(57)【要約】【課題】  雨水などを吸込むことなくバッテリを冷却できるバッテリ冷却構造を提供する。【解決手段】  本発明のバッテリ冷却構造は、フロアパネル１に設けられたバッテリ室１１に配置され、車両の駆動力源である電動機に電力を供給するバッテリ２と、車両の両側部でフロアパネル１に沿って車両前後方向に伸延するよう配置されるとともに閉断面形状で形成される一対のサイドシル４と、一方のサイドシル４ａ内に車両室内の空気を吸入してバッテリ室１１内に導入し、バッテリ２の冷却に用いられたバッテリ室１１内の空気を他方のサイドシル４ｂに導出して該他方のサイドシル４ｂ外に排出する冷却経路が形成されることを特徴とするものである。【選択図】            図３
2006151008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネルに設けられたバッテリ室に配置され、車両の駆動力源である電動機に電力を供給するバッテリと、
車両の両側部で前記フロアパネルに沿って車両前後方向に伸延するよう配置されるとともに閉断面形状で形成される一対のサイドシルと、
を有し、
前記一対のサイドシルのうち一方のサイドシルに車両室内の空気を吸入して前記バッテリ室内に導入し、前記バッテリの冷却に用いられた前記バッテリ室内の空気を前記一対のサイドシルのうち他方のサイドシルに導出して該他方のサイドシル外に排出する冷却経路が形成されることを特徴とするバッテリ冷却構造。
【請求項２】
車両室内の空気を前記サイドシル内に吸入するための吸入口は、車両室内前方に設けられ、前記空気を排出するための排出口は、車両室外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却構造。
【請求項３】
前記フロアパネルの車両幅方向略中央で車両前後方向に伸延する凸形状のフロアトンネルと、
前記バッテリ室内の前記フロアトンネル上に配置され、略車両幅方向の気流を発生する気流発生部と、
前記フロアトンネル上の前記気流発生部以外の部分の空気の通過を制限する通過制限部と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバッテリ冷却構造。
【請求項４】
前記冷却経路は、
前記一対のサイドシルのうち一方のサイドシルに車両室内の空気を吸入して前記バッテリ室内に導入し、前記バッテリの冷却に用いられた前記バッテリ室内の空気を前記一対のサイドシルのうち他方のサイドシルに導出して該他方のサイドシル外に排出する第１冷却経路と、
前記一対のサイドシルのうち他方のサイドシルに車両室内の空気を吸入して前記バッテリ室内に導入し、前記バッテリの冷却に用いられた前記バッテリ室内の空気を前記一対のサイドシルのうち一方のサイドシルに導出して該一方のサイドシル外に排出する第２冷却経路と、
を有し、
前記バッテリの温度に基づいて前記気流発生部により発生する気流の向きを切替え、前記第１冷却経路と前記第２冷却経路とを切替えることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ冷却構造。
【請求項５】
前記サイドシルから前記バッテリ室に空気を導入するための導入口は、該サイドシルの少なくとも２箇所に設けられ、前方に設けられた前方導入口の方が、後方に設けられた後方導入口よりも開口部の面積が小さく、
前記バッテリ室から前記サイドシルに空気を導出するための導出口は、該サイドシルの少なくとも２箇所に設けられ、前方に設けられた前方導出口の方が、後方に設けられた後方導出口よりも開口部の面積が大きいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のバッテリ冷却構造。
【請求項６】
前記導入口および前記導出口近傍には、それぞれ、空気の流れを制御する制御弁が設けられており、
前記前方導入口近傍の前記制御弁は、該導入口の開口部の一部を閉じることにより開口面積を小さくしつつ、空気が前記サイドシル前方から流れ込むことを許容し、
前記後方導入口近傍の前記制御弁は、前記サイドシルを閉じることにより空気がサイドシル後方に通り抜けることを禁止し、
前記前方導出口近傍の前記制御弁は、前記サイドシルを閉じることにより空気がサイドシル前方に逃げることを禁止し、
前記後方導出口近傍の前記制御弁は、該導出口の開口部の一部を閉じることにより開口面積を小さくしつつ、空気が前記サイドシル後方に通り抜けることを許容することを特徴とする請求項５に記載のバッテリ冷却構造。
【請求項７】
