(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電池を車室内の空気を用いて冷却する電池冷却装置であって、
前記電池を冷却した後の空気を排気する排気ダクトの排気口をトリムとボディアウタとの間に設け、冷却後の空気を前記トリムと前記ボディアウタとの間の空間に排出することを特徴とする車両用電池冷却装置。
【請求項２】
前記排気口は前記排気ダクトに一つだけ設けられたものであることを特徴とする請求項１記載の車両用電池冷却装置。
【請求項３】
前記電池を冷却するための空気が流通する空気流通路において、空気を強制的に流通させるためのファンが該電池よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用電池冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動源として電気モータまたは電気モータおよびエンジンを備えた電気自動車またはハイブリッド車に関し、特に、その車両に搭載される電池の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車、ハイブリッド車には、電気モータを駆動するための駆動源として、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池（以下、「バッテリ」という）が備えられる。
【０００３】
ところで、バッテリは放電時および充電時に発熱を伴うが、バッテリの温度が上昇すると性能が低下とともに、寿命も短くなる。従って、バッテリを冷却する冷却装置が必要となる。
【０００４】
図５は、従来の冷却装置７０およびバッテリ７２が車両７４に搭載された状態を示す図であり、プリウス新型車解説書（２０００年５月２５日トヨタ自動車株式会社発行）の１−７頁に記載されている図である。図５おいて、バッテリ７２は、車両７４の後部においてその長手方向が車両７４の幅方向となるように配置されている。
【０００５】
冷却装置７０は、空気導入ダクト７６、冷却ファン７８、および排気ダクト８０を備えて構成されている。空気導入ダクト７６の一方の端には車室に連通させられる空気取り入れ口７６aが設けられ、車室内の空気がバッテリ７２に供給されるようになっている。冷却ファン７８は、空気導入ダクト７６の空気取り入れ口７６aから導入された空気を、空気導入ダクト７６からバッテリ７２内、さらに排気ダクト８０へと強制的に流通させるためのものである。
【０００６】
排気ダクト８０の下流側の端には、車内に冷却空気を排出するための車内排気口８０aが設けられ、その車内排気口８０aの反対側には図示しない車外排気口がボディに当接させられるように設けられいる。また、ボディには、上記車外排気口が当接させられる位置に車外と連通する図示しない連通口が設けられ、上記車外排気口から排出された空気が上記連通口を通って車外へ排気されるようになっている。なお、車内排気口８０aから排気される空気の量と、上記車外排気口から排気される空気の量は約２対１となるように設定されている。
【０００７】
図５の冷却装置７０は、車室からバッテリ７２を冷却するための空気を取り込むことから、夏場であっても比較的低い温度の空気を用いてバッテリ７２を冷却することができる。従って冷却効率がよい。しかも、バッテリ７２を冷却した後の空気の一部は車内排気口８０aから車内へ戻されるので、全ての空気を車外へ排気する場合に比べてエアコンによる車内の冷却効率もよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５の冷却装置７０では、冷却後の空気を、一部は車内へ戻し一部は車外へ排出するために、排気ダクト８０に車内排気口８０aおよび前記車外排気口を設ける必要があり、その構造が複雑化する。さらに、ボディに前記連通口を設ける必要もあるため、製造コストが比較的高くなるという問題があった。
【０００９】
また、特開平２０００−２４７１５７号公報にも、車室内の空気を用いてバッテリを冷却する構造が記載されている。上記公報の冷却装置は、排気ダクトの下流端の開口を車内と連通する位置に配置し、その開口に切り替えダンパを介して車外に連通する車外排気口を設け、切り替えダンパによって空気を車内へ排出するか車外へ排出するかを切り替えるようになっている。しかし、上記公報の冷却装置は排気ダクトの下流端に切り替えダンパを設けていることから、その構造が複雑化し、その分製造コストが増加してしまう。
