(57)【要約】【課題】車室と荷室の間に位置するラゲージスペースに設置された電池をより効率的に冷却する。【解決手段】ラゲージスペース１０に設置された二次電池１６の冷却のために、二次電池１６の周囲に配設された冷媒路に冷気を送り込む冷却機構の他に、ラゲージスペース１０に温度センサ２４とラゲージエアコン２２を設け、温度センサ２４で検知された温度に応じてラゲージエアコン２２の駆動を制御する。ラゲージエアコン２２でラゲージスペース１０に冷気が導入されることにより、二次電池１６の雰囲気温度上昇を抑えられ、より効率的に二次電池１６を冷却できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室と荷室との間に位置するラゲージスペースに設置された電池を冷却する電池冷却構造であって、
ラゲージスペースに冷気を導入する冷気導入手段と、
ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出されたラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方に基づいて冷気導入手段の駆動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする電池冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電池冷却構造であって、
前記温度検出手段は、さらに、荷室の温度も検出し、
前記制御手段は、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方と、荷室温度と、に基づいて冷気導入手段の駆動を制御することを特徴とする電池冷却構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池冷却構造であって、
前記冷気導入手段は、前記制御部により駆動制御されるエアコンユニットを含むことを特徴とする電池冷却構造。
【請求項４】
請求項３に記載の電池冷却構造であって、
前記冷気導入手段は、
車室のうち後部座席周辺の空調に用いられるリアエアコンユニットと、
リアエアコンユニットから放出される冷気の送風経路を、後部座席方向またはラゲージスペース方向に切り替える経路切替手段と、
を備え、
前記制御手段は、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方に基づいて前記リアエアコンユニットおよび前記経路切替手段の駆動を制御することを特徴とする電池冷却構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電池冷却構造であって、
前記冷気導入手段は、
前記冷気として機能する外気の車内への流入を許容する換気孔と、
前記換気孔を開閉するシャッタ体と、
を含み、
前記制御手段は、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方に基づいて前記シャッタ体の駆動を制御することを特徴とする電池冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室と荷室との間に位置するラゲージスペースに設置された燃料電池を冷却する電池冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機により車両の駆動力を得る電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車では、走行用電源として二次電池を搭載する必要がある。この二次電池は、衝突事故時の安全性や、駆動源としてエンジンのみを搭載していた従来の車両構造からの設計変更量などを考慮して、車室と荷室（トランク）との間に位置するラゲージスペースに設置される場合がある。
【０００３】
ラゲージスペースに二次電池を設置した場合、後部座席用のエアコンであるリアエアコンからの冷気あるいは当該リアエアコンで冷却された後部座席周辺の空気等を二次電池の冷却に利用することがある。すなわち、二次電池は、駆動に伴い発熱するが、当該発熱により二次電池の温度が上昇すると、二次電池の駆動効率が低下するという問題がある。この問題を解決するために、二次電池の周囲または内部に、冷気の通路である冷却路を形成し、当該冷却路にリアエアコン等の冷気を導入している。冷却路に導入された冷気は、二次電池との間で熱交換を行った後、熱を帯びた排気として冷却路の端部（排気口）から排出される。なお、下記特許文献１−６には、二次電池やトランク等の冷却等に関する技術が記載されている。
【０００４】
ここで、冷却路から排出される排気は、本来であれば、車外に放出されるのが望ましい。しかし、排気を車外に放出した場合、車内圧力の低下を招く。車内圧力が低下した場合、車体ボディの隙間などから車外の空気が車内に入り込みやすくなる。その結果、車外空気に混入している匂いや粉塵等までもが車内、特に、乗員が乗り込む車室内に混入し、乗員の快適性を損なう場合がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５４９７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１６７４号公報
