(57)【要約】【課題】バッテリを冷却する通路を別途形成し、その通路に内気と外気を選択的に導入するとともに、バッテリ冷却後の空気を車内と車外に選択的に排出することにより、空調装置の負担を軽減しつつバッテリを冷却できる電動車両用バッテリの冷却装置の提供を図る。【解決手段】空気吸入口１１と空気排出口１２とを連通する空気通路１３の途中をバッテリ１５の冷却ケース１７に連通し、この空気通路１３に設けた送風機１４によって空気吸入口１１から空気排出口１２方向に空気を流してバッテリ１５を冷却し、空気吸入口１１の内気導入と外気導入を吸気側切換弁２０によって切換えるとともに、空気排出口１２の車内排出と車外排出を排気側切換弁２１によって切換え、これら吸気側切換弁による内気・外気の導入切換え、および排気側切換弁による車内・車外の排出切換えをコントローラ１６によって制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の一部若しくは全部に電動機を用いた電動車両であって、搭載したバッテリを冷却する電動車両用バッテリの冷却装置において、
内気導入と外気導入を吸気側切換弁によって切換える、１つまたは複数の空気吸入口と、
車内排出と車外排出を排気側切換弁によって切換える、１つまたは複数の空気排出口と、
空気吸入口と空気排出口とを連通するとともに、途中をバッテリの冷却ケースに連通した空気通路と、
この空気通路に空気吸入口から空気排出口方向に空気を流すとともに、この空気を前記冷却ケースに通過させてバッテリを冷却する送風機と、
吸気側切換弁による内気・外気の導入切換え、および排気側切換弁による車内・車外の排出切換えを制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする電動車両用バッテリの冷却装置。
【請求項２】
吸気側切換弁および排気側切換弁は、外気温に基づいて切換えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用バッテリの冷却装置。
【請求項３】
吸気側切換弁および排気側切換弁は、車速に基づいて切換えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用バッテリの冷却装置。
【請求項４】
停車時は、吸気側切換弁を内気導入側に切換えるとともに、排気側切換弁を車外排出側に切換えることを特徴とする請求項３に記載の電動車両用バッテリの冷却装置。
【請求項５】
吸気側切換弁および排気側切換弁は、バッテリの温度に基づいて切換えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用バッテリの冷却装置。
【請求項６】
吸気側切換弁および排気側切換弁は、空調装置のインテーク設定位置に基づいて切換えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両用バッテリの冷却装置。
【請求項７】
吸気側切換弁および排気側切換弁は、それぞれの開度割合を調節する制御を付加したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電動車両用バッテリの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両用バッテリの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッドカーの駆動源はエンジンと電動モータとの併用であり、また、電気自動車の駆動源は電動モータとなっており、いずれの車両にあっても電動モータを駆動するためにバッテリを備える。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原因になるため、積極的にバッテリを冷却する必要がある。
【０００３】
従来の電動車両用バッテリの冷却装置としては、バッテリを冷却液体によって冷却するようになっており、この冷却液体を、ファンにより導入した外気で冷却する第１熱交換器を設けるとともに、空調装置によって冷却した第２熱交換器を前記第１熱交換器の外気導入方向に対して上流側に配置して、第１熱交換器の冷却、ひいては、前記冷却液体を冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９１１９０４号公報（第４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の電動車両用バッテリの冷却装置にあっては、空調装置を利用してバッテリを冷却するものであるため、空調装置を常時作動することになって燃費が悪化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明はバッテリを冷却する通路を別途形成し、その通