专利名称：冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷却系统，尤其是涉及一种安装在混合动力车辆中的冷却系统。
背景技术：
近年来，混合动力车辆已普及，其中安装有内燃机、用于驱动车辆的电机和用于发电的发电机。作为传统混合动力车辆的构造，有一种已知的电机和发电机沿车辆的横向方向同轴设置的构造(参考专利文献1)。尽管电机和发电机在驱动混合动力车辆的同时被加热至高温，但由于电机和发电机的耐热温度是有限的，所以提供冷却系统，通常通过由泵使油或水循环通过冷却剂管而冷却所述电机和发电机。因此，电机和发电机由共用的冷却系统冷却。在此，将描述用于混合动力车辆中的电机和发电机的传统的冷却系统的示例。图5 是示出传统的冷却系统中的油泵运转的状态的示例性示意图。另外，图6是示出传统的冷却系统中的油泵停止的状态的示例性示意图。如图5和6所示，传统的冷却系统包括用于冷却电机100的冷却油的油冷却器102 和用于泵送油的油泵101。电机100主要由同心地设置在外壳IOOc内的转子IOOa和定子 IOOb组成。线圈围绕电机100的定子IOOb缠绕(线圈的说明被省略)。油箱IOOd形成在电机100的外壳IOOc的内部的底部中，用于防止油泵101将空气吸入该油泵101。第一油管103被安置在电机100的下部与油泵101之间。储存在电机100的油箱 IOld中的油通过第一油管103被供应给油泵101。第二油管104被安置在油泵101与油冷却器102之间。由油泵101加压的油通过第二油管104被供应给油冷却器102。第三油管105被安置在油冷却器102与电机100的外壳IOOc的上部之间。在油冷却器102中冷却的油通过第三油管105被供应给电机100。从第三油管105排出的油被倾注在电机100的定子IOOb的上部上。因此，冷却电机100的转子IOOa和定子100b。当油泵101运转时，油沿由图5中的箭头指示的方向通过第一油管103至第三油管105循环。因此，当油泵101运转时，油被注入第一油管103至第三油管105，因此电机 100的油箱IOOd中的油的液面IOOe处于低位。然而，如图6所示，当油泵101停止时，被注入第一油管103至第三油管105的油返回被储存在电机100的油箱IOOd中。因此，油液面IOOe的位置上升，由此电机100的转子IOOa部分地浸没在油中。在图5和6中，通过仅示出作为组成部件的例子的电机100进行说明。按照常规， 由于电机100沿车辆的横向方向与发电机同轴设置，所以电机100和发电机中的油的液面处于相同的水平。当电机100和发电机具有相同的尺寸时，发电机的转子也部分地浸没在油中。在上述混合动力车辆中，当电机100和发电机的温度低时，油泵101间歇地运转， 因此存在电机100的转子IOOa和发电机在油泵101停止时旋转的情形。在通过利用发电机中产生的电力驱动电机100的串联混合动力车辆中，电机100和发电机以串联驱动形式运转，其中电机100通过利用发电机中产生的电力驱动。另外，在通过利用高压电池的电力驱动电机100的EV驱动中，只有电机100运转。因此，电机100
运转的频率变高。然而，如上所述，当油泵101停止时，电机100的转子IOOa部分地浸没在储存于电机100的油箱IOOd中的油中，因此电机100的转子IOOa搅动油箱IOOd中的油。因此，在电机100的转子IOOa中产生搅动阻力，导致干扰电机100的转子IOOa的旋转的问题。[专利文献1]日本专利公开JP-A-2OlO-I63O5
发明内容
因此，本发明的一个有利方面是提供一种冷却系统，其在不干扰驱动电机转子旋转的情况下能以高效率冷却以高频率运转的驱动电机。根据本发明的一个优点，提供一种构造成安装在混合动力车辆中的冷却系统，该混合动力车辆包括电机，其由从电池供应的电力驱动；以及发电机，其构造成当电池中的剩余电力变得不高于预定值时由内燃机驱动，以便给电池充电，该冷却系统包括冷却通路，用于冷却电机和发电机的冷却剂在该冷却通路中循环；以及加压单元，其构造成泵送冷却剂，其中电机沿冷却剂的循环方向设置在加压单元的下游，而发电机沿循环方向设置在电机的下游和加压单元的上游。根据本发明的冷却系统，即使当加压单元停止时，电机的转子也不浸没在冷却剂中，因此在电机的转子中不会产生大的搅动阻力，由此在不干扰以高频率运转的电机转子的旋转的情况下，能以高效率实现所需要的冷却。
