JP2008260458A - バッテリ及び電装機器の冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッテリ8を複数に分割し、分割された第1,2バッテリ81,82を各々第1,2バッテリボックス14,15に収納して、その内部を各々独立した冷却通路16,17とする一方、各バッテリボックス14,15の下流側に第1、2パワードライブユニット10,11、ダウンバータ12を配置し、冷却通路16,17の下流側端部を合流してその下流側に第1、2パワードライブユニット10,11、ダウンバータ12の冷却フィンを配置した。
【選択図】図1
Description
また、バッテリボックス内にバッテリを収容し、バッテリボックスの後部上面に高圧電装機器を配置して、バッテリボックスの前部に冷却エア取り入れ口を、後部に出口を設け、この出口の上流側に冷却ファンを設けたものがある(特許文献2参照)。
例えば、特許文献1の場合では、車幅方向の一方の冷却風排出ダクトからの冷却風の流出が阻害されたりすると、片側での冷却風の抜けが悪くなり、片側のバッテリの温度が上昇するのである。この片側のバッテリの温度がもう一方の側のバッテリ温度よりもかなり高くなると、左右に振り分けて配置されたバッテリに部分的に温度差が生ずることとなるため、均等充電が阻害されたり、バッテリの出力が十分に確保できなくなる。
これを防止するために、各電装機器や各バッテリに対応して各々冷却ファンを設け、各電装機器や各バッテリの温度を監視し、必要な部位のみを冷却ファンで冷却することも考えられるが、各機器毎に冷却ファンが複数必要となり、重量及びコスト増加につながるという問題がある。
このように構成することで、各バッテリボックス内のバッテリを最適な温度に冷却した後の冷却空気を合流させて電装機器の冷却用として用いることができる。
このように構成することで、バッテリ毎に冷却風の風量が異なっていたとしても各バッテリからの冷却風を冷却用ファンにより合流すると共にこれを均一化してむら無く電装機器の冷却風として用いることができる。
このように構成することで、各バッテリボックス内において確実にバッテリを冷却することができる。
このように構成することで、電装機器を冷却する必要が生じた場合に、各バッテリボックスの冷却用ファンを各バッテリの温度差が必要以上に大きくなることがないように制限しつつ駆動して冷却し、下流に存在する電装機器を冷却することができる。
請求項2に記載した発明によれば、バッテリ毎に冷却風の風量が異なっていたとしても各バッテリからの冷却風を冷却用ファンにより合流すると共にこれを均一化してむら無く電装機器の冷却風として用いることができるため、電装機器を効果的に冷却することができる効果がある。
請求項3に記載した発明によれば、各バッテリボックス内において確実にバッテリを冷却することができるため、温度により出力性能が大きく左右されるバッテリの温度環境を最適に維持することができる効果がある。
請求項4に記載した発明によれば、電装機器を冷却する必要が生じた場合に、各バッテリボックスの冷却用ファンを各バッテリの温度差が必要以上に大きくなることがないように制限しつつ駆動して冷却し、下流に存在する電装機器を冷却することができるため、冷却用ファンの駆動電力を最小限に抑えることができる効果がある。
このハイブリッド車両1は四輪駆動車であって、エンジン(ENG)2とトランスミッション(T)3との間に第2モータ(MOT2)4が挟み込まれて設けられると共に、トランスミッション3には図示しないクラッチを介して前輪Wfが連係されている。後輪Wrには発進クラッチ(C)5、デファレンシャル(D)6を介して第1モータ(MOT2)7が連係されている。これら2つのモータ7,4は高圧のバッテリ(BAT)8により駆動して駆動力を発生したり、走行状況に応じて発電機として機能し、高圧のバッテリ8に充電を行うことができるものである。尚、トランスミッションTはオートマティックトランスミッションでもよい。
また、2つのモータ7,4にはダウンバータ(DV)12が接続され、このダウンバータ12により降圧された電圧により12Vバッテリ(12BAT)13を充電したり、12V消費系に電力を供給する。