【００１０】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、排気ダクトの排気口の構造を複雑化する必要がなく、冷却効率のよい車両用電池冷却装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、車両に搭載された電池を車室内の空気を用いて冷却する電池冷却装置であって、前記電池を冷却した後の空気を排気する排気ダクトの排気口をトリムとボディアウタとの間に設け、冷却後の空気を前記トリムと前記ボディアウタとの間の空間に排出することにある。
【００１２】
【発明の効果】
このようにすれば、排気ダクトから排出された空気を車内と車外へ直接的に振り分けて排出しないことから、その排気ダクトの排気口の構造を単純にすることができるので、冷却装置の製造コストを低下させることができる。また、排気口をボディまで延ばさないことから、排気ダクトが短くなる。従って、さらに製造コストを低下させることができ、かつ、冷却空気が流通する経路が短くなって冷却空気の圧力損失も低減するので電池の冷却効率も向上する。また、ボディに排気ダクト専用の連通口を設ける必要もない。また、排気ダクトが短くなることによって、排気ダクトの脱着の作業性も向上する。
【００１３】
また、好ましくは、前記排気口は前記排気ダクトに一つだけ設けられたものである。このようにすれば、排気ダクトの形状が簡略化する。
【００１４】
また、好ましくは、前記車両用電池冷却装置には、前記電池を冷却するための空気が流通する空気流通路において、空気を強制的に流通させるためのファンがその電池よりも上流側に配置されている。このようにすれば、電池よりも下流側の空気流通経路を構成する部材である排気ダクトに、空気を強制的に流通させるためのファンおよびそのファンを排気ダクトに接続するための接続ダクト部を設ける必要がないことから、排気ダクトの長さを短縮化できる。また、排気ダクトが短くなることにより、排気ダクト内において気体が滞留する場所が少なくなる利点もある。
【００１５】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、バッテリ１０（車両用電池）を備えた車両１２の概略構成を示す斜視図である。この車両１２は、電気自動車或いはハイブリッド自動車である。
【００１６】
図１に示すように、車両１２の後部には、座席下カバーパネル１４が図示しないフロアパネル上にその長手方向が車両１２の幅方向となるように固設されており、座席下カバーパネル１４とそのフロアパネルとの間に、車両１２の幅方向に延びる長手状の電池収容空間１６が形成されている。上記座席下カバーパネル１４は、図示しない後部座席が前に倒されるなどして後部座席空間が荷室として利用される場合に、前記バッテリ１０を保護するためのパネルである。
【００１７】
座席下カバーパネル１４は、一枚の金属板材からプレス加工された逆Ｕ字状断面を備えた長手状部材であって、略水平な床壁１４ａと、その床壁１４ａの前側縁から略垂直方向下側に向かう前側壁１４ｂと、その床壁１４ａの後側縁から略垂直方向下側に向かう第１後側壁１４ｃと、その第１後側壁１４ｃの下側縁から水平方向後ろ側へ向かう連結壁１４ｄと、その連結壁１４ｄにより第１後側壁１４ｃと連結され連結壁１４ｄの後側縁から垂直方向下方に向かう第２後側壁１４ｅとから構成されている。
【００１８】
仕切板１８は、長手板状部材であって、その前側縁部が座席下カバーパネル１４の連結壁１４ｄ上に載置されることにより、仕切板１８と前記フロアパネルとの間に収納室２０が形成される。
【００１９】
上記座席下カバーパネル１４の床壁１４ａには、その長手方向左端であって車両１２の前側端に合成樹脂製カバー２２が取り付けられており、その合成樹脂製カバー２２には、電池収容空間１６内に車室の空気を導入するための複数本のスリット２４が設けられている。
【００２０】
バッテリ１０は長手状であり、座席下カバーパネル１４下に形成された電池収容空間１６内においてその長手方向が車両１２の幅方向と平行な状態で前記フロアパネル上に配置されている。上記バッテリ１０は、その全体がアッパーケース２６に覆われており、そのアッパーケース２６の下側に電池モジュール列２８が構成されている。
【００２１】
図２は、上記座席下カバーパネル１４およびバッテリ１０のアッパーケース２６を取り外した状態における車両１２後部の平面図である。バッテリ１０は、一対の後輪ハウジング３０、３０間に配置されており、平板状の電池モジュール３２が複数個厚み方向に積層させられることにより構成された電池モジュール列２８と、その電池モジュール列２８が固設される長手状のロアーケース３４を備えている。上記電池モジュール３２は、たとえばニッケル水素電池などの二次電池を構成するための電解質および電極をそれぞれ収容した電池セルを、一個或いは複数個（たとえば６個）内部に備えて構成されている。上記電池モジュール列２８は長手方向両端に一対のエンドプレート３６、３６が積層され、その一対のエンドプレート３６、３６間の距離が拘束ロッド３８により固定されている。また、ロアーケース３４の長手方向の一方の端には部品収容ケース４４が配設され、その部品収容ケース４４内に、電池モジュール３２の充電状態を監視するバッテリコンピュータ４０、電池モジュール列２８を含む高電圧回路の接続・遮断を行なうリレー４２などが収容されている。
