JP2008140630A - 車両用の電源装置とこの電源装置を備える電動車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄い中空断熱層でもって電池ケースの温度差を小さくして電池を均一な温度にする。中空断熱層でもって搭載位置の温度差を均一化し、さらに、中空断熱層に蓄熱して、電池が過冷却されるのを防止する。
【解決手段】電源装置は、電池ケース12内に複数の電池11を内蔵する電動車両用の電源装置である。この電源装置は、電池ケース12の下に中空断熱層13を設けて、この中空断熱層13には、内部で移動する熱媒体液14を充填している。電源装置は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
【選択図】図4
【解決手段】電源装置は、電池ケース12内に複数の電池11を内蔵する電動車両用の電源装置である。この電源装置は、電池ケース12の下に中空断熱層13を設けて、この中空断熱層13には、内部で移動する熱媒体液14を充填している。電源装置は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
【選択図】図4
Description
本発明は、モーターとエンジンの両方で車両を走行させるハイブリッドカーやモーターで走行される電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両を走行させるモーターに電力を供給する電源装置と、この電源装置を搭載する電動車両に関する。
車両を走行させるモーターに電力を供給する車両用の電源装置は、出力を大きくするために多数の充電できる電池を電池ケースに内蔵している。この電源装置は、充放電の電流が大きく、また多数の電池を内蔵することから発熱が大きく、電池を強制的に冷却している。電池の温度上昇が電池の電気特性を低下させるばかりでなく、電池を劣化させる原因となるからである。電池を強制冷却する方式においては、電池の温度を設定温度よりも低く保持することも大切である。さらに、このことに加えて、全ての電池を均一な温度に冷却することも極めて大切である。電池の温度差は、温度に起因する電池の劣化状態をアンバランスにすることに加えて、電池の電気特性を不均一にするからである。電池の電気特性がアンバランスになると、充放電される電池の残容量が不揃いとなり、特定の電池が過充電又は過放電となって、著しく劣化するからである。このことから、多数の電池を電池ケースに収納する車両用の電源装置は、全ての電池をいかに均一に小さい温度差で冷却できるかが極めて大切である。このことから、車両用の電源装置は、電池ケースに収納する全ての電池を均一な温度に冷却するために、種々の冷却構造が開発されている。
ところが、全ての電池を均一に冷却するように設計された電源装置が、現実に車両に搭載されると、電池の温度差が大きくなることがある。それは、車両に搭載される状態で、電源装置の外部の環境温度が必ずしも均一ではないからである。たとえば、モーターとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の電動車両において、車両後部のフロアパネルに搭載される電源装置は、フロアパネルの下にあるマフラー等の影響を無視できない。とくに、近年の車両は、排気ガスを清澄にする触媒を有効に働かせることから、マフラーの温度が高く、マフラーによる温度差を無視できない。
この弊害は、例えば特許文献1に記載されるように、電源装置の下に中空断熱層を設け、この中空断熱層でマフラーなどの熱を遮断して少なくできる。
特開平7−186734号公報
特許文献1の電源装置は、電池ケースの底部に中空断熱層を設けて下の熱を遮断している。この構造の電源装置は、下の熱を遮断するので、たとえば、車両のフロアパネルに搭載されて、マフラー等の熱を断熱できる。ただ、マフラー等で電池ケースが局部的に下から加熱される状態にあっては、断熱されても、均一な温度になるようには断熱されない。高温の部分も低温の部分も同じように断熱されることから、マフラーなどの高温部分の上方は、低温部分よりも温度が高くなる。このため、フロアパネルの下方に温度差があると、中空断熱層の上にも温度差ができ、この温度差が電池の温度を不均一にする欠点がある。中空断熱層を厚くして、中空断熱層の上面の温度差を少なくできる。ただ、中空断熱層を厚くすると、車両の搭載位置に制限を受け、また搭載される状態でフロアパネルから上や下に突出する高さが大きくなる。このため、搭載状態を考慮すると、中空断熱層をいかに薄くできるかが大切となる。
