CN116733949A - 油冷却器 - Google Patents

Abstract

本申请能够简化结构，抑制体型的大型化。油冷却器在安装于收容变速驱动桥的壳体上的状态下，利用冷却水冷却对变速驱动桥进行润滑的油，该油冷却器具备：在向壳体安装的安装面上开口的油导入口；在安装面上开口的油排出口；在安装面上开口的冷却水用的第一开口；以及在与安装面不同的部位开口的冷却水用的第二开口，在连接油导入口和油排出口的油路中流动的油、与在连接第一开口和第二开口的水路中流动的冷却水之间，进行热交换。

Description

油冷却器

技术领域

本发明涉及油冷却器。

背景技术

专利文献1中公开了一种油冷却器，其在安装于收容变速驱动桥和油的壳体上的状态下，利用冷却水冷却该油。在该油冷却器上，油导入口、油排出口、冷却水导入口、冷却水排出口在向壳体安装的安装面上开口。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-052521号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1所记载的构成中，由于从壳体导入到油冷却器的冷却水在热交换后返回到壳体，所以冷却水流过的路径就为壳体、油冷却器、壳体这样的顺序。也就是说，壳体需要具备连接于与油冷却器不同的部件的冷却水导入口(IN)和冷却水排出口(OUT)作为冷却水的入口和出口。在该情况下，开口的个数在油冷却器侧为4个，在壳体侧为6个，共计10个，有可能导致体型的大型化、成本的增加。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够简化结构、能够抑制体型的大型化的油冷却器。

用于解决技术问题的手段

本发明的油冷却器在安装于收容变速驱动桥的壳体上的状态下，利用冷却水冷却对所述变速驱动桥进行润滑的油，所述油冷却器具备：在向所述壳体安装的安装面上开口的油导入口；在所述安装面上开口的油排出口；在所述安装面上开口的冷却水用的第一开口；以及在与所述安装面不同的部位开口的冷却水用的第二开口，在连接所述油导入口和所述油排出口的油路中流动的所述油、与在连接所述第一开口和所述第二开口的水路中流动的所述冷却水之间，进行热交换。

根据该构成，由于能够使在向壳体安装的面上开口的开口部的个数为3个，所以能够减小安装面，能够抑制体型的大型化。另外，在油冷却器与壳体一体化的单元结构中，第二开口作为单元结构中的冷却水导入口或冷却水排出口发挥功能。在该情况下，开口的个数在油冷却器侧为4个，在壳体侧为4个，共计8个，能够使体型变得小型，实现成本削减。

另外，也可以是，所述壳体收容电动机、控制所述电动机的电力转换装置、以及所述变速驱动桥，所述油导入口与设置于所述壳体的油供给口连接，所述油排出口与设置于所述壳体的回油口连接，所述第一开口与设置于所述壳体的冷却水连接口连接，所述油被供给到所述壳体的内部空间中的收容所述电动机的电动机室，冷却所述电动机，所述冷却水被供给到所述电力转换装置，冷却该电力转换装置。

根据该构成，能够在机电一体结构的壳体上安装有油冷却器的状态下，利用电力转换装置的冷却水冷却变速驱动桥及电动机的油。

另外，也可以是，所述第一开口经由形成于所述壳体的内部的水路，与冷却所述电力转换装置的冷却流路连通，所述第二开口连接于与所述壳体不同的构件。

根据该构成，能够经由形成于壳体的内部的水路将电力转换装置的冷却流路与油冷却器的水路连通。

发明效果

在本发明中，由于能够使在向壳体安装的面上开口的开口部的个数为3个，所以能够减小安装面，能够抑制体型的大型化。另外，在油冷却器与壳体一体化的单元结构中，第二开口作为单元结构中的冷却水导入口或冷却水排出口发挥功能。在该情况下，开口的个数在油冷却器侧为4个，在壳体侧为4个，共计8个，能够使体型变得小型，实现成本削减。

