(57)【要約】【課題】極力電力を使わず電池を保温する。【解決手段】車輪１２を駆動するモータ１３とこのモータ１３にエネルギを供給する電池とを搭載した自動車に用いる電池保温システム２０において、本発明では前記のモータ１３から排出された空気を前記の電池４まで導入可能に配設されるダクト２２を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するモータと該モータにエネルギを供給する電池とを搭載した自動車に用いる電池保温システムであって、前記モータから排出された空気を前記電池まで導入可能に配設されるダクトを備えることを特徴とする電池保温システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池保温システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪を駆動するモータとこのモータに電力を供給する電池とを搭載した自動車がある。この電池は、放電により走行時に必要な電力を供給するだけでなく、繰り返し充電可能ないわゆる二次電池である。このような二次電池が充放電を行う際には、適度に調節された温度環境が必要である。このような温度調節を行うシステムとして、例えば下記特許文献１に挙げるようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動車の航続距離を少しでも長くするには、なるべく走行時の車輪を駆動するモータのために電池の電力を温存したいため、電池の温度調節のための空調装置やブロア等の電気機器には極力電力を使いたくないという要望がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、極力電力を使わず電池を保温することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る電池保温システムは次の手段をとる。
本発明の第１の発明に係る電池保温システムは、車輪を駆動するモータと該モータにエネルギを供給する電池とを搭載した自動車に用いる電池保温システムであって、前記モータから排出された空気を前記電池まで導入可能に配設されるダクトを備えることを特徴とする。
【０００６】
第１の発明に係る電池保温システムによれば、車輪を駆動するモータの廃熱を利用して電池を保温可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の形態のアンダーカバー上の構造を示す平面図。
【図２】右側前輪が内蔵するインホイールモータ周辺を拡大して示す平面図。
【図３】図１の電池ケースをＩＩＩ‐ＩＩＩ線で切断して示す断面図。
【図４】第２の形態のアンダーカバー上の構造を示す平面図。
【図５】図４の電池ケースをＶ‐Ｖ線で切断して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、本発明を実施するための第１の形態を、図１から図３までを参照しながら説明する。
本実施形態の自動車は、左右の前輪１２，１２と、これらの前輪１２，１２を駆動するインホイールモータ１３，１３と、このインホイールモータ１３，１３にエネルギを供給する電池とを搭載した電気自動車である。この搭載された電池は、走行時に必要な電力を供給するだけでなく、制動時のエネルギを電力として回収して蓄えることができるいわゆる二次電池である。このような二次電池が充放電を行うには、適度に調節された温度環境が必要である。以下、二次電池の充放電の作動条件となる適度な温度範囲を、単に「適温」と表現する。
【０００９】
図１は、自動車の下部構造のうちアンダーカバー１１上の構造を示している平面図である。図示左方が車体の前方向である。
車体の左右両側には、車体の前後方向に伸びる中空金属製のサイドメンバ１０，１０が設けられている。このサイドメンバ１０，１０は車体の下部に配設されるフレームの一部を成すものである。図１にはこのサイドメンバ１０，１０の一部のみが示されている。前記の前輪１２，１２及びインホイールモータ１３，１３は、図示されない部分のサイドメンバ１０，１０に固定されている。
このサイドメンバ１０，１０の間には車体の下部を覆うアンダーカバー２が固定されている。このアンダーカバー２はＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製である。アンダーカバー２の上には、本発明でいう電池保温システム２０の構成要素として、冷却風等の空気の通路となる各種のダクトと、前記の電池を収容する電池ケース３とが設けられている。このダクトは、導風ダクト２１と、温風ダクト２２と、冷風ダクト２３と、コンデンサ用ダクト２４とを含む。本発明で言う「ダクト」はこの温風ダクト２２に相当するものである。
【００１０】