本発明は、このような弊害を避けることを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、薄い中空断熱層でもって電池ケースの温度差を小さくして電池を均一な温度にできる車両用の電源装置と、この電源装置を搭載する電動車両を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、中空断熱層でもって搭載位置の温度差を均一化し、さらに、中空断熱層に蓄熱して、電池が過冷却されるのを防止できる車両用の電源装置と、この電源装置を搭載する電動車両を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、中空断熱層でもって搭載位置の温度差を均一化し、さらに、中空断熱層に蓄熱して、電池が過冷却されるのを防止できる車両用の電源装置と、この電源装置を搭載する電動車両を提供することにある。
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
本発明の請求項1の車両用の電源装置は、電池ケース12内に複数の電池11を内蔵する電動車両用の電源装置である。この電源装置は、電池ケース12の下に中空断熱層13を設けて、この中空断熱層13には、内部で移動する熱媒体液14を充填している。電源装置は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
本発明の請求項1の車両用の電源装置は、電池ケース12内に複数の電池11を内蔵する電動車両用の電源装置である。この電源装置は、電池ケース12の下に中空断熱層13を設けて、この中空断熱層13には、内部で移動する熱媒体液14を充填している。電源装置は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
本発明の請求項2の電源装置は、請求項1の構成に加えて、中空断熱層13を、外周を水密に連結してなる下プレート15と上プレート16で構成して、下プレート15と上プレート16の間にできる中空断熱層13に熱媒体液14を充填している。
さらに、本発明の請求項3の電源装置は、請求項2の構成に加えて、下プレート15と上プレート16を金属板とし、下プレート15と上プレート16の外周を断熱材17を介して水密に連結している。
さらに、本発明の請求項4の電源装置は、請求項2または3の構成に加えて、熱媒体液14を充填している中空断熱層13に空気層18を設けている。
本発明の請求項5の車両用の電源装置は、電池ケース12内に複数の電池11を内蔵する電動車両用の電源装置である。この電源装置は、電池ケース12の上に中空断熱層13を設けて、この中空断熱層13には、内部で移動する熱媒体液14を充填している。電源装置は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の上方の温度差を均一化する。
また、本発明の請求項6の電源装置は、請求項1または5の構成に加えて、熱媒体液14を、水、不凍液、オイル、防錆液、アルコール、ポリエチレングリコールのいずれかまたはこれらの混合物としている。
本発明の電動車両は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
本発明の請求項7の電動車両は、フロアパネル1に、車両を走行させるモーター6に電力を供給する電源装置10を備える。この電源装置10は、複数の電池11を内蔵する電池ケース12と、この電池ケース12の下に配設され、かつ内部で移動する熱媒体液14を充填してなる中空断熱層13とを備える。電源装置10は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
本発明の請求項7の電動車両は、フロアパネル1に、車両を走行させるモーター6に電力を供給する電源装置10を備える。この電源装置10は、複数の電池11を内蔵する電池ケース12と、この電池ケース12の下に配設され、かつ内部で移動する熱媒体液14を充填してなる中空断熱層13とを備える。電源装置10は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