前記気流発生部による気流の向きの切替えに連動して、前方導入口の方が後方導入口よりも開口部の面積が小さく、前方導出口の方が後方導出口よりも開口部の面積が大きくなるように、前記制御弁が姿勢を変更することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド車や電気自動車等の車両用バッテリの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機を駆動力源として走行するハイブリッド車や電気自動車がある。このようなハイブリッド車や電気自動車には、車両推進用の電力を電動機に供給するための大型のバッテリが搭載される。こうしたバッテリは、充電時や放電時に発熱し、この発熱がバッテリ性能の低下の原因になる。このため、積極的にバッテリを冷却する必要がある。
【０００３】
たとえば、従来の電気自動車では、車両前後方向に伸延する左右一対の中空のサイドメンバの前端に、車室外に開口し外気を吸気する吸入口を設け、その吸入口から吸入された外気を利用して、バッテリを冷却するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１６９９８１号公報（第３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の車両のバッテリ冷却構造では、以下のような問題があった。
【０００５】
すなわち、サイドメンバ前端の吸入口から空気だけでなく、雨天時などに雨水などを吸込んでしまい、その雨水などによりバッテリが故障する恐れが生ずる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、雨水などを吸込むことなくバッテリを冷却できるバッテリ冷却構造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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のバッテリ冷却構造は、フロアパネルに設けられたバッテリ室に配置され、車両の駆動力源である電動機に電力を供給するバッテリと、車両の両側部で前記フロアパネルに沿って車両前後方向に伸延するよう配置されるとともに閉断面形状で形成される一対のサイドシルとを有し、前記一対のサイドシルのうち一方のサイドシルに車両室内の空気を吸入して前記バッテリ室内に導入し、前記バッテリの冷却に用いられた前記バッテリ室内の空気を前記一対のサイドシルのうち他方のサイドシルに導出して該他方のサイドシル外に排出する冷却経路が形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のバッテリ冷却構造によれば、サイドシルを通じて車両室内の空気を吸入し、該空気によりバッテリを冷却して、車両室外に排出する。車両室内の空気を吸入するので、雨天であっても、サイドシルからバッテリに雨水などを吸込むことがなく、バッテリを冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
図１は本実施形態における車両のバッテリ冷却構造の概略構成を示す側面図、図２は斜視図、図３は平面図である。
【００１１】
バッテリ冷却構造は、図１、図２および図３に示すように、フロアパネル１、バッテリ２、バッテリカバー３、サイドシル４、を有する。
【００１２】
フロアパネル１は、キャビンの下面に配置されている。フロアパネル１の車両幅方向中央には、排気通路等が格納されるよう、凸形状に変形され車両の前後方向に伸延するフロアトンネル５が設けられている。
【００１３】
バッテリ２は、車両の駆動力源であるモータに電力を供給する大型の強電バッテリであって、フロアパネル１上に配置されている。図３に示すように、このバッテリ２は、フロアトンネルを中心に分割され、サイドシル４とフロアトンネル５の間にそれぞれ配置されている。分割されたバッテリ２ａ、２ｂには、該バッテリ２ａ、２ｂの温度を検出する温度センサ１３が設けられている。
【００１４】
バッテリカバー３は、金属薄板で形成され、乗員がバッテリ２に接触することを防止すべく、バッテリ２が車室内に露出しないようバッテリ２を覆うとともにフロアパネル１上にボルト等により固定されている。バッテリカバー３の車両幅方向中央には、フロアトンネル５等が格納されるように段部が形成され、該バッテリカバー３は、車両の幅方向にフロアトンネル５をまたぎつつ、該フロアトンネル５に交差する格好となっている。このような形状を有するバッテリカバー３により、バッテリ２が配置された空間が閉空間となり、フロアパネル１上にバッテリ室１１が形成されている。
【００１５】
サイドシル４は、フロアパネル１の車両幅方向両側部に車両前後方向に伸延して配置されている。このサイドシル４は閉断面形状を有し、空気が通るようになっており、ダクトとしての役割を果たしている。サイドシル４の車室内側の側面には、車室内の空気（室内気）を該サイドシル４内に吸入する吸入口６、吸入した室内気を該サイドシル４外に排出する排出口７が設けられている。吸入口６は、車室内前方の乗員から目立たない位置で空調の吹出し口付近に設けられ、排出口７はトランク内に設けられている。