【特許文献３】特開２００５−９４９２８号公報
【特許文献４】特開２００２−１６６７３６号公報
【特許文献５】実開平６−５９１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、多くの車両では、二次電池を冷却した後に出力される排気を、当該二次電池が設置されているラゲージスペースに放出している。しかしながら、既述したとおり、冷却後に出力される排気は熱を帯びており、この排気をラゲージスペースに放出した場合、ラゲージスペースの室温上昇、ひいては、二次電池の雰囲気温度の上昇を招くことになる。そして、その結果、二次電池の冷却効率が低下するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では、電池の冷却効率をより向上できうる電池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】
【０００８】
本発明の電池冷却構造は、車室と荷室との間に位置するラゲージスペースに設置された電池を冷却する電池冷却構造であって、ラゲージスペースに冷気を導入する冷気導入手段と、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出されたラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方に基づいて冷気導入手段の駆動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
好適な態様では、前記温度検出手段は、さらに、荷室の温度も検出し、前記制御手段は、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方と、荷室温度と、に基づいて冷気導入手段の駆動を制御する。
【００１０】
他の好適な態様では、前記冷気導入手段は、前記制御部により駆動制御されるエアコンユニットを含む。この場合、前記冷気導入手段は、車室のうち後部座席周辺の空調に用いられるリアエアコンユニットと、リアエアコンユニットから放出される冷気の送風経路を、後部座席方向またはラゲージスペース方向に切り替える経路切替手段と、を備え、前記制御手段は、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方に基づいて前記リアエアコンユニットおよび前記経路切替手段の駆動を制御することが望ましい。
【００１１】
他の好適な態様では、前記冷気導入手段は、前記冷気として機能する外気の車内への流入を許容する換気孔と、前記換気孔を開閉するシャッタ体と、を含み、前記制御手段は、ラゲージスペース温度および電池温度の少なくとも一方に基づいて前記シャッタ体の駆動を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電池そのものだけでなく、当該電池が設置されているラゲージスペースも冷却される。その結果、電池の雰囲気温度の上昇が防止され、電池の冷却効率をより向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である電池冷却構造の概略構成図である。この電池冷却構造は、車室と荷室１２の間に位置するラゲージスペース１０に設置された二次電池１６を冷却対象としている。この二次電池１６の冷却のために、電池冷却構造は、直接的に二次電池１６を冷却する第一冷却機構と、二次電池１６が設置されているラゲージスペース１０を冷却する第二冷却機構と、を備えている。
【００１４】
第一冷却機構は、二次電池１６の周囲または内部に配設された冷媒路１７に冷媒として機能する冷気を導入することで二次電池１６の冷却を図る機構である。冷媒路１７に供給される冷気としては、後部座席１４周辺の空調に利用されるリアエアコン（図示せず）から放出される冷気や、当該リアエアコンにより冷却された後部座席１４周辺の空気（冷気）が利用される。冷媒路１７の一端である吸気口１８近傍には、リアエアコンからの放出冷気または後部座席１４周辺空気を吸気する吸気ファン（図示せず）が設けられており、当該吸気ファンの駆動に伴い冷媒路１７内に冷気が導入される。冷媒路１７内に導入された冷気は、冷媒路１７を通過する過程で二次電池１６と熱交換することで、当該二次電池１６を冷却する。この熱交換の結果、導入された冷気は熱気を帯びた排気に変化し、冷媒路１７の他端である排気口２０から放出される。なお、ここで、説明した第一冷却機構の構成は一例であり、二次電池１６周辺または二次電池１６内部に配設された冷媒路１７に冷気を導入する構成であれば、当然、他の構成であってもよい。
【００１５】
