(57)【要約】【課題】バッテリ全体をより均一に冷却して冷却性能をより高める。【解決手段】運転席１と助手席５との間のコンソールボックス９内に、バッテリパック３９を収納しているバッテリケース３３を収納配置する。バッテリパック３９はバッテリケース３３内で車両前後方向に対して左右方向に傾斜している。これにより、バッテリパック３９とバッテリケース３３の左右内壁との間の冷却風通路４３，４５は、車両前後方向に沿って通路断面積が変化している。冷却風通路４３は車両前方側に冷却風が導入される入口４３ａを有し、冷却風通路４５は車両前方側に冷却風を排出する出口４５ｂを有する。冷却風通路４３の車両後方側の出口４３ｂと冷却風通路４５の車両後方側の入口４５ａとは、連通路４７により連通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリを収納するバッテリケースの内壁と前記バッテリとの間に、冷却媒体が通過する冷却媒体通路を設け、この冷却媒体通路は、通路断面積が入口側で大きく出口側で小さくなっていることを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項２】
前記バッテリケースを自動車のコンソールボックス内に配置し、前記バッテリを車体前後方向に対し左右に傾斜した状態で前記バッテリケース内に収納することで、前記冷却媒体通路の通路断面積を入口側で大きく出口側で小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ冷却装置。
【請求項３】
前記冷却媒体通路は、前記バッテリの一方の側部に面する上流側通路と、前記バッテリの他方の側部に面する下流側通路とを有し、前記上流側通路の通路断面積が小さくなっている下流側と前記下流側通路の通路断面積が大きくなっている上流側とを連通路によって互いに連通することを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリ冷却装置。
【請求項４】
前記バッテリは、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回して構成した捲回型であって、前記冷却媒体通路が、正極端子部と負極端子部との少なくともいずれか一方に面していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバッテリ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを冷却するためのバッテリ冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池などの二次電池を、運転席と助手席との間のコンソールボックス内に配置した電池パック搭載構造が知られている（下記特許文献１参照）。この電池パック搭載構造では、組電池を収容したバッテリケースとなるチャンバをコンソールボックス内に配置し、冷却ファンを用いてチャンバ内に冷却風を流すことでバッテリを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような冷却風をバッテリケース内の冷却風通路に流す冷却構造では、冷却風が下流にいくほどバッテリに暖められて温度上昇するので、冷却風通路の上流側に位置するバッテリに比較して下流側に位置するバッテリの冷却効果が低下する傾向にある。このため、バッテリ全体を均一に冷却することが困難となり、冷却性能の低下を招いている。
【０００５】
そこで、本発明は、バッテリ全体をより均一に冷却して冷却性能をより高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、バッテリケースの内壁とバッテリとの間の冷却媒体通路の通路断面積が入口側で大きく出口側で小さくなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却媒体通路の通路断面積が小さい下流側では、冷却媒体の流速が、通路断面積が大きい上流側に対して高まるので、下流側のバッテリに対する冷却効果の低下を抑えることができ、バッテリ全体をより均一に冷却して冷却性能をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係わるバッテリ冷却装置を備える自動車のコンソールボックス周辺の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】バッテリケース内での冷却風が流れる状態を示す作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１に示す、図示しないモータを駆動源とする電気自動車の室内において、運転席１に設置してある運転席側のシート３と、助手席５に設置してある助手席側のシート７との間にコンソールボックス９を配置している。運転席側のシート３は、シートクッション１１とシートバック１３とヘッドレスト１５を備え、助手席側のシート３は、シートクッション１７とシートバック１９とヘッドレスト２１とを備えている。
【００１１】
コンソールボックス９は、図１中で右側の車両後方側に、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように上方に突出する突出部２３を形成してあり、この突出部２３内に、小物を収納する物品収納空間２５を形成している。物品収納空間２５は上方が開口しており、この開口部位は開閉蓋２７によって開閉可能となっている。
