DE112011101671T5

DE112011101671T5 - Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung

Info

Publication number: DE112011101671T5
Application number: DE201111101671
Authority: DE
Inventors: Hiromasa Minami
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2031-03-08
Also published as: JPWO2011145380A1; WO2011145380A1; CN102844214A; CN102844214B; US9000724B2; US20130049688A1; DE112011101671B4; JP5721014B2

Abstract

Erreichen einer Verbesserung in einer Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung hinsichtlich ihres Effekts auf das Kühlen einer Batterie und auch hinsichtlich ihrer Montierbarkeit in einem Fahrzeug durch Vereinfachung eines Kanalaufbaus für die Kühlung. Ein Aufbau ist derart gestaltet, dass: ein stromaufwärtiger Endbereich (34A) eines Lufteinlasskanals (34) zum Abkühlen einer Batterie (28) hinter und über einem Rücksitz (12) geöffnet ist, während ein stromaufwärtiger Endbereich (36A) eines Lufteinlasskanals (36) zum Abkühlen eines Ladegeräts (29) zu einem Freiraum (37) vor einer unteren Seite des Rücksitzes (12) geöffnet ist; und in einem Fall, in dem ein Klimagerät (8) Luft von einem unteren Bereich der Kabine (5) aufnimmt und kühle Luft zu einem oberen Bereich der Kabine (5) ausbläst, Luft, die die Batterie (28) abgekühlt hat, durch den Lufteinlasskanal (36) zum Abkühlen des Ladegeräts (29) in die Kabine (5) zurückgeführt wird.

Description

[Technisches Feld]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung, und zwar speziell auf eine Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung in einem Fahrzeug wie einem Hybridfahrzeug, das mit einer Batterie (wiederaufladbare Batterie) und einem Ladegerät ausgestattet ist.
[Stand der Technik]
In den vorangegangenen Jahren haben umweltbewusste Fahrzeuge, wie beispielsweise Hybridelektrofahrzeuge (HEV) und Elektrofahrzeuge (EV), Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Diese umweltfreundlichen Fahrzeuge sind mit einer Batterie (wiederaufladbare Batterie) ausgestattet, um Antriebskraft für ihre Fahrmotoren oder deren Energiequellen bereitzustellen. Im Allgemeinen ist die Batterie in einem Gehäuse untergebracht und hinter dem Rücksitz im Inneren der Kabine angeordnet.
Darüber hinaus sind Fahrzeuge, die mit solch einer Batterie und Ähnlichem ausgestattet sind, mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet, die die Batterie abkühlt, indem sie Luft innerhalb der Kabine mittels eines Kühlgebläses in das Gehäuse aufnimmt, sodass verhindert werden kann, dass die Batterie überhitzt.
[Zitationsliste]
[Patentliteratur]

[PTL1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichungsnummer Hei 10-306722
[PTL2] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichungsnummer 2008-92624