ところで、本実施形態では、冷媒路１７の排気口２０はラゲージスペース１０内に位置しており、熱を帯びた排気はラゲージスペース１０内に放出されることになる。これは、車両内部への不快な匂いや粉塵の侵入を防止するためである。すなわち、排気を車外に放出した場合、当然ながら、車両内部の圧力が低下する。この車両内部の圧力低下により、車体の隙間などから車外の空気（外気）が車両内部に侵入しやすくなる。このとき、外気とともに、車外に存在する不快な匂い物質や粉塵等も車両内部に侵入することになる。その結果、車両内部に乗車している乗員の快適性を損なうという問題がある。そのため、本実施形態では、二次電池１６の冷却後に出力される排気を、車両外部に放出せず、ラゲージスペース１０に放出する構成としている。
【００１６】
しかしながら、既述したとおり、排気は、二次電池１６との熱交換により熱を帯びている。この熱を帯びた排気をラゲージスペース１０に放出した場合、ラゲージスペース１０の室温上昇という新たな問題が生じる。
【００１７】
ラゲージスペース１０の室温が上昇した場合、当然ながら、当該ラゲージスペース１０に設置されている二次電池１６の雰囲気温度も上昇することになり、結果として、二次電池１６の冷却効率が低下する恐れがある。また、ラゲージスペース１０には、車室に連通された通気孔２６が形成されている。この通気孔２６を通じて、ラゲージスペース１０内の熱気が車室の後部座席１４周辺に回りこみ、当該後部座席１４に座っている乗員の快適性を損なう場合もあった。さらに、ラゲージスペース１０は荷室１２に隣接しているため、ラゲージスペース１０の室温が上昇すると荷室１２の室温も上昇するという問題もある。この荷室温度の上昇は、当該荷室１２に置かれた生鮮食品等の熱に弱い荷物に悪影響を与える。これらの問題を解決するために、本実施形態の電池冷却機構は、さらに、ラゲージスペース１０を冷却する第二冷却機構も備えている。
【００１８】
第二冷却機構は、ラゲージエアコン２２と、温度センサ２４、および、ラゲージエアコン２２の駆動を制御する制御部（図示せず）を備える。ラゲージエアコン２２は、ラゲージスペース１０に設置されたエアコンユニットで、制御部により駆動制御される。温度センサ２４は、ラゲージスペース１０の室温を検出ラゲージ温度として検知するセンサで、その検知結果は制御部に送られる。制御部は、温度センサ２４から出力された検出ラゲージ温度に基づいて、ラゲージエアコン２２の駆動を制御するもので、車両に搭載されたＥＣＵなどがこの制御部に相当する。
【００１９】
図２は、この制御部によるラゲージエアコン２２の駆動制御の流れを示すフローチャートである。制御部は、二次電池１６について所定の冷却効率を維持でき得るラゲージスペース１０の温度を基準ラゲージ温度Ｔｒとして予め記憶し、定期的に当該基準ラゲージ温度Ｔｒと温度センサ２４で検知された検出ラゲージ温度とを比較する（Ｓ１０）。そして、比較の結果、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ以上であった場合には、ラゲージエアコン２２に運転開始（冷気放出）を指示する（Ｓ１２）。一方、検出ラゲージ温度が、基準ラゲージ温度Ｔｒ未満の場合、制御部は、ラゲージエアコン２２に運転停止を指示する（Ｓ１４）。そして、その後も、定期的に当該基準ラゲージ温度Ｔｒと温度センサで検知された検出ラゲージ温度とを比較し、その比較結果に応じて、ステップＳ１２またはステップＳ１４を実行する。
【００２０】
このように、二次電池１６の周辺または内部に設けられた冷媒路１７だけでなく当該二次電池１６が設置されているラゲージスペース１０にも冷気を導入することで、二次電池１６の雰囲気温度の上昇を防止でき、より効率的に二次電池１６を冷却できる。また、ラゲージスペース１０の室温上昇が押さえられることで、後部座席１４乗員の快適性向上や、荷室１２に置かれた荷物への悪影響も低減できる。
【００２１】
なお、上記説明では、ラゲージスペース１０の温度に応じてラゲージエアコン２２の駆動を制御しているが、二次電池１６の温度に応じてラゲージエアコン２２の駆動を制御してもよい。また、ラゲージスペース１０の温度、および、二次電池１６の温度の両方を考慮して、ラゲージエアコン２２の駆動を制御してもよい。
【００２２】
さらに、他の温度、例えば、荷室１２の温度も考慮して、ラゲージエアコン２２の駆動制御を行ってもよい。また、その際、考慮する温度の種類に応じて、ラゲージエアコン２２の出力強度を変更してもよい。図３は、この場合におけるラゲージエアコン２２の駆動制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【００２３】
この場合、制御部は、基準ラゲージ温度Ｔｒの他、効率的な駆動が可能な二次電池１６の温度である基準電池温度Ｔｅ、および、荷物への悪影響を低減でき得る荷室１２の温度である基準荷室温度Ｔｔなども予め記憶している。また、この場合、ラゲージスペース１０の他、二次電池１６近傍、および、荷室１２にも温度センサを設けておき、各温度センサでの検出結果を検出電池温度および検出荷室温度として制御部に送るようにしておく。
【００２４】
かかる構成において制御部は、まず、二次電池１６に設けられた温度センサで検出された検出電池温度と基準電池温度Ｔｅを比較する（Ｓ２０）。このとき、検出電池温度が基準電池温度Ｔｅ以上の場合、二次電池１６を早急に冷却する必要があるといえる。したがって、両温度の比較の結果、検出電池温度が基準電池温度Ｔｅ以上の場合、制御部は、ラゲージエアコン２２に出力「強」での運転開始を指示し、ラゲージスペース１０（二次電池１６の周囲）を早急に冷却する（Ｓ２２）。