附图说明

图1是示意地示出油冷却器安装在机电一体结构的壳体上的状态的图。

图2是示意地示出油冷却器安装在机电一体结构的壳体上的状态的俯视图。

图3是示意地示出实施方式中的油冷却器安装在机电一体结构的壳体上的状态的侧视图。

图4是示出油冷却器的结构的图。

图5是示出油和冷却液相对于油冷却器的开口的流动的图。

图6是用于说明油冷却器安装在机电一体结构的壳体上的状态下的油的流动和冷却液的流动的图。

图7是用于说明壳体的结构的图。

图8是示意性地示出比较例的结构的图。

图9是示出比较例的结构中的油的流动和冷却液的流动的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式中的油冷却器进行具体说明。另外，本发明不限定于以下说明的实施方式。

图1是示意地示出油冷却器安装在机电一体结构的壳体上的状态的图。油冷却器1适用于电动车辆的驱动单元10，利用冷却水将驱动单元10的油冷却。

如图2和图3所示，驱动单元10具备电动机11、变速驱动桥(T/A)12、收容电动机11和变速驱动桥12的壳体13、以及动力控制单元(以下称为PCU)14。该驱动单元10是在收容电动机11和变速驱动桥12的壳体13中收容有PCU 14的机电一体结构的单元。另外，“X方向”表示电动车辆的前后方向的前方，“Y方向”表示电动车辆的车宽方向的右方，“Z方向”表示电动车辆的高度方向的上方。

电动机11是电动车辆的动力源。变速驱动桥12是包含齿轮、旋转轴的动力传递机构，其将从电动机11输出的动力传递到车轮。PCU 14是控制电动机11的电力转换装置，包含逆变器、转换器而构成。PCU 14与电动机11电连接，对电池的电力进行转换并供给至电动机11。该PCU 14作为控制电动机11的电力的电力控制装置发挥功能。并且，PCU 14被收容在壳体13的内部。

壳体13具有收容电动机11的电动机室、收容变速驱动桥12的齿轮室以及收容PCU14的PCU室。壳体13包含罩构件15而形成，罩构件15以封堵PCU室的上部的方式配置。罩构件15通过螺栓紧固而安装在壳体13的壳体主体部上。另外，在图2中省略了罩构件15。

这样，壳体13是收容电动机11和变速驱动桥12的壳体主体部(变速驱动桥壳体)、与收容PCU 14的壳体主体部(PCU壳体)一体成形的机电一体结构的壳体。因此，配置在壳体13内的PCU 14就能够表达为收容在变速驱动桥壳体内的PCU14。另外，壳体13的壁部成为将PCU壳体的壁部与变速驱动桥壳体的壁部共用化的壁部。

并且，在壳体13的内部，电动机室和齿轮室中收容有共用的油。壳体13形成为使油能够在齿轮室与电动机室之间流通。因此，在电动机室内油对电动机11进行冷却，在齿轮室内油将变速驱动桥12润滑。也就是说，被导入油冷却器1的油是将电动机11冷却的冷却油，并且是将变速驱动桥12润滑的润滑油。总之，油是具有绝缘性的油。

另外，在壳体13的PCU室内，PCU 14被冷却水冷却。在PCU 14中设有供冷却水流通的冷却流路(水路)，通过使冷却水在该冷却流路内流动，能够冷却PCU14的功率模块。也就是说，PCU 14为水冷式，其与供冷却水循环的冷却回路连接。该冷却回路包含水泵、散热器、油冷却器1以及PCU 14而构成。由于散热器要配置在电动车辆的前部，所以油冷却器1和驱动单元10被配置在电动车辆的前部。在冷却回路内，由水泵泵送的冷却水进行循环。将PCU14冷却后的冷却水被泵送到散热器，在散热器散热。然后，由散热器冷却后的冷却水被供给到PCU 14，对PCU 14进行冷却。该冷却水例如为LLC。

油冷却器1在安装于壳体13的状态下，利用PCU 14的冷却水对电动机11及变速驱动桥12的油进行冷却。油冷却器1具有供油在内部流动的油路2和供冷却水在内部流动的水路3。在油冷却器1中，在油路2中流通的油与水路3中流通的冷却水之间进行热交换。

另外，油冷却器1具备向壳体13的壁部安装的安装面4。例如，油冷却器1具备与壳体13的前方壁部螺栓紧固的底板部，该底板部上的、与壳体13的前方壁部的壁面13a相对的面成为安装面4。油路2的开口部和水路3的开口部在安装面4上开口。

