JP2006151270A - Battery cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載バッテリを冷却するための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for cooling an in-vehicle battery.
電動モータにより駆動力を得る電気自動車や、電動モータのほかにエンジンを具え、これらの強調制御より駆動力を得るハイブリッド車においては、電動モータに電力を供給するための強電バッテリを搭載する必要がある。強電バッテリは充電時および放電時に発熱し、熱がこもることで温度上昇するが、強電バッテリが温度上昇すると、充電効率および放電効率が低下し、ひいては走行性能が悪化する。このため、強電バッテリに熱がこもらないよう冷却する装置が必要となる。 In an electric vehicle that obtains a driving force by an electric motor, or a hybrid vehicle that has an engine in addition to the electric motor and obtains a driving force from these emphasis control, it is necessary to install a high-power battery for supplying electric power to the electric motor. is there. The high-power battery generates heat during charging and discharging, and the temperature rises due to heat accumulation. However, when the temperature of the high-power battery rises, charging efficiency and discharging efficiency are lowered, and thus traveling performance is deteriorated. For this reason, the apparatus which cools so that heat may not accumulate in a high-power battery is required.
バッテリの冷却装置としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。
特許文献1に記載の車両用電池冷却システムは、車内の温度調整を行う空調装置を具えた車両に設けられ、空調装置により冷やされた車内空間の空気を冷却ファンでバッテリ室へ供給することによりバッテリを冷却する冷却手段と、冷却後の空気を車内へ案内することにより、空気をバッテリ室と車内空間との間で循環させる循環手段と、冷却後の空気を車外へ排出する排出手段と、前記循環手段と排出手段とを切り換える切換え手段とを含むものである。
The vehicle battery cooling system described in
しかし、上記従来のような車両用電池冷却システムにあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり切換え手段が排出手段を選択した状態では、車内空間の空気がバッテリ室を経て車外へ排出されることから、排出された量と等量の空気が車外から車内へ新たに補充されることとなる。
したがって、空調装置が内気循環を選択し、車外の空気を取り込まないようにしたつもりであっても、実際には車外から車内へ空気が流入する。この結果、車外の空気が汚れている場合には搭乗者が不快感を感じるという不都合があった。
However, the conventional vehicle battery cooling system as described above has the following problems. In other words, when the switching means selects the discharge means, the air in the vehicle interior is discharged outside the vehicle through the battery chamber, so that an amount of air equivalent to the discharged amount is newly replenished from the outside of the vehicle into the vehicle. Become.
Therefore, even if the air conditioner selects internal air circulation and does not intend to take in air outside the vehicle, air actually flows into the vehicle from outside the vehicle. As a result, there is an inconvenience that the passenger feels uncomfortable when the air outside the vehicle is dirty.
本発明は、上述の実情に鑑み、空調装置が内気循環を選択した場合には、車外から車内へ空気が流入することなくバッテリを冷却する技術を提案するものである。 In view of the above circumstances, the present invention proposes a technique for cooling a battery without air flowing from the outside of the vehicle into the vehicle when the air conditioner selects the inside air circulation.
この目的のため本発明によるバッテリの冷却装置は、請求項1に記載のごとく、
車外に外気吸入口を具えるとともに車内に内気循環吸入口を具えこれら吸入口より車外または車内から選択可能に取り入れた空気の温度を制御して車内に送ることにより車内空間の気温を調節する空調装置と、車両を駆動するために必要な電力を供給するバッテリとを具えた車両に設けられ、
該バッテリを冷却する冷却風を導入する吸気ダクトと、バッテリ冷却後の前記冷却風を車外または車内へ排出する排気ダクトとを具えたバッテリ冷却装置において、
前記吸気ダクトの導入口を車外と車内とに夫々設け、前記冷却風を車外または車内から選択可能に取り入れるよう構成したことを特徴としたものである。
For this purpose, the battery cooling device according to the invention is as claimed in
Air conditioning that adjusts the temperature of the interior space by providing outside air intake ports outside the vehicle and inside air circulation intake ports inside the vehicle, controlling the temperature of air taken in from the outside of the vehicle or from the inside of the vehicle and sending it to the inside of the vehicle. Provided in a vehicle comprising a device and a battery for supplying power necessary to drive the vehicle;
In a battery cooling device comprising an intake duct for introducing cooling air for cooling the battery, and an exhaust duct for discharging the cooling air after battery cooling to the outside or inside the vehicle,
The inlet of the intake duct is provided outside and inside the vehicle, respectively, and the cooling air can be selected from outside or inside the vehicle.