本発明の請求項8の電動車両は、請求項7の構成に加えて、車両が内燃機関を備えており、電源装置10を、マフラー8の上方のフロアパネル1に搭載している。
本発明の請求項9の電動車両は、請求項7の構成に加えて、中空断熱層13を、外周を水密に連結してなる下プレート15と上プレート16とで構成して、下プレート15と上プレート16の間の中空断熱層13に熱媒体液14を充填している。
本発明の請求項10の電動車両は、請求項9の構成に加えて、下プレート15と上プレート16を金属板とし、下プレート15と上プレート16の外周を断熱材17を介して水密に連結している。
本発明の請求項11の電動車両は、請求項10の構成に加えて、下プレート15をフロアパネル1に連結している。
本発明の請求項12の電動車両は、フロアパネル1に、車両を走行させるモーター6に電力を供給する電源装置10を備える。この電源装置10は、複数の電池11を内蔵する電池ケース12と、この電池ケース12の上に配設され、かつ内部で移動する熱媒体液14を充填してなる中空断熱層13とを備える。電源装置10は、中空断熱層13の内部で熱媒体液14が移動して、電池ケース12の上方の温度差を均一化する。
本発明の請求項13の電動車両は、請求項7または12の構成に加えて、中空断熱層13に連結される熱交換器20と、この熱交換器20に中空断熱層13の熱交換器20を循環させるポンプ21とを備え、中空断熱層13の熱媒体液14を熱交換器20に循環させている。
本発明の車両用の電源装置と電動車両は、薄い中空断熱層でもって、電池を収納する電池ケースの温度差を小さくして、電池ケース内の電池を均一な温度にできる特徴がある。それは、電池を収納する電池ケースの下または上に、内部で移動する熱媒体液を充填してなる中空断熱層を設け、この中空断熱層に充填している熱媒体液を、走行する車両の振動で撹拌して均一な温度にするからである。
とくに、本発明の請求項1の電源装置と請求項7の電動車両は、仮に下方にマフラー等の高温に加熱される熱源があって、これが中空断熱層に充填している熱媒体液を加熱しても、熱媒体液が中空断熱層の内部で撹拌されて、均一な温度となる。したがって、中空断熱層は、仮に下方に温度差があっても上面に温度差がなく、上に配設される電池ケースの下面温度を均一にする。このため、電池ケースの下に中空断熱層を配置する電源装置は、中空断熱層の下方に温度差があっても、この温度差が電池ケースに影響を与えない。このため、電池ケースに内蔵する電池の温度を均一にできる。
また、本発明の請求項5の電源装置と請求項12の電動車両は、上方に熱源があって、これが中空断熱層に充填している熱媒体液を加熱しても、熱媒体液が中空断熱層の内部で撹拌されて、均一な温度となる。したがって、中空断熱層は、上方に温度差があっても下面に温度差がなく、下に配設される電池ケースの上面温度を均一にする。このため、電池ケースの上に中空断熱層を配置する電源装置は、中空断熱層の上方に温度差があっても、この温度差が電池ケースに影響を与えない。このため、電池ケースに内蔵する電池の温度を均一にできる。
とくに、本発明の電源装置は、中空断熱層に充填する熱媒体液を撹拌して搭載位置の温度差を均一化するので、中空断熱層を厚くする必要がなく、薄い中空断熱層で電池ケースの温度差、すなわち電池の温度差を少なくできる。また、中空断熱層に充填する熱媒体液に蓄熱して、電池が過冷却されるのを防止することもできる。
さらに、本発明の請求項2の電源装置は、請求項1の構成に加えて、中空断熱層を、外周を水密に連結してなる下プレートと上プレートで構成して、下プレートと上プレートの間にできる中空断熱層に熱媒体液を充填している。この構造によると上プレートを電池の電池ケースに沿う形状とし、下プレートを車両に固定する最適な形状としながら、中空断熱層を設けることができる。さらに、この構造は、請求項3に記載するように、下プレートと上プレートを金属板とし、また下プレートと上プレートの外周を断熱材を介して水密に連結することで、さらに電池ケースの温度差を小さくできる。それは、熱伝導に優れた下プレートと上プレートによって、金属製の上プレートで温度差を小さくしながら、温度差のある下プレートの熱を直接には上プレートに伝導せず、均一な温度となる熱媒体液を介して伝導するからである。
