(57)【要約】【課題】車両に搭載される電池への浸水を防止しつつ、電池を効率よく冷却する。【解決手段】車両は、車室２内に搭載される電池１１の空冷装置を備える、この空冷装置は、車室２内に互いに配置高さが異なるように設けられる第１吸気口２１Ａおよび第２吸気口２２Ａと、ユーザによる渡河スイッチ５０の操作に従って「第１状態」と「第２状態」とのいずれかの状態に切り替えられる切替弁２５とを備える。切替弁２５の「第１状態」（実線で示す状態）は、低い側の第１吸気口２１Ａと電池パック１０内とを連通し、かつ高い側の第２吸気ダクト２２と電池パック１０内とを遮断する状態である。切替弁２５の「第２状態」は、低い側の第１吸気口２１Ａと電池パック１０内とを遮断し、かつ高い側の第２吸気ダクト２２と電池パック１０内とを連通する状態である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電池の空冷装置であって、
前記電池を冷却するための空気を前記車両の室内から吸入する第１吸気口と、
前記電池を冷却するための空気を前記車両の室内から吸入する第２吸気口と、
前記電池を収納する筐体と、
前記第１吸気口と前記第２吸気口と前記筐体との間に設けられ、ユーザによる切替操作に従って第１状態と第２状態とのどちらかの状態に切替可能な切替装置とを備え、
前記第２吸気口は、前記第１吸気口よりも高い位置に配置され、
前記第１状態は、前記第１吸気口と前記筐体内とを連通し、かつ前記第２吸気口と前記筐体内とを遮断する状態であり、
前記第２状態は、前記第１吸気口と前記筐体内とを遮断し、かつ前記第２吸気口と前記筐体内とを連通する状態である、電池の空冷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電池の空冷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−１４２５２４号公報（特許文献１）には、車室外に配置された電池パックを冷却するための空冷装置が開示されている。この空冷装置においては、電池パックに供給するための空気が吸入される吸気口が、車両のタイヤ中心よりも高い位置に配置される。これにより、たとえば車両が水溜りを走行する時や、水深が規定値（たとえば数十センチメートル）未満の河川を渡る時（以下、単に「渡河時」ともいう）に、吸気口から電池パック内に水が浸入することが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４２５２４号公報
【特許文献２】特開２００８−１３７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、特許文献１に開示された空冷装置においては、電池への浸水を防止するために、吸気口が高い位置に配置されている。しかしながら、吸気口が車室内に設けられる場合には、特許文献１に示されるように吸気口を単純に高い位置に配置するだけでは、電池への浸水を防止できる一方で、電池を効率よく冷却できない可能性がある。
【０００５】
すなわち、車室内においては、空気の対流によって、高温の空気が車室内の上部（高い位置）に移動し、低温の空気が車室内の下部（低い位置）に滞留する。したがって、吸気口を車室内の上部に配置すると、吸気口を車室内の下部に配置する場合に比べて高温の空気が電池パック内に供給されるため、電池を効率よく冷却できない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両に搭載される電池への浸水を防止しつつ、電池を効率よく冷却することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る空冷装置は、車両に搭載される電池の空冷装置であって、電池を冷却するための空気を車両の室内から吸入する第１吸気口と、電池を冷却するための空気を車両の室内から吸入する第２吸気口と、電池を収納する筐体と、第１吸気口と第２吸気口と筐体との間に設けられ、ユーザによる切替操作に従って第１状態と第２状態とのどちらかの状態に切替可能な切替装置とを備える。第２吸気口は、第１吸気口よりも高い位置に配置される。第１状態は、第１吸気口と筐体内とを連通し、かつ第２吸気口と筐体内とを遮断する状態である。第２状態は、第１吸気口と筐体内とを遮断し、かつ第２吸気口と筐体内とを連通する状態である。
【０００８】
上記構成によれば、車両の室内に、互いに配置高さの異なる第１吸気口および第２吸気口が設けられる。そして、ユーザによる切替操作に従って切替装置が第１状態および第２状態のどちらかの状態に切り替えられる。したがって、たとえば、通常走行時など車両の室内に水が入り込む可能性が低い状態では、切替装置を第１状態にすることで、第２吸気口よりも低い位置に配置された第１吸気口から吸入される低温の空気を電池に供給することができる。これにより、第２吸気口から吸入される高温の空気を電池に供給する場合に比べて、電池を効率よく冷却することができる。