かかる本発明の構成によれば、空調装置が外気吸入であっても内気循環であっても、吸気ダクトが車外から直接に冷却風を導入可能なため、空調装置が内気循環を選択中には、車外から導入した冷却風でバッテリを冷却し、冷却後の冷却風を車外へ排出することにより、車外の空気を取り込むことはない。
したがって、空調装置が内気循環を選択した場合には、汚れた車外の空気が車内へ流入して搭乗者が不快感を感じるといった前記の問題を解消することができる。
According to the configuration of the present invention, since the intake duct can directly introduce the cooling air from the outside of the vehicle regardless of whether the air conditioner is outside air intake or inside air circulation, the air conditioner is selecting the inside air circulation. By cooling the battery with cooling air introduced from outside the vehicle and discharging the cooled cooling air outside the vehicle, air outside the vehicle is not taken in.
Therefore, when the air conditioner selects the inside air circulation, it is possible to solve the above problem that dirty outside air flows into the vehicle and the passenger feels uncomfortable.
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例になるバッテリの冷却装置を具えた車両を、側面から見て模式的に示す全体構成図である。
搭乗者が着席する車内空間1には空調装置2を設ける。空調装置2は車内空間1の冷暖房を行う公知のエアコンディショナーであって、吸入口から吸入した空気を所定の温度に調整したのち、内蔵型のブロアファン2bを経て吹出し口2fから車内空間1へ送り出す。
吸入口は2つあり、車内空間の外(車外)であってフロントガラス3の下部には外気吸入口4を設ける。また、車内空間1、例えば運転者の足元等、には内気循環吸入口5を設ける。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a vehicle including a battery cooling device according to an embodiment of the present invention when viewed from the side.
An
There are two suction ports, and an outside air suction port 4 is provided at the lower part of the
吸入口4,5は夫々開閉することができ、吸入口4を開き吸入口5を閉じることで空調装置2は車外から空気を取り入れ可能である(外気吸入)。または、吸入口4を閉じ吸入口5を開くことで空調装置2は車内で空気を循環可能である(内気循環)。または、吸入口4,5を適度に開くことで車外および車内の双方から割合可変に空気を取り入れることができる。
The
本実施例の車両は電動モータの駆動力を利用して走行する電気自動車、またはエンジンおよび電動モータの駆動力を利用して走行するハイブリッド車である。このため、車両には図示しない電動モータに必要な電力を供給する大型のバッテリ6を設ける。バッテリ6は充電時および放電時に発熱するため、バッテリ6へ空気を送気することによりバッテリ6を冷却する。
バッテリ6の周囲を冷却風が流れるよう、バッテリ6が配置されるバッテリ室7の内壁とバッテリ6表面との間には隙間を設ける。
The vehicle of the present embodiment is an electric vehicle that travels using the driving force of the electric motor or a hybrid vehicle that travels using the driving force of the engine and the electric motor. For this reason, the vehicle is provided with a
A gap is provided between the inner wall of the
