(57)【要約】【課題】車両に搭載された電気機器を、結露が発生することを防止して冷却できる冷却装置を提供する。【解決手段】この冷却装置１は、車両に搭載された電気機器５，７を冷却する冷却装置であって、前記車両の車室に配置された吸気口１１ａと前記電気機器の冷却対象領域の付近に配置された排気口１１ｂとを前記冷却対象領域の位置よりも低い位置である結露回収位置１１ｃを経由して繋ぐ吸気ダクト１１と、前記車室内の空気を吸気ダクト１１を通じて前記冷却対象領域に送風する冷却ファン９と、結露回収位置１１ｃに配置され、結露回収位置１１ｃを通過する空気中の湿気を結露させる結露回収手段１５とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電気機器を冷却する冷却装置であって、
前記車両の車室に配置された吸気口と前記電気機器の冷却対象領域の付近に配置された排気口とを前記冷却対象領域の位置よりも低い位置である結露回収位置を経由して繋ぐ通風経路と、
前記車室内の空気を前記通風経路を通じて前記冷却対象領域に送風する送風器と、
前記結露回収位置に配置され、前記結露回収位置を通過する空気中の湿気を結露させる結露回収手段と、
を備えることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された電気機器を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと電気モータとを組み合せて走行する車両（いわゆるハイブリッド車）が開発され、実用化されている。このような車両においては、電気モータを駆動するための蓄電池およびＤＣ／ＤＣコンバータ等の電気機器を搭載しているが、これら各電気機器は発熱を伴うため、これら各電気機器を冷却するための冷却装置も搭載している。これら各電気機器は、例えば車両後席の後方に配置されており、特にＤＣ／ＤＣコンバータは蓄電池の周辺に配置されている。
【０００３】
このような冷却装置では、吸気口を例えば車両後席付近またはアッパーバックに配置すると共に排気口を前記各電気機器付近に配置するようにダクトを設け、送風器によって、車室内の空気を吸気口から取り込んで排気口から前記各電気機器へと送風することで、前記各電気機器を冷却している。
【０００４】
一般に、車室内は、日射により温度が上昇し易く且つ外部から湿度が進入し易いので、温度および湿度が高くなり易い。他方、前記各電気機器は、直射日光を受け難いので（更にＤＣ／ＤＣコンバータは熱容量の大きな蓄電池の周辺に配置されているので）、温度が低い状態で維持される。
【０００５】
このため、車室内の空気の温度および湿度が高くなり、他方、前記各電気機器の各部位の温度（例えば、蓄電池の表面温度またはＤＣ／ＤＣコンバータの基板表面温度）が車室内の空気の温度よりも低くなる場合がある。
【０００６】
このような場合においては、車室内の空気がダクトを通じて前記各電気機器に送風されると、前記各電気機器の各部位（例えば、蓄電池の表面またはＤＣ／ＤＣコンバータの基板表面）に結露が発生して、前記各電気機器が誤動作する可能性がある。
【０００７】
このような問題（即ち、結露により電気機器が誤動作するという問題）を解決する技術として、特許文献１の技術が知られている。特許文献１では、車室内の空気を各電気機器に誘導するためのダクト中に、車室内の空気の水分を結露させるための結露手段を備えた冷却装置が開示されている。この冷却装置では、車室内の空気が、結露手段で結露させられることで、前記各電気機器の基板で結露することを防止している。
【０００８】
また、結露による電気機器の誤動作を防止する他の技術として、特許文献２の技術が知られている。特許文献２では、電気機器（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ）の基板に発生する結露を検出して、電気機器の誤動作を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５５８７８号公報
【特許文献２】特開２００８−１２５１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、結露手段が冷却対象の電気機器の位置よりも高い位置に配置されるので、結露手段で十分に結露を発生させることができず、電気機器での結露を十分に防止できないという問題点がある。
【００１１】
