(57)【要約】      （修正有）【課題】車載電池冷却用の吸気ダクトにおいて、ダクト内に取り込まれた空気に含まれる水を溜めることができると共に、上記空気の流れに対する圧力損失を低減する。【解決手段】車載された電池２に向けて空気を供給して冷却するための車載電池冷却用の吸気ダクト３０であって、吸気口３２と、排気口３４と、吸気口および前記排気口間を連通する連通路３６とを有するダクト本体３８と、ダクト本体３８内の鉛直下方に位置するダクト底面４６において連通路３６に面して設けられた複数の水溜り部４４とを備える。水溜り部４４は吸気口３２から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成され、凹状の各水溜り部４４は、空気の流れ方向に沿って立設された仕切り壁部と、空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面５０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載された電池に向けて空気を供給して冷却するための車載電池冷却用の吸気ダクトであって、
空気を取り込む吸気口と、前記吸気口から取り込んだ空気を前記電池に向けて送り出す排気口と、前記吸気口および前記排気口間を連通する連通路とを有するダクト本体と、
前記ダクト本体内の鉛直下方に位置するダクト底面において前記連通路に面して設けられ、前記空気の流れ方向に並んで複数配置されると共に前記空気の流れ方向と直交する方向に並んで複数配置された水溜り部と、を備え、
前記複数の水溜り部は前記吸気口から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成され、前記凹状の各水溜り部は、前記空気の流れ方向に沿って立設された仕切り壁部と、前記空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面とを有する、車載電池冷却用の吸気ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電池冷却用の吸気ダクトに係り、特に、ダクト内部の底面に水溜り部を有する吸気ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された二次電池から供給される電力でモータを駆動して走行することができるハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両が知られている。このような電動車両では、二次電池を冷却するための冷却装置が設けられることがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、吸引ダクトと、ブロワと、吸引ダクトから取り込んだ空気を車両の左右方向に流して上記ブロワに送り込む吸気ダクトとを備えた車両用電池冷却装置が開示されている。この冷却装置の吸気ダクトは、内部に侵入した液体を溜めるように、車両の左右方向に流す通路部を下方に膨らませた水溜め部と、水溜め部を車両の左右方向に分割する分離壁部とを有している。これにより、車両が傾斜した場合や車両が旋回する場合に、ダクト内に溜まった液体がブロワ側へ流れることを防止できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４０８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載される車両用電池冷却装置の吸気ダクトでは、ダクト内における空気の流れ方向に対して分離壁部が略垂直に形成されている。そのため、吸気ダクト内を流れる空気が分離壁部に衝突することによって生じる圧力損失が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ダクト内に取り込まれた空気に含まれる水を溜めることができると共に、ダクト内を流れる空気の圧力損失を低減できる車載電池冷却用の吸気ダクトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車載電池冷却用の吸気ダクトは、車載された電池に向けて空気を供給して冷却するための車載電池冷却用の吸気ダクトであって、空気を取り込む吸気口と、前記吸気口から取り込んだ空気を前記電池に向けて送り出す排気口と、前記吸気口および前記排気口間を連通する連通路とを有するダクト本体と、前記ダクト本体内の鉛直下方に位置するダクト底面において前記連通路に面して設けられ、前記空気の流れ方向に並んで複数配置されると共に前記空気の流れ方向と直交する方向に並んで複数配置された水溜り部と、を備え、前記複数の水溜り部は前記吸気口から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成され、前記凹状の各水溜り部は、前記空気の流れ方向に沿って立設された仕切り壁部と、前記空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る車載電池冷却用の吸気ダクトによれば、吸気口からダクト内に取り込まれた空気に含まれる水を複数の水溜り部に溜めることができ、電池への水の侵入を抑制できる。