(57)【要約】【課題】  空調装置と、電動モータに電力を供給するバッテリとを具えた車両において、バッテリ冷却時に車外から汚れた空気が車内に流入し、搭乗者に不快感を与えることを防止する。【解決手段】  バッテリ６へ冷却風を送る吸気ダクト８の導入口を、車内導入口10のみならず車外にも設けるようフロントガラス3下部に外気導入口9を配設し、冷却風を車内または車外から選択可能に取り込む。【選択図】図１
2006151270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車外に外気吸入口を具えるとともに車内に内気循環吸入口を具えこれら吸入口より車外または車内から選択可能に取り入れた空気の温度を制御して車内に送ることにより車内空間の気温を調節する空調装置と、車両を駆動するために必要な電力を供給するバッテリとを具えた車両に設けられ、
該バッテリを冷却する冷却風を導入する吸気ダクトと、バッテリ冷却後の前記冷却風を車外または車内へ排出する排気ダクトとを具えたバッテリ冷却装置において、
前記吸気ダクトの導入口を車外と車内とに夫々設け、前記冷却風を車外または車内から選択可能に取り入れるよう構成したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリ冷却装置において、
車外の気温を検出する車外温度センサと、車内の気温を検出する車内温度センサとを具え、前記吸気ダクトには前記冷却風を車外または車内から切り換え可能に導入する切換弁を設け、前記排気ダクトには冷却後の冷却風を車外または車内へ切り換え可能に排出する切換弁を設け、
検出した車外温度および車内温度に基づき前記冷却風を車外あるいは車内のいずれか一方または双方から取り入れ可能に構成したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載のバッテリ冷却装置において、
前記吸気ダクトが車内から冷却風を導入する状態で、前記空調装置が車外あるいは車内いずれか一方または双方から取り入れ可能に構成したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載のバッテリ冷却装置において、
前記排気ダクトの車内空間への排気口を、前記空調装置の内気循環吸入口近傍に配置したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバッテリ冷却装置において、
前記吸気ダクトの外気導入口の取り付け位置における空気圧が、前記排気ダクトの車外への排気口の取り付け位置における空気圧よりも高くなるよう、該導入口および排気口を配設したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載バッテリを冷却するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータにより駆動力を得る電気自動車や、電動モータのほかにエンジンを具え、これらの強調制御より駆動力を得るハイブリッド車においては、電動モータに電力を供給するための強電バッテリを搭載する必要がある。強電バッテリは充電時および放電時に発熱し、熱がこもることで温度上昇するが、強電バッテリが温度上昇すると、充電効率および放電効率が低下し、ひいては走行性能が悪化する。このため、強電バッテリに熱がこもらないよう冷却する装置が必要となる。
【０００３】
バッテリの冷却装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１に記載の車両用電池冷却システムは、車内の温度調整を行う空調装置を具えた車両に設けられ、空調装置により冷やされた車内空間の空気を冷却ファンでバッテリ室へ供給することによりバッテリを冷却する冷却手段と、冷却後の空気を車内へ案内することにより、空気をバッテリ室と車内空間との間で循環させる循環手段と、冷却後の空気を車外へ排出する排出手段と、前記循環手段と排出手段とを切り換える切換え手段とを含むものである。
【特許文献１】特開平１０−３０６７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のような車両用電池冷却システムにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり切換え手段が排出手段を選択した状態では、車内空間の空気がバッテリ室を経て車外へ排出されることから、排出された量と等量の空気が車外から車内へ新たに補充されることとなる。