【０００９】
一方、車両の渡河時など車両の室内に水が入り込む可能性が高い状態では、切替装置を第２状態に切り替えることで、第１吸気口よりも高い位置に配置された第２吸気口から空気を吸入し、吸入した空気を電池に供給することができる。これにより、仮に車両の室内に水が入り込んだとしても、低い位置に配置された第１吸気口からの浸水を防止しつつ、高い位置に配置された第２吸気口から吸入される空気を電池に供給し続けることができる。そのため、電池への浸水を防止しつつ、電池を冷却し続けることができる。その結果、電池への浸水を防止しつつ、電池を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】渡河スイッチがオフ状態である時（通常時）の切替弁の状態および冷却風の経路を示す図である。
【図３】渡河スイッチがオン状態である時（渡河時）の切替弁の状態および冷却風の経路を示す図である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
図１は、本実施の形態による空冷装置を備えた車両１の全体構成を模式的に示す図である。車両１は、図示しない走行用モータの出力で走行可能な電動車両（電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車など）である。たとえば、車両１は、いわゆる渡河性能が要求される大型ＳＵＶ（Sport  Utility  Vehicle）タイプのハイブリッド自動車である。
【００１３】
車両１は、車室２と、フロントシート３と、リヤシート４と、荷室５と、電池パック１０と、渡河スイッチ５０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００とを含む。
【００１４】
フロントシート３およびリヤシート４は、車室２内において車両前後方向に並んで配置される。荷室５は、車室２内におけるリヤシート４の後方に設けられる。なお、荷室５が設けられるスペースに、他のリヤシートを追加するようにしてもよい。
【００１５】
電池パック１０は、車室２内における、リヤシート４の下方（リヤシート４のクッションと車室２のフロアパネルとの間）に設けられる。なお、電池パック１０が設けられる位置は、リヤシート４の下方に限定されない。たとえば、電池パック１０を荷室５に設けるようにしてもよい。
【００１６】
電池パック１０は、走行用モータに供給する電力を蓄える電池１１と、電池１１を内部に収納する電池ケース（筐体）１２とを含む。
【００１７】
電池１１は走行用モータとの間で充放電する際に内部抵抗などの影響によって発熱する。この発熱によって電池１１の温度が上昇するのを抑制するために、車両１は、電池１１を冷却するための空冷装置を備える。具体的には、車両１は、電池１１の空冷装置として、吸気ダクト２０と、排気ダクト３０と、ファン４０とを備える。
【００１８】
吸気ダクト２０は、第１吸気ダクト２１と、第２吸気ダクト２２と、接続部２３と、接続ダクト２４と、切替弁２５とを含む。
【００１９】
第１吸気ダクト２１の上流側端部に設けられる吸気口（以下「第１吸気口」ともいう）２１Ａは、車室２内と連通される。第１吸気口２１Ａは、車室２内における、フロントシート３のシートクッションよりも下方の位置に配置される。第１吸気ダクト２１の下流側端部は、接続部２３に連通される。
【００２０】
第２吸気ダクト２２の上流側端部に設けられる吸気口（以下「第２吸気口」ともいう）２２Ａは、車室２内と連通される。第２吸気口２２Ａは、車室２内における、フロントシート３のヘッドレストよりも上方の位置（すなわち第１吸気口２１Ａよりも高い位置）に配置される。第２吸気ダクト２２の下流側端部は、接続部２３に連通される。接続部２３は、第２吸気口２２Ａとほぼ同じ高さに設けられる。
【００２１】
接続ダクト２４の上流側端部は、接続部２３に連通される。接続ダクト２４の下流側端部は、電池ケース１２内に連通される。
【００２２】
切替弁２５は、接続部２３の内部に設けられる。切替弁２５は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって、実線で示す「第１状態」と、点線で示す「第２状態」とのいずれかの状態に切り替えられる。切替弁２５の「第１状態」は、第１吸気ダクト２１と接続部２３とを連通し、かつ第２吸気ダクト２２と接続部２３とを遮断する状態である。切替弁２５の「第２状態」は、第１吸気ダクト２１と接続部２３とを遮断し、かつ第２吸気ダクト２２と接続部２３とを連通する状態である。
【００２３】