また、特許文献２では、電気機器に発生した結露を検出するので、電気機器に結露が発生すること自体を防止することができないという問題点がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、車両に搭載された電気機器（例えば、電気モータを駆動するための蓄電池およびＤＣ／ＤＣコンバータ）を、結露が発生することを防止して冷却できる冷却装置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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、車両に搭載された電気機器を冷却する冷却装置であって、前記車両の車室に配置された吸気口と前記電気機器の冷却対象領域の付近に配置された排気口とを前記冷却対象領域の位置よりも低い位置である結露回収位置を経由して繋ぐ通風経路と、前記車室内の空気を前記通風経路を通じて前記冷却対象領域に送風する送風器と、前記結露回収位置に配置され、前記結露回収位置を通過する空気中の湿気を結露させる結露回収手段と、を備えるものである。
【００１４】
上記の構成によれば、車室内の空気を通風経路を通じて電気機器の冷却対象領域に送風することができるので、車室内の空気を用いて電気機器を冷却することができる。その際、通風経路は、吸気口と排気口とを冷却対象領域の位置よりも低い位置である結露回収位置を経由して繋ぐので、吸気口から温度および湿度が高い空気が吸い込まれても、当該空気中の湿気を、冷却対象領域に至る前に結露回収位置で結露させることができ、これにより、当該空気によって、冷却対象領域に結露が発生することを防止できる。
【００１５】
なお、結露回収位置は、冷却対象領域の位置よりも低い位置であるので、結露回収位置の雰囲気温度は、冷却対象領域の雰囲気温度よりも低くなる。そのため、結露回収位置では、冷却対象領域よりも結露が発生し易い。この発明では、吸気口からの空気を、冷却対象領域に至る前に、冷却対象領域よりも結露し易い場所（結露回収位置）を通過させて結露させた後、冷却対象領域に送ることで、冷却対象領域での結露の発生を防止している。
【００１６】
また、結露回収位置には、結露回収手段が配置されるので、結露回収位置で結露をより一層、発生し易くできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の冷却装置では、車両に搭載された電気機器を、結露が発生することを防止して冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置を車両に搭載した状態を示す図である
【図２】図１に示した冷却装置の拡大図である。
【図３】図１に示した結露センサの構成概略図である。
【図４】図１に示した冷却装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
＜構成説明＞
図１は、本発明の実施形態に係る冷却装置を車両に搭載した状態を示す図であり、図２は、図１に示した冷却装置の拡大図であり、図３は、図１に示した結露センサの構成概略図である。
【００２１】
この実施形態に係る冷却装置１は、図１に示すように、エンジン（図示省略）と電気モータ（図示省略）とを組み合せて走行する車両（いわゆるハイブリッド車）３に搭載されており、前記電気モータを駆動するために車両３に搭載された蓄電池５およびＤＣ／ＤＣコンバータ７を冷却するものである。
【００２２】
車両３は、蓄電池５およびＤＣ／ＤＣコンバータ７を含む周知のハイブリッドシステムを搭載しており、そのハイブリッドシステムによって、エンジン回転数および車速等に応じて、前記電気モータと前記エンジンとを同時または個別に駆動させて走行するものである。
【００２３】
この冷却装置１は、図１および図２に示すように、例えば車両３の後席３ａの後側の空間（車室３ｂ以外の空間）３ｃ内に搭載されており、蓄電池５（電気機器）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７（電気機器，変圧回路）と、冷却ファン９（送風器）と、吸込ダクト１１（通風経路）と、排出ダクト１３と、結露回収手段１５と、結露センサ１７と、制御装置１９とを備えている。なお、吸込ダクト１１および排出ダクト１３は、例えば樹脂によって形成される。
【００２４】
