JP4748001B2

JP4748001B2 - ハイブリッド車両の冷却装置

Info

Publication number: JP4748001B2
Application number: JP2006237095A
Authority: JP
Inventors: 崇爪川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: JP2008056152A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の冷却装置の技術分野に属する。

従来の水冷エンジンと駆動用モータを駆動源とするハイブリッド車両の冷却装置では、熱交換器として、エンジン用ラジエータと、電気部品冷却水を冷却する電気部品用ラジエータと、空調用のコンデンサとを備えている。そして、インバータや駆動用モータ等の強電系統を冷却するための電気部品用ラジエータは、温度特性を考慮すると、車両最前面に配置する必要があるため、３つの熱交換器は、車両前方から後方に向かって、電気部品用ラジエータ、コンデンサ、エンジン用ラジエータの順に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

また、コンデンサとしては、空調用冷媒を凝縮する凝縮部に加え、この凝縮部を通過した空調用冷媒をさらに過冷却する過冷却部を設けることで、冷凍サイクル効率の向上を図るサブクーラコンデンサシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１８７４３５号公報特開２００５−１０６３２９号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、コンデンサが電気部品用ラジエータよりも車両後方側に配置されているため、過冷却部では、電気部品用ラジエータとの熱交換によって暖められた空気と空調用冷媒との熱交換が行われる。したがって、過冷却部の過冷却機能が低下し、必要な冷房能力が得られないという問題があった。

本発明は、上記従来技術が抱える問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、電気部品用ラジエータの冷却能力を維持しつつ、コンデンサの過冷却機能の低下を抑制して充分な冷房能力を得ることができるハイブリッド車両の冷却装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
水冷エンジンのエンジン冷却水を冷却するエンジン用ラジエータと、
駆動用モータに関わる電気部品を冷却する電気部品冷却水を冷却する電気部品用ラジエータと、
空調用冷媒を凝縮する凝縮部とこの凝縮部で凝縮された空調用冷媒をさらに過冷却する過冷却部とを有するコンデンサと、
を備えたハイブリッド車両の冷却装置において、
前記エンジン用ラジエータ、電気部品用ラジエータおよびコンデンサを、車両前方から後方に向かって電気部品用ラジエータ、コンデンサ、エンジン用ラジエータの順に配置し、
前記電気部品用ラジエータと前記過冷却部を、車両前後方向に対して並列に配置したことを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の冷却装置では、電気部品用ラジエータと過冷却部とを車両前後方向に対し並列に配置したため、電気部品用ラジエータとの熱交換により暖められた空気が過冷却部に当たるのを回避でき、過冷却部における過冷却機能の低下を防止することができる。また、電気部品用ラジエータは、車両最前面に配置されているため、強電系統に対する冷却性能を維持することができる。
この結果、電気部品用ラジエータの冷却能力を維持しつつ、コンデンサの過冷却機能の低下を抑制して充分な冷房能力を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のハイブリッド車両の冷却装置を示す車両前方側から見た斜視図、図２は冷却装置を示す側面図であり、実施例１のハイブリッド車両の冷却装置は、水冷エンジンと駆動用モータとを駆動源とするハイブリッド車両に搭載されている。

図１，２に示すように、実施例１の冷却装置は、補助ラジエータ（電気部品用ラジエータ）１と、ラジエータ（エンジン用ラジエータ）２と、サブクーラ一体型コンデンサ３と、を備え、車両前後方向から後方に向かって補助ラジエータ１、サブクーラ一体型コンデンサ３、ラジエータ２の順に配置されている。

補助ラジエータ１は、駆動用モータやインバータ等の電気部品と熱交換する電気部品冷却水と空気との熱交換により、電気部品冷却水を冷却する。
ラジエータ２は、水冷エンジンを冷却するエンジン冷却水と空気との熱交換により、エンジン冷却水を冷却する。