ファン４０は、接続ダクト２４内に設けられる。ファン４０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて作動される。
【００２４】
排気ダクト３０は、接続ダクト３１と、接続部３２と、第１排気ダクト３３と、第２排気ダクト３４と、切替弁３５とを含む。
【００２５】
接続ダクト３１の上流側端部は、電池ケース１２内に連通される。接続ダクト３１の下流側端部は、接続部３２に連通される。
【００２６】
第１排気ダクト３３の上流側端部は、接続部３２に連通される。第１排気ダクト３３の下流側端部に設けられる排気口（以下「第１排気口」ともいう）３３Ａは、荷室５内の下部と連通される。
【００２７】
第２排気ダクト３４の上流側端部は、接続部３２に連通される。第２排気ダクト３４の下流側端部に設けられる排気口（以下「第２排気口」ともいう）３４Ａは、荷室５内の上部（第１排気口３３Ａよりも高い位置）と連通される。接続部３２は、第２排気口３４Ａとほぼ同じ高さに設けられる。
【００２８】
切替弁３５は、接続部３２の内部に設けられる。切替弁３５は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって、実線で示す「第１状態」と、点線で示す「第２状態」とのいずれかの状態に切り替えられる。切替弁３５の「第１状態」は、接続部３２と第１排気ダクト３３とを連通し、かつ接続部３２と第２排気ダクト３４とを遮断する状態である。切替弁３５の「第２状態」は、接続部３２と第１排気ダクト３３とを遮断し、かつ接続部３２と第２排気ダクト３４とを連通する状態である。
【００２９】
渡河スイッチ５０は、車両１を運転するユーザが操作可能な位置に設けられる。渡河スイッチ５０は、ユーザによって操作されることによって、オン状態とオフ状態とのいずれかに切り替えられる。後述するように、車両１が渡河する場合など、車室２内に水が入り込む可能性が高いと想定される場合に、ユーザは渡河スイッチ５０を操作することによって、切替弁２５，３５の状態を切り替えることができる。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報と各センサの検出結果とに基づいて、所定の演算処理を実行し、その結果に応じて車両１に搭載される各機器を制御する。
【００３１】
以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ１００は、ユーザによる渡河スイッチ５０の操作に従って切替弁２５，３５の状態を切り替える。これにより、電池１１を冷却するための空気（冷却風）が流れる経路が切り替えられる。
【００３２】
図２は、渡河スイッチ５０がオフ状態である時（通常時）の切替弁２５，３５の状態および冷却風の経路を示す図である。渡河スイッチ５０がオフ状態である時に電池１１を冷却する場合、ＥＣＵ１００は、ファン４０を作動させるとともに、切替弁２５，３５をどちらも上述の第１状態にする。これにより、冷却風は、図２の矢印αに示す経路で流れる。
【００３３】
すなわち、車室２内の下部に配置される第１吸気口２１Ａから吸入された空気が電池ケース１２の内部に供給される。ここで、車室２内においては、空気の対流によって、高温の空気が車室２内の上部（高い位置）に移動し、低温の空気が車室２内の下部（低い位置）に滞留する。したがって、渡河スイッチ５０がオフ状態である時には、低温の空気を電池ケース１２の内部に供給することができる。そのため、電池１１を効率よく冷却することができる。
【００３４】
電池ケース１２の内部に供給された冷却風は、電池１１の熱を吸収して電池１１を冷却した後、第１排気口３３Ａから荷室５４内の下部に排出される。すなわち、電池１１を冷却した後の暖かい排風は、リヤシート４に座るユーザの頭の近くではなく、ユーザの足元に排出される。そのため、排風の温かさによってユーザに与える不快感が低減される。
【００３５】
図３は、渡河スイッチ５０がオン状態である時（渡河時）の切替弁２５，３５の状態および冷却風の経路を示す図である。渡河スイッチがオン状態である時に電池１１を冷却する場合、ＥＣＵ１００は、ファン４０を作動させるとともに、切替弁２５，３５をどちらも上述の第２状態に切り替える。これにより、冷却風は、図３の矢印βに示す経路で流れる。具体的には、車室２内の上部に配置された第２吸気口２２Ａから吸入された空気が電池ケース１２の内部に供給される。そのため、図３に示すように渡河時に車室２内に水が入り込み車室２内の水面の高さが第１吸気口２１Ａおよび第１排気口３３Ａの高さを超えたとしても、第１吸気口２１Ａおよび第１排気口３３Ａから電池ケース１２内への浸水を防止しつつ、第１吸気口２１Ａよりも高い位置に配置された第２吸気口２２Ａから吸入される空気を電池１１に供給し続けることができる。そのため、電池１１への浸水を防止しつつ、電池１１を冷却し続けることができる。
【００３６】
