(57)【要約】【課題】駆動手段を用いることなく、車両用電池（電池パック部材）を換気して、車両用電池の温度の上昇を抑制する。【解決手段】ケース３の内部に下端部が接続され、上端部が電動車両１の上部に開口し、内部の空気が昇温されることで、吸気口１１から吸気されると共に、ケース３の内部の空気が上昇気流となって開口から排気される吸熱通路４を備え、吸熱通路４の内部を日射により暖めて空気の密度を低下させ、内部の空気を上昇気流として吸熱通路４の開口部１２から排気し、同時に、吸気口１１から外の空気をケース３内に吸気し、ケース３内の空気を吸熱通路４に移動させて電池パック部材２のケース３の内部を換気する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床部に収容され、ケースに多数の電池が収容された電池パック部材と、
前記ケースに設けられる吸気口と、
前記ケースの内部に下端部が接続され、上端部が前記車両の上部に開口し、内部の空気が昇温されることで、前記吸気口から吸気されると共に、前記ケースの内部の空気が上昇気流となって前記開口から排気される吸熱通路とを備えた
ことを特徴とする車両用電池の換気構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電池の換気構造において、
前記吸気口に備えられる開閉手段と、
前記開閉手段を開閉動作する動作手段とを備えた
ことを特徴とする車両用電池の換気構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用電池の換気構造において、
前記吸気口、及び、前記吸熱通路は、前記車両の左右のそれぞれの側部に設けられ、
日射を受ける前記吸熱通路と反対側の前記吸気口の前記開閉手段が前記動作手段により開き動作される
ことを特徴とする車両用電池の換気構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用電池の換気構造において、
前記吸気口、及び、前記吸熱通路は、前記車両の前後方向に複数備えられ、
一方の側部側、もしくは、他方の側部側における前記車両の前側の前記吸熱通路の温度が高い場合、他方の側部側、もしくは、一方の側部側における前記車両の後側の前記吸気口の前記開閉手段が前記動作手段により開き動作され、
一方の側部側、もしくは、他方の側部側における前記車両の後側の前記吸熱通路の温度が高い場合、他方の側部側、もしくは、一方の側部側における前記車両の前側の前記吸気口の前記開閉手段が前記動作手段により開き動作される
ことを特徴とする車両用電池の換気構造。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の車両用電池の換気構造において、
前記動作手段は、前記電池の温度が所定温度を超えた際に前記開閉手段を開き動作させる
ことを特徴とする車両用電池の換気構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用電池の換気構造において、
前記吸熱通路の外側面は日射透過部材により形成されている
ことを特徴とする車両用電池の換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用モータにより駆動力を得る電動車両に搭載される車両用電池の換気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行用モータで駆動輪を駆動させる車両（ＥＶ）や、走行用モータとエンジンとを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両が開発され、実用化が進んでいる。ハイブリッド車両としては、発電機をエンジンにより駆動させて発電し、走行用モータに給電を行う車両用電池（バッテリ）を充電する車両（ＨＥＶ）や、バッテリを外部の商用電源でも充電可能な車両（ＰＨＥＶ）の実用化が進んでいる。
【０００３】
電動車両において、高温環境の使用や高負荷運転等には、車両用電池（バッテリ）が高温状態に維持され、電池劣化（容量低下）が生じる虞がある。走行時等、キーオンの状態では、冷却システムを駆動して（駆動手段を用いて）バッテリを適宜冷却し、電池劣化を最小限に抑制している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、キーオフ後（車両放置の状態）は、車両のシステムが停止するため、消費電力を増加させることができず、駆動手段を用いた積極的な冷却を行うことができないのが現状である。このため、特に、キーオフの直後（車両を放置の状態にした直後）は、バッテリの温度が高温の状態に維持され、電池劣化の虞が高くなっているのが実情であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１２６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、駆動手段を用いることなく、即ち、電力の消費を伴う強制冷却を行うことなく、車両用電池の換気を行って車両用電池の温度の上昇を抑制することができる車両用電池の換気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】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両用電池の換気構造は、車両の床部に収容され、ケースに多数の電池が収容された電池パック部材と、前記ケースに設けられる吸気口と、前記ケースの内部に下端部が接続され、上端部が前記車両の上部に開口し、内部の空気が昇温されることで、前記吸気口から吸気されると共に、前記ケースの内部の空気が上昇気流となって前記開口から排気される吸熱通路とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る本発明では、吸熱通路の内部が日射により暖められて空気の密度が低下し（軽くなり）、内部の空気が上昇気流となって吸熱通路の開口から排気されると同時に、吸気口から外の空気がケース内に吸気され、ケース内の空気が吸熱通路に移動して電池パック部材のケースの内部が換気される。つまり、暖かい空気へ向かって気流が発生し、ケースの内部から吸熱通路を流れる気流により電池パック部材のケースの内部が換気される。
