JP2009238697A - 車両用バッテリ冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの性能を維持しつつ、高温なエンジンルーム内での受熱を抑制するとともに十分な冷却を行い、バッテリの高温化を防止することでバッテリの長寿命化を実現することのできる車両用バッテリ冷却装置を提供すること。
【解決手段】エンジンの吸気通路に設けられるエアクリーナケース(1)内にバッテリ(12)を設け、エンジンの吸気流量が少ないときには、エアクリーナケース内の案内流路(18)により当該エアクリーナケース内に流入した吸気がバッテリを通過するよう案内し、エンジンの吸気流量が大きいときには、案内流路の開口部(16a)を開閉するフラップ(20)を開放することで吸気がバッテリを通過しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリを冷却する車両用バッテリ冷却装置に関する。

一般に、車両に搭載されるバッテリは、エンジンルーム内において、開放されたトレイの上に載置されて配設されている。
このように配設されたバッテリは、エンジン等の放熱により高温状態にあるエンジンルーム内の熱を受けるとともに、バッテリ自体も大電流放電により熱を発生するため、バッテリは高温となる。しかし、バッテリは高温状態となると製品寿命が低下するという問題がある。

そこで、エンジンの吸気通路にあるエアクリーナより吸気上流側のフレッシュエアダクトと連結され、外気を取り入れる開孔部の形成された収納箱にバッテリを収め、当該開孔部から当該収納箱内を通りフレッシュダクトへと流れる外気によりバッテリを冷却する構成が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１７８８１４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、エンジンの吸気通路の他に収納箱を配設する必要があり、部品点数の増加やエンジン周辺のレイアウトを制限する等の問題が生じる。
また、収納箱の開孔部からフレッシュダクトへと流れる外気はエンジンの吸気の一部であり、バッテリの冷却に使用される流量は少量であることから十分に冷却することができないという問題がある。

さらに、吸気の一部がバッテリを有する収納箱内を通してエンジンへと吸入されることから、特にエンジンにおける吸気流量が上昇するとバッテリが吸気抵抗となり、エンジンの出力が低下するおそれがある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジンの性能を維持しつつ、高温なエンジンルーム内での受熱を抑制するとともに十分な冷却を行うことができ、バッテリの高温化を防止することでバッテリの長寿命化を実現することのできる車両用バッテリ冷却装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の車両用バッテリ冷却装置では、エンジンの吸気通路に設けられたエアフィルタと、前記エアフィルタよりも吸気上流側に設けられたバッテリと、前記エアフィルタより吸気上流側に形成され、吸気流を前記バッテリ側に導く第１の流路と、前記エアフィルタより吸気上流側に形成され、吸気流を前記エアフィルタ側に直接導く第２の流路と、前記第１の流路及び第２の流路に流れる吸気流量を可変する流量可変手段とを備えたことを特徴としている。

請求項２の車両用バッテリ冷却装置では、請求項１において、前記流量可変手段は、該流量可変手段の前後差圧または前記エンジンの吸気流量に応じて前記第１の流路及び第２の流路に流れる吸気流量を可変することを特徴としている。
請求項３の車両用バッテリ冷却装置では、請求項１または２において、前記流量可変手段は、電動アクチュエータにより駆動することを特徴としている。

請求項４の車両用バッテリ冷却装置では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記第２の流路に、前記バッテリを前記吸気通路の内面から隔てて支持する支持手段が配置されていることを特徴としている。

上記手段を用いる本発明の請求項１の車両用バッテリ冷却装置によれば、エンジンの吸気通路に設けられるエアクリーナケース内のエアフィルタより吸気上流側にバッテリを配設し、当該エアクリーナケース内のエアフィルタより吸気上流側において吸気をバッテリ側に導く第１の流路及び直接エアフィルタ側に導く第２の流路を形成するとともに、当該第１の流路及び第２の流路に流れる吸気流量を可変する流量可変手段を設ける。

このようにエアクリーナケース内にバッテリを設けることで、高温なエンジンルーム内から独立させ受熱を抑制するとともに、低温な吸気をバッテリ周囲に流通させることでバッテリを冷却することができる。
また、吸気をバッテリ側に導く第１の流路及び直接エアフィルタ側に導く第２の流路を形成し、吸気流量可変手段により２つの流路に流れる吸気流量を可変することで、バッテリ経由による吸気圧損の増加を調節することができる。

