JP2004149033A

JP2004149033A - 蓄電装置の温度調節構造

Info

Publication number: JP2004149033A
Application number: JP2002317764A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Matsuoka; 俊之松岡; Yoshiji Ishikura; 誉士石倉; Masashi Sawa; 正士澤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】コスト増を最小限に抑えた上で、蓄電装置を効率的に温度調節することができる蓄電装置の温度調節構造の提供。
【解決手段】車室フロア上に配置されるとともに、車輪を駆動する走行用モータに給電する蓄電装置１３，１４の温度調節構造において、蓄電装置１３，１４に嵌合凹部２１を形成し、嵌合凹部２１に嵌合可能な伝熱部２３と伝熱部２３に接続されるヒートシンク部２４とを有する伝熱部材２５の伝熱部２３を嵌合凹部２１に嵌合させ、かつヒートシンク部２４を車室内の空調用ダクト内に配置してなる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪を駆動する走行用モータに給電する蓄電装置の温度調節構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド自動車および電気自動車等、車輪を駆動する走行用モータを有する車両においては、走行用モータに給電するための大型の走行用蓄電装置が搭載されている。
【０００３】
この蓄電装置は、低温であったり高温であったりすると良好な性能が得られない。そのため、蓄電装置が高温になることを防止するために、空調用ブロアを利用して蓄電装置が収納された収納部内に空気を流し蓄電装置を冷却する冷却構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、これとほぼ同様であるが、蓄電装置を通過する冷却用ダクトに空気を流して蓄電装置を冷却する冷却構造も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、蓄電装置が高温となることを防止するために、蓄電装置を専用で冷却する冷却装置が開示されている（例えば、特許文献３）。この冷却装置は蓄電装置の外側にヒートパイプを接触させてこのヒートパイプに接続されたヒートシンクに熱を集め、このヒートシンクを冷却することで蓄電装置を効率良く冷却するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２３３６４８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２９９４８号公報
【特許文献３】
特開平１１−２０４１５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、蓄電装置が収納された収納部内に空気を流し蓄電装置を冷却するのみであるため、特に内部の発熱量が大きい蓄電装置を効率的に冷却することができないという問題があった。
【０００８】
上記特許文献２では、蓄電装置内部を通る冷却用ダクト内に空気を流して蓄電装置を冷却するのみであるため、内部を冷却できるものの、やはり蓄電装置を効率的に冷却することができないという問題があった。
【０００９】
上記特許文献３では、蓄電装置を専用で冷却する冷却装置であるため、コストが増大してしまうという問題があった。しかも、ヒートパイプを蓄電装置の外側に接触させるものであるため、やはり蓄電装置を効率的に冷却することができないという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明は、コスト増を最小限に抑えた上で、蓄電装置を効率的に温度調節することができる蓄電装置の温度調節構造の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車輪を駆動する走行用モータ（例えば実施の形態における走行用モータ１１）に給電するとともに車室フロア（例えば実施の形態における車室フロア１５）上に配置される蓄電装置（例えば実施の形態における蓄電装置１３，１４）の温度調節構造において、前記蓄電装置に嵌合凹部（例えば実施の形態における嵌合凹部２１）を形成し、該嵌合凹部に嵌合可能な伝熱部（例えば実施の形態における伝熱部２３）と該伝熱部に接続されるヒートシンク部（例えば実施の形態におけるヒートシンク部２４）とを有する伝熱部材（例えば実施の形態における伝熱部材２５）の前記伝熱部を前記嵌合凹部に嵌合させ、かつ前記ヒートシンク部を車室内の空調用ダクト（例えば実施の形態における分岐ダクト３４ａ，３４ｄ）内に配置してなることを特徴としている。