Das Fahrzeugbatteriekühlsystem nach PTL1 ist dafür eingerichtet, Luft, die eine Batterie abgekühlt hat, zur Außenseite abzugeben, wenn die Temperatur der Batterie und/oder Ähnlichem gleich oder höher einem vorgegebenen Wert wird.
Das Fahrzeugladesystem nach PTL2 ist dafür eingerichtet, eine Batterie unter Nutzung einer externen Stromquelle aufzuladen, während es die durch den Ladevorgang der Batterie hervorgerufene Temperaturänderung der Batterie verwaltet.
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Einstweilen ist in herkömmlicher Weise oder wie in PTL1 oben beschrieben ein Auslasskanal, durch den Luft, die die Batterie abgekühlt hat, in eine Kabine zurückkehrt, hinter einem hinteren Sitz geöffnet. Dies verursacht einen Nachteil dergestalt, dass die Luft, die die Batterie abgekühlt hat, einfach in eine Batteriekühlungslufteinlassöffnung hinter dem Rücksitz strömen kann.
Darüber hinaus ist in PTL2 wie oben beschrieben eine Ladeeinrichtung bereitgestellt, die die Batterie unter Benutzung einer externen Stromquelle auflädt. Hier ist ein Kanal notwendig, um innerhalb der Kabine Luft sowohl der Batterie als auch dem Ladegerät zuzuführen. Dies verursacht einen Nachteil dergestalt, dass die Kanalstruktur für die Kühlung kompliziert wird.
Aus diesem Grund ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Verbesserung hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Kühlung einer Batterie und auch hinsichtlich ihrer Montierbarkeit auf ein Fahrzeug durch Vereinfachung einer Kanalstruktur zum Kühlen der Batterie zu erreichen.
[Lösung des Problems]
Diese Erfindung ist eine Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung, in der ein kastenförmiges Gehäuse hinter einem Rücksitz in einer Kabine, die ein Klimagerät aufweist, angeordnet ist, und in der eine Batterie und ein Ladegerät, das dafür eingerichtet ist, die Batterie mithilfe einer externen Stromversorgung aufzuladen, in dem Gehäuse angeordnet sind, und die die Batterie und das Ladegerät abkühlt, indem sie Luft innerhalb der Kabine durch einen Lufteinlasskanal in das Gehäuse aufnimmt und die entsprechend eines Betriebszustandes des Klimagerätes zwischen einem Zustand, in dem die als Folge des Abkühlens der Batterie aufgewärmte Luft zu einer Außenseite des Fahrzeugs abgegeben wird und einem Zustand, in dem die aufgewärmte Luft in die Kabine zurückgeführt wird, umschaltet, wobei die Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung derart aufgebaut ist, dass ein stromaufwärtiger Endbereich eines Lufteinlasskanals zum Abkühlen der Batterie hinter und über dem Rücksitz geöffnet ist, während ein stromaufwärtiger Endbereich eines Lufteinlasskanals zum Abkühlen des Ladegeräts zu einem Freiraum vor einer unteren Seite des Rücksitzes hin geöffnet ist, und in einem Fall, in das das Klimagerät Luft von einem unteren Teil der Kabine her aufnimmt und kalte Luft zu einem oberen Teil der Kabine ausbläst, Luft, die die Batterie abgekühlt hat, durch den Lufteinlasskanal zum Abkühlen des Ladegeräts in die Kabine zurückgeführt wird.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Die Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung dieser Erfindung ist in der Lage, durch ihren Effekt auf das Kühlen einer Batterie und außerdem hinsichtlich ihrer Montierbarkeit auf ein Fahrzeug durch die Vereinfachung eines Kanalaufbaus zum Kühlen der Batterie, eine Verbesserung zu erreichen.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, die den Strom kühler Luft während Luftzirkulation im Inneren, den Luftstrom zum Kühlen einer Batterie und den Luftstrom zum Kühlen eines Ladegeräts zeigt. (Ausführungsform)
2a ist eine Seitenansicht einer Kühlvorrichtung. (Ausführungsform)
3 ist eine perspektivische Ansicht eines hinteren Teils eines Fahrzeugs, die den Luftstrom zum Kühlen der Batterie während der Luftzirkulation im Inneren zeigt. (Ausführungsform)
4 ist eine perspektivische Ansicht des hinteren Teils des Fahrzeugs, die die Anordnung des Ladegerätes zeigt. (Ausführungsform)
[Beschreibung der Ausführungsformen]
Diese Erfindung erreicht das Ziel der Verbesserung hinsichtlich ihres Effekts auf die Kühlung einer Batterie, und auch hinsichtlich ihrer Montierbarkeit in einem Fahrzeug mittels Vereinfachen einer Kanalstruktur zum Kühlen der Batterie durch das Verwenden eines Kanals zum Abkühlen eines Ladegeräts, das während dem Fahren des Fahrzeugs nicht betrieben wird, als einen Kanal, durch den Luft zum Abkühlen der Batterie in eine Kabine während Innenluftzirkulation zurückgeführt wird.
[Ausführungsformen]