また、本発明の請求項4の電源装置は、請求項2または3の構成に加えて、熱媒体液を充填している中空断熱層に空気層を設けている。電源装置は、熱媒体液と上プレートとの間に設けられる空気層が、熱媒体液と上プレートとを断熱する。このため、中空断熱層の断熱効果をより高くできる。車両が走行して、熱媒体液が振動して撹拌されるとき、熱媒体液は上プレートに接触する。ただ、熱媒体液は、常に上プレートには接触しないので、熱媒体液が常に上プレートの内面に接触する状態に比較して、熱媒体液から上プレートへの熱伝導を少なくして、断熱特性を向上できる。とくに、上プレートと下プレートを断熱材を介して連結する構造にあっては、下プレートから上プレートの熱伝導を断熱材で断熱し、さらに熱媒体液から上プレートへの熱伝導を空気層で断熱して、断熱特性を著しく向上できる。
さらにまた、本発明の請求項6の電源装置は、請求項1または5の構成に加えて、熱媒体液を、水、不凍液、オイル、防錆液、アルコール、ポリエチレングリコールのいずれかまたはこれらの混合物とする。これらの熱媒体液は流動性に優れ、車両の振動で効果的に撹拌されて温度を均一にする。また、断熱材に使用される合成樹脂発泡体やガラスウールなどに比較して比熱が大きく、電池の温度変化を緩やかにできる。このため、寒冷地において車両のイグニッションスイッチをオフにして停止た後、電池が冷却されるのを防止できる特徴がある。
また、本発明の請求項8の車両は、請求項7の構成に加えて、車両が内燃機関を備えており、電源装置を、マフラー上方のフロアパネルに搭載する。この車両は、マフラーで局部的にされても、電池の電池ケースの温度を均一にできる。また、マフラーで加温された熱媒体液は、寒冷地において車両を停止した後、電池を保温して電池の低温障害を防止できる。
さらに、本発明の請求項13の車両は、請求項7または12の構成に加えて、中空断熱層に熱交換器を連結し、この熱交換器に中空断熱層の熱交換器をポンプで循環させる。この構成によると、中空断熱層の熱媒体液を熱交換器に循環して、熱媒体液を効率よく冷却できる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置と車両を例示するものであって、本発明は電源装置と車両を以下のものに特定しない。
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
図1は、電動車両であるハイブリッドカーを示す。ただし、本発明は、電動車両を電気自動車とすることもできる。この図の電動車両は、車両を走行させるエンジン5に加えてモーター6を備える。エンジン5とモーター6は、車両の制御回路(図示せず)に制御されて車両を走行させる。電動車両は、図1と図2に示すように、モーター6に電力を供給するために、充電できる電池を内蔵する電源装置10を搭載する。この電源装置10は、内蔵する電池からモーター6に電力を供給する。電池の残容量が少なくなると、車両に搭載している発電機7で充電される。発電機7は、エンジン5で駆動され、さらに車両を回生制動するときのエネルギーで駆動される。
図の車両は、電源装置10をフロアパネル1に配設している。図のフロアパネル1は、電源装置10を収納する凹部2のある収納プレート3を固定して、この収納プレート3の凹部2に電源装置10を配置している。このフロアパネル1は、収納プレート3を設ける部分に取付穴1Aを設けて、この取付穴1Aを塞ぐように、下から収納プレート3を固定している。この構造は、追突等のクラッシュの衝撃で収納プレート3を分離する構造にできる。クラッシュで分離する収納プレート3は、内部に収納する電源装置10を、クラッシュの衝撃で車外に分離して安全性を向上できる。ただし、フロアパネルに凹部を設けてここに電源装置を収納することもできる。
