JP2010285070A - バッテリの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効率に優れたバッテリの冷却構造、を提供する。
【解決手段】バッテリの冷却構造は、吸気ダクト３１と、車両室内の床に配置されるフロアカーペット１２と、排気ダクトとを有する。吸気ダクト３１には、車両室内に開口する吸気口４１が形成される。吸気ダクト３１は、ブロア３４の駆動に伴って吸気口４１から車両室内の空気を吸入し、バッテリに向けて供給する。フロアカーペット１２には、吸気ダクト３１が挿通される開口部１３が形成される。排気ダクトは、バッテリから排出された空気をフロアカーペット１２下の床下空間１６に排出する。吸気ダクト３１には、開口部１３を規定するフロアカーペット１２の縁を支持する固定ブラケット３７、鍔部４３および底部４２が設けられる。
【選択図】図３

Description

この発明は、一般的には、バッテリの冷却構造に関し、より特定的には、走行用の電源として車両に搭載されるバッテリの冷却構造に関する。

従来のバッテリの冷却構造に関して、たとえば、特開２００７−２２３５２３号公報には、冷却能力に優れ、排出される冷却風により居住性能が悪化することを抑制する電源装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された電源装置においては、蓄電池およびＤＣＤＣコンバータを順に冷却した冷却風が、フロアパネルとフロアカーペットとの間の空間に排出される。

また、特開２００５−３０６２３９号公報には、冷却ファンとバッテリ等とを遠ざけることなく、かつ冷却ファン自身からの騒音を抑えることを目的とした高圧電装部品の冷却構造が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された高圧電装部品の冷却構造においては、車両のフロアカーペットとフロアパネルとの間に、車室空間と隔てられたカーペット下空間部が形成されている。バッテリまたは高圧電装部品を冷却した後の空気の一部が、そのカーペット下空間部に排出される。

また、特開２００５−１８３１６３号公報には、フィルタが目詰まりした場合であっても、送風ファンにより空気を吸入し、発熱部を冷却することを目的とした電源装置が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示された電源装置は、発熱部に冷却空気を送風し、発熱部を強制冷却する送風ファンと、この送風ファンの吸入側に連結される吸入ダクトと、この吸入ダクトの吸入側に連結されるフィルタとを有する。

また、特開２００４−１４２５２４号公報には、冷却装置の吸排気口からの水の浸入を防ぎ、バッテリユニットの冷却性の確保し、求められる渡渉性を確保することを目的とした電気自動車のバッテリ装置が開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示された電気自動車のバッテリ装置は、バッテリユニットを覆う筐体を備える。その筐体には、外気を吸気、排気させるための吸込みダクトおよび排気ダクトが設けられている。吸込みダクトおよび排気ダクトの先端の吸気口および排気口には、外部からの異物や水の浸入を防ぐためのラビリンス構造が設けられている。

また、特開２００８−２８００３６号公報には、車両用バッテリパックの損傷を防ぎ、安全性を高めることを目的とした車両用バッテリパックの搭載構造が開示されている（特許文献５）。特許文献５に開示された車両用バッテリパックは、フロントシート下に配置されている。

特開２００７−２２３５２３号公報 特開２００５−３０６２３９号公報 特開２００５−１８３１６３号公報 特開２００４−１４２５２４号公報 特開２００８−２８００３６号公報

上述の特許文献１および２に開示されるように、車両に搭載されるバッテリの冷却構造において、バッテリを冷却した後の空気を、フロアカーペット下の空間に排出する構造が知られている。しかしながら、フロアカーペット下に排出される空気は、バッテリとの熱交換によって温度上昇している。このため、その空気が、フロアカーペットの開口部から車両室内に流出し、再びバッテリに冷却風として取り込まれることになると、バッテリの冷却効率が低下するおそれがある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、冷却効率に優れたバッテリの冷却構造を提供することである。

この発明に従ったバッテリの冷却構造は、車両に搭載されるバッテリの冷却構造である。バッテリの冷却構造は、吸気ダクトと、車両室内の床に配置されるフロアカーペットと、排気ダクトとを備える。吸気ダクトには、車両室内に開口する吸気口が形成される。吸気ダクトは、ブロアの駆動に伴って吸気口から車両室内の空気を吸入し、バッテリに向けて供給する。フロアカーペットには、吸気ダクトが挿通される開口部が形成される。排気ダクトは、バッテリから排出された空気をフロアカーペット下の空間に排出する。吸気ダクトには、開口部を規定するフロアカーペットの縁を支持する支持部が設けられる。