以上のことから、エンジンの性能を維持しつつ、高温なエンジンルーム内での受熱を抑制するとともに十分な冷却を行うことができ、バッテリの高温化を防止することでバッテリの長寿命化を実現することができる。
請求項２の車両用バッテリ冷却装置によれば、流量可変手段の前後差圧またはエンジンの吸気流量に応じて第１の流路及び第２の流路に流れる吸気流量を可変する。

つまり、エンジンの運転状況に応じて、２つの流路に流れる吸気流量を可変し、これによりバッテリの冷却及びエンジンの吸気圧損の増加を抑制によるエンジン性能の維持を良好に両立させることができる。
請求項３の車両用バッテリ冷却装置によれば、吸気流量可変手段を電動アクチュエータにより駆動することで、流量可変手段による２つの流路における吸気流量の調節をより精密且つ正確に行うことができる。

請求項４の車両用バッテリ冷却装置によれば、前記第２の流路に、前記バッテリを前記吸気通路の内面から隔てて支持する支持手段を配置する。
これにより、支持手段でバッテリと吸気通路との間に隙間が確保され、ここを吸気が流れることとなるので、バッテリ周囲全体にいきわたりやすくなり、バッテリの冷却効果を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る車両用バッテリ冷却装置の概略構成図が示されている。
図１に示す、エアクリーナケース１は、図示しないエンジンの吸気通路に介装され、エンジンルーム内に配設されている。

詳しくは、エアクリーナケース１は、上方に開口したケース本体２と、当該ケース本体２の上部に嵌合しエアクリーナケース１を密閉するアッパカバー４から構成されている。そして、ケース本体２の幅方向一側面の上部には、エアインレット６が接続されており、アッパカバー４の幅方向他側面には吸気管８が接続されている。当該エアインレット６は一端が大気中に開放されており、吸気管８は図示しないインテークマニホールド等を介してエンジンへと接続されている。

また、ケース本体２の上部には、当該ケース本体２の開口部分を覆うようにエアフィルタ１０が配設されている。つまり、エアクリーナケース１内は、当該エアフィルタ１０により下部が吸気上流側、上部が吸気下流側に区画されている。当該エアフィルタ１０は、吸気中のゴミやほこり等の不純物を捕集する機能を有している。
また、ケース本体２内部にはバッテリ１２が設けられている。当該バッテリ１２は複数の支持部材１４、１４（支持手段）に支持されており、ケース本体２とエアインレット６との接続部６ａ（以下、エアインレット接続部６ａという）よりも下側に位置している。なお、支持部材１４、１４の間には吸気が流通可能である。

また、ケース本体２内部において、バッテリ１２とエアインレット接続部６ａとの間には区画壁１６が配設されている。当該区画壁１６はエアインレット接続部６ａの周縁上部から幅方向に延び、下方に屈曲した断面Ｌ字状をなしている。当該区画壁１６の下端はバッテリ１２の底面と同高さ位置まで延びている。つまり、当該区画壁１６により、エアインレット６から流入する吸気をケース本体２の下部へ案内しバッテリ１２側に導く案内流路１８（第１の流路）が形成されている。

また、区画壁１６には、エアインレット接続部６ａの幅方向上に、開口部１６ａ（第２の流路）が形成されている。そして、当該開口部１６ａは、フラップ２０（流量可変手段）により閉塞されている。
当該フラップ２０は開口部１６ａの上縁を支点にして、案内流路１８の外側に回動自在に設けられている。つまり、当該フラップ２０は当該開口部１６ａの開閉を行うものであり、例えばエンジンの吸気流量が増加し、フラップ２０の前後差圧が上昇することで、自動的に開放するよう構成されている。

以下このように構成された本発明に係る車両用バッテリ冷却装置の作用について説明する。
図２には、フラップ２０開放時における車両用バッテリ冷却装置の概略構成図が示されており、以下、上記図１及び図２に基づき説明する。
まず、図１に示すように、エンジンの吸気流量が少ない場合、即ちフラップ２０の前後差圧が低い場合には、フラップ２０は区画壁１６の開口部１６ａを閉塞している。

したがって、エアインレット６からエアクリーナケース１内に流入した吸気は、エアインレット接続部６ａから案内流路１８に沿ってケース本体２の下部へと案内され、バッテリ１２側へ導かれる。
そして、当該吸気は支持部材１４、１４の間、即ちバッテリ１２の下方、及びバッテリ１２の側方を通ってケース本体２上部のエアフィルタ１０側へと流れる。さらに、吸気はエアフィルタ１０により不純物が除去された後、アッパカバー４内を介して吸気管８へと流入し、エンジンへと導かれる。

