(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のバッテリが収納されたバッテリケース内に冷却空気を空気導入通路を介して導入するとともに、空気排出通路を介して外部に排出するようにした電動車両のバッテリ冷却装置において、上記バッテリケース内を車両前後方向に間隔をあけて形成された隔壁により独立したバッテリ収納室に区分けし、該各バッテリ収納室内のバッテリの下側，上側にそれぞれ冷却空気流入空間，冷却空気流出空間を設けるとともに、上記隔壁とバッテリとの間に冷却空気上昇空間を設け、上記バッテリケースの左，右側壁に上記各バッテリ収納室の冷却空気流入空間に冷却空気を供給する空気導入通路を連通接続するとともに、上壁の車幅方向中央部に各バッテリ収納室の冷却空気流出空間から冷却空気を取り出して外部に排出する空気排出通路を連通接続し、上記バッテリケースの前壁に車幅方向に延びて左，右の空気導入通路の上流口に連通接続される空気分配通路を設け、該空気分配通路に冷却ファンを接続したことを特徴とする電動車両のバッテリ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを電源とする電動モータにより車輪を回転駆動するようにした電動車両に関し、詳細には充電時等にバッテリを空気により冷却するようにしたバッテリ冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動モータにより車輪を回転駆動して走行するようにした電動自動車が注目されている。このような電動自動車において走行距離の延長を図るには、多数のバッテリを搭載する必要があり、最近では各バッテリをケース内に収納し、該ケースを前，後の車輪間の床下に配置するのが一般的である。
【０００３】
また、バッテリは適度に充電する必要があるが、充電時にバッテリ温度が上昇するために、温度の異常上昇による性能劣化を防止する観点からバッテリを冷却するようにしている。このようなバッテリ冷却装置として、従来、例えば図６及び図７に示すように、下ケース５１と上ケース５２とをフランジ結合してなるバッテリケース５０内に多数のバッテリ５３を縦列配置し、下ケース５１の前壁に空気導入ダクト５４を接続するとともに、上ケース５２の後壁に空気排出ダクト５５を接続し、該空気排出ダクト５５に冷却ファン５６を接続した構造のものがある。
【０００４】
この冷却装置では、バッテリ温度が所定値を越えると冷却ファン５６により空気導入ダクト５４から冷却空気を吸い込んで下ケース５１の冷風溝５１ａに導入し、バッテリケース５０内に下方から上昇する空気の流れを発生させ、各バッテリ５３を冷却するとともに、冷却空気を上ケース５５から冷却ファン５６により吸い出して外部に排出する。この場合、各バッテリ５３に均等な風速の冷却風を付与することにより、各バッテリ５３を均一に冷却する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のバッテリ冷却装置では、バッテリケースの前壁から吸い込んだ冷却空気を後壁から排出するという直線状の空気流による冷却構造を採用しており、このためバッテリケース内の中央と端とで風速が異なる場合があり、場合によってはバッテリの冷却にばらつきが生じるおそれがある。このため風速を均一化するための手間のかかるチューニング作業を行う必要がある。
【０００６】
また、上記従来装置では、バッテリケース内の冷却空気を冷却ファンにより吸い出す構造を採用しており、このためバッテリケース内にほこり等が侵入するおそれがある。