したがって、空調装置が内気循環を選択し、車外の空気を取り込まないようにしたつもりであっても、実際には車外から車内へ空気が流入する。この結果、車外の空気が汚れている場合には搭乗者が不快感を感じるという不都合があった。
【０００５】
本発明は、上述の実情に鑑み、空調装置が内気循環を選択した場合には、車外から車内へ空気が流入することなくバッテリを冷却する技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため本発明によるバッテリの冷却装置は、請求項１に記載のごとく、
車外に外気吸入口を具えるとともに車内に内気循環吸入口を具えこれら吸入口より車外または車内から選択可能に取り入れた空気の温度を制御して車内に送ることにより車内空間の気温を調節する空調装置と、車両を駆動するために必要な電力を供給するバッテリとを具えた車両に設けられ、
該バッテリを冷却する冷却風を導入する吸気ダクトと、バッテリ冷却後の前記冷却風を車外または車内へ排出する排気ダクトとを具えたバッテリ冷却装置において、
前記吸気ダクトの導入口を車外と車内とに夫々設け、前記冷却風を車外または車内から選択可能に取り入れるよう構成したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
かかる本発明の構成によれば、空調装置が外気吸入であっても内気循環であっても、吸気ダクトが車外から直接に冷却風を導入可能なため、空調装置が内気循環を選択中には、車外から導入した冷却風でバッテリを冷却し、冷却後の冷却風を車外へ排出することにより、車外の空気を取り込むことはない。
したがって、空調装置が内気循環を選択した場合には、汚れた車外の空気が車内へ流入して搭乗者が不快感を感じるといった前記の問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になるバッテリの冷却装置を具えた車両を、側面から見て模式的に示す全体構成図である。
搭乗者が着席する車内空間１には空調装置２を設ける。空調装置２は車内空間１の冷暖房を行う公知のエアコンディショナーであって、吸入口から吸入した空気を所定の温度に調整したのち、内蔵型のブロアファン2ｂを経て吹出し口2ｆから車内空間1へ送り出す。
吸入口は２つあり、車内空間の外（車外）であってフロントガラス３の下部には外気吸入口4を設ける。また、車内空間１、例えば運転者の足元等、には内気循環吸入口５を設ける。
【０００９】
吸入口4，5は夫々開閉することができ、吸入口4を開き吸入口5を閉じることで空調装置2は車外から空気を取り入れ可能である（外気吸入）。または、吸入口4を閉じ吸入口5を開くことで空調装置2は車内で空気を循環可能である（内気循環）。または、吸入口4，5を適度に開くことで車外および車内の双方から割合可変に空気を取り入れることができる。
【００１０】
本実施例の車両は電動モータの駆動力を利用して走行する電気自動車、またはエンジンおよび電動モータの駆動力を利用して走行するハイブリッド車である。このため、車両には図示しない電動モータに必要な電力を供給する大型のバッテリ６を設ける。バッテリ６は充電時および放電時に発熱するため、バッテリ６へ空気を送気することによりバッテリ６を冷却する。
バッテリ６の周囲を冷却風が流れるよう、バッテリ６が配置されるバッテリ室７の内壁とバッテリ６表面との間には隙間を設ける。
【００１１】
冷却風を送気するため、バッテリ室７には吸気ダクト8の一端を接続する。吸気ダクト8の他端には２つの導入口を設ける。一方の導入口9はフロントガラス３の下部で車外と接続する。他方の導入口10は車内空間1と接続する。吸気ダクト8には、これら導入口9,10を選択可能の切り換える切換弁11を挿置する。
なお走行中は、車体前方部のボンネット21上を平行に流れる走行風が向きを変えてフロントガラス３上を平行に流れることから、フロントガラス３の下部では空気圧が、大気圧よりも高いことが知られている。
【００１２】
