(57)【要約】【課題】バッテリケースの内部への空気の導入が停止した状態であっても冷却機能を確保する上で有利な車両のバッテリケースの冷却構造を提供する。【解決手段】電動ファン２８が停止すると、バッテリケース１０内部の空気の流れが停止する。すると、バッテリモジュール１２および電気部品１４の余熱によりバッテリケース１０内部の空気が暖められる。暖められた空気は、自然対流により上昇するため、バッテリケース１０内部から排気ダクト２０の排出口２００２を介してダクト部分２００６に流れ、開口部３０からフロアボード８下方の空間に排気される。排気された空気は、フロアボード８の下面に沿って移動し、フロアボード８の縁部と車体との隙間を通ってトランクルーム内に上昇し徐々に拡散される。バッテリケース１０内部と排気ダクト２０内に空気の流れが生じバッテリケース１０内部に流れる空気の流れも発生する。【選択図】図５
2013173469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するモータに電力を供給するバッテリを収容し、車体に取着されるバッテリケースと、
一端に前記バッテリケースの内部に連通する吸入口を有する吸気ダクトと、
一端に前記バッテリケースの内部に連通する排出口を有すると共に、前記バッテリケースの外部に位置する他端に排気口を有する排気ダクトと、
前記バッテリケースの外部の空気を前記吸気ダクトを介して前記バッテリケースの内部に導入すると共に、前記バッテリケースの内部の空気を前記排気ダクトを介して前記排気口から排気させる送風手段とを備えた車両のバッテリケースの冷却構造であって、
前記排気ダクトの上面または上面寄りの箇所に、前記送風手段の停止時に前記バッテリケースの内部の空気が前記排気ダクト外へと流出可能な前記排気口とは異なる開口部を設けた、
ことを特徴とする車両のバッテリケースの冷却構造。
【請求項２】
前記排気ダクトは、前記排出口から下方に変位することなく延在し前記排気口に至るダクト部分を有し、
前記開口部は、前記ダクト部分の上面または上面寄りの箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の車両のバッテリケースの冷却構造。
【請求項３】
前記排気ダクトには、前記ダクト部分よりも、前記排気口に向かって流れる空気の流れの下流側に、下方に屈曲された屈曲部が形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の車両のバッテリケースの冷却構造。
【請求項４】
前記排気口は、車室内の空気を車室外に逃がすベンチレータの近傍に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から３に何れか１項記載の車両のバッテリケースの冷却構造。
【請求項５】
前記排気ダクトは、トランクルームのフロア面を構成するフロアボードの下方に前記フロアボードに沿って配置されている、
ことを特徴とする請求項１から４に何れか１項記載の車両のバッテリケースの冷却構造。
【請求項６】
前記バッテリケースの内部に前記バッテリに電気的に接続された電気部品が収容されている、
ことを特徴とする請求項１から５に何れか１項記載の車両のバッテリケースの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリケースの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車においてモータに電力を供給するバッテリモジュールはバッテリケースに収容されている。
バッテリモジュールは、充放電に伴って発熱することから、バッテリケースの内部を冷却する構造が設けられている。
このようなバッテリケースの冷却構造として、電動ファンを用いてバッテリケースの外部の空気をバッテリケースの内部に導入すると共に、バッテリケースの内部の空気を排気ダクトを介してバッテリケースの外部に排気させるものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７２５４９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、走行後、車両の電気系統が停止された状態では、電動ファンが停止するため、バッテリケースの内部への空気の強制的な空気の流れが停止することから、バッテリモジュールの余熱がバッテリケースの内部にこもってしまい、バッテリケース内部の空気の温度が上昇する。