このように構成されたバッテリの冷却構造によれば、吸気ダクトに、フロアカーペットの縁を支持する支持部を設けることによって、排気ダクトからフロアカーペット下の空間に排出された空気が、開口部を通じて吸気口に回り込むことを抑制できる。これにより、バッテリ冷却後の温度上昇した空気が吸気ダクトに取り込まれることを防ぎ、バッテリの冷却効率を向上させることができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、冷却効率に優れたバッテリの冷却構造を提供することができる。

この発明の実施の形態におけるバッテリの冷却構造が適用されたハイブリッド自動車を示す斜視図である。 図１中のハイブリッド自動車の内部構造を示す断面図である。 図１中の右フロントシート下の位置においてハイブリッド自動車を示す断面図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、この発明の実施の形態におけるバッテリの冷却構造が適用されたハイブリッド自動車を示す斜視図である。図中には、ハイブリッド自動車の右フロントシート（運転席）の足元部分が示されている。図２は、図１中のハイブリッド自動車の内部構造を示す断面図である。

図１および図２を参照して、本実施の形態におけるバッテリの冷却構造は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリから電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車に適用されている。

まず、ハイブリッド自動車の車両室内の構造について説明すると、ハイブリッド自動車は、車両室内（乗員の居住空間）の床面を構成するフロアカーペット１２と、ハイブリッド自動車の床板を構成するフロアパネル１４とを有する。フロアカーペット１２とフロアパネル１４との間には、車両室内とは区画された床下空間１６が形成されている。

車両室内には、フロントシートとしての、右フロントシート（運転席）２１と左フロントシート（助手席）２２とが車両幅方向に並んで設けられている。右フロントシート２１は、乗員が腰を下ろす座部２１ｐと、乗員の背中を支持する背もたれ部２１ｑとから構成されている。車両室内には、右フロントシート２１および左フロントシート２２の車両後方側に位置して、図示しないリアシートがさらに設けられている。

右フロントシート２１とフロアカーペット１２との間には、シートレール２６ｍおよびシートレール２６ｎ（以下、特に区別しない場合は、シートレール２６という）が設けられている。

シートレール２６ｍおよびシートレール２６ｎは、それぞれ、右フロントシート２１の車両右側端部および車両左側端部の下に、互いに間隔を設けて配置されている。シートレール２６は、車両前後方向に延びている。座部２１ｐは、右フロントシート２１が車両前後方向にスライド可能なように、シートレール２６に連結されている。

シートレール２６は、フロアカーペット１２上で上方に突出するアーチ形状を有する。より具体的には、シートレール２６は、その構成部位として、脚部２７およびスライド部２８を有する。脚部２７は、フロアカーペット１２上で上方に延出するように形成されている。スライド部２８は、脚部２７から車両前後方向に延びて形成されている。スライド部２８には、座部２１ｐがスライド可能に連結される溝が形成されている。スライド部２８とフロアカーペット１２との間には、隙間が形成されている。

なお、ここでは右フロントシート２１の構造についてのみ説明したが、左フロントシート２２も右フロントシート２１と同様の構造を有する。

右フロントシート２１と左フロントシート２２との間には、車両前後方向に延びる樹脂製のセンターコンソールボックス１９が設けられている。センターコンソールボックス１９は、略直方体形状を有し、車両幅方向におけるハイブリッド自動車の中心付近に設置されている。センターコンソールボックス１９は、たとえば、車両室内のインテリア性を向上させる目的や、飲料容器を載置するためのカップホルダや、小物類を載置するための凹部を設けるために設置されている。

センターコンソールボックス１９内には、ハイブリッド自動車の駆動用モータに電力供給するためのバッテリ１８が収容されている。バッテリ１８は、充放電可能な２次電池であれば特に限定されず、たとえば、ニッケル水素電池であってもよいし、リチウムイオン電池であってもよい。図示されていないが、バッテリ１８は、積層され、互いに電気的に直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、隣接するバッテリセル間には、冷却風を流通させるための隙間が形成されている。