冷却風を送気するため、バッテリ室7には吸気ダクト8の一端を接続する。吸気ダクト8の他端には2つの導入口を設ける。一方の導入口9はフロントガラス3の下部で車外と接続する。他方の導入口10は車内空間1と接続する。吸気ダクト8には、これら導入口9,10を選択可能の切り換える切換弁11を挿置する。
なお走行中は、車体前方部のボンネット21上を平行に流れる走行風が向きを変えてフロントガラス3上を平行に流れることから、フロントガラス3の下部では空気圧が、大気圧よりも高いことが知られている。
One end of an
During traveling, the traveling wind flowing in parallel on the
また冷却後の冷却風を排出するため、バッテリ室7には排気ダクト12の一端を接続する。排気ダクト12の他端部は分岐して2つの排気口に至る。一方の排気口13は車体後端22で車外と接続し、他方の排気口14は車内空間1と接続する。排気口14から排気される冷却風の多くが空調装置2に取り入れられるよう排気口14を空調装置2の内気循環吸入口近傍に配置する。
走行中は、車体後方部のトランクカバー23上を平行に流れる走行風が車体後端22で巻き込まれることから、車体後端22では空気圧が、大気圧よりも低いことが知られている。したがって冷却風は圧力差をもった導入口9から排気口13へ流れる。
しかしながら、吸気ダクト8および排気ダクト12は経路が長く数箇所で曲折することから、曲折による抵抗を相殺して冷却風の風量を十分に確保するとともに、必要に応じてバッテリ6を急速に冷却するために、排気ダクト12にはバッテリファン15を挿置する。バッテリファン15と車外排気口13との間には、排気口13,14を選択可能に切り換える切換弁16を挿置する。
Further, one end of an exhaust duct 12 is connected to the
During traveling, since the traveling wind flowing in parallel on the
However, since the
車内空間1には車内の気温を検出する車内温度センサ17を設ける。車外導入口9の近傍には車外の気温を検出する車外温度センサ18を設ける。バッテリ6にはバッテリ6の温度を検出するバッテリ温度センサ19を設ける。
図示しない冷却装置コントローラは、これら温度センサ17,18,19からの信号を読み込み、図2にフローチャートで示す制御を実行して切換弁11,16の切換制御を行う。
A vehicle
A cooling device controller (not shown) reads signals from these
まずステップS1において、バッテリ6の温度と、車外の気温と、車内の気温とを読み込む。
次のステップS2において、車外の気温がバッテリ6の冷却に適した温度であるか否かを判断する。車外の気温がバッテリ6の温度よりも高い等、冷却に適した温度でない場合(No)、ステップS6へ進む。車外の気温がバッテリ6の温度よりも十分に低い等、冷却に適した温度である場合(Yes)、ステップS3へ進む。
First, in step S1, the temperature of the
In the next step S2, it is determined whether or not the temperature outside the vehicle is a temperature suitable for cooling the
ステップS3においては、吸気ダクト8が冷却風を車外から導入するよう、切換弁11を導入口9側へ切り換える。また排気ダクト12が冷却後の冷却風を車外へ排出するよう、切換弁16を排気口13側へ切り換える。
次のステップS4において、バッテリ6の温度が予め定められた所定の上限値以上であるか否かを判断する。上限値以上であると判断する場合(Yes)、バッテリ6の冷却効果を高めるためにバッテリファン15を作動させて冷却風の風量を増大させる。
In step S3, the
In the next step S4, it is determined whether or not the temperature of the
これに対し、上記ステップS4で上限値以上でないと判断する場合(No)、ステップS5をスキップして本制御を終了する。
上記ステップS3により本実施例の冷却装置は図1に示すように、バッテリ6の冷却風を車外から導入し、冷却後の冷却風を車外へ排出する一方、他方では冷却風を車内空間と区画して空調装置2を内気循環とする「車外導入・内気循環」モードを実行するものである。
On the other hand, if it is determined in step S4 that the value is not equal to or greater than the upper limit (No), step S5 is skipped and the present control is terminated.
