JP2008254627A - バッテリ冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のコンパクト性と複数のバッテリの冷却均一性を実現できること。
【解決手段】複数のバッテリ１を収納するバッテリボックス１１内へ空気を導くことにより、バッテリ１を冷却するバッテリ冷却装置１０において、バッテリボックス１１には、各バッテリ１の広い面積側の側面４へ空気を導く吸気ダクト１２が設けられると共に、この吸気ダクト１２へ空気を導入する送風ダクト１８が、当該吸気ダクト１２の長手方向Ｐに対し略直角に吸気ダクト１２の空気導入部２４に設けられたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動車両、電気機器、作業用機械などに用いられるバッテリを冷却するためのバッテリ冷却装置に関する。

例えば、電動車両を駆動するための駆動用モ−タ−へ電力を供給する複数のバッテリは、特許文献１または２に記載のように、バッテリ冷却装置により冷却されて、その性能の低下が防止される。この際、各バッテリは、均一に冷却される必要がある。

このようなバッテリ冷却装置の一例を図１１に示す。バッテリ冷却装置１００のバッテリボックス１０１内に複数のバッテリ１０２が収納される。バッテリボックス１０１の吸気ダクト１０３には、送風ダクト１０４から空気（外気）が導かれ、この空気が吸気ダクト１０３から複数のバッテリ１０２間の通風路１１０へ導入されて、これらのバッテリ１０２が冷却される。バッテリ１０２の冷却により温度上昇した空気は、バッテリボックス１０１の排気ダクト１０５における排気口１１１から大気中へ排出される。

バッテリ冷却装置１００では、前述のごとく複数のバッテリ１０２が均一に冷却される必要があることから、吸気ダクト１０３において空気の淀み領域Ｗが低減される必要がある。この淀み領域Ｗでは空気の流れが不充分となり、バッテリ１０２の冷却能力が低下するからである。
特開平７−２３７４５７号公報 特開平１１−１９５４３７号公報

ところが、吸気ダクト１０３の長手方向Ｒに送風ダクト１０４の長手方向Ｓを一致させて、吸気ダクト１０３の空気導入部１０８に形成された接続口１０６に送風ダクト１０４が接続された場合には、この送風ダクト１０４の吸気口１０７から、送風ダクト１０４及び空気導入部１０８のそれぞれの全長に亘る寸法Ｌ０の長い範囲に淀み領域Ｗ１が発生してしまう。

この送風ダクト１０４及び空気導入部１０８を流れる空気の流れ方向Ｂに沿う淀み領域Ｗ１が、吸気ダクト１０３におけるバッテリ１０２に対応する領域に至らないようにして、複数のバッテリ１の冷却均一性を確保するためには、吸気ダクト１０３におけるバッテリ１０２に対応しない空気導入部１０８の長手方向Ｒの長さＭ０と、送風ダクト１０４の長手方向Ｓの長さＮとの総和を、淀み領域Ｗ１の空気の流れ方向Ｂに沿う寸法Ｌ０以上に設定する必要がある。このため、バッテリ冷却装置１００のコンパクト化を実現できないという課題があった。

尚、淀み領域Ｗは、吸気ダクト１０３において、流路断面積が急激に変化する部分１０９においても、淀み領域Ｗ２として発生している。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、装置のコンパクト性と複数のバッテリの冷却均一性を実現できるバッテリ冷却装置を提供することにある。

本発明は、複数のバッテリを収納するバッテリボックス内へ空気を導くことにより、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置において、前記バッテリボックスには、前記各バッテリの広い面積側の側面へ空気を導く吸気ダクトが設けられると共に、この吸気ダクトへ空気を導入する送風ダクトが、当該吸気ダクトの長手方向に対し略垂直に設けられて構成されたことを特徴とするものである。