蓄電池５は、例えば、車両３の前記電気モータの電力を供給するものである。この蓄電池５は、例えば複数の二次電池を並列配置して構成されたもの（いわゆる電池パック）であり、例えば略直方体の形状を有している。蓄電池５は、例えば、後席３ａの後側の空間３ｃにおいて車両３のボディフロア３ｄ上に配設される。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、例えば、蓄電池５の充放電電圧を所定の定格電圧に変圧するものである。このＤＣ／ＤＣコンバータ７は、蓄電池５の付近（ここでは蓄電池５の上面５ａ）に配設される。
【００２６】
吸込ダクト１１は、車室３内の空気をＤＣ／ＤＣコンバータ７および蓄電池５の上面５ａに誘導するための通風経路を構成するものである。
【００２７】
この吸込ダクト１１は、車室３内の例えば後席３ａ付近またはアッパーバック３ｅに配置された吸気口１１ａと、蓄電池５の上面５ａ上であってＤＣ／ＤＣコンバータ７における一側（即ち、送風方向上流側）の端部の付近に配置された排気口１１ｂとを有している。そして、吸込ダクト１１は、その吸気口１１ａと排気口１１ｂとを、蓄電池５の上面５ａ（冷却対象領域）およびＤＣ／ＤＣコンバータ７（冷却対象領域）の各々の位置よりも低い位置である結露回収位置１１ｃを経由して繋ぐように形成される。ここでは、結露回収位置１１ｃは、例えば、吸気ダクト１１の最下部となっている。
【００２８】
より詳細には、吸込ダクト１１は、吸気口１１ａから車両下方に向かって伸び、そして、蓄電池５の上面５ａとボディフロア３ｄとの間の結露回収位置１１ｃで車両上方に向かって折り返され、更に、蓄電池５の上面５ａを沿うように折り曲げられて排気口１１ｂに至るように形成される。
【００２９】
冷却ファン９は、車室３内の空気を、吸気ダクト１１を通じて蓄電池５の上面５ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ７へと送風するものである。冷却ファン９は、例えば、蓄電池５の上面５ａ上において吸気ダクト１１の排気口１１ｂ付近（例えば排気口１１ｂの正面）に配置されており、その送風方向がＤＣ／ＤＣコンバータ７の回路基板に略平行な方向（換言すれば、蓄電池５の上面５ａに略平行な方向）に向くように配置される。
【００３０】
ここでは、冷却ファン９は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ７の冷却用としてＤＣ／ＤＣコンバータ７に搭載されたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の回路基板における排気口１１ｂ側の端部において、その送風方向がＤＣ／ＤＣコンバータ７の回路基板に略平行な方向に向くように搭載されている。
【００３１】
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ７が蓄電池５の上面５ａに配置されると共に、冷却ファン９が、蓄電池５の上面５ａにおいて、冷却ファン９の送風方向が蓄電池５の上面５ａに略平行な方向に向くように配置されることで、冷却ファン９は、蓄電池５の上面５ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ７の両方を冷却することができる。
【００３２】
排出ダクト１３は、吸気ダクト１１の排気口１１ｂから排気されて蓄電池５の上面５ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ７を通過した空気を、車両３の外部に排気するための通風経路を構成するものである。
【００３３】
この排出ダクト１３は、蓄電池５の上面５ａ上であってＤＣ／ＤＣコンバータ７における反対側（即ち、送風方向下流側）の端部の付近（即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して排気口１１ｂの正面）に配置された吸気口１３ａと、車両３の外部に連通する排気口１３ｂとを有しており、それら吸入口１３ａと排気口１３ｂとを繋ぐように形成される。
【００３４】
結露回収手段１５は、結露回収位置１１ｃを通過する空気中の湿気を結露させるものであり、例えば、鉄板またはアルミブロック等の金属塊である。
【００３５】
金属塊は、熱伝導性および熱容量が比較的大きいので、空気が金属塊に触れると、空気中の湿気は結露し易い。ここでは、この金属塊の特性を利用して、結露回収手段１５を構成している。これにより、結露回収手段１５は、安価で簡易な手段で構成できる。
【００３６】
この結露回収手段１５は、例えば、吸気ダクト１１内における結露回収位置１１ｃ上に配設される。これにより、結露回収手段１５の温度を、蓄電池５の上面５ａおよびＤＣＤＣコンバータ７よりも低く保つことができ、結露回収手段１５において結露を発生し易くできる。