続いて、ハイブリッド自動車に搭載されたバッテリ１８の冷却構造について説明する。
床下空間１６には、充放電に伴って発熱するバッテリ１８を冷却するための構造として、吸気ダクト３１および排気ダクト５１が設けられている。吸気ダクト３１および排気ダクト５１は、空気が流通可能なダクト形状を有する。吸気ダクト３１には、車両室内に開口する吸気口４１が形成されている。吸気ダクト３１は、車両室内に配置され、吸気口４１が形成されると一方端と、床下空間１６に配置され、バッテリ１８に接続される他方端との間で延びている。排気ダクト５１には、床下空間１６で開口する排気口５２が形成されている。排気ダクト５１は、床下空間１６に配置され、バッテリ１８に接続される一方端と、床下空間１６に配置され、排気口５２が形成される他方端との間で延びている。

車両室内の空気は、吸気口４１を通じて吸気ダクト３１を流通し、冷却風としてバッテリ１８に取り込まれる。冷却風は、隣接するバッテリセル間の隙間を流通する間、バッテリ１８を冷却する。バッテリ１８との熱交換により温度上昇した冷却風は、排気ダクト５１を流通し、排気口５２を通じて床下空間１６に排出される。

図３は、図１中の右フロントシート下の位置においてハイブリッド自動車を示す断面図である。図１から図３を参照して、フロアカーペット１２には、開口部１３が形成されている。開口部１３には、床下空間１６から車両室内に延出する吸気ダクト３１が挿通されている。

吸気ダクト３１は、吸気部３２、ブロア収容部３３および鍔部４３を有する。吸気部３２は、車両室内に配置されている。吸気部３２は、右フロントシート２１の下に配置されている。吸気部３２には、吸気口４１が形成されている。このような構成により、吸気口４１が右フロントシート２１の下に配置されることになるため、後述のブロア３４の作動音や吸気ダクト３１を流れる冷却風の吸気音が車両室内の乗員に聞え難くなる。吸気部３２は、開口部１３から車両室内に突出し、フロアカーペット１２の延在方向に平行に筒状に延びる形状を有する。筒状に延びる部分のうち、フロアカーペット１２と対向する部分により、吸気部３２の底部４２が構成されている。

鍔部４３は、吸気部３２の側面から、フロアカーペット１２の延在方向に鍔状に広がって形成されている。本実施の形態では、鍔部４３が、吸気部３２に一体に形成されている。底部４２および鍔部４３は、開口部１３の周囲において、フロアカーペット１２上に位置決めされている。

ブロア収容部３３には、ブロア３４が収容されている。車両室内の空間は、ブロア３４の駆動に伴って吸気ダクト３１に吸引される。ブロア収容部３３は、フロアカーペット１２の下の床下空間１６に配置されている。ブロア収容部３３は、開口部１３の内側で吸気部３２と接続されており、冷却風を流通させるための流路を吸気部３２から連続的に形成している。

吸気ダクト３１には、固定ブラケット３７が設けられている。固定ブラケット３７は、床下空間１６に配置されている。固定ブラケット３７は、固定ピン３６を介してブロア収容部３３に接続されている。固定ブラケット３７は、開口部１３の周囲において、床下空間１６側からフロアカーペット１２を受けるように設けられている。言い換えれば、フロアカーペット１２は、開口部１３の周囲において、固定ブラケット３７上に載置されている。

このような構成により、本実施の形態におけるバッテリの冷却構造においては、開口部１３を規定するフロアカーペット１２の縁部分が、固定ブラケット３７、鍔部４３および底部４２によって支持されている。より具体的には、開口部１３を規定するフロアカーペット１２の縁部分が、固定ブラケット３７と、鍔部４３および底部４２との間に挟持されている。このような構成によれば、排気ダクト５１から床下空間１６に排出された空気が、開口部１３を通じて漏洩することを防止できる。

続いて、吸気ダクト３１に設けられた異物混入、水入り防止構造について説明する。
本実施の形態では、吸気ダクト３１にフィン部４６が設けられている。フィン部４６は、吸気口４１に配置されている。フィン部４６は、吸気口４１を正面から見た場合にその開口面積を狭めるように、吸気口４１の正面方向に対して斜め方向に延びて形成されている。

