WO2024225112A1 - 車両用駆動装置 - Google Patents

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WO2024225112A1
WO2024225112A1 PCT/JP2024/015107 JP2024015107W WO2024225112A1 WO 2024225112 A1 WO2024225112 A1 WO 2024225112A1 JP 2024015107 W JP2024015107 W JP 2024015107W WO 2024225112 A1 WO2024225112 A1 WO 2024225112A1
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case
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vehicle
electric machine
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前田拓洋
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Aisin Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive system.
  • JP 2019-170077 A discloses a vehicle drive device (1) including a rotating electric machine (rotor (20), stator (30)) that serves as a driving force source for wheels (803, 804), a drive control device (131) that drives and controls the rotating electric machine, a charger (136) that charges a battery (805) connected to the rotating electric machine via the drive control device (131) with power supplied from an external power source (900), and a case (10) that houses the rotating electric machine, the drive control device (131), and the charger (136) (reference numerals in parentheses in the background art are those of the referenced document).
  • a first storage chamber is formed on the lower side in the vertical direction (Z) in a vehicle-mounted position in which the vehicle drive device (1) is mounted on a vehicle, and a second storage chamber is formed on the upper side in which the drive control device (131) and the charger (136) are accommodated.
  • the first storage chamber is formed inside the cylindrical peripheral wall portion (10b) of the case (10).
  • the second storage chamber is formed as a rectangular box-shaped space inside a square tube portion (10e) adjacent to the upper side of the peripheral wall portion (10b) in the vertical direction (Z) on the radially outer side of the peripheral wall portion (10b).
  • the peripheral wall portion (10b) further includes a cooling portion (60) having a cooling flow path through which a refrigerant flows along the peripheral wall portion (10b).
  • the cooling flow path formed along the peripheral wall portion (10b) has an inlet (16) through which the refrigerant flows and an outlet (17) through which the refrigerant flows out, on the side of the square tube portion (10e).
  • the drive control device (131) is disposed on the side of the refrigerant flow path closer to the inlet (16), i.e., on the upstream side of the refrigerant flow path, and the charger (136) is disposed on the side of the refrigerant flow path closer to the outlet (17), i.e., on the downstream side of the refrigerant flow path. This allows the drive control device (131), which generates heat when driving the rotating electric machine, to be efficiently cooled by the cold refrigerant.
  • the battery (805) is charged by the external power source (900) while the vehicle is stopped, so the temperature of the refrigerant is unlikely to rise due to heat exchange with the drive control device (131), and the charger (136) is appropriately cooled even if it is disposed on the downstream side of the refrigerant flow path.
  • reactors (140) and smoothing capacitors (141) used to improve the power factor of the power system and stabilize the voltage are also arranged along the refrigerant flow path and are appropriately cooled by the refrigerant.
  • the vehicle drive device disclosed in the above document is equipped with a cooling structure capable of efficiently cooling multiple cooling objects.
  • a cooling structure capable of efficiently cooling multiple cooling objects.
  • other devices in a vehicle that are subject to thermal management such as an air conditioner.
  • a vehicle drive device includes a rotating electric machine with a rotor, an output member drivingly connected to wheels, a power transmission mechanism that transmits driving force between the rotating electric machine and the output member, an inverter module for driving and controlling the rotating electric machine, a power source module with a circuit electrically connected to an on-board battery, a refrigerant circuit module that constitutes at least a part of a refrigerant circuit that circulates refrigerant for an on-board air conditioner, and a case that includes a first storage chamber that accommodates the inverter module and a second storage chamber that accommodates the rotating electric machine and the power transmission mechanism, the power source module is accommodated in the first storage chamber, and the refrigerant circuit module includes an integrated portion that is a part integrated with the case, and the integrated portion includes a part that constitutes a part of the case and a part attached to the case.
  • the vehicle drive device not only includes an inverter module for controlling the drive of the rotating electric machine integrated with the rotating electric machine and the power transmission mechanism, but also includes a power supply module and a refrigerant circuit module for an in-vehicle air conditioner integrated with the rotating electric machine and the power transmission mechanism. Therefore, the wiring and piping connecting these elements can be reduced or shortened, making it easier to miniaturize the vehicle drive device. Furthermore, according to this configuration, not only the rotating electric machine, the power transmission mechanism, and the inverter module, but also the power supply module are housed in a case, and the refrigerant circuit module has an integrated part that is a part integrated with the case.
  • a thermal management system with the vehicle drive device at its core can be appropriately configured using parts included in the integrated part of the refrigerant circuit module. In this way, according to this configuration, it is possible to appropriately configure a thermal management system in a vehicle with the vehicle drive device at its core, and to configure the vehicle drive device in a small size.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a refrigerant circuit and a cooling water circuit.
  • FIG. 2 is a front view of the vehicle drive device as viewed from a first side in the front-rear direction; 1 is a rear view of the vehicle drive device as viewed from a second side in the front-rear direction;
  • FIG. 1 is a side view of a vehicle drive device as viewed from a second axial side;
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic arrangement of a cooling unit, an inverter module, and a power supply module;
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a refrigerant path in a refrigerant manifold;
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a vehicle drive device;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration example of a vehicle drive device;
  • FIG. 11 is a perspective view showing an example of the configuration of a vehicle drive device as viewed from a different direction from that shown in FIG.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view showing the configuration example of the vehicle drive device as viewed from a different direction from that of FIG. 11 .
  • the vehicle drive device 100 of this embodiment appropriately configures a thermal management system for the vehicle with the vehicle drive device 100 at its core, while preventing the vehicle from becoming too large.
  • a thermal management system for the vehicle with the vehicle drive device 100 at its core, while preventing the vehicle from becoming too large.
  • on-board components including the vehicle drive device 100, as small and lightweight as possible to improve mounting efficiency.
  • it is preferable to shorten the length of connecting components such as wiring and piping by arranging on-board components close to each other, or to integrate different devices to reduce wiring and piping.
  • the cooling water that cools the heat-generating devices in the vehicle is waste heat by a radiator, but the radiator is generally located at the very front of the vehicle to waste heat by the wind while driving.
  • small cars such as A-segment cars are often front-wheel drive to ensure interior space for passengers, and the driving force source of the wheels is also located at the front of the vehicle.
  • the air conditioner as well as many parts of the flow path through which the refrigerant used in the air conditioner flows, and the functional parts that perform heat exchange are also located at the front of the vehicle.
  • the vehicle drive device 100 integrates functional components that perform thermal management using cooling water or refrigerant with the vehicle drive device 100, thereby achieving overall miniaturization, weight reduction, and cost reduction of vehicle-mounted components.
  • driving connection refers to a state in which two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force, and includes a state in which the two rotating elements are connected so as to rotate integrally, or a state in which the two rotating elements are connected so as to be able to transmit a driving force via one or more transmission members.
  • Such transmission members include various members that transmit rotation at the same speed or at a variable speed, such as shafts, gear mechanisms, belts, chains, etc.
  • the transmission members may also include engagement devices that selectively transmit rotation and driving force, such as friction engagement devices and meshing engagement devices.
  • driving connection refers to a state in which the rotating element is connected to the planetary gear mechanism without passing through another rotating element of the planetary gear mechanism.
  • rotating integrally refers to rotating integrally regardless of whether the rotating element is separable or not.
  • multiple members that rotate integrally may be integrally formed from the same member, or may be made of different members and integrated by welding, spline connection, etc.
  • overlapping when viewed in a particular direction means that when an imaginary line parallel to the line of sight is moved in each direction perpendicular to the imaginary line, there is at least a portion of an area where the imaginary line intersects both of the two elements.
  • the vehicle drive device 100 comprises a rotating electric machine MG with a rotor 12, an output member drivingly connected to wheels W, and a power transmission mechanism GT that transmits driving force between the rotating electric machine MG and the output member.
  • the direction along the rotational axis A of the rotor 12 is defined as the axial direction L
  • the power transmission mechanism GT is disposed on one side of the axial direction L, that is, a first axial side L1, relative to the rotor 12.
  • the rotating electric machine MG is the source of driving force for the vehicle
  • the power transmission mechanism GT includes a reduction gear 6 and a differential gear mechanism 5.
  • the vehicle drive device 100 includes a rotating electric machine MG with a rotor 12, a pair of output members each of which is drivingly connected to the wheels W, a reduction gear 6 that reduces the rotation of the rotor shaft 13, a differential gear mechanism 5 that distributes the driving force from the rotating electric machine MG transmitted to a differential input element (differential case 50) via the reduction gear 6 to the pair of output members, and a case 9 that forms an accommodation chamber (a second accommodation chamber E2 described later) that accommodates the rotating electric machine MG, the reduction gear 6, and the differential gear mechanism 5.
  • a rotating electric machine MG with a rotor 12, a pair of output members each of which is drivingly connected to the wheels W
  • a reduction gear 6 that reduces the rotation of the rotor shaft 13
  • a differential gear mechanism 5 that distributes the driving force from the rotating electric machine MG transmitted to a differential input element (differential case 50) via the reduction gear 6 to the pair of output members
  • a case 9 that forms an accommodation chamber (a second accommodation chamber
  • the pair of wheels W includes a first wheel W1 and a second wheel W2, with the first wheel W1 being drivingly connected to the first drive shaft DS1 and the second wheel W2 being drivingly connected to the second drive shaft DS2.
  • the pair of side gears 52 which are output gears of the differential gear mechanism 5, include a first side gear 53 and a second side gear 54.
  • the first side gear 53 is drivingly connected to the first drive shaft DS1 via a connecting shaft J
  • the second side gear 54 is drivingly connected to the second drive shaft DS2.
  • the first side gear 53 and the connecting shaft J are connected by a spline connection
  • the second side gear 54 and the second drive shaft DS2 are also connected by a spline connection.
  • These connecting parts are spline engagement parts 59.
  • the output member is, for example, these spline engagement parts 59.
  • the output members may also be the first side gear 53, the second side gear 54, the first drive shaft DS1, the second drive shaft DS2, and the connecting shaft J.
  • the direction along the rotation axis A of the rotor 12 is referred to as the "axial direction L".
  • One side of the axial direction L is referred to as the "axial first side L1”
  • the other side of the axial direction L is referred to as the "axial second side L2”.
  • the rotating electric machine MG, the reduction gear 6, and the differential gear mechanism 5 are arranged coaxially in the order described from the axial second side L2 to the axial first side L1.
  • the vehicle drive device 100 of this embodiment has a single shaft configuration, and the shaft (rotation axis A) on which the rotating electric machine MG, the reduction gear 6, and the differential gear mechanism 5 are arranged is the rotation axis A of the vehicle drive device 100 and also the rotation axis of the rotating electric machine MG, the reduction gear 6, and the differential gear mechanism 5.
  • the direction perpendicular to the rotation axis A of the rotor 12 is referred to as the "radial direction”.
  • the side of the rotation axis A of the rotor 12 is referred to as the "radial inner side”
  • the opposite side is referred to as the "radial outer side”.
  • the direction along the vertical direction is defined as the "upper-lower direction Z"
  • the upper side is defined as the “upper side Z1 of the vertical direction Z”
  • the lower side is defined as the “lower side Z2 of the vertical direction Z”.
  • the vehicle drive device 100 is mounted horizontally on the vehicle, one of the radial directions coincides with the vertical direction Z.
  • the direction perpendicular to the axial direction L and the vertical direction Z is defined as the "front-rear direction H”
  • one side of the front-rear direction H is defined as the "first front-rear side H1”
  • the other side is defined as the "second front-rear side H2".
  • the first front-rear side H1 is the front side of the vehicle
  • the second front-rear side H2 is the rear side of the vehicle.
  • the "opening direction X,” “opening surface direction Y,” and “specific opening surface direction Ya (first direction)” are defined based on the vehicle drive device 100 as described below.
  • the “opening surface direction Y” is a direction perpendicular to the "opening direction X”
  • the “specific opening surface direction Ya” is a specific direction within the “opening surface direction Y” and corresponds to the "first direction.”
  • the "opening direction X" coincides with the "vertical direction Z”
  • the “specific opening surface direction Ya” coincides with the "front-rear direction H.”
  • the "opening direction first side X1," which is one side of the "opening direction X” coincides with the "upper side Z1 of the vertical direction Z”
  • the “opening direction second side X2,” which is the other side coincides with the "lower side Z2 of the vertical direction Z.”
  • the vehicle drive device 100 further includes an inverter module INV for driving and controlling the rotating electric machine MG, a power supply module PWR having a circuit electrically connected to the vehicle battery BT, and a refrigerant circuit module 2 constituting at least a part of a refrigerant circuit 20 (see FIG. 4) that circulates a refrigerant for the vehicle air conditioner.
  • the case 9 includes a first storage chamber E1 that houses the inverter module INV, and a second storage chamber E2 that houses the rotating electric machine MG and the power transmission mechanism GT.
  • the power supply module PWR is housed in the first storage chamber E1.
  • the power supply module PWR includes at least one of the following circuits electrically connected to the vehicle battery BT: a converter 61 (voltage conversion circuit) that converts the voltage of the vehicle battery BT, an external charging circuit (charging circuit) that charges the vehicle battery BT from the external power source 60, and an external discharge circuit (power supply circuit) that supplies power from the vehicle battery BT to the outside.
  • a converter 61 voltage conversion circuit
  • an external charging circuit charging circuit
  • power supply circuit power supply circuit
  • power supply circuit power supply circuit that supplies power from the vehicle battery BT to the outside.
  • the power supply module PWR has all three of these circuits.
  • the power supply module PWR is shown to have a charging circuit 62 (bidirectional charging circuit) that has the functions of both an external charging circuit and an external discharging circuit.
  • the case 9 includes a case body 90, which is a housing member that is the core of the first housing chamber E1 and the second housing chamber E2, and three cover members (a first cover 93, a second cover 94, and a third cover 95).
  • the case body 90 has a first case portion 91 and a second case portion 92.
  • the first case portion 91 is a portion in which the first housing chamber E1 that houses the inverter module INV and the power supply module PWR is formed.
  • the second case portion 92 is a portion in which the second housing chamber E2 that houses the rotating electric machine MG and the power transmission mechanism GT is formed.
  • the power supply module PWR does not necessarily have to be mounted on the vehicle drive device 100.
  • the first case portion 91 can also be said to be a case that houses the inverter module INV.
  • first case portion 91 and the second case portion 92 are integrally formed from the same member, but the structure of the case 9 is not limited to this.
  • the case 9 may be configured such that the first case portion 91 and the second case portion 92 are formed from separate members and are integrated together by fastening members such as bolts, welding, etc.
  • the first case part 91 is formed in a rectangular box shape with an opening on the upper side Z1 in the vertical direction Z when mounted on the vehicle.
  • the direction perpendicular to the opening surface of the first opening 9a, which is the opening of the first case part 91, is referred to as the "opening direction X".
  • the first case part 91 has a peripheral wall part 96 that surrounds the first opening 9a and is arranged to extend along the opening direction X that coincides with the vertical direction Z when mounted on the vehicle.
  • the first opening 9a is closed by a first cover 93.
  • the first opening 9a corresponds to the opening of the case 9 (first case part 91) that houses the inverter module INV
  • the first cover 93 corresponds to a cover that closes this opening (first opening 9a).
  • the first storage chamber E1 and the second storage chamber E2 are arranged to be aligned in the opening direction X.
  • the second case portion 92 is formed in a cylindrical shape with openings on both sides in the axial direction L, and includes a cylindrical peripheral wall portion 97.
  • the cylindrical peripheral wall portion 97 surrounds the power transmission mechanism GT from the radial outside, and corresponds to the portion surrounding the second storage chamber E2 of the case 9.
  • the opening formed on the second axial side L2 is the second opening 9b
  • the opening formed on the first axial side L1 is the third opening 9c.
  • the second opening 9b is closed by the second cover 94
  • the third opening 9c is closed by the third cover 95.
  • the second cover 94 and the third cover 95 have through holes through which the drive shafts (first drive shaft DS1, second drive shaft DS2) described above pass.
  • the rotating electric machine MG functions as a driving force source for the pair of wheels W.
  • the rotating electric machine MG is electrically connected to an on-board battery BT, which is a DC power source composed of a power storage device such as a secondary battery or a capacitor, via an inverter circuit PM.
  • the rotating electric machine MG has a function as a motor (electric motor) that receives power from the on-board battery BT to generate power, and a function as a generator (electric generator) that receives power from the wheels W to generate power.
  • the rotating electric machine MG generates driving force by running using the power stored in the on-board battery BT, and also generates power using the driving force transmitted from the pair of wheels W to charge the on-board battery BT.
  • the on-board battery BT is a high-voltage DC power source with a rated voltage of about 48 volts to 400 volts.
  • the vehicle battery BT is configured to be charged not only by the power generated by the rotating electric machine MG, but also by power supplied from an external power source 60, such as a commercial power source rated at approximately 100 to 240 volts AC. For this reason, the vehicle battery BT is configured to be connectable to the external power source 60 via a charging circuit 62.
  • the external power source 60 and the charging circuit 62 are shown as being connected by wire, for example, via a connector, but this is not the only possible configuration.
  • power may be supplied from the external power source 60 to the charging circuit 62 in a non-contact manner, such as by electromagnetic induction.
  • a charging control unit 64 is provided to control the charging circuit 62. In this embodiment, the charging control unit 64 is included in the power supply module PWR.
  • the charging circuit 62 is configured to have the function of an external discharging circuit in addition to the function of an external charging circuit, as described above.
  • the charging circuit 62 may be configured to have only the function of an external charging circuit.
  • the vehicle battery BT also supplies power to a low-voltage DC power source B having a rated voltage of about 12 to 24 volts.