サブクーラ一体型コンデンサ３は、コンデンサコア（凝縮部）４と、サブクーラコア（過冷却部）５と、モジュレータ６とを備えている。
コンデンサコア４は、コンプレッサから送られた気化冷媒を凝縮し、液冷媒をモジュレータ６へ送る。

サブクーラコア５は、コンデンサコア４およびモジュレータ６を通過した液冷媒（一部気体を含む）をさらに冷却して100%近い液冷媒とし、エバポレータへ送るもので、コンデンサコア４の下端部にコンデンサコア４と一体に設けられている。また、このサブクーラコア５は、補助ラジエータ１の下方に位置し、補助ラジエータ１と車両前後方向同一位置に配置されている。
モジュレータ６は、コンデンサコア４とサブクーラコア５との間に設けられ、冷媒中のガスと液を分離するとともに、コンデンサコア４で液化した冷媒を一時的に貯える。

次に、作用を説明する。
［従来の熱交換器配列に伴う過冷却機能の低下について］
水冷エンジンと駆動用モータを駆動源とするハイブリッド車両の冷却装置では、エンジンを冷却するラジエータに加え、強電系統を冷却するための補助ラジエータを備えている。補助ラジエータ内に流れるLLC（ロング・ライフ・クーラント：ラジエータ液）温度は、60℃前後であり、温度特性を考慮すると、補助ラジエータは他の熱交換器（コンデンサ、エンジン冷却用のラジエータ）に対し車両最前面に配置する必要がある。

このため、エアコン用冷凍サイクルコンデンサは、補助ラジエータよりも車両後方側に配置されることとなり、コンデンサには補助ラジエータとの熱交換により暖められた走行風が当たってしまう。特に、冷凍サイクル効率の向上を図るため、コンデンサコアに対しサブクーラコアを設けたサブクーラコンデンサシステムでは、サブクーラコアの過冷却機能が低下することで、冷房能力の著しい低下を招く。さらに、車室内を設定冷房温度まで冷やすクールダウン時において、車室内温度が設定冷房温度となるまでの時間が長くなってしまう。

一方、補助ラジエータよりもコンデンサを車両後方側に配置しつつ、コンデンサの前面面積を拡大する方法、またはコンデンサを補助ラジエータよりも車両前方側に配置し、補助ラジエータの前面面積を拡大する方法等、熱交換器の前面面積を大きくすることで、強電系統の冷却性能維持と冷房能力の確保とを両立することは可能である。ところが、熱交換器の前面面積拡大は、装置の大型化および重量増を招くため、車載性の観点から好ましくない。

［過冷却機能維持作用］
これに対し、実施例１のハイブリッド車両の冷却装置では、補助ラジエータ１を車両最前面に配置しつつ、サブクーラ一体型コンデンサ３のサブクーラコア５を、補助ラジエータ１の下方、かつ、補助ラジエータ１と車両前後方向に対して並列に配置した。

これにより、補助ラジエータ１との熱交換により暖められた空気がサブクーラコア５に当たることで、サブクーラコア５の過冷却機能が低下するのを回避することができる。また、補助ラジエータ１はサブクーラ一体型コンデンサ３のコンデンサコア４よりも車両前方側、すなわち車両最前面に配置されているため、冷房能力の確保と引き替えに強電系統の冷却能力が犠牲になることはない。