仮に第１吸気口２１Ａのみを備える場合には、低温の空気で電池１１を効率よく冷却することができるが、渡河時において電池ケース１２内への浸水が生じるおそれがある。また、仮に第２吸気口２２Ａのみを備える場合には、渡河時において電池ケース１２内への浸水を防止できるが、高温の空気が電池ケース１２内に供給されることになり、電池１１を効率よく冷却することができない。
【００３７】
これに対し、本実施の形態による空冷装置においては、互いに配置高さの異なる第１吸気口２１Ａと第２吸気口２２Ａとを設け、ユーザによる渡河スイッチ５０の操作に従って切替弁２５，３５の状態を切り替えることによって、第１吸気口２１Ａから吸気するのか第２吸気口２２Ａから吸気するのかを選択可能に構成される。
【００３８】
そして、渡河スイッチ５０がオフ状態である時（通常時）には、車室２内に水が入り込む可能性が低いと想定されるため、切替弁２５を第１状態にすることで、低い位置に配置された第１吸気口２１Ａから吸入される低温の空気を電池１１に供給することができる。これにより、第２吸気口２２Ａから吸入される高温の空気を電池１１に供給する場合に比べて、電池１１を効率よく冷却することができる。
【００３９】
一方、渡河スイッチ５０がオン状態である時（渡河時）には、車室２内に水が入り込む可能性が高いと想定されるため、切替弁２５を第２状態にすることで、第１吸気口２１Ａよりも高い位置に配置された第２吸気口２２Ａから空気を吸入し、吸入した空気を電池１１に供給することができる。これにより、仮に車室２内に水が入り込んだとしても、低い位置に配置された第１吸気口２１Ａからの浸水を防止しつつ、高い位置に配置された第２吸気口２２Ａから吸入される空気を電池１１に供給し続けることができる。そのため、電池１１への浸水を防止しつつ、電池１１を冷却し続けることができる。その結果、全体として、電池１１への浸水を防止しつつ、電池１１を効率よく冷却することができる。
【００４０】
図４は、ＥＣＵ１００が切替弁２５，３５を制御する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期で繰り返し実行される。
【００４１】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、渡河スイッチ５０がオン状態であるか否かを判定する。
【００４２】
渡河スイッチ５０がオン状態でない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１１にて吸気側の切替弁２５を第１状態として吸気口を低い側の第１吸気口２１Ａとするとともに、Ｓ１２にて排気側の切替弁３５を第１状態として排気口を低い側の第１排気口３３Ａとする。
【００４３】
一方、渡河スイッチ５０がオン状態である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１３にて吸気側の切替弁２５を第２状態として吸気口を高い側の第２吸気口２２Ａとするとともに、Ｓ１４にて排気側の切替弁３５を第２状態として排気口を高い側の第２排気口３４Ａとする。
【００４４】
以上のように、本実施の形態による空冷装置は、互いに配置高さの異なる第１吸気口２１Ａおよび第２吸気口２２Ａと、ユーザによる渡河スイッチ５０の操作に従って低い側の第１吸気口２１Ａと電池パック１０内とを連通する第１状態と高い側の第２吸気口２２Ａと電池パック１０内とを連通する第２状態とのどちらかの状態に切り替えられる切替弁２５とを備える。そのため、ユーザは、車両１の走行状況に応じて渡河スイッチ５０を操作することによって、低い側の第１吸気口２１Ａから吸気することで低温の空気を電池１１に供給するのか、高い側の第２吸気口２２Ａから吸気することで電池１１への浸水を防止するのかを選択することができる。その結果、電池１１への浸水を防止しつつ、電池１１を効率よく冷却することができる。
【００４５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４６】
１  車両、２  車室、３  フロントシート、４  リヤシート、５  荷室、１０  電池パック、１１  電池、１２  電池ケース、２０  吸気ダクト、２１  第１吸気ダクト、２１Ａ  第１吸気口、２２  第２吸気ダクト、２２Ａ  第２吸気口、２３，３２  接続部、２４，３１  接続ダクト、２５，３５  切替弁、３０  排気ダクト、３３  第１排気ダクト、３３Ａ  第１排気口、３４  第２排気ダクト、３４Ａ  第２排気口、４０  ファン、５０  渡河スイッチ、１００  ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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