  • the low-voltage DC power source B serves as a power source for auxiliary devices such as the vehicle headlights, power windows, power steering, vehicle air conditioner, and electric oil pump, as well as a power source for various control devices within the vehicle.
  • the low-voltage DC power source B is charged with power generated by an alternator linked to the vehicle's driving power source (e.g., an internal combustion engine).
  • the low-voltage DC power source B is configured to be charged with power from the vehicle battery BT (high-voltage DC power source) which has a higher voltage and a larger storage capacity than the low-voltage DC power source B.
  • the vehicle battery BT high-voltage DC power source
  • a converter 61 (voltage conversion circuit) is provided to convert the voltage of the vehicle battery BT.
  • the converter 61 is, for example, a step-down DC/DC converter.
  • DC/DC converters are non-insulated types such as chopper types and charge pump types, and insulated types using a transformer. If it is preferable that the circuit supplied with power from the vehicle battery BT and the circuit supplied with power from the low-voltage DC power supply B are electrically insulated, the converter 61 may be of an insulated type.
  • the insulated DC/DC converter is configured to include a switching element, and the converter 61 is controlled by a converter control unit 63. In this embodiment, the converter control unit 63 is included in the power supply module PWR.
  • Some vehicles are equipped with an AC power socket (alternating current power socket) for supplying power to general home appliances and the like.
  • AC power sockets are configured to be capable of outputting alternating current with a rated voltage of 100 volts to 200 volts.
  • the AC power supplied from the AC power socket is generated from the vehicle battery BT using an inverter (not shown).
  • Such an inverter also corresponds to a voltage conversion circuit, and if the vehicle has such an inverter, the inverter and the inverter control unit that controls it can also be included in the power supply module PWR.
  • the rotating electric machine MG includes a stator 11 fixed to the case 9 and a rotor 12 connected to the rotor shaft 13 so as to rotate integrally with the rotor shaft 13.
  • the rotating electric machine MG is an inner rotor type rotating electric machine, and the rotor 12 is disposed radially inside the stator 11.
  • the rotating electric machine MG is a rotating field type rotating electric machine, and the stator 11 includes a stator core 11a and a stator coil 11b wound around the stator core 11a.
  • the rotor 12 includes a rotor core 12a and a permanent magnet (not shown) fixed to the rotor core 12a.
  • the rotor shaft 13 is formed in a cylindrical shape coaxial with the rotor core 12a, and a sun gear SG of a planetary gear mechanism constituting the reduction gear 6 is disposed on the outer periphery of the rotor shaft 13 on the first axial side L1 so as to rotate integrally with the rotor shaft 13.
  • the sun gear SG is an input element of the reduction gear 6.
  • the rotating electric machine MG is driven and controlled by the rotating electric machine control unit 17 based on the target torque of the rotating electric machine MG, which is set according to a command from the vehicle control unit 300, which is a higher-level control unit.
  • the rotating electric machine control unit 17 controls the switching of the inverter circuit PM, which is composed of multiple switching elements, to cause the inverter circuit PM to convert power between DC and multiple-phase (three-phase in this embodiment) AC.
  • the operating voltage of the rotating electric machine control unit 17 is about 3.3 volts to 5 volts
  • the input/output voltage of the inverter circuit PM is about 48 volts to 400 volts
  • the voltage of the switching control signal of the switching element that constitutes the inverter circuit PM is about 15 volts to 24 volts.
  • a driver 18 is provided between the rotating electric machine control unit 17 and the inverter circuit PM, which amplifies the voltage of the switching control signal output from the rotating electric machine control unit 17, increases the driving force, and supplies it to the inverter circuit PM.
  • the inverter circuit PM is composed of multiple switching elements.
  • the inverter circuit PM has multiple sets (three sets in this case) of arms for one AC phase, which are configured with a series circuit of an upper-stage switching element on the positive side of DC and a lower-stage switching element on the negative side.
  • Each switching element is equipped with a freewheel diode with the forward direction being from the negative pole to the positive pole (from the lower side to the upper side).
  • Power semiconductor elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), power MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), SiC-MOSFETs (Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FETs), SiC-SITs (SiC - Static Induction Transistors), and GaN-MOSFETs (Gallium Nitride - MOSFETs) are suitable for use as switching elements.
  • the inverter circuit PM is configured as a power module in which switching elements are integrated together with freewheel diodes.
  • a cooling unit 38 is provided to cool the switching elements.
  • the cooling unit 38 is provided with a cooling water passage 39 through which cooling water flows. Note that cooling is not limited to a form of direct heat exchange between the part to be cooled and the cooling water, but also includes a form of heat exchange between the part to be cooled and the cooling water via a heat transfer medium such as oil or a heat sink.
  • the inverter module INV is configured to include at least the switching elements that constitute the inverter circuit PM and a cooling unit 38 that cools the switching elements.
  • the inverter module INV further includes a rotating electric machine control unit 17 and a driver 18. That is, in this embodiment, the inverter module INV is configured to include the rotating electric machine control unit 17, the driver 18, the inverter circuit PM, and the cooling unit 38.
  • the inverter module INV may be configured by the switching elements that constitute the inverter circuit PM and the cooling unit 38, without including the rotating electric machine control unit 17 and the driver 18.
  • a DC link capacitor 16 smoothing capacitor that smoothes the voltage on the DC side of the inverter circuit PM is provided on the DC side of the inverter circuit PM, that is, between the inverter circuit PM and the vehicle battery BT.
  • the inverter module INV may include the DC link capacitor 16.
  • the rotating electric machine control unit 17 performs current feedback control based on the rotational position of the rotor 12 (magnetic pole position of the permanent magnet), the rotational speed of the rotor 12, and the current flowing through the stator coil 11b of each of the three phases, to drive and control the rotating electric machine MG via the inverter circuit PM.
  • the rotational position of the rotor 12 is detected by a rotation sensor 14 such as a resolver.
  • the current flowing through the stator coil 11b is detected by a current sensor 15.
  • the current sensor 15 is preferably a non-contact type current sensor installed near a power line such as a bus bar connecting the inverter circuit PM and the stator coil 11b of the rotating electric machine MG, as shown in FIG. 8.
  • the power supply module PWR is also configured to include at least a converter 61 (voltage conversion circuit) and a charging circuit 62.
  • the converter 61 and the charging circuit 62 are configured using a common substrate.
  • the power supply module PWR is also configured to include a converter 61, a converter control unit 63, a charging circuit 62, and a charging control unit 64, as shown in FIG. 3.
  • the rotating machine control unit 17 included in the inverter module INV and the converter control unit 63 and charging control unit 64 included in the power supply module PWR are formed on a single substrate to form a control substrate ECU.
  • the control substrate ECU can also be called an integrated control substrate in which the functions of multiple control units are integrated.
  • the inverter circuit PM switching element
  • DC link capacitor 16 which smoothes the pulsating DC voltage, generates heat due to the flow of current.
  • the converter 61 also has a switching element, which also generates heat due to the current flowing during switching operation.
  • the charging circuit 62 also generates heat because a current is supplied from the external power source 60 to charge the vehicle battery BT.
  • the cooling unit 38 has a cooling water passage 39 through which cooling water flows, and these heat-generating components are appropriately cooled by being attached to the cooling unit first surface 38a. Note that the inverter circuit PM generates the most heat and reaches the highest temperature.
  • the cooling water passage 39 is formed in the cooling unit 38 so that the portion that cools the inverter circuit PM is downstream, that is, so that the cooling water flows from the power supply module PWR side to the inverter module INV side.
  • the cooling water By circulating the cooling water from an area that generates a low amount of heat to an area that generates a high amount of heat, the cooling object that generates heat can be appropriately cooled while suppressing the temperature rise of the cooling water.
  • the rotating electric machine MG is driven, that is, while the vehicle is running, the on-board battery BT is almost never charged from the external power source 60.
  • the driver 18 is disposed on the upper side Z1 (first side X1 in the opening direction) of the inverter circuit PM in the vertical direction Z.
  • the control board ECU is disposed across the rotating electric machine control unit 17, the converter control unit 63, and the charging control unit 64.
  • the control board ECU is disposed so that, in the vertical direction (opening direction), the inverter circuit PM, the driver 18, and the rotating electric machine control unit 17 overlap, the converter 61 and the converter control unit 63 overlap, and the charging circuit 62 and the charging control unit 64 overlap.
  • the power supply module PWR is disposed adjacent to the inverter module INV on the first axial side L1.
  • the control board ECU is disposed across the rotating electric machine control unit 17, the converter control unit 63, and the charging control unit 64 along the axial direction L.
  • the control board ECU is disposed between the inverter circuit PM (switching element) and the refrigerant circuit module 2 in the vertical direction Z, as shown in FIG. 1.
  • the reducer 6 is configured as a planetary gear mechanism including an input element that rotates integrally with the rotor shaft 13, a fixed element fixed to the case 9, an output element that rotates integrally with the differential input element (differential case 50), and planetary gears.
  • This planetary gear mechanism is a composite planetary gear mechanism including one sun gear SG, two ring gears (first ring gear RG1, second ring gear RG2), two planetary gears (first planetary gear PG1, second planetary gear PG2) that rotate integrally, and a carrier CR that rotatably supports the two planetary gears.
  • the first planetary gear PG1 is formed with a smaller diameter than the second planetary gear PG2.
  • the sun gear SG rotates integrally with the rotor 12 and rotor shaft 13.
  • the second ring gear RG2 is fixed to the case 9.
  • the first ring gear RG1 is disposed on the first axial side L1 relative to the second ring gear RG2 and is connected to the differential case 50 so as to rotate integrally with the differential case 50.
  • the second planetary gear PG2 meshes with the sun gear SG and the second ring gear RG2, and the first planetary gear PG1 rotates integrally with the second planetary gear PG2 and meshes with the first ring gear RG1.
  • the sun gear SG is the input element
  • the second ring gear RG2 is the fixed element
  • the first ring gear RG1 is the output element.
  • the carrier CR is not connected to any rotating element or fixed element.
  • the differential gear mechanism 5 is a bevel gear type differential gear mechanism, and includes a pinion gear 51 and a side gear 52, both of which are bevel gears.
  • the pinion gear 51 is supported by the differential case 50 and rotatably supported by a pinion shaft 55 that is arranged to extend radially.
  • the pinion shaft 55 rotates integrally with the differential case 50, and the pinion gear 51 is configured to rotate (spin) around the pinion shaft 55 and to rotate (revolve) around the rotation axis A of the differential case 50.
  • the multiple pinion shafts 55 are arranged radially (e.g., in a cross shape) around the rotation axis A of the differential case 50, and a pinion gear 51 is attached to each of the multiple pinion shafts 55.
  • the differential case 50 houses the pinion gear 51, the side gear 52, and the pinion shaft 55 inside.
  • the side gear 52 includes a first side gear 53 and a second side gear 54, and is arranged in a pair spaced apart in the axial direction L.
  • the first side gear 53 and the second side gear 54 mesh with each of the pinion gears 51 and are arranged to rotate around the rotation axis A of the differential case 50.
  • the first side gear 53 is connected to a connecting shaft J that extends along the axial direction L through the reduction gear 6 and the radial inside of the hollow cylindrical rotor shaft 13.
  • the connecting shaft J is connected to rotate integrally with the first drive shaft DS1 that is drivingly connected to the first wheel W1, which is the wheel W on the second axial side L2. Therefore, the first side gear 53 is drivingly connected to the first wheel W1 via the connecting shaft J.
  • the second side gear 54 is connected to rotate integrally with the second drive shaft DS2 that is drivingly connected to the second wheel W2, which is the wheel W on the first axial side L1.
  • the first side gear 53 and second side gear 54 are the differential gear mechanism 5 and can also be considered to be output members.
  • Each of the first side gear 53 and second side gear 54 has a gear portion that meshes with the pinion gear 51 and a spline engagement portion 59 that is connected to the connecting shaft J or the second drive shaft DS2.
  • the gear portion corresponds to the rotating member included in the differential gear mechanism 5
  • the spline engagement portion 59 corresponds to the output member.
  • the rotating electric machine MG and the power transmission mechanism GT are often lubricated (including cooled) by oil, and the vehicle drive device 100 of this embodiment is also lubricated by oil.
  • oil stored in an oil reservoir formed on the lower side Z2 of the case 9 is scooped up by the oil pump OP (see Figures 4 and 7) and the gears of the power transmission mechanism GT, and is supplied to lubrication targets such as bearings and cooling targets such as the stator coil 11b of the rotating electric machine MG.
  • the oil flow path 40 shown in Figure 4 illustrates an example of a form in which oil discharged from the oil pump OP is supplied to the rotating electric machine MG (such as the bearings of the stator coil 11b and the rotor shaft 13) and the power transmission mechanism GT (such as the bearings of each gear).
  • the temperature of the oil used for cooling rises, so an oil cooler OC for cooling the oil is also connected to the oil flow path 40.
  • the oil cooler OC cools the oil by exchanging heat with cooling water.
  • the oil cooler OC is a heat exchanger that exchanges heat between the oil contained in the second storage chamber E2 and the cooling water.
  • the oil cooler OC is contained in the first storage chamber E1.
  • the oil cooler OC corresponds to the "second heat exchanger.”
  • the inverter module INV is equipped with a cooling unit 38 that cools the switching elements that constitute the inverter circuit PM.
  • the vehicle drive device 100 has a cooling water circuit module 3 that constitutes a cooling water circuit 30 that circulates the cooling water through a path that passes through the cooling unit 38 and the radiator 37 (vehicle radiator).
  • the cooling water circuit 30 is connected to the radiator 37, the first water pump 36, the cooling unit 38, and the three-way valve 35.
  • the cooling water circuit module 3 includes at least a water passage formed in the case 9 and the cooling unit 38.
  • the cooling water circuit module 3 may further include a three-way valve 35 and a first water pump 36.
  • the cooling water cooled (heat dissipated) by the radiator 37 is sent to the cooling water circuit 30 by the first water pump 36, absorbs heat from the inverter module INV and the power supply module PWR in the cooling unit 38, and returns to the radiator 37 via the three-way valve 35 to be dissipated heat.
  • the oil cooler OC described above is also connected to the cooling water circuit 30.
  • the oil cooler OC cools the oil flowing through the oil passage 40 by exchanging heat with the cooling water flowing through the cooling water circuit 30.
  • a water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) is also connected to the cooling water circuit 30.
  • the water-cooled condenser 31 exchanges heat between the refrigerant of the vehicle air conditioner and the cooling water, and cools the refrigerant whose temperature has increased.
  • the water-cooled condenser 31 is a heat exchanger that exchanges heat between the cooling water and the refrigerant to cool the inverter module INV.
  • the water-cooled condenser 31 is arranged outside the case 9. In this embodiment, the water-cooled condenser 31 corresponds to the "first heat exchanger".
  • the coolant whose temperature has risen after passing through the cooling unit 38, oil cooler OC, and water-cooled condenser 31, passes through the three-way valve 35 and returns to the radiator 37, where heat is wasted.
  • heat dissipation by the radiator 37 is not necessary. In such cases, the three-way valve 35 switches the flow path of the coolant so that the coolant is circulated without passing through the radiator 37.
  • the water-cooled condenser 31 is connected to the refrigerant circuit 20 through which the refrigerant for the vehicle air conditioner flows.
  • the refrigerant circuit 20 has a path (first flow path 20a) that runs from the water-cooled condenser 31 via the first valve V1, through the evaporator 44, to the accumulator 41, and a path (second flow path 20b) that runs from the water-cooled condenser 31 via the second valve V2 to the accumulator 41, and further through the compressor 42, the cabin condenser 43, and back to the water-cooled condenser 31 via the third valve V3.
  • the evaporator 44 is the core functional component of the air conditioner, and removes heat from the surroundings by vaporizing the refrigerant, releasing cool air into the vehicle cabin.
  • the accumulator 41 separates the liquid from the refrigerant, which is a mixture of gas and liquid, and supplies only the gas (refrigerant gas) to the compressor 42.
  • the compressor 42 compresses the relatively low-temperature, low-pressure refrigerant gas to a high temperature and high pressure.
  • the cabin condenser 43 is the heat source for heating using the heat pump system, and releases the heat condensed by the compressor 42 into the vehicle cabin.
  • the refrigerant leaving the cabin condenser 43 flows to the water-cooled condenser 31 via the third valve V3, which is an expansion valve.
  • the battery heat sink 34 also cools the vehicle battery BT by heat exchange with the cooling water, and the cooling water whose temperature has risen is cooled by heat exchange with the refrigerant in the chiller 32. For this reason, a third flow path 20c is formed as a path through which the refrigerant travels from the water-cooled condenser 31 to the accumulator 41 via the fourth valve V4 and the chiller 32.
  • the chiller 32 is connected to a second coolant circuit 30B through which the coolant coming out of the chiller 32 passes through the battery heat sink 34 and the second water pump 33 and returns to the chiller 32.
  • the chiller 32 like the water-cooled condenser 31, exchanges heat between the coolant and the refrigerant, removing heat from the coolant to cool the coolant.
  • the coolant whose temperature has increased due to heat exchange with the battery heat sink 34 is cooled in the chiller 32.
  • the second coolant circuit 30B for cooling the vehicle battery BT and the third flow path 20c for cooling the coolant flowing through the second coolant circuit 30B it becomes easier to relax the restrictions on the input/output current to the vehicle battery BT even in cases where the current flowing through the vehicle battery BT increases and the temperature of the vehicle battery BT rises, such as during quick charging or high-speed driving.
  • the refrigerant circuit 20 includes a first flow path 20a including a refrigerant flow path from the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) to the evaporator 44, a second flow path 20b including a refrigerant flow path from the compressor 42 to the water-cooled condenser 31, and a third flow path 20c including a refrigerant flow path including the chiller 32.
