(57)【要約】【課題】冷却性能及び走行時の空力性能を向上させることができる車載バッテリーの冷却装置を提供する。【解決手段】車体のフロアパネル２の下方に配設されたバッテリー２０と、バッテリー２０の上面２１及び下面２２に車体の前後方向に延設されたフィン４０と、フィン４０の前方部４１に向けてウォッシャー液を噴霧するノズル３３と、を備える。【選択図】図２
2020116980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のフロアパネルの下方に配設されたバッテリーと、
前記バッテリーの表面に車体の前後方向に延設されたフィンと、
前記フィンの前方部に向けて液体を噴霧する噴霧手段と、
を備えることを特徴とする車載バッテリーの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載バッテリーの冷却装置において、
前記フィンの高さは、車体の前後方向における前方から後方に向かって高くなっている
ことを特徴とする車載バッテリーの冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車載バッテリーの冷却装置において、
前記フィンは、前記バッテリーの下面に設けられている
ことを特徴とする車載バッテリーの冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車載バッテリーの冷却装置において、
前記噴霧手段は、車体の高さ方向において前記フィンの下方から前記フィンに向けて液体を噴霧する
ことを特徴とする車載バッテリーの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載バッテリーの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車や電気自動車は、駆動用の電源となるバッテリーを搭載している。このようなバッテリーには、発生した熱を効率的に放熱するための各種対策が採られている。例えば、バッテリーにヒートシンクを設け、そのヒートシンクにエアコンのエバポレータで生じた排水を噴霧する冷却機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の冷却構造は、冷却効果が十分ではなく、また、単にバッテリーにヒートシンクを設けた構成では走行時の抵抗となり、空力性能を低下させる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷却性能及び走行時の空力性能を向上させることができる車載バッテリーの冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車体のフロアパネルの下方に配設されたバッテリーと、前記バッテリーの表面に車体の前後方向に延設されたフィンと、前記フィンの前方部に向けて液体を噴霧する噴霧手段と、を備えることを特徴とする車載バッテリーの冷却装置にある。
【０００７】
第１の態様では、フィンの前方部に付着した液体が走行風によって後方部まで伝達しやすくなっている。これにより、フィンの全体にウォッシャー液を供給するために、ノズルを多数配置する必要がなく、合理的にバッテリーを冷却することができる。さらに、フィンは車両の進行方向となる前後方向に延設されているので、走行風に対する抵抗が抑えられている。これにより、バッテリーにフィンを設けても、車体の空力性能の劣化を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の車載バッテリーの冷却装置において、前記フィンの高さは、車体の前後方向における前方から後方に向かって高くなっていることを特徴とする車載バッテリーの冷却装置にある。
第２の態様では、より一層、走行風に対する抵抗を抑えることができる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載の車載バッテリーの冷却装置において、前記フィンは、前記バッテリーの下面に設けられていることを特徴とする車載バッテリーの冷却装置にある。
【００１０】
第３の態様では、フィンによりバッテリーの下方の空間における走行風の流速が早くなり、当該空間が負圧になって車体が地面に吸い寄せられ、直進安定性など運動性能を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載の車載バッテリーの冷却装置において、前記噴霧手段は、車体の高さ方向において前記フィンの下方から前記フィンに向けて液体を噴霧することを特徴とする車載バッテリーの冷却装置にある。
【００１２】
第４の態様では、下方から吹き上げるようにして噴霧手段から液体が噴霧されるため、フィンに液体をより確実に付着させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷却性能及び走行時の空力性能を向上させることができる車載バッテリーの冷却装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】冷却装置が搭載される車両の概略構成を示す斜視図、及び噴霧手段の一部を示す概略図である。
【図２】冷却装置の側面図である。
【図３】冷却装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施形態に係る車載バッテリーの冷却装置（以下、単に冷却装置と称する）について説明する。図１（ａ）は、冷却装置１０が搭載される車両１の概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、冷却装置１０に備わる噴霧手段の一部を示す概略図である。図２は冷却装置１０の側面図であり、図３は冷却装置１０の平面図である。なお、図中のＸ方向は車両の前後方向、Ｙ方向は車幅方向、Ｚ方向は車両上下方向である。Ｘ方向の矢印が向く方向は車両の前方であり、Ｚ方向の矢印が向く方向は車両上方である。