導風ダクト２１，２１は、アンダーカバー２の前端からインホイールモータ１３，１３までを、空気を導入可能に接続している。この導風ダクトは、車の走行時、車体前方の外気を走行風として自然に取り込み可能となるように上流側が車体前方に向けて開口している。自然に取り込まれた外気は、この導風ダクト２１内を通り、冷却風としてインホイールモータ１３，１３に導入される。これにより、作動時に高温となるインホイールモータ１３，１３を、自然に取り込まれた外気を利用して冷却可能である。
温風ダクト２２，２２は、インホイールモータ１３，１３から電池ケースまでを、空気を導入可能に接続している。インホイールモータ１３，１３を通過する際にその廃熱により暖められた温風は、この温風ダクト２２内を通り電池ケース３に導入される。これにより、電池ケース３に収容された電池がこの温風によって保温される。
【００１１】
また、アンダーカバー２の上には、本発明でいう電池保温システム２０の構成要素として、クーラー２５、温調ユニット２６が設けられている。
クーラー２５は、電池の温度調節のため、外気を用いて冷気を作り出し、これをブロアにより強制的に送風する。なお、前記のコンデンサ用ダクト２４は、このクーラー２５の一部であるコンデンサに使用する冷却風として外気を導入するためのダクトである。
温調ユニット２６は、温度計により電池の温度を測定し、電池を冷却するか保温するかを判断する。夏などにおいて電池温度が適温よりも高く、温調ユニット２６が電池を冷却すべきと判断したときには、温調ユニット２６は前記のクーラー２５に冷気を作らせる。
また、前記の冷風ダクト２３は、クーラー２５から電池ケース３までを、空気を導入可能に接続している。クーラー２５により作られた冷気は、この冷風ダクト２３内を通り電池ケースまで導入される。
【００１２】
図２は車体右側前輪が内蔵するインホイールモータ１３周辺の拡大図である。図示左方が車体の前方向である。なお、車体左側前輪が備えるインホイールモータ１３周辺も図２に示すものと同様である。
インホイールモータ１３は、その作動により発生した廃熱を放出可能な放熱部１３ａを備えている。前記のように導風ダクト２１を通じてインホイールモータ１３に導入された冷却風としての外気は、この放熱部１３ａを通過する際に熱を奪ってインホイールモータ１３を冷却する。一方、放熱部１３ａを通過した冷却風は廃熱により暖められ温風となる。
温風ダクト２２の入口には、回動によりこの温風ダクト２２を開閉可能なフラップ２２ａが設けられている。このフラップ２２ａは、前記の温調ユニット２６により制御されている。冬などにおいて電池温度が適温よりも低く、温調ユニット２６が電池を保温すべきと判断したときはフラップ２２ａが開かれ、夏などにおいて電池温度が適温よりも高く、温調ユニット２６が電池を保温する必要がないと判断したときはときは閉じられる。インホイールモータ１３により暖められた温風は、フラップ２２ａが開状態では温風ダクトを通過可能となり、閉状態では通過不能となる。したがって、電池温度が適温よりも低いときのみ、インホイールモータ１３の排出した温風が図１に示す電池ケース３に導入される。なお、フラップ２２ａが閉状態のときは、この温風は図示しないダクトによって車外に排出される。
【００１３】
電池ケース３は、前記のようにアンダーカバー２上に設けられている。電池ケース３は、図１に示すように、前輪１２，１２が内蔵するインホイールモータ１３，１３よりも後方で、左右のサイドメンバ１０，１０に挟まれた空間に配設されている。電池ケース３がインホイールモータ１３，１３よりも後方に位置することで、前記の導風ダクト２１，２１および温風ダクト２２，２２により走行風を自然に取り込むために有利な流路が形成される。
図３は、電池ケース３をＩＩＩ‐ＩＩＩ線で切断して示す断面図である。電池ケースには、車幅方向に長い電池スタック４が、車体の前後方向に複数本並べて収容されている。それぞれの電池スタック４には多数の電池セルが直列に接続されて納められている。電池ケース３は、リーンホース部材３０と、断熱材３１と、シールド板３２と、放熱板３３とを備える。
リーンホース部材３０は、ＣＦＲＰ等の高強度材料で中空に形成された補強部材であり、電池スタック４の間において、左右のサイドメンバ１０，１０を橋渡すように設けられている。このリーンホース部材３０により電池の重量を支える電池ケース３が高強度となる。
断熱材３１は、電池と外部との間を断熱する断熱性を有する部材であり、電池全体を囲むように設けられる。自動車の停止時、走行風を導風ダクト２１から取り込めない又はインホイールモータ１３，１３から廃熱が発生しない理由により、温風を電池ケース３に導入できない状態が継続しても、この断熱材３１により熱が外部に逃げて電池が過冷却状態となることを防ぎ、もって電池を適温に保つことが可能である。
シールド板３２は、電磁波シールド効果を有する鉄製の板であり、電池ケース３の上部を覆うように設けられる。このシールド板３２により、電池およびその周辺に設けられる電気部品を外部の電磁波から保護する。