また、本発明は、複数のバッテリを収納するバッテリボックス内へ空気を導くことにより、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置において、前記バッテリボックスには、前記各バッテリの広い面積側の側面へ空気を導く吸気ダクトと、前記バッテリボックス内の空気を排出する排気ダクトがそれぞれ設けられ、これらの吸気ダクトと排気ダクトのそれぞれの開口部が同じ側に配置されると共に、前記排気ダクトの流路断面積が前記吸気ダクトの流路断面積よりも大きく設定されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、バッテリを収納するバッテリボックスには、バッテリの広い面積側の側面へ空気を導く吸気ダクトが設けられると共に、この吸気ダクトへ空気を導入する送風ダクトが、当該吸気ダクトの長手方向に対し略垂直に設けられたことから、送風ダクトから吸気ダクトへ導入される空気は、これらの送風ダクトと吸気ダクトとの接続部近傍の曲がり部における壁面に衝突し、流れ方向を反転して吸気ダクト内を下流側へ流れる。このため、吸気ダクトには、圧力が高くなることで発生する淀み領域が、空気の流れ方向に減少する。この結果、淀みの影響によって複数のバッテリ間で冷却が不均一になることを抑制でき、複数のバッテリの冷却均一性を確保できると共に、吸気ダクトと排気ダクトの長手方向寸法を短縮できるので、装置のコンパクト性を実現できる。

また、本発明によれば、バッテリボックスには、各バッテリの広い面積側の側面へ空気を導く吸気ダクトと、バッテリボックス内の空気を排出する排気ダクトがそれぞれ設けられ、これらの吸気ダクトと排気ダクトのそれぞれの開口部が同じ側に配置されると共に、排気ダクトの流路断面積が吸気ダクトの流路断面積よりも大きく設定されたことから、バッテリー間の通風路ごとに当該排気ダクト部と当該吸気ダクト部の圧力差がほぼ等しくなり、複数のバッテリ間を流れる空気の流れが均一となる。このため、バッテリボックス内の複数のバッテリを均一に冷却することができる。更に、吸気ダクトと排気ダクトのそれぞれの開口部が同じ側に配置されたことで、装置のコンパクト性を実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

［Ａ］第１の実施の形態（図１）
図１は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第１の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図１（Ａ）のIＢ−IＢ線に沿う断面図である。

電動車両用のバッテリ１は、電動車両の駆動モ−タへ電力を供給するものであり、バッテリ冷却装置１０のバッテリボックス１１内に複数個が一列に収納される。複数個のバッテリ１は、バッテリ冷却装置１０によって、導入される空気により後述のように冷却される。

各バッテリ１は直方体形状であり、天面２、天面３がバッテリボックス１１における後述の排気ダクト１３側、吸気ダクト１２側にそれぞれ位置づけられ、且つ側面のうちの広い面積側の側面４が互いに対峙してバッテリボックス１１内に配列される。

バッテリボックス１１は、互いに対向する位置に吸気ダクト１２と排気ダクト１３を備え、中央部分に複数のバッテリ１を一列に配列して支持する。この状態で、複数のバッテリ１の互いに対峙する広い面積側の側面４間に通風路１４が形成される。この通風路１４は、バッテリ１の広い面積側の側面４とバッテリボックス１１の両端面１５との間にも形成される。

吸気ダクト１２の接続口１６と、排気ダクト１３の排気口１７とはそれぞれ反対側に位置し、吸気ダクト１２の接続口１６に送風ダクト１８が接続される。この接続口１６は、吸気ダクト１２においてバッテリ１に対応しない部分である空気導入部２４に形成され、従って、この空気導入部２４に送風ダクト１８が接続される。この送風ダクト１８は、吸気ダクト１２の長手方向Ｐに対し略垂直、つまり垂直または垂直近傍の角度で空気導入部２４の接続口１６に接続される。

送風ダクト１８の空気取込口１９から導入される空気は、送風ダクト１８と吸気ダクト１２との接続部近傍の曲がり部２０において略直角に流れ方向を変更して、吸気ダクト１２内を下流側へ流れる。吸気ダクト１２は、流入した空気を複数のバッテリ１間の通風路１４、及びバッテリ１とバッテリボックス１１の端面１５との間の通風路１４へ導入して、これらのバッテリ１を冷却する。バッテリ１を冷却して温度上昇した空気は排気ダクト１３に至り、この排気ダクト１３は排気口１７から、温度上昇した空気を排出する。

