JP2012121371A - Air-exhaust structure of air cooling battery unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は空冷式バッテリユニットの排風構造に係り、特に、車両のフロアパネル下等の車室外に搭載され、内部を外気を用いて冷却する空冷式バッテリユニットの排風構造に関する。 The present invention relates to an exhaust structure for an air-cooled battery unit, and more particularly, to an exhaust structure for an air-cooled battery unit that is mounted outside a vehicle compartment such as under a vehicle floor panel and cools the inside using outside air.
近年、環境問題や化石燃料の枯渇問題など地球規模での資源、環境問題が発生していることを受け、各社においてハイブリッド車(以下HEV)の低価格での商品化が進んでいる。
これらの車両においては、バッテリを室内に載置しており、荷室、車室共にバッテリの分だけ狭くなってしまう。特に電気自動車においては、ガソリンエンジンとの併用ではなくバッテリのみでの走行となるため、走行距離を確保するために車両に搭載するバッテリ数はHEVよりも遥かに多く、車室内に搭載することができない。
また、バッテリの冷却用ファンによる駆動音や通風孔などが車室内にある空冷式バッテリユニットの場合は、風音が車内に響くことがある。そこで、車室外、特に車体下に空冷式バッテリユニットを載置することで、車室スペースを確保することができ、冷却用ファンや冷却ダクト等も車室外に設けることで、風音の問題も克服することができる。
車体下に載置するバッテリユニットの内部を外気を用いて冷却する空冷式バッテリユニットの排風構造としては、特開1995−242124号、特開2000−41303号に開示されるものがある。
In recent years, in response to the occurrence of global resources and environmental problems such as environmental problems and fossil fuel depletion problems, commercialization of hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) at low prices is progressing in each company.
In these vehicles, the battery is placed indoors, and both the cargo compartment and the passenger compartment are narrowed by the amount of the battery. In particular, in an electric vehicle, since the vehicle is driven only by a battery, not in combination with a gasoline engine, the number of batteries mounted on the vehicle to secure a traveling distance is much larger than that of HEV, and may be mounted in the vehicle interior. Can not.
In addition, in the case of an air-cooled battery unit in which the driving sound of the battery cooling fan, the ventilation holes, and the like are in the vehicle interior, the wind noise may reverberate inside the vehicle. Therefore, by placing an air-cooled battery unit outside the vehicle compartment, especially under the vehicle body, it is possible to secure a vehicle compartment space, and by providing a cooling fan, a cooling duct, etc. outside the vehicle compartment, there is a problem with wind noise. Can be overcome.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1995-242124 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-41303 are examples of the exhaust structure of the air-cooled battery unit that cools the inside of the battery unit placed under the vehicle body using outside air.
しかし、空冷式バッテリユニットを車室外に載置し、冷却用ファンを車室外に載置した排風構造の場合は、冷却ダクトなどがフロアパネル下に載置されることになり、降雨時や冠水状態の路面などを走行した場合に、排気ダクトや冷却用ファンに水が浸入し、バッテリに触れることで漏電や感電などの問題が考えられる。
前記特許文献1は、サイドフレーム高さを利用して排気ダクトを設けているが、特別な水トラップはなく、開放的な空間に排気ダクトが開口しているため、動的な流れを持つ水に対する防水効果は改良の余地がある。また、前記特許文献2は、サイドフレーム高さを利用して排気ダクトを設けているが、実質的にサイドシルを排気ダクト下方に下げたことによる水トラップだけであり、開放的な空間に排気ダクトが開口しているため、動的な流れを持つ水に対する防水効果は改良の余地がある。
However, in the case of an exhaust structure in which an air-cooled battery unit is placed outside the passenger compartment and a cooling fan is placed outside the passenger compartment, a cooling duct or the like will be placed under the floor panel. When traveling on a flooded road surface, water may enter the exhaust duct or cooling fan and touch the battery, causing problems such as electric leakage or electric shock.