Die 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform dieser Erfindung.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Fahrzeug, wie ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) oder ein Elektrofahrzeug (EV); 2 einen Motorhaubenabschnitt; 3 einen Dachabschnitt; 4 einen Hecktürabschnitt; 5 eine Kabine; 6 Vorderräder; und 7 Hinterräder.
Die Kabine 5 umfasst: ein Klimagerät 8 in einem vorderen Teil; zudem einen Vordersitz 10 hinter diesem Klimagerät 8 und auf einem Vordersitzbefestigungsabschnitt 9; weiterhin einen Rücksitz 12 auf einem Rücksitzbefestigungsabschnitt 11, der mit der Rückseite des Vordersitzbefestigungsabschnitts 9 verbunden ist; und außerdem einen hinteren Boden 13, der mit der Rückseite des Rücksitzbefestigungsabschnitts 11 verbunden ist. Der Vordersitz 10 wird aus einem Vordersitzunterteil 14, einer Vordersitzrückenlehne 15 und einer vorderen Kopfstütze 16 gebildet. Der Rücksitz 12 ist aus einem Rücksitzunterteil 17, einer Rücksitzrückenlehne 18 und einer hinteren Kopfstütze 19 gebildet.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist hinter der Rücksitzrückenlehne 18 des Rücksitzes 12 in der Kabine 5 ein kastenförmiges Gehäuse 20 angeordnet. Dieses Gehäuse 20 ist gebildet aus: einem hinteren Boden 13 auf einer unteren Seite; einer oberen Abdeckung 21 auf einer oberen Seite; einer Vorderabdeckung 22 hinter der Rücksitzrückenlehne 18 des Rücksitzes 12; einer rückwärtigen Abdeckung 23 auf einer Rückseite; und einer linken Abdeckung 24 und einer rechten Abdeckung 25, die jeweils auf einer linken Seite und einer rechten Seite an beiden Endabschnitten in der Fahrzeugbreitenrichtung als Karosserieteile angeordnet sind. Das Gehäuse 20 bildet einen abgetrennten Gehäusefreiraum 26 innerhalb der Kabine 5.
Innerhalb dieses Gehäusefreiraums 26 in dem Gehäuse 20 sind eine Batterie (wiederaufladbare Batterie) 28 und ein Ladegerät 29, das die Batterie 28 unter Verwendung einer externen Stromversorgung auflädt, als Stromversorgungseinrichtung 27 angeordnet.
Die Batterie 28 ist auf der oberen Oberfläche des hinteren Bodens 13 platziert. Darüber hinaus ist ein Gleichspannungswandler 30 auf der oberen Oberfläche der Batterie 28 platziert.
Das Ladegerät 29 wird nur benutzt während das Fahrzeug 1 gestoppt ist und ein Ladekabel mit diesem verbunden ist, und nicht benutzt, während das Fahrzeug fährt. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Ladegerät 29 in einer Vertiefung 32, die als eine abwärts vertiefte Form in dem hinteren Boden 13 mittels eines stufenförmigen Bereichs 31 gebildet ist, angeordnet.
Zudem ist eine Kühlvorrichtung 33, die die Batterie 28 und das Ladegerät 29 abkühlt, in der Kabine 5 bereitgestellt.
Innerhalb des Gehäuses 20 umfasst diese Kühlvorrichtung 33: einen Batteriekühlungslufteinlasskanal 34, der entlang der vertikalen Richtung hinter der Rücksitzrückenlehne 18 des Rücksitzes 12 und über der Batterie 28 gebildet ist; ein Kühlgebläse 35 zum Kühlen der Batterie 28, das auf der oberen Oberfläche des Gleichspannungswandlers 30 platziert ist; ein Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36, der entlang einer horizontalen Richtung unterhalb des Rücksitzunterteils 17 des Rücksitzes 12 gebildet ist; und ein Kühlgebläse 41 für das Ladegerät 29.
Der Batteriekühlungslufteinlasskanal 34 hat einen stromaufwärtigen Endbereich 34A an einem Ende, der von einem Bereich der oberen Abdeckung 21 hinter und über der Rücksitzrückenlehne 18 des Rücksitzes 12 her geöffnet ist und hat einen stromabwärtigen Endbereich 34b am anderen Ende, der über der Batterie 28 geöffnet ist.
Das Kühlgebläse 35 ist so eingerichtet, dass es Luft in die Kabine 5 durch den stromaufwärtigen Endbereich 34A des Batteriekühlungslufteinlasskanals 34 in Richtung der Batterie 28 sendet. Der Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 hat einen stromaufwärtigen Endbereich 36A an einem Ende, der zu einem Freiraum 37 vor einer unteren Seite des Rücksitzunterteils 17 des Rücksitzes 12 hin geöffnet ist, und hat einen stromabwärtigen Endbereich 36B an dem anderen Ende, der zu der Vertiefung 32, in der das Ladegerät angeordnet ist, hin geöffnet ist. Der Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 leitet nur dann mittels des Kühlgebläses 41 Luft (Kühlluft) (veranschaulicht mittels einer 2-Punkt-Kettenlinie in den 1 und 2) vom Freiraum 37 zur Vertiefung 32, wenn das Fahrzeug 1 gestoppt ist und das Ladegerät 29 die Batterie 28 lädt.
An einen unteren Bereich der rückwärtigen Abdeckung 23 sind ein Luftauslassrohr 38, durch das Luft von dem Gehäusefreiraum 26 zur Außenseite abgelassen wird, und ein Luftauslassventil 39, das nahe dieses Luftauslassrohres 38 angeordnet ist, befestigt.