このためバッテリケースのシール性を高める必要があり、コストが上昇するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、各バッテリの冷却のばらつきを防止して手間のかかるチューニング作業を不要にできるとともに、ほこりの侵入を防止できる電動車両のバッテリ冷却装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多数のバッテリが収納されたバッテリケース内に冷却空気を空気導入通路を介して導入するとともに、空気排出通路を介して外部に排出するようにした電動車両のバッテリ冷却装置において、上記バッテリケース内を車両前後方向に間隔をあけて形成された隔壁により独立したバッテリ収納室に区分けし、該各バッテリ収納室内のバッテリの下側，上側にそれぞれ冷却空気流入空間，冷却空気流出空間を設けるとともに、上記隔壁とバッテリとの間に冷却空気上昇空間を設け、上記バッテリケースの左，右側壁に上記各バッテリ収納室の冷却空気流入空間に冷却空気を供給する空気導入通路を連通接続するとともに、上壁の車幅方向中央部に各バッテリ収納室の冷却空気流出空間から冷却空気を取り出して外部に排出する空気排出通路を連通接続し、上記バッテリケースの前壁に車幅方向に延びて左，右の空気導入通路の上流口に連通接続される空気分配通路を設け、該空気分配通路に冷却ファンを接続したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用効果】
本発明のバッテリ冷却装置は、充電時等にバッテリ温度が所定値を越えると冷却ファンを駆動する。冷却ファンにより送風された冷却空気は、空気分配通路を通って左, 右の空気導入通路から各バッテリの下方に供給され、各バッテリを冷却しつつ上昇して合流し、空気排出通路を通って外部に排出される。
【００１０】
本発明によれば、バッテリケースの左, 右側壁に空気導入通路を接続するとともに、上壁中央部に空気排出通路を接続し、上記左, 右の空気導入通路の上流口に空気分配通路を介して冷却ファンを接続したので、冷却ファンにより加圧した空気をバッテリケースの左, 右側方から導入し、該ケースの中央部にて合流させて上方に排出することとなり、バッテリケース内の風速分布を均一化でき、ひいては各バッテリに送風圧を均等に付与することができ、バッテリ冷却のばらつきを防止できる。これにより手間のかかるチューニング作業を不要にでき、作業効率を向上できる。
【００１１】
また本発明では、冷却ファンにより冷却空気をバッテリケース内に吹き込むので、バッテリケース内は正圧となることから、外部からほこり等の侵入を防止できる。その結果、従来の吸い出し型に比べてバッテリケースのシールを緩和でき、その分だけコストの低減が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図５は、本発明の一実施形態による電動車両のバッテリ冷却装置を説明するための図であり、図１，図２，図３はそれぞれバッテリ冷却装置の斜視図，平面図，断面図（図２のIII-III 線断面図) 、図４はバッテリケースの分解斜視図、図５はバッテリケースの要部断面側面図である。
【００１３】
図において、１は不図示の電動自動車の前輪と後輪の間の床下に配設されたバッテリ冷却装置であり、これは主として多数のバッテリ２が収納されたバッテリケース３と、該バッテリケース３内に冷却通気を導入する左, 右の空気導入ダクト４，４と、バッテリケース３内の冷却空気を外部に排出する空気排出ダクト５と、冷却空気を供給する冷却ファン６とを備えている。
【００１４】
上記バッテリケース３は、アルミ合金押し出し材により形成されたものであり、ケース本体７と左, 右の蓋部材８とから構成されている。バッテリケース３をアルミ合金押し出し材で構成したことにより、軽量化を図るとともに形状に対する自由度の向上を図っている。
【００１５】
上記ケース本体７は、左, 右両端が開口した直方体状のものであり、ケース本体７内には前後方向に所定間隔をあけて隔壁７ａが一体形成され、これによりケース本体７内はそれぞれ独立した６つのバッテリ収納室９に区分けされている。また上記ケース本体７の左, 右両端部にはこれの外周壁を囲むように帯板状のリインホースメント兼スティフナ１０，１１が巻回固定されており、これによりケース本体７の幅方向における剛性を高めることにより断面崩れを防止している。
【００１６】
ここで、上記ケース本体７は、図５に示すように、側面視で、上壁部７ｃ´と下壁部７ｄ´とを隔壁７ａにより接続してなる横向きＨ形状をなす多数のケース中間品７´を押し出し成形し、この各中間品７´を順次つなぎ合わせて形成したものである。即ち、上壁部７ｃ´，下壁部７ｄ´の合わせ部にそれぞれ長手方向に間隔をあけて凹凸を有する嵌合片７ｅ，７ｆを形成し、この嵌合片７ｅ，７ｆ同士を嵌装させて各中間品７´を組み合わせ、この状態で上壁部７ｃ´同士，下壁部７ｄ´同士を溶接により接合し、しかる後、両端に位置する中間品７´の隔壁７ａの外面Ｘに沿って不要な上壁部，下壁部（図５の二点鎖線参照）を切断除去して製造されたものである。