また、水溜り部が空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面を有するため、空気が傾斜面に沿って下流側へと流れることができ、圧力損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態である吸気ダクトを含む車載電池冷却システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した吸気ダクトを上側ダクト部分と下側ダクト部分とに分解した状態で示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２に示した下側ダクト部分のダクト底面に形成された複数の水溜り部の一部を上面視で示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ）は図２に示した下側ダクト部分のダクト底面に形成された水溜り部の別の例を示す図３（ａ）と同様の平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）は図２に示した下側ダクト部分のダクト底面に形成された水溜り部のさらに別の例を示す図３（ａ）と同様の平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの構成を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１１】
図１は、実施の形態に係る吸気ダクトを含む車載電池冷却システム１０の構成を示す図である。図１には、水平方向に沿って互いに直交する二方向が矢印Ｘ，Ｙで示され、水平方向に直交する鉛直方向が矢印Ｚで示されている。実施の形態では、矢印Ｘが、車載電池冷却システム１０が搭載される車両の前方から後方へ向かう方向に一致し、矢印Ｙ（図２参照）が車両の左右方向または幅方向に一致する例が示されている。
【００１２】
車載電池冷却システム１０は、車両に搭載された二次電池（電池）２を冷却するための装置である。以下、適宜に「冷却システム１０」とだけいう。二次電池２は、充放電可能な組電池で構成され、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが好適に用いられる。二次電池２は、例えば金属製の筐体からなる電池ケース４に収納された状態で、車両に搭載される。二次電池２は、車両において後部座席の後側に搭載されてもよい。
【００１３】
二次電池２が搭載される車両は、例えば、ハイブリッド車両（プラグインハイブリッド車両を含む）や、電気自動車などの電動車両である。電動車両とは、二次電池２から供給される電力によってモータを駆動し、その駆動力で走行可能な車両をいう。また、電動車両には、燃料電池を搭載した車両も含まれる。燃料電池車両は、燃料電池によって発電された電力によって走行用モータを駆動して走行するが、燃料電池で発電された電力が車載の二次電池に充電されて、走行用モータを駆動する電力として使用することもできる。
【００１４】
冷却システム１０は、ブロワ１２と、吸気側接続ダクト１４と、排気側接続ダクト１６と、吸気ダクト３０とを備える。ブロワ１２は、吸気口１２ａおよび排気口１２ｂを有する。ブロワ１２は、図示しない駆動源（モータ）によって駆動される。これにより、ブロワ１２は、吸気口１２ａから吸い込んだ空気を排気口１２ｂから送り出す送風機として機能する。
【００１５】
吸気側接続ダクト１４は、管路を形成する例えば樹脂製の中空状部材である。吸気側接続ダクト１４の一端は、ブロワ１２の吸気口１２ａに接続されている。吸気側接続ダクト１４の他端は、例えば後部座席の下方位置において、車両の車室内に向かって開口している。これにより、ブロワ１２が作動すると、車室内から取り込まれた空気が吸気側接続ダクト１４を介してブロワ１２に取り込まれるようになっている。
【００１６】
吸気側接続ダクト１４の他端側開口には、フィルタ１５が設置されている。フィルタ１５は、例えば、網や不織布などによって構成される。フィルタ１５は、車室内から吸気側接続ダクト１４へと吸い込まれる空気中に含まれる埃やゴミなどを除去する。これにより、埃などが空気と共にブロワ１２に取り込まれて、二次電池２に侵入するのを防止または抑制することができる。
【００１７】
排気側接続ダクト１６は、吸気側接続ダクト１４と同様に、管路を形成する例えば樹脂製の中空状部材である。排気側接続ダクト１６の一端は、ブロワ１２の排気口１２ｂに接続されている。排気側接続ダクト１６は、ブロワ１２の車両後方側（矢印Ｘ側）の位置で下方に屈曲し、他端が斜め下方に向いて開口している。
【００１８】
冷却システム１０の吸気ダクト３０は、空気を取り込む吸気口３２と、吸気口３２から取り込んだ空気を二次電池２に向けて送り出す排気口３４と、吸気口３２および排気口３４間を連通する連通路３６とを有するダクト本体３８とを備える。
【００１９】