【００１６】
車両１は、走行駆動源としての走行用モータ（図示せず）と、充放電が可能なバッテリー２０と、を備えた電気自動車（ＥＶ）である。また、車両１は、冷却装置１０を搭載しており、冷却装置１０は、バッテリー２０、噴霧手段３０、フィン４０を備えている。
【００１７】
バッテリー２０は、複数のリチウムイオン二次電池などからなる電池モジュール（図示せず）、電池モジュールを冷却するための冷却機構、電池モジュールの状態を検知するための各種センサーなどが箱状のケースに収納された装置である。
【００１８】
このようなバッテリー２０は、車両１のフロアパネル２（図２参照）の下方に配設され、走行用モータを始めとする車両１の電気系統と電気的に接続されている。なお、バッテリー２０の電力によって車両１を駆動したり、回生エネルギーや外部電源によりバッテリー２０を充電するための制御については公知のものであるので詳細な説明は省略する。
【００１９】
噴霧手段３０は、本実施形態では、リザーバータンク３１、ウォッシャーポンプ３２、ノズル３３、制御装置３４、配管３５などから構成されている。リザーバータンク３１、ウォッシャーポンプ３２及びノズル３３は配管３５で連結されている。
【００２０】
リザーバータンク３１は、車両１に搭載されており、液体としてウォッシャー液を貯蔵する容器である。ウォッシャーポンプ３２は、車両１に搭載されており、リザーバータンク３１に貯蔵されたウォッシャー液を配管３５を介してノズル３３に圧送するポンプである。ノズル３３は、詳細は後述するが、ウォッシャーポンプ３２からウォッシャー液が圧送され、そのウォッシャー液を噴霧孔（図示せず）からフィン４０へ向けて噴霧する器具である。
【００２１】
制御装置３４は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。制御装置３４は、インターフェース部を介して車両１の各部を制御することで、車両１の走行、制動、充放電などを実現している。
【００２２】
また、制御装置３４は、ウォッシャーポンプ３２を動作させ、または停止させることが可能となっている。制御装置３４がウォッシャーポンプ３２を動作させることで、リザーバータンク３１から後述するノズル３３へウォッシャー液が圧送される。
【００２３】
図２及び図３を用いて、冷却装置１０のバッテリー２０に設けられたフィン及び液体を噴霧するための構成について詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態のバッテリー２０は、直方体状に形成されており、その上面２１及び下面２２のそれぞれにフィン４０が取り付けられている。なお上面２１及び下面２２は請求項に記載のバッテリーの表面の一例である。
【００２５】
フィン４０は、車両１の前後方向に延設された部材である。具体的には、フィン４０は、金属からなる一方向に長尺な板状に形成されている。フィン４０の前後方向の長さは、バッテリー２０の前後方向の長さより若干短い程度としてあるが、特に限定はない。
【００２６】
さらに、フィン４０の高さは、車両１の前後方向における前方から後方に向かって高くなっている。本実施形態のフィン４０は、図２に示す側面視においてほぼ三角形状となっており、前方から後方に向かって高さが連続的に高くなっている。
【００２７】
このような形状のフィン４０は、長手方向が車両１の前後方向に沿うとともに、上面２１及び下面２２に起立するようにしてバッテリー２０に取り付けられている。また、フィン４０は、車幅方向に間隔を空けて複数並設されている。
【００２８】
本実施形態では、上面２１及び下面２２のそれぞれに３個ずつフィン４０が配置されている。もちろん、フィン４０の個数に限定はなく、また、上面２１と下面２２とで異なる個数のフィン４０を取り付けてもよい。さらに、複数のフィン４０をバッテリー２０に取り付ける際には、全てのフィン４０が同じ形状である必要はなく、異なる形状のフィン４０を取り付けてもよい。また、フィン４０と上面２１、フィン４０と下面２２との成す角度は、ほぼ直角としてあるが、当該角度が直角である必要はない。
【００２９】
ノズル３３は、図示しない固定具によりバッテリー２０に固定されており、噴霧孔がフィン４０の前方部４１に向いている。本実施形態では、バッテリー２０の上面２１に設けられたフィン４０と、下面２２に設けられたフィン４０に対して、一つずつ（合計２個）のノズル３３がバッテリー２０に固定されている。特に図示しないが、ウォッシャーポンプ３２に接続された配管３５は途中で分岐して２つのノズル３３のそれぞれに接続されている。
【００３０】
フィン４０の前方部４１とは、フィン４０のうち、車両１の前後方向における前方側の一部をいう。ノズル３３は、３個のフィン４０の前方部４１に掛るようにウォッシャー液を噴射する構成となっている。
【００３１】
ノズル３３がフィン４０へウォッシャー液を噴射する方向としては、特に限定はないが、本実施形態では次のような噴射方向とされている。上面２１に取り付けられたフィン４０に対するノズル３３は、車両１の前後方向において前方から後方に向けてほぼ水平にウォッシャー液を噴射するように構成されている。一方、下面２２に取り付けられたフィン４０に対するノズル３３は、車両１の高さ方向において、フィン４０よりも下方からフィン４０に向けてウォッシャー液を噴射するように構成されている。
【００３２】
このような構成の冷却装置１０では、ウォッシャーポンプ３２を作動させることにより、リザーバータンク３１のウォッシャー液がノズル３３からフィン４０の前方部４１に噴射される。このようなウォッシャー液の噴射は、車両１が走行中に行われる。このため、フィン４０の前方部４１に噴射されたウォッシャー液は、前方から後方への走行風によって、フィン４０の表面を伝って後方部４２に到達する。