【００２２】
送風ファン４６は、部品収容ケース４４を介して電池モジュール列２８の長手方向の端に隣接する位置に配設されている。排気ダクト４８は、基部側の端が、部品収容ケース４４の上部において電池モジュール列２８に向けて開口するように配置されている。この排気ダクト４８は、たとえばポリプロピレンなどの樹脂成型品であり、その基部側に排気ダクト４８と連通する第１自然換気ダクト４９が一体的に成型されている。そして、その第１自然換気ダクト４９の先端にゴム製の第２自然換気ダクト６２が接続されている。
【００２３】
図３は、図２のＡ−Ａ視断面図であって、送風ファン４６により導入された空気の流れを説明するための図である。送風ファン４６により、合成樹脂カバー２２に設けられたスリット２４から強制的に電池収容空間１６に導入された冷却空気は、図３に示すように、部品収容ケース４４下面とロアーケース３４との間に形成された空気導入路５０を通って電池モジュール列２８の下部に導入され、さらに、電池モジュール３２間の隙間、電池モジュール列２８の上部とアッパーケース２６との間に形成されたケース内空気排出路５１を通って排気ダクト４８へと導入される。従って、空気導入路５０、電池モジュール３２間の隙間、ケース内空気排出路５１、排気ダクト４８が空気流通路である。このようにしてバッテリ１０（すなわちバッテリ１０内の電池モジュール３２）が冷却されるので、本実施例では、送風ファン４６、空気導入路５０、および排気ダクト４８が電池冷却装置５３として機能する。また、この電池冷却装置５３は、送風ファン４６が上記空気流通路においてバッテリ１０よりも上流側に配置されていることから、冷却空気は送風ファン４６によりバッテリ１０へ押し込まれる。すなわち、この電池冷却装置５３は押し込み型の冷却装置である。
【００２４】
図４は、排気ダクト４８の配置を示す斜視図である。図４において、デッキサイドトリム５２は、車室の長手方向側面の一部を構成するトリム（すなわち内張）であり、そのデッキサイドトリム５２には後部下方に開口５４が設けられている。なお、この開口５４は、図示しない補機バッテリ交換用の開口であり、通常は図示しないカバーが付けられているが、後述する車室連通空間６０内の構成を説明するため、図４では上記カバーを除いた状態を示している。前記排気ダクト４８は、その開口５４の下部前方においてその開口５４に隣接し且つ長手方向が車両１２の幅方向となるように配設され、先端側（下流側）はデッキサイドトリム５２下からデッキサイドトリム５２とボディアウタ（ボディ外板）５８との間に形成される車室連通空間６０内に突き出している。また、排気ダクト４８の排気口５６は略矩形の単一の開口を有しており、バッテリ１０を冷却した空気はその排気口５６から全て排気される。従って、バッテリ１０を冷却した後の空気は、全て車室連通空間６０内に排気される。なお、上記車室連通空間６０は、デッキサイドトリム５４と図示しない他の車両内張との隙間など、車両内張同士の多数の隙間を介して車室と連通している空間である。
【００２５】
第２自然換気ダクト６２は、排気ダクト４８に沿うように配設され、デッキサイドトリム５２の下を通ってその下流部位が車室連通空間６０内に位置させられている。第２自然換気ダクト６２の下流端は、第３自然換気ダクト６３の上流端と接続されている。この第３自然換気ダクト６３は硬質樹脂製であり、デッキサイドトリム５２の車室連通空間６０側の面に図示しない固定部材により固定されており、また、第３自然換気ダクト６３の下流端にはゴムチューブである第４自然換気ダクト６４が接続されている。さらに、この第４自然換気ダクト６４の下流端は、第５自然換気ダクト６５と接続されている。第５自然換気ダクト６５は硬質樹脂製のダクトであってボディアウタ５８に固設されている。第５自然換気ダクト６５の下流端はボディアウタ５８に設けられた図示しないボディ貫通孔に嵌め込まれており、第５自然換気ダクト６５はそのボディ貫通孔を介して車外と連通させられている。送風ファン４６の停止時に、バッテリ１０に異常が発生して電池モジュール３２から水素ガス等の異常気体が発生した場合には、前記第１自然換気ダクト４９から第２乃至第５自然換気ダクト６２，６３，６４，６５を通ってその異常気体が車外へ排気される。また、夏場の放置中などには、上記自然換気ダクト４９，６２，６３，６４，６５によって、バッテリ１０内の熱気が車外へ排出される。