如图4所示，油冷却器1具备油导入口5、油排出口6、冷却水导入口7以及冷却水排出口8。

油导入口5是在安装面4上开口的开口部，将油向油冷却器1内导入。该油导入口5配置在与壳体13侧的油供给口23在X方向上相对的位置。在Y方向上，油导入口5配置在与冷却水导入口7不同的位置。在Z方向上，油导入口5也可以不配置在与冷却水导入口7相同的位置。

油排出口6是在安装面4上开口的开口部，将油向油冷却器1外排出。该油排出口6配置在与壳体13侧的回油口24在X方向上相对的位置。在Z方向上，油排出口6配置在与油导入口5不同的位置。在Y方向上，油排出口6也可以不配置在与油导入口5相同的位置。

冷却水导入口7是在安装面4上开口的开口部，将冷却水向油冷却器1内导入。该冷却水导入口7是冷却水用的第一开口。该冷却水导入口7配置在与壳体13侧的冷却水供给口22在X方向上相对的位置。

冷却水排出口8是在与安装面4不同的部位开口的开口部，将冷却水向油冷却器1外排出。例如，可以配置为，冷却水排出口8在与安装面4相反的一侧开口。该冷却水排出口8是冷却水用的第二开口。

在油冷却器1的内部，以连接油导入口5与油排出口6的方式形成有油路2，并且以连接冷却水导入口7与冷却水排出口8的方式形成有水路3。油路2连通油导入口5与油排出口6，在其路径中包含使油与水路3内的冷却水之间进行热交换的热交换油路。水路3连通冷却水导入口7与冷却水排出口8，在其路径中包含使冷却水与油路2内的油之间进行热交换的热交换水路。

关于油冷却器1与壳体13之间的油的交换，如图5及图6中虚线的箭头所示，油从壳体13被导入油冷却器1的油导入口5，在油冷却器1的油路2中流通。在油冷却器1内的油路2中流通后的油从在安装面4上开口的油排出口6排出并返回到壳体13。另外，在图6中，为了便于说明，油冷却器1用加影线的简略图示出。

关于油冷却器1与壳体13之间的冷却水的交换，如图5及图6中实线的箭头所示，冷却水从壳体13被导入油冷却器1的冷却水导入口7，在油冷却器1的水路3中流通。在油冷却器1内的水路3中流通后的冷却水从在与安装面4相反的一侧开口的冷却水排出口8排出。冷却水排出口8连接于与壳体13不同的构件。

如图7所示，壳体13具备冷却水导入口21、冷却水供给口22、油供给口23和回油口24作为在安装油冷却器1的前方壁部的壁面13a上开口的开口部。

冷却水导入口21是在壁面13a上不安装油冷却器1的位置开口的开口部，连接于与油冷却器1不同的构件。冷却水导入口21在供冷却水循环的冷却回路中连接于比壳体13靠上游侧的构件。冷却水导入口21将由散热器冷却后的冷却水导入壳体13。

另外，如图2所示，冷却水导入口21经由在壳体13的内部形成的第一壳体水路25与PCU 14连通。从冷却水导入口21流入第一壳体水路25的冷却水被供给到PCU 14。PCU 14的水路的上游侧经由第一壳体水路25与冷却水导入口21连通。PCU 14的水路的下游侧经由在壳体13的内部形成的第二壳体水路26与冷却水供给口22连通。

进一步地，在Y方向及Z方向上，在与配置有PCU 14的位置重叠的位置上，配置有第一壳体水路25和第二壳体水路26。并且，第一壳体水路25和第二壳体水路26在相对于油冷却器1的安装面4垂直的方向上延伸。在安装面4是在Y-Z平面上扩展的平面的情况下，第一壳体水路25及第二壳体水路26沿着X方向延伸。

例如，冷却水导入口21配置在Y方向及Z方向上与PCU 14重叠的位置，第一壳体水路25以用最短路径连接冷却水导入口21与PCU 14的方式形成。另外，冷却水供给口22配置在Y方向及Z方向上与PCU 14重叠的位置，第二壳体水路26以用最短路径连接PCU 14与冷却水供给口22的方式形成。这样，从冷却水导入口21导入的冷却水就依次流过第一壳体水路25、PCU 14、第二壳体水路26。