【００１２】
物品収納空間２５の下部から矢印ＦＲで示す車両前方側のコンソールボックス９内には、バッテリケース収納空間２９を形成している。バッテリケース収納空間２９と物品収納空間２５とは、物品収納空間２５の底壁を構成する隔壁３１により隔てている。
【００１３】
バッテリケース収納空間２９内にはバッテリケース３３を収納配置し、このバッテリケース３３は、車両前後方向に長い直方体形状であって、図２のＢ−Ｂ断面図である図３に示すように、フロアパネル３５上に固定具３７を介して固定している。
【００１４】
バッテリケース３３内には、バッテリとしてのバッテリパック３９を収納している。バッテリパック３９は、円筒形状とした捲回型のリチウムイオン電池４１を複数用いている。この円筒形状のリチウムイオン電池４１を、図３中で左右方向に対応する車幅方向が長手方向（円筒の軸方向）となる状態で、車両前後方向に沿って複数配列したものを上下２段に重ね合わせてバッテリパック３９としている。
【００１５】
ここで、本実施形態では、コンソールボックス９は車両前後方向に長くかつ、車両前後方向に対して平行に配置しており、バッテリケース３３も車両前後方向に対して平行に配置している。そして、本実施形態では、図１に示すように、バッテリパック３９を、車両前後方向に対して平行に配置しているバッテリケース３３内で、バッテリケース３３に対し傾斜した状態で収納している。具体的には、バッテリパック３９は、車両前方側が車幅方向右側に位置し、車両後方側が車幅方向左側に位置するよう傾斜している。
【００１６】
一方、図３に示すように、バッテリパック３９における各リチウムイオン電池４１の長手方向（図３中で左右方向）両側の端部、すなわち正極及び負極の各電極端子部４１ａと、バッテリケース３３の車幅方向両側の内壁３３ａとの間には、冷却媒体通路としての冷却風通路４３，４５を形成している。この冷却風通路４３，４５は、上記したようにバッテリパック３９を車両前後方向に対して左右（車幅）方向に傾斜した状態で配置していることから、車両前後方向に沿って通路断面積が変化している。
【００１７】
なお、バッテリパック３９は、バッテリケース３３の例えば下壁に対し図示しない保持具によって保持されているものとする。また、バッテリパック３９の下部とバッテリケース３３の下壁との間及び、バッテリパック３９の上部とバッテリケース３３の上壁との間は、ほぼ密着した状態とする。
【００１８】
図１中で下部に位置する助手席５側の冷却風通路４３は、車両前方側の通路断面積が大きく、車両後方側ほど通路断面積が小さくなっている。逆に、図１中で上部に位置する運転席１側の冷却風通路４５は、車両後方側の通路断面積が大きく、車両前方側ほど通路断面積が小さくなっている。そして、この冷却風通路４３の通路断面積が小さくなっている車両後方側の端部と、冷却風通路４５の通路断面積が大きくなっている車両後方側の端部とは、車幅方向（図１中で上下方向）に延びる連通路４７で互いに連通している。
【００１９】
図１中で下部側の冷却風通路４３は、通路断面積が大きくなっている車両前方側の端部が冷却媒体である冷却風の入口４３ａであり、通路断面積が小さくなっている車両後方側の端部が冷却風の出口４３ｂである。上記冷却風通路４３の入口４３ａに冷却風導入通路４９を接続し、冷却風導入通路４９には、自動車に搭載しているエアコン装置のブロアからの空気の一部を導入する。エアコン装置のブロアに代えて、専用の冷却ファンを別途設けてもよい。
【００２０】
一方、図１中で上部側の冷却風通路４５は、通路断面積が大きくなっている車両後方側の端部が冷却風の入口４５ａであり、通路断面積が小さくなっている車両前方側の端部が冷却風の出口４５ｂである。冷却風通路４５の出口４５ｂに冷却風排出通路５１を接続している。冷却風排出通路５１は、車両前方のエンジンルーム（モータルーム）内に延長し、該エンジンルーム（モータルーム）内に冷却風を排出する。
【００２１】
上記した冷却風導入通路４９及び冷却風排出通路５１は、車室前方の図示しないインストルメントパネルの車幅方向中央部から車両後方に延びる延長部５３の内部に配置する。
【００２２】
冷却風通路４３は、バッテリパック３９の一方の側部に面する上流側通路であり、冷却風通路４５は、バッテリパック３９の他方の側部に面する下流側通路である。
【００２３】
次に作用を説明する。リチウムイオン電池４１を複数備えるバッテリパック３９は、図示しないモータを駆動させるべく電力を供給すると発熱し、特に捲回型の電池であるリチウムイオン電池４１は電極端子部４１ａが高温となる。その際、冷却風を、冷却風導入通路４９を通してバッテリケース３３内に導入することで、バッテリパック３９を冷却する。
【００２４】
バッテリケース３３内に導入した冷却風は、図４の矢印Ａで示すように、冷却風通路４３を通路断面積の大きい入口４３ａから車両後方の通路断面積の小さい出口４３ｂに向けて流れる。この際、冷却風通路４３内の冷却風は、車両前後方向に沿って配置していて発熱しているバッテリパック３９を冷却し熱交換しながら下流に向かって流れるので、温度上昇する。
【００２５】