【００３７】
結露センサ１７は、結露回収手段１５の上面１５ａに配設されて、結露の発生を検出するものである。結露センサ１７は、例えば図３に示すように、各抵抗１７ａ，１７ｂと、一対の電極１７ｃ，１７ｄと、電圧センサ１７ｅとを備えている。
【００３８】
抵抗１７ａは、電源３１と電極１７ｃとの間に接続される。抵抗１７ｂは、電極１７ｄと接地電位Ａとの間に接続される。各電極１７ｃ，１７ｄは、絶縁シート（図示省略）を介して結露回収手段１５の上面１５ａに配置される（図２参照）。各電極１７ｃ，１７ｄは、それぞれ櫛歯を含む櫛型状に形成されており、それぞれの櫛歯を向き合わせて交互に配列するように設置される。電圧センサ１７ｅは、抵抗１７ｂの両端の電圧Ｖｄを検出し、その検出した電圧Ｖｄを制御装置１９へ出力する。
【００３９】
この結露センサ１７では、交互に配列された電極１７ｃの櫛歯と電極１７ｄの櫛歯との間に結露９０が発生すると、電極１７ｃと電極１７ｄとの間の絶縁抵抗が低下して漏電パスが形成される。これにより、抵抗１７ｂに電流Ｉｄが流れて、抵抗１７ｂの両端には、電流Ｉｄと抵抗１７ｂの抵抗値との積である電圧Ｖｄが発生する。電流Ｉｄは、電極１７ｃ，１７ｄ間の絶縁抵抗が低下するほど大きくなる。即ち、この結露センサ１７は、結露の発生を検出しない場合は、その検出結果として、電圧センサ１７ｅから所定電圧未満の電圧を出力し、他方、結露の発生を検出した場合は、その検出結果として、電圧センサ１７ｅから所定電圧以上の電圧を出力する。
【００４０】
制御装置１９は、結露センサ１７の検出結果に基づいて、冷却ファン１７を制御するものである。より詳細には、制御装置１９は、結露センサ１７の検出結果に基づいて、結露センサ１７が結露の発生を検出したか否か（即ち、結露回収手段１５に結露が発生したか否か）を判定する。
【００４１】
そして、その判定の結果、制御装置１９は、結露センサ１７が結露の発生を検出しない場合（即ち、結露回収手段１５に結露が発生していない場合）は、制御装置１９は、冷却ファン１７を順方向（即ち、車室３ａ内の空気が吸気口１１ａからダクト１１内に取り込まれて排気口１１ｂから排出される回転方向）に回転駆動させる。
【００４２】
他方、その判定の結果、結露センサ１７が結露の発生を検出した場合（即ち、結露回収手段１５に結露が発生した場合）は、制御装置１９は、冷却ファン１７を逆方向（即ち、ダクト１１内の空気が吸気口１１ａから車室３ａ内に排気される回転方向）に回転駆動させる。
【００４３】
この制御装置１９は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７と共に蓄電池５の上面５ａに配置されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ７と共に冷却ファン９により冷却される。
【００４４】
＜動作説明＞
次に、図４に基づいて、この冷却装置１の動作を説明する。図４は、本発明の実施形態に係る冷却装置の動作を説明するフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１で、車両３のイグニションスイッチがオンにされて、車両３に搭載されたハイブリッドシステムが起動すると、処理がステップＳ２に進む。
【００４６】
ステップＳ２では、結露センサ１７によって、結露の検出が行われる。そして、その検出結果が制御装置１９に出力される。そして、処理がステップＳ３に進む。
【００４７】
ステップＳ３では、制御装置１９によって、結露センサ１７の検出結果に基づいて、結露回収手段１５に結露が発生した否かが判定される。そして、その判定の結果、結露回収手段１５に結露が発生した場合（即ち、例えば、車室３内の空気の温度および湿度が高く、その空気が吸気ダクト１１に進入している場合）は、処理がステップＳ４に進み、他方、結露回収手段１５に結露が発生していない場合（即ち、例えば、車室３内の空気の温度および湿度が低くその空気が吸気ダクト１１に進入している場合）は、処理がステップＳ５に進む。
【００４８】
ステップＳ４では、制御装置１９によって、冷却ファン１７が逆方向に回転駆動される。これにより、車室３から吸気ダクト１１に進入した温度および湿度の高い空気が、吸気ダクト１１の吸気口１１ａから車室３に排気される。これにより、吸気ダクト１１に進入した当該空気(即ち、結露が発生し易い空気)がＤＣ／ＤＣコンバータ７および蓄電池５の上面５ａに送風されることが防止され、これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ７および蓄電池５の上面５ａに結露が発生することが防止される。
