるかの判断が行われ
る。そして、充電指示である場合(YESの場合)、充
電器14及びDC−DCコンバータ22が起動される(
S3)。従って、冷却液の循環は、充電器14及びDC
−DCコンバータ22を経由させて行う必要があり、S
4にてバイパス38の開通が行われる。すなわち、バル
ブ操作ユニット40の指示信号により、バルブ36a及
び36bの開閉制御が行われバイパス36が閉じた状態
とされ、バルブ38a及び38bの開閉制御によりバイ
パス38が開放された状態となる。これによって、冷却
液は、充電器14及びDC−DCコンバータ22のみを
経由して流れることとなる。
【0022】次に、S5にて充電器14の温度TC と
DC−DCコンバータ22の温度TD との比較を行う
。これは、ポンプモータ操作ユニット42にて行われ、
その結果、DC−DCコンバータの温度TD の方が高
い場合(YESの場合)、S6にてポンプモータ34の
制御が行われ冷却液は矢印200方向に流れるように制
御される。また、逆に充電器14の温度TC の方が高
い場合(NOの場合)、S7にて矢印100方向に冷却
液が流れるように制御される。すなわち、温度の高い部
材側から先にラジエータ32からの冷却液が流される。
【0023】次に、S2において、充電中でないと判断
された場合(NOの場合)、S8において走行指示であ
るか否かが判断される。そして、走行指示でない場合(
NOの場合)、充電も走行も行われていないので、各部
の冷却は不要であるので、S9にてシステムが停止され
る。
【0024】そして、S8にて走行指示であると判断さ
れた場合(YESの場合)、S10にてインバータ18
及びDC−DCコンバータ22の起動が行われる。
【0025】そして、S11において、この走行中にお
いて動作するインバータ18及びDC−DCコンバータ
22に冷却液が供給されるようにバイパス36を開放し
、バイパス38を閉じる制御が行われる。すなわち、バ
ルブ操作ユニット40は、バルブ36及び36bの調整
によりバイパス36を開放し、充電器14内に冷却液が
流れないようにし、かつバルブ38a及び38bの調整
によりバイパス38を閉じ、インバータ18への冷却液
の供給を行うようにする。
【0026】さらに、S12において、上記S5と同様
にインバータ18の温度TI とDC−DCコンバータ
22の温度TD との比較が行われる。そして、インバ
ータ18の温度TI の方が大きい場合(NOの場合)
、ポンプモータ操作ユニット42による制御によってポ
ンプモータ34は、冷却液の流れを矢印200方向とな
るように動作する(S13)。そして逆にDC−DCコ
ンバータ22のTD の方が高い場合(YESの場合)
、S14にて矢印100方向に冷却液が流れるように制
御される。
【0027】このように、上記S6,S7及びS13,
S14において冷却液の循環方向を調整することにより
、ラジエータ32にて冷却された冷却液をまず温度の高
い方の電力変換手段に送り込むことができるので、効率
の良い冷却が可能となっている。すなわち、各コンポー
ネントを均等に冷却することができ、冷却不足や冷却過
剰を有効に防止することができるものである。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
自動車の電力変換手段冷却装置によれば、1つの系統の
水冷機構により、電気自動車に設けられる種々の電力変
換手段を効率的に冷却することが可能である。さらに、
冷却装置の大型化も伴うことがないので、電気自動車の
性能向上に伴う電力変換手段の大出力化にも対応するこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る冷却装置を備えた電気自動車の主
要構成部の概略構成図である。
【図2】実施例の冷却装置の動作を示すフローチャート
図である。
【図3】従来の空冷式の冷却機構を備えた電気自動車の
主要部の概略構成図である。
【符号の説明】
14  充電器 18  インバータ 22  DC−DCコンバータ 30  冷却液循環経路 32  ラジエータ 34  ポンプモータ 36,38  バイパス 36a,36b,38a,38b  バルブ40  バ
ルブ操作ユニット 42  ポンプモータ操作ユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部電源からの電力供給を受け主電池を充
    電する充電器と、前記主電池からの電力を交流電流に変
    換し駆動モータに供給するインバータと、前記主電池か
    らの電力を受け電圧変換を行い補機系への電力供給を行
    うDC−DCコンバータと、を含む電気自動車において
    、前記充電器、インバータ及びDC−DCコンバータに
    それぞれ配管された一系統の冷却液循環経路と、前記充
    電器、インバータ及びDC−DCコンバータのそれぞれ
    の温度を検出する温度検出手段と、前記冷却液循環経路
    内の冷却液を正逆いずれかの方向に選択的に循環させる
    冷却液ポンプと、前記冷却液循環経路の冷却液循環路を
    充電器及びDC−DCコンバータのみを通る第1の経路
    及びインバータ及びDC−DCコンバータのみを通る第
    2の経路の2つの経路に分離可能とするバルブ装置と、
    充電時には、循環路を第1の経路とし、走行時には、前
    記循環路を第2の循環路とするように前記バルブ装置を
    制御するバルブ制御手段と、前記温度検出手段からの各
    検出温度に基づき、前記2つの経路の冷却液流れ方向を
    高温側から低温側へとするように前記冷却液ポンプを制
    御するポンプ制御手段と、を含むことを特徴とする電気
    自動車の電力変換手段冷却装置。
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