  • the refrigerant flowing through the first flow path 20a is at a lower temperature than the second flow path 20b and the third flow path 20c.
  • the refrigerant flowing through the third flow path 20c is at a lower temperature than the second flow path 20b.
  • a part of the flow path constituting the refrigerant circuit 20 is formed by using the first cover 93 of the case 9.
  • the control valves V first valve V1, second valve V2, third valve V3, fourth valve V4 that control the flow rate or flow path of the refrigerant in the refrigerant circuit 20 are attached to the first cover first surface 93a, which is the surface facing the opposite side (opening direction first side X1 (opening direction opposite case side)) from the opening direction second side X2 (opening direction case side) of the first cover 93.
  • the refrigerant circuit module 2 is configured by including the refrigerant circuit 20 and the control valves V formed in the first cover 93.
  • the part of the first cover 93 where the refrigerant circuit 20 is formed is called the refrigerant manifold 21.
  • the refrigerant circuit module 2 has an integrated portion that is a portion integrated with the case 9, and this integrated portion includes parts that form part of the case 9 and parts attached to the case 9.
  • the refrigerant manifold 21 and control valve V that are integrated with the case 9 correspond to the "integrated portion.”
  • the refrigerant manifold 21 is a part that forms part of the case 9 (specifically, the first cover 93)
  • the control valve V is a part that is attached to the case 9 (specifically, the first cover 93).
  • the refrigerant circuit module 2 is equipped with a water-cooled condenser 31, a chiller 32, and an accumulator 41 as functional components that configure the refrigerant flow path in the refrigerant circuit 20.
  • the refrigerant circuit module 2 and these functional components together configure the refrigerant module 1. Note that if the vehicle battery BT is not cooled using cooling water, that is, if the third flow path 20c is not formed, the chiller 32 may not be provided. Therefore, the refrigerant module 1 may be configured with the refrigerant circuit module 2, the water-cooled condenser 31, and the accumulator 41.
  • the refrigerant circuit module 2 only needs to configure at least a part of the refrigerant circuit 20 that circulates the refrigerant for the vehicle air conditioner.
  • the refrigerant circuit module 2 may include at least a part of the water-cooled condenser 31, the chiller 32, and the accumulator 41, as well as the control valve V.
  • the refrigerant path components include the control valve V and functional parts, including the water-cooled condenser 31, the chiller 32, and the accumulator 41.
  • the compressor 42, the cabin condenser 43, the evaporator 44, and the battery heat sink 34 are also functional parts, although they are not included in the refrigerant module 1.
  • the second water pump 33 is also a functional part, and when the second water pump 33 is also integrally provided in the vehicle drive device 100, as shown in FIG. 4, for example, the second water pump 33 can be included in the refrigerant module 1.
  • the accumulator 41 is attached to the first cover 93, as shown in FIGS. 1, 5 to 7, and 9, it is included in the refrigerant module 1, but the accumulator 41 may be arranged separately from the vehicle drive device 100 and not included in the refrigerant module 1.
  • the water-cooled condenser 31 corresponds to a specific functional part included in the refrigerant module 1.
  • the chiller 32 and accumulator 41 which may constitute the refrigerant module 1 together with the water-cooled condenser 31, also correspond to specific functional parts depending on the aspect.
  • the refrigerant manifold 21 is divided into a first manifold 23 and a second manifold 24.
  • the first manifold 23 and the second manifold 24 are configured to be connectable via the communication flow path 22.
  • the refrigerant circuit 20 has a first flow path 20a through which a relatively low-temperature refrigerant flows and a second flow path 20b through which a relatively high-temperature refrigerant flows.
  • the first flow path 20a which is the refrigerant flow path from the water-cooled condenser 31 to the evaporator 44, is mainly formed in the first manifold 23.
  • the second flow path 20b which is the refrigerant flow path from the compressor 42 to the water-cooled condenser 31, is mainly formed in the second manifold 24.
  • the first manifold 23 corresponds to the first flow path region 20A of the refrigerant circuit 20, and the second manifold 24 corresponds to the second flow path region 20B of the refrigerant circuit 20.
  • the refrigerant manifold 21 is provided with a piping connection 99 (see also Figures 10 to 13) that connects the refrigerant manifold 21 to functional components that are not integrated with the vehicle drive device 100, such as the evaporator 44 and cabin condenser 43.
  • the connection 99 is formed on the first cover first surface 93a, which is the surface of the first cover 93 facing the opening direction first side X1 (the side opposite to the opening direction case side).
  • FIG. 9 illustrates an example in which the third flow path 20c is formed in the first manifold 23.
  • the third flow path 20c may be formed in either the first manifold 23 or the second manifold 24.
  • the third flow path 20c may be formed across both the first manifold 23 and the second manifold 24.
  • the first storage chamber E1 and the second storage chamber E2 are formed using a case body 90 that is a single member.
  • the first case body that forms the first storage chamber E1 and the second case body that forms the second storage chamber E2 may be formed of separate members, and the first case body and the second case body may be connected to form a case 9 having the first storage chamber E1 and the second storage chamber E2.
  • the first cover 93 is a cover that closes the first storage chamber E1 that houses the inverter module INV, and the refrigerant circuit module 2 is configured by using the first cover 93 as a refrigerant manifold 21 and attaching a control valve V to the first cover 93.
  • the vehicle-mounted inverter unit 10 is configured with the inverter module INV, a case 9 (first case portion 91) that houses the inverter module INV, a cover (first cover 93) that closes the opening (first opening 9a) of the case 9, and a refrigerant module 1 that constitutes a refrigerant circuit 20 that circulates refrigerant for the vehicle-mounted air conditioner.
  • the refrigerant module 1 includes a refrigerant flow path 29 (see FIG. 4) that is a flow path of the refrigerant in the refrigerant circuit 20, and a plurality of functional components that are connected to each other by the refrigerant flow path 29 to constitute the refrigerant circuit 20.
  • the refrigerant flow path 29 is formed inside the first cover 93.
  • the first cover 93 includes a protruding portion 93p that protrudes toward either side of the direction along the opening surface of the first opening 9a (opening surface direction Y) relative to the case 9.
  • FIG. 1 FIG. 5, FIG.
  • a specific functional component that is at least a part of the plurality of functional components is attached to the first cover second surface 93b (the surface facing the opening direction case side of the first cover 93) of the protruding portion 93p and is connected to the refrigerant flow path 29.
  • the power supply module PWR may or may not be accommodated in the first accommodation chamber E1.
  • the refrigerant module 1 can be integrally provided with the inverter module INV and the case 9 and first cover 93 for accommodating the inverter module INV. That is, the inverter module INV and the refrigerant module 1 can be integrated. Therefore, compared to when the inverter module INV and the refrigerant module 1 are independent, it is easier to reduce the number of parts, and the vehicle-mounted inverter unit 10 can be easily installed in a relatively small vehicle.
  • the specific function parts of the refrigerant module 1 are attached to the first cover second surface 93b. As a result, the specific function parts are arranged outside the first storage chamber E1 in the case 9, side by side with the first storage chamber E1.
  • the inverter module INV and the refrigerant module 1 can be appropriately arranged separately inside and outside the first storage chamber E1. Furthermore, the specific function parts of the refrigerant module 1, the case 9, and the inverter module INV can be arranged on the same side (opening direction second side X2 (opening direction case side)) with respect to the first cover 93. Therefore, the inverter module INV and the refrigerant module 1 can be integrated while preventing the size of the vehicle-mounted inverter unit 10 from increasing.
  • the first case portion 91 of the case 9 includes a peripheral wall portion 96 that surrounds the first opening 9a (opening of the case) and extends along the opening direction X.
  • a specific direction in the opening surface direction Y that is a direction along the opening surface of the first opening 9a is set as a specific opening surface direction Ya (first direction)
  • the protrusion 93p protrudes from the case 9 toward a specific opening surface direction first side Ya1 (first direction first side), which is one side in the specific opening surface direction Ya (first direction).
  • the specific functional component is disposed at a position that overlaps with the peripheral wall portion 96 when viewed in the specific opening surface direction (first direction view) along the specific opening surface direction Ya (first direction).
  • all of the specific functional parts are arranged in positions that overlap with the peripheral wall portion 96 when viewed from the specific opening surface direction.
  • the specific functional parts include a water-cooled condenser 31, an accumulator 41, and a chiller 32
  • all of the water-cooled condenser 31, the accumulator 41, and the chiller 32 are arranged in positions that overlap with the peripheral wall portion 96 when viewed from the specific opening surface direction.
  • the vehicle drive device 100 of this embodiment can be configured to include an in-vehicle inverter unit 10, a rotating electric machine MG, an output member that is drivingly connected to the wheels W, and a power transmission mechanism GT that transmits driving force between the rotating electric machine MG and the output member.
  • the case 9 includes a first storage chamber E1 that stores the inverter module INV, and a second storage chamber E2 that stores the rotating electric machine MG and the power transmission mechanism GT.
  • the first storage chamber E1 and the second storage chamber E2 are arranged to be aligned in the opening direction X.
  • the specific functional component is arranged in a position that overlaps with the cylindrical peripheral wall portion 97, which is a portion that surrounds the second storage chamber E2 of the case 9, when viewed from the opening direction along the opening direction X.
  • the specific functional part is attached to the surface (first cover second surface 93b) of the protruding part 93p of the first cover 93 (cover) facing the case side in the opening direction.
  • the protruding part 93p and the specific functional part will protrude in the direction in which the protruding part 93p protrudes relative to the part surrounding the second storage chamber E2 of the case 9 (cylindrical peripheral wall part 97).
  • the vehicle drive device 100 with the specific functional part attached tends to be larger in the direction in which the protruding part 93p protrudes relative to the outer shape of the case 9.
  • the specific functional part and the part surrounding the second storage chamber E2 of the case 9 overlap when viewed in the opening direction, it is easier to reduce the size of the vehicle drive device 100 when viewed in the opening direction compared to when they do not overlap.
  • the cylindrical peripheral wall portion 97 which is a portion of the second case portion 92 that surrounds the second storage chamber E2, bulges out toward the first side Ya1 (first direction first side) in the specific opening surface direction relative to the first case portion 91 (peripheral wall portion 96 of the first case portion 91). Therefore, between the protrusion 93p and the cylindrical peripheral wall portion 97, and at least between the specific functional component and the cylindrical peripheral wall portion 97, a case outer arrangement area E3 is formed that is surrounded by the surface of the rectangular parallelepiped, the specific functional component, and the cylindrical peripheral wall portion 97 when considering a virtual rectangular parallelepiped that circumscribes the vehicle drive device 100.
  • the three-way valve 35 and the first water pump 36 in this case outer arrangement area E3 many of the components of the cooling water circuit module 3 described above can also be integrated with the vehicle drive device 100.
  • an oil pump OP and an oil cooler OC may be arranged in the case exterior arrangement area E3 instead of or in addition to the three-way valve 35 and first water pump 36. If the oil pump OP is arranged inside the case 9, only the oil cooler OC may be arranged in the case exterior arrangement area E3.
  • the three-way valve 35 and the first water pump 36 are attached to the outer surface of the first side H1 in the front-rear direction of the second case portion 92 (specifically, the cylindrical peripheral wall portion 97). That is, the three-way valve 35 and the first water pump 36 are disposed between the second case portion 92 and the radiator 37 in the front-rear direction H.
  • the oil pump OP and the oil cooler OC are disposed within the case 9. Specifically, the oil pump OP is accommodated in the second accommodation chamber E2.
  • the oil pump OP is disposed on the first side H1 in the front-rear direction and on the lower side Z2 with respect to the rotation axis A.
  • the oil pump OP is also disposed in a position overlapping with the protrusion 93p when viewed in the up-down direction.
  • the oil cooler OC is accommodated in the first accommodation chamber E1.
  • the oil cooler OC is disposed between the inverter module INV and the rotating electric machine MG in the vertical direction Z, and more specifically, between the cooling unit 38 and the rotating electric machine MG in the vertical direction Z.
  • the vehicle drive device 100 of this embodiment further includes an oil cooler OC for cooling the oil contained in the second storage chamber E2, and a coolant circuit module 3 constituting a coolant circuit 30 that circulates coolant through a path passing through the oil cooler OC and a radiator 37.
  • the coolant circuit module 3 is constituted by a three-way valve 35, a first water pump 36, and a cooling unit 38.
  • the coolant circuit module 3 may be constituted without passing through the cooling unit 38.
  • the specific functional parts also include a water-cooled condenser 31, which is a refrigerant heat exchanger for cooling the refrigerant by heat exchange between the refrigerant for the vehicle air conditioner and the coolant.
  • the refrigerant for the vehicle air conditioner flowing through the refrigerant circuit 20 can be cooled by the cooling water.
  • the cooling water circulates through a path that passes through the radiator 37 (vehicle radiator), so the heat of the refrigerant for the vehicle air conditioner can be discharged outside the vehicle by the radiator 37.
  • the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) is fixed integrally to the case 9 via a refrigerant path component. Therefore, the amount of piping connecting the functional components that make up the refrigerant circuit 20 can be reduced or kept short.
  • the functional parts include a control valve V that controls the flow rate or flow path of the refrigerant in the refrigerant circuit 20.
  • the specific functional parts may also include an accumulator 41 for separating the refrigerant into liquid and gas.
  • the control valve V is attached to a surface (first cover first surface 93a) of the first cover 93 (cover) facing the opposite side to the opening direction second side X2 (opening direction case side).
  • the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) and the accumulator 41 are arranged side by side along a wall (peripheral wall 96) that surrounds the first storage chamber E1 of the case 9.
  • the control valve V and the specific functional parts can be arranged relatively close to each other across the first cover 93 (cover). Furthermore, by arranging multiple specific functional parts along the wall portion (peripheral wall portion 96), these multiple specific functional parts can be arranged efficiently. Therefore, with this configuration, the multiple functional parts of the refrigerant module 1 can be appropriately arranged while preventing the vehicle drive device 100 from becoming larger.
  • the power supply module PWR which is equipped with a circuit electrically connected to the vehicle battery BT, is also accommodated in the first accommodation chamber E1 together with the inverter module INV.
  • the above-mentioned vehicle inverter unit 10 may include the power supply module PWR.
  • the vehicle drive device 100 includes a rotating electric machine MG having a rotor 12, an output member that is drivingly connected to the wheels W, a power transmission mechanism GT that transmits driving force between the rotating electric machine MG and the output member, an inverter module INV for driving and controlling the rotating electric machine MG, a power supply module PWR having a circuit electrically connected to an on-board battery BT, a refrigerant circuit module 2 that constitutes at least a part of a refrigerant circuit 20 that circulates a refrigerant for an on-board air conditioner, and a case 9 that includes a first storage chamber E1 that accommodates the inverter module INV and the power supply module PWR, and a second storage chamber E2 that accommodates the rotating electric machine MG and the power transmission mechanism GT.
  • the power transmission mechanism GT is disposed on the first axial side L1 with respect to the rotor 12.
  • the inverter module INV includes a switching element that constitutes an inverter circuit PM and a cooling unit 38 that cools the switching element.
  • the inverter module INV is disposed above the rotating electric machine MG at a position Z1 that overlaps with the rotating electric machine MG when viewed in the vertical direction Z.
  • the power supply module PWR is disposed adjacent to the inverter module INV on the first axial side L1.
  • the refrigerant circuit module 2 is disposed above the inverter module INV and the power supply module PWR at a position Z1 in the vertical direction Z that overlaps with the inverter module INV and the power supply module PWR when viewed in the vertical direction.
  • the refrigerant circuit module 2 is fixed integrally to the case 9 as shown in Figures 5 to 7, etc.
  • the power supply module PWR is disposed above the power transmission mechanism GT on the Z1 side, and is positioned so as to overlap with the power transmission mechanism GT when viewed in the vertical direction Z.
  • the vehicle drive device 100 not only includes an inverter module INV for controlling the drive of the rotating electric machine MG in a drive unit including the rotating electric machine MG and the power transmission mechanism GT, but also includes a power supply module PWR and a refrigerant circuit module 2 for an in-vehicle air conditioner in the drive unit. Therefore, the wiring and piping connecting the drive unit and the inverter module INV to the power supply module PWR and the refrigerant circuit module 2 can be reduced or shortened, and the case 9 that houses or supports them can be integrated to make the vehicle drive device 100 with many functions smaller overall.
  • the inverter module INV equipped with the cooling unit 38 is arranged on the upper side Z1 of the rotating electric machine MG, which generates a large amount of heat because a large current flows through the stator coil 11b, and the power supply module PWR is arranged adjacent to the inverter module INV on the axial first side L1, i.e., the side where the power transmission mechanism GT is arranged relative to the rotating electric machine MG.
  • the refrigerant circuit module 2 is disposed on the upper side Z1 relative to the inverter module INV and the power module PWR, and the heat generated by the rotating electric machine MG is prevented from being transmitted to the refrigerant circuit module 2 by the inverter module INV and the power module PWR equipped with the cooling unit 38. Therefore, it is easy to minimize the influence of heat generated by the rotating electric machine MG on the refrigerant circuit module 2. Therefore, it is easy to appropriately configure a thermal management system in the vehicle with the vehicle drive device 100 at its core.
  • the vehicle drive device 100 further includes an oil cooler OC for cooling the oil contained in the second storage chamber E2, and a coolant circuit module 3 that constitutes a coolant circuit 30 that circulates coolant through a path passing through the oil cooler OC and a radiator 37 (vehicle radiator).