【００２５】
一方、検出電池温度が基準電池温度Ｔｅ未満の場合、制御部は、ラゲージスペース１０に設けられた温度センサで検出された検出ラゲージ温度と基準ラゲージ温度Ｔｒを比較する（Ｓ２４）。このとき、すでに、検出電池温度が基準電池温度Ｔｅ未満であるため、早急な冷却は不要である。しかし、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ以上の場合には、二次電池１６の冷却効率が低下することが予想される。したがって、比較の結果、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ以上の場合、制御部は、ラゲージエアコン２２に出力「中」での運転開始を指示する（Ｓ２６）。これにより、消費電力を抑えつつも、二次電池１６の冷却効率の低下を防止できる。
【００２６】
また、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ未満の場合、制御部は、さらに、荷室１２に設けられた温度センサで検出された検出荷室温度と基準荷室温度Ｔｔを比較する（Ｓ２８）。このとき、すでに、検出ラゲージ温度は基準ラゲージ温度Ｔｒ未満であり、二次電池１６は効率的に冷却可能な環境下にあると言える。したがって、ラゲージスペース１０への冷気導入を積極的に続ける必要性は乏しい。しかし、検出荷室温度が基準荷室温度Ｔｔ以上の場合には、荷室１２に置かれた荷物への悪影響が予想される。したがって、比較の結果、検出荷室温度が基準荷室温度Ｔｔ以上の場合、制御部は、ラゲージエアコン２２に出力「弱」での運転開始を指示する（Ｓ３０）。これにより、消費電力を抑えつつも、荷室１２の温度上昇を低減することができ、荷物への悪影響を低減できる。
【００２７】
一方、検出荷室温度が基準荷室温度Ｔｔ未満の場合、ラゲージスペース１０を更に冷房する必要性がないため、制御部は、ラゲージエアコン２２に運転停止を指示する（Ｓ３２）。以上の説明から明らかなとおり、ラゲージスペース１０の温度だけでなく、二次電池１６の温度や運転の出力強度なども考慮してラゲージスペース１０に冷気を導入することで、消費電力を低減しつつ、二次電池１６を効率的に冷却することができる。また、荷室１２の温度も考慮することで、荷室１２に置かれた荷物への熱による悪影響を低減できる。
【００２８】
また、上述した実施形態では、ラゲージスペース１０への冷気導入のために、専用のエアコンユニット（ラゲージエアコン２２）を用いているが、既存のエアコンユニットを流用してもよい。例えば、後部座席１４周辺の空調に用いられるリアエアコンを用いてラゲージスペース１０に冷気導入を図ってもよい。その場合、リアエアコンの送風口に、後部座席１４方向およびラゲージスペース１０方向に分岐した送風路を接続しておく。そして、当該送風路の分岐位置に、当該リアエアコンから送出された冷気の経路を切り替える切替弁が設けておく。
【００２９】
図４は、リアエアコンを利用してラゲージスペースを冷却する場合の制御の流れを示すフローチャートである。この場合、制御部は、図２に図示した場合と同じく、まず、検出ラゲージ温度と基準ラゲージ温度Ｔｒとを比較する（Ｓ４０）。比較の結果、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ以上と判断した場合、制御部は、ラゲージスペース１０方向が開放されるべく切替弁を切り替える。また、同時に、リアエアコンに運転の開始を指示し、冷気を送出させる（Ｓ４２）。これにより、ラゲージスペース１０にリアエアコンからの冷気が送出され、ラゲージスペース１０の温度、ひいては、二次電停の雰囲気温度が低減される。
【００３０】
検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ未満の場合、制御部は、後部座席１４方向が開放されるべく切替弁を切り替える（Ｓ４４）。そして、その後も、定期的に、検出ラゲージ温度と基準ラゲージ温度Ｔｒの比較を行い、比較結果に応じてステップＳ４２またはステップＳ４４を行う。
【００３１】
このようにラゲージスペース１０への冷気導入のためにリアエアコンを利用することで、ラゲージスペース１０専用のエアコンが不要となり、電池冷却構造のサイズやコストを低減することができる。また、リアエアコンを利用する場合であっても、切替弁で冷気の経路を切り替えることで、ラゲージスペース１０に適切に冷気を導入することができ、二次電池１６の効率的な冷却が可能となる。
【００３２】
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態では、ラゲージスペース１０に導入する冷気として車外空気（外気）を用いる点で上述の実施形態と異なる。図５は、第二実施形態の電池冷却構造の概略構成図である。
【００３３】