放熱板３３は、熱伝導性に優れた材料で形成された板部材であり、前記の断熱材３１の内部において全ての電池スタック４の上部を覆うように設けられる。放熱板３３は温風ダクト２２から導入された温風から熱を受け取る。放熱板３３は熱伝導性に優れるため、温風から受け取った熱は放熱板３３全体に行き渡る。放熱板３３の熱は、絶縁性及び熱伝導性に優れた図示しない伝熱ジェルを介して、各電池スタック４に伝えられる。このように、熱伝導性に優れた放熱板３３により、車体の前後方向に渡って複数収容されている電池スタック４に均等に熱を伝えることができる。したがって、電池を均等に保温することができる。
【００１４】
本発明を実施するための第１の形態は、以上のように構成される。
この構成によれば、温風ダクト２２，２２は、インホイールモータ１３，１３から電池ケースまでを、空気を導入可能に接続している。これにより、電池ケース３に収容された電池を、インホイールモータ１３，１３の廃熱により暖められた温風によって保温することができる。
また、導風ダクト２１，２１が、アンダーカバー２の前端からインホイールモータ１３，１３までを、空気を導入可能に接続している。これにより、走行時に自然に取り込まれた外気を利用して、電池を保温するための温風を作ることが可能である。
【００１５】
次に、本発明を実施するための第２の形態を、図４および図５を参照しながら説明する。図４は第２の形態のアンダーカバー上の構造を示す平面図であり、図５は図４の電池ケースをＶ‐Ｖ線で切断して示す断面図である。以下では、前記の第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付すことにより説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００１６】
車体の左右両側には、本発明でいう電池保温システム２０の構成要素として、車体の前後方向に伸びる中空金属製のサイドメンバ１５，１５が設けられている。このサイドメンバ１５，１５は車体の下部に配設されるフレームの一部を成すものである。またこのサイドメンバ１５，１５は中空状であるため、内部を空気が通過可能となっている。
アンダーカバー２上には、本発明でいう電池保温システム２０の構成要素として、温風ダクト２７，２７および冷風ダクト２８，２８が設けられている。温風ダクト２７，２７が、インホイールモータ１３，１３から中空金属製のサイドメンバ１５，１５まで空気を導入可能に配設されている。また、冷風ダクト２７，２７が、クーラー２５からサイドメンバ１５，１５までを、空気を導入可能に接続している。クーラー２５により作られた冷気は、この冷風ダクト２７，２７内を通り電池ケース３まで導入される。この温風ダクト２７，２７および冷風ダクト２８，２８は、前記の中空状のサイドメンバ１５，１５と連通している。
電池ケース３には、本発明でいう電池保温システム２０の構成要素として、リーンホース部材３０が設けられている。このリーンホース部材３０は、ＣＦＲＰ等の高強度材料で中空に形成された補強部材であり、電池スタック４の間において、左右のサイドメンバ１５，１５を橋渡すように設けられている。このリーンホース部材３０により電池の重量を支える電池ケース３が高強度となる。また、前記の中空状のサイドメンバ１５，１５はこの中空状のリーンホース部材３５のそれぞれと連通している。この中空状のリーンホース部材３５はその長手方向に渡って、電池スタック４に通ずる多数の孔が設けられており、図４および図５に矢印で示すように、電池スタック４に均等に温風又は冷風を導入可能となっている。
本発明で言う「ダクト」は、第２の実施形態においては、温風ダクト２７，２７とサイドメンバ１５，１５とリーンホース部材３５とに相当する。
【００１７】
本発明を実施するための第２の形態は、以上のように構成される。
この構成によれば、温風ダクト２７，２７は、インホイールモータ１３，１３からサイドメンバ１５，１５までを、空気を導入可能に接続しており、この温風ダクト２７，２７は前記の中空状のサイドメンバ１５，１５と連通しており、前記の中空状のサイドメンバ１５，１５はこの中空状のリーンホース部材３５のそれぞれと連通しており、この中空状のリーンホース部材３５はその長手方向に渡って、電池スタック４に通ずる多数の孔が設けられている。これにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００１８】
１０，１５  サイドメンバ
１１ アンダーカバー
１２ 前輪
１３ インホイールモータ
１３ａ      放熱部
２   アンダーカバー
２０ 電池保温システム
２１ 導風ダクト
２２ 温風ダクト
２２ａ      フラップ
２３ 冷風ダクト
２４ コンデンサ用ダクト
２５ クーラー
２６ 温調ユニット
３   電池ケース
３０，３５  リーンホース部材
３１ 断熱材
３２ シールド板
３３ 放熱板
４   電池スタック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012216341.tif 000006
【図５】
2012216341.tif 000007