【００１２】
これにより、蓄電装置に形成された嵌合凹部に伝熱部を嵌合させることでこの伝熱部が広い面積で蓄電装置に接触することになり、蓄電装置の温度が高い場合には伝熱部が内部の熱を効率良く奪って、車室内の空調用ダクトに配置されたヒートシンク部に集中させ、このヒートシンク部の熱を空調用ダクト内を流れる空気で一気に奪う。よって、蓄電装置を効率良く冷却することができる。また、蓄電装置の温度が低い場合には、車室内の空調用ダクトに配置されたヒートシンク部が空調用ダクト内を流れる空気で加温され、蓄電装置に形成された嵌合凹部に嵌合されることで広い面積で蓄電装置に接触する伝熱部に熱を伝えることになる。よって、蓄電装置を効率良く加温することできる。しかも、車室内の空調用ダクトにヒートシンク部を配置するため、車室内冷暖房用の空調装置と兼用できる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記嵌合凹部と前記伝熱部とには、互いに噛み合う複数の凹凸部（例えば実施の形態における凹凸部５３〜５６）が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
このように、嵌合凹部と伝熱部とに互いに噛み合う複数の凹凸部が形成されているため、嵌合凹部と伝熱部とがさらに大きな面積で接触することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造を図面を参照して以下に説明する。
【００１６】
本実施形態の蓄電装置の温度調節構造は、ハイブリッド自動車および電気自動車等、車輪１０を駆動する走行用モータ１１を有する車両に適用されており、具体的には、走行用モータ１１が車体のフロント側に設けられてフロント側の車輪１０を駆動するＦＦ方式の車両に適用されている。
【００１７】
本実施形態においては、図１および図２に示すように、走行用モータ１１に給電する高圧の走行用蓄電装置１２が複数具体的には二つのほぼ同形状の蓄電装置１３，１４に分けられており、これら蓄電装置１３，１４は互いに前後方向の位置を合わせ、車幅方向に離間するように並べられて車室フロア１５上に取り付けられている。
【００１８】
ここで、蓄電装置１３，１４は、それぞれ最前列シート１８，１９の下側に配置されており、それぞれ最前列シート１８，１９で上側が覆われている。つまり、右側の蓄電装置１３は右側の最前列シート１８の真下に配置され、左側の蓄電装置１４は左側の最前列シート１９の真下に配置されている。なお、この車両は、図示は略すが最前列シート１８，１９の後側にさらに前後２列のシートが並べられた３列シート構造のものである。
【００１９】
蓄電装置１３，１４には、図３および図４に示すように、それぞれ、複数具体的には二カ所の同一形状の嵌合凹部２１が所定の間隔をあけて平行に形成されている。これら嵌合凹部２１は、それぞれ蓄電装置１３，１４の上部所定位置から鉛直下方に延びて底面に抜け、かつ蓄電装置１３，１４を車体前後方向に貫通している。
【００２０】
蓄電装置１３，１４には、それぞれ下側に、複数具体的には二カ所の嵌合凹部２１にそれぞれ嵌合可能な複数具体的には二カ所の伝熱部２３と、これら伝熱部２３の下端に接続されるヒートシンク部２４とを有する伝熱部材２５が設けられている。この伝熱部材２５は全体として熱伝導率の高い金属等で形成されている。
【００２１】
各伝熱部２３は、板状をなしており、嵌合凹部２１に隙間無く嵌合可能な幅、および奥行きを有している。
【００２２】
ヒートシンク部２４は、複数の伝熱部２３に下部が接続される台部２７と、台部２７の下面から下方に延出する複数の平行なフィン２８とを有している。
【００２３】
台部２７は、板状をなしており、蓄電装置１３，１４の下面と同じ幅および奥行きを有しており、蓄電装置１３，１４の下面に全面的に接触可能な大きさとされている。
【００２４】
フィン２８は、台部２７と同じ長さの薄板状をなしており、それぞれが鉛直方向に沿いかつ車体前後方向に沿った状態で、車幅方向に等間隔で配列されている。
【００２５】
一方、車室フロア１５上には、図２に示すように、インストルメントパネル３０内から車室３１内に延出するリヤ空調用ダクト３２が設けられている。このリヤ空調用ダクト３２は主に図示せぬ後部座席に着座している乗員に対し冷暖房を行うものである。
【００２６】