冷却水供给口22是在壁面13a上安装油冷却器1的位置开口的开口部，是与油冷却器1的冷却水导入口7连接的冷却水连接口。通过使冷却水供给口22与冷却水导入口7连接，第二壳体水路26与油冷却器1的水路3连通。冷却水供给口22和冷却水导入口7以相对的方式配置，直接连接。所谓直接连接是指，不经由软管等形成流路的构件而连接。通过使冷却水导入口7与冷却水供给口22直接连接，能够削减将油冷却器1与壳体13之间连接的软管类、将油冷却器1与PCU 14连接的软管类，能够简化结构。因此，冷却水供给口22与冷却水导入口7可以在由密封件密封的状态下连接。也就是说，冷却水供给口22与冷却水导入口7可以经由密封件连接。这不限于冷却水供给口22，对于油供给口23及回油口24也是同样的。

油供给口23是在壁面13a上安装油冷却器1的位置开口的开口部，与油冷却器1的油导入口5连接。通过使油供给口23与油导入口5连接，形成在壳体13的内部的供给油路27与油冷却器1的油路2连通。油供给口23和油导入口5以相对的方式配置，直接连接。

回油口24是在壁面13a上安装油冷却器1的位置开口的开口部，与油冷却器1的油排出口6连接。通过使回油口24与油排出口6连接，形成在壳体13的内部的返回油路28与油冷却器1的油路2连通。回油口24和油排出口6以相对的方式配置，直接连接。

如图8和图9所示，在比较例的油冷却器100中，冷却水导入口101、冷却水排出口102、油导入口103、油排出口104在向壳体110安装的面上开口。壳体110具备冷却水导入口111、冷却水供给口112、冷却水返回口113、冷却水排出口114、油供给口115和回油口116。冷却水导入口111和冷却水排出口114在不安装油冷却器100的位置开口。冷却水供给口112、冷却水返回口113、油供给口115以及回油口116在安装油冷却器100的位置开口。并且，如图9中实线的箭头所示，冷却水在冷却水导入口111、壳体110、冷却水供给口112、冷却水导入口101、油冷却器100、冷却水排出口102、冷却水返回口113、壳体110、冷却水排出口114的路径中流动。在比较例的结构中，开口的个数为，油冷却器100上4个和壳体110上6个，共计10个。这样，实施方式的油冷却器1与比较例的结构相比，能够削减2个开口。

另外，在比较例的结构中，需要在壳体110的前方壁部的壁面上配置导入侧(IN)和排出侧(OUT)共计2根的、形成冷却水的流路的水路管。因此，由于在电动车辆小型化从而驱动单元小型化时各部件的搭载空间也缩小，所以油冷却器100与水路管很可能会在壳体110的壁部干涉。尤其是，在将散热器配置在电动车辆的前部的情况下，水路和油冷却器都往往配置在电动车辆的前部，所以无论什么样的电动车辆，都会有搭载上的技术问题。与此相对，在实施方式的油冷却器1中，冷却水流动的路径是水路管、壳体13、PCU 14、壳体13、油冷却器1、水路管的顺序，因此，能够避免油冷却器1与水路管在壳体13的壁部干涉。

如以上说明，根据实施方式，能够使开口的个数在油冷却器1上为4个，在壳体13上为4个，共计8个。由此，能够抑制体型的大型化，能够削减成本。进一步地，由于能够使在安装面4上开口的开口部的个数为3个，所以能够减小安装面4，能够抑制体型的大型化。

另外，根据实施方式，关于X方向的配置，由于能够形成在紧跟油冷却器1之后配置PCU 14的结构，因此能够用最短路径连结油冷却器1与PCU 14之间的水路。由此，能够减小体积，因此能够实现体型的小型化。

另外，能够应用油冷却器1的电动车辆可以是电动汽车(BEV)、混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)、燃料电池车(FCEV)中的任一种。

另外，冷却水流动的方向和油流动的方向不限于图5及图6所例示的方向。例如，也可以从油冷却器1的冷却水排出口8导入冷却水，从冷却水导入口7排出冷却水。在该情况下，冷却水依次流通于散热器、油冷却器1、壳体13、PCU 14、壳体13。总之，油冷却器1只要是具有在安装面4上开口的冷却水用的第一开口和在与安装面4不同的部位开口的冷却水用的第二开口的结构即可，第一开口和第二开口中的任一个均可为入口。同样地，也可以从油冷却器1的油排出口6导入油，从油导入口5排出油。