  • the refrigerant circuit module 2 also includes a refrigerant manifold 21 (refrigerant path component) that constitutes the flow path of the refrigerant in the refrigerant circuit 20, and a control valve V attached to the refrigerant manifold 21.
  • the refrigerant manifold 21 is further provided with a water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) that cools the refrigerant by heat exchange between the refrigerant and the coolant as a functional component that constitutes the refrigerant circuit 20.
  • a water-cooled condenser 31 refrigerant heat exchanger
  • the refrigerant for the vehicle air conditioner flowing through the refrigerant circuit 20 can be cooled by the cooling water.
  • the cooling water circulates through a path that passes through the radiator 37 (vehicle radiator), so the heat of the refrigerant for the vehicle air conditioner can be discharged outside the vehicle by the radiator 37.
  • such a water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) is fixed integrally to the case 9 via the refrigerant manifold 21 (refrigerant path component). Therefore, the amount of piping connecting the functional components that make up the refrigerant circuit 20 can be reduced or kept short.
  • the refrigerant circuit 20 includes a first flow path region 20A, which is a refrigerant flow path from the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) to the evaporator 44, and a second flow path region 20B, which is a refrigerant flow path from the compressor 42 to the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger).
  • the first flow path region 20A is arranged so as to overlap with the inverter module INV when viewed in the vertical direction
  • the second flow path region 20B is arranged so as to overlap with the power supply module PWR when viewed in the vertical direction.
  • the switching elements that make up the inverter circuit PM tend to generate heat because a large current flows through them. For this reason, it is preferable that the temperature near the switching elements not become high when heat dissipation is taken into consideration.
  • the inverter module INV includes a control circuit (rotating motor control unit 17, driver 18: see FIG. 3) that controls the inverter circuit PM, the electronic components that make up the control circuit are often relatively vulnerable to heat. For this reason, it is preferable that the temperature near the control circuit not become high.
  • the first flow path region 20A in the refrigerant circuit 20, which has a relatively low temperature, is located near the inverter module INV
  • the second flow path region 20B in the refrigerant circuit 20, which has a relatively high temperature is located near the power supply module PWR. Therefore, it is possible to make it difficult for heat to be transmitted from the refrigerant circuit module 2 to the switching elements that make up the inverter circuit PM in the inverter module INV and the control circuit of the inverter circuit PM.
  • the refrigerant circuit 20 includes an accumulator 41 for separating the refrigerant into liquid and gas.
  • the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) and the accumulator 41 do not overlap with the inverter module INV and the power supply module PWR when viewed in the vertical direction, and as shown in FIG. 7, they are arranged in a position where their placement areas in the vertical direction Z overlap with the inverter module INV and the power supply module PWR.
  • the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) and the accumulator 41 tend to be relatively large.
  • the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) and the accumulator 41 can be arranged side-by-side in the horizontal direction (here, the front-rear direction H) with the inverter module INV and the power supply module PWR. This makes it easier to reduce the vertical dimension Z of the vehicle drive device 100.
  • the refrigerant circuit 20 is provided with a chiller 32, which is a coolant heat exchanger for cooling the coolant by heat exchange between the coolant flowing through the second coolant circuit 30B and the refrigerant.
  • the chiller 32 does not overlap with the inverter module INV and the power module PWR when viewed in the vertical direction, and is arranged in a position where the arrangement area in the vertical direction Z overlaps with the inverter module INV and the power module PWR, as shown in FIG. 7.
  • the chiller 32 also tends to be relatively large.
  • such a chiller 32 can also be arranged side by side with the inverter module INV and the power module PWR in the horizontal direction (here, the front-rear direction H). Therefore, it is easy to reduce the size of the vehicle drive device 100 in the vertical direction Z.
  • the cooling unit 38 has a cooling water passage 39 through which cooling water flows.
  • the switching elements that make up the inverter circuit PM are attached to the cooling unit first surface 38a, which is the upper surface of the cooling unit 38.
  • the control board ECU that controls the inverter circuit PM is disposed between the switching elements and the refrigerant circuit module 2 in the vertical direction Z.
  • the switching elements that make up the inverter circuit PM tend to generate heat due to the large currents that flow through them.
  • the electronic components that are mounted on the control board ECU that controls the inverter circuit PM and that make up the control circuit that controls the inverter circuit PM are often relatively sensitive to heat.
  • the cooling unit 38 allows the switching elements and the control board ECU to be located in a location where heat from the rotating electric machine MG is less likely to be transmitted, and the cooling unit 38 can properly cool the switching elements attached to the upper surface (cooling unit first surface 38a) of the cooling unit 38, while also making it difficult for heat from the rotating electric machine MG to be transmitted to the control board ECU.
  • FIG. 10 to 13 show an example of the configuration of the vehicle drive device 100 described above. Although omitted in FIG. 1 and the like, as shown in FIG. 10 to 13, the vehicle drive device 100 is supported on the vehicle body (e.g., a cross member) via a mount member 70.
  • the mount member 70 is connected to the case 9 via a mount bracket 71.
  • the vehicle drive device 100 is supported on the vehicle body via three mount members 70, including two mount members 70 spaced apart in the axial direction L and a mount member 70 located on the lower side Z2 than these two mount members 70.
  • One mount member 70 is connected to the first case part 91 from the first axial side L1 via the mount bracket 71, another mount member 70 is connected to the first case part 91 from the second axial side L2 via the mount bracket 71, and the remaining mount member 70 is connected to the second case part 92 from the lower side Z2 via the mount bracket 71.
  • the case 9 (specifically, the first case portion 91) is provided with connectors 67 for electrically connecting cables (not shown) arranged outside the case 9 to the inverter module INV, the power supply module PWR, or the control board ECU.
  • the connectors 67 are arranged in through holes formed in the wall portion of the first case portion 91 (specifically, the peripheral wall portion 96) on the second side H2 in the front-rear direction.
  • a plurality of connectors 67 (specifically, five connectors 67) are arranged in a line along the axial direction L.
  • the connectors 67 are connected to, for example, a cable for transmitting a control signal to the control board ECU, a cable for supplying power to the control board ECU, a cable for supplying power to the inverter circuit PM, and a cable for supplying power to the charging circuit 62.
  • the power transmission mechanism GT is exemplified as having a reduction gear 6 and a differential gear mechanism 5.
  • the power transmission mechanism GT is not limited to this configuration.
  • the power transmission mechanism GT may be exemplified as having only the differential gear mechanism 5 without having the reduction gear 6.
  • the power transmission mechanism GT may be exemplified as having only the reduction gear 6 without having the differential gear mechanism 5, and may be configured to transmit power from one rotating electric machine MG to one wheel W.
  • a planetary gear mechanism with a fixed gear ratio is exemplified as the reduction gear 6, but the reduction gear 6 may have multiple gear ratios.
  • the DC link capacitor 16 may be included in the inverter module INV.
  • the DC link capacitor 16 may not be included in the inverter module INV.
  • the DC link capacitor 16 may be arranged on the lower side Z2 of the cooling unit 38 and in a position overlapping with the power transmission mechanism GT in the up-down direction.
  • the DC link capacitor 16 is a relatively heat-resistant component, and by arranging such a component closer to the rotating electric machine MG than the cooling unit 38 in the up-down direction Z and on the side of the power transmission mechanism GT away from the rotating electric machine MG in the axial direction L, the space on the lower side Z2 of the cooling unit 38 can be effectively utilized, and the vehicle drive device 100 can be easily miniaturized as a whole.
  • the vehicle-mounted inverter unit 10 is configured to include a DC link capacitor 16, regardless of the position of the DC link capacitor 16.
  • the transformer 66 provided in the power supply module PWR is disposed above the cooling unit 38 Z1, and the transformer 65 provided in the power supply module PWR is disposed below the cooling unit 38 Z2.
  • the refrigerant circuit module 2 arranged on the upper side Z1 in the vertical direction Z with respect to the inverter module INV and the power supply module PWR is configured with a refrigerant manifold 21 (refrigerant path component) that forms the flow path of the refrigerant in the refrigerant circuit 20 and a control valve V attached to the refrigerant manifold 21, and the water-cooled condenser 31 (refrigerant heat exchanger) is not included in the refrigerant circuit module 2, but is attached to the first cover second surface 93b on the lower side Z2 of the refrigerant manifold 21.