電動車両用は、スペアタイヤ収容室に電源装置を搭載することができる。この電動車両用は、タイヤをランフラットタイヤとしてスペアタイヤを省略して、スペアタイヤ収容室に電源装置を搭載する。ランフラットタイヤは、パンクしても走行できるので、このタイヤを装着する車両は、スペアタイヤを省略できる。したがって、タイヤをランフラットタイヤとする車両は、スペアタイヤ収容室に、スペアタイヤに代わって電源装置を搭載できる。ただ、タイヤをランフラットタイヤとしない車両であっても、スペアタイヤ収容室にスペアタイヤに代わって電源装置を搭載することもできる。また、本発明の車両は、必ずしも電源装置をスペアタイヤ収容室に収納する必要はなく、フロアパネルに電源装置の収納部を設けてここに搭載することもできる。
電源装置は、たとえば後部座席の後方のフロアパネル1に、あるいは後部座席の下のフロアパネルに、あるいは又後部座席と前部座席の間のフロアパネルに、さらに、前部座席の下のフロアパネルに搭載される。ハイブリッドカーである電動車両は、フロアパネル1の下にマフラー8を配置している。マフラー8は、車両の前方に搭載される内燃機関であるエンジン5の排気を、車両の後部から排気する。マフラー8は、フロアパネル1の側部に沿って配置される。さらに、マフラー8は、地面との間隔である最低地上高を所定の寸法とするためにフロアパネル1に接近して配設される。したがって、マフラー8がフロアパネル1に接近して、フロアパネル1の局部を加熱する。車両の走行状態において、マフラー8はエンジン5の排気熱で高温に加熱される。このため、図2の断面図に示すように、フロアパネル1に搭載される電源装置10は、マフラー8による局部加熱を避けることができない。
車両のフロアパネル1は、マフラー8の局部加熱に加えて、エンジン5やラジエータ(図示せず)を冷却する空気流によっても、温度差ができる。それは、車両の前部に搭載されるエンジン5やラジエータを冷却した空気を、前から後ろに向かって、フロアパネル1の下に送風するからである。図示しないが、エンジンを搭載しない電気自動車等の電動車両においても、車両の前方に搭載されるモーター等を冷却した空気を、前から後ろに向かって、フロアパネルの下に送風する。フロアパネル1の下に送風される空気は、必ずしもフロアパネル1下面に均一には流動されず、また、流れる空気の温度も異なることから、送風される空気のアンバランスは、フロアパネル1に温度差を発生させる原因となる。
フロアパネル1の温度差は、この上に搭載する電源装置10の電池ケース12に温度差を発生させる原因となる。図3と図4の電源装置10は、電池11を収納している電池ケース12の温度差を均一にするために、電池ケース12の下に中空断熱層13を設けている。この中空断熱層13には、内部で移動する熱媒体液14を充填している。この電源装置10は、車両が走行する上下の振動で、さらに、車両が加速され又は減速され、あるいは又、曲がるときに水平方向に作用する加速度で、熱媒体液14を中空断熱層13の内部で移動して、電池ケース12の下方の温度差を均一化する。
図の電源装置10は、外周を水密に連結している下プレート15と上プレート16で中空断熱層13を構成し、下プレート15と上プレート16の間の中空断熱層13に熱媒体液14を充填している。下プレート15と上プレート16は金属板で、下プレート15と上プレート16の外周は断熱材17を挟着して水密に連結している。断熱材17は、下プレート15よりも熱伝導の悪いものであって、ゴム状弾性体や軟質の合成樹脂を使用する。この断熱材17は、下プレート15と上プレート16を水密構造に連結するパッキンにも併用できる。ただし、断熱材には、硬質のプラスチック等を使用して、断熱材と下プレートや上プレートとの間にコーキング材を塗布して水密に下プレートと上プレートを連結することもできる。
下プレート15は、金属板をプレス加工して、上方に開口する凹部15Aを設け、外周縁に沿って上プレート16を連結する鍔部15Bを設けている。下プレート15の鍔部15Bは、断熱材17を積層し、さらに、断熱材17の上に金属板からなる平面状の上プレート16の外周を連結している。下プレート15と上プレート16は、外周を連結するので、外形を同じ形状としている。下プレート15は、鍔部15Bの上に断熱材17を接着し、さらに、断熱材17の上に上プレート16を接着して連結できる。ただし、下プレートと上プレートは、下プレートの鍔部と断熱材と上プレートを貫通する止ネジ(図示せず)を介して連結することもできる。また、下プレートの鍔部を、断熱材を貫通するように上プレートに局部的にスポット溶接して連結することもできる。