送風ダクト１８が吸気ダクト１２の長手方向Ｐに対し略垂直に接続されたことで、吸気ダクト１２に発生する淀み領域Ｘ１は、この吸気ダクト１２の空気導入部２４における空気の流れ方向Ａに沿う寸法Ｌ１が減少する。その理由は、送風ダクト１８の空気取込口１９から導入された空気が、曲がり部２０における空気導入部２４の外側壁面２１に衝突し、その直後に流れ方向を反転（略１８０度変更）し、更に流れ方向を略９０度変更することで、圧力を上昇させることなく、吸気ダクト１２の下流側へ流れるからである。

この淀み領域Ｘ１は、図１（Ａ）に示すように、曲がり部２０における空気導入部２４の内側部分２２から、この空気導入部２４の壁面に沿って空気の流れ方向Ａに沿って形成される。この場合、淀み領域Ｘ１の空気の流れ方向Ａに沿う寸法１は、図１１に示す従来技術の淀み領域Ｗ１における空気の流れ方向Ｂに沿う寸法Ｌ０に比べて短い寸法となっている（Ｌ１＜Ｌ０）。

従って、空気導入部２４における吸気ダクト１２の長手方向Ｐに沿う長さＭ１は、従来技術のうち吸気ダクト１０３における空気導入部１０８の長さＭ０と、送風ダクト１０４の長さＮとの総和よりも極めて短い長さに設定される。これは、空気の流れ方向Ａに沿う淀み領域Ｘ１が吸気ダクト１２のバッテリ１に対応する領域に至らなければ、バッテリボックス１１内のバッテリ１の冷却効率が不充分とならず、これら複数のバッテリ１の冷却均一性が確保されるからであり、このため吸気ダクト１２における空気導入部２４の長さＭ１を短くできるのである。

尚、吸気ダクト１２においては、図１（Ｂ）に示すように、バッテリ１に対応する領域であって、流路断面積が急激に拡大する部分２３にも淀み領域Ｘ２が生じている。

従って、本実施の形態によれば、バッテリ１を収納するバッテリボックス１１には、バッテリ１の広い面積側の側面４へ空気を導く吸気ダクト１２が設けられると共に、この吸気ダクト１２へ空気を導入する送風ダクト１８が、吸気ダクト１２の長手方向Ｐに対し略垂直に設けられている。このため、送風ダクト１８から吸気ダクト１２の空気導入部２４へ導入される空気は、これらの送風ダクト１８と吸気ダクト１２の空気導入部２４との接続部近傍の曲がり部２０における外側壁面２１に衝突し、流れ方向を反転して吸気ダクト１２内を下流側へ流れる。このため、吸気ダクト１２の空気導入部２４には、圧力が高くなることで発生する淀み領域Ｘ１が、空気導入部２４において空気の流れ方向Ａに減少する。この結果、淀みの影響によって複数のバッテリ１間で冷却が不均一になることを抑制でき、これら複数のバッテリ１の冷却均一性を確保することができる。

更に、吸気ダクト１２の空気導入部２４における当該吸気ダクト１２の長手方向Ｐに沿う長さＭ１を短縮できるので、バッテリ冷却装置１０のコンパクト性を実現できる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図２）
図２は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第２の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図２（Ａ）のIIＢ−IIＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図２（Ｂ）のIIＣ矢視図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のバッテリ冷却装置２５が前記第１の実施の形態のバッテリ冷却装置１０と異なる点は、送風ダクト１８に代えて、ファン装置２６が吸気ダクト１２の空気導入部２４に設置された点である。

このファン装置２６は、ファンケ−シング２７内にファン２８（例えば遠心ファン）が配置されて構成される。ファンケ−シング２７は、その接続口２９が、吸気ダクト１２における空気導入部２４の接続口１６に接続されることで、吸気ダクト１２の長手方向Ｐに対し略垂直に設置される。また、ファンケ−シング２７には空気吸込口３０が設けられる。