【０００９】
このため、駆動手段を用いることなく、即ち、電力の消費を伴う強制冷却を行うことなく、車両用電池（電池パック部材）を換気することができ、車両用電池の温度の上昇を抑制することが可能になる。
【００１０】
そして、請求項２に係る本発明の車両用電池の換気構造は、請求項１に記載の車両用電池の換気構造において、前記吸気口に備えられる開閉手段と、前記開閉手段を開閉動作する動作手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る本発明では、必要時な時に（例えば、換気のシステムを動作させたい時に）動作手段により開閉手段を開動作して、電池パック部材のケースの内部を換気することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る本発明の車両用電池の換気構造は、請求項２に記載の車両用電池の換気構造において、前記吸気口、及び、前記吸熱通路は、前記車両の左右のそれぞれの側部に設けられ、日射を受ける前記吸熱通路と反対側の前記吸気口の前記開閉手段が前記動作手段により開き動作されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る本発明では、日射を受ける吸熱通路と、開き制御される開閉手段（吸気口）の関係が車幅方向で反対側に位置しているので、日射の方向に係らず車両の幅方向に流れる気流をケースの内部に発生させることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る本発明の車両用電池の換気構造は、請求項３に記載の車両用電池の換気構造において、前記吸気口、及び、前記吸熱通路は、前記車両の前後方向に複数備えられ、一方の側部側、もしくは、他方の側部側における前記車両の前側の前記吸熱通路の温度が高い場合、他方の側部側、もしくは、一方の側部側における前記車両の後側の前記吸気口の前記開閉手段が前記動作手段により開き動作され、一方の側部側、もしくは、他方の側部側における前記車両の後側の前記吸熱通路の温度が高い場合、他方の側部側、もしくは、一方の側部側における前記車両の前側の前記吸気口の前記開閉手段が前記動作手段により開き動作されることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る本発明では、車両の前後方向で逆向きの状態で、車両の幅方向に流れる気流をケースの内部に発生させることができ、ケースの内部の気流の偏りを抑制することができる。
【００１６】
また、請求項５に係る本発明の車両用電池の換気構造は、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の車両用電池の換気構造において、前記動作手段は、前記電池の温度が所定温度を超えた際に前記開閉手段を開き動作させることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る本発明では、電池の温度が所定温度を超えた際に、例えば、換気が必要となる温度（昇温の抑制が必要な温度）として２５℃を超えた際に、開閉手段（吸気口）を開き動作させて換気のシステムを動作させることができる。
【００１８】
また、請求項６に係る本発明の車両用電池の換気構造は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用電池の換気構造において、前記吸熱通路の外側面は日射透過部材により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に係る本発明では、吸熱通路の外側面は日射透過部材、例えば、日射を透過する透明ガラスで構成されているので、吸熱通路の内部の空気に日射を直接当てて温度を上昇させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の車両用電池の換気構造は、駆動手段を用いることなく、即ち、電力の消費を伴う強制冷却を行うことなく、車両用電池の温度の上昇を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用電池の換気構造を備えた電動車両の全体の概略外観図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】図２中の要部の図である。
【図４】日射と気流の関係を表す図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】本発明の一実施例に係る車両用電池の換気構造の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には本発明の一実施例に係る車両用電池の換気構造を備えた電動車両の全体を表す概略の外観状況、図２には図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視である後側からの断面視の状況、図３には図２中の吸気口の開閉手段の状況、図４には日射方向と気流の関係を説明するための状況、図５には電池パック部材のケースと吸熱通路の状態を説明する図２中のＶ−Ｖ線断面状況を示してある。
【００２３】