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、車両の電気系統が停止された状態であってもバッテリケース内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利な車両のバッテリケースの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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車両を駆動するモータに電力を供給するバッテリを収容し、車体に取着されるバッテリケースと、一端に前記バッテリケースの内部に連通する吸入口を有する吸気ダクトと、端に前記バッテリケースの内部に連通する排出口を有すると共に、前記バッテリケースの外部に位置する他端に排気口を有する排気ダクトと、前記バッテリケースの外部の空気を前記吸気ダクトを介して前記バッテリケースの内部に導入すると共に、前記バッテリケースの内部の空気を前記排気ダクトを介して前記排気口から排気させる送風手段とを備えた車両のバッテリケースの冷却構造であって、前記排気ダクトの上面または上面寄りの箇所に、前記送風手段の停止時に前記バッテリケースの内部の空気が前記排気ダクト外へと流出可能な前記排気口とは異なる開口部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、送風手段の停止時、開口部を介してバッテリケースの内部の空気が自然対流により排気ダクトを通り排気ダクト外へ流れることによってバッテリケース内部に空気の流れが生じるため、バッテリケース内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、開口部がダクト部分の上面または上面寄りの箇所に設けられているので、バッテリケースの内部の暖められた空気が開口部を介して排気ダクト外へ流れやすくなり、バッテリケース内部の空気の温度の上昇を抑制する上でより有利となる。
請求項３記載の発明によれば、開口部よりも、排気口に向かって流れる空気の流れの下流側に下方に屈曲された屈曲部が形成されているため、屈曲部に滞留している空気は開口部に向かって上昇し、開口部から排気ダクト外に排気される。したがって、開口部よりも下流側のダクト部分の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、ベンチレータが車室内の空気を車室外に逃がしている場合は、排気口から排気される空気がベンチレータを介して速やかに車室外に排気されるため、車室内の温度上昇を抑制する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、開口部から排気された空気はフロアボードの下面に沿って移動したのち、フロアボードの縁部と車体との間の隙間を介してトランクルームの空間に徐々に拡散されるため、トランクルームを局所的に昇温させることが抑制される。
請求項６記載の発明によれば、電気部品の余熱がバッテリモジュールに与える影響、あるいは、バッテリモジュールの余熱が電気部品に与える影響を抑制する上でも有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態の車両のバッテリケース１０の冷却構造を備える車両の後部を示す斜視図である。
【図２】図１のＡＡ線断面図である。
【図３】バッテリケース１０の内部における空気の流れを示す説明図である。
【図４】電動ファン２８動作時におけるバッテリケース１０の冷却構造の空気の流れを示す説明図である。
【図５】電動ファン２８停止時におけるバッテリケース１０の冷却構造の空気の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図３に示すように、本実施の形態の車両のバッテリケースの冷却構造は、モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車２に設けられる。
バッテリケース１０の内部に、バッテリモジュール１２と電気部品１４とが収容されている。
バッテリケース１０の冷却構造１６は、バッテリケース１０と、送風手段１８と、排気ダクト２０とを含んで構成されている。
【０００９】
バッテリケース１０は、車体後部のフロアパネル４に形成された収容凹部６に収容され、フロアパネル４に取着されている。
収容凹部６の車幅方向両側のフロアパネル４の部分は、フロアボード８（図４）が載置される載置部４Ａである。フロアボード８が載置部４Ａに載置されることで収容凹部６が覆われると共に、載置されたフロアボード８によってトランクルームのフロア面が構成される。
なお、図中符号５は後輪のホイールハウスを示す。
【００１０】
図４に示すように、バッテリケース１０は、トレー２２とカバー２４とを備えている。
トレー２２は、矩形板状の底壁と、この底壁の周囲から起立する周壁と、周壁の上部に周壁の全周にわたって延在するトレー側フランジとを有し、バッテリモジュール１２および電気部品１４を収容する上方に開放状の収容空間を有する。
カバー２４は、矩形板状の上壁と、この上壁の周囲から垂設される周壁と、周壁の下部に周壁の全周にわたって延在するカバー側フランジとを有している。
カバー２４は、カバー側フランジをトレー側フランジと重ね合わせることで収容空間を閉塞する。
【００１１】
図３に示すように、バッテリモジュール１２は、直列に接続された複数個の電池セル（本発明で言う、バッテリ）で構成されている。なお、図３では、図面を簡略化するため、複数の電池セルを１つの矩形状の輪郭線で描いている。
電気部品１４は、バッテリモジュール１２に電気的に接続されバッテリモジュール１２を機能させるものである。
バッテリモジュール１２は充放電に伴い発熱する。
本実施の形態では、電気部品１４は、インバータと、ＤＣＤＣコンバータとを備えている。