また、吸気ダクト３１には、返し部４７が設けられている。返し部４７は、底部４２の内壁から上方に突出し、Ｌ字状に曲げられたアングルから形成されている。返し部４７は、吸気口４１の近傍に配置されている。また、吸気ダクト３１には、隆起部４８が形成されている。隆起部４８は、底部４２が上方に隆起するように成形されることにより形成されている。返し部４７および隆起部４８は、吸気口４１から吸引された空気の流れ方向において直列に並ぶように配置されている。

このような構成により、乗員がシート上面やシート後方から飲み水をこぼしたり物を落としたりすることがあっても、飲み水や異物が、吸気口４１を通じて吸気ダクト３１の内部に侵入することを防止できる。

続いて、吸気ダクト３１に対する乗員の脚蹴りを防止するための構造について説明する。

本実施の形態では、車両室内に配置される吸気ダクト３１の吸気部３２が、右フロントシート２１の下に配置されている。このような場合、リアシートの乗員が車両前方に足を投げ出して着座した時や、乗員の車両昇降時などに、吸気部３２が乗員の足によって蹴られる可能性がある。

これに対して、本実施の形態では、吸気部３２がシートレール２６ｍの下、より具体的には、フロアカーペット１２とスライド部２８との間に配置されている。このような構成により、吸気ダクト３１に対する乗員の脚蹴りを確実に防ぐことができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態におけるバッテリの冷却構造の構成についてまとめて説明すると、バッテリ１８の冷却構造は、吸気ダクト３１と、車両室内の床に配置されるフロアカーペット１２と、排気ダクト５１とを有する。吸気ダクト３１には、車両室内に開口する吸気口４１が形成される。吸気ダクト３１は、ブロア３４の駆動に伴って吸気口４１から車両室内の空気を吸入し、バッテリ１８に向けて供給する。フロアカーペット１２には、吸気ダクト３１が挿通される開口部１３が形成される。排気ダクト５１は、バッテリ１８から排出された空気をフロアカーペット１２下の空間としての床下空間１６に排出する。吸気ダクト３１には、開口部１３を規定するフロアカーペット１２の縁を支持する支持部としての、固定ブラケット３７、鍔部４３および底部４２が設けられる。

このように構成された、この発明の実施の形態におけるバッテリの冷却構造によれば、吸気ダクト３１に、固定ブラケット３７、鍔部４３および底部４２を設けることによって、床下空間１６に排出されたバッテリ１８の冷却風が、開口部１３を通じて車両室内に漏洩することを防止できる。これにより、バッテリ冷却後の温度上昇した空気が吸気ダクト３１に取り込まれることを防ぎ、バッテリ１８の冷却効率を向上させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、主に、バッテリから電力供給されるモータを動力源として備える車両に利用される。

１２ フロアカーペット、１３ 開口部、１４ フロアパネル、１６ 床下空間、１８ バッテリ、１９ センターコンソールボックス、２１ 右フロントシート、２１ｐ 座部、２１ｑ 背もたれ部、２２ 左フロントシート、２６，２６ｍ，２６ｎ シートレール、２７ 脚部、２８ スライド部、３１ 吸気ダクト、３２ 吸気部、３３ ブロア収容部、３４ ブロア、３６ 固定ピン、３７ 固定ブラケット、４１ 吸気口、４２ 底部、４３ 鍔部、４６ フィン部、４７ 返し部、４８ 隆起部、５１ 排気ダクト、５２ 排気口。

Claims (1)

1. 車両に搭載されるバッテリの冷却構造であって、
   車両室内に開口する吸気口が形成され、ブロアの駆動に伴って前記吸気口から車両室内の空気を吸入し、バッテリに向けて供給する吸気ダクトと、
   前記吸気ダクトが挿通される開口部が形成され、車両室内の床に配置されるフロアカーペットと、
   バッテリから排出された空気を前記フロアカーペット下の空間に排出する排気ダクトとを備え、
   前記吸気ダクトには、前記開口部を規定する前記フロアカーペットの縁を支持する支持部が設けられる、バッテリの冷却構造。

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