【００３３】
バッテリー２０にフィン４０を設けたことで、バッテリー２０の表面積が増大するので、走行風による冷却効率を上昇させることができる。さらに、フィン４０の全体にウォッシャー液が付着することになるので、ウォッシャー液の気化熱によって、バッテリー２０の温度をさらに低下させることができ、バッテリー２０の温度上昇を抑制することができる。このようにバッテリー２０の温度上昇を抑制することができるので、バッテリー２０（リチウムイオン二次電池）の寿命を向上させることができる。
【００３４】
さらに、フィン４０により温度上昇を抑制することができるので、バッテリー２０の内部に設けた冷却機構の使用頻度を下げることができる。これにより、冷却機構の動作に要する電力を節約することができるので、車両１の電費を低減することができ、さらに、バッテリー２０の電力で走行できる航続距離を向上することができる。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る冷却装置１０では、フィン４０は、車体の前後方向に延設されている。このような形状とすることで、前方部４１に付着したウォッシャー液が走行風によって後方部４２まで伝達しやすくなっている。これにより、後方部４２を含めたフィン４０の全体にウォッシャー液を供給するためには、前方部４１にウォッシャー液を噴射するようにノズル３３を設ければよい。換言すれば、フィン４０の全体にウォッシャー液を供給するために、ノズル３３を多数配置する必要がなく、合理的にバッテリー２０を冷却することができる。
【００３６】
さらに、フィン４０は車両の進行方向となる前後方向に延設されているので、走行風に対する抵抗が抑えられている。これにより、バッテリー２０にフィン４０を設けても、車両１の空力性能の劣化を抑制することができる。
【００３７】
特に、本実施形態のフィン４０は、前方から後方に向けて上面２１及び下面２２からの高さが連続的に高くなっている。このような形状とすることで、より一層、走行風に対する抵抗を抑えることができる。
【００３８】
また、本実施形態のフィン４０は、バッテリー２０の下面２２に設けられている。バッテリー２０の下面２２に設けられたフィン４０は、ディフューザーのように走行風の整流効果をもたらす。この結果、フロアパネル２の下における走行風の流速は、フロアパネル２の下以外（車両１の上方など）における走行風の流速よりも早くなる。このようにフロアパネル２の下における走行風の流速が早くなることでフロアパネル２の下が負圧になって車両１が地面に吸い寄せられ、直進安定性など運動性能を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態の冷却装置１０では、下面２２側のノズル３３は、下面２２に設けられたフィン４０よりも下方からフィン４０へ向けてウォッシャー液を噴霧する構成となっている。仮に、下面２２側のノズル３３が前方から後方に向けて水平方向にウォッシャー液を噴霧する構成では、ウォッシャー液が地面へ落着し、フィン４０にやや付着させにくい。しかしながら、本実施形態では、下方から吹き上げるようにしてノズル３３からウォッシャー液が噴霧されるため、フィン４０にウォッシャー液をより確実に付着させることができる。
【００４０】
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
噴霧手段は、フィン４０に液体としてウォッシャー液を噴霧する構成であったが、そのような構成に限定されない。例えば、噴霧手段は、水を貯蔵するタンク、ポンプ、ノズルを備え、その水をポンプによりフィン４０に噴霧する構成としてもよい。
【００４１】
フィン４０は、板状であり、側面視で三角形状であるが、このような形状に限定されない。長方形状であってもよいし、任意の多角形状であってもよい。少なくとも、フィン４０は、前後方向に延設された形状であればよい。換言すれば、フィン４０を車幅方向から見た側面視におけるフィン４０の面積よりも、フィン４０を前後方向から見た正面視におけるフィン４０の面積の方が小さい形状となっていることが好ましい。このような形状であれば、フィン４０による走行風の抵抗が低減される。
【００４２】
フィン４０は、上面２１及び下面２２に設けられていたが、このような配置に限定されない。上面２１のみまたは下面２２のみにフィン４０を設けてもよい。さらには、フィン４０をバッテリー２０の前面、後面、側面など任意の箇所に配置してもよい。
【００４３】
噴霧手段（ウォッシャーポンプ３２）を動作させるタイミングは、走行時であれば特に限定はないが、例えば、車速が所定速度以上になったときとすることが好ましい。車速が所定速度以上であれば、走行風によるフィン４０に付着したウォッシャー液を良好に拡散させることができる。他にも、車両１が走行してから所定時間経過したときに噴霧手段を動作させてもよい。さらには、バッテリー２０に設けた温度センサーにより検出された温度が所定温度以上となったときに噴霧手段を動作させてもよい。
【００４４】
また、噴霧手段により噴射される液体の量、勢いは、一定である必要はなく、例えば、バッテリー２０の温度に応じて液体の量を変化させてもよい。例えば、バッテリー２０の温度が高いほど、より多くの液体をフィン４０に噴射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…車両、２…フロアパネル、１０…冷却装置、２０…バッテリー、２１…上面、２２…下面、３０…噴霧手段、３１…リザーバータンク、３２…ウォッシャーポンプ、３３…ノズル、３４…制御装置、３５…配管、４０…フィン、４１…前方部、４２…後方部
【図１】
2020116980.tif 000003
【図２】
2020116980.tif 000004
【図３】
2020116980.tif 000005