路に内気と外気を選択的に導入するとともに、バッテリ冷却後の空気を車内と車外に選択的に排出することにより、空調装置の負担を軽減しつつバッテリを冷却できる電動車両用バッテリの冷却装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動車両用バッテリの冷却装置にあっては、駆動源の一部若しくは全部に電動機を用いた電動車両に搭載したバッテリを冷却するにあたって、空気吸入口と空気排出口とを連通する空気通路を設け、この空気通路の途中をバッテリの冷却ケースに連通して、この空気通路に送風機を設けて空気吸入口から空気排出口方向に空気を流し、冷却ケースを通過する空気によってバッテリを冷却し、空気吸入口の内気導入と外気導入を吸気側切換弁によって切換えるとともに、空気排出口の車内排出と車外排出を排気側切換弁によって切換え、かつ、これら吸気側切換弁による内気・外気の導入切換え、および排気側切換弁による車内・車外の排出切換えをコントローラによって制御するようにしている。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、空気通路に内気を導入してバッテリを冷却するモードと、空気通路に外気を導入してバッテリを冷却するモードとを使い分けることにより、外気でバッテリを冷却するモードでは車室内の空調空気をバッテリ冷却に使用しないため、空調装置に負担をかけるのを防止することができ、また、バッテリを冷却した後の空気の排出先も車内側と車外側に切換え可能なため、車外側に選択したときには車室内温度の上昇を防止して、空調装置に負担をかけるのを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１０】
図１，図２は本発明にかかる電動車両用バッテリの冷却装置の第１実施形態を示し、図１は冷却装置の概略構成図、図２はコントローラによるバッテリ冷却風の制御態様を示す説明図である。
【００１１】
この第１実施形態の電動車両用バッテリの冷却装置１０は、ハイブリッドカーのように駆動源の一部、若しくは電気自動車のように駆動源の全部に電動機としての電動モータを用いた電動車両に適用され、その電動車両に搭載した電動モータの電源となるバッテリを冷却するようになっている。
【００１２】
即ち、この実施形態の冷却装置１０は、内気（車室内空気）導入と外気（車外空気）導入を選択的に切換え可能な空気吸入口１１と、車内排出と車外排出を選択的に切換え可能な空気排出口１２とを連通する空気通路としての冷却ダクト１３を設け、この冷却ダクト１３に送風機１４によって空気吸入口１１から空気排出口１２方向に空気を流すとともに、この冷却ダクト１３を流通する空気でバッテリ１５を冷却するようになっており、かつ、空気吸入口１１の内気・外気の導入切換え、および空気排出口１２の車内・車外の排出切換えをコントローラ１６によって制御するようになっている。
【００１３】
空気吸入口１１は、内気導入口１１ａと外気導入口１１ｂを設けてあり、これら両導入口１１ａ，１１ｂは吸気側切換弁としての第１切換ドア２０によって選択的に開閉される。
【００１４】
空気排出口１２は、車内排出口１２ａと車外排出口１２ｂを設けてあり、これら両排出口１２ａ，１２ｂは排気側切換弁としての第２切換ドア２１によって選択的に開閉される。
【００１５】
尚、前記第１切換ドア２０および前記第２切換ドア２１は、図示状態では内気，外気導入口１１ａ，１１ｂの両方および車内，車外排出口１２ａ，１２ｂの両方を閉塞した状態を示すが、実際は第１切換ドア２０および第２切換ドア２１は１つであり、内気，外気導入口１１ａ，１１ｂのいずれか一方および車内，車外排出口１２ａ，１２ｂのいずれか一方が閉止されることになる。
【００１６】
また、前記空気吸入口１１および前記空気排出口１２は、それぞれを１つづつ設けた場合を図示したが、これに限ることなく空気吸入口１１および空気排出口１２を複数設けることもできる。
【００１７】
バッテリ１５はこの実施形態では２個が並設して搭載され、それぞれは冷却ケース１７に独立して収納してあり、各冷却ケース１７には空気入口１７ａと空気出口１７ｂを設けてある。
【００１８】
そして、空気吸入口１１と空気排出口１２を連通する冷却ダクト１３の途中を分断して、空気吸入口１１側の導入ダクト１３ａを冷却ケース１７の空気入口１７ａに接続するとともに、空気排出口１２側の排出ダクト１３ｂを冷却ケース１７の空気出口１７ｂに接続してある。
【００１９】
前記送風機１４は前記排出ダクト１３ｂに設けられ、この送風機１４によって冷却ダクト１３内の空気を空気吸入口１１側から空気排出口１２方向へと強制的に流すようになっており、その途中で冷却ケース１７を空気が通過することによりバッテリ１５を空冷するようになっている。
【００２０】
