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公開番号2025076856
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188772
出願日2023-11-02
発明の名称発電機
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 9/04 20060101AFI20250509BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】従来の発電機では、連続運転をする状況になると、コイルエンドや磁石の温度が上昇して発電電力が制限されることがあった。
【解決手段】電動車両に搭載される発電機Jであって、ウォータジャケット1を有するハウジング2内に、ロータ3とステータ4とを収容し、ハウジング2が、ステータ4の一方側の第1空気室5と、他方側の第2空気室6と、空気入口7と、空気出口8とを備え、ロータ3が、内部空気路9と、ファン10とを備え、ハウジング2内の温度を検出する温度センサ11と、温度センサ11の検出温度に基づいてロータ3の回転数を制御する制御装置12とを備えた構成にし、空冷用のファン10の回転数を温度状態に応じて可変にすることで、高温化の抑制を実現した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載され且つ液冷及び空冷の両機能を有する発電機であって、
ウォータジャケットを有するハウジング内に、中心側のロータと、前記ロータの外周側に配置したステータとを収容し、
前記ハウジングが、前記ステータの軸線方向一方側に形成した第１空気室と、前記ステータの軸線方向他方側に形成した第２空気室と、外部から前記第１空気室に連通する空気入口と、前記第２空気室から外部に連通する空気出口とを備え、
前記ロータが、前記第１空気室と前記第２空気室とを連通させる内部空気路と、前記第１空気室側及び前記第２空気室側の少なくとも一方側に配置して前記空気入口から前記内部空気路を経て空気出口に至る空気流を形成するファンとを備え、
前記ハウジング内の少なくとも前記第１空気室の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて前記ロータの回転数を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする発電機。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記制御装置は、車両の走行中において、前記温度センサの検出温度が通常時よりも高温の第１閾値Ａを超えた際に、前記ロータの回転数を通常時よりも高い第１回転数ａ以上に制御する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の発電機。
【請求項３】
前記制御装置は、車両の停止中において、前記温度センサの検出温度が前記第１閾値Ａよりも小さい第２閾値Ｂを超えた際に、前記ロータの回転数を前記第１回転数ａ未満の第２回転数ｂ以上に制御する機能を有することを特徴とする請求項２に記載の発電機。
【請求項４】
前記制御装置は、前記温度センサの検出温度が通常時よりも低温の第３閾値Ｄ以下になった際に、前記ロータの回転を停止する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の発電機。
【請求項５】
前記制御装置は、任意に選択可能な複数の運転モードを有し、前記運転モードのうちの高負荷運転モードの選択時において、前記温度センサの検出温度が前記第２閾値Ｂよりも小さい第４閾値Ｃを超えた際に、前記ロータを回転させる機能を有することを特徴とする請求項３に記載の発電機。
【請求項６】
前記ハウジングが、空気入口の開口量を変化させる開口量調整装置を備え、
前記制御装置は、当該発電機で発電した電気を蓄える高電圧バッテリの発電量が増加側閾値以上になった場合に、前記空気入口の開口量を大きくし、前記発電量が減少側閾値以下になった場合に、前記空気入口の開口量を小さくするように、前記開口量調整装置を制御する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の発電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車等の車両に搭載される発電機に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来における発電機としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１には、ステータ鉄心と、ステータ鉄心の内周側に配置されたロータ鉄心と、前記ロータ鉄心が取り付けられたロータシャフトと、ステータ鉄心の外周部に構成された通風路と、ロータシャフトに設けた通風ファンとを備え、外部から導入した空気を通風路に流通させて外部に放出する構造を備えた車両用全閉形主電動機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２２０４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した電動機と同等の発電機を備えた車両では、発電機の負荷にかかわらずステータのコイルエンドやロータの磁石の冷却能力が一定であるため、発電機を連続運転をする状況になると、コイルエンドや磁石の温度が上昇して発電電力が制限される恐れがあり、その結果、運転者に対して動力性能不足の感覚を与えることがあった。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、ステータを液冷にし且つロータを空冷にした発電機とし、空冷用のファンの回転数を、本来の発電機の機能に要求される発電出力だけでなく、温度状態に応じて可変にすることで、高温化を抑制することができる発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる発電機は、車両に搭載され且つ液冷及び空冷の両機能を有する。この発電機は、ウォータジャケットを有するハウジング内に、中心側のロータと、ロータの外周側に配置したステータとを収容している。ハウジングは、ステータの軸線方向一方側に形成した第１空気室と、ステータの軸線方向他方側に形成した第２空気室と、外部から第１空気室に連通する空気入口と、第２空気室から外部に連通する空気出口とを備えている。また、ロータは、第１空気室と第２空気室とを連通させる内部空気路と、第１空気室側及び第２空気室側の少なくとも一方側に配置して空気入口から内部空気路を経て空気出口に至る空気流を形成するファンとを備えている。そして、発電機は、ハウジング内の少なくとも第１空気室の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づいてロータ及びファンの回転数を制御する制御装置とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係わる発電機は、上記構成を採用したことにより、ステータを液冷にし且つロータを空冷にした発電機とし、空冷用のファンの回転数を温度状態に応じて可変にすることで、高温化を抑制することができる。これにより、上記発電機を備えた車両では、発電機を連続運転をする状況になっても、運転者に対して動力性能不足の感覚を与えるような事態を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明に係わる発電機の第１実施形態を示す断面説明図である。
図１中の制御装置の処理工程を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１に示す発電機Ｊは、電動車に搭載されると共に、液冷及び空冷の両機能を有しており、ウォータージャケット１を有するハウジング２内に、中心側のロータ３と、ロータ３の外周側に配置したステータ４とが収容してある。
【００１０】
ロータ３は、ハウジング２を回転自在に貫通するロータシャフト３Ａと、ロータシャフト３Ａの外周側に装着したロータ鉄心３Ｂとを備えている。ステータ４は、詳細な図示を省略したが、ハウジング２の内面に固定したステータ鉄心にコイルを巻回した周知の構造である。ロータシャフト３Ａには、図示しない発電用エンジンの出力軸が連結される。
（【００１１】以降は省略されています）

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