Zudem ist, wie in 3 gezeigt ist, ein Kühlgebläse 40 für den Gleichspannungswandler 30 nahe dem stromaufwärtigen Endbereich 34A des Batteriekühlungslufteinlasskanals 34 angeordnet.
Einstweilen ist die Kühlvorrichtung 33 derart eingerichtet, die Batterie 28 und das Ladegerät 29 mittels Aufnehmen der Luft innerhalb der Kabine 5 über den Batteriekühlungslufteinlasskanal 34 und den Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 in das Gehäuse 20 abzukühlen, und entsprechend dem Betriebszustand des Klimagerätes 8 zwischen einem Zustand, in dem die Luft, die als Folge des Abkühlens der Batterie 28 erwärmt ist, zur Außenseite abgegeben wird, und einem Zustand, in dem die erwärmte Luft in die Kabine 5 zurückgeführt wird, umzuschalten.
Wie beschrieben ist in der Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung 33 der stromaufwärtige Endbereich 34A des Batteriekühlungslufteinlasskanals 34 hinter und über der Rücksitzrückenlehne 18 des Rücksitzes 12 geöffnet, während der stromaufwärtige Endbereich 36A des Ladegerätkühlungslufteinlasskanals 36 zum Freiraum 37 vor der unteren Seite des Rücksitzes 12 hin geöffnet ist. Darüber hinaus führt die Kühlvorrichtung 33 die Luft (Kühlluft), die die Batterie 28 abgekühlt hat (dargestellt mit einer Kettenlinie in den 1 bis 3) in die Kabine 5 durch den Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 zurück, während das Klimagerät 8 Innenluft zirkuliert, indem es Luft von einem unteren Bereich der Kabine 5 einnimmt und kalte Luft zu einem oberen Bereich der Kabine 5 ausbläst (dargestellt mit einer Ein-Punkt-Kettenlinie in 1).
Durch einen derartigen Aufbau wird die Luft, die infolge des Abkühlens der Batterie 28 aufgewärmt ist, durch den Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 in den Freiraum 37 vor der unteren Seiten des Rücksitzes 12 zurückgeführt, wodurch verhindert wird, dass die aufgewärmte Luft direkt in den Batteriekühlungslufteinlasskanal 34 eingezogen wird.
Darüber hinaus kann durch Verlängern des Luftstromkanals die durch das Abkühlen der Batterie 28 aufgewärmte Luft gut mit der kühlen Luft, die von dem Klimagerät 8 ausgeblasen wird, vermischt werden, wodurch die Temperatur der aufgewärmten Luft effizient vermindert wird, woran anschließend diese in den Batteriekühlungslufteinlasskanal 34 aufgenommen wird. Dementsprechend kann die Leistung bezüglich der Kühlung der Batterie 28 verbessert werden.
Außerdem wird der Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36, der außer während des Ladens des Ladegeräts 29 nicht verwendet wird, als Kanal zum Abgeben der Luft, die die Batterie 28 abgekühlt hat, in die Kabine 5 genutzt, wodurch ein Abluftrohr oder Ähnliches entfernt werden kann. Auf diese Weise kann der Kanalaufbau der Kühlvorrichtung 33 vereinfacht werden. Entsprechend kann die Montierbarkeit der Kühlvorrichtung 33 in dem Fahrzeug 1 verbessert sein.
Zudem ist in dieser Ausführungsform, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, das Ladegerät 29 unterhalb der Batterie 28 angeordnet; der Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 ist unter dem Rücksitz 12 angeordnet; und der stromabwärtige Endbereich 36B des Ladegerätkühlungslufteinlasskanals 36 ist vor dem Ladegerät 29 geöffnet.
Durch solch einen Aufbau kann, in einem Fall, in dem die Luft innerhalb der Kabine 5 durch den Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 dem Ladegerät 29 zugeführt werden soll, kühle Luft, die sich in einem unteren Bereich der Kabine 5 ansammelt, dem Ladegerät 29 zur Verfügung gestellt werden, während das Klimagerät 8 nicht im Betrieb ist. Entsprechend kann die Leistung beim Kühlen des Ladegeräts 29 verbessert sein.
Außerdem kann in einem Fall, in dem die Luft, die infolge des Abkühlens der Batterie 28 aufgewärmt ist, in die Kabine 5 durch den Ladegerätkühlungslufteinlasskanal 36 zurückgeführt werden soll, verhindert werden, dass die aufgewärmte Luft in den Gehäusefreiraum 26 hinter dem Rücksitz 12 eindringt. Dadurch wird die Temperatur der Luft, die in den Batteriekühlungslufteinlasskanal 34 aufgenommen werden soll, vermindert. Entsprechend kann die Leistung der Kühlung der Batterie 28 verbessert sein.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Die Kühlvorrichtung 33 gemäß dieser Erfindung ist anwendbar auf eine Vielzahl von Fahrzeugtypen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
5: Kabine
8: Klimagerät
12: Rücksitz
13: hinterer Boden
20: Gehäuse
26: Gehäusefreiraum
27: Stromversorgungseinrichtung
28: Batterie
29: Ladegerät
32: Vertiefung
33: Kühlvorrichtung
34: Batteriekühlungslufteinlasskanal
35: Kühlgebläse
36: Ladegerätkühlungslufteinlasskanal
37: Freiraum