ここで、第1バッテリボックス14と第2バッテリボックス15の冷却通路16,17には、合流部18の近傍の上流側に各々第1冷却用ファン19と第2冷却用ファン20が設けられている。
本来ならば、第1バッテリ81と第2バッテリ82とは温度が同じであって、第1冷却用ファン19と第2冷却用ファン20は共に同一の回転数で運転すればよいのであるが、
例えば、第2バッテリボックス15のリヤフロア下にはマフラ22が配索してあり、第1バッテリ81よりも第2バッテリ82の方が温度が高くなってしまう等の外的要因がある。
したがって、第1バッテリ81と第2バッテリ82の実際の温度を温度センサs81,s82により検出して、これに応じて第1、第2の冷却用ファン19,20を各バッテリ81,82の温度に応じた回転数で運転するのである。
図2〜図5に示すように、ハイブリッド車両1の車体後部には、左側の後部シート30の前側のリヤフロア31下に収納凹部32が形成されている。この収納凹部32の前縁は車幅方向に凹凸に形成され、このうちの凹部の部分が空気導入口33となっている。収納凹部32の前側には第1バッテリボックス14と第2バッテリボックス15が各々車幅方向(左右)に振り分けて配置されている。第1バッテリボックス14、第2バッテリボックス15は全体が一つの容器として形成され内部が車体の前後方向を境にして左右2つに仕切られ、各々が開閉可能な蓋35,35を備えている。この第1バッテリボックス14と第2バッテリボックス15の内部に第1バッテリ81と第2バッテリ82とが収納されている。ここで、これら第1バッテリ81と第2バッテリ82とは直列接続され、単一のバッテリ8として第1モータ7と第2モータ4を駆動すると共に減速時に回生可能な発電機として機能するこれら第1モータ7と第2モータ4により充電されるものである。
ファンユニット37は下部にファンダクト38を備えている。このファンダクト38の上壁39には2つの孔40,40が形成され、この2つの孔40,40の各々に第1冷却用ファン19と第2冷却用ファン20とが取り付けられている。
PCUダクト45の前側には、第1冷却用ファン19と第2冷却用ファン20との各出口44を包み込むようにして送風をまとめる合流部18が車幅方向に沿って設けられている。図3に示すように、PCUダクト45の上壁46には第1パワードライブユニット10、第2パワードライブユニット11及びダウンバータ12のフィン挿入孔47,48,49が形成されている。更に、PCUダクト45の上に板状のPCUブラケット50が載置され、このPCUブラケット50上に第1パワードライブユニット10、第2パワードライブユニット11及びダウンバータ12がボルト51により固定されている。
ここで、第1パワードライブユニット10、第2パワードライブユニット11及びダウンバータ12は、各々の発熱量に応じて冷却フィン10F,11F,12Fが設定されており、冷却フィン10F,11F,12Fの面積を発熱量に応じて変化させている。具体的には、冷却フィン10F,11F,12Fの枚数、長さ、幅寸法を変化させることで面積比を各々の発熱量に合わせて調整するのである。
そして、PCUダクト45の後部上壁には開口部55が形成され、この開口部55に車幅方向に渡って集合ダクト56が接続され、この集合ダクト56が車体左側のホイルハウスインナ57に接続されたサイレンサ58に連通接続されている。このサイレンサ58は車体パネルに形成された図示しない排出口に接続されている。
ステップS1で、第1冷却用ファン19、第2冷却用ファン20により第1バッテリ81と第2バッテリ82を所定温度に維持する。つまり、各々が一定の温度以上にならないように冷却制御する。尚、第1バッテリ81と第2バッテリ82とが一定温度以下の低温の場合には、第1冷却用ファン19、第2冷却用ファン20による冷却制御は行われない。