このリヤ空調用ダクト３２は、図５に示すように、車外または車内から空気を取り入れる導入側ダクト３３と、導入側ダクト３３から分岐して車幅方向に配列される四系統の分岐ダクト３４ａ〜３４ｄとを有している。
【００２７】
導入ダクト３３にはその内部流路内で送風を行うファン３６が配置されている。
【００２８】
車幅方向における中央側の二本の分岐ダクト３４ｂ，３４ｃには、通過する空気を冷却または加熱する空調部３７が設けられている。また、分岐ダクト３４ｂの空調部３７よりも下流位置には、車体左右方向外側に隣り合うとともに空調部３７を通らない分岐ダクト３４ａと共通で流路制御部３９が設けられており、分岐ダクト３４ｃの空調部３７よりも下流位置にも、車幅方向外側に隣り合うとともに空調部３７を通らない分岐ダクト３４ｄと共通で流路制御部４０が設けられている。なお、ファン３６と空調部３７とで空調装置３８が構成されている。
【００２９】
流路制御部３９内には、分岐ダクト３４ａ，３４ｂを連通させる連通ダクト４１が設けられており、分岐ダクト３４ａ，３４ｂのそれぞれの連通ダクト４１よりも上流側位置と、連通ダクト４１の中間位置とに、内部流路を開閉可能な開閉部４２〜４４が設けられている。同様に、流路制御部４０内には、分岐ダクト３４ｃ，３４ｄを連通させる連通ダクト４６が設けられており、分岐ダクト３４ｃ，３４ｄのそれぞれの連通ダクト４６よりも上流側位置と、連通ダクト４６の中間位置とに、内部流路を開閉可能な開閉部４７〜４９が設けられている。なお、開閉部としては、フラップ式、スライド式、ロータリバルブ式等、周知のものを用いることができる。
【００３０】
なお、分岐ダクト３４ａ〜３４ｄは、流路制御部３９，４０まではインストルメントパネル３０内に設けられており、流路制御部３９，４０よりも下流側が車室３１内で延出している。
【００３１】
そして、図１に示すように、車幅方向の最も右側の分岐ダクト３４ａが右側の最前列シート１８の下側を通って図示せぬ後部座席側に開口しており、この分岐ダクト３４ａの内部流路の途中位置に右側の蓄電装置１３のヒートシンク部２４が配置されている。
【００３２】
また、車幅方向の最も左側の分岐ダクト３４ｄが左側の最前列シート１９の下側を通って後部座席側に開口しており、この分岐ダクト３４ｄの内部流路の途中位置に左側の蓄電装置１４のヒートシンク部２４が配置されている。
【００３３】
なお、分岐ダクト３４ａ，３４ｄは、少なくともシートシンク部２４が配置された部分がヒートシンク部２４のフィン２８の延在方向に内部流路の方向を合わせている。
【００３４】
さらに、車幅方向中央の二本の分岐ダクト３４ｂ，３４ｃは、蓄電装置１３，１４の間位置を通って後部座席側に開口しており、これらには蓄電装置１３，１４のヒートシンク部は配置されていない。
【００３５】
流路制御部３９，４０は、蓄電装置１３，１４を制御する図示せぬバッテリＥＣＵに接続されている。
【００３６】
このバッテリＥＣＵは、図示せぬセンサからの信号から割り出される蓄電装置１３，１４の温度が所定の上限許容値を超えて高い場合には、これを冷却することになるが、そのときに空調部３７の作動状態を確認する。そして、空調部３７が暖房作動状態である場合には、車室内温度が低いため、流路制御部３９，４０において、開閉部４２，４７を開放し、開閉部４３，４８を開放して、開閉部４４，４９を閉塞する。これにより、空調部３７を通過した暖房空気は分岐ダクト３４ｂ，３４ｃのみを通過して車室３１内に吐出される一方、空調部３７を通過していない送風空気が分岐ダクト３４ａ，３４ｄのみを通過して蓄電装置１３，１４のヒートシンク部２４から熱を奪う。これは、空調部３７が暖房作動状態にあるときには、気温が低いことから送風空気のみで蓄電装置１３，１４を十分に冷却することができるためである。このとき、蓄電装置１３，１４には嵌合凹部２１に伝熱部材２５の伝熱部２３が嵌合されており、これらの伝熱部２３が広い面積で蓄電装置１３，１４に接触することになるため、これらの伝熱部２３が蓄電装置１３，１４の内部の熱を効率良く奪って、分岐ダクト３４ａ，３４ｄに配置されたヒートシンク部２４に集中させ、このヒートシンク部２４の熱を分岐ダクト３４ａ，３４ｄ内を流れる空気で一気に奪うことになる。
【００３７】