Claims

Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung, in der ein kastenförmiges Gehäuse hinter einem Rücksitz in einer Kabine, die ein Klimagerät aufweist, angeordnet ist, und in der eine Batterie und ein Ladegerät, das dafür eingerichtet ist, die Batterie mithilfe einer externen Stromversorgung aufzuladen, in dem Gehäuse angeordnet sind, und die die Batterie und das Ladegerät abkühlt, indem sie Luft innerhalb der Kabine durch einen Lufteinlasskanal in das Gehäuse aufnimmt, und die entsprechend eines Betriebszustandes des Klimageräts zwischen einem Zustand, in dem die als Folge des Abkühlens der Batterie aufgewärmte Luft zu einer Außenseite des Fahrzeugs abgegeben wird, und einem Zustand, in dem die aufgewärmte Luft in die Kabine zurückgeführt wird, umschaltet, wobei die Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung derart aufgebaut ist, dass ein stromaufwärtiger Endbereich eines Lufteinlasskanals zum Abkühlen der Batterie hinter und über dem Rücksitz geöffnet ist, während ein stromaufwärtiger Endbereich eines Lufteinlasskanals zum Abkühlen des Ladegeräts zu einem Freiraum vor einer unteren Seite des Rücksitzes hin geöffnet ist, und in einem Fall, in dem das Klimagerät Luft von einem unteren Teil der Kabine her aufnimmt und kalte Luft zu einem oberen Bereich der Kabine ausbläst, Luft, die die Batterie abgekühlt hat, durch den Lufteinlasskanal zum Abkühlen des Ladegeräts in die Kabine zurückgeführt wird.
Fahrzeugbatteriekühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladegerät unterhalb der Batterie angeordnet ist, der Lufteinlasskanal zum Abkühlen des Ladegeräts unterhalb des hinteren Rücksitzes angeordnet ist und ein stromabwärtiger Endbereich des Lufteinlasskanals zum Abkühlen des Ladegeräts vor dem Ladegerät geöffnet ist.