JP2011194988A - 発熱体冷却装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車室に露出した吸気口が塞がれた場合であっても、車室内空気を取り入れることができる発熱体冷却装置を提供する。
【解決手段】 室内トリム7に設けた吸気口12から第１吸気ダクト13を介して車室内空気を取り入れ、バッテリ収容空間5に配置したバッテリ2を冷却するバッテリ冷却装置1において、第１吸気ダクト13に、室内トリム7とこの室内トリム7の車室外側に位置する室内パネル8との間の空間30に開口する補助吸気口31を設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両に搭載された発熱体を冷却する発熱体冷却装置に関する。
特許文献１には、室内トリムに２つの吸気口を設けた発熱体冷却装置が開示されている。
特許第４１１４４７８号公報
しかしながら、上記従来技術にあっては、２つの吸気口は共に車室に露出しているため、両吸気口が同時に塞がれた場合、車室内空気を取り入れることができないという問題があった。
本発明の目的は、車室に露出した吸気口が塞がれた場合であっても、車室内空気を取り入れることができる発熱体冷却装置を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明では、室内トリムとこの室内トリムの車室外側に位置する室内パネルとの間の空間に開口する補助吸気口を設けた。
よって、本発明にあっては、吸気口が塞がれた場合であっても、補助吸気口から車室内空気を取り入れることができる。
実施例１のバッテリ冷却装置を示す車両の背面図である。 実施例１のバッテリ冷却装置を示す車両の右側面図である。 実施例１の第１吸気ダクト周辺の右側断面図である。 実施例１の補助吸気口を示す第１吸気ダクトの車両後方側斜視図である。 実施例１の補助吸気口を示す第１吸気ダクトの背面図である。 実施例１の補助吸気口を示す第１吸気ダクトの右側面図である。 実施例２の補助吸気口を示す第１吸気ダクトの右側断面図である。 実施例３のバッテリ冷却装置を示す車両の背面図である。 実施例３のバッテリ冷却装置を示す車両の右側面図である。 実施例３のバッテリ冷却装置を示す後部座席の車両前方側斜視図である。
以下、本発明の発熱体冷却装置を実施するための形態を、図面に示す各実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
図１は実施例１のバッテリ冷却装置を示す車両の背面図、図２は実施例１のバッテリ冷却装置を示す車両の右側面図である。
実施例１のバッテリ冷却装置（発熱体冷却装置）1は、ハイブリッド車両または電動車両の駆動用モータに電力を供給する強電バッテリ（以下、単にバッテリと記す。）2を冷却する装置である。実施例１において、バッテリ2は、車室6に設置された後部座席3の車両後方側であって、車室6とトランクルーム4との間に設定されたバッテリ収容空間（発熱体収容空間）5に設置される。バッテリ2は、図１および図２に示す矩形の筐体に発熱体として図外のバッテリモジュールが収容された構造である。
バッテリ収容空間5と車室6は、室内トリム7および室内パネル8によって仕切られている。また、バッテリ収容空間5とトランクルーム4は、フロントトランクトリム9によって仕切られている。バッテリ収容空間5およびトランクルーム4の車幅方向左右には、車体パネル10a,10bとの間にサイドトランクトリム11a,11bが立設している。
実施例１のバッテリ冷却装置1は、吸気口12と、第１吸気ダクト（吸気管）13と、ブロワ14と、第２吸気ダクト15と、排気ダクト16と、排気口17とを備える。
吸気口12は、車室内空気の取り入れ口であり、室内トリム7に固定されている。
第１吸気ダクト13は、車室6からバッテリ2へと車室内空気を取り入れるためのもので、バッテリ2の上方に配置され、車幅方向に延在している。第１吸気ダクト13の一端は吸気口12に接続され、他端はブロワ14に接続されている。第１吸気ダクト13は、吸気口12と接続された第１部材18と、ブロワ14と接続された第２部材19とから略L字形状に形成されている。ここで、第１部材18と第２部材19は一体に形成してもよい。
ブロワ14は、第１吸気ダクト13を介して取り入れた車室内空気をバッテリ2へ冷却風として供給するファンであって、第１吸気ダクト13と第２吸気ダクト15との間に介装される。ブロワ14の回転数は、バッテリモジュールの温度等に応じて可変としてもよい。
第２吸気ダクト15は、ブロワ14とバッテリ2との間に介装される。