また冷却後の冷却風を排出するため、バッテリ室７には排気ダクト12の一端を接続する。排気ダクト12の他端部は分岐して２つの排気口に至る。一方の排気口1３は車体後端22で車外と接続し、他方の排気口14は車内空間１と接続する。排気口14から排気される冷却風の多くが空調装置2に取り入れられるよう排気口14を空調装置２の内気循環吸入口近傍に配置する。
走行中は、車体後方部のトランクカバー23上を平行に流れる走行風が車体後端22で巻き込まれることから、車体後端22では空気圧が、大気圧よりも低いことが知られている。したがって冷却風は圧力差をもった導入口9から排気口13へ流れる。
しかしながら、吸気ダクト8および排気ダクト12は経路が長く数箇所で曲折することから、曲折による抵抗を相殺して冷却風の風量を十分に確保するとともに、必要に応じてバッテリ6を急速に冷却するために、排気ダクト12にはバッテリファン15を挿置する。バッテリファン15と車外排気口13との間には、排気口13,14を選択可能に切り換える切換弁16を挿置する。
【００１３】
車内空間１には車内の気温を検出する車内温度センサ17を設ける。車外導入口９の近傍には車外の気温を検出する車外温度センサ18を設ける。バッテリ６にはバッテリ６の温度を検出するバッテリ温度センサ19を設ける。
図示しない冷却装置コントローラは、これら温度センサ17,18,19からの信号を読み込み、図２にフローチャートで示す制御を実行して切換弁11,16の切換制御を行う。
【００１４】
まずステップS１において、バッテリ６の温度と、車外の気温と、車内の気温とを読み込む。
次のステップS２において、車外の気温がバッテリ６の冷却に適した温度であるか否かを判断する。車外の気温がバッテリ６の温度よりも高い等、冷却に適した温度でない場合（No）、ステップS6へ進む。車外の気温がバッテリ６の温度よりも十分に低い等、冷却に適した温度である場合（Yes）、ステップS3へ進む。
【００１５】
ステップS３においては、吸気ダクト８が冷却風を車外から導入するよう、切換弁11を導入口９側へ切り換える。また排気ダクト12が冷却後の冷却風を車外へ排出するよう、切換弁16を排気口13側へ切り換える。
次のステップS４において、バッテリ６の温度が予め定められた所定の上限値以上であるか否かを判断する。上限値以上であると判断する場合（Yes）、バッテリ６の冷却効果を高めるためにバッテリファン15を作動させて冷却風の風量を増大させる。
【００１６】
これに対し、上記ステップS４で上限値以上でないと判断する場合（No）、ステップS５をスキップして本制御を終了する。
上記ステップS３により本実施例の冷却装置は図１に示すように、バッテリ6の冷却風を車外から導入し、冷却後の冷却風を車外へ排出する一方、他方では冷却風を車内空間と区画して空調装置2を内気循環とする「車外導入・内気循環」モードを実行するものである。
【００１７】
上記ステップS２に説明を戻すと、車外の気温がバッテリ６の温度よりも高い等、冷却に適した温度でない場合（No）には、ステップS6へ進み、ステップS6において吸気ダクト８が冷却風を車内から導入するよう、切換弁11を導入口10側へ切り換える。
次のステップS７では、空調装置２が外気吸入口4から空気を取り入れ中か否かを判断する。空調装置２が外気吸入口4のみから空気を取り入れ中、または吸入口4，5の双方から空気を取り入れ中の場合（Yes）、ステップS８へ進む。空調装置２が内気循環吸入口5のみから空気を取り入れ中、または吸入口4，5のいずれからも空気を取り入れていない場合（No）、ステップS9へ進む。
【００１８】
ステップS８においては、排気ダクト12が冷却後の冷却風を車外へ排出するよう、切換弁16を車外排気口13側へ切り換える。
これにより本実施例の冷却装置は図３に示すように、バッテリ6の冷却風を車内空間１から導入し、冷却後の冷却風を車外へ排出するとともに、空調装置2を外気吸入とする「車内導入・外気吸入」モードを実行するものである。
【００１９】
ステップS９においては、排気ダクト12が冷却後の冷却風を車内へ排出するよう、切換弁16を車内排気口1４側へ切り換える。
これにより本実施例の冷却装置は図４に示すように、バッテリ6の冷却風を車内空間１から導入し、冷却後の冷却風を車内空間1へ排出するとともに、空調装置2を内気循環とする「車内導入・内気循環」モードを実行するものである。
【００２０】
上記ステップS８またはステップS９から上記ステップS４へ戻り、バッテリファン15を作動させるか否かにつき上述の制御を実行する。