  • a refrigerant manifold 21 refrigerant path component
  • the refrigerant circuit module 2 may include the water-cooled condenser 31.
  • the refrigerant flow path 29 is formed inside the first cover 93 as the refrigerant manifold 21.
  • the protrusion 93p of the first cover 93 protrudes from the case 9 toward the specific opening surface direction first side Ya1 (first direction first side), which is one side in the specific opening surface direction Ya (first direction).
  • the protrusion 93p may be formed to protrude in multiple directions in the opening surface direction Y.
  • an example is given of the protrusion 93p protruding from one side (face) of the first case part 91 formed in a rectangular box shape toward the outside of the first opening 9a.
  • the protrusion 93p may be formed to protrude from multiple sides of the first case part 91 toward the outside of the first opening 9a.
  • the specific functional components which are at least some of the multiple functional components attached to the surface (first cover second surface 93b) of the protrusion 93p facing the opening direction second side X2 (opening direction case side) and connected to the refrigerant flow path 29, are the water-cooled condenser 31, the accumulator 41, and the chiller 32. Also, in the above, the specific functional components are arranged on the surface (first cover first surface 93a) of the protrusion 93p facing the opening direction first side X1. However, at least some of these control valves V may be included in the specific functional components and attached to the first cover second surface 93b.
  • the vehicle drive device (100) comprises at least a rotating electric machine (MG) having a rotor (12), an output member (52, 53, 54, 59, DS1, DS2, J) drivingly connected to wheels (W), a power transmission mechanism (GT) that transmits driving force between the rotating electric machine (MG) and the output member (52, 53, 54, 59, DS1, DS2, J), an inverter module (INV) for driving and controlling the rotating electric machine (MG), a power supply module (PWR) having circuits (61, 62) electrically connected to an on-board battery (BT), and a refrigerant circuit (20) that circulates refrigerant for an on-board air conditioner.
  • MG rotating electric machine
  • GT power transmission mechanism
  • IMV inverter module
  • PWR power supply module
  • BT on-board battery
  • refrigerant circuit (20) that circulates refrigerant for an on-board air conditioner.
  • the power supply module (PWR) is accommodated in the first accommodation chamber (E1), and the refrigerant circuit module (2) includes an integrated part (21, V) that is an integrated part with the case (9), and the integrated part (21, V) includes a part (21) that constitutes a part of the case (9) and a part (V) that is attached to the case (9).
  • the vehicle drive device (100) not only includes an inverter module (INV) for controlling the drive of the rotating electric machine (MG) integrated with the rotating electric machine (MG) and the power transmission mechanism (GT), but also includes a power supply module (PWR) and a refrigerant circuit module (2) for an on-board air conditioner integrated with the rotating electric machine (MG) and the power transmission mechanism (GT). Therefore, the wiring and piping connecting these elements can be reduced or shortened, making it easier to miniaturize the vehicle drive device (100).
  • IV inverter module
  • PWR power supply module
  • GT refrigerant circuit module
  • the refrigerant circuit module (2) includes an integrated portion (21, V) that is a portion integrated with the case (9). Therefore, an integrated vehicle drive device (100) having many functions can be realized, which also makes it easier to reduce the size of the vehicle drive device (100). Furthermore, with this configuration, a thermal management system with the vehicle drive device (100) at its core can be appropriately configured using the components included in the integrated portion (21, V) of the refrigerant circuit module (2). In this way, with this configuration, a thermal management system in the vehicle can be appropriately configured with the vehicle drive device (100) at its core, and the vehicle drive device (100) can be configured to be compact.
  • a first heat exchanger (31) that exchanges heat between the refrigerant and the cooling water for cooling the inverter module (INV), and a second heat exchanger (OC) that exchanges heat between the oil contained in the second storage chamber (E2) and the cooling water, and it is preferable that the first heat exchanger (31) is disposed outside the case (9) and the second heat exchanger (OC) is contained in the first storage chamber (E1).
  • the first heat exchanger (31), which tends to be relatively large, is placed outside the case (9), thereby making the case (9) more compact, while the second heat exchanger (OC) is housed in the first housing chamber (E1) inside the case (9), eliminating the need for external piping around the second heat exchanger (OC) and simplifying the flow paths for the oil and cooling water.

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Abstract

車両用駆動装置(100)は、回転電機(MG)と、動力伝達機構(GT)と、インバータモジュール(INV)と、電源モジュール(PWR)と、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路の少なくとも一部を構成する冷媒回路モジュール(2)と、ケース(9)とを備える。ケース(9)は、インバータモジュール(INV)を収容する第1収容室(E1)と、回転電機(MG)及び動力伝達機構(GT)を収容する第2収容室(E2)とを備える。電源モジュール(PWR)は、第1収容室(E1)に収容される。冷媒回路モジュール(2)は、ケース(9)と一体化された部分である一体化部を備え、一体化部は、ケース(9)の一部を構成する部品(21)と、ケース(9)に取り付けられた部品(V)とを含む。

Description

車両用駆動装置
 本発明は、車両用駆動装置に関する。
 特開2019-170077号公報には、車輪(803,804)の駆動力源となる回転電機(ロータ(20)、ステータ(30))と、この回転電機を駆動制御する駆動制御装置(131)と、駆動制御装置(131)を介して回転電機に接続されるバッテリ(805)を外部電源(900)から供給される電力によって充電する充電器(136)と、回転電機、駆動制御装置(131)、充電器(136)を収容するケース(10)とを備えた車両用駆動装置(1)が開示されている(背景技術において括弧内の符号は参照する文献のもの。)。ケース(10)には、車両用駆動装置(1)が車両に搭載された車載姿勢での上下方向(Z)における下側に回転電機が収容される第1の収容室が形成され、上側に駆動制御装置(131)及び充電器(136)が収容される第2の収容室が形成されている。第1の収容室は、ケース(10)における円筒状の周壁部(10b)の内側に形成されている。第2の収容室は、周壁部(10b)の径方向外側において、周壁部(10b)の上下方向(Z)の上側に隣接した角筒状の角筒部(10e)の内側に、矩形箱状の空間として形成されている。周壁部(10b)には、さらに、周壁部(10b)に沿って冷媒が流れる冷却流路が形成された冷却部(60)が形成されている。
 周壁部(10b)に沿って形成された冷却流路は、角筒部(10e)の側に、冷媒が流入する流入口(16)と、冷媒が流出する流出口(17)とを有している。冷媒の流路において流入口(16)に近い側、即ち冷媒の流路の上流側には、駆動制御装置(131)が配置され、冷媒の流路において流出口(17)に近い側、即ち冷媒の流路の下流側には、充電器(136)が配置されている。これにより、回転電機を駆動する際に発熱する駆動制御装置(131)を冷たい冷媒によって効率的に冷やすことができる。外部電源(900)によるバッテリ(805)の充電は車両が停車中に行われるため、駆動制御装置(131)との熱交換によって冷媒の温度が上がりにくく、充電器(136)は冷媒の流路の下流側に配置されていても適切に冷却される。その他、電力系の力率の改善や電圧の安定化のために用いられるリアクトル(140)や平滑コンデンサ(141)も、冷媒の流路に沿って配置され、冷媒によって適切に冷却される。
特開2019-170077号公報
 上述の通り、上記の文献に開示された車両用駆動装置は、複数の冷却対象を効率的に冷却することができる冷却構造を備えている。しかし、車両には、エアコンディショナなど、熱管理の対象となる装置が他にも存在する。車両の重量が軽いほど車両のエネルギー効率を高くし易く、また適切な熱利用及び廃熱管理も車両におけるエネルギー効率の向上に寄与する。従って、車載装置の中で重量の占める割合が比較的大きい車両用駆動装置を小型に構成すると共に、車両用駆動装置を利用してより総合的に車載装置の熱マネジメントが実施されることが好ましい。
 上記背景に鑑みて、車両用駆動装置を中核として車両における熱マネジメントシステムを適切に構成すると共に、車両用駆動装置を小型に構成する技術の提供が望まれる。
 上記に鑑みた車両用駆動装置は、ロータを備えた回転電機と、車輪に駆動連結される出力部材と、前記回転電機と前記出力部材との間で駆動力を伝達する動力伝達機構と、前記回転電機を駆動制御するためのインバータモジュールと、車載バッテリに電気的に接続される回路を備えた電源モジュールと、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路の少なくとも一部を構成する冷媒回路モジュールと、前記インバータモジュールを収容する第1収容室と、前記回転電機及び前記動力伝達機構を収容する第2収容室と、を備えたケースと、を備え、前記電源モジュールは、前記第1収容室に収容され、前記冷媒回路モジュールは、前記ケースと一体化された部分である一体化部を備え、前記一体化部は、前記ケースの一部を構成する部品と、前記ケースに取り付けられた部品と、を含む。
 本構成によれば、車両用駆動装置は、回転電機及び動力伝達機構に、回転電機を駆動制御するためのインバータモジュールを一体的に備えるだけでなく、さらに、電源モジュールと、車載エアコンディショナのための冷媒回路モジュールとを、回転電機及び動力伝達機構に一体的に備える。従って、これらの各要素を接続する配線や配管等を少なく抑え、或いは短く抑えることができ、車両用駆動装置の小型化を図り易い。さらに、本構成によれば、回転電機、動力伝達機構、及びインバータモジュールだけでなく、電源モジュールもケースに収容され、冷媒回路モジュールは、ケースと一体化された部分である一体化部を備えている。従って、多くの機能を備えて一体化された車両用駆動装置を実現でき、この点からも、車両用駆動装置の小型化を図り易い。また、本構成によれば、冷媒回路モジュールの一体化部が備える部品を用いて、車両用駆動装置を中核とした熱マネジメントシステムを適切に構成することができる。このように、本構成によれば、車両用駆動装置を中核として車両における熱マネジメントシステムを適切に構成すると共に、車両用駆動装置を小型に構成することができる。
 車両用駆動装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する例示的且つ非限定的な実施形態についての以下の記載から明確となる。
車両用駆動装置の分解斜視図 車両用駆動装置のスケルトン図 車両用駆動装置の模式的な制御ブロック図 冷媒回路及び冷却水回路を模式的に示す図 車両用駆動装置を前後方向第1側から見た正面図 車両用駆動装置を前後方向第2側から見た背面図 車両用駆動装置を軸方向第2側から見た側面図 冷却ユニットとインバータモジュールと電源モジュールとの配置関係を模式的に示す斜視図 冷媒マニホールドにおける冷媒の順路の一例を模式的に示す図 車両用駆動装置の構成例を示す斜視図 車両用駆動装置の構成例を示す分解斜視図 図10とは別の方向から見た車両用駆動装置の構成例を示す斜視図 図11とは別の方向から見た車両用駆動装置の構成例を示す分解斜視図
 以下、車両用駆動装置の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の車両用駆動装置100は、体格が大型化することを抑制しつつ、車両用駆動装置100を中核として車両における熱マネジメントシステムを適切に構成している。例えば、欧州等におけるAセグメント車両、日本における軽自動車等の小型車両では、車両用駆動装置100をはじめとして、車載部品をできるだけ小型・軽量化して搭載効率を向上させることが求められる。例えば、車載部品同士を近接して配置するなどにより、配線や配管などの接続部品の長さを短くすることや、異なる装置を一体化して配線や配管を減らすことも好適である。
 また、車輪の駆動力源など、車両において発熱する装置を冷却する冷却水は、ラジエータによって廃熱されるが、一般的にラジエータは走行風によって廃熱を行うために車両の最も前方に配置されている。また、Aセグメント車などの小型車では、乗員が搭乗する車内空間を確保するために、多くの場合、前輪駆動され、車輪の駆動力源も車両の前方に配置される。また、冷房や暖房などを行うエアコンディショナが搭載される車両では、エアコンディショナ、並びにエアコンディショナにおいて用いる冷媒が流れる流路の多くの部分や、熱交換を行う機能部品も車両の前方に配置される。特に暖房に関しては、車輪の駆動力源として内燃機関が用いられた従来の車両では、内燃機関を熱源として利用することが容易であったが、電気自動車など内燃機関を持たないような車両では、そのような熱源がなく、暖房には専らヒートポンプ方式が採用され、内燃機関の廃熱を用いる方式に比べて、搭載部品も増加する傾向がある。これらの車載部品を車両の前方の限られた空間で適切に配管、配線することによって、車室などに利用できる空間を広くすることができる。本実施形態の車両用駆動装置100は、このように冷却水や冷媒を用いて熱マネジメントを行う機能部品を車両用駆動装置100と一体的に構成することによって、総合的に車両搭載部品の小型化、軽量化、低コスト化を実現している。
 以下、そのような車両用駆動装置100の好適な実施形態について説明するが、はじめに車輪Wを駆動するための駆動ユニットとしての機能について説明する。
 尚、本明細書において「駆動連結」とは、2つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該2つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該2つの回転要素が1つ又は2つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。尚、伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置、例えば、摩擦係合装置、噛み合い式係合装置等が含まれていても良い。ただし、遊星歯車機構の回転要素について「駆動連結」という場合には、当該遊星歯車機構の他の回転要素を介することなく駆動連結されている状態を指すものとする。また、本明細書において「一体的に回転」とは、分離可能か分離不可能かは問わず一体的に回転することをいう。即ち、一体的に回転する複数の部材は同一部材から一体的に形成されていてもよいし、別部材によって構成されて溶接やスプライン結合等によって一体化されていてもよい。また、本明細書において、2つの要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの要素の両方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを意味する。
 図1の分解斜視図、図2のスケルトン図に示すように、車両用駆動装置100は、ロータ12を備えた回転電機MGと、車輪Wに駆動連結される出力部材と、回転電機MGと出力部材との間で駆動力を伝達する動力伝達機構GTとを備えている。後述するように、ロータ12の回転軸心Aに沿う方向を軸方向Lとし、動力伝達機構GTは、ロータ12に対して軸方向Lの一方側である軸方向第1側L1に配置されている。詳細は後述するが、回転電機MGは、車両の駆動力源であり、動力伝達機構GTは、減速機6と差動歯車機構5とを含む。具体的には、車両用駆動装置100は、ロータ12を備えた回転電機MGと、それぞれが車輪Wに駆動連結される一対の出力部材と、ロータ軸13の回転を減速する減速機6と、減速機6を介して差動入力要素(差動ケース50)に伝達される回転電機MGからの駆動力を一対の出力部材に分配する差動歯車機構5と、回転電機MG、減速機6、及び差動歯車機構5を収容する収容室(後述する第2収容室E2)を形成するケース9とを備えている。
