(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のバッテリセルを収容するバッテリケース内を隔壁によって、最上流部に空気取入口を備えて複数個のバッテリセルを収容した上流側バッテリセル室と、最下流部に空気排出口を備えて複数個のバッテリセルを収容した下流側バッテリセル室と、に並列に隣接して隔成すると共に前記上流側バッテリセル室の最下流部に、空気取入口から流入した空気流を縮流する縮流部を設け、前記上流側バッテリセル室と下流側バッテリセル室との間には、前記縮流部に連設配置した冷却ファンを備えて、該冷却ファン後流の冷却風の速度成分を静圧に変換する容積の大きな静圧チャンバを設けると共に、該静圧チャンバと下流側バッテリセル室とを連通して静圧チャンバ内から下流側バッテリセル室に冷却風を供給する連通口を設けたことを特徴とする電気自動車のバッテリ冷却装置。
【請求項２】
下流側バッテリセル室を上流側バッテリセル室よりも管路長を短かく設定したことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
【請求項３】
下流側バッテリセル室を上流側バッテリセル室よりも冷却風の流れに対して垂直方向の断面積を大きく設定したことを特徴とする請求項１，２に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
【請求項４】
静圧チャンバに配設した冷却ファンが、そのインレットとアウトレットとで冷却風の速度ベクトルを略直角に偏向する遠心ファンであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
【請求項５】
静圧チャンバと下流側バッテリセル室とを連通する連通口を、冷却ファンのアウトレットと対向しない位置に設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
【請求項６】
静圧チャンバの内壁を吸音構造としたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電気自動車のバッテリ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車のバッテリ冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車は周知のように複数個のバッテリセルを収容したバッテリケースを搭載して、このバッテリセルを電気エネルギー供給源としているが、バッテリセルがその充放電時の発生熱で高温化するとエネルギー効率が低下するため、例えば特開平１１−６７１７８号公報、特開２０００−６７９３４号公報等に示されているようなバッテリセルの冷却装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記何れの冷却装置にあっても、冷却風を動圧によって供給するため、バッテリケース内の冷却風通路に滞留が生じ易く、バッテリセルを効率よく冷却することができなくなってしまう。
【０００４】
そこで、本発明はバッテリケース内のバッテリセルの冷却の偏りを解消できて、バッテリセルの冷却効率を一段と高めることができる電気自動車のバッテリ冷却装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、複数個のバッテリセルを収容するバッテリケース内を隔壁によって、最上流部に空気取入口を備えて複数個のバッテリセルを収容した上流側バッテリセル室と、最下流部に空気排出口を備えて複数個のバッテリセルを収容した下流側バッテリセル室と、に並列に隣接して隔成すると共に前記上流側バッテリセル室の最下流部に、空気取入口から流入した空気流を縮流する縮流部を設け、前記上流側バッテリセル室と下流側バッテリセル室との間には、前記縮流部に連設配置した冷却ファンを備えて、該冷却ファン後流の冷却風の速度成分を静圧に変換する容積の大きな静圧チャンバを設けると共に、該静圧チャンバと下流側バッテリセル室とを連通して静圧チャンバ内から下流側バッテリセル室に冷却風を供給する連通口を設けたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の下流側バッテリセル室を上流側バッテリセル室よりも管路長を短かく設定したことを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にあっては、請求項１，２に記載の下流側バッテリセル室を上流側バッテリセル室よりも冷却風の流れに対して垂直方向の断面積を大きく設定したことを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置であって、静圧チャンバに配設した冷却ファンが、そのインレットとアウトレットとで冷却風の速度ベクトルを略直角に偏向する遠心ファンであることを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明にあっては、請求項１〜４に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置であって、静圧チャンバと下流側バッテリセル室とを連通する連通口を、冷却ファンのアウトレットと対向しない位置に設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明にあっては、請求項１〜５に記載の電気自動車のバッテリ冷却装置であって、静圧チャンバの内壁を吸音構造としたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、冷却ファンによって空気取入口から上流側バッテリセル室に空気が流入すると、該上流側バッテリセル室の最下流部に設けた縮流部により冷却ファンの直前で空気流が縮流されて、冷却風の流速低下を該縮流部のオリフィス効果によって低減することができ、該上流側バッテリセル室内で冷却風が滞留するのを防止して上流側バッテリセル室に収容したバッテリセルの個々に冷却風を行き渡らせることができる。