【００２１】
ところで、上記した本実施例によれば、吸気ダクト３の導入口9，10を、車外と車内空間1とに夫々設け、バッテリ６の冷却風を車外または車内から選択可能に取り入れることから、冷却風を車外から車内空間１を経ずに直接バッテリ６へ送気することが可能になる（図１）。したがって従来のように車外の汚れた空気が車内空間１に流入することがなく、搭乗者が不快感を感じるといった問題を解消して乗り心地性能を高めることができる。
【００２２】
また本実施例では、車外の気温を検出する車外温度センサ18と、車内の気温を検出する車内温度センサ17とを具え、吸気ダクト8には車外または車内から切り換え可能に導入する切換弁11を設け、排気ダクト12には車外または車内へ切り換え可能に排出する切換弁16を設け、図２および上述のフローチャートに基づき冷却風を車外あるいは車内空間1のいずれか一方から取り入れ可能に構成したことから、バッテリ６の冷却性能を高め温度管理を好適に実現することができる。
【００２３】
なお、上述したステップS２において、外気の温度がバッテリ６の冷却するためには十分低くなく、かといって車内の温度がバッテリ６の冷却するためには低くすぎる場合には、図２のフローチャートには示さなかったが導入口9,10の双方から冷却風を導入してもよいこと勿論である。この場合、空調装置2は車外から空気を取り入れる必要がある。
【００２４】
また本実施例では、図３および図４に示すように、吸気ダクト8が車内空間1から冷却風を取り入れる状態で、空調装置2が車外あるいは車内いずれか一方から吸入する。
これにより、車外の空気がきれいな場合には、「車内導入・外気吸入」モード（図３）を選択することで、車内空間１の換気とバッテリ６の温度管理の双方を同時に実現することが可能になるとともに、
車外の空気が汚れている場合には、「車内導入・内気循環」モード（図４）を選択することで、搭乗者が不快感を感じることを防止しつつバッテリ６の温度管理を行うことが可能となり、
運転環境に応じて本発明の冷却性能・乗り心地性能を相乗的に高めることができる。
【００２５】
また本実施例では、排気ダクト12の車内空間1への排気口14を、空調装置2の内気循環吸入口5近傍に配置したことから、
排気口14から排出される冷却後の冷却風の多くが空調装置2に取り入れられる。したがって、熱をもった冷却後の冷却風が搭乗者に吹きかかることを回避して、空調装置２で冷却してから車内空間１へ送ることができる。
【００２６】
また本実施例では、吸気ダクト８の外気導入口9の取り付け位置における空気圧が、排気ダクト12の車外排気口13の取り付け位置における空気圧よりも高くなるよう、導入口9をフロントガラス3下部に配設し、排気口13を車体後端22に配設したことから、
図１に示す「車外導入・内気循環」モードにおいて、冷却風の風量を大きく確保することが可能になる。したがってバッテリファン15を作動させることなく、バッテリ6の冷却性能を高めることができ、消費電力の軽減と燃費向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例になるバッテリの冷却装置を具えた車両を、車体側面から見て模式的に示す全体構成図であって「車外導入・内気循環」モードを実行するものである。
【図２】同実施例の制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】同実施例において、「車内導入・外気吸入」モードを示す説明図である。
【図４】同実施例において、「車内導入・内気循環」モードを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  車内空間
２  空調装置
４  空調装置外気吸入口
５  空調装置内気循環吸入口
６  バッテリ
８  吸気ダクト
９  外気導入口
１０  車内導入口
１１  吸気ダクト切換弁
１２  排気ダクト
１３  車外排気口
１４  車内排気口
１５  バッテリファン
１６  排気ダクト切換弁
１７  車内温度センサ
１８  車外温度センサ
【図１】
2006151270.tif 000003
【図２】
2006151270.tif 000004
【図３】
2006151270.tif 000005
【図４】
2006151270.tif 000006