ファン２８の矢印Ｏ方向の回転により、外気（空気）がファンケ−シング２７の空気吸込口３０から内部に吸い込まれる。この空気は、ファン２８の半径方向外向きに移動した後、ファンケ−シング２７の壁面に沿って移動し、吸気ダクト１２における空気導入部２４の接続口１６を経て、この吸気ダクト１２の長手方向Ｐに対し略垂直方向に当該吸気ダクト１２の空気導入部２４内へ強制送風される。この空気導入部２４内へ圧送された空気は、ファンケ−シング２７と空気導入部２４との接続部近傍の曲がり部２０における空気導入部２４の外側壁面２１に衝突し、流れ方向を略９０度変更して、空気導入部２４から吸気ダクト１２の下流側である、バッテリ１に対応する領域へ流れる。

従って、本実施の形態においても、吸気ダクト１２の空気導入部２４に発生する淀み領域Ｘ１の空気の流れ方向Ａに沿う寸法Ｌ１が、従来技術の淀み領域Ｗ１（図１１参照）における寸法Ｌ０に比べて減少することから、前記実施の形態と同様に、複数のバッテリ１の冷却均一性とバッテリ冷却装置２５のコンパクト性を向上させることができる。

［Ｃ］第３の実施の形態（図３）
図３は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第３の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図３（Ａ）のIIIＢ−IIIＢ線に沿う断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のバッテリ冷却装置３５が前記第１の実施の形態のバッテリ冷却装置１０と異なる点は、バッテリボックス１１内の複数のバッテリ１間の通風路１４などへ空気を導く吸気ダクト３６において、送風ダクト１８と接続する空気導入部３７が、空気の流れ方向Ａに沿って流路断面積を漸次拡大する広がり管形状に構成された点である。

送風ダクト１８から導入された空気は、この送風ダクト１８と吸気ダクト３６の空気導入部３７との接続部近傍の曲がり部２０において、空気導入部３７の外側壁面２１に衝突した後、流れ方向を変更し、空気導入部３７内をスム−ズに流れて、吸気ダクト３６の下流側であるバッテリ１に対応する部分へ導入される。

従って、実施の形態によれば、送風ダクト１８から導入されて曲がり部２０において流れ方向を変更した空気が、空気の流れ方向Ａに流路断面積を漸次拡大する広がり管形状の空気導入部３７を流れることから、曲がり部２０における内側部分２２から、吸気ダクト３６の空気導入部３７の壁面に沿って発生する淀み領域Ｘ１は、この空気導入部３７における空気の流れ方向Ａに沿う寸法Ｌ２が、第１の実施の形態の同寸法Ｌ１よりも短くなる。このため、空気導入部３７における吸気ダクト３６の長手方向Ｐに沿う長さＭ２を、前記第１の実施の形態の空気導入部２４の長さＭ１よりも短くできる。しかも、吸気ダクト３６の空気導入部３７が広がり管形状に形成されたため、吸気ダクト３６におけるバッテリ１に対応する部分に淀み領域Ｘ２（図１（Ｂ）参照）が発生することを防止できる。

これらの結果、複数のバッテリ１の冷却均一性と、バッテリ冷却装置３５のコンパクト性を、前記第１の実施の形態のバッテリ冷却装置１０よりも向上させることができる。

［Ｄ］第４の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第４の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）のIVＢ−IVＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図４（Ｂ）のIVＣ矢視図である。この第４の実施の形態において、前記第１〜第３の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のバッテリ冷却装置４０は、前記第２の実施の形態のバッテリ冷却装置２５と前記第３の実施の形態のバッテリ冷却装置３５とを組み合わせて構成されたものである。即ち、バッテリ冷却装置４０は、吸気ダクト３６の空気導入部３７にファン装置２６が設置され、このファン装置２６から吸気ダクト３６の空気導入部３７へ、吸気ダクト３６の長手方向Ｐに対し略垂直に空気が強制送風されるものである。

従って、本実施の形態によれば、前記第３の実施の形態と同様に、複数のバッテリ１の冷却均一性とバッテリ冷却装置４０のコンパクト性を、前記第１及び第２の実施の形態の場合よりも向上させることができる。

［Ｅ］第５の実施の形態（図５）
図５は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第５の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）のVＢ−VＢ線に沿う断面図である。この第５の実施の形態において、前記第１及び第３の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