下プレート15と上プレート16の両方を金属板とする電源装置は、上プレート16の温度差をより小さくできる。それは、優れた熱伝導率の金属板が、熱を効率よく伝導して、上プレート16と下プレート15の全体の温度を均一化するからである。ただし、上プレートは必ずしも金属板とする必要はなく、たとえば、プラスチック板とすることもできる。上プレートをプラスチック板とする電源装置は、断熱特性を向上できる。それは、プラスチック板の熱伝導が金属板よりも小さいからである。
金属板の下プレート15は、フロアパネル1に熱結合する状態で連結される。下プレート15は、フロアパネル1に直接に接触する状態で熱結合状態で連結され、あるいはボルト等で固定して、熱結合状態で連結される。フロアパネル1に熱結合状態で連結される下プレート15は、フロアパネル1との間で効率よく熱伝導できる。このため、マフラー8等で加温される下プレート15の熱を、車両底面に広い面積にあるフロアパネル1に伝導して、効率よく冷却できる。とくに、フロアパネル1に取付穴1Aを設けて、この取付穴1Aを閉塞するように収納プレート3を固定する取付構造にあっては、下プレート15が直接にマフラー8で加温されることから、フロアパネル1に熱結合状態で連結して、フロアパネル1で効率よく冷却できる。上プレート16は、電池を収納している電池ケース12の底面に沿う形状であって、図の上プレート16は平面状としている。この上プレート16の上に電池ケース12を載せて固定している。
熱媒体液14は水が使用される。ただし、熱媒体液には、水に代わって、不凍液、オイル、防錆液、アルコール、ポリエチレングリコール等を単独で、あるいはこれらの混合物も使用できる。不凍液やアルコールの熱媒体液は、温度が低下しても凍結しないので、寒冷地を走行する車両に適している。また、オイルや防錆液の熱媒体液は、金属板の下プレート15や上プレート16の錆を防止できる。さらに、ポリエチレングリコール等の有機化合物からなる熱媒体液は、分子量で粘度や比熱を調整して、車両の振動や加速度による熱媒体液の移動状態と加熱状態をコントロールできる。
図4の電源装置は、中空断熱層13の全体には熱媒体液14を充填しない。中空断熱層13は、上面に空気層18を設けている。この構造は、空気層18で断熱特性を向上できる。ただし、中空断熱層の全体に熱媒体液を充填することもできる。この構造は、中空断熱層に充填する熱媒体液量を多くできる。したがって、熱媒体液の蓄熱量を大きくでき、寒冷地において、イグニッションスイッチをオフにした後、電池の過冷却による弊害をより効果的に防止できる。
さらに、図5の電源装置は、中空断熱層13に連結される熱交換器20と、この熱交換器20に中空断熱層13の熱媒体液14を循環させるポンプ21とを備える。熱交換器20は、フロアパネル1に固定される金属配管である。この電源装置は、ポンプ21で中空断熱層13の熱媒体液14を熱交換器20に循環して、より効果的に冷却できる。また、熱交換器20をマフラーに接近して配置して、マフラーの排熱で熱媒体液14を加温することもできるので、寒冷地で使用する車両にあっては、イグニッションスイッチをオフにした後、ポンプ21を運転し、マフラー8の排熱で熱媒体液14を加温し、車両を停止する状態での電池の過冷却による弊害を排熱を有効に利用して防止できる。
電源装置10は、図4に示すように、電池ケース12内に複数の充電できる電池11を収納している。電池11はニッケル水素電池である。ただし、電池には、リチウムイオン二次電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる全ての電池とすることができる。さらに、図の電源装置10は、円筒型電池を電池ケース12に収納している。
図4に示す電池ケース12は、複数の電池11をホルダーケース30に収納している。ホルダーケース30は、複数の電池11を3段に積層して収納している。図のホルダーケース30は、電池11を3段に収納するが、ホルダーケースは、電池を2段以下に収納することも、4段以上に収納することもできる。ホルダーケース30は、横に9列に電池11を並べて収納している。ホルダーケース30は、全ての電池11を平行な姿勢として、多段、多列に並べて収納している。ただ、ホルダーケースは、10列以上に、あるいは8列以下に電池を並べて収納することもできる。