【００１７】
これにより前，後端の隔壁によりケース本体７の前壁７ｇ，後壁７ｈが形成され、各上壁部７ｃ´及び各下壁部７ｄ´によりケース本体７の上壁７ｃ及び下壁７ｄが形成されている。なお、各中間部品７´の表面にはシーリング剤が塗布されている。
【００１８】
また各収納室９内の上壁７ｃ及び下壁７ｄにはそれぞれ複数の取付けボス部７ｋが形成され、各隔壁７ａの下部には車幅方向に延びる支持片７ｍが突出形成されており、該支持片７ｍは下壁７ｄより少し高所に位置している。この取付けボス部７ｋ，支持片７ｍは上記中間品７´を押し出し成形する際に同時に形成されたものである。また上記各隔壁７ａの上部には配線用えぐり部７ｎが切り欠き形成されており、各えぐり部７ｎに各バッテリ２の配線（不図示）を配索することにより外力による損傷等を防止している。
【００１９】
上記各収納室９には２つのバッテリ２，２が車幅方向に延びるよう配列されており、この左, 右バッテリ２の車幅寸法は車体の左, 右サイドメンバ間の寸法に略一致しており、これにより重量物のバッテリを左, 右サイドメンバで支えることが可能となり、別部材による補強を不要にできる。
【００２０】
上記左, 右のバッテリ２，２は１つのトレイ１５上に載置されている。このトレイ１５はケース本体７の左, 右両端部に渡って延びる帯板の前，後縁を上方に折り曲げ形成した構造のものであり、このトレイ１５には左, 右のバッテリ２の底面に臨む長孔状の冷却孔１５ａが形成されている。また上記トレイ１５の左, 右両端部には下向きハット状の固定ブラケット１６が溶接により接合されており、該固定ブラケット１６は上記ケース本体７の下壁７ｄにボルト１７により締結固定されている。
【００２１】
また上記各バッテリ２の両端部には固定フランジ２ａが形成されており、該バッテリ２は固定フランジ２ａとトレイ１５とに架け渡して挿通されたアイボルト１８によりトレイ１５に締結固定されている。
【００２２】
上記トレイ１５は左, 右の支持片７ｍ上に丸棒状の平滑部材２０を介在させて架設支持されている。この平滑部材２０は、テフロン，あるいはナイロンからなる樹脂棒の両端にアルミ丸棒を接着した構造のものであり、これによりバッテリ２の出し入れ時の摩擦抵抗を小さくでき、交換作業やメンテナンスを容易に行えるようになっている。
【００２３】
このようにして上記ケース本体７の各収納室９内には、下壁７ｄとトレイ１５との間で冷却空気流入空間Ａが設けられ、上壁７ｃとバッテリ２との間で冷却空気流出空間Ｂが設けられており、また左, 右の隔壁７ａ，７ａとバッテリ２との間で冷却空気上昇空間Ｃが設けられている。
【００２４】
上記左, 右の蓋部材８は同一の大きさ，形状をなしており、ケース本体７の左, 右開口を覆う側壁部２２の下部に上述の空気導入ダクト４を一体形成して構成されている。上記蓋部材８は不図示のパッキンを介在させてボルト２３により上記ケース本体７の各取付けボス部７ｋに締結固定されており、これによりケース本体７の左, 右開口は閉塞されている。
【００２５】
上記空気導入ダクト４は側壁部２２から外方に膨出形成されており、平面視で上流側から下流側にいくほど狭くなるように傾斜している。また空気導入ダクト４の開口は上記各収納室９の冷却空気流入空間Ａに臨むように連通接続されている。
【００２６】
上記ケース本体７の上壁７ｃの車幅方向中央部には各収納室９に臨むように空気排出孔７ｐが形成されており、該排出孔７ｐは上述の中間品７´を組付けた後に機械加工して形成されたものであり、左, 右バッテリ２の間に位置している。また上壁７ｃには各空気排出孔７ｐを覆うように上述の空気排出ダクト５が溶接により接合されており、該排出ダクト５の後端部には外部に連通する外部排出口５ａ，５ａが形成されている。
【００２７】