【００１６】
また、サイドシル４には、吸入口６と排出口７の間でバッテリ室の前部および後部の位置に開口部が２箇所設けられている。この開口部は、吸入口６から吸入された室内気をバッテリ室１１に導入したり、バッテリ２の冷却に用いられた室内気をバッテリ室１１からサイドシル４内に導出したりするために設けられたものである。この開口部は、後述する冷却経路の切替えに応じて、室内気をバッテリ室に導入する導入口８となったり、バッテリ２の冷却に用いられた室内気をバッテリ室１１からサイドシル４内に導出する導出口９となったりする。
【００１７】
これらの吸入口６、排出口７、および開口部（導入口８、導出口９）は、車両前後方向に対し左右対称に各サイドシル４に設けられている。
【００１８】
制御弁１２は、各開口部にそれぞれ設けられ、サイドシル内の空気の流れを制御するものであって、冷却経路を規制している。この制御弁１２は、二つの節を有している。空気がサイドシル内を通り抜けることを禁止するときには、二つの節は伸びきった状態となりサイドシル内を閉じる。一方、空気がサイドシル内を通り抜けることを許容するときには、導入口の開口部の一部を閉じるように一つの節だけを伸ばした状態となり、サイドシル内を閉じない。
【００１９】
ファン１０（気流発生部）は、バッテリ室１１内でフロアトンネル５上の車両前後方向略中央の位置に配置される。このファン１０は、温度センサ１３からの出力により、バッテリ２の温度が所定値以上になると回転方向が切替わるようになっている。本実施形態では、この所定値を該バッテリ２が作動可能な最高温度の８０％を超える温度と設定している。なお、このファン１０の回転方向が切替わると同時に前記冷却経路規制弁１２が作動し、室内気が通る経路も切替わるようになっている。
【００２０】
絞り部材１４（通過制限部）は、一方のバッテリ２を冷却した空気がフロアトンネル５上のファン１０を通過するように、車両前後方向にファン１０を挟んで設けられている部材である。
【００２１】
以下、本実施形態の作用について図面を用いて説明する。
【００２２】
図４および図５は室内気が通る冷却経路を示している。図４に示すものを第１冷却経路、図５に示すものを第２冷却経路とする。
【００２３】
第１冷却経路は、室内気がサイドシル４ａに設けられた吸入口６から該サイドシル４ａに吸入にされ、該サイドシル４ａ内を通り、前方導入口８ａおよび後方導入口８ｂからバッテリ室１１に導入され、バッテリ２aを冷却する。このとき前方導入口８ａに設けられた制御弁１２は、該前方導入口８ａの開口部の面積を小さくしつつ、室内気がサイドシル後方に通り抜けるよう一つの節のみを伸ばした姿勢となる。一方、後方導入口８ｂに設けられた制御弁１２は、サイドシル後方に室内気が通り抜けないよう二つの節を伸ばした姿勢となり、サイドシル４ａ内を閉じている。
【００２４】
バッテリ２aの冷却に用いられた室内気は、絞り部材１４により通過経路が制限されているためファン１０を通る。ファン１０を通った室内気は他方のバッテリ２ｂを冷却し、前方導出口９ａおよび後方導出口９ｂからサイドシル４ｂ内に導出される。このとき、前方導出口９ａに設けられた制御弁１２は、サイドシル４ｂ前方に室内気が通り抜けないよう二つの節を伸ばした姿勢となり、サイドシル内を閉じている。一方、後方導出口９ｂに設けられた制御弁１２は、該後方導入口９ｂの開口部の面積を小さくしつつ、室内気がサイドシル４ｂ後方に通り抜けるよう一つの節のみを伸ばした姿勢となる。バッテリ２a、２ｂの冷却に用いられ、サイドシル４ｂに導出された室内気は、トランク内に設けられた排出口７から排出される。
【００２５】
サイドシル４ａ側のバッテリ２aに比べ、冷却されにくいサイドシル４ｂ側のバッテリ２ｂの温度が所定値を超えると、ファン１０の回転方向が逆方向となり、同時に制御弁１２の姿勢がかわり、図５に示す第２冷却経路となる。
【００２６】
第２冷却経路は、サイドシル４ｂに設けられた吸入口６から吸入された室内気を用いてバッテリ２を冷却するものである。第２冷却経路では、第１冷却経路で導入口の役割を果たしていた開口部８が導出口の役割を果たし、第１冷却経路で導出口の役割を果たしていた開口部９が導入口の役割を果たす。すなわち、サイドシル４ｂから開口部９ａ、９ｂを通じてバッテリ室１１へ空気が導入され、バッテリ室１１から開口部８ａ、８ｂを通じてサイドシル４ａに空気が導出される。
【００２７】
このとき、各制御弁１２は、それぞれ第１冷却経路での姿勢と反対の姿勢となる。すなわち、二つの節を伸ばした姿勢となっていた制御弁１２は一つの節のみを伸ばした姿勢となり、一方、一つの節のみを伸ばしていた制御弁１２は二つの節を伸ばした姿勢となる。これにより、第２冷却経路は第１冷却経路を左右反対にした冷却経路となり、室内気は、サイドシル４ａ側のバッテリ２ａよりもサイドシル４ｂ側のバッテリ２ｂを先に冷却することになる。