【００４９】
ステップＳ５では、制御装置１９によって、冷却ファン１７が順方向に回転駆動される。これにより、車室３内の空気が吸気ダクト１１を通じてＤＣ／ＤＣコンバータ７および蓄電池５の上面５ａへと送風されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ７および蓄電池５が冷却され、その送風が排気ダクト１３を流れて外部に排気される。
【００５０】
この場合（即ち、結露回収手段１５で結露が発生しない場合）の空気は、温度および湿度が低く結露が発生し難い空気であるので、蓄電池５の上面５ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ７で結露を発生することはない。そして、処理がステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。
【００５１】
＜主要な効果＞
以上に説明した冷却装置１によれば、車室３ａ内の空気を吸気ダクト１１を通じて電気機器５，７の冷却対象領域（ここでは蓄電池５の上面５ａおよびＤＣＤＣコンバータ７の全体）に送風することができるので、車室３ａ内の空気を用いて各電気機器５，７を冷却することができる。
【００５２】
その際、吸気ダクト１１は、吸気口１１ａと排気口１１ｂとを前記冷却対象領域の位置よりも低い位置である結露回収位置１１ｃを経由して繋ぐので、吸気口１１ａから温度および湿度が高い空気が吸い込まれても、当該空気中の湿気を、前記冷却対象領域に至る前に結露回収位置１１ｃで結露させることができ、これにより、当該空気によって、前記冷却対象領域に結露が発生することを防止できる。
【００５３】
なお、結露回収位置１１は、前記冷却対象領域の位置よりも低い位置であるので、結露回収位置１１ｃの雰囲気温度は、前記冷却対象領域の雰囲気温度よりも低くなる。そのため、結露回収位置１１ｃでは、前記冷却対象領域よりも結露が発生し易い。この発明では、吸気口１１ａからの空気を、前記冷却対象領域に至る前に、前記冷却対象領域よりも結露し易い場所（結露回収位置１１ｃ）を通過させて結露させた後、前記冷却対象領域に送ることで、前記冷却対象領域での結露の発生を防止している。
【００５４】
また、結露回収位置１１ｃには、結露回収手段１５が配置されるので、結露回収位置１１ｃで結露をより一層、発生し易くできる。
【００５５】
なお、結露センサ１７によって結露の発生が検出された場合は、送風器９によって、吸気ダクト１１内の空気が吸気口１１ａから車室３ａ内に送り出されるので、そのような結露が発生し易い空気が前記冷却対象領域に送風されることを防止でき、これにより、前記冷却対象領域に結露が発生することを防止できる。
【００５６】
なお、この実施形態では、冷却ファン９によって蓄電池５およびＤＣ／ＤＣコンバータ７の両方が冷却されるが、それらの一方だけを冷却するようにしてもよい。
【００５７】
なお、この実施形態では、冷却装置１は、ハイブリッド車３に搭載される場合を想定するが、電気モータで走行する電気自動車に搭載されて、その電気モータを駆動するための蓄電池およびＤＣＤＣコンバータ等の電気機器を冷却するものであってもよい。
【００５８】
＜付帯事項＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は斯かる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本願発明は、例えばハイブリッド車または電気自動車に搭載された蓄電池およびＤＣ／ＤＣコンバータ等の電気機器を冷却する冷却装置に適している。
【符号の説明】
【００６０】
１  冷却装置
３  車両
５  蓄電池（電気機器）
７  ＤＣ／ＤＣコンバータ（電気機器、変圧回路）
９  冷却ファン（送風器）
１１  吸気ダクト（通風経路）
１１ａ  吸気口
１１ｂ  排気口
１１ｃ  結露回収位置
１５  結露回収手段
１７  結露センサ
１９  制御装置（制御手段）
【図１】
2013116642.tif 000003
【図２】
2013116642.tif 000004
【図３】
2013116642.tif 000005
【図４】
2013116642.tif 000006