 一対の車輪Wは第1車輪W1及び第2車輪W2を含み、第1車輪W1は第1ドライブシャフトDS1に駆動連結され、第2車輪W2は第2ドライブシャフトDS2に駆動連結されている。本実施形態では、差動歯車機構5の出力ギヤである一対のサイドギヤ52は、第1サイドギヤ53と第2サイドギヤ54とを含む。第1サイドギヤ53は、連結軸Jを介して第1ドライブシャフトDS1に駆動連結され、第2サイドギヤ54は、第2ドライブシャフトDS2に駆動連結されている。例えば、第1サイドギヤ53と連結軸Jとはスプライン結合によって連結されており、第2サイドギヤ54と第2ドライブシャフトDS2ともスプライン結合によって連結されている。これらの連結部はスプライン係合部59である。出力部材は、例えばこれらのスプライン係合部59である。また、出力部材は、第1サイドギヤ53、第2サイドギヤ54、第1ドライブシャフトDS1、第2ドライブシャフトDS2、連結軸Jであってもよい。
 以下の説明では、上述したようにロータ12の回転軸心Aに沿う方向を「軸方向L」とする。そして、軸方向Lの一方側を「軸方向第1側L1」とし、軸方向Lの他方側を「軸方向第2側L2」とする。本実施形態では、回転電機MGと減速機6と差動歯車機構5とは、互いに同軸上に、軸方向第2側L2から軸方向第1側L1に向けて記載の順に配置されている。本実施形態の車両用駆動装置100は、1軸構成であり、回転電機MGと減速機6と差動歯車機構5とが配置された軸(回転軸心A)は、車両用駆動装置100の回転軸心Aであると共に、回転電機MG、減速機6、差動歯車機構5の回転軸心でもある。また、ロータ12の回転軸心Aに直交する方向を「径方向」とする。そして、径方向において、ロータ12の回転軸心A側を「径方向内側」とし、その反対側を「径方向外側」とする。また、車両用駆動装置100が車両に搭載された車両搭載状態において鉛直方向に沿う方向を「上下方向Z」とし、上方を「上下方向Zの上側Z1」、下方を「上下方向Zの下側Z2」とする。車両用駆動装置100が車両に水平に搭載されている場合、径方向の内の一方向と上下方向Zとは一致する。また、軸方向L及び上下方向Zに直交する方向を「前後方向H」し、前後方向Hの一方側を「前後方向第1側H1」、他方側を「前後方向第2側H2」とする。本実施形態では、前後方向第1側H1が車両のフロント側であり、前後方向第2側H2が車両のリヤ側である。
 また、本実施形態では、車両搭載状態であるか否かに拘わらず、車両用駆動装置100を基準として後述するように「開口方向X」、「開口面方向Y」、「特定開口面方向Ya(第1方向)」が規定されている。「開口面方向Y」は「開口方向X」に直交する方向であり、「特定開口面方向Ya」は「開口面方向Y」の内の特定の一方向であり「第1方向」に相当する。車両搭載状態において、「開口方向X」は「上下方向Z」に一致し、「特定開口面方向Ya」は「前後方向H」に一致する。また、「開口方向X」の一方側である「開口方向第1側X1」は「上下方向Zの上側Z1」に一致し、他方側である「開口方向第2側X2」は「上下方向Zの下側Z2」に一致する。また、「特定開口面方向Ya(第1方向)」の一方側である「特定開口面方向第1側Ya1(第1方向第1側)」は「前後方向第1側H1」に一致し、他方側である「特定開口面方向第2側Ya2(第1方向第2側)」は「前後方向第2側H2」に一致する。本明細書において説明で用いている各方向は、上記に基づき、車両搭載状態での方向と車両用駆動装置100単独での方向(車両用駆動装置100を基準とした方向)との間で読み替えることができる。
 図1及び図3に示すように、車両用駆動装置100は、さらに、回転電機MGを駆動制御するためのインバータモジュールINVと、車載バッテリBTに電気的に接続される回路を備えた電源モジュールPWRと、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路20(図4参照)の少なくとも一部を構成する冷媒回路モジュール2とを備えている。ケース9は、インバータモジュールINVを収容する第1収容室E1と、回転電機MG及び動力伝達機構GTを収容する第2収容室E2とを備えている。電源モジュールPWRは、第1収容室E1に収容されている。電源モジュールPWRは、車載バッテリBTに電気的に接続される回路として、車載バッテリBTの電圧変換を行うコンバータ61(電圧変換回路)、外部電源60から車載バッテリBTへの充電を行うための外部充電回路(充電回路)、及び、車載バッテリBTから外部への給電を行うための外部放電回路(給電回路)の少なくとも1つを備える。図3に示す例では、電源モジュールPWRは、これら3つの回路の全てを備えている。ここでは、電源モジュールPWRが、外部充電回路と外部放電回路との双方の機能を有する充電回路62(双方向充電回路)を備える形態を例示している。
 図1に示すように、ケース9は、第1収容室E1及び第2収容室E2の中核となる収容部材であるケース本体90と、3つのカバー部材(第1カバー93、第2カバー94、第3カバー95)とを備えている。ケース本体90は、第1ケース部91と、第2ケース部92とを有する。第1ケース部91は、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRを収容する第1収容室E1が形成される部分である。第2ケース部92は、回転電機MG及び動力伝達機構GTを収容する第2収容室E2が形成される部分である。車輪Wの駆動ユニットという機能からは、必ずしも電源モジュールPWRが車両用駆動装置100に搭載されていなくてもよく、この場合、第1ケース部91は、インバータモジュールINVを収容するケースということもできる。
 尚、本実施形態では、第1ケース部91と第2ケース部92とが同一部材によって一体的に形成されている形態を例示しているが、ケース9の構造はこれに限定されるものではない。ケース9は、第1ケース部91と第2ケース部92とが別部材によって構成され、ボルト等の締結部材や溶接等によって一体化される形態であってもよい。
 第1ケース部91は、車両搭載状態で上下方向Zの上側Z1が開口した矩形箱状に形成されている。ここで、第1ケース部91の開口部である第1開口部9aの開口面に直交する方向を「開口方向X」とする。第1ケース部91は、第1開口部9aを囲むと共に、車両搭載状態で上下方向Zに一致する開口方向Xに沿って延在するように配置された周壁部96を備えている。第1開口部9aは、第1カバー93により閉塞される。第1開口部9aは、インバータモジュールINVを収容するケース9(第1ケース部91)の開口部に相当し、第1カバー93は、この開口部(第1開口部9a)を閉塞するカバーに相当する。また、第1収容室E1と第2収容室E2とは、開口方向Xに並ぶように配置されている。
 第2ケース部92は、軸方向Lの両側が開口した筒状に形成されており、円筒状の筒状周壁部97を備えている。筒状周壁部97は、動力伝達機構GTを径方向外側から囲んでおり、ケース9の第2収容室E2を囲む部分に相当する。軸方向第2側L2に形成された開口部は、第2開口部9bであり、軸方向第1側L1に形成された開口部は、第3開口部9cである。第2開口部9bは、第2カバー94により閉塞され、第3開口部9cは、第3カバー95により閉塞されている。第2カバー94及び第3カバー95には、上述したドライブシャフト(第1ドライブシャフトDS1、第2ドライブシャフトDS2)が貫通する貫通孔が形成されている。
 回転電機MGは、一対の車輪Wの駆動力源として機能する。図3に示すように、回転電機MGは、インバータ回路PMを介して、二次電池やキャパシタ等の蓄電装置により構成された直流電源である車載バッテリBTと電気的に接続されている。回転電機MGは、車載バッテリBTから電力の供給を受けて動力を発生するモータ(電動機)としての機能と、車輪Wの側から動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ(発電機)としての機能とを有している。回転電機MGは、車載バッテリBTに蓄えられた電力により力行して駆動力を発生すると共に、一対の車輪Wの側から伝達される駆動力により発電して車載バッテリBTを充電する。車載バッテリBTは、定格電圧が48ボルトから400ボルト程度の高圧直流電源である。
 尚、本実施形態では、車載バッテリBTは、回転電機MGが発電した電力によって充電されるだけではなく、定格が交流100ボルトから240ボルト程度の商用電源などの外部電源60から供給される電力によっても充電可能に構成されている。このため、車載バッテリBTは、充電回路62を介して外部電源60に接続可能に構成されている。図3では、外部電源60と充電回路62とが、例えばコネクタ等により有線接続されるような形態を例示しているが、そのような形態には限らない。例えば、電磁誘導等によって非接触で外部電源60から充電回路62に電力が供給される形態であってもよい。尚、充電回路62を制御するために、充電制御部64が備えられている。本実施形態では、充電制御部64は、電源モジュールPWRに含まれる。
 近年、災害時等において電動車両やハイブリッド車両の車載バッテリBTを非常用電源として用いることが提唱されている。車載バッテリBTをそのような非常用電源として利用することができるように、充電回路62は、上述したように、外部充電回路の機能に加えて外部放電回路の機能も有して構成されている。当然ながら、このような車載バッテリBTの利用を考慮しないような場合には、充電回路62は、外部充電回路の機能のみを有して構成されていてもよい。
 また、本実施形態では、車載バッテリBTは、定格電圧が12ボルトから24ボルト程度の低圧直流電源Bにも電力を供給する。低圧直流電源Bは、車両のヘッドライト、パワーウィンドウ、パワーステアリング、車載エアコンディショナ、電動オイルポンプなどの補機の電力源、車両内の種々の制御装置の電力源となる。従来、一般的な車両では、車両の駆動力源(例えば内燃機関)に連動するオルタネータにより発電される電力によって低圧直流電源Bが充電されていた。しかし、本実施形態では、低圧直流電源Bよりも高電圧で、蓄電量も多い車載バッテリBT(高圧直流電源)からの電力により低圧直流電源Bが充電されるように構成されている。これによりオルタネータを搭載しなくてもよく、また、オルタネータの駆動に伴う車両の駆動力源(本実施形態の場合は回転電機MG)の動力損失も抑制することができる。
 このように車載バッテリBTの電力により低圧直流電源Bを充電するために、車載バッテリBTの電圧変換を行うコンバータ61(電圧変換回路)が備えられている。上述したように、車載バッテリBTの定格電圧の方が、低圧直流電源Bの定格電圧よりも高いため、コンバータ61は、例えば降圧型のDC/DCコンバータによって構成されている。DC/DCコンバータは、チョッパ型、チャージポンプ型などの非絶縁型と、トランスを用いた絶縁型とがある。車載バッテリBTから電力を供給される回路と、低圧直流電源Bから電力を供給される回路とが、電気的に絶縁されている方が好ましい場合には、コンバータ61は、絶縁型であるとよい。絶縁型のDC/DCコンバータは、スイッチング素子を備えて構成されており、コンバータ61は、コンバータ制御部63により制御される。本実施形態では、コンバータ制御部63は、電源モジュールPWRに含まれる。
 尚、車両には、一般的な家電製品等に電力を供給するためのAC電源ソケット(交流電源ソケット)を備えるものもある。そのようなAC電源ソケットは、定格電圧が100ボルトから200ボルトの交流を出力可能に構成されている。AC電源ソケットから供給される交流電力は、車載バッテリBTから不図示のインバータを用いて生成される。このようなインバータも電圧変換回路に相当し、当該インバータを有する場合には、当該インバータ及びこれを制御するインバータ制御部も、電源モジュールPWRに含むことができる。
 図2に示すように、回転電機MGは、ケース9に固定されたステータ11と、ロータ軸13と一体的に回転するようにロータ軸13に連結されたロータ12とを備えている。回転電機MGは、インナーロータ型の回転電機であり、ステータ11の径方向内側にロータ12が配置されている。回転電機MGは回転界磁型の回転電機であり、ステータ11は、ステータコア11aと、ステータコア11aに巻き回されたステータコイル11bとを含む。また、ロータ12は、ロータコア12aと、ロータコア12aに固定された不図示の永久磁石とを含む。ロータ軸13は、ロータコア12aと同軸の筒状に形成されており、ロータ軸13の軸方向第1側L1における外周側には、減速機6を構成する遊星歯車機構のサンギヤSGがロータ軸13と一体的に回転するように配置されている。後述するように、サンギヤSGは、減速機6の入力要素である。
 図3に示すように、回転電機MGは、上位の制御装置である車両制御装置300からの指令に従って設定される回転電機MGの目標トルクに基づいて、回転電機制御部17により駆動制御される。回転電機制御部17は、複数のスイッチング素子により構成されたインバータ回路PMをスイッチング制御して、インバータ回路PMに直流と複数相(本実施形態では3相)の交流との間で電力を変換させる。回転電機制御部17の動作電圧は、3.3ボルト~5ボルト程度であり、インバータ回路PMの入出力電圧は、48ボルト~400ボルト程度であり、インバータ回路PMを構成するスイッチング素子のスイッチング制御信号の電圧は15ボルトから24ボルト程度である。このため、回転電機制御部17とインバータ回路PMとの間には、回転電機制御部17から出力されるスイッチング制御信号の電圧を増幅し、駆動力を高めてインバータ回路PMに供給するドライバ18が備えられている。
 インバータ回路PMは、複数のスイッチング素子を有して構成される。インバータ回路PMは、直流の正極側の上段側スイッチング素子と負極側の下段側スイッチング素子との直列回路により構成された交流1相分のアームを複数組(ここでは3組)備えている。それぞれのスイッチング素子には、負極から正極へ向かう方向(下段側から上段側へ向かう方向)を順方向としてフリーホイールダイオードが備えられている。スイッチング素子には、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やSiC-MOSFET(Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET)やSiC-SIT(SiC - Static Induction Transistor)、GaN-MOSFET(Gallium Nitride - MOSFET)などのパワー半導体素子を適用すると好適である。本実施形態では、インバータ回路PMは、フリーホイールダイオードと共にスイッチング素子が集積されたパワーモジュールとして構成されている。
 回転電機MGが駆動される際には、インバータ回路PMを構成するスイッチング素子に大電流が流れてスイッチング素子が発熱する。従って、複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路PMの発熱量は大きなものとなる。このため、本実施形態では、図8に示すように、スイッチング素子を冷却する冷却ユニット38が備えられている。後述するように、冷却ユニット38には、冷却水が流通する冷却水路39が形成されている。尚、冷却は冷却対象部位と冷却水との間での直接の熱交換による形態に限らず、油やヒートシンク等の伝熱媒体を介して冷却対象部位と冷却水との間で熱交換される形態も含む。
 インバータモジュールINVは、インバータ回路PMを構成するスイッチング素子と、スイッチング素子を冷却する冷却ユニット38とを少なくとも備えて構成されている。本実施形態では、図3に示すように、インバータモジュールINVは、回転電機制御部17と、ドライバ18とをさらに備えている。即ち、本実施形態では、回転電機制御部17と、ドライバ18と、インバータ回路PMと、冷却ユニット38とを備えてインバータモジュールINVが構成されている。当然ながら、回転電機制御部17及びドライバ18を含まず、インバータ回路PMを構成するスイッチング素子と、冷却ユニット38とによりインバータモジュールINVが構成されていてもよい。
 尚、図3に示すように、インバータ回路PMの直流側、つまり、インバータ回路PMと車載バッテリBTとの間には、インバータ回路PMの直流側の電圧を平滑する直流リンクコンデンサ16(平滑コンデンサ)が備えられている。インバータモジュールINVは、直流リンクコンデンサ16を含んでいてもよい。
 回転電機制御部17は、ロータ12の回転位置(永久磁石の磁極位置)、ロータ12の回転速度、及び3相各相のステータコイル11bを流れる電流に基づいて、電流フィードバック制御を行ってインバータ回路PMを介して回転電機MGを駆動制御する。ロータ12の回転位置は、例えばレゾルバ等の回転センサ14によって検出される。ステータコイル11bを流れる電流は、電流センサ15によって検出される。電流センサ15は、図8に示すように、例えばインバータ回路PMと回転電機MGのステータコイル11bとを接続するバスバーなどの動力線の近傍に設置された非接触型電流センサであると好適である。
 また、電源モジュールPWRは、コンバータ61(電圧変換回路)及び充電回路62を少なくとも備えて構成されている。本実施形態では、図8に示すように、コンバータ61及び充電回路62が共通の基板を用いて構成されている。また、本実施形態では、電源モジュールPWRは、図3に示すように、コンバータ61と、コンバータ制御部63と、充電回路62と、充電制御部64とを備えている。
 尚、本実施形態では、インバータモジュールINVに含まれる回転電機制御部17と、電源モジュールPWRに含まれるコンバータ制御部63及び充電制御部64とが、1つの同一の基板上に形成されて制御基板ECUが構成されている。制御基板ECUは、複数の制御部の機能が統合されている統合制御基板と称することもできる。
 本実施形態では、図8に示すように、冷却ユニット38の上面である冷却ユニット第1面38aに、インバータ回路PM(スイッチング素子)と、直流リンクコンデンサ16と、コンバータ61と、充電回路62とが取り付けられている。脈動を生じる直流電圧を平滑する直流リンクコンデンサ16は、電流の出入りにより発熱する。また、コンバータ61はスイッチング素子を備えており、スイッチング動作の際に流れる電流によって当該スイッチング素子も発熱する。また、充電回路62にも外部電源60から供給されて車載バッテリBTを充電するための電流が流れるため、発熱する。冷却ユニット38は、冷却水が流通する冷却水路39を備えており、これらの発熱部材が冷却ユニット第1面38aに取り付けられることによって適切に冷却される。尚、最も発熱量が多く、高い温度となるのはインバータ回路PMである。
 例えば、冷却水路39は、インバータ回路PMを冷却する部分が下流側となるように、即ち電源モジュールPWRの側からインバータモジュールINVの側に冷却水が流れるように、冷却ユニット38内に形成されている。発熱量が低い領域から発熱量の高い領域へ冷却水を流通させることで、発熱する冷却対象を冷却水の温度上昇を抑えた状態で適切に冷却することができる。また、回転電機MGが駆動されているとき、即ち車両が走行中には、外部電源60から車載バッテリBTを充電することはほぼない。道路を走行中に道路に設置された給電装置から非接触で給電されるような形態はあり得るが、一般的には実用化されていない。従って、回転電機MGが駆動されているとき、充電回路62は停止していることが多い。また、低圧直流電源Bを充電する際に流れる電流は、車載バッテリBTを充電する際に充電回路62を流れる電流に比べて小さく、発熱量も小さい。このため、回転電機MGが駆動中に低圧直流電源Bを充電しても、充電回路62に比べてコンバータ61の発熱量は小さい。従って、このような順路で冷却水を流通させても、インバータ回路PMを適切に冷却することができる。
 インバータ回路PMの上下方向Zの上側Z1(開口方向第1側X1)には、ドライバ18が配置されている。そして、回転電機制御部17と、コンバータ制御部63と、充電制御部64とに跨がって、制御基板ECUが配置されている。概ね、上下方向視(開口方向視)において、インバータ回路PMとドライバ18と回転電機制御部17とが重複し、コンバータ61とコンバータ制御部63とが重複し、充電回路62と充電制御部64とが重複するように、制御基板ECUが配置される。本実施形態では、図1及び図8等に示すように、電源モジュールPWRは、インバータモジュールINVに対して軸方向第1側L1に隣接して配置されている。制御基板ECUは、軸方向Lに沿って、回転電機制御部17と、コンバータ制御部63と、充電制御部64とに跨がって配置されている。そして、制御基板ECUは、図1に示すように、インバータ回路PM(スイッチング素子)と冷媒回路モジュール2との上下方向Zの間に配置されている。
 図2に示すように、減速機6は、ロータ軸13と一体的に回転する入力要素と、ケース9に固定された固定要素と、差動入力要素(差動ケース50)と一体的に回転する出力要素と、遊星ギヤを備えた遊星歯車機構として構成されている。この遊星歯車機構は、1つのサンギヤSG、2つのリングギヤ(第1リングギヤRG1、第2リングギヤRG2)と、一体的に回転する2つの遊星ギヤ(第1遊星ギヤPG1、第2遊星ギヤPG2)と、2つの遊星ギヤを回転自在に支持するキャリヤCRとを備えた複合型の遊星歯車機構である。本実施形態では、第1遊星ギヤPG1は、第2遊星ギヤPG2よりも小径に形成されている。
 サンギヤSGは、ロータ12及びロータ軸13と一体的に回転する。第2リングギヤRG2は、ケース9に固定されている。第1リングギヤRG1は、第2リングギヤRG2に対して軸方向第1側L1に配置され、差動ケース50と一体的に回転するように差動ケース50に連結されている。第2遊星ギヤPG2は、サンギヤSG及び第2リングギヤRG2に噛み合い、第1遊星ギヤPG1は、第2遊星ギヤPG2と一体的に回転すると共に第1リングギヤRG1に噛み合っている。本実施形態では、サンギヤSGが入力要素であり、第2リングギヤRG2が固定要素であり、第1リングギヤRG1が出力要素である。キャリヤCRは、何れの回転要素及び固定要素にも連結されていない。
 差動歯車機構5は、傘歯車式の差動歯車機構であり、何れも傘歯車のピニオンギヤ51と、サイドギヤ52とを含む。ピニオンギヤ51は、差動ケース50に支持されると共に径方向に沿って延在するように配置されたピニオンシャフト55により回転自在に支持されている。ピニオンシャフト55は、差動ケース50と一体的に回転し、ピニオンギヤ51は、ピニオンシャフト55を中心として回転(自転)自在、かつ、差動ケース50の回転軸心Aを中心として回転(公転)自在に構成されている。複数のピニオンシャフト55は、差動ケース50の回転軸心Aを中心として放射状(例えば十字状)に配置され、複数のピニオンシャフト55のそれぞれに、ピニオンギヤ51が取り付けられている。差動ケース50は、ピニオンギヤ51、サイドギヤ52、ピニオンシャフト55を内部に収容している。
 サイドギヤ52は、第1サイドギヤ53と第2サイドギヤ54とを備えて軸方向Lに離間して一対配置されている。第1サイドギヤ53及び第2サイドギヤ54は、複数のピニオンギヤ51のそれぞれに噛み合うと共に、差動ケース50の回転軸心Aを中心として回転するように配置されている。図2に示すように、第1サイドギヤ53は、減速機6及び中空筒状のロータ軸13の径方向内側を通って軸方向Lに沿って延在する連結軸Jに連結されている。連結軸Jは、軸方向第2側L2の車輪Wである第1車輪W1に駆動連結された第1ドライブシャフトDS1と一体的に回転するように連結されている。従って、第1サイドギヤ53は、連結軸Jを介して第1車輪W1に駆動連結されている。また、第2サイドギヤ54は、軸方向第1側L1の車輪Wである第2車輪W2に駆動連結された第2ドライブシャフトDS2と一体的に回転するように連結されている。