この第５の実施の形態のバッテリ冷却装置５０が前記第３の実施の形態のバッテリ冷却装置３５と異なる点は、吸気ダクト５１の空気導入部５２が送風ダクト１８に接続される近傍の曲がり部２０の内側部分５３が、階段状に形成された点である。空気導入部５２の階段形状は、この空気導入部５２が送風ダクト１８に接続される、内側部分５３を含む周囲に形成される。

つまり、吸気ダクト５１は、バッテリ１に対応する領域において、バッテリボックス１１内の複数のバッテリ１間の通風路１４などへ空気を導く。また、吸気ダクト５１の空気導入部５２は、その接続口１６が送風ダクト１８に接続され、この接続部近傍に曲がり部２０が形成される。この曲がり部２０の内側に階段形状の内側部分５３が形成されることで、送風ダクト１８から空気導入部５２へ至り、流れ方向が略直角に変更される空気は、階段状の内側部分５３において流れ方向が段階的に変更される。

従って、本実施の形態によれば、吸気ダクト５１の空気導入部５２において、曲がり部２０の内側部分５３から空気導入部５２の壁面に沿って形成される淀み領域Ｘ１は、空気導入部５２内を流れる空気の流れ方向Ａに沿う寸法Ｌ３が、第３の実施の形態の場合の淀み領域Ｘ１の寸法Ｌ２よりも短くなる。このため、空気導入部５２における吸気ダクト５１の長手方向Ｐに沿う長さＭ３を、前記第３の実施の形態における空気導入部３７の長さＭ２よりも短くできる。この結果、複数のバッテリ１の冷却均一性とバッテリ冷却装置５０のコンパクト性を、前記第３の実施の形態のバッテリ冷却装置３５よりも向上させることができる。

［Ｆ］第６の実施の形態（図６）
図６は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第６の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図６（Ａ）のVIＢ−VIＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図６（Ｂ）のVIＣ矢視図である。この第６の実施の形態において、前記第１〜第４の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のバッテリ冷却装置６０が前記第４の実施の形態のバッテリ冷却装置４０と異なる点は、吸気ダクト６１の空気導入部６２が送風ダクト１８に接続される近傍の曲がり部２０の内側部分６３が、テ−パ形状に形成された点である。空気導入部６２のテ−パ形状は、この空気導入部６２がファン装置２６に接続される、内側部分６３を含む周囲に形成される。

つまり、吸気ダクト６１は、バッテリ１に対応する領域において、バッテリボックス１１内の複数のバッテリ１間の通風路１４などへ空気を導く。また、吸気ダクト６１の空気導入部６２は、その接続口１６がファン装置２６のファンケ−シング２７に接続され、この接続部近傍に曲がり部２０が形成される。この曲がり部２０の内側にテ−パ形状の内側部分６３が形成されることで、ファン装置２６から空気導入部６２へ至り、流れ方向が略直角に変更される空気は、テ−パ形状の内側部分６３において流れ方向が滑らかに連続して変更される。

従って、本実施の形態によれば、吸気ダクト６１の空気導入部６２において、曲がり部２０の内側部分６３から空気導入部６２の壁面に沿って形成される淀み領域Ｘ１は、空気導入部６２内を流れる空気の流れ方向Ａに沿う寸法Ｌ４が、第４の実施の形態の場合の淀み領域Ｘ１の寸法Ｌ２よりも短くなる。このため、空気導入部６２における吸気ダクト６１の長手方向Ｐに沿う長さＭ４を、前記第４の実施の形態における空気導入部３７の長さＭ２よりも短くできる。この結果、複数のバッテリ１の冷却均一性とバッテリ冷却装置６０のコンパクト性を、前記第４の実施の形態のバッテリ冷却装置４０よりも向上させることができる。

［Ｇ］第７の実施の形態（図７〜９）
図７は、本発明に係るバッテリ冷却装置の第７の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図７（Ａ）のVIIＢ−VIIＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図７（Ｂ）のVIIＣ−VIIＣ線に沿う断面図である。この第７の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のバッテリ冷却装置７０が前記第１の実施の形態のバッテリ冷却装置１０と異なる点は、吸気ダクト１２に送風ダクト１８が接続されていない点と、排気ダクト７１の方向及び構造が変更された点とである。