このように吸気は、エアクリーナケース１内にて案内流路１８に導かれ、バッテリ１２を経由してエアフィルタ１０へと流れる。このとき、比較的低温である吸気は、バッテリ１２から熱を奪う。特に、支持部材１４、１４により支持されていることでバッテリ１２は、エアクリーナケース１との間に隙間が確保され、ここを吸気が流れることとなるので、バッテリ１２下方も含めた周囲全体にいきわたりやすくなり、バッテリ１２は十分に冷却される。

また、バッテリ１２はエアクリーナケース１内に設けられていることで、高温なエンジンルーム内から独立し、受熱が抑制される。
一方、図２に示すように、例えばエンジンの吸気流量が大きくなるほど、フラップ２０の前後の差圧は上昇し、それに伴いフラップ２０は案内流路１８外側に回動し、区画壁１６の開口部１６ａが開放される。

これにより、エアインレット６からエアクリーナケース１内に流入する吸気の大部分は開口部１６ａを通って直接エアフィルタ１０へと導かれる。
つまり、フラップ２０が回動し開口部１６ａが開放されるにつれ、案内流路１８によりバッテリ１２側へ案内される吸気流量は減少する。これにより、バッテリ１２経由による吸気圧損の増加を抑制し、エンジンの出力低下を抑制する。

このように、エアクリーナケース１内に、吸気をバッテリ１２側に導く案内流路１８を形成するとともに、直接エアフィルタ１０側に導く開口部１６ａを形成して、フラップ２０により開口部１６ａ及び案内流路１８を流れる吸気流量をエンジンの吸気流量に応じて可変することで、バッテリ１２の冷却及びエンジン性能の維持を良好に両立させることができる。

以上のことから、本発明に係る車両用バッテリ冷却装置では、エンジンの性能を維持しつつ、高温なエンジンルーム内での受熱を抑制するとともに十分な冷却を行うことができ、バッテリ１２の高温化を防止することでバッテリ１２の長寿命化を実現することができる。
以上で本発明に係る車両用バッテリ冷却装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、エアクリーナケース1内は、エアフィルタ１０により下側が吸気上流側に、上側が吸気下流側に区画された構成をなしているが、エアクリーナケースの構成はこれに限られるものではなく、例えばエアフィルタにより幅方向に区画された構成等であっても構わない。
また、上記実施形態では、フラップ２０は、その前後差圧やエンジンの吸気流量に応じて機械的に開閉するものであるが、例えば電動アクチュエータ等によりフラップを駆動する構成としても構わない。このように電動アクチュエータを用い、吸気流量または吸気負圧を検出して、当該吸気流量または吸気負圧に応じてフラップの開度を制御することで、２つの流路における吸気流量の調節をより精密且つ正確に行うことができる。

また、上記実施形態では流量可変手段として、開口部１６ａの上縁を支点として回動するフラップ２０を用いているが、当該流量可変手段はこれに限られるものではなく、例えばバタフライ弁やシャッターバルブ（ゲート）等であっても構わない。

本発明に係る車両用バッテリ冷却装置の概略構成図である。 フラップ開放時における車両用バッテリ冷却装置の概略構成図である。

符号の説明

１ エアクリーナケース
２ ケース本体
４ アッパカバー
６ エアインレット
６ａ エアインレット接続部
８ 吸気管
１０ エアフィルタ
１２ バッテリ
１４ 支持部材
１６ 区画壁
１６ａ 開口部（第２の流路）
１８ 案内流路（第１の流路）
２０ フラップ（流量可変手段）

Claims (4)

1. エンジンの吸気通路に設けられたエアフィルタと、
   前記エアフィルタよりも吸気上流側に設けられたバッテリと、
   前記エアフィルタより吸気上流側に形成され、吸気流を前記バッテリ側に導く第１の流路と、
   前記エアフィルタより吸気上流側に形成され、吸気流を前記エアフィルタ側に直接導く第２の流路と、
   前記第１の流路及び第２の流路に流れる吸気流量を可変する流量可変手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置。
2. 前記流量可変手段は、該流量可変手段の前後差圧または前記エンジンの吸気流量に応じて前記第１の流路及び第２の流路に流れる吸気流量を可変することを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリ冷却装置。
3. 前記流量可変手段は、電動アクチュエータにより駆動することを特徴とする請求項１または２記載の車両用バッテリ冷却装置。
4. 前記第２の流路に、前記バッテリを前記吸気通路の内面から隔てて支持する支持手段が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の車両用バッテリ冷却装置。

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