図１に示すように、車両（電動車両）１の床部には車両用電池として電池パック部材２が収容されている。電池パック部材２は、ケース３の内部に多数の電池が収容されて構成されている。ケース３には吸気口（詳細は後述する）が設けられ、ケース３には吸熱通路４の下端部が接続されている。吸熱通路４は、電動車両１の左右の側部のそれぞれに、前後方向に３箇所に設けられている。即ち、電動車両１の左右の側部のそれぞれの、Ａピラー、Ｂピラー、Ｃピラーに沿って、吸熱通路４ａ、４ｂ、４ｃが配されている。
【００２４】
図２、図４に示すように、吸熱通路４は、ダブルスキン構造とされ、外側面としての外側面部材５は日射透過部材である透明ガラスで形成されている。内側面６は、電動車両１の外板と同一部材（同一色部材）により形成されている。吸熱通路４の外側面部材５は、日射を透過する透明ガラスで構成されているので、吸熱通路４の内部の空気に日射を直接当てて温度を上昇させることができる。
【００２５】
図２に示すように、吸熱通路４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の下端はケース３の上面の開口穴に接続され、吸熱通路４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の上端は開口して開口部１２とされている。開口部１２は電動車両１の屋根を構成するパネルにより上部が覆われ、雨水等の浸入が阻止されている。
【００２６】
図２、図３、図４に示すように、ケース３の電動車両１の左右の側部側には、吸気口１１がそれぞれ設けられ、車両の前後方向に沿って３つの吸気口１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられている。左右の（一方側、他方側の）吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）には、開閉手段としての開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）がそれぞれ設けられ、開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）は上下方向の軸周りで回動することで吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が開閉される。開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）は、動作手段としての開閉モータ１４により個別に開閉駆動される。
【００２７】
吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が開かれた状態で、吸熱通路４の内部が日射により暖められると、吸熱通路４の内部の空気の密度が低下し（軽くなり）、内部の空気が上昇気流となって吸熱通路４の開口部１２から排気される。同時に、吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）から外の空気がケース３内に吸気され、ケース３内の空気が吸熱通路４に移動して電池パック部材２のケース３の内部が換気される。
【００２８】
つまり、吸熱通路４の内部の暖かい空気へ向かって気流が発生し、ケース３の内部から吸熱通路４を流れる気流により電池パック部材２のケース３の内部が換気される。このため、駆動手段を用いることなく、即ち、電力の消費を伴う強制冷却を行うことなく、電池パック部材２（バッテリ）を換気することができ、電池の温度の上昇を抑制することが可能になる。
【００２９】
図３に示すように、開閉モータ１４は、制御手段１５の指令に基づいて個別に駆動され、開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が個別に開閉駆動される。このため、必要時な時に（例えば、換気のシステムを動作させたい時に）、開閉モータ１４により開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を開動作して、電池パック部材２のケース３の内部を換気することができる。
【００３０】
制御手段１５には、日射の状況を検出する日射センサー（空調装置の制御用に設けられている）からの情報が入力される。制御手段１５からは、日射を受ける吸熱通路４と車両の左右方向の反対側の吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が開き動作されるように、開閉モータ１４に駆動指令が出力される。
【００３１】
つまり、図４（ａ）に示すように、電動車両１の一方側（左側）の吸熱通路４に日射が当たっていることが検出された場合、電動車両１の他方側（右側）の吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が開き動作される。
【００３２】
これにより、左側の吸熱通路４の内部の暖かい空気へ向かって気流が発生し、ケース３の内部の右側から左側の吸熱通路４に向けて流れる気流により（図中矢印で示してある）電池パック部材２のケース３の内部が換気される。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示すように、電動車両１の他方側（右側）の吸熱通路４に日射が当たっていることが検出された場合、電動車両１の一方側（左側）の吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が開き動作される。
【００３４】
これにより、右側の吸熱通路４の内部の暖かい空気へ向かって気流が発生し、ケース３の内部の左側から右側の吸熱通路４に向けて流れる気流により（図中矢印で示してある）電池パック部材２のケース３の内部が換気される。
【００３５】
このため、日射を受ける吸熱通路４と、開き制御される吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の関係が車幅方向で反対側に位置することになり、日射の方向に係らず電動車両１の幅方向に流れる気流をケース３の内部に発生させて換気を行うことができる。