排気ダクト16は、バッテリ2を通過して暖められた空気を排気口17付近に排出する。
排気口17は、トランクルーム4に設けられた開口であり、排気ダクト16から排出された空気を車外へ排出する。
図３は、実施例１の第１吸気ダクト周辺の右側断面図である。
室内パネル8は、車両後方へ向かって水平に延びる水平部20を有し、水平部20の後端部20aはリアガラス21の下端21aを支持している。
室内トリム7は、車両後方へ向かって水平に延びる水平部22と、水平部22の前端から下方へ折れ曲がるフランジ部23とを有して断面略L字形状に形成されている。フランジ部23は室内パネル8に固定されている。水平部22の後端22aとリアガラス21との間には、車両前後方向に隙間24が設定されている。
吸気口12は、室内トリム7の水平部22の上面22bにボルト締結されている。吸気口12には、車室内空気を取り入れるための穴12aが複数形成されている。
図４〜図６にも示すように、第１吸気ダクト13の第１部材18は、上側部材25と下側部材26とを有する。
上側部材25は、室内パネル8の水平部20と室内トリム7の水平部22との間に挟持され、水平部22に形成された開口22dと対応する位置に配置されている。上側部材25の上端には、開口18aが形成されている。上側部材25の外径は、開口22dおよび水平部20に形成された開口20dの内径よりも大きく形成されている。上側部材25の上面と水平部22の下面22cとの間には、環状のシール部材27が介装されている。また、上側部材25の下面と水平部20の上面20bとの間には、環状のシール部材28が介装されている。
下側部材26は、室内トリム7の下方、すなわち、バッテリ収容空間5に配置されている。下側部材26の下端部26aは、第２部材19の上端部19aと嵌合している。下端部26aと上端部19aとの間には、環状のシール部材29が介装されている。
上側部材25において、車両後方を向いた背面25aには、室内パネル8と室内トリム7との間の空間30から第１吸気ダクト13の内部へ空気を取り入れるための補助吸気口31,31が形成されている。２つの補助吸気口31,31は、車幅方向に長い長穴形状に形成され、車幅方向に並んで配置されている。
第１部材18は、室内トリム7よりも先に室内パネル8に取り付けられる。
次に、作用を説明する。
［補助吸気口による車室内空気取り入れ作用］
上記特許文献１に記載の発明では、室内トリムに２つの吸気口を設けることで、一方の吸気口が荷物、紙やポリ袋等により塞がれた場合であっても、他方の吸気口から吸気ダクトへの車室内空気の取り入れを可能としている。ところが、２つの吸気口は共に室内に露出しているため、両吸気口が同時に塞がれた場合、車室内空気を取り入れることができない。
なお、上記特許文献１には、吸気口の近傍に凸部材を設ける方法や、吸気口を跨ぐ閉塞防止バーを設ける方法が開示されており、これらの方法を用いることで、吸気口が塞がれるのを防止できるものの、美観の低下を招くため、実車への適用には難がある。
これに対し、実施例１のバッテリ冷却装置1では、室内トリム7と室内パネル8との間の空間30に、２つの補助吸気口31,31を設けた。空間30と車室6は隙間24により連通しているため、車室6に露出した吸気口12が塞がれた場合であっても、荷物等により塞がれることのない補助吸気口31,31から車室内空気を取り入れることができる。よって、バッテリ2の冷却性能低下を防止できる。また、補助吸気口31,31は、車室6から見て室内トリム7の裏側に位置しているため、乗員からは見えず、車室6の美観を損なうこともない。さらに、従前の構造に対し、第１吸気ダクト13の形状変更（補助吸気口31,31の追加）のみで対応できるため、室内トリム7や室内パネル8の加工や設計変更が不要であり、コストアップを抑制できる。
また、実施例１では、補助吸気口31,31を、第１吸気ダクト13を構成する第１部材18の上側部材25において、車両後方を向いた背面25aに形成した。つまり、補助吸気口31,31を、車室6と空間30とを連通する隙間24の方向に向けて配置した。ここで、ドライバが空調を外気モード（外気循環モード）で運転しているとき、車室6の空気は、図３の矢印で示すように、隙間24から空間30に入って車両前方側へ移動し、その後トランクルーム4へと流れ、排気口17から車外へ排出される。このため、補助吸気口31,31を車両後方に向けることで、空間30に流入後、車両前方側へ進む低温の空気をそのまま第１吸気ダクト13の内部に取り入れることができる。空間30に滞留する空気は、車室6に滞留する空気よりも温度が高いため、滞留する高温の空気はできるだけ取り入れないようにするのが好ましい。つまり、補助吸気口31,31を、車室内空気の流入側に向けた配置することにより、空間30に滞留する空気の取り入れ量を最小限に抑えることができ、冷却性能の向上を図ることができる。