 車輪Wに駆動連結されて、車輪Wと一体的に回転する第1ドライブシャフトDS1、第2ドライブシャフトDS2、連結軸J、第1サイドギヤ53、第2サイドギヤ54は、何れも出力部材に相当する回転部材ということができる。第1サイドギヤ53及び第2サイドギヤ54は、差動歯車機構5であると共に出力部材ということもできる。尚、第1サイドギヤ53及び第2サイドギヤ54は、それぞれ、ピニオンギヤ51に噛み合うギヤ部と、連結軸Jや第2ドライブシャフトDS2に連結されるスプライン係合部59とを備えている。機能的に分けて考える場合、ギヤ部が差動歯車機構5に含まれる回転部材に相当し、スプライン係合部59が出力部材に相当する。
 このような車両用駆動装置100においては、回転電機MGや動力伝達機構GTが油によって潤滑(冷却を含む)されることが多く、本実施形態の車両用駆動装置100も油によって潤滑される。例えば、ケース9の下側Z2に形成された油溜まりに溜まった油がオイルポンプOP(図4及び図7参照)や、動力伝達機構GTのギヤによる掻き上げにより、軸受等の潤滑対象箇所や、回転電機MGのステータコイル11b等の冷却対象箇所に供給される。図4に示すオイル流路40は、オイルポンプOPから吐出される油が、回転電機MG(ステータコイル11bやロータ軸13の軸受等)及び動力伝達機構GT(各ギヤの軸受等)に供給される形態を例示している。当然ながら、冷却に用いられた油の温度は上昇するため、オイル流路40には油を冷却するためのオイルクーラOCも接続されている。オイルクーラOCは、冷却水と熱交換することによって油を冷却する。オイルクーラOCは、第2収容室E2に収容された油と冷却水との熱交換を行う熱交換器である。後述するように、図7に示す例や、図10及び図11に示す例では、オイルクーラOCは、第1収容室E1に収容されている。本実施形態では、オイルクーラOCが「第2熱交換器」に相当する。
 上述したように、インバータモジュールINVは、インバータ回路PMを構成するスイッチング素子を冷却する冷却ユニット38を備えている。このため、車両用駆動装置100は、冷却ユニット38とラジエータ37(車載ラジエータ)とを通る経路で冷却水を循環させる冷却水回路30を構成する冷却水回路モジュール3を有している。図4に示すように、冷却水回路30には、ラジエータ37と、第1ウォーターポンプ36と、冷却ユニット38と、三方向弁35とが接続されている。冷却水回路モジュール3は、ケース9に形成される水路、及び冷却ユニット38を少なくとも含む。また、冷却水回路モジュール3は、さらに三方向弁35や第1ウォーターポンプ36を含んでいてもよい。ラジエータ37によって冷却(放熱)された冷却水は、第1ウォーターポンプ36によって冷却水回路30に送り出され、冷却ユニット38においてインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRから熱を奪い、三方向弁35を経てラジエータ37に戻って廃熱される。
 図4に示すように、冷却水回路30には、上述したオイルクーラOCも接続されている。オイルクーラOCは、冷却水回路30を流れる冷却水と熱交換することによってオイル流路40を流れる油を冷却する。また、冷却水回路30には、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)も接続されている。水冷コンデンサ31では、車載エアコンディショナの冷媒と冷却水との間で熱交換を行い、温度が高くなった冷媒を冷却する。水冷コンデンサ31は、インバータモジュールINVを冷却するための冷却水と冷媒との熱交換を行う熱交換器である。図10等に示すように、本実施形態では、水冷コンデンサ31は、ケース9の外部に配置されている。本実施形態では、水冷コンデンサ31が「第1熱交換器」に相当する。
 冷却ユニット38、オイルクーラOC、水冷コンデンサ31を経て温度が上昇した冷却水は、三方向弁35を経てラジエータ37に戻って廃熱される。しかし、寒冷時などで廃熱の必要が無い場合や、逆に冷却水によって油の温度を上げたい場合、車載エアコンディショナによって急速暖房を行う場合、などでは、ラジエータ37による放熱は必要ない。三方向弁35は、このような場合にラジエータ37を経由することなく、冷却水を循環させるように、冷却水の流路を切り替える。
 上述したように、水冷コンデンサ31は、車載エアコンディショナの冷媒が流れる冷媒回路20に接続されている。冷媒回路20には、水冷コンデンサ31から第1バルブV1を経由してエバポレータ44を通りアキュムレータ41に至る経路(第1流路20a)と、水冷コンデンサ31から第2バルブV2を経由してアキュムレータ41に至る経路を経て、さらに、コンプレッサ42、キャビンコンデンサ43を経て第3バルブV3を経由して水冷コンデンサ31に戻る経路(第2流路20b)とが形成されている。
 エバポレータ44は、冷房の中核となる機能部品であり、冷媒を気化させることによって周囲から熱を奪い、冷気を車室内に放出させる。アキュムレータ41は、気体と液体とが混在した冷媒から液体を分離し、気体(冷媒ガス)のみをコンプレッサ42に供給する。コンプレッサ42は、比較的低温・低圧の冷媒ガスを圧縮して、高温・高圧にする。キャビンコンデンサ43は、ヒートポンプ方式による暖房の熱源であり、コンプレッサ42によって凝縮された熱を車室内に放出する。キャビンコンデンサ43を出た冷媒は、膨張弁である第3バルブV3を経由して水冷コンデンサ31に流れる。
 また、本実施形態では、バッテリヒートシンク34も冷却水との熱交換によって車載バッテリBTを冷却し、温度が上昇した冷却水は、チラー32において冷媒と熱交換することによって冷却される。このため、冷媒が、水冷コンデンサ31から第4バルブV4及びチラー32を経由してアキュムレータ41に至る経路として第3流路20cが形成されている。
 チラー32には、チラー32から出た冷却水が、バッテリヒートシンク34、第2ウォーターポンプ33を経てチラー32に戻る第2冷却水回路30Bが接続されている。チラー32は、水冷コンデンサ31と同様に、冷却水と冷媒との間で熱交換を行い、冷却水から熱を奪って冷却水を冷却する。バッテリヒートシンク34との熱交換によって温度が上昇した冷却水はチラー32において冷却される。車載バッテリBTを冷却するための第2冷却水回路30B、及び第2冷却水回路30Bを流れる冷却水を冷却する第3流路20cを備えることにより、急速充電や高速走行時など、車載バッテリBTに流れる電流が増加して車載バッテリBTの温度が上昇するような場合にも、車載バッテリBTに対する入出力電流の制限を緩和し易くなる。
 上述したように、冷媒回路20には、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)からエバポレータ44までの冷媒の流路を含む第1流路20aと、コンプレッサ42から水冷コンデンサ31までの冷媒の流路を含む第2流路20bと、チラー32を含む冷媒の流路を含む第3流路20cとが含まれる。第2流路20b及び第3流路20cに比べて第1流路20aを流れる冷媒は低温である。また、第2流路20bに比べて第3流路20cを流れる冷媒は低温である。
 本実施形態では、冷媒回路20を構成する流路の一部は、ケース9の第1カバー93を利用して形成されている。また、図1及び図5等に示すように、冷媒回路20における冷媒の流量又は流路を制御する制御弁V(第1バルブV1、第2バルブV2、第3バルブV3、第4バルブV4)が、第1カバー93の開口方向第2側X2(開口方向ケース側)とは反対側(開口方向第1側X1(開口方向反ケース側))を向く面である第1カバー第1面93aに取り付けられている。図1及び図5から図7に示すように、これら第1カバー93に形成された冷媒回路20及び制御弁Vを備えて、冷媒回路モジュール2が構成されている。第1カバー93において冷媒回路20が形成されている部分を冷媒マニホールド21と称する。
 このように、冷媒回路モジュール2は、ケース9と一体化された部分である一体化部を備え、当該一体化部は、ケース9の一部を構成する部品と、ケース9に取り付けられた部品と、を含んでいる。ここでは、ケース9(具体的には、第1カバー93)と一体化された冷媒マニホールド21及び制御弁Vが、「一体化部」に相当する。そして、冷媒マニホールド21が、ケース9の一部(具体的には、第1カバー93)を構成する部品であり、制御弁Vが、ケース9(具体的には、第1カバー93)に取り付けられた部品である。
 冷媒回路モジュール2には、冷媒回路20における冷媒の流路を構成する機能部品としての水冷コンデンサ31、チラー32、アキュムレータ41が取り付けられている。冷媒回路モジュール2と、これらの機能部品とを合わせて、冷媒モジュール1が構成されている。尚、車載バッテリBTが冷却水を用いて冷却されない構成の場合、即ち、第3流路20cが形成されていない場合には、チラー32は備えられていなくてもよい。従って、冷媒回路モジュール2、水冷コンデンサ31、アキュムレータ41により、冷媒モジュール1が構成されていてもよい。尚、冷媒回路モジュール2は、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路20の少なくとも一部を構成していればよい。また、冷媒マニホールド21に加えて、制御弁Vの他、水冷コンデンサ31、チラー32、アキュムレータ41の少なくとも一部を、冷媒回路モジュール2に含めてもよい。
 尚、冷媒路構成部材には、制御弁V及び機能部品を含み、機能部品には、水冷コンデンサ31、チラー32、アキュムレータ41を含む。また、本実施形態では、冷媒モジュール1には含まれないが、コンプレッサ42、キャビンコンデンサ43、エバポレータ44、バッテリヒートシンク34も、機能部品である。また、第2ウォーターポンプ33も機能部品であり、例えば図4に示すように、第2ウォーターポンプ33も車両用駆動装置100に一体的に備えられる場合には、第2ウォーターポンプ33を冷媒モジュール1に含むことができる。アキュムレータ41は、図1、図5から図7、図9に示すように、第1カバー93に取り付けられた場合には冷媒モジュール1に含まれるが、アキュムレータ41が、車両用駆動装置100とは別に配置されて、冷媒モジュール1には含まれない構成であってもよい。
 上記において例示した機能部品の内、少なくとも水冷コンデンサ31は、冷媒モジュール1に含まれる特定機能部品に相当する。また、水冷コンデンサ31と共に冷媒モジュール1を構成する場合があるチラー32、アキュムレータ41も、態様によっては特定機能部品に相当する。
 図9に示すように、冷媒マニホールド21は、第1マニホールド23と第2マニホールド24とに区分されている。第1マニホールド23と第2マニホールド24とは、連絡流路22を介して接続可能に構成されている。上述したように、冷媒回路20には、相対的に低温の冷媒が流れる第1流路20aと、相対的に高温の冷媒が流れる第2流路20bとがある。水冷コンデンサ31からエバポレータ44までの冷媒の流路である第1流路20aは、主に第1マニホールド23に形成されている。また、コンプレッサ42から水冷コンデンサ31までの冷媒の流路である第2流路20bは、主に第2マニホールド24に形成されている。第1マニホールド23は、冷媒回路20の第1流路領域20Aに相当し、第2マニホールド24は、冷媒回路20の第2流路領域20Bに相当する。
 尚、冷媒マニホールド21には、エバポレータ44、キャビンコンデンサ43など、車両用駆動装置100とは一体化されない機能部品と冷媒マニホールド21とを接続する配管の接続部99(図10から図13も参照)が設けられている。好ましくは、制御弁Vと同様に、第1カバー93における開口方向第1側X1(開口方向ケース側とは反対側)を向く面である第1カバー第1面93aに、接続部99が形成されていると好適である。
 図9には、第3流路20cが第1マニホールド23に形成されている形態を例示している。しかし、第3流路20cの少なくとも一部が、冷媒マニホールド21に形成される場合、第3流路20cは、第1マニホールド23及び第2マニホールド24の何れに形成されてもよい。当然ながら、第3流路20cは、第1マニホールド23及び第2マニホールド24の双方に跨がって形成されていてもよい。
 本実施形態では、第1収容室E1及び第2収容室E2が1つの部材であるケース本体90を用いて形成されている。しかし、例えば、第1収容室E1を形成する第1ケース本体と、第2収容室E2を形成する第2ケース本体とが別部材で構成され、第1ケース本体と第2ケース本体とが連結されて第1収容室E1及び第2収容室E2を有するケース9が形成されてもよい。第1カバー93は、インバータモジュールINVを収容する第1収容室E1を閉塞するカバーであり、冷媒回路モジュール2は、第1カバー93を冷媒マニホールド21として用いると共に、第1カバー93に制御弁Vを取り付けて構成されている。また、第1カバー93には複数の冷媒路構成部材(制御弁V,機能部品)が取り付けられて、冷媒モジュール1が構成されている。従って、インバータモジュールINVと、インバータモジュールINVを収容するケース9(第1ケース部91)と、ケース9の開口部(第1開口部9a)を閉塞するカバー(第1カバー93)と、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路20を構成する冷媒モジュール1とを備えて、車載インバータユニット10が構成されているということもできる。
 上述したように、冷媒モジュール1は、冷媒回路20における冷媒の流路である冷媒流路29(図4参照)と、冷媒流路29により互いに接続されて冷媒回路20を構成する複数の機能部品とを備えている。そして、冷媒流路29が、第1カバー93の内部に形成されている。図1及び図7に示すように、第1カバー93は、ケース9に対して第1開口部9aの開口面に沿う方向(開口面方向Y)の何れかの側に突出した突出部93pを備える。図1、図5、図7等に示すように、複数の機能部品の少なくとも一部である特定機能部品が、突出部93pにおける第1カバー第2面93b(第1カバー93の開口方向ケース側を向く面)に取り付けられ、冷媒流路29に接続されている。尚、電源モジュールPWRは、第1収容室E1に収容されていてもよいし、収容されていなくてもよい。
 本実施形態によれば、インバータモジュールINVとインバータモジュールINVを収容するためのケース9及び第1カバー93に対して、冷媒モジュール1を一体的に設けることができる。即ち、インバータモジュールINVと冷媒モジュール1とを一体化することができる。従って、インバータモジュールINVと冷媒モジュール1とが独立している場合に比べて、部品点数の削減を図り易く、比較的小型の車両にもこの車載インバータユニット10を搭載し易い。また、冷媒モジュール1の特定機能部品が、第1カバー第2面93bに取り付けられている。これにより、当該特定機能部品は、ケース9における第1収容室E1の外側に、第1収容室E1に並んで配置されることになる。このため、インバータモジュールINVと冷媒モジュール1とを一体化しつつ、これらを適切に第1収容室E1の内側と外側とに分けて配置することができる。さらに、冷媒モジュール1の特定機能部品とケース9及びインバータモジュールINVとを、第1カバー93に対して同じ側(開口方向第2側X2(開口方向ケース側))に配置することができる。従って、インバータモジュールINVと冷媒モジュール1とを一体化しつつ、車載インバータユニット10の大型化を抑制することができる。
 上述したように、ケース9の第1ケース部91は、第1開口部9a(ケースの開口部)を囲むと共に開口方向Xに沿って延在するように配置された周壁部96を備えている。本実施形態では、図1、図7等に示すように、第1開口部9aの開口面に沿う方向である開口面方向Yの内、特定の方向を特定開口面方向Ya(第1方向)として、突出部93pは、特定開口面方向Ya(第1方向)における一方側である特定開口面方向第1側Ya1(第1方向第1側)に向かってケース9から突出している。特定機能部品は、特定開口面方向Ya(第1方向)に沿う特定開口面方向視(第1方向視)で、周壁部96と重複する位置に配置されている。
 尚、特定機能部品が複数存在する場合は、全ての特定機能部品が、特定開口面方向視で周壁部96と重複する位置に配置されている。例えば、図1、図5等に示すように、特定機能部品として、水冷コンデンサ31、アキュムレータ41、チラー32を含むような場合、水冷コンデンサ31、アキュムレータ41、チラー32の全てが、特定開口面方向視で周壁部96と重複する位置に配置されている。
 第1開口部9a(開口部)を囲む周壁部96は、ケース9においてインバータモジュールINVを収容する収容区間と特定開口面方向視(第1方向視)で重複する。インバータモジュールINVは、当該収容空間に収容されるので、冷媒モジュール1の特定機能部品と、ケース9と、インバータモジュールINVとを、特定開口面方向視(第1方向視)で互いに重複させて配置することができる。従って、車載インバータユニット10が例えば開口方向Xや、開口方向X及び特定開口面方向Ya(第1方向)に直交する方向(ここでは、軸方向L)へ大型化することを抑制し易い。即ち、本構成によれば、インバータモジュールINVと冷媒モジュール1とを一体化しつつ、車載インバータユニット10の大型化を抑制することができる。
 本実施形態の車両用駆動装置100は、車載インバータユニット10と、回転電機MGと、車輪Wに駆動連結される出力部材と、回転電機MGと出力部材との間で駆動力を伝達する動力伝達機構GTとを備えて構成することができる。上述したように、ケース9は、インバータモジュールINVを収容する第1収容室E1と、回転電機MG及び動力伝達機構GTを収容する第2収容室E2とを備える。図1、図5から図7に示すように、第1収容室E1と第2収容室E2とは、開口方向Xに並ぶように配置されている。そして、図1及び図7に示すように、特定機能部品は、開口方向Xに沿う開口方向視で、ケース9の第2収容室E2を囲む部分である筒状周壁部97と重複する位置に配置されている。
 第1カバー93(カバー)の突出部93pにおける開口方向ケース側を向く面(第1カバー第2面93b)には、特定機能部品が取り付けられている。特定機能部品とケース9の第2収容室E2を囲む部分(筒状周壁部97)とが開口方向視で重複しない場合には、突出部93p及び特定機能部品は、ケース9の第2収容室E2を囲む部分(筒状周壁部97)に対して、突出部93pが突出する方向に突出することになる。即ち、ケース9の外形に対して、特定機能部品が取り付けられた状態の車両用駆動装置100は、突出部93pが突出する方向に大きくなり易い。本構成によれば、特定機能部品とケース9の第2収容室E2を囲む部分(筒状周壁部97)とが開口方向視で重複しているため、これらが重複していない場合に比べて、開口方向視での車両用駆動装置100の小型化を図り易い。
 図1及び図7に示すように、第2ケース部92において第2収容室E2を囲む部分である筒状周壁部97は、第1ケース部91(第1ケース部91の周壁部96)に対して特定開口面方向第1側Ya1(第1方向第1側)に膨出している。従って、突出部93pと筒状周壁部97との間、少なくとも特定機能部品と筒状周壁部97との間には、車両用駆動装置100に外接する仮想的な直方体を考えた場合に、当該直方体の面と特定機能部品と筒状周壁部97とに囲まれたケース外配置領域E3が形成される。このケース外配置領域E3に、例えば、三方向弁35や第1ウォーターポンプ36を含むことで、上述した冷却水回路モジュール3の多くの構成要素を車両用駆動装置100と一体化することもできる。
 また、ケース外配置領域E3には、三方向弁35や第1ウォーターポンプ36に代えて、或いは、三方向弁35や第1ウォーターポンプ36に加えて、オイルポンプOPやオイルクーラOCが配置されてもよい。オイルポンプOPがケース9内に配置される場合には、オイルクーラOCのみがケース外配置領域E3に配置されてもよい。
 図7に示す例や、図10及び図11に示す例では、三方向弁35及び第1ウォーターポンプ36は、第2ケース部92(具体的には、筒状周壁部97)における前後方向第1側H1の外面に取り付けられている。すなわち、三方向弁35及び第1ウォーターポンプ36は、第2ケース部92とラジエータ37との前後方向Hの間に配置されている。また、これらの例では、オイルポンプOP及びオイルクーラOCは、ケース9内に配置されている。具体的には、オイルポンプOPは、第2収容室E2に収容されている。ここでは、オイルポンプOPは、回転軸心Aに対して前後方向第1側H1且つ下側Z2に配置されている。また、オイルポンプOPは、上下方向視で突出部93pと重複する位置に配置されている。オイルクーラOCは、第1収容室E1に収容されている。ここでは、オイルクーラOCは、インバータモジュールINVと回転電機MGとの上下方向Zの間に配置され、より詳しくは、冷却ユニット38と回転電機MGとの上下方向Zの間に配置されている。
 また、本実施形態の車両用駆動装置100は、第2収容室E2に収容された油を冷却するためのオイルクーラOCと、オイルクーラOCとラジエータ37とを通る経路で冷却水を循環させる冷却水回路30を構成する冷却水回路モジュール3とをさらに備えている。本実施形態では、三方向弁35、第1ウォーターポンプ36、冷却ユニット38により冷却水回路モジュール3が構成されている形態を例示している。しかし、冷却水回路モジュール3は、冷却ユニット38を経由することなく構成されていてもよい。また、特定機能部品には、車載エアコンディショナ用の冷媒と冷却水との熱交換により冷媒を冷却するための冷媒用熱交換器である水冷コンデンサ31が含まれている。
 このような構成により、冷媒回路20を流れる車載エアコンディショナ用の冷媒を冷却水により冷却することができる。冷却水は、ラジエータ37(車載ラジエータ)を通る経路で循環するので、車載エアコンディショナ用の冷媒の熱をラジエータ37により車外に排出することができる。また本構成によれば、このような水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)が冷媒路構成部材を介してケース9に一体的に固定される。従って、冷媒回路20を構成する機能部品を接続する配管等を少なく抑え、或いは短く抑えることができる。
 また、上述したように、機能部品には、冷媒回路20における冷媒の流量又は流路を制御する制御弁Vが含まれる。また、特定機能部品には、冷媒を液体と気体とに分離するためのアキュムレータ41を含むことができる。制御弁Vは、第1カバー93(カバー)における開口方向第2側X2(開口方向ケース側)とは反対側を向く面(第1カバー第1面93a)に取り付けられている。そして、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)とアキュムレータ41とは、ケース9の第1収容室E1を囲む壁部(周壁部96)に沿って並ぶように配置されている。
 制御弁Vが第1カバー93(カバー)における開口方向第2側X2(開口方向ケース側)とは反対側を向く面(第1カバー第1面93a)に取り付けられることで、例えば、第1カバー93(カバー)を挟んで制御弁Vと特定機能部品とを比較的近づけて配置することができる。また、複数の特定機能部品を壁部(周壁部96)に沿って並べることによって、これら複数の特定機能部品を効率的に配置することができる。従って、本構成によれば、車両用駆動装置100の大型化を抑制しつつ、冷媒モジュール1の複数の機能部品を適切に配置することができる。