图1是示出根据本发明第一实施例的冷却系统的油泵运转的状态的示例性示意图。图2是示出根据本发明第一实施例的冷却系统的油泵停止的状态的示例性示意图。图3是示出根据本发明第一实施例的冷却系统安装在其中的混合动力车辆的构造的示例性示意图。图4是示出根据本发明第二实施例的冷却系统的油泵运转的状态的示例性示意图。图5是示出传统的冷却系统的油泵运转的状态的示例性示意图。图6是示出传统的冷却系统的油泵停止的状态的示例性示意图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图描述根据本发明的冷却系统的实施例。首先将描述根据本发明的冷却系统的第一实施例。图3是示出根据这个实施例的冷却系统安装在其中的混合动力车辆的构造的示例性示意图。如图3所示，根据这个实施例的混合动力车辆1包括驱动混合动力车辆1的前驱动电机(电机)2和后驱动电机3、用于发电的发电机4和用于驱动发电机4的内燃机5。在这个实施例中，尽管例如通过用包括前电机2和后电机3的串联混合动力车辆进行说明，但是本发明也能够应用于仅提供前电机2的串联混合动力车辆，此外，能够应用于并联混合动力车辆。另外，在这个实施例中，尽管将油用作冷却剂以冷却前电机2和发电机4，但是可以利用包括水的其他流体。用于将前电机2的驱动力传递给前驱动轴6和将内燃机5的驱动力传递给发电机 4的前变速驱动桥7被安置在前电机2和发电机4与内燃机5和前驱动轴6之间。另外，前电机2通过三相高压电线束9连接至前变换器8。另外，发电机4通过三相高压电线束10 连接至前变换器8。高压电池11通过高压电线束12连接至前变换器8。用于将后电机3的驱动力传递给后驱动轴13的后变速驱动桥14被安置在后电机 3与后驱动轴13之间。另外，后电机3通过三相高压电线束16连接至后变换器15。高压电池11通过高压电线束17连接至后变换器15。另外，根据该实施例的混合动力车辆1包括冷却通路，该冷却通路由用于冷却油的油冷却器20 (冷却单元)、用于泵送油的油泵21 (加压单元)和用于循环油的油管22至 27构成。前电机2和发电机4通过油冷却器20、油泵21和第一油管22至第六油管27彼此连接，并且被油冷却。前电机2沿油循环方向设置在油泵21的下游，而发电机4沿油循环方向设置在前电机2的下游和油泵21的上游。另外，油冷却器20沿油循环方向设置在油泵21的下游和前电机2的上游。另外，根据该实施例的混合动力车辆1包括用于冷却冷却剂的散热器30、用于泵送冷却剂的冷却剂泵31和用于循环冷却剂的冷却剂管32。于是，后电机3、前变换器8和后变换器15通过冷却剂管32与散热器30和冷却剂泵31连接，并且被冷却剂冷却。图1是示出根据本发明第一实施例的冷却系统的油泵运转的状态的示例性示意图。如图1所示，在该实施例的冷却系统中，安置前电机2的位置沿重力方向被设置成比安置发电机4的位置高。前电机2主要包括同心地安置在外壳2c内的转子加和定子2b。线圈围绕前电机 2的定子2b缠绕(线圈的说明被省略)。前电机2的转子加向前驱动轴6输出驱动力。另外，发电机主要包括同心地安置在外壳如内的转子如和定子4b。线圈围绕发电机4的定子4b缠绕(线圈的说明被省略)。发电机4的转子如由内燃机5旋转。油箱4d(冷却剂储存器)形成在发电机4的外壳如的内部的底部中，用于防止油泵21将空气吸入该油泵21。第一油管22被安置在发电机4的外壳如的下部与油泵21之间。储存在发电机4的油箱4d中的油通过第一油管22被供应给油泵21。第二油管23被安置在油泵21与油冷却器20之间。由油泵21加压的油通过第二油管23被供应给油冷却器20。第三油管M和第四油管25被安置在油冷却器20与前电机2的外壳2c的上部之间。在油冷却器20中冷却的油通过第三油管M和第四油管25被供应给前电机2。从第四油管25排出的油被倾注在前电机2的定子2b的上部上。这样，冷却前电机2的转子加和定子沘。第三油管M和第五油管沈被安置在油冷却器20与发电机4的外壳如的上部之间。在油冷却器20中冷却的油通过第三油管M和第五油管沈被供应给发电机4。从第五油管沈排出的油被倾注在发电机4的定子4b的上部上。这样，冷却发电机4的转子如和定子4b。第六油管(冷却剂通道)27被安置在前电机2的外壳2c的下部与发电机4的外壳如的下部之间。已冷却前电机2的转子加和定子2b的油被排出至发电机4的油箱4d。当油泵21运转时，如由图1中的箭头所示油通过第一油管22至第六油管27循环。 以这种方式，当油泵21运转时，油被注入第一油管22至第六油管27，并因此发电机4的油箱4d中的油的液面如处于低位。顺便提及，在根据这个实施例的冷却系统中，当前电机2和发电机4的温度低时， 油泵21间歇地运转，因此存在前电机2的转子加和发电机4的转子如在油泵21停止时旋转的情形。图2是示出根据本发明第一实施例的冷却系统的油泵停止的状态的示例性示意图。