つまり、吸気ダクト１２の空気導入部２４には送風ダクト１８が接続されず、空気導入部２４の開口部は、吸気ダクト１２の長手方向Ｐと直交して形成されて、空気を導入する吸気口７２として機能する。また、排気ダクト７１は、排気口７３が吸気ダクト１２の吸気口７２と同じ側に配置されて、バッテリ冷却装置７０は反流側（Ｕ形）流路構造に構成される。

更に、バッテリ冷却装置７０の長手方向Ｚの同一位置において、排気ダクト７１の流路断面積は吸気ダクト１２の流路断面積よりも大きく設定されている。例えば、排気ダクト７１の高さＨ１は吸気ダクト１２の高さＨ２よりも高く、例えば高さＨ２の略１．４倍の高さに設定されている。

このように排気ダクト７１の高さＨ１を吸気ダクト１２の高さＨ２よりも高く設定することで、排気ダクト７１を流れる空気の流速が速くなる。従って、吸気口７２から吸気ダクト１２内へ導入された空気は、バッテリボックス１１内の複数のバッテリ１間の通風路１４などを流れて排気ダクト７１へ至るが、このとき排気ダクト７１内を流れる高速の空気に引き寄せられて、バッテリ冷却装置７０の長手方向Ｚにおいて、吸気口７２及び排気口７３に近い手前側から遠い奥側へ至る全範囲の通風路１４で、略均一な速度の流れとなる。このため、バッテリボックス１１内で手前側から奥側へ一列に配置された複数のバッテリ１が均一な温度に冷却されることになる。

上述の速度（流速）特性及び冷却特性を、図８及び図９を用いて従来のバッテリ冷却装置１００(図１１)の場合と比較して説明する。

図１１に示す従来のバッテリ冷却装置１００では、排気ダクト１０５の高さＨ３が吸気ダクト１０３及び送風ダクト１０４の高さＨ４と略同一に設定されている。このため、図８の実線βに示すように、吸気ダクト１０３からバッテリ１０２間の各通風路１１０へ流れる空気は、バッテリ冷却装置１００の長手方向Ｙにおける排気口１１１側の奥側に位置する通風路１１０では流速が速いが、吸気口１０７側の手前側に位置する通風路１１０では流速が遅くなってしまう。従って、図９の実線δに示すように、バッテリ冷却装置１００の手前側に位置するバッテリ１０２の冷却が不充分となって温度が上昇し、バッテリ冷却装置１００内の複数のバッテリ１０２を均一に冷却することができない。

これに対し、本実施の形態のバッテリ冷却装置７０では、排気ダクト７１の高さＨ１が吸気ダクト１２の高さＨ２よりも例えば１．４倍になるよう設定されたので、排気ダクト７１を流れる空気の流れが速く、吸気ダクト１２からバッテリ１間の各通風路１４などへ流れる空気は、図８の実線αに示すように、バッテリ冷却装置７０の手前側から奥側の範囲にそれぞれ位置する通風路１４において略等しくなる。このため、図９の実線γに示すように、バッテリ冷却装置７０の手前側から奥側の範囲にそれぞれ設置されるバッテリ１は、均一に冷却されて略同一温度になる。

尚、本実施の形態のバッテリ冷却装置７０は、排気ダクト７１の手前側を流れる空気の流速が速く、吸気ダクト１２から複数のバッテリ１間の通風路１４などへ導かれる空気を排気ダクト７１内へ引き寄せることから、吸気ダクト１２における空気導入部２４やバッテリ１に対応する領域に、淀みの発生を抑制することが可能となる。

従って、実施の形態によれば、バッテリボックス１１には、各バッテリ１の広い面積側の側面４へ空気を導く吸気ダクト１２と、バッテリボックス１１内の空気を排出する排気ダクト７１とがそれぞれ設けられ、これらの吸気ダクト１２の吸気口７２と排気ダクト７１の排気口７３とが同じ側に設置されると共に、排気ダクト７１の高さＨ１が吸気ダクト１２の高さＨ２よりも例えば１．４倍高く設定されている。このことから、排気ダクト７１を流れる空気の流速が速くなり、複数のバッテリ１間の通風路１４などを流れる空気の流れが均一となるため、バッテリボックス１１内の複数のバッテリ１を均一に冷却することができる。