一方、蓄電装置１３，１４の温度が高く、しかも空調部３７が冷房作動中である場合には、車室内温度が高いため、流路制御部３９，４０において、開閉部４２，４７を閉塞し、開閉部４３，４８を開放して、開閉部４４，４９を開放する。これにより、空調部３７を通過した冷房空気はその一部が分岐ダクト３４ｂ，３４ｃを通過して車室３１内に吐出される一方、残りの一部が連通ダクト４１，４６を介して分岐ダクト３４ａ，３４ｄを通過することになって蓄電装置１３，１４のヒートシンク部２４から熱を奪う。つまり、空調部３７が冷房で使用される状態では気温が高いことから、冷房空気を使用して蓄電装置１３，１４を冷却する。このときも、蓄電装置１３，１４には嵌合凹部２１に伝熱部材２５の伝熱部２３が嵌合されておりこの伝熱部２３が広い面積で蓄電装置１３，１４に接触することになるため、伝熱部２３が蓄電装置１３，１４の内部の熱を効率良く奪って、分岐ダクト３４ａ，３４ｄに配置されたヒートシンク部２４に集中させ、このヒートシンク部２４の熱を分岐ダクト３４ａ，３４ｄ内を流れる空気で一気に奪うことになる。
【００３８】
図示せぬセンサからの信号で割り出される蓄電装置１３，１４の温度が所定の下限許容値よりも低い場合には、蓄電装置１３，１４を加温することになるが、そのときに空調部３７の作動状態を確認する。そして、空調部３７が暖房作動中である場合には、車室内温度が低いため、流路制御部３９，４０において、開閉部４２，４７を閉塞し、開閉部４３，４８を開放して、開閉部４４，４９を開放する。これにより、空調部３７を通過した暖房空気はその一部が両分岐ダクト３４ｂ，３４ｃを通過して車室３１内に吐出される一方、残りの一部が連通ダクト４１，４６を介して分岐ダクト３４ａ，３４ｄを通過することになって蓄電装置１３，１４のヒートシンク部２４に熱を与える。つまり、空調部３７が暖房で使用される状態では気温が低いことから、暖房空気を使用して蓄電装置１３，１４を加温する。このとき、分岐ダクト３４ａ，３４ｄに配置されたヒートシンク部２４が分岐ダクト３４ａ，３４ｄ内を流れる暖房空気で加温され、蓄電装置１３，１４に形成された嵌合凹部２１に嵌合されることで広い面積で蓄電装置１３，１４の内部に接触する伝熱部２３に熱を伝えることになる。
【００３９】
一方、通常はないが、蓄電装置１３，１４の温度が低く、しかも空調部３７が冷房中である場合には、車室内温度が高いため、流路制御部３９，４０において、開閉部４２，４７を閉塞し、開閉部４３，４８を開放して、開閉部４４，４９を閉塞する。これにより、空調部３７を通過した冷房空気は両分岐ダクト３４ｂ，３４ｃを通過して車室３１内に吐出される一方、両分岐ダクト３４ａ，３４ｄには空気を流さず蓄電装置１３，１４のヒートシンク部２４から熱を奪わないようにする。
【００４０】
以上に述べた本実施形態の蓄電装置の温度調節構造によれば、蓄電装置１３，１４に形成された嵌合凹部２１に伝熱部２３を嵌合させることでこの伝熱部２３が広い面積で蓄電装置１３，１４に接触することになり、蓄電装置１３，１４の温度が高い場合には伝熱部２３が内部の熱を効率良く奪って、車室３１内の分岐ダクト３４ａ，３４ｄに配置されたヒートシンク部２４に集中させ、このヒートシンク部２４の熱を分岐ダクト３４ａ，３４ｄ内を流れる空気で一気に奪う。よって、蓄電装置１３，１４を効率良く冷却することができる。また、蓄電装置１３，１４の温度が低い場合には、車室３１内の分岐ダクト３４ａ，３４ｄに配置されたヒートシンク部２４が分岐ダクト３４ａ，３４ｄ内を流れる空気で加温され、蓄電装置１３，１４に形成された嵌合凹部２１に嵌合されることで広い面積で蓄電装置１３，１４に接触する伝熱部２３に熱を伝えることになる。よって、蓄電装置１３，１４を効率良く加温することできる。しかも、車室３１内のリヤ空調用ダクト３２の分岐ダクト３４ａ，３４ｄにヒートシンク部２４を配置するため、車室３１内冷暖房用のファン３６および空調部３７からなる空調装置３８と兼用できる。したがって、コスト増を最小限に抑えた上で、蓄電装置１３，１４を効率的に温度調節することができる。
【００４１】
なお、接触面積を増大させるため、蓄電装置１３，１４の嵌合凹部２１と伝熱部材２５の伝熱部２３とに、互いに噛み合う複数の凹凸部を形成しても良い。
【００４２】
この場合、図６に示すように、嵌合凹部２１の車幅方向の両側に前後方向に延びる形状の凹凸部５３を上下方向に複数配列するように形成するとともに、これら凹凸部５３に噛み合うように、伝熱部２３にも車幅方向の両側に前後方向に延びる形状の凹凸部５４を上下方向に複数配列するように形成することが可能である。また、図７に示すように、嵌合凹部２１の車幅方向の両側に上下方向に延びる形状の凹凸部５５を前後方向に複数配列するように形成するとともに、これら凹凸部５５に噛み合うように、伝熱部２３にも車幅方向の両側に上下方向に延びる形状の凹凸部５６を前後方向に複数配列するように形成しても良い。
【００４３】