電池ケース12は、収納している複数の電池11を冷却する空気の流入口31と排出口32を開口している。図の電池ケース12は、ホルダーケース30の内部に空気を送風して、電池11を冷却する。電池ケース12は、図4に示すように、ホルダーケース30の上方に上部ダクト33を設け、ホルダーケース30の下方には下部ダクト34を設けている。ホルダーケース30は、内部に送風される空気を電池11の間に通過させる冷却ダクト35を内部に設けている。図の電池ケース12は、ホルダーケース30内の電池11に上方から下方に向かって冷却風を送風できるように、電池ケース12に開口する流入口31を上部ダクト33に連結して、電池ケース12に開口する排出口32を下部ダクト34に連結している。図の電池ケース12は、流入口31から流入される空気を、上部ダクト33→冷却ダクト35→下部ダクト34に送風して排出口32から排気する。図4の電源装置は、上部ダクト33に空気を強制送風する送風機36を、流入口31に連結している。冷却ダクト35を流れる空気は、電池11の表面に沿って流れて、電池11を表面から冷却する。ホルダーケース30に多段に収納される電池11は、上下に並べられて、電池11の間の冷却ダクト35に送風される空気で冷却される。
図4の電池ケース12は、送風機36から強制送風される冷却風を流入口31から上部ダクト33に供給し、ホルダーケース30の冷却ダクト35に通過させて、下部ダクト34から排出口12に排気する構造としている。ただし、電源装置は、図示しないが、下部ダクトからホルダーケースの冷却ダクトに冷却風を通過させて、上部ダクトから排気して、ホルダーケース内の電池を冷却する構造とすることもできる。
以上の実施例の電源装置は、電池ケース12の下に中空断熱層13を設けている。この構造の電源装置は、図1に示すように車両の後部のフロアパネル1に搭載されて、フロアパネル1の下部に配設されるマフラー8等の熱源からの熱に起因する電池ケース12の温度差を均一にする。ただ、本発明の電源装置は、図6と図7に示すように、電池ケース12の上に中空断熱層13を設けることもできる。この電源装置10は、上方の熱源からの熱に起因する電池ケース12の温度差を均一にできる。図6に示す電動自動車は、車両の前部に電源装置10を搭載している。このように、車両の前部に搭載される電源装置は、昼間に直射日光で加熱されるボンネット9の熱により、上方から加熱される。このような電源装置10においては、電池ケース12の上に中空断熱層13を設けることによって、上方からの熱による電池ケース12の温度差を均一にできる。
この電源装置10は、前述の図3ないし図5に示す電源装置10の上下を反転した構造とすることができる。この電源装置は、図7に示すように、電池ケース12の上に配置される中空断熱層13を、金属板である下プレート15と上プレート16で構成し、中空断熱層13に熱媒体液14を充填している。この中空断熱層13も、上部に空気層18を設けており、この空気層18で断熱特性を向上している。ただ、中空断熱層の全体に熱媒体液を充填することもできる。この中空断熱層13も、熱媒体液14が内部で撹拌されて、均一な温度となる。このため、熱源に近い上方に温度差があっても下面の温度差がなく、下に配設される電池ケース12の上面温度を均一にできる。以上のように、電池ケース12の上に中空断熱層13を備える電源装置は、上方の熱源に起因する電池ケース12の温度差を均一にして、電池ケース12に内蔵する電池の温度を均一にできる。
1…フロアパネル 1A…取付穴
2…凹部
3…収納プレート
5…エンジン
6…モーター
7…発電機
8…マフラー
9…ボンネット
10…電源装置
11…電池
12…電池ケース
13…中空断熱層
14…熱媒体液
15…下プレート 15A…凹部
15B…鍔部
16…上プレート
17…断熱材
18…空気層
20…熱交換器
21…ポンプ
30…ホルダーケース
31…流入口
32…排出口
33…上部ダクト
34…下部ダクト
35…冷却ダクト
36…送風機
2…凹部
3…収納プレート
5…エンジン
6…モーター
7…発電機
8…マフラー
9…ボンネット
10…電源装置
11…電池
12…電池ケース
13…中空断熱層
14…熱媒体液
15…下プレート 15A…凹部
15B…鍔部
16…上プレート
17…断熱材
18…空気層
20…熱交換器