更に、吸気ダクト１２の吸気口７２と排気ダクト７１の排気口７３とが同じ側に配置されたことで、バッテリ冷却装置７０のコンパクト性を実現できる。

［Ｈ］第８の実施の形態（図１０）
図１０は本発明に係るバッテリ冷却装置の第８の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図１０（Ａ）のXＢ−XＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図１０（Ｂ）のXＣ矢視図である。この第８の実施の形態において、前記第１〜第４及び第７の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のバッテリ冷却装置８０は、第４の実施の形態のバッテリ冷却装置４０と第７の実施の形態のバッテリ冷却装置７０とを組み合わせたものである。

つまり、バッテリ冷却装置８０は、バッテリ冷却装置４０において吸気ダクト３６の接続口１６と同じ側に排気ダクト８１の排気口８２を配置し、且つ排気ダクト８１の高さＨ１を吸気ダクト３６の高さＨ２よりも高く、例えば高さＨ２の略１．４倍の高さに設定して、バッテリ冷却装置８０の長手方向Ｚにおける同一位置において、排気ダクト８１の流路断面積を吸気ダクト３６の流路断面積よりも大きく設定したものである。尚、このバッテリ冷却装置８０では、排気口８２付近の幅Ｕが、バッテリボックス１１の幅Ｖと略同一に形成されている。

従って、本実施の形態によれば、排気ダクト８１の高さＨ１が吸気ダクト３６の高さＨ２よりも高く、例えば高さＨ２の略１．４倍の高さに設定されたので、バッテリ冷却装置８０のバッテリボックス１１内に収納された複数のバッテリ１を均一に冷却できるなど、第７の実施の形態と同様な効果を奏する。

更に、吸気ダクト３６の空気導入部３７にファン装置２６が設置され、このファン装置２６から吸気ダクト３６の空気導入部３７へ吸気ダクト３６の長手方向Ｐに略垂直に空気が送風され、且つ空気導入部３７が空気の流れ方向Ａに沿って流路断面積が漸次拡大する広がり管形状に形成されている。このため、空気導入部３７に淀みが発生した場合にも、その淀み領域の空気の流れ方向Ａの寸法を短くできる。この結果、淀みの影響による複数のバッテリ１の冷却の不均一を抑制して、これらのバッテリ１を均一に冷却できると共に、空気導入部３７における吸気ダクト３６の長手方向Ｐに沿う寸法を短縮して、バッテリ冷却装置８０をコンパクト化できるなど、第４の実施の形態と同様な効果を奏する。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、第７の実施の形態と第４の実施の形態とを組み合わせたものを第８の実施の形態として述べたが、第７の実施の形態のバッテリ冷却装置７０と第１の実施の形態のバッテリ冷却装置１０とを組み合わせてもよく、また、第７の実施の形態のバッテリ冷却装置７０と第５または第６の実施の形態のバッテリ冷却装置５０または６０とを組み合わせてもよい。

更に、上述の各実施の形態では、バッテリ１は、電動車両に用いられるものを述べたが、電子レンジや掃除機などの家庭用もしくは業務用の電気機器、または例えば屋外で使用される作業用機械などに用いられるものでもよい。

本発明に係るバッテリ冷却装置の第１の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図１（Ａ）のIＢ−IＢ線に沿う断面図。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第２の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図２（Ａ）のIIＢ−IIＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図２（Ｂ）のIIＣ矢視図。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第３の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図３（Ａ）のIIIＢ−IIIＢ線に沿う断面図。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第４の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）のIVＢ−IVＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図４（Ｂ）のIVＣ矢視図。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第５の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）のVＢ−VＢ線に沿う断面図。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第６の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図６（Ａ）のVIＢ−VIＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図６（Ｂ）のVIＣ矢視図。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第７の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図７（Ａ）のVIIＢ−VIIＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図７（Ｂ）のVIIＣ−VIIＣ線に沿う断面図。 図７のバッテリ冷却装置におけるバッテリボックス内の流速分布を、従来技術と比較して示すグラフ。 図７のバッテリ冷却装置におけるバッテリボックス内の各バッテリの温度分布を、従来技術と比較して示すグラフ。 本発明に係るバッテリ冷却装置の第８の実施の形態である電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図１０（Ａ）のXＢ−XＢ線に沿う断面図、（Ｃ）が図１０（Ｂ）のXＣ矢視図。 従来の電動車両用のバッテリ冷却装置を示し、（Ａ）が縦断面図、（Ｂ）が図１１（Ａ）のXIＢ−XIＢ線に沿う断面図。