これらのように、嵌合凹部２１と伝熱部２３とに互いに噛み合う複数の凹凸部を形成すれば、嵌合凹部２１と伝熱部２３とがさらに大きな面積で接触することになるため、蓄電装置１３，１４をさらに効率的に温度調節することができることになる。
【００４４】
なお、伝熱部２３を中空として伝熱部２３内に空気を流すようにしても良い。この場合、伝熱部２３内の空気の流路に凹凸部を形成して空気との接触面積を増大するようにしても良い。
【００４５】
また、バッテリＥＣＵによる流路制御部３９，４０の制御は、上記に限定されることなく、例えば開閉部４２〜４４，４７〜４９の開閉を制御するのみでなく、それぞれの開度を詳細に制御して空気の混合量を調整するようにしても良い。
【００４６】
さらに、ヒートシンク部２４のフィン２８については空気の流れに対し平行に配置する必要があるが、各伝熱部２３については空気の流れと平行にする以外に種々の変更が可能である。例えば、上から見たときに空気の流れの方向と直交する方向（車幅方向）に延在するように各伝熱部２３を形成したり、上から見たときに各伝熱部２３が例えば互いにＸ字型に交差するように形成したりすることも可能である。ただし、伝熱部２３を中空として伝熱部２３内に空気を流す場合には、伝熱部２３を空気の流れと平行とするのが好ましい。なお、いずれの場合にも各伝熱部２３の形状に合わせて嵌合凹部２１を形成することになる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、蓄電装置に形成された嵌合凹部に伝熱部を嵌合させることでこの伝熱部が広い面積で蓄電装置に接触することになり、蓄電装置の温度が高い場合には伝熱部が内部の熱を効率良く奪って、車室内の空調用ダクトに配置されたヒートシンク部に集中させ、このヒートシンク部の熱を空調用ダクト内を流れる空気で一気に奪う。よって、蓄電装置を効率良く冷却することができる。また、蓄電装置の温度が低い場合には、車室内の空調用ダクトに配置されたヒートシンク部が空調用ダクト内を流れる空気で加温され、蓄電装置に形成された嵌合凹部に嵌合されることで広い面積で蓄電装置に接触する伝熱部に熱を伝えることになる。よって、蓄電装置を効率良く加温することできる。しかも、車室内の空調用ダクトにヒートシンク部を配置するため、車室内冷暖房用の空調装置と兼用できる。したがって、コスト増を最小限に抑えた上で、蓄電装置を効率的に温度調節することができる。
【００４８】
請求項２に係る発明によれば、嵌合凹部と伝熱部とに互いに噛み合う複数の凹凸部が形成されているため、嵌合凹部と伝熱部とがさらに大きな面積で接触することになる。したがって、蓄電装置をさらに効率的に温度調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造が適用された車両を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造が適用された車両を示す側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造における蓄電装置および伝熱部材を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造における蓄電装置および伝熱部材を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造におけるダクトの配管図である。
【図６】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造における蓄電装置の別の例を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施形態の蓄電装置の温度調節構造における蓄電装置のさらに別の例を示す平面図である。
【符号の説明】
１１走行用モータ
１３，１４蓄電装置
１５車室フロア
２１嵌合凹部
２３伝熱部
２４ヒートシンク部
２５伝熱部材
３４ａ，３４ｄ分岐ダクト（空調用ダクト）
５３〜５６凹凸部

Claims

車輪を駆動する走行用モータに給電するとともに車室フロア上に配置される蓄電装置の温度調節構造において、
前記蓄電装置に嵌合凹部を形成し、
該嵌合凹部に嵌合可能な伝熱部と該伝熱部に接続されるヒートシンク部とを有する伝熱部材の前記伝熱部を前記嵌合凹部に嵌合させ、かつ前記ヒートシンク部を車室内の空調用ダクト内に配置してなることを特徴とする蓄電装置の温度調節構造。
前記嵌合凹部と前記伝熱部とには、互いに噛み合う複数の凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄電装置の温度調節構造。