【００２８】
以下、本実施形態の効果について説明する。
【００２９】
本発明のバッテリ冷却構造によれば、サイドシル４を通じて室内気を吸入し、該室内気によりバッテリ２を冷却して、該バッテリ２の冷却に用いられた室内気を車室外のトランクに排出する。したがって、室内気をバッテリ２の冷却に用いるので、雨天であっても、サイドシル４からバッテリ２に雨水などを吸込むことがなく、バッテリ２を冷却できる。
【００３０】
さらに、室内気をサイドシル４内に吸入するための吸入口６は、車室内前方に設けられているため、車室内の空調により温度制御された室内気が吸入され、バッテリ２の冷却に用いられる。したがって、バッテリ２を効率的に冷却できる。
【００３１】
さらに、バッテリ室１１内のフロアトンネル５上に配置され、略車両幅方向の気流を発生するファン１０と、フロアトンネル５上のファン１０以外の部分の室内気の通過を制限する絞り部材１４とが設けられているため、一方のバッテリ２ａを冷却した大部分の室内気がファン１０により吸入され他方のバッテリ２ｂに排出される。したがって、ファン１０の吸入と排出の効率が高まり、バッテリ室１１内の気流の流れが速くなり、バッテリ２を効率的に冷却できる。
【００３２】
さらに、冷却経路は、どちらのサイドシル４から室内気が吸入されるかに従って、２通りの冷却経路（第１冷却経路および第２冷却経路）を構成する。そして、バッテリ２の温度が所定値を超えるとファン１０の回転方向が逆方向に切替えられることによりいずれか一方の冷却経路が選択されるため、次の効果を得ることができる。
【００３３】
すなわち、導出口９側に配置されたバッテリ２ｂには、導入口８側に配置されたバッテリ２ｂを冷却して暖められた空気が供給されるので、長時間一方の冷却経路のみを用いると、導出口９側に配置されたバッテリ２ｂの冷却効率が低下してしまう。そこで、冷却経路を切替えて、導出口９と導入口８の位置を交換することによって、冷却効率が低下した方のバッテリ２ｂに先に暖められていない空気を供給し冷却する。これにより、分割して配置されたバッテリ２ａ、バッテリ２ｂを均一に冷却することができ、バッテリ全体の冷却効率を高めることができる。
【００３４】
さらに、前方導入口８ａの方が後方導入口８ｂよりも開口部の面積が小さく、前方導出口９ａの方が後方導出口９ｂよりも開口部の面積が大きい。したがって、位置的には、前方導入口８ａよりも空気が流れ込みにくい後方導入口８ｂを、開口面積的には、前方導出口８ａよりも空気が流れ込みやすくできる。このため、前方導入口８ａと後方導入口８ｂとで導入する空気の量を均一に近づけられる。同様に、前方導出口９ａと後方導出口９ｂとで導出する空気の量も均一に近づけられる。結果として、バッテリ２に均一に空気が供給されるので、バッテリを均一に冷却できる。
【００３５】
さらに、前方導入口８ａ、後方導入口８ｂ、前方導出口９ａ、および後方導出口９ｂ近傍に空気の流れを制御する制御弁１２が設けられているので、確実に室内気が通る経路を規制でき、冷却経路を形成できる。
【００３６】
さらに、ファン１０の回転方向の切替えに連動して、前方導入口８ａの方が後方導入口８ｂよりも開口部の面積が小さく、前方導出口９ａの方が後方導出口９ｂよりも開口部の面積が大きくなるように、制御弁１２が姿勢を変更できるようにしたため、気流の向きが切替り、冷却経路が切替っても、導入または導出する空気の量を均一に近づけられる。結果として、バッテリ２に均一に空気が供給されるので、バッテリ２を均一に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】バッテリ冷却構造の概略構成を示す側面図である。
【図２】バッテリ冷却構造の概略構成を示す斜視図である。
【図３】バッテリ冷却構造の概略構成を示す平面図である。
【図４】第１冷却経路を示す平面図である。
【図５】第２冷却経路を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…フロアパネル、
２、２ａ、２ｂ…バッテリ、
３…バッテリカバー、
４、４ａ、４ｂ…サイドシル、
５…フロアトンネル、
６…吸入口、
７…排出口、
８、８ａ、８ｂ…導入口、
９、９ａ、９ｂ…導出口、
１０…ファン、
１１…バッテリ室、
１２…制御弁、
１３…温度センサ、
１４…絞り部材。
【図１】
2006151008.tif 000003
【図２】
2006151008.tif 000004
【図３】
2006151008.tif 000005
【図４】
2006151008.tif 000006
【図５】
2006151008.tif 000007