この電池冷却構造では、エアコンユニットに代えて、外気をラゲージスペース１０に取り入れる換気機構３０が設けられている。なお、その他の構成は、上述の実施形態と同様であるため、ここでの詳説は省略する。
【００３４】
換気機構３０は、車体ボディに形成された換気孔３２、当該換気孔３２を開閉するシャッタ体３４などから構成される。換気孔３２は、車両後端（荷室１２後端）に形成されており、当該換気孔３２を通じて外気が車内（荷室１２）に流入可能となっている。また、荷室１２とラゲージスペース１０との境界部材には、両空間の通気を許容する通気孔３６が形成されている。この通気孔３６を通じて、荷室１２に流入した外気が、さらに、ラゲージスペース１０にも流入できるようになっている。本実施形態では、この換気孔３２および通気孔３６を介して外気をラゲージスペース１０に導くことにより、ラゲージスペース１０の冷却を図っている。ただし、二次電池１６の起動前の状態で、低温の外気、例えば、冬場の外気などが多量にラゲージスペース１０に流入すると、起動前の二次電池１６が過度に冷却されてしまい、当該二次電池１６の再起動に時間を要するという問題がある。また、外気流入に伴い、外気に含まれた粉塵等も車内に流入するという問題もあり得る。そこで、換気孔３２等を通じての外気流入を最小限に留めるべく、本実施形態では、この換気孔３２を開閉するシャッタ体３４を設け、ラゲージスペース１０の温度に応じて当該シャッタ体３４を開閉するようにしている。このシャッタ体３４は、制御部により駆動制御される。
【００３５】
図６は、制御部によるシャッタ体３４の駆動制御の流れを示すフローチャートである。本実施形態でも、制御部は、予め、二次電池１６の冷却効率を妨げないラゲージスペース１０の温度を基準ラゲージ温度Ｔｒとして記憶している。制御部は、この記憶されている基準ラゲージ温度Ｔｒと温度センサ２４で検出された検出ラゲージ温度とを比較する（Ｓ４６）。比較の結果、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ以上の場合、制御部は、換気孔３２を開放するべくシャッタ体３４を駆動制御する（Ｓ４８）。換気孔３２が開放されることにより、外気（冷気）が荷室１２に流入し、さらに、荷室１２に流入した外気は通気孔３６を通じてラゲージスペース１０に流入する。そして、この外気流入によりラゲージスペース１０が冷却され、二次電池１６の雰囲気温度上昇が防止される。
【００３６】
一方、検出ラゲージ温度が基準ラゲージ温度Ｔｒ未満の場合、制御部は、換気孔３２を閉鎖するべくシャッタ体３４を駆動制御する（Ｓ４９）。そして、その後も、制御部は、定期的に基準ラゲージ温度Ｔｒと温度センサ２４で検出された検出ラゲージ温度の比較を行い、前者が後者を上回った場合には、再び、ステップＳ４８を行う。
【００３７】
以上の説明から明らかなとおり、本実施形態では、エアコンユニットからの冷気に代えて、外気をラゲージスペース１０に導入することで当該ラゲージスペース１０の冷却を図っている。その結果、電池冷却構造の構成を簡易化でき、サイズやコストを低減できる。また、ラゲージスペース１０の温度に応じて、換気孔３２を開閉することで、外気に混在する粉塵等の流入を最小限に抑えることができる。また、冬場などにおいて低温の外気が多量に流入することを防止できるので、二次電池１６を迅速に起動することができる。なお、当然ながら、この第二実施形態においても、ラゲージ温度ではなく、電池温度に応じてシャッタ体を駆動制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態である電池冷却構造の概略構成図である。
【図２】電池冷却構造の制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】他の例における電池冷却構造の制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】他の例における電池冷却構造の制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】第二実施形態である電池冷却構造の概略構成図である。
【図６】第二実施形態における電池冷却構造の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ラゲージスペース、１２  荷室、１４  後部座席、１６  二次電池、１７  冷媒路、１８  吸気口、２０  排気口、２２  ラゲージエアコン、２４  温度センサ、２６  通気孔、３０  換気機構、３２  換気孔、３４  シャッタ体、３６  通気孔。
【図１】
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【図２】
2008277180.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008277180.tif 000006
【図５】
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【図６】
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