前記コントローラ１６には、バッテリ温度センサー２２および吸気温度センサー２３の各検出信号が入力されるとともに、更に、外気温信号、車速信号、エアコンインテーク位置信号等が入力され、かつ、このコントローラ１６からは送風機１４を駆動する指令信号、および第１，第２切換ドア２０，２１の切換信号を出力するようになっている。
【００２１】
従って、前記各種入力信号に基づいて、コントローラ１６から第１，第２切換ドア２０，２１に切換え信号を出力することにより、バッテリ１５の冷却風を適正に制御するようになっており、例えば図２に示すように外気温、車速およびインテーク位置に応じてバッテリ冷却風の吸気側と排気側とを制御するようになっている。
【００２２】
即ち、コントローラ１６から吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１に出力する切換信号は、第１の態様として吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、外気温の高，中，低に基づいて切換えるようになっている。
【００２３】
また、第２の態様として吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、車速の高速域，低速域に基づいて切換えるようになっており、更に、第３の態様として停車時には、吸気側切換弁２０を内気導入側に切換えるとともに、排気側切換弁２１を車外排出側に切換えるようになっている。
【００２４】
更に、第４の態様として吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、バッテリの温度に基づいて切換えるようになっており、また、第５の態様として吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、図外の空調装置のインテーク設定位置（外気導入モードＦＲＥまたは内気循環モードＲＥＣ）に基づいて切換えるようになっている。
【００２５】
即ち、この実施形態の冷却装置１０では、図外の空調装置によって車内が冷房されている状態で制御される場合であり、高外気温の場合で高速時にバッテリ１５温度の許容温度に余裕がある場合（図２中、通常時）は、空調装置の内外気循環モードにかかわらず、吸気側切換弁２０を外気導入口１１ｂの開放側に切り換えて、空気吸入口１１から吸入するバッテリ冷却風として可能な限り外気を使用することで、空調装置の負荷を低減するようになっている。
【００２６】
このとき、空気排出口１２は排気側切換弁２１を車外排出口１２ｂの開放側に切り換えて、バッテリ１５を通過して暖められた冷却風を車外側に排出して、車室内に暖められた空気が戻されないようにしてある。
【００２７】
また、バッテリ１５が許容温度に余裕が無い場合（図２中、バッテリ温高温時）、および車両周辺の雰囲気温度の高い低速時は、吸気側切換弁２０を内気導入口１１ａの開放側に切り換えてバッテリ冷却風の吸入口１１を冷房された内気とし、バッテリ１５の冷却を優先させる。
【００２８】
このとき、空気排出口１２は空調装置のインテーク設定位置が内気循環モード（ＲＥＣ）の場合を除き、排気側切換弁２１を車外排出口１２ｂの開放側に切り換えて、バッテリ１５を通過して暖められた冷却風を車外側に排出して、車室内に暖められた空気が戻されないようにしてある。
【００２９】
因に、低速域ではバッテリ１５の負荷は高速域に比較して小さいので、バッテリ１５の発熱量も小さくなり、バッテリ１５の下流域の空気の温度上昇代が高速域のそれに比較して小さいことと、このモード（外気温高，低速域）では外気温度が高く、バッテリ１５の下流域の空気を車外に排出した分、導入しなければならない外気の温度もまた高いことを考慮すると、空調装置のインテーク位置が内気循環モード（ＲＥＣ）のときにバッテリ１５の下流域の空気を車室内に戻しても、空調装置の負担はさほど変化が無い。
【００３０】
更に、車室内を冷房しない低外気温時には、外気をバッテリ１５に導入するとバッテリ１５の温度が下がり過ぎる恐れ（バッテリ１５は低温状態で効率が悪化する）があるため、特に、低外気温での始動時には吸気側切換弁２０を内気導入口１１ａの開放側に切り換えて、空気吸入口１１から吸入した内気でバッテリ１５の温度を上昇させるようになっている。
【００３１】
また、停車時には、空気吸入口１１および空気排出口１２のうち、一方を外気連通し、他方を内気連通することにより、通常のドラフター（換気）として機能させることができる。
【００３２】
以上の構成により本実施形態の電動車両用バッテリの冷却装置１０にあっては、冷却ダクト１３に内気を導入してバッテリ１５を冷却するモードと、冷却ダクト１３に外気を導入してバッテリ１５を冷却するモードとを使い分けることにより、外気でバッテリ１５を冷却するモードでは車室内の空調空気をバッテリ１５の冷却に使用しないため、空調装置への負担を無くすことができる。