一方で、冷却風通路４３は入口４３ａから出口４３ｂに向けて通路断面積が徐々に小さくなっているので、出口４３ｂに向かうに従って冷却風の流速が高くなる。流速が高くなることによって、冷却風とバッテリパック３９との間の熱伝達量が増大して熱交換効率が高まり、下流側ほど温度上昇する冷却風による冷却効果の低下を抑えることができる。
【００２６】
冷却風通路４３の出口４３ｂを出た冷却風は、連通路４７を経て冷却風通路４５に達する。冷却風通路４５では冷却風は図４の矢印Ｂで示す方向に流れる。この際、冷却風通路４３と同様に、車両前方の通路断面積の小さい出口４５ｂ側を流れる冷却風の流速が高まるので、下流側での冷却風とバッテリパック３９との間の熱伝達量が増大して熱交換効率が向上し、下流側ほど温度上昇する冷却風による冷却効果の低下を抑えることができる。
【００２７】
このように、本実施形態では、バッテリパック３９の左右両端の電極端子部４１ａに面する側の冷却風通路４３，４５にて、通路断面積が大きい入口４３ａ，４５ａから通路断面積の小さい出口４３ｂ，４５ｂに向けて冷却風が流れる。その際、冷却風通路４３，４５の通路断面積が小さい下流側では、冷却風の流速が上流側に対して高まるので、上流側に比較しての冷却効果の低下を抑えることができ、バッテリパック３９全体をより均一に冷却して冷却性能をより高めることができる。
【００２８】
また、バッテリパック３９を冷却した冷却風は、冷却風排出通路５１から車両前方のコンソールボックス９に比較的近い位置にあるエンジンルーム（モータルーム）内に排出される。エンジンルーム（モータルーム）は、エンジンフードと車体本体との間に隙間が形成されているので、この隙間から、エンジンルーム（モータルーム）内に排出された冷却風を容易に車外に排出することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、バッテリケース３３をコンソールボックス９内に配置し、バッテリパック３９を車体前後方向に対し左右に傾斜した状態でバッテリケース３３内に収納することで、冷却風通路４３，４５の通路断面積を入口側で大きく出口側で小さくなるようにしている。これにより、コンソールボックス９内という、限られた狭いスペースの中で、バッテリパック３９全体をより均一に冷却して冷却性能をより高めることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、冷却風通路は、バッテリパック３９の一方の側部に面する上流側通路（冷却風通路４３）と、バッテリパック３９の他方の側部に面する下流側通路（冷却風通路４５）とを有し、上流側通路の通路断面積が小さくなっている下流側と下流通路の通路断面積が大きくなっている上流側とを連通路４７によって互いに連通している。このため、冷却風通路は全体としてＵターン形状となる。
【００３１】
これにより、車両前方側のリチウムイオン電池４１は、冷却風通路４３では冷却風の入口４３ａ側に位置し、冷却風通路４５では冷却風の出口４５ｂ側に位置する。同様にして、車両後方側のリチウムイオン電池４１は、冷却風通路４５では冷却風の入口４５ａ側に位置し、冷却風通路４３では冷却風の出口４３ｂ側に位置する。
【００３２】
このように、車両前方側のリチウムイオン電池４１も車両後方側のリチウムイオン電池４１も、冷却風の入口側と出口側の双方に対応する位置にあるので、リチウムイオン電池４１全体（バッテリパック３９全体）をより均一に冷却することができ、冷却性能をより一層高めることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、バッテリパック３９は、正極板と負極板とをセパレータを介して捲回して構成した捲回型であって、冷却風通路４３，４５が、リチウムイオン電池４１の電極端子部４１ａに面している。これにより、特に温度上昇が顕著な電極端子部４１ａを積極的に冷却して、冷却効率を高めることができる。
【００３４】
なお、上記した実施形態では、冷却風通路４３と冷却風通路４５とを連通路４７で連通することで、冷却風が流れる通路をＵターン形状としているが、連通路４７を設けずに、冷却風通路４３，４５の入口４３ａ，４５ａからそれぞれ個別に冷却風を供給するようにしてもよい。また、冷却風通路４３，４５の少なくともいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。
【００３５】
また、上記した実施形態では、冷却風通路４３，４５の通路断面積を車両前後方向に沿って変化させているが、車両の上下方向に向けて通路断面積を変化させ、この変化する上下方向に沿って、通路断面積の大きい側から小さい側に向けて冷却風を流すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
９  コンソールボックス
３３  バッテリケース
３３ａ  バッテリケースの内壁
３９  バッテリパック（バッテリ）
４１ａ  正極、負極の各電極端子部（正極端子部、負極端子部）
４３  冷却風通路（上流側通路、冷却媒体通路）
４５  冷却風通路（下流側通路、冷却媒体通路）
４３ａ  ４５ａ  冷却風通路の入口
４３ｂ  ４５ｂ  冷却風通路の出口
４７  連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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