ステップS2における判定の結果、第2バッテリ82の温度T82と第1バッテリ81の温度T81との差の絶対値(|T82−T81|)が両バッテリ温度差の閾値TBATTH(例えば、20度)よりも小さい場合には、ステップS3に進む。逆に、第2バッテリ82の温度T82と第1バッテリ81の温度T81との差の絶対値が両バッテリ温度差の閾値TBATTH以上である場合には、ステップS8において、高温側のバッテリの冷却ファンを駆動したり、既に駆動している場合には風量を増加して、両バッテリの温度差を無くし均等充電環境を確保して処理を繰り替えす。
一方、ステップS4における判定結果が[NO]である場合には、第1バッテリ81の温度が高いため、ステップS6において第1冷却用ファン19の風量を第2冷却用ファン20の風量よりも多めにし、両者の温度差が閾値TBATTH以上とならないように両者を駆動し、合流部18の下流で冷却の必要が生じた第1パワードライブユニット10、第2パワードライブユニット11あるいはダウンバータ12を冷却して、ステップS7に進む。
ここで、ステップS5、S6における、両冷却用ファンの風量は冷却の必要が生じた第1パワードライブユニット10、第2パワードライブユニット11あるいはダウンバータ12の温度状態に応じて、例えば、マップ等により検索されることで設定され、温度が高いほど多くの風量が必要となる。
ステップS7における判定の結果が「YES」、つまり第1パワードライブユニット10の温度T10、第2パワードライブユニット11の温度T11、ダウンバータ12の温度T12の全てが各閾値TTH10、閾値TTH11、閾値TTH12以下となった場合には、ステップS9で第1冷却用ファン19、第2冷却用ファン20を停止して、上述と同様の処理を再度繰り返す。
ステップS7における判定の結果が「NO」である場合にはステップS4に進む。
したがって、空調用空気を使用して冷却している第1,2冷却用ファン19,20の風量は少ないので空調性能に与える影響を最小限とすることができる。
この点で、この実施形態の場合には、消費電力を少なくできると共に、車室内の静粛性を維持することができるのである。
4 第2モータ
7 第1モータ
8 バッテリ
10 第1パワードライブユニット(電装機器)
11 第2パワードライブユニット(電装機器)
12 ダウンバータ(電装機器)
14 第1バッテリボックス
15 第2バッテリボックス
16,17 冷却通路
18 合流部
19 第1冷却用ファン
20 第2冷却用ファン
81 第1バッテリ
82 第2バッテリ
10F,11F,12F 冷却フィン(冷却部)
s10,s11,s12,s81,s82 温度センサ(温度状態検出手段)
Claims (4)
- モータによる駆動力を利用して走行可能な車両に搭載されたモータ駆動源としてのバッテリと前記モータ駆動用の電装機器とを冷却するためのバッテリ及び電装機器の冷却構造において、前記バッテリを複数に分割し、この分割されたバッテリが収容されたバッテリボックスを複数設け、各バッテリボックス内を冷却風が流過する各々独立した冷却通路として構成する一方、前記バッテリボックスの下流側に複数の前記電装機器を配置し、前記各バッテリボックスの前記冷却通路の下流側端部を合流して、この合流部の下流側に前記電装機器の冷却部を設定したことを特徴とするバッテリ及び電装機器の冷却構造。
- 前記合流部の近傍に冷却用ファンを設けたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ及び電装機器の冷却構造。
- 前記冷却用ファンは前記各バッテリボックス内の前記冷却通路に各々設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバッテリ及び電装機器の冷却構造。
- 前記各バッテリ及び前記電装機器は各々温度状態検出手段を備えており、前記各温度状態検出手段は前記各バッテリ及び前記電装機器の温度状態を検出しており、前記各バッテリ又は前記電装機器の少なくとも何れか一つの温度が閾値を超えた場合に前記冷却用ファンが駆動可能に構成され、前記電装機器の温度が閾値を超えた場合には、前記複数のバッテリの温度差が一定の範囲内に収まるように、前記各冷却用ファンを制御して前記電装機器を冷却することを特徴とする請求項3に記載のバッテリ及び電装機器の冷却構造。
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