【００１２】
そして、静圧チャンバでは冷却ファンのアウトレット直後で急激に管路面積が拡大しているため、該静圧チャンバで冷却ファンにより送風される冷却風の速度成分が静圧に変換されて、該静圧チャンバ内から連通口を介して下流側バッテリセル室に冷却風が供給され、該下流側バッテリセル室ではその最上流側の連通口部分と最下流側の空気排出口部分との圧力差が略一定に確保されて、該下流側バッテリセル室に収容したバッテリセルの個々に均等な冷却風量、風速の冷却風を供給することができる。
【００１３】
この結果、バッテリケース内の全てのバッテリセルを均等に冷却することができて、バッテリセルの冷却効率を一段と高めることができる。
【００１４】
また、前述のように静圧チャンバで気流音の主要因である流体速度を一旦大きく低下させるため、騒音を低減することができる。つまり、静圧チャンバでは空気流に微少な渦が発生しても、それを成長させる程の大きな主流が存在しないため、渦による騒音を低減することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、下流側バッテリセル室の管路長を上流側バッテリセル室の管路長よりも短かく設定して、該下流側バッテリセル室の冷却風の圧力損失を小さく抑制できるようにしてあるため、該下流側バッテリセル室の冷却風量、風速の減少を抑えてバッテリセル個々のより均一な冷却性を図ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１，２の発明の効果に加えて、下流側バッテリセル室の冷却風流れに対して垂直方向の断面積を上流側バッテリセル室の同方向の断面積よりも大きく設定することによって、該上流側バッテリセル室の管路幅を狭められて縮流部の管路縮小比、つまり、縮流部の大径部と小径部との比率を小さくできて該縮流部の縮管長さを短縮でき、従って縮流部での管路抵抗を小さく抑えて冷却ファンのファン効率を高めることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、遠心ファンによって管路抵抗を生じることなく冷却風の流れ方向を略直角に偏向して冷却風を下流側バッテリセル室に向かわせることができて、冷却ファンのファン効率を高めることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、冷却ファンから送風された冷却風の動圧が連通口および下流側バッテリセル室に影響するのを回避できるため、下流側バッテリセル室の冷却風量、風速の均一化をより一層高めることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の発明の効果に加えて、静圧チャンバの内壁を吸音構造としてあるため、静圧チャンバで気流音が生じてもこれを吸収することができて、ファン騒音を大幅に低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００２１】
図１において、１は複数個のバッテリセル２を収容するバッテリケースを示し、該バッテリケース１内を隔壁３によって、複数個のバッテリセル２を収容した上流側バッテリセル室４と、複数個のバッテリセル２を収容した下流側バッテリセル室５と、に並列に隣接して隔成してある。
【００２２】
上流側バッテリセル室４の最上流部には空気取入口６を形成してある一方、下流側バッテリセル室５の最下流部には空気排出口７を形成してある。
【００２３】
また、上流側バッテリセル室４の最下流部には、該上流側バッテリセル室４の開口面積を漸次縮小して、空気取入口６から流入した空気流を縮流する縮流部８を設けてある。
【００２４】
バッテリケース１の一側部には、前記上流側バッテリセル室４と下流側バッテリセル室５とを中継し、前記縮流部８に連設配置した冷却ファン１０を備えて、該冷却ファン１０の後流の冷却風の速度成分を静圧に変換する容積の大きな静圧チャンバ９を設けてある。
【００２５】
また、前記下流側バッテリセル室５はその最上流部において連通口１１を介して前記静圧チャンバ９に連通している。
【００２６】
この静圧チャンバ９は、その内壁９ａを例えば粗面に形成して吸音構造としてある。
【００２７】
また、前記冷却ファン１０として本実施形態にあっては、インレット１０ａとアウトレット１０ｂとで冷却風の速度ベクトルを略直角に偏向する遠心ファンを用いている。
【００２８】
更に、本実施形態にあってはバッテリケース１の他側部には、上流側バッテリセル室４に収容したバッテリセル２の作動を制御するセルコントローラ１２Ａと、下流側バッテリセル室５に収容したバッテリセル２の作動を制御するセルコントローラ１２Ｂと、これらバッテリセル２からの電流を供給制御するジャンクションボックス１３とを隔成して搭載してある。