另外，形成于壳体13的供给油路27和返回油路28的形状、连接对象没有特别限定。例如，供给油路27与形成于齿轮室的集油罐连通。壳体13中在齿轮室内被齿轮刮起的油积存在集油罐中。积存在该集油罐中的油流入供给油路27。返回油路28与壳体13中电动机室内的冷却管连通。冷却管从电动机的上方朝向定子供给(喷射)油。从冷却管喷射到电动机的定子(例如线圈端部)的油是在油冷却器1中冷却后的油，因此电动机的冷却性提高。在壳体13的供给油路27和返回油路28中流动的油也可以由油泵泵送。可以配置为，油通过油泵而从集油罐泵送到供给油路27、油冷却器1的油路2、返回油路28、冷却管。在从油泵泵送油时，也可以配置为，通过油泵将存积在形成于齿轮室内的下部的油存积部而非集油罐中的油吸入并向供给油路排出。

另外，壳体13不限于作为变速驱动桥壳体发挥功能的部位与作为PCU壳体发挥功能的部位一体成形的结构。也就是说，壳体13的壳体主体部可以是组合多个构件而形成的结构。因此，对于作为变速驱动桥壳体发挥功能的壳体主体部，也可以是形成电动机室的构件与形成齿轮室的构件一体化的结构。总之，关于供冷却液流通的水路和供油流通的油路，形成于壳体13内部的流路可以以经由多个构件连通的方式形成。

另外，虽然对油冷却器1安装在壳体13上的前方壁部的结构进行了说明，但并不限定于此。油冷却器1也可以安装于壳体13的后方壁部。也就是说，油冷却器1也可以不安装于壳体13的与冷却水导入口21相同的壁部。

另外，壳体13的冷却水导入口21不限于设置于壳体13的前方壁部的结构。例如，也可以是在壳体13的侧方壁部或后方壁部设置冷却水导入口21的结构。总之，冷却水导入口21也未必设置于安装油冷却器1的壁部。

另外，虽然对壳体13为机电一体结构的壳体的情况进行了说明，但并不限定于此。壳体13只要是收容电动机11和变速驱动桥12中的至少一方的壳体即可，也未必收容PCU14。总之，油冷却器1不限于机电一体结构的驱动单元10，也能够适用于其他的驱动单元。因此，冷却水只要是对壳体13内的油进行冷却的冷却水即可，也未必是用于对PCU 14进行冷却的冷却水。

[附图标记说明]

1 油冷却器

2 油路

3 水路

4 安装面

5 油导入口

6 油排出口

7 冷却水导入口

8 冷却水排出口

11 电动机

12 变速驱动桥

13 壳体

14 动力控制单元(PCU)

21 冷却水导入口

22 冷却水供给口

23 油供给口

24 回油口

Claims (3)

1.一种油冷却器，其在安装于收容变速驱动桥的壳体上的状态下，利用冷却水冷却对所述变速驱动桥进行润滑的油，其特征在于，所述油冷却器具备：

在向所述壳体安装的安装面上开口的油导入口；

在所述安装面上开口的油排出口；

在所述安装面上开口的冷却水用的第一开口；以及

在与所述安装面不同的部位开口的冷却水用的第二开口，

在连接所述油导入口和所述油排出口的油路中流动的所述油、与在连接所述第一开口和所述第二开口的水路中流动的所述冷却水之间，进行热交换。

2.根据权利要求1所述的油冷却器，其特征在于，

所述壳体收容电动机、控制所述电动机的电力转换装置、以及所述变速驱动桥，

所述油导入口与设置于所述壳体的油供给口连接，

所述油排出口与设置于所述壳体的回油口连接，

所述第一开口与设置于所述壳体的冷却水连接口连接，

所述油被供给到所述壳体的内部空间中的收容所述电动机的电动机室，冷却所述电动机，

所述冷却水被供给到所述电力转换装置，冷却该电力转换装置。

3.根据权利要求2所述的油冷却器，其特征在于，

所述第一开口经由形成于所述壳体的内部的水路，与冷却所述电力转换装置的冷却流路连通，

所述第二开口连接于与所述壳体不同的构件。