21…ポンプ
30…ホルダーケース
31…流入口
32…排出口
33…上部ダクト
34…下部ダクト
35…冷却ダクト
36…送風機
Claims (13)
- 電池ケース(12)内に複数の電池を内蔵する電動車両用の電源装置であって、前記電池ケース(12)の下に中空断熱層(13)を設けて、この中空断熱層(13)には、内部で移動する熱媒体液(14)を充填しており、中空断熱層(13)の内部で熱媒体液(14)が移動して、電池ケース(12)の下方の温度差を均一化するようにしてなる車両用の電源装置。
- 中空断熱層(13)が、外周を水密に連結してなる下プレート(15)と上プレート(16)で構成され、下プレート(15)と上プレート(16)の間の中空断熱層(13)に熱媒体液(14)を充填している請求項1に記載される車両用の電源装置。
- 下プレート(15)と上プレート(16)が金属板で、下プレート(15)と上プレート(16)の外周を断熱材(17)を介して水密に連結している請求項2に記載される車両用の電源装置。
- 熱媒体液(14)を充填する中空断熱層(13)に空気層(18)を設けている請求項2または3に記載される車両用の電源装置。
- 電池ケース(12)内に複数の電池を内蔵する電動車両用の電源装置であって、前記電池ケース(12)の上に中空断熱層(13)を設けて、この中空断熱層(13)には、内部で移動する熱媒体液(14)を充填しており、中空断熱層(13)の内部で熱媒体液(14)が移動して、電池ケース(12)の上方の温度差を均一化するようにしてなる車両用の電源装置。
- 熱媒体液(14)が、水、不凍液、オイル、防錆液、アルコール、ポリエチレングリコールのいずれかまたはこれらの混合物である請求項1または5に記載される車両用の電源装置。
- フロアパネル(1)に車両を走行させるモーター(6)に電力を供給する電源装置(10)を備える電動車両であって、
電源装置(10)が、複数の電池(11)を内蔵する電池ケース(12)と、この電池ケース(12)の下に配設され、かつ内部で移動する熱媒体液(14)を充填してなる中空断熱層(13)とを備え、中空断熱層(13)の内部で熱媒体液(14)が移動して、電池ケース(12)の下方の温度差を均一化するようにしてなる電源装置を備える電動車両。 - 車両が内燃機関を備えており、電源装置(10)が、マフラー(8)の上方のフロアパネル(1)に搭載されてなる請求項7に記載される電源装置を備える電動車両。
- 中空断熱層(13)が、外周を水密に連結してなる下プレート(15)と上プレート(16)とで構成され、下プレート(15)と上プレート(16)の間の中空断熱層(13)に熱媒体液(14)を充填している請求項7に記載される電源装置を備える電動車両。
- 下プレート(15)と上プレート(16)が金属板で、下プレート(15)と上プレート(16)の外周を断熱材(17)を介して水密に連結している請求項9に記載される電源装置を備える電動車両。
- 下プレート(15)をフロアパネル(1)に連結している請求項10に記載される電源装置を備える電動車両。
- フロアパネル(1)に車両を走行させるモーター(6)に電力を供給する電源装置(10)を備える電動車両であって、
電源装置(10)が、複数の電池(11)を内蔵する電池ケース(12)と、この電池ケース(12)の上に配設され、かつ内部で移動する熱媒体液(14)を充填してなる中空断熱層(13)とを備え、中空断熱層(13)の内部で熱媒体液(14)が移動して、電池ケース(12)の上方の温度差を均一化するようにしてなる電源装置を備える電動車両。 - 中空断熱層(13)に連結される熱交換器(20)と、この熱交換器(20)に中空断熱層(13)の熱交換器(20)を循環させるポンプ(21)とを備え、中空断熱層(13)の熱媒体液(14)を熱交換器(20)に循環するようにしてなる請求項7または12に記載される電源装置を備える電動車両。
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- 2006-11-30 JP JP2006324651A patent/JP2008140630A/ja active Pending
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