符号の説明

１ バッテリ
１０ バッテリ冷却装置
１１ バッテリボックス
１２ 吸気ダクト
１６ 接続口
１８ 送風ダクト
２０ 曲がり部
２５ バッテリ冷却装置
２６ ファン装置
２８ ファン
３５ バッテリ冷却装置
３６ 吸気ダクト
３７ 空気導入部
４０ バッテリ冷却装置
５０ バッテリ冷却装置
５１ 吸気ダクト
５３ 内側部分
６０ バッテリ冷却装置
６１ 吸気ダクト
６３ 内側部分
７０ バッテリ冷却装置
７１ 排気ダクト
７２ 吸気口
７３ 排気口
８０ バッテリ冷却装置
８１ 排気ダクト
８２ 排気口
Ｈ１、Ｈ２ 高さ
Ｐ 長手方向
Ｘ１、Ｘ２ 淀み領域

Claims (11)

1. 複数のバッテリを収納するバッテリボックス内へ空気を導くことにより、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置において、
   前記バッテリボックスには、前記各バッテリの広い面積側の側面へ空気を導く吸気ダクトが設けられると共に、この吸気ダクトへ空気を導入する送風ダクトが、当該吸気ダクトの長手方向に対し略垂直に設けられて構成されたことを特徴とするバッテリ冷却装置。
2. 前記送風ダクトに代えて、吸気ダクトの長手方向に対し略垂直方向に当該吸気ダクトへ空気を強制送風するファン装置が設置されたことを特徴とした請求項１に記載のバッテリ冷却装置。
3. 前記送風ダクトまたはファン装置に接続される吸気ダクトの空気導入部は、空気の流れ方向に沿って流路断面積が漸次拡大する広がり管形状に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリ冷却装置。
4. 前記吸気ダクトが送風ダクトまたはファン装置に接続される近傍の曲がり部の内側部分が、階段形状またはテ−パ形状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバッテリ冷却装置。
5. 複数のバッテリを収納するバッテリボックス内へ空気を導くことにより、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置において、
   前記バッテリボックスには、前記各バッテリの広い面積側の側面へ空気を導く吸気ダクトと、前記バッテリボックス内の空気を排出する排気ダクトがそれぞれ設けられ、
   これらの吸気ダクトと排気ダクトのそれぞれの開口部が同じ側に配置されると共に、前記排気ダクトの流路断面積が前記吸気ダクトの流路断面積よりも大きく設定されたことを特徴とするバッテリ冷却装置。
6. 前記排気ダクトの高さが、吸気ダクトの高さの１．４倍に設定されたことを特徴とする請求項５に記載のバッテリ冷却装置。
7. 前記吸気ダクトには、この吸気ダクトへ空気を導入する送風ダクトが、当該吸気ダクトの長手方向に対し略垂直に設けられて構成されたことを特徴とする請求項５または６に記載のバッテリ冷却装置。
8. 前記送風ダクトに代えて、吸気ダクトの長手方向に対し略垂直方向に当該吸気ダクトへ空気を強制送風するファン装置が設置されたことを特徴とした請求項７に記載のバッテリ冷却装置。
9. 前記送風ダクトまたはファン装置に接続される吸気ダクトの空気導入部は、空気の流れ方向に沿って流路面積が漸次拡大する広がり管形状に構成されたことを特徴とする請求項７または８に記載のバッテリ冷却装置。
10. 前記吸気ダクトが送風ダクトまたはファン装置に接続される近傍の曲がり部の内側部分が、階段形状またはテ−パ形状に形成されたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のバッテリ冷却装置。
11. バッテリが、電動車両、電気機器または作業用機械に用いられるものであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のバッテリ冷却装置。

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