さらに、実施例１では、上側部材25の背面25aに２つの補助吸気口31,31を設けた。例えば、補助吸気口を１つとした場合、開口面積を大きく取ると、上側部材25の上下方向における強度剛性が低下する。このため、上側部材25の上面と水平部22の下面22cとがシール部材27を介して充分に密着しなくなり、シール性能が低下するおそれがある。シール性能が低下すると、空間30に滞留する高温の空気が開口18aから第１吸気ダクト13の内部に流入するため、冷却風の温度上昇を招く。さらに、強度剛性の低下による変形も懸念される。実施例１では、車幅方向の２つの補助吸気口31,31を設けたため、補助吸気口を１つとした場合と比較して、両補助吸気口31,31を仕切る部分だけ強度剛性を高めることができる。つまり、開口面積を大きく取りつつ、上側部材25に必要な強度剛性を確保できる。
次に、効果を説明する。
実施例１のバッテリ冷却装置1にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 第１吸気ダクト13に、室内トリム7とこの室内トリム7の車室外側に位置する室内パネル8との間の空間30に開口する補助吸気口31を設けたため、車室6に露出した吸気口12が塞がれた場合であっても、車室6の美観を損なうことなく、補助吸気口31から車室内空気を取り入れることができる。また、室内トリム7や室内パネル8の加工や設計変更が不要であるため、コストアップを抑制できる。
(2) 補助吸気口31は、車室6と連通する隙間24の方向を向いて開口するため、隙間24から空間30に流入する車室内空気をより早期に取り入れることができ、冷却風の温度上昇を抑制できる。
(3) 室内トリム7は、後部座席3の上部後方に位置し、補助吸気口31は、車両後方側を向いて開口するため、空調を外気モードで運転しているとき、車室6から空間30に流入し空間30の内部を車両前方側へ進む低温の空気をそのまま取り入れることができ、冷却性能の向上を図ることができる。
(4) ２つの補助吸気口31,31を設けたため、開口面積を大きく取りつつ、上側部材25に必要な強度剛性を確保できる。
〔実施例２〕
図7は、実施例２の補助吸気口を示す第１吸気ダクトの右側断面図である。
実施例２では、２つの補助吸気口31,31にそれぞれ弁部材32を取り付けた点で実施例１と異なる。弁部材32は、例えば、ゴムシートであり、上側部材25の内側から２つの補助吸気口31,31を塞ぐように取り付けられている。弁部材32は、上端部32aが上側部材25に固定され、この固定部分を中心として上下方向に揺動可能である。弁部材32は、第１吸気ダクト13の内部が所定の負圧に達するまで、図7の実線の位置、すなわち、補助吸気口31を塞ぐ位置に留まる。一方、第１吸気ダクト13の内部が所定の負圧に達したとき、弁部材32は、図7の破線のように下部32bが補助吸気口31の周縁から離間するように材質や厚みが設定されている。ここで、所定の負圧は、吸気口12の全部または一部が塞がれてバッテリ2の冷却に必要な冷却風の風量が得られなくなったときの第１吸気ダクト13の内部圧力とする。
なお、第１吸気ダクト13の内部が所定の負圧に達した場合、ブロワ14の回転数を上昇させ、バッテリ2に供給する冷却風の風量を確保してもよい。第１吸気ダクト13の内部の圧力は、ブロワ14のモータ電流等により容易に予測可能である。また、第１吸気ダクト13の内部が所定の負圧に達した場合、ワーニングランプ等により乗員に警告を行ってもよい。
他の構成は実施例１と同一であるため、図示ならびに説明は省略する。
次に、作用を説明する。
［弁部材による冷却風の温度上昇抑制作用］
実施例２のバッテリ冷却装置1では、吸気口12が塞がれていない場合、第１吸気ダクト13の内部圧力は所定の負圧未満であるため、補助吸気口31は弁部材32によって塞がれている。このため、車室内空気は吸気口12のみから取り入れられる。上述したように、空間30の温度は車室6よりも高いため、補助吸気口31を用いる必要がない場合には補助吸気口31を塞ぎ、車室6から直接空気を取り入れるようにすることで、より低温の冷却風をバッテリ2に供給できるため、冷却性能を高めることができる。
一方、吸気口12が塞がれた場合、第１吸気ダクト13の内部圧力は所定の負圧に達するため、負圧によって弁部材32の下部32bが補助吸気口31の周縁から離間することで、補助吸気口31が開き、補助吸気口31から車室内空気を取り入れることができる。