また上記ケース本体７の前壁７ｇには該前壁７ｇに沿って車幅方向に延びる空気分配ダクト２５が固定されており、該分配ダクト２５の左, 右下流口２５ａは左, 右の空気導入ダクト４の上流口４ａに連通接続されている。上記空気分配ダクト２５の車幅方向中央部には上述の冷却ファン６の空気吐き出し口６ａが連通接続されており、該冷却ファン６には空気取り入れ口６ｂが接続されている。
【００２８】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のバッテリ冷却装置１は、バッテリ２に配設された温度センサ（不図示）からのバッテリ温度が、例えば３０℃以上のときには冷却ファン６を駆動し、２５℃以下になると停止するコントローラ（不図示）を備えている。
【００２９】
冷却ファン６により加圧された冷却空気は、空気分配ダクト２５から左, 右に分岐して左, 右の空気導入ダクト４，４に流入し、空気導入ダクト４から各収納室９のバッテリ２の下方の空気流入空間Ａ内に導入され、ここからバッテリ２を冷却しつつ空気上昇空間Ｃを上昇して空気流出空間Ｂに流れ、排出孔７ｐを通って空気排出ダクト５内に流出し、外部排出口５ａから外部に排出される（図１〜図３の→印参照）。このようにして充電時等の温度上昇時には、冷却ファン６により強制的にバッテリ２を冷却することによって、温度の異常上昇による性能劣化を防止している。
【００３０】
本実施形態によれば、ケース本体７に左, 右開口のバッテリ２下方の空気流入空間Ａに臨むよう空気導入ダクト４を接続するとともに、上壁７ｃの中央部に各空気流出空間Ｂに排出孔７ｐを介して連通する空気排出ダクト５を接続し、上記左, 右の空気導入ダクト４の上流口４ａに接続された空気分配ダクト２５に冷却ファン６を接続したので、冷却ファン６により昇圧した空気はバッテリケース３の左, 右側方から導入され、バッテリケース３の中央部にて合流して上壁７ｃから外部に配設されるという対流型の空気流を形成でき、バッテリケース３内の風速分布を均一化でき、ひいては各バッテリ２に送風圧を均等に付与することができ、バッテリ２の冷却のばらつきを防止できる。これにより手間のかかるチューニング作業を不要にでき、作業効率を向上できる。
【００３１】
特に最近注目されている高性能電池，例えばＮｉ水素電池を採用した場合には、一般の鉛電池に比べて精度の高い温度管理が要求されており、このような高性能電池を採用した場合に有効である。
【００３２】
また本実施形態では、冷却ファン６により冷却空気を昇圧したバッテリケース３内に吹き込むので、バッテリケース３内は正圧となり、外部からほこり等の侵入を防止できる。その結果、従来の吸い出し型に比べてバッテリケースのシールを緩和でき、それだけコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリ冷却装置の斜視図である。
【図２】上記バッテリ冷却装置の平面図である。
【図３】上記バッテリ冷却装置の断面図（図２のIII-III 線断面図) である。
【図４】上記バッテリ冷却装置のバッテリケースの分解斜視図である。
【図５】上記バッテリケースの断面側面図である。
【図６】従来の一般的なバッテリ冷却装置の斜視図である。
【図７】従来のバッテリ冷却装置の断面図である。
【符号の説明】
１              バッテリ冷却装置
２              バッテリ
３              バッテリケース
４              空気導入ダクト（空気導入通路）
４ａ            上流口
５              空気排出ダクト（空気排出通路）
５ａ            排出口
６              冷却ファン
７ａ            隔壁
７ｃ            上壁
９              バッテリ収納室
２５            空気分配ダクト（空気分配通路）
【図１】
0003640846.tif 000002
【図２】
0003640846.tif 000003
【図３】
0003640846.tif 000004
【図４】
0003640846.tif 000005
【図５】
0003640846.tif 000006
【図６】
0003640846.tif 000007
【図７】
0003640846.tif 000008