また、同一冷房能力においては、サブクーラ一体型コンデンサ３と補助ラジエータ１の前面面積を小さくすることができ、原価低減およびコンパクト化による車載性の向上を図ることができる。さらに、従来以上の冷房能力が必要な場合には、補助ラジエータ１の前面面積がサブクーラ一体型コンデンサ３に対して小さいため、従来よりもサブクーラ一体型コンデンサ３を大きくすることができ、冷房能力の向上させることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の冷却装置にあっては、水冷エンジンのエンジン冷却水を冷却するラジエータ２と、駆動用モータに関わる電気部品を冷却する電気部品冷却水を冷却する補助ラジエータ１と、空調用冷媒を凝縮するコンデンサコア４とこのコンデンサコア４で凝縮された空調用冷媒をさらに過冷却するサブクーラコア５とを有するサブクーラ一体型コンデンサ３と、を備えたハイブリッド車両の冷却装置において、ラジエータ２、補助ラジエータ１およびサブクーラ一体型コンデンサ３を、車両前方から後方に向かって補助ラジエータ１、サブクーラ一体型コンデンサ３、ラジエータ２の順に配置し、補助ラジエータ１とサブクーラコア５を、車両前後方向に対して並列に配置した。これにより、補助ラジエータ１の冷却能力を維持しつつ、サブクーラコア５の過冷却機能の低下を抑制して充分な冷房能力を得ることができる。

図３は、実施例２のハイブリッド車両の冷却装置を示す側面図であり、実施例２では、補助ラジエータ１とサブクーラコア５とを一体化した構成としている。これにより、実施例１の構成と比較して、部品点数の削減および原価低減を図ることができる。

図４は、実施例３のハイブリッド車両の冷却装置を示す側面図であり、実施例３では、補助ラジエータ１とサブクーラ一体型コンデンサ３とを一体化した構成としている。

実施例１で述べたように、補助ラジエータ１の温度は、60℃前後であり、サブクーラ一体型コンデンサ３の内部の最高温度は、補助ラジエータ１の温度よりも高い（例えば、80℃前後）。つまり、補助ラジエータ１とサブクーラ一体型コンデンサ３とが一体化していることで、サブクーラ一体型コンデンサ３の熱を積極的に補助ラジエータ１へ放熱することができ、冷房能力の向上を図ることができる。

また、クールダウン時は、サブクーラ一体型コンデンサ３よりも補助ラジエータ１の温度が低くなるため、サブクーラ一体型コンデンサ３から補助ラジエータ１への放熱が確実に行われる。これにより、車室内をより早く設定冷房温度まで冷やすことができる。

（他の実施例）
以上、本発明のハイブリッド車両の冷却装置を実現する最良の形態を、実施例１〜３に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１〜３に限定されるものではない。例えば、実施例１〜３では、サブクールコア５をコンデンサコア４の下端部に配置した例を示したが、サブクールコア５の上下位置は任意である。

実施例１のハイブリッド車両の冷却装置を示す車両前方側から見た斜視図である。実施例１のハイブリッド車両の冷却装置を示す側面図である。実施例２のハイブリッド車両の冷却装置を示す側面図である。実施例３のハイブリッド車両の冷却装置を示す側面図である。

符号の説明

１補助ラジエータ（電気部品用ラジエータ）
２ラジエータ（エンジン用ラジエータ）
３サブクーラ一体型コンデンサ（コンデンサ）
４コンデンサコア（凝縮部）
５サブクーラコア（過冷却部）
６モジュレータ

Claims

水冷エンジンのエンジン冷却水を冷却するエンジン用ラジエータと、
駆動用モータに関わる電気部品を冷却する電気部品冷却水を冷却する電気部品用ラジエータと、
空調用冷媒を凝縮する凝縮部とこの凝縮部で凝縮された空調用冷媒をさらに過冷却する過冷却部とを有するコンデンサと、
を備えたハイブリッド車両の冷却装置において、
前記エンジン用ラジエータ、電気部品用ラジエータおよびコンデンサを、車両前方から後方に向かって電気部品用ラジエータ、コンデンサ、エンジン用ラジエータの順に配置し、
前記電気部品用ラジエータと前記過冷却部を、車両前後方向に対して並列に配置したことを特徴とするハイブリッド車両の冷却装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置において、
前記電気部品用ラジエータと前記過冷却部とを一体化したことを特徴とするハイブリッド車両の冷却装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の冷却装置において、
前記電気部品用ラジエータと前記コンデンサとを一体化したことを特徴とするハイブリッド車両の冷却装置。