【００２９】
以上の実施形態の構造によれば、冷却ファン１０を作動すると、空気取入口６より上流側バッテリセル室４内に空気が流入し、該上流側バッテリセル室４内を冷却風となって矢印Ａ1で示すように流通し、縮流部８および該冷却ファン１０を経由して矢印Ａ2で示すように静圧チャンバ９に流入し、そして該静圧チャンバ９を中継として連通口１１から下流側バッテリセル室５に導入されて矢印Ａ3で示すように該下流側バッテリ室５を流通し、空気排出口７よりバッテリケース１外へ排出される。
【００３０】
ここで、前述のように冷却ファン１０によって空気取入口６から上流側バッテリセル室４に空気が流入すると、該上流側バッテリセル室４の最下流部に設けた縮流部８により冷却ファン１０の直前で空気流が縮流されて、冷却風の流速低下を該縮流部８のオリフィス効果によって低減し、該上流側バッテリセル室４内で冷却風が滞留するのを防止して上流側バッテリセル室４に収容したバッテリセル２の個々に冷却風を行き渡らせる。
【００３１】
そして、静圧チャンバ９では冷却ファン１０のアウトレット１０ｂの直後で急激に管路面積が拡大しているため、該静圧チャンバ９で冷却ファン１０により送風される冷却風の速度成分が静圧に変換されて、該静圧チャンバ９内から前述のように連通口１１を介して下流側バッテリセル室５に冷却風が供給され、該下流側バッテリセル室５ではその最上流側の連通口１１の部分と最下流側の空気排出口７の部分との圧力差が略一定に確保されて、該下流側バッテリセル室５に収容したバッテリセル２の個々に均等な冷却風量、風速の冷却風を供給することができる。
【００３２】
この結果、バッテリケース１内の全てのバッテリセル２を均等に冷却することができて、バッテリセル２の冷却効率を一段と高めることができる。
【００３３】
また、前述の静圧チャンバ９では冷却ファン１０直後の空気流は、管路面積の急拡大により多くの渦を伴った流れとなり、この渦が気流音の原因となり得るが、前述のように該静圧チャンバ９でこの気流音の主要因である流体速度を一旦大きく低下させるため、騒音を低減することができる。
【００３４】
つまり、静圧チャンバ９では空気流に微少な渦が発生しても、それを成長させる程の大きな主流が存在しないため、渦による騒音を低減することができる。
【００３５】
とりわけ、本実施形態では静圧チャンバ９の内壁９ａを粗面に形成して吸音構造としてあるため、この内壁９ａで渦流の消失を促進し、冷却風の流れの速度成分を効率よく圧力成分に変換して下流側バッテリセル室５のバッテリセル２の冷却効率を向上すると同時に、該内壁９ａで気流音自体をも吸収してファン騒音を大幅に低減することができる。
【００３６】
また、冷却ファン１０として遠心ファンを用いているため、該遠心ファンによって管路抵抗を生じることなく冷却風の流れ方向を矢印Ａ2で示すように略直角に偏向して冷却風を下流側バッテリセル室５に向かわせることができて、冷却ファン１０のファン効率を高めることができる。
【００３７】
しかも、この冷却ファン１０として遠心ファンを用いてそのアウトレット１０ｂが連通口１１と対向しないような配置としてあるため、冷却ファン１０から送風された冷却風の動圧が連通口１１および下流側バッテリセル室５に影響するのを回避できるため、下流側バッテリセル室５の冷却風量、風速の均一化をより一層高めることができる。
【００３８】
図２は本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態にあっては、前記第１実施形態における上流側バッテリセル室４をバッテリケース１の中央部に配設し、その左右両側部に下流側バッテリセル室５，５を並列に隣接して隔成してある。
【００３９】
また、下流側バッテリセル室５はその管路長を上流側バッテリセル室４の管路長よりも短かく設定してある。
【００４０】
従って、この第２の実施形態の構造によれば前記第１実施形態と同様の効果が得られる他、下流側バッテリセル室５を複数にして、該下流側バッテリセル５，５の冷却風の流れに対して垂直方向の総断面積を、上流側バッテリセル室４の同方向の断面積よりも大きく設定することにより、該上流側バッテリセル室４の管路幅を狭められて縮流部８の管路縮小比、つまり、縮流部８の大径部ＷO と小径部Ｗ1 との比率を小さくできて、該縮流部８の縮管長さＬを短縮でき、従って、縮流部８での管路抵抗を小さく抑えて冷却ファン１０のファン効率を高めることができる。
【００４１】
また、下流側バッテリセル室５の管路長を上流側バッテリセル室４の管路長よりも短かく設定して、該下流側バッテリセル室５の冷却風の圧力損失を小さく抑制できるようにしてあるため、該下流側バッテリセル室５の冷却風量、風速の減少を抑えてバッテリセル２の個々のより均一な冷却性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す略示的平面説明図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す略示的平面説明図。
【符号の説明】
１…バッテリケース
２…バッテリセル
３…隔壁
４…上流側バッテリセル室
５…下流側バッテリセル室
６…空気取入口
７…空気排出口
８…縮流部
９…静圧チャンバ
９ａ…内壁
１０…冷却ファン
１１…連通口
【図１】
0003744376.tif 000002
【図２】
0003744376.tif 000003