 上述したように、本実施形態では、車載バッテリBTに電気的に接続される回路を備えた電源モジュールPWRも、インバータモジュールINVと共に、第1収容室E1に収容されている。この場合、上述した車載インバータユニット10に、電源モジュールPWRを含んでいてもよい。
 即ち、車両用駆動装置100は、ロータ12を備えた回転電機MGと、車輪Wに駆動連結される出力部材と、回転電機MGと出力部材との間で駆動力を伝達する動力伝達機構GTと、回転電機MGを駆動制御するためのインバータモジュールINVと、車載バッテリBTに電気的に接続される回路を備えた電源モジュールPWRと、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路20の少なくとも一部を構成する冷媒回路モジュール2と、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRを収容する第1収容室E1と、回転電機MG及び動力伝達機構GTを収容する第2収容室E2とを備えたケース9とを備えている。図1及び図2に示すように、動力伝達機構GTは、ロータ12に対して軸方向第1側L1に配置されている。インバータモジュールINVは、インバータ回路PMを構成するスイッチング素子と、スイッチング素子を冷却する冷却ユニット38とを備える。
 図1、図5、図6等に示すように、インバータモジュールINVは、回転電機MGより上側Z1であって、上下方向Zに沿う上下方向視で回転電機MGと重複する位置に配置されている。また、図1、図5、図6、図8、図9等に示すように、電源モジュールPWRは、インバータモジュールINVに対して軸方向第1側L1に隣接して配置されている。冷媒回路モジュール2は、図1、図5、図6、図7に示すように、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRに対して上下方向Zの上側Z1であってインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと上下方向視で重複する位置に配置されている。且つ、冷媒回路モジュール2は、図5から図7等に示すように、ケース9に一体的に固定されている。
 尚、図1、図5、図6等に示すように、電源モジュールPWRは、動力伝達機構GTより上側Z1であって、上下方向Zに沿う上下方向視で動力伝達機構GTと重複する位置に配置されている。
 本実施形態では、車両用駆動装置100は、回転電機MG及び動力伝達機構GTを含む駆動ユニットに、回転電機MGを駆動制御するためのインバータモジュールINVを一体的に備えるだけでなく、さらに、電源モジュールPWRと、車載エアコンディショナのための冷媒回路モジュール2とを、駆動ユニットに一体的に備える。従って、駆動ユニット及びインバータモジュールINVと電源モジュールPWR及び冷媒回路モジュール2とを接続する配線や配管等を少なく抑え、或いは短く抑えることができると共に、これらを収容或いは支持するケース9を一体化することで多くの機能を備えた車両用駆動装置100の全体の小型化を図り易い。また、この構成によれば、大電流がステータコイル11bを流れるために発熱量の多い回転電機MGの上側Z1に冷却ユニット38を備えたインバータモジュールINVが配置され、電源モジュールPWRは、インバータモジュールINVに対して軸方向第1側L1、すなわち、回転電機MGに対して動力伝達機構GTが配置された側に隣接して配置されている。冷媒回路モジュール2は、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRに対して上側Z1に配置されており、回転電機MGにより生じた熱が冷媒回路モジュール2に伝わることは、冷却ユニット38を備えたインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRにより阻害される。従って、冷媒回路モジュール2が回転電機MGの発熱により受ける影響を少なく抑え易い。よって、車両用駆動装置100を中核として車両における熱マネジメントシステムを適切に構成し易い。
 また、車両用駆動装置100は、図4に示すように、第2収容室E2に収容された油を冷却するためのオイルクーラOCと、オイルクーラOCとラジエータ37(車載ラジエータ)とを通る経路で冷却水を循環させる冷却水回路30を構成する冷却水回路モジュール3とをさらに備えている。また、冷媒回路モジュール2は、冷媒回路20における冷媒の流路を構成する冷媒マニホールド21(冷媒路構成部材)と、冷媒マニホールド21に取り付けられる制御弁Vとを備えている。冷媒マニホールド21には、冷媒回路20を構成する機能部品として、さらに、冷媒と冷却水との熱交換により冷媒を冷却するための水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)が取りけられている。
 この構成によれば、冷媒回路20を流れる車載エアコンディショナ用の冷媒を冷却水により冷却することができる。冷却水は、ラジエータ37(車載ラジエータ)を通る経路で循環するので、車載エアコンディショナ用の冷媒の熱をラジエータ37により車外に排出することができる。また、この構成によれば、このような水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)が冷媒マニホールド21(冷媒路構成部材)を介してケース9に一体的に固定される。従って、冷媒回路20を構成する機能部品を接続する配管等を少なく抑え、或いは短く抑えることができる。
 図4及び図9を参照して上述したように、本実施形態では、冷媒回路20に、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)からエバポレータ44までの冷媒の流路である第1流路領域20Aと、コンプレッサ42から水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)までの冷媒の流路である第2流路領域20Bとが含まれる。そして、第1流路領域20Aは、インバータモジュールINVと上下方向視で重複するように配置され、第2流路領域20Bは、電源モジュールPWRと上下方向視で重複するように配置されている。
 インバータ回路PMを構成するスイッチング素子には大電流が流れるために発熱し易い。このため、放熱を考慮すると当該スイッチング素子の近傍の温度は高くならないことが好ましい。また、インバータモジュールINVに、インバータ回路PMを制御する制御回路(回転電機制御部17、ドライバ18:図3参照)が含まれる場合、当該制御回路を構成する電子部品は比較的熱に弱いことが多い。このため、当該制御回路の近傍の温度も高くならないことが好ましい。本構成によれば、冷媒回路20における比較的低温となる第1流路領域20AがインバータモジュールINVに近い位置に配置され、冷媒回路20における比較的高温となる第2流路領域20Bが電源モジュールPWRに近い位置に配置される。従って、インバータモジュールINVにおいてインバータ回路PMを構成するスイッチング素子や、インバータ回路PMの制御回路に冷媒回路モジュール2からの熱が伝わりにくいようにすることができる。
 図4を参照して上述したように、冷媒回路20は、冷媒を液体と気体とに分離するためのアキュムレータ41を備えている。そして、図1、図7、図9等に示すように、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)とアキュムレータ41とは、上下方向視でインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと重複せず、図7に示すように、上下方向Zの配置領域がインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと重複する位置に配置されている。
 冷媒回路20を構成する部品の内、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)とアキュムレータ41とは比較的大型になり易い。この構成によれば、そのような水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)とアキュムレータ41とを、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと水平方向(ここでは、前後方向H)に並べて配置することができる。従って、車両用駆動装置100の上下方向Zの寸法の小型化を図り易い。
 尚、図4を参照して上述したように、本実施形態では、冷媒回路20は、第2冷却水回路30Bを流れる冷却水と冷媒との熱交換によって当該冷却水を冷却するための冷却水用熱交換器であるチラー32を備えている。図1、図7、図9等に示すように、チラー32も、上下方向視でインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと重複せず、図7に示すように、上下方向Zの配置領域がインバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと重複する位置に配置されている。冷媒回路20を構成する部品の内、チラー32も比較的大型になり易い。この構成によれば、そのようなチラー32も、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRと水平方向(ここでは、前後方向H)に並べて配置することができる。従って、車両用駆動装置100の上下方向Zの寸法の小型化を図り易い。
 詳細な経路は省略するが、図1、図8に示すように、冷却ユニット38は、冷却水が流通する冷却水路39を備えている。インバータ回路PMを構成するスイッチング素子は、冷却ユニット38の上面である冷却ユニット第1面38aに取り付けられている。そして、インバータ回路PMを制御する制御基板ECUが、スイッチング素子と冷媒回路モジュール2との上下方向Zの間に配置されている。
 インバータ回路PMを構成するスイッチング素子には大電流が流れるために発熱し易い。また、インバータ回路PMを制御する制御基板ECUに搭載されて、インバータ回路PMを制御する制御回路を構成する電子部品は比較的熱に弱いことが多い。本構成によれば、冷却ユニット38により、回転電機MGからの熱が伝わりにくい場所に、スイッチング素子及び制御基板ECUを配置することができ、冷却ユニット38の上面(冷却ユニット第1面38a)に取り付けられたスイッチング素子を冷却ユニット38によって適切に冷却すると共に、回転電機MGからの熱が制御基板ECUに伝わりにくくすることができる。
 図10から図13は、上述した車両用駆動装置100の構成例を示している。図1等では省略しているが、図10から図13に示すように、車両用駆動装置100は、マウント部材70を介して車両の車体(例えば、クロスメンバ)に支持される。マウント部材70は、マウントブラケット71を介してケース9に連結される。本例では、軸方向Lに離間して配置される2つのマウント部材70と、これら2つのマウント部材70よりも下側Z2に配置されたマウント部材70との、3つのマウント部材70を介して、車両用駆動装置100が車体に支持される。1つのマウント部材70は、第1ケース部91に対して軸方向第1側L1からマウントブラケット71を介して連結され、別の1つのマウント部材70は、第1ケース部91に対して軸方向第2側L2からマウントブラケット71を介して連結され、残りの1つのマウント部材70は、第2ケース部92に対して下側Z2からマウントブラケット71を介して連結される。
 図12及び図13に示すように、ケース9(具体的には、第1ケース部91)には、ケース9の外部に配置された不図示のケーブルと、インバータモジュールINV、電源モジュールPWR、又は制御基板ECUと、を電気的に接続するためのコネクタ67が設けられている。ここでは、第1ケース部91(具体的には、周壁部96)における前後方向第2側H2の壁部に形成された貫通孔に、コネクタ67が配置されている。図示の例では、複数のコネクタ67(具体的には、5つのコネクタ67)が、軸方向Lに沿って並ぶように配置されている。コネクタ67には、例えば、制御基板ECUに制御信号を伝達するためのケーブル、制御基板ECUに電力を供給するためのケーブル、インバータ回路PMに電力を供給するためのケーブル、充電回路62に電力を供給するためのケーブルが接続される。
〔その他の実施形態〕
 以下、その他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記においては、動力伝達機構GTとして、減速機6と差動歯車機構5とを備える形態を例示した。しかし、動力伝達機構GTは、このような構成に限らない。動力伝達機構GTは、例えば、減速機6を備えることなく、差動歯車機構5のみを備える形態であってもよい。また、動力伝達機構GTは、差動歯車機構5を備えることなく、減速機6のみを備え、1つの車輪Wに1つの回転電機MGからの動力を伝達する構成であってもよい。また、本実施形態では、減速機6として固定変速比の遊星歯車機構を例示したが、減速機6は複数段の変速比を有していてもよい。
(2)図8に示すように、直流リンクコンデンサ16が、冷却ユニット第1面38aに、インバータ回路PMと並んで配置されるような形態では、インバータモジュールINVに直流リンクコンデンサ16が含まれていてもよい。しかし、例えば、冷却ユニット38の裏面(冷却ユニット第1面38aとは反対側の面)の側に直流リンクコンデンサ16が配置されるような場合には、インバータモジュールINVに直流リンクコンデンサ16が含まれていなくてもよい。例えば、直流リンクコンデンサ16は、冷却ユニット38よりも下側Z2であって、動力伝達機構GTと上下方向視で重複する位置に配置されていてもよい。直流リンクコンデンサ16は、比較的熱に強い部品であり、そのような部品を、上下方向Zの配置位置において冷却ユニット38よりも回転電機MGに近く、軸方向Lの配置位置において回転電機MGから離れた動力伝達機構GTの側に配置することで、冷却ユニット38よりも下側Z2の空間を有効活用することができ、車両用駆動装置100の全体の小型化を図り易い。
 尚、車載インバータユニット10は、直流リンクコンデンサ16の配置位置に拘わらず、直流リンクコンデンサ16を含んで構成されていると好適である。
(3)電源モジュールPWRに備えられるコンバータ61及び充電回路62が共にトランス型の場合などでは、体格が大きくなり易いトランス部品を共用すると好適である。また、直流リンクコンデンサ16と同様に、トランスも比較的熱に強い部品である。従って、トランスも、冷却ユニット38よりも下側Z2であって、動力伝達機構GTと上下方向視で重複する位置に配置されていると好適である。このように冷却ユニット38よりも下側Z2の空間を有効活用することで、車両用駆動装置100の全体の小型化を図り易い。図11及び図13に示す例では、電源モジュールPWRに備えられるコンデンサ66が、冷却ユニット38よりも上側Z1に配置され、電源モジュールPWRに備えられるトランス65が、冷却ユニット38よりも下側Z2に配置されている。
(4)上記においては、図5等に示すように、インバータモジュールINV及び電源モジュールPWRに対して上下方向Zの上側Z1に配置される冷媒回路モジュール2が、冷媒回路20における冷媒の流路を構成する冷媒マニホールド21(冷媒路構成部材)と、冷媒マニホールド21に取り付けられる制御弁Vとを備えて構成され、水冷コンデンサ31(冷媒用熱交換器)は冷媒回路モジュール2に含まれずに、冷媒マニホールド21の下側Z2の第1カバー第2面93bに取り付けられている形態を例示した。しかし、制御弁Vと同様に、水冷コンデンサ31が冷媒マニホールド21の上側Z1の第1カバー第1面93aに取り付けられている場合には、冷媒回路モジュール2に水冷コンデンサ31が含まれていてもよい。
(5)上記においては、冷媒流路29が冷媒マニホールド21として第1カバー93の内部に形成される形態を例示した。当然ながら、冷媒流路29のほぼ全てが第1カバー93の内部に形成される必要はなく、冷媒流路29の一部がケース9の他の部材や、ケース9とは別の部材により構成される配管等を用いて構成されていてもよい。
(6)上記においては、第1カバー93の突出部93pが、特定開口面方向Ya(第1方向)における一方側である特定開口面方向第1側Ya1(第1方向第1側)に向かってケース9から突出している形態を例示した。しかし、突出部93pは、開口面方向Yの複数の方向に向かって突出するように形成されていてもよい。上記においては、矩形箱状に形成された第1ケース部91の1つの辺(面)から、第1開口部9aの外側に向かって突出する突出部93pを例示した。しかし、第1ケース部91の複数の辺から、第1開口部9aの外側に向かって突出するように突出部93pが形成されていてもよい。
(7)上記においては、突出部93pにおける開口方向第2側X2(開口方向ケース側)を向く面(第1カバー第2面93b)に取り付けられて、冷媒流路29に接続されている複数の機能部品の少なくとも一部である特定機能部品が、水冷コンデンサ31、アキュムレータ41、チラー32である形態を例示した。また、上記においては、全ての制御弁Vが、突出部93pにおける開口方向第1側X1の面(第1カバー第1面93a)に配置されている形態を例示した。しかし、これらの制御弁Vの内の少なくとも一部が、特定機能部品に含まれ、当該制御弁Vが第1カバー第2面93bに取り付けられていてもよい。
〔本実施形態のまとめ〕
 以下、上記において説明した車両用駆動装置に係る実施形態のまとめを記載する。
 車両用駆動装置(100)は、ロータ(12)を備えた回転電機(MG)と、車輪(W)に駆動連結される出力部材(52,53,54,59,DS1,DS2,J)と、前記回転電機(MG)と前記出力部材(52,53,54,59,DS1,DS2,J)との間で駆動力を伝達する動力伝達機構(GT)と、前記回転電機(MG)を駆動制御するためのインバータモジュール(INV)と、車載バッテリ(BT)に電気的に接続される回路(61,62)を備えた電源モジュール(PWR)と、車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路(20)の少なくとも一部を構成する冷媒回路モジュール(2)と、前記インバータモジュール(INV)を収容する第1収容室(E1)と、前記回転電機(MG)及び前記動力伝達機構(GT)を収容する第2収容室(E2)と、を備えたケース(9)と、を備え、前記電源モジュール(PWR)は、前記第1収容室(E1)に収容され、前記冷媒回路モジュール(2)は、前記ケース(9)と一体化された部分である一体化部(21,V)を備え、前記一体化部(21,V)は、前記ケース(9)の一部を構成する部品(21)と、前記ケース(9)に取り付けられた部品(V)と、を含む。
 本構成によれば、車両用駆動装置(100)は、回転電機(MG)及び動力伝達機構(GT)に、回転電機(MG)を駆動制御するためのインバータモジュール(INV)を一体的に備えるだけでなく、さらに、電源モジュール(PWR)と、車載エアコンディショナのための冷媒回路モジュール(2)とを、回転電機(MG)及び動力伝達機構(GT)に一体的に備える。従って、これらの各要素を接続する配線や配管等を少なく抑え、或いは短く抑えることができ、車両用駆動装置(100)の小型化を図り易い。さらに、本構成によれば、回転電機(MG)、動力伝達機構(GT)、及びインバータモジュール(INV)だけでなく、電源モジュール(PWR)もケース(9)に収容され、冷媒回路モジュール(2)は、ケース(9)と一体化された部分である一体化部(21,V)を備えている。従って、多くの機能を備えて一体化された車両用駆動装置(100)を実現でき、この点からも、車両用駆動装置(100)の小型化を図り易い。また、本構成によれば、冷媒回路モジュール(2)の一体化部(21,V)が備える部品を用いて、車両用駆動装置(100)を中核とした熱マネジメントシステムを適切に構成することができる。このように、本構成によれば、車両用駆動装置(100)を中核として車両における熱マネジメントシステムを適切に構成すると共に、車両用駆動装置(100)を小型に構成することができる。
 ここで、前記インバータモジュール(INV)を冷却するための冷却水と前記冷媒との熱交換を行う第1熱交換器(31)と、前記第2収容室(E2)に収容された油と前記冷却水との熱交換を行う第2熱交換器(OC)と、を備え、前記第1熱交換器(31)は、前記ケース(9)の外部に配置され、前記第2熱交換器(OC)は、前記第1収容室(E1)に収容されていると好適である。
 本構成によれば、比較的大型になり易い第1熱交換器(31)をケース(9)の外部に配置することで、ケース(9)の小型化を図りつつ、第2熱交換器(OC)をケース(9)の内部の第1収容室(E1)に収容することで、第2熱交換器(OC)の周辺の外部配管を不要として油及び冷却水の流路の簡素化を図ることができる。
2:冷媒回路モジュール、9:ケース、12:ロータ、20:冷媒回路、21:冷媒マニホールド(一体化部、ケースの一部を構成する部品)、31:水冷コンデンサ(第1熱交換器)、52:サイドギヤ(出力部材)、53:第1サイドギヤ(出力部材)、54:第2サイドギヤ(出力部材)、59:スプライン係合部(出力部材)、61:コンバータ(車載バッテリに電気的に接続される回路)、62:充電回路(車載バッテリに電気的に接続される回路)、100:車両用駆動装置、BT:車載バッテリ、DS1:第1ドライブシャフト(出力部材)、DS2:第2ドライブシャフト(出力部材)、E1:第1収容室、E2:第2収容室、GT:動力伝達機構、INV:インバータモジュール、J:連結軸(出力部材)、MG:回転電機、OC:オイルクーラ(第2熱交換器)、PWR:電源モジュール、V:制御弁(一体化部、ケースに取り付けられた部品)、W:車輪

Claims (2)

  1.  ロータを備えた回転電機と、
     車輪に駆動連結される出力部材と、
     前記回転電機と前記出力部材との間で駆動力を伝達する動力伝達機構と、
     前記回転電機を駆動制御するためのインバータモジュールと、
     車載バッテリに電気的に接続される回路を備えた電源モジュールと、
     車載エアコンディショナ用の冷媒を循環させる冷媒回路の少なくとも一部を構成する冷媒回路モジュールと、
     前記インバータモジュールを収容する第1収容室と、前記回転電機及び前記動力伝達機構を収容する第2収容室と、を備えたケースと、を備え、
     前記電源モジュールは、前記第1収容室に収容され、
     前記冷媒回路モジュールは、前記ケースと一体化された部分である一体化部を備え、
     前記一体化部は、前記ケースの一部を構成する部品と、前記ケースに取り付けられた部品と、を含む、車両用駆動装置。
  2.  前記インバータモジュールを冷却するための冷却水と前記冷媒との熱交換を行う第1熱交換器と、
     前記第2収容室に収容された油と前記冷却水との熱交換を行う第2熱交換器と、を備え、
     前記第1熱交換器は、前記ケースの外部に配置され、
     前記第2熱交換器は、前記第1収容室に収容されている、請求項1に記載の車両用駆動装置。
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