インバータは、バッテリモジュール１２の直流電力を三相交流電力に変換して前記のモータに供給するものである。
ＤＣＤＣコンバータは、バッテリモジュール１２の直流電力の電圧を降圧し、降圧した直流電力を、例えば、電装装置や補機用のバッテリーに供給するものである。
これらインバータおよびＤＣＤＣコンバータは、バッテリモジュール１２から電力が供給されて動作することに伴い発熱する。
【００１２】
バッテリモジュール１２および電気部品１４はバッテリケース１０の内部に収容されており、バッテリモジュール１２は電気部品１４の下部に配置されている。
バッテリモジュール１２と電気部品１４との間には隔壁１００２が設けられることで、バッテリモジュール１２の周囲に空気が流通可能な第１の流通路Ｌ１が区画され、電気部品１４の下面側に空気の流通が可能な第２の流通路Ｌ２が区画される。そして、第１の流通路Ｌ１と第２の流通路Ｌ２とは隔壁１００２に形成された不図示の開口を介して連通している。
【００１３】
図１、図４に示すように、送風手段１８は、バッテリケース１０の外部の空気をバッテリケース１０の内部に導入すると共に、バッテリケース１０の内部の空気を後述する排気ダクト２０の排気口２００４から排気させるものである。
本実施の形態では、送風手段１８は、吸気ダクト２６と、電動ファン２８とを備えている。
吸気ダクト２６は、バッテリケース１０の外部に吸気口２６０２を有すると共に、吸気口２６０２を有する端部とは異なる一端にバッテリケース１０の内部に連通する吸入口２６０４を有しており、バッテリケース１０の外部の空気をバッテリケース１０の内部に導くものである。つまり、吸気口２６０２は、バッテリケース１０の外部の空気を吸気ダクト２６に向けて吸引する吸気口であり、吸入口２６０４は吸気ダクト２６からバッテリケース１０の内部へ空気を吸入する吸入口であり、吸気口２６０２と吸入口２６０４とは互いに異なるものである。
本実施の形態では、吸気口２６０２は、後部座席の側方近傍に位置している。
電動ファン２８は、吸気ダクト２６の延在方向の中間に介設されている。
電動ファン２８が動作することにより、吸気口２６０２から吸引された空気が吸気ダクト２６を介してバッテリケース１０の内部に導かれる。
【００１４】
排気ダクト２０は、バッテリケース１０の外部に排気口２００４を有しバッテリケース１０の内部の空気をバッテリケース１０の外部に導くものである。
図４に示すように、排気ダクト２０は、フロアボード８の下方にフロアボード８に沿って配置されている。
図１に示すように、排気口２００４は、車室内の空気を車室外に逃がすベンチレータ９の近傍に配置されている。
図２に示すように、排気ダクト２０は、バッテリケース１０の内部に連通する排出口２００２と、排出口２００２から下方に変位することなく延在しバッテリケース１０の外部に至るダクト部分２００６を有している。なお、排出口２００２は、バッテリケース１０の内部の空気を排気ダクト２０に向けて排出する排出口であり、前述の排気ダクト２０から排気ダクト２０外へ空気を排気する排気口２００４とは異なるものである。
図１、図５に示すように、バッテリケース１０の外部に位置する排気ダクト２０の上面または上面寄りの箇所に、送風手段１８の駆動時にバッテリケース１０の内部から排気口２００４への空気の流動を可能とし、送風手段１８の停止時にバッテリケース１０の内部の空気が排気ダクト２０を通り排気ダクト２０外へ流出可能な排気口２００４とは異なる開口部３０が設けられている。
開口部３０は、ダクト部分２００６の上面または上面寄りの箇所に設けられている。
開口部３０が設けられたダクト部分２００６よりも、排気口２００４に向かって流れる空気の流れの下流側に、下方に屈曲された屈曲部３２が形成されている。
【００１５】
次に車両のバッテリケース１０の冷却構造１６の作用について説明する。
まず、電動ファン２８が動作する場合について説明する。
電動ファン２８が動作すると、吸気口２６０２から吸引された空気が吸気ダクト２６を介してバッテリケース１０の内部に導かれる。
図３に示すように、バッテリケース１０の内部に導入された空気は第１の流通路Ｌ１に導かれ、充放電によって発熱した電池セルの表面を通過することでバッテリモジュール１２を冷却したのち、隔壁１００２の開口を介して第２の流通路Ｌ２に導かれる。
第２の流通路Ｌ２に導かれた空気は、電気部品１４の下面を通過することで電気部品１４を冷却したのち、図４に示すように、排気ダクト２０の排出口２００２からダクト部分２００６を通過して排気口２００４からフロアボード８下方の空間に排気される。
このとき、開口部３０は、バッテリケース１０の内部から排気口２００４への空気の流動を可能としている。すなわち、開口部３０は排気ダクト２０内で排気口２００４に向かう空気の流れを阻害しない。
【００１６】
排気口２００４からフロアボード８下方の空間に排気された空気は、自然対流によって上昇し、フロアボード８の下面に沿って移動し、フロアボード８の縁部と車体との隙間を通ってトランクルーム内に上昇し徐々に拡散される。
なお、外気が車室内に導入される外気循環による空調がなされている場合は、ベンチレータ９が機能することで車室内の空気を車室外に逃がしている。すなわち、車室内の空気がベンチレータ９を介して車室外に流れる空気の流れが形成されている。