【００２６】
また、ボディアウタ５８には、前記デッキサイドトリム５２の開口５４に対向する位置の下方、すなわち排気ダクト４８の排気口５６に近接する位置であってその排気口５６の下方に、クォーターベントダクト６６が設けられている。このクォーターベントダクト６６は、車室連通空間６０内の圧力が上昇した場合に車室連通空間６０内の空気を車外へ排出するための車外連通口である。このように、排気ダクト４８の排気口５６がクォーターベントダクト６６に近接する位置に設けられているので、排気ダクト４８の排気口５６から排気された空気は、図５の車両７４の場合と同様に、一部は車室へ戻り一部は車外へ排気される。
【００２７】
上述のように、本実施例では、排気ダクト４８から排出された空気を車内と車外へ直接的に振り分けて排出しないことから、その排気ダクト４８の排気口５６の構造を単純にすることができるので、冷却装置５３の製造コストを低下させることができる。また、排気口５６をボディアウタ５８まで延ばさないことから、排気ダクト４８が短くなる。従って、さらに製造コストを低下させることができ、かつ、冷却空気が流通する経路が短くなって冷却空気の圧力損失も低減するのでバッテリ１０の冷却効率も向上する。また、ボディアウタ５８に排気ダクト４８専用の連通口を設ける必要もない。また、排気ダクト４８が短くなることによって、排気ダクト４８の脱着の作業性も向上する。
【００２８】
また、本実施例によれば、排気口５６は排気ダクト４８に一つだけ設けられているので、排気ダクト４８の形状が簡略化する。
【００２９】
また、本実施例によれば、送風ファン４６が前記空気流通経路においてバッテリ１０よりも上流側に配置されている。すなわち、バッテリ１０よりも下流側の空気流通経路を構成する部材である排気ダクト４８に、送風ファン４６およびその送風ファン４６を排気ダクト４８に接続するための接続ダクト部を設ける必要がないことから、排気ダクト４８の長さを短縮化できる。また、排気ダクト４８が短くなることにより、排気ダクト４８内において気体が滞留する場所が少なくなる利点もある。
【００３０】
また、本実施例では、排気ダクト４８の排気口５６が車室連通空間６０内に設けられることにより、排気口５６から排気されたバッテリ１０冷却後の空気は、クォーターベントダクト６６を通って車外へ排気される分を除き、車室へ戻る。そのため、車室よりも温度の高い空気が車室へ戻ることになるが、車室連通空間６０は多くの隙間を介して車室と連通しているので、バッテリ１０冷却後の空気はそれら多くの隙間に分散させられて比較的弱い風量で車室へ吹き出す。従って、温度の高い空気が乗員に直接当たることはなく、また、その温度の高い空気が車室へ戻る際の騒音も少ない。ちなみに、排気口５６を車室に直接設ける場合には、温度の高い空気が乗員に直接当たってしまうこと、および排気口５６から発生する騒音が大きいという問題があるのである。
【００３１】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００３２】
たとえば、前述の実施例では、排気ダクト４８の排気口５６は、車室連通空間６０内においてクォーターベントダクト６６に近接するように配設されていたが、排気口５６は車室連通空間６０内であればクォーターベントダクト６６に近接していなくてもよい。
【００３３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バッテリを備えた車両の概略構成を示す斜視図である。
【図２】座席下カバーパネルおよびバッテリのアッパーケースを取り外した状態における図１の車両後部の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ視断面図であって、送風ファンにより導入された空気の流れを説明するための図である。
【図４】図２の排気ダクトの配置を示す斜視図である。
【図５】従来の冷却装置およびバッテリが車両に搭載された状態を示す図である。
【符号の説明】
１０：バッテリ（電池）
３２：電池モジュール
４８：排気ダクト
５２：デッキサイドトリム（トリム）
５８：ボディアウタ
【図１】
0004631177.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004631177.tif 000005
【図５】
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