As shown in FIG. 1, the cooling device of the present embodiment introduces cooling air from the
上記ステップS2に説明を戻すと、車外の気温がバッテリ6の温度よりも高い等、冷却に適した温度でない場合(No)には、ステップS6へ進み、ステップS6において吸気ダクト8が冷却風を車内から導入するよう、切換弁11を導入口10側へ切り換える。
次のステップS7では、空調装置2が外気吸入口4から空気を取り入れ中か否かを判断する。空調装置2が外気吸入口4のみから空気を取り入れ中、または吸入口4,5の双方から空気を取り入れ中の場合(Yes)、ステップS8へ進む。空調装置2が内気循環吸入口5のみから空気を取り入れ中、または吸入口4,5のいずれからも空気を取り入れていない場合(No)、ステップS9へ進む。
Returning to the description of step S2, if the temperature outside the vehicle is higher than the temperature of the
In the next step S <b> 7, it is determined whether or not the
ステップS8においては、排気ダクト12が冷却後の冷却風を車外へ排出するよう、切換弁16を車外排気口13側へ切り換える。
これにより本実施例の冷却装置は図3に示すように、バッテリ6の冷却風を車内空間1から導入し、冷却後の冷却風を車外へ排出するとともに、空調装置2を外気吸入とする「車内導入・外気吸入」モードを実行するものである。
In step S8, the switching
As a result, as shown in FIG. 3, the cooling device of the present embodiment introduces the cooling air of the
ステップS9においては、排気ダクト12が冷却後の冷却風を車内へ排出するよう、切換弁16を車内排気口14側へ切り換える。
これにより本実施例の冷却装置は図4に示すように、バッテリ6の冷却風を車内空間1から導入し、冷却後の冷却風を車内空間1へ排出するとともに、空調装置2を内気循環とする「車内導入・内気循環」モードを実行するものである。
In step S9, the switching
As a result, as shown in FIG. 4, the cooling device of the present embodiment introduces the cooling air of the
上記ステップS8またはステップS9から上記ステップS4へ戻り、バッテリファン15を作動させるか否かにつき上述の制御を実行する。
Returning to step S4 from step S8 or step S9, the above-described control is executed as to whether or not the
ところで、上記した本実施例によれば、吸気ダクト3の導入口9,10を、車外と車内空間1とに夫々設け、バッテリ6の冷却風を車外または車内から選択可能に取り入れることから、冷却風を車外から車内空間1を経ずに直接バッテリ6へ送気することが可能になる(図1)。したがって従来のように車外の汚れた空気が車内空間1に流入することがなく、搭乗者が不快感を感じるといった問題を解消して乗り心地性能を高めることができる。
By the way, according to the above-described embodiment, the
また本実施例では、車外の気温を検出する車外温度センサ18と、車内の気温を検出する車内温度センサ17とを具え、吸気ダクト8には車外または車内から切り換え可能に導入する切換弁11を設け、排気ダクト12には車外または車内へ切り換え可能に排出する切換弁16を設け、図2および上述のフローチャートに基づき冷却風を車外あるいは車内空間1のいずれか一方から取り入れ可能に構成したことから、バッテリ6の冷却性能を高め温度管理を好適に実現することができる。
Further, in this embodiment, an
なお、上述したステップS2において、外気の温度がバッテリ6の冷却するためには十分低くなく、かといって車内の温度がバッテリ6の冷却するためには低くすぎる場合には、図2のフローチャートには示さなかったが導入口9,10の双方から冷却風を導入してもよいこと勿論である。この場合、空調装置2は車外から空気を取り入れる必要がある。
In step S2 described above, if the temperature of the outside air is not sufficiently low for cooling the
また本実施例では、図3および図4に示すように、吸気ダクト8が車内空間1から冷却風を取り入れる状態で、空調装置2が車外あるいは車内いずれか一方から吸入する。
これにより、車外の空気がきれいな場合には、「車内導入・外気吸入」モード(図3)を選択することで、車内空間1の換気とバッテリ6の温度管理の双方を同時に実現することが可能になるとともに、
車外の空気が汚れている場合には、「車内導入・内気循環」モード(図4)を選択することで、搭乗者が不快感を感じることを防止しつつバッテリ6の温度管理を行うことが可能となり、
運転環境に応じて本発明の冷却性能・乗り心地性能を相乗的に高めることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
As a result, when the air outside the vehicle is clean, it is possible to realize both the ventilation of the vehicle
When the air outside the vehicle is dirty, the temperature management of the
The cooling performance and riding comfort performance of the present invention can be synergistically increased according to the driving environment.