【００３３】
そして、バッテリ１５を冷却した後の暖まった空気の排出先も車内側と車外側に切換え可能なため、車外側に選択したときには車室内温度の上昇を防止して、空調装置に負担をかけるのを防止できる。
【００３４】
また、吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、外気温に基づいて切換えたことにより、バッテリ１５を冷却するのに適した温度の空気を、高外気温時に空調装置で冷房した内気、または低外気温時に冷房しない内気、あるいは中外気温時に外気から導入して、バッテリ１５を効果的に冷却することができる。
【００３５】
更に、吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、車速に基づいて切換えたことにより、高外気温時に、車両の周囲温度が外気温よりも高くなる低速時には、内気でバッテリ１５を冷却し、車両の周囲温度が外気相当となる高速時には、バッテリ１５の温度によっては外気でバッテリ１５を冷却することができるため、空調装置の負荷を軽減させることができる。
【００３６】
更にまた、停車時は、吸気側切換弁２０を内気導入側に切換えるとともに、排気側切換弁２１を車外排出側に切換えたことにより、停車時はドアを開閉する可能性があり、この状況で通常のドラフターの機能を持たせることができ、ドア開閉時の影響を減少することができる。
【００３７】
また、吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、バッテリ１５の温度に基づいて切換えたので、外気による冷却を行っている場合に、バッテリ１５の温度が高い状態では空調装置による内気導入モードでバッテリ１５を冷却するため、効果的にバッテリ１５を冷却することができる。
【００３８】
更に、吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１を、空調装置のインテーク設定位置（ＦＲＥまたはＲＥＣ）に基づいて切り換えたので、外気導入モード（ＦＲＥ）でバッテリ１５を通過して暖められた冷却風が、車内に戻されないように車外側に排出できるため、空調装置の負担を軽減することができる。
【００３９】
図３は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００４０】
図３は冷却装置の要部を示す概略構成図であり、この第２実施形態の冷却装置１０ａでは、吸気側切換弁２０および排気側切換弁２１に、それぞれの開度割合を調節する制御を付加するようにしている。
【００４１】
即ち、吸気側切換弁２０は、第１実施形態のように内気導入口１１ａまたは外気導入口１１ｂを閉止する位置への切換えが可能なことは勿論のこと、それらの途中の開度設定が可能となり、内気導入口１１ａおよび外気導入口１１ｂから適宜割合をもって内気および外気を混合して吸入することができる。
【００４２】
また、排気側切換弁２１にあっても、車内排出口１２ａまたは車外排出口１２ｂを閉止する位置への切換えが可能なことは勿論のこと、それらの途中の開度設定が可能となり、バッテリ１５を冷却した後の空気を車内排出口１２ａおよび車外排出口１２ｂから適宜割合をもって車内および車外に排出することができる。
【００４３】
従って、この第２実施形態のバッテリ冷却装置１０ａにあっては、内気吸入モードと外気導入モードの中間位置の設定、および車内排気モードと車外排気モードの中間位置の設定が可能となるため、各種条件、例えば第１実施形態に示した外気温、車速、バッテリ温度、インテーク設定位置等に応じて、バッテリ冷却温度や車室内温度をより緻密に制御することが可能となり、空調装置の負担をより軽減化させることができる。
【００４４】
ところで、本発明は前記第１，第２実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における冷却装置の概略構成図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるコントローラによるバッテリ冷却風の制御態様を示す説明図。
【図３】本発明の第１実施形態における冷却装置の要部を示す概略構成図。
【符号の説明】
１０，１０ａ  冷却装置
１１  空気吸入口
１１ａ  内気導入口
１１ｂ  外気導入口
１２  空気排出口
１２ａ  車内排出口
１２ｂ  車外排出口
１３  冷却ダクト（空気通路）
１４  送風機
１５  バッテリ
１６  コントローラ
１７  冷却ケース
２０  第１切換ドア（吸気側切換弁）
２１  第２切換ドア（排気側切換弁）
【図１】
2004194384.tif 000003
【図２】
2004194384.tif 000004
【図３】
2004194384.tif 000005