本実施の形態では、排気口２００４がベンチレータ９近傍に位置しているため、排気口２００４から排気された空気は、ベンチレータ９から前記空気の流れと共に効率よく車室外に排気されるため、車室内の温度上昇を抑制する上で有利となる。
【００１７】
次に、車両の電気系統が停止し、電動ファン２８が停止した場合について説明する。
電動ファン２８が停止すると、バッテリケース１０内部の空気の流れが停止する。
すると、バッテリモジュール１２および電気部品１４の余熱によりバッテリケース１０内部の空気が暖められる。
暖められた空気は、自然対流により上昇するため、バッテリケース１０内部から排気ダクト２０の排出口２００２を介してダクト部分２００６に流れ、開口部３０からフロアボード８下方の空間に排気される。この空気の流れを図５に矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示す。
排気された空気は、フロアボード８の下面に沿って移動し、矢印Ｄで示すように、フロアボード８の縁部と車体との隙間を通ってトランクルーム内に上昇し徐々に拡散される。
そして、バッテリケース１０内部と排気ダクト２０内に矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示す空気の流れが生じるため、吸気口２６０２から吸気ダクト２６を介してバッテリケース１０内部に流れる空気の流れも発生する。すなわち、吸気口２６０２から導入され、吸気ダクト２６、バッテリケース１０内部、ダクト部分２００６を通り、開口部３０から排気される空気の流れが発生する。
したがって、電動ファン２８が停止した状態であっても、バッテリケース１０内部に空気が流れ、バッテリケース１０内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
なお、自然対流によって排気口２００４から排気される空気の流量は少ないため、開口部３０から排気された暖かい空気によってフロアボード８が昇温されるとしてもごく僅かであり、フロアボード８に置いた荷物が暖められるおそれは無視できる。
【００１８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、送風手段１８の停止時、開口部３０を介してバッテリケース１０の内部の空気が自然対流により排気ダクト２０を通り排気ダクト２０外へ流れることによってバッテリケース１０内部に空気の流れが生じるため、バッテリモジュール１２の余熱がバッテリケース１０の内部にこもることを抑制でき、バッテリケース１０内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
なお、本実施の形態のように、バッテリケース１０の内部にバッテリモジュール１２と電気部品１４とが収容されている場合は、電気部品１４の余熱がバッテリモジュール１２に与える影響、あるいは、バッテリモジュール１２の余熱が電気部品１４に与える影響を抑制する上でも有利となる。
また、本実施の形態によれば、開口部３０がダクト部分２００６の上面または上面寄りの箇所に設けられているので、バッテリケース１０の内部の暖められた空気が開口部３０を介して排気ダクト２０外へ流れやすくなり、バッテリケース１０内部の空気の温度の上昇を抑制する上でより有利となる。
また、本実施の形態によれば、開口部３０よりも、排気口２００４に向かって流れる空気の流れの下流側に下方に屈曲された屈曲部３２が形成されているため、屈曲部３２に滞留している空気は開口部３０に向かって上昇し、開口部３０から排気ダクト２０外に排気される。したがって、開口部３０よりも下流側のダクト部分２００６の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、開口部３０から排気された空気はフロアボード８の下面に沿って移動したのち、フロアボード８の縁部と車体との間の隙間を介してトランクルームの空間に徐々に拡散されるため、トランクルームを局所的に昇温させることが抑制される。
また、本実施の形態では、バッテリケース１０の内部にバッテリモジュール１２および電気部品１４が収容されている場合について説明したが、バッテリケース１０の内部にバッテリモジュール１２のみが収容されている場合にも本発明は無論適用可能である。
【符号の説明】
【００１９】
２……電動車、４……フロアパネル、６……収容凹部、８……フロアボード、９……ベンチレータ、１０……バッテリケース、１２……バッテリモジュール、１４……電気部品、１６……バッテリケースの冷却構造、１８……送風手段、２０……排気ダクト、２００２……排出口、２００４……排気口、２００６……ダクト部分、２２……トレー、２４……カバー、２６……吸気ダクト、２６０２……吸気口、２６０４……吸入口、２８……電動ファン、３０……開口部、３２……屈曲部。
【図１】
2013173469.tif 000003
【図２】
2013173469.tif 000004
【図３】
2013173469.tif 000005
【図４】
2013173469.tif 000006
【図５】
2013173469.tif 000007