吸気口３２は、ダクト本体３８の一端に開口して形成されている。吸気口３２は、ブロワ１２に接続された排気側接続ダクト１６の他端に接続されている。排気口３４は、ダクト本体３８の他端に開口して形成されている。後述するように、排気口３４は、ダクト本体３８が二股に分岐することによって、矢印Ｙ方向（車幅方向）に離間した２つの排気口３４ａ，３４ｂを含む。各排気口３４ａ，３４ｂは、それぞれ、電池ケース４の側面において車幅方向（Ｙ方向）に離間して形成された２つの空気送り込み口６ａ，６ｂに接続されている。
【００２０】
ダクト本体３８は、中空状の部材であり、内部に連通路３６が形成されている。また、ダクト本体３８は、車両前方側（図１中の右側）から順に、導入部４０ａ、中間部４０ｂ、及び、排気部４０ｃを有する。ブロワ１２から排気側接続ダクト１６を介してダクト本体３８に送り込まれた空気は、導入部４０ａでは斜め下方に流れ、中間部４０ｂ及び排気部４０ｃでは車両後方に向かって略水平（矢印Ｘ）に流れる。
【００２１】
なお、本実施の形態では、ダクト本体３８の中間部４０ｂが水平方向に略沿って延伸する例を示すが、これに限定されものではなく、中間部４０ｂを、空気の流れ方向に関して下流側へ向かって上り傾斜した形状に形成してもよい。このようにすれば、吸気ダクト３０に送り込まれた空気に水が含まれる場合、当該水が中間部４０ｂを超えて排気部４０ｃに侵入しにくくなり、二次電池２への水の侵入をより効果的に抑制できる。
【００２２】
図２は、図１に示した吸気ダクト３０を上側ダクト部分と下側ダクト部分とに分解した状態で示す斜視図である。吸気ダクト３０のダクト本体３８は、上側ダクト部分３８ａ及び下側ダクト部分３８ｂを含む。上側ダクト部分３８ａ及び下側ダクト部分３８ｂは、それぞれ例えば樹脂成形品によって形成されている。上側ダクト部分３８ａを下側ダクト部分３８ｂに対して上側（矢印Ｄ方向）から組み付けることによってダクト本体３８が構成される。上側ダクト部分３８ａと下側ダクト部分３８ｂとは、例えば接着剤によって互いに接合される。
【００２３】
図２に示すように、上側ダクト部分３８ａおよび下側ダクト部分３８ｂは、車両後方側において二股に分岐している。これにより、ダクト本体３８の他端において、２つの排気口３４ａ，３４ｂが車幅方向（矢印Ｙ）に離間して形成される。また、下側ダクト部分３８ｂには、左右（矢印Ｙ）方向の両側に２つの取付部（図２では一方のみを図示）４２が設けられている。これらの取付部４２に形成された貫通孔にボルト等を挿通して車体に締め付けることで、吸気ダクト３０が固定される。
【００２４】
図１に示すように、ダクト本体３８内の鉛直下方に位置するダクト底面４６には、多数の水溜り部４４がダクト本体３８内の連通路３６に面して設けられている。具体的には、ダクト本体３８内のダクト底面４６は、図２に示すように下側ダクト部分３８ｂのダクト底面によって構成される。したがって、上記水溜り部４４は下側ダクト部分３８ｂのダクト底面４６に形成されている。
【００２５】
図３（ａ）は、図２に示した下側ダクト部分３８ｂのダクト底面４６に形成された多数の水溜り部４４の一部を上面視で示す平面図であり、図２（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線断面図である。図２（ａ）（ｂ）に示すように、水溜り部４４は、ダクト本体３８内を流れる空気の流れ方向（矢印Ｘ）に並んで複数配置されると共に空気の流れ方向と直交する方向（矢印Ｙ）に並んで複数配置されている。図２（ａ）に示すように、本実施の形態では、各水溜り部４４は、平面視で六角形状に形成されている。各水溜り部４４は、Ｙ方向に整列して形成されている。また、矢印Ｘ方向に隣接する２列の水溜り部４４は、Ｙ方向の幅Ｗの半分だけずれた位置に配置されている。このように各水溜り部４４を配置することによって、ダクト底面４６のスペースを無駄なく有効に活用して水溜り部４４の数を増やすことができる。
【００２６】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、水溜り部４４はダクト本体３８の吸気口３２（図１及び図２参照）から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成されている。より詳しくは、各水溜り部４４は、空気の流れ方向（矢印Ｘ）に沿って立設された仕切り壁部４８と、空気の流れ方向に関して上流側（図３中の右側）から下流側（図３中の左側）へ上り傾斜した傾斜面５０と、傾斜面５０に連続して上方へ立ち上がった立壁面５２を有する。これにより、水溜り部４４は、図３（ｂ）に示すように、略Ｖ字状に凹んだ形状に形成されるとともに、空気の流れ方向と直交する方向に隣接する水溜り部４４同士は仕切り壁部４８によって仕切られている。
【００２７】
水溜り部４４の傾斜面５０は、凹状に形成された水溜り部４４の底面を構成し、水を溜めるための凹部を形成する。また、傾斜面５０は、ダクト本体３８内のダクト底面４６に沿って流れる空気を下流側へ誘導する機能を有する。さらに、傾斜面５０は、ダクト本体３８のダクト底面４６に付着した水を水溜り部４４の略Ｖ字状の凹部へと導く集水機能を有する。
【００２８】
水溜り部４４を仕切る仕切り壁部４８は、水溜り部４４に溜まった水が車幅方向（矢印Ｙ方向）に移動することを阻止する。これにより、車両が傾いた場合や、カーブ走行時に遠心力が作用した場合などに、各水溜り部４４に溜まった水がダクト本体３８内で車幅方向に流れないように構成されている。