【００３６】
日射センサーとしては、日射を直接検出するセンサーや、明るさを検出するセンサー、雨滴センサーを用いることが可能である。また、電子コンパス、ＧＰＳ情報と、時刻の情報とを組み合わせて、太陽の位置を導出する手段を適用することが可能である。
【００３７】
図５に示すように、一方（左側）の側部側（もしくは、他方の側部側：右側）における前側の吸熱通路４ａの温度が高い場合、他方（右側）の側部側（もしくは、一方の側部側：左側）における後側の吸気口１１ｃの開閉弁１３ｃが開閉モータ１４により開き動作される（図中実線で示してある）。
【００３８】
また、一方（左側）の側部側（もしくは、他方の側部側：右側）における後側の吸熱通路４ｃの温度が高い場合、他方（右側）の側部側（もしくは、一方の側部側：左側）における前側の吸気口１１ａの開閉弁１３ａが開閉モータ１４により開き動作される（図中二点鎖線で示してある）。
【００３９】
中央の開閉弁１３ｂは、吸熱通路４ａ、４ｃの温度の状況により、開閉モータ１４により適宜開き動作される。このため、電動車両１の前後方向で逆向きの状態で、電動車両１の幅方向に流れる気流をケース３の内部に発生させることができ、ケース３の内部の気流の偏りを抑制することができる。
【００４０】
制御手段１５には、電池の温度（電池パック部材２の温度）を検出する温度センサーからの情報が入力される。制御手段１５からは、電池の温度が所定温度を超えた際に、例えば、換気が必要となる温度（昇温の抑制が必要な温度）として２５℃を超えた際に、開閉弁１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）が開き動作される。
【００４１】
このため、電池の温度が電池の温度が所定温度を超えた際に、吸気口１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を開いて換気のシステムを動作させることができる。尚、所定温度は、電動車両１の使用環境などにより、任意の温度に設定することができる。
【００４２】
図６に基づいて上述した車両用電池の換気構造の換気システムの動作を説明する。図６には車両用電池の換気構造の動作のフローチャートを示してある。
【００４３】
図に示すように、処理が開始されると、ステップＳ１で電池の温度Ｔｂが所定温度ｔ（例えば、２５℃）を超えているか否かが判断され、ステップＳ１で電池の温度Ｔｂが所定温度ｔを超えていると判断された場合、ステップＳ２で電池の温度Ｔｂが外気温度Ｔａを超えているか否かが判断される。
【００４４】
ステップＳ１で電池の温度Ｔｂが所定温度ｔを超えていないと判断された場合、及び、ステップＳ２で電池の温度Ｔｂが外気温度Ｔａを超えていないと判断された場合、ステップＳ３で換気システムがＯＦＦとされ処理が終了となる。つまり、換気システムは動作されず、吸気口１１が開閉される制御が実施されない状態になる。
【００４５】
ステップＳ２で電池の温度Ｔｂが外気温度Ｔａを超えていると判断された場合、ステップＳ４で換気システムがＯＮとされ、吸気口１１が開閉される制御が実施される状態になる。ステップＳ４で換気システムがＯＮとされた後、ステップＳ５で日射方向が判断される。
【００４６】
ステップＳ５で日射方向が右側か否かが判断され、ステップＳ５で日射方向が右側であると判断された場合、ステップＳ６で左側の吸気口１１の開閉弁１３が開き動作される。ステップＳ５で日射方向が右側ではないと判断された場合、日射方向が左側であると判断され、ステップＳ７で右側の吸気口１１の開閉弁１３が開き動作される。
【００４７】
これにより、日射を受ける吸熱通路４と、開き制御される吸気口１１の関係とを車幅方向で逆にすることができ、日射の方向に係らず電動車両１の幅方向に流れる気流をケース３の内部に発生させて換気を行うことができる。
【００４８】
尚、処理の詳細は省略したが、日射を受ける吸熱通路４の前後と、反対側の吸気口１１で開き動作される後前との関係に関しても、前述したように逆の関係になるように制御される。
【００４９】
上述した構成の車両用電池の換気構造では、電動ファン等の駆動手段を用いることなく、即ち、電力の消費を伴う強制冷却を行うことなく、車両用電池の換気を行って車両用電池の温度の上昇を抑制することが可能になる。
【００５０】
上述した実施例では、電動車両１の両側に吸熱通路４、及び、吸気口１１を備えた例を挙げて説明したが、電動車両１の片側に吸熱通路４、及び、吸気口１１を備えることも可能である。また、電動車両１の前後方向に複数（３箇所）の吸熱通路４、及び、吸気口１１を備えた例を挙げて説明したが、吸熱通路４、及び、吸気口１１は、電動車両１の前後方向に少なくとも１箇所以上設けることが可能である。
【００５１】
電動車両１の片側に吸熱通路４、及び、吸気口１１を備えた場合、自動運転を併用することで、日射の状況に応じて換気が最大となる位置に電動車両１を移動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、車両用電池の換気構造の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  車両（電動車両）
２  電池パック部材
３  ケース
４  吸気通路
５  外側面部材
６  内側面
１１  吸気口
１２  開口部
１３  開閉弁
１４  開閉モータ
１５  制御手段
【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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【図６】
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