如图2所示，在根据该实施例的冷却系统中，安置前电机2的位置如上所述被设置成比安置发电机4的位置高。因此，即使当油泵21停止时，也不存在前电机2的转子加浸没在油中这样的情形。前电机2的安置位置使得前电机2的转子加不浸没在油中，因此前电机2被安置成使得前电机2的转子加的下端高于发电机4的油箱如中的油的液面如。因此，根据该实施例的冷却系统，即使当油泵21停止时，前电机2的转子加也不浸没在油中，因此在前电机2的转子加中不会产生大的搅动阻力，由此在不干扰以高频率运转的前电机2的转子加的旋转的情况下，能以高效率实现所需要的冷却。另外，根据该实施例的混合动力车辆1包括前电机2和后电机3。因此，在串联驱动中，发电机4需要产生用于驱动前电机2和后电机3的电力，因此施加于发电机4的负载比施加于前电机2的负载大，由此，发电机4的温度升高比前电机2的温度高。于是，当油到达发电机4的定子4b的下部时，自发电机4上方倾注到发电机4上以冷却发电机4的油被加热至高温，因此该油不能冷却发电机4的定子4b的下部，导致引起发电机4的定子4b 的上部与下部之间的温度变化的情形。因此，如图1所示，在根据本发明的冷却系统中，发电机4的油箱4d中的油的液面 4e设置成比发电机4的定子4b的下端高，由此能够用油冷却在串联驱动期间被加热至高温的发电机4的定子4b的下部，所述油由于沿着在串联驱动期间温度保持比较低的前电机2 一侧流动而具有比较低的温度。因此，根据该实施例的冷却系统，能减小在串联驱动期间被加热至高温的发电机4的定子4b的温度变化。在下文中，将描述根据本发明的冷却系统的第二实施例。图4是示出根据这个实施例的冷却系统的油泵运转的状态的示例性示意图。如图4所示，尽管根据这个实施例的冷却系统的构造与根据第一实施例的冷却系统的构造几乎相同，但是第二实施例与第一实施例的不同之处在于第六油管观从前电机2的外壳2c的下部将外壳2c连接于发电机4 的横向侧。第六油管观在发电机4的定子4b的横向侧连接于前电机2的外壳2c。因此，在根据这个实施例的冷却系统中，通过将第六油管观从前电机2的外壳2c 的下部连接于发电机4的外壳如中的定子4b的下部一侧，以便将由于沿着在串联驱动期间温度保持比较低的前电机2 —侧流动而具有比较低的温度的油直接倾注在发电机4的定子4b的下部上，所以能冷却在串联驱动期间被加热至高温的发电机4的定子4b的下部。 因此，根据这个实施例的冷却系统，能进一步减小在串联驱动期间被加热至高温的发电机4 的定子4b的温度变化。本发明不局限于在此以前描述的实施例，而是在不偏离本发明的精神和范围的情况下可改变或修改。本发明例如可用于包括电机和发电机的混合动力车辆。
权利要求
1.一种构造成安装在混合动力车辆中的冷却系统，该混合动力车辆包括电机，其由从电池供应的电力驱动；和发电机，其构造成当所述电池中的剩余电力变得不高于预定值时由内燃机驱动，以便给所述电池充电，所述冷却系统包括冷却通路，用于冷却所述电机和所述发电机的冷却剂在该冷却通路中循环；以及加压单元，其构造成泵送所述冷却剂，其中所述电机沿所述冷却剂的循环方向设置在所述加压单元的下游，而所述发电机沿所述循环方向设置在所述电机的下游和所述加压单元的上游。
2.如权利要求1所述的冷却系统，还包括外壳，其具有形成在所述外壳内部中的下部处的冷却剂储存器，并构造成容纳所述发电机，其中所述冷却通路包括所述冷却剂从所述电机流向所述发电机所通过的冷却剂通道， 并且所述冷却剂通道的下游端连接至所述冷却剂储存器。
3.如权利要求1所述的冷却系统，还包括冷却单元，其构造成冷却所述冷却剂，并设置在所述加压单元的下游和所述电机的上游。
4.如权利要求1所述的冷却系统，还包括外壳，其具有形成在所述外壳内部中的下部处的冷却剂储存器，并构造成容纳所述发电机，其中所述冷却通路具有所述冷却剂从所述电机流向所述发电机所通过的冷却剂通道，并且所述冷却剂通道的下游端在所述发电机的横向侧处连接至所述外壳。
5.如权利要求1至4的任何一项所述的冷却系统，其中所述电机设置成比所述发电机高。
6.如权利要求5所述的冷却系统，其中所述电机的下端比所述冷却剂储存器中的所述冷却剂的液面高。
全文摘要
一种安装在包括电机和发电机的混合动力车辆中的冷却系统包括冷却通路和加压单元。用于冷却电机和发电机的冷却剂在冷却通路中循环。加压单元泵送冷却剂。电机沿冷却剂的循环方向设置在加压单元的下游。发电机沿循环方向设置在电机的下游和加压单元的上游。
文档编号B60K11/02GK102452311SQ20111034924
公开日2012年5月16日 申请日期2011年11月7日 优先权日2010年11月5日
发明者坂口佳弘 申请人:三菱自动车工业株式会社