【００２９】
水溜り部４４の立壁部５２は、ダクト本体３８内における空気の流れ方向に対して略垂直をなして形成されている。しかし、立壁部５２は、空気の流れ方向の下流側に対向して形成されており、その上流側に向かって対向するものではない。したがって、水溜り部４４の立壁部５２は、ダクト本体３８内を流れる空気に対して圧力損失を増加させることはない。
【００３０】
なお、凹状をなす水溜り部４４の深さは、一律に形成されていなくてもよい。例えば、空気の流れ方向に関して上流側で浅く下流側で深くするか、または、この逆にしてもよい。
【００３１】
続いて、上記のような構成を有する吸気ダクト３０を含む冷却システム１０の動作について図１を再度参照して説明する。
【００３２】
例えば、二次電池２の温度が所定温度以上になった場合、ブロワ１２が駆動される。これにより、吸気側接続ダクト１４の他端開口部からフィルタ１５を介して車室内の空気が吸引される。このとき、例えば車室内で乗員が水をこぼした場合などに、空気と共に水が吸引されることが起こり得る。
【００３３】
ブロワ１２に吸引された空気は、排気側接続ダクト１６から吸気ダクト３０に送り込まれる。そのとき、空気に含まれる水は、重力作用によってダクト本体３８内のダクト底面に落下し、水溜り部４４に溜まる。また、このとき、ダクト本体３８内においてダクト底面４６付近を流れる空気は、各水溜り部４４の傾斜面５０によって下流側に誘導されるように流れることができる。このように、本実施の形態に係る吸気ダクト３０では、ダクト本体３８内の水溜り部４４において、空気の流れ方向上流側に略垂直に対向するように立設された壁部が存在せず、傾斜面５０によって誘導することで空気を下流側へ円滑に流すことができる。
【００３４】
ダクト本体３８を流れた空気は、２つの排気口３４ａ，３４ｂから電池ケース４内に送り込まれる。これにより、電池ケース４内に収納された二次電池２は、車幅方向両側から送り込まれた空気によって効率的に冷却される。なお、二次電池２を冷却した空気は、電池ケース４の壁面に形成された開口や隙間などからケース外部に放出される。
【００３５】
上述したように、本実施の形態に係る吸気ダクト３０によれば、吸気口３２からダクト本体３８内に取り込まれた空気に含まれる水をダクト底面４６に設けた多数の水溜り部４４に溜めることができ、二次電池２への水の侵入を抑制できる。また、水溜り部４４が空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面５０を有するため、空気が傾斜面５０に沿って下流側へと流れることができ、圧力損失を低減できる。
【００３６】
図４（ａ）は図２に示した下側ダクト部分３８ｂのダクト底面４６に形成された水溜り部の別の例を示す図３（ａ）と同様の平面図であり、図４（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。この例における各水溜り部４４ａは平面視で三角形状をなし、車両前後方向（矢印Ｘ）及び車幅方向（矢印Ｙ）にそれぞれ整列した状態で配置されている。また、車幅方向（矢印Ｙ）に隣接する水溜り部４４同士は、仕切り壁部４８によって仕切られている。他の構成および作用効果は、上述した実施の形態に係る吸気ダクト３０と同様である。
【００３７】
図５（ａ）は図２に示した下側ダクト部分３８ｂのダクト底面４６に形成された水溜り部のさらに別の例を示す図３（ａ）と同様の平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図である。この例における各水溜り部４４ｂは、平面視で長円形状をなしている。各水溜り部４４ｂは、車幅方向（矢印Ｙ）に整列して形成されているが、車両前後方向（矢印Ｘ）に隣接する２列の水溜り部４４ｂは車幅方向の幅Ｗの半分だけずれた位置に配置されている。また、車幅方向に隣接する水溜り部４４ｂ同士は、仕切り壁部４８によってそれぞれ仕切られている。他の構成および作用効果は、上述した実施の形態に係る吸気ダクト３０と同様である。
【００３８】
なお、水溜り部４４の平面視形状は、上述した以外の形状であってもよい。また、水溜り部４４の形状、深さ、傾斜面の角度などを適宜に設計することで、瞬間的な捕水性能を向上させるとともに、吸気ダクトに侵入した水の貯水量を変更することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２  二次電池、４  電池ケース、６ａ，６ｂ  空気送り込み口、１０  車載電池冷却システム、１２  ブロワ、１２ａ，３２  吸気口、１２ｂ，３４，３４ａ，３４ｂ  排気口、１４  吸気側接続ダクト、１５  フィルタ、１６  排気側接続ダクト、３０  吸気ダクト、３６  連通路、３８  ダクト本体、３８ａ  上側ダクト部分、３８ｂ  下側ダクト部分、４０ａ  導入部、４０ｂ  中間部、４０ｃ  排気部、４２  取付部、４４，４４ａ，４４ｂ  水溜り部、４６  ダクト底面、４８  仕切り壁部、５０  傾斜面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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