また、実施例２では、弁部材32を、第１吸気ダクト13の内部圧力の変化に連動して開閉するゴムシートとした。ここで、第１吸気ダクト13の内部圧力は、吸気口12が塞がれたか否かにより変動する。このため、実施例２では、吸気口12が塞がれていないとき補助吸気口31を閉じ、吸気口が塞がれたとき補助吸気口31を開く動作を、動力源およびセンサを用いることなく達成できる。したがって、弁部材32の追加コストを抑制できる。
次に、効果を説明する。
実施例２のバッテリ冷却装置1にあっては、実施例１の効果(1)〜(4)に加え、以下の効果を奏する。
(5) 第１吸気ダクト13内が所定の負圧に達するまで補助吸気口31を閉じ、所定の負圧に達したとき補助吸気口31を開く弁部材32を設けたため、吸気口12が塞がれていない場合の冷却性能を高めることができる。
〔実施例３〕
図８は実施例３のバッテリ冷却装置を示す車両の背面図、図９は実施例３のバッテリ冷却装置を示す車両の右側面図、図１０は実施例３のバッテリ冷却装置を示す後部座席の車両前方側斜視図である。
実施例３では、車室内空気の取り入れ口である吸気口12の位置が実施例１と異なる。吸気口12は、後部座席3のシートバック3aの右端に位置する室内トリム33に取り付けられている。これに伴い、第１吸気ダクト13の第１部材18は、室内トリム33とその車外側に配置された室内パネル8の傾斜部34との間に介装されている。また、第１部材18の位置に応じて、第１部材18とブロワ14とを接続する第２部材19の形状が変更されている。
室内トリム33と室内パネル8の傾斜部34との間の空間35は、室内トリム33の右端で車室6と連通している。このため、第１部材18の補助吸気口31,31は、車幅方向右側を向いて配置されている。
他の構成は実施例１と同一であるため、図示ならびに説明は省略する。
次に、効果を説明する
実施例３のバッテリ冷却装置1にあっては、実施例１の効果(1),(2),(4)と同様の作用効果が得られる。
〔他の実施例〕
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、補助吸気口を２つ設けた例を示したが、３つ以上でもよい。
また、補助吸気口は、室内パネルと室内トリムとの間であって、車室内空気を取り入れ可能な位置であれば、任意の位置に設けることができる。
実施例では、第１吸気ダクトの途中に補助吸気口を形成した例を示したが、第１吸気ダクトまたはブロワと補助吸気口とを接続する吸気ダクトを別途設けてもよい。
また、実施例では、室内トリムと第１吸気ダクトとの間にシール部材を介装した例を示したが、吸気口と第１吸気ダクトとの間にシール部材を介装してもよい。この場合、例えば、吸気口の下端にフランジ部を設け、フランジ部の下面と第１吸気ダクトの上面との間にシール部材を介装する。
実施例では、発熱体を電動車両の駆動用モータに電力を供給する強電バッテリとした例を示したが、駆動用モータのインバータ回路やその他の電気機器に適用してもよい。
1 バッテリ冷却装置（発熱体冷却装置）
2 バッテリ（発熱体）
3 後部座席
5 バッテリ収容空間（発熱体収容空間）
6 車室
7 室内トリム
8 室内パネル
13 第１吸気ダクト
24 隙間
25 上側部材
30 空間
31 補助吸気口
32 弁部材

Claims (5)

  1. 室内トリムに設けた吸気口から吸気管を介して車室内空気を取り入れ、発熱体収容空間に配置した発熱体を冷却する発熱体冷却装置において、
    前記室内トリムとこの室内トリムの車室外側に位置する室内パネルとの間の空間に開口する補助吸気口を設けたことを特徴とする発熱体冷却装置。
  2. 請求項１に記載の発熱体冷却装置において、
    前記補助吸気口は、車室と連通する部分の方向を向いて開口することを特徴とする発熱体冷却装置。
  3. 請求項２に記載の発熱体冷却装置において、
    前記室内トリムは、後部座席の上部後方に位置し、
    前記補助吸気口は、車両後方側を向いて開口することを特徴とする発熱体冷却装置。
  4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発熱体冷却装置において、
    前記補助吸気口を複数設定したことを特徴とする発熱体冷却装置。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発熱体冷却装置において、
    前記吸気管内が所定の負圧に達するまで前記補助吸気口を閉じ、前記所定の負圧に達したとき前記補助吸気口を開く弁部材を設けたことを特徴とする発熱体冷却装置。
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