また本実施例では、排気ダクト12の車内空間1への排気口14を、空調装置2の内気循環吸入口5近傍に配置したことから、
排気口14から排出される冷却後の冷却風の多くが空調装置2に取り入れられる。したがって、熱をもった冷却後の冷却風が搭乗者に吹きかかることを回避して、空調装置2で冷却してから車内空間1へ送ることができる。
In the present embodiment, the
Most of the cooled cooling air discharged from the
また本実施例では、吸気ダクト8の外気導入口9の取り付け位置における空気圧が、排気ダクト12の車外排気口13の取り付け位置における空気圧よりも高くなるよう、導入口9をフロントガラス3下部に配設し、排気口13を車体後端22に配設したことから、
図1に示す「車外導入・内気循環」モードにおいて、冷却風の風量を大きく確保することが可能になる。したがってバッテリファン15を作動させることなく、バッテリ6の冷却性能を高めることができ、消費電力の軽減と燃費向上に寄与することができる。
Further, in this embodiment, the
In the “outside vehicle introduction / inside air circulation” mode shown in FIG. 1, a large amount of cooling air can be secured. Therefore, the cooling performance of the
1 車内空間
2 空調装置
4 空調装置外気吸入口
5 空調装置内気循環吸入口
6 バッテリ
8 吸気ダクト
9 外気導入口
10 車内導入口
11 吸気ダクト切換弁
12 排気ダクト
13 車外排気口
14 車内排気口
15 バッテリファン
16 排気ダクト切換弁
17 車内温度センサ
18 車外温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該バッテリを冷却する冷却風を導入する吸気ダクトと、バッテリ冷却後の前記冷却風を車外または車内へ排出する排気ダクトとを具えたバッテリ冷却装置において、
前記吸気ダクトの導入口を車外と車内とに夫々設け、前記冷却風を車外または車内から選択可能に取り入れるよう構成したことを特徴とするバッテリ冷却装置。 Air conditioning that adjusts the temperature of the interior space by providing outside air intake ports outside the vehicle and inside air circulation intake ports inside the vehicle, controlling the temperature of air taken in from the outside of the vehicle or from the inside of the vehicle and sending it to the inside of the vehicle. Provided in a vehicle comprising a device and a battery for supplying power necessary to drive the vehicle;
In a battery cooling device comprising an intake duct for introducing cooling air for cooling the battery, and an exhaust duct for discharging the cooling air after battery cooling to the outside or inside the vehicle,
A battery cooling device characterized in that an inlet for the intake duct is provided outside and inside the vehicle so that the cooling air can be selected from outside or inside the vehicle.
車外の気温を検出する車外温度センサと、車内の気温を検出する車内温度センサとを具え、前記吸気ダクトには前記冷却風を車外または車内から切り換え可能に導入する切換弁を設け、前記排気ダクトには冷却後の冷却風を車外または車内へ切り換え可能に排出する切換弁を設け、
検出した車外温度および車内温度に基づき前記冷却風を車外あるいは車内のいずれか一方または双方から取り入れ可能に構成したことを特徴とするバッテリ冷却装置。 The battery cooling device according to claim 1,
An exhaust temperature sensor for detecting an outside temperature of the vehicle and an in-vehicle temperature sensor for detecting the temperature of the inside of the vehicle. The exhaust duct is provided with a switching valve for introducing the cooling air so that the cooling air can be switched from outside or inside the vehicle. Has a switching valve that discharges cooling air after cooling so that it can be switched outside or inside the vehicle,
A battery cooling device configured to be able to take in the cooling air from either or both of the outside of the vehicle and the inside of the vehicle based on the detected outside temperature and inside temperature.
前記吸気ダクトが車内から冷却風を導入する状態で、前記空調装置が車外あるいは車内いずれか一方または双方から取り入れ可能に構成したことを特徴とするバッテリ冷却装置。 The battery cooling device according to claim 2,
A battery cooling device, characterized in that the air-conditioning device can be taken in either or both of the inside of the vehicle and the inside of the vehicle while the intake duct introduces cooling air from the inside of the vehicle.
前記排気ダクトの車内空間への排気口を、前記空調装置の内気循環吸入口近傍に配置したことを特徴とするバッテリ冷却装置。 The battery cooling device according to claim 3.
The battery cooling device according to claim 1, wherein an exhaust port into the vehicle interior space of the exhaust duct is disposed in the vicinity of the inside air circulation inlet of the air conditioner.
前記吸気ダクトの外気導入口の取り付け位置における空気圧が、前記排気ダクトの車外への排気口の取り付け位置における空気圧よりも高くなるよう、該導入口および排気口を配設したことを特徴とするバッテリ冷却装置。 In the battery cooling device according to any one of claims 1 to 4,
A battery characterized in that the introduction port and the exhaust port are arranged so that the air pressure at the installation position of the outside air introduction port of the intake duct is higher than the air pressure at the installation position of the exhaust port outside the vehicle of the exhaust duct. Cooling system.
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