In Patent Document 1, the exhaust duct is provided by utilizing the height of the side frame. However, there is no special water trap, and the exhaust duct is opened in an open space. There is room for improvement in the waterproofing effect. Moreover, although the said
また、セダンやハッチバック、ミニバン等の車両構造においては、ガソリンタンク載置部(後席下など)上のフロアパネルが、ガソリンタンク載置部前側のフロアパネルよりも上部に上げられた構造をしている。これに対して、ワゴンタイプやトラックタイプの車両構造においては、セダンやハッチバック、ミニバン等のようにガソリンタンク載置部上のフロアパネルが、ガソリンタンク載置部前側のフロアパネルよりも上部に上げられた構造をしていないことが多い。
ガソリンタンク載置部上のフロアパネルが上部に上げられた構造のワゴンタイプやトラックタイプであっても、フロアパネルが上部に上がっている段差部分の面は、セダン等のガソリンタンクの搭載位置の場合は後輪から前方に離れた位置にあり、一方、ワゴンやトラックタイプの車両構造の場合は後輪に近づいた位置となる。バッテリユニットをセダンタイプやワゴン、トラックタイプのように車室下に載置し、上部に上がっているフロアパネル下の空間に排気ダクトを設けた場合、後輪の近傍に排気ダクトが設けられる形となり、特にワゴン、トラックタイプの車両構造においてはセダンタイプよりも後輪に近くなるため、後輪の巻き上げた水が排気ダクトの開口に入りやすくなる。
In addition, in vehicle structures such as sedans, hatchbacks, minivans, etc., the floor panel on the gasoline tank mounting part (such as under the rear seat) is raised above the floor panel on the front side of the gasoline tank mounting part. ing. On the other hand, in wagon type and truck type vehicle structures, the floor panel on the gasoline tank mounting part, such as a sedan, hatchback, or minivan, is raised above the floor panel on the front side of the gasoline tank mounting part. Often does not have a structured structure.
Even in the case of a wagon type or truck type with a structure where the floor panel on the gasoline tank mounting part is raised to the top, the surface of the stepped part where the floor panel is raised to the top is the mounting position of a gasoline tank such as a sedan. In this case, the vehicle is located farther away from the rear wheel, whereas in the case of a wagon or truck type vehicle structure, it is closer to the rear wheel. When the battery unit is placed under the passenger compartment like a sedan type, wagon, or truck type, and an exhaust duct is provided in the space under the floor panel that is raised above, an exhaust duct is provided near the rear wheel. In particular, the wagon and truck type vehicle structures are closer to the rear wheel than the sedan type, so that the water rolled up by the rear wheel can easily enter the opening of the exhaust duct.
この発明は、空冷式バッテリユニットの内部への水の浸入を防止すること、車体構造や空冷式バッテリユニットの搭載構造を利用することにより簡素な構造を用いてコンパクトに収めることを目的とする。 It is an object of the present invention to prevent water from entering the inside of an air-cooled battery unit, and to be compactly accommodated using a simple structure by utilizing a vehicle body structure or an air-cooled battery unit mounting structure.
この発明は、車両のフロアパネルの下に車両前後方向に延びる左右一対のサイドフレームとそれらの間を連結する複数のクロスメンバを設け、前記左右一対のサイドフレームと複数のクロスメンバによって囲まれた上下に扁平なほぼ直方体状の空間を利用して搭載する空冷式バッテリユニットの排風構造であって、外部の空気を取り込んで内部のバッテリを冷却するための吸気ダクトと冷却用ファンと排気ダクトとを備えた空冷式バッテリユニットの排風構造において、前記冷却用ファンのケースを前記バッテリユニットの上面から上方に突出させて設け、この冷却用ファンのケースから延出するように前記排気ダクトを設け、この排気ダクトの開口端を、前記クロスメンバ背面に対向させて設けることを特徴とする。 According to the present invention, a pair of left and right side frames extending in the vehicle front-rear direction and a plurality of cross members connecting the left and right side frames are provided under the vehicle floor panel, and are surrounded by the pair of left and right side frames and the plurality of cross members. An air cooling structure for an air-cooled battery unit that is mounted by utilizing a flat and rectangular space that is flat on the top and bottom, an intake duct, a cooling fan, and an exhaust duct for taking in external air and cooling the internal battery The cooling fan case is provided so as to protrude upward from the upper surface of the battery unit, and the exhaust duct is extended to extend from the cooling fan case. And the opening end of the exhaust duct is provided to face the back surface of the cross member.
この発明の空冷式バッテリユニットの排風構造は、サイドフレーム等で囲まれた空間の中で水の浸入を防ぐトラップ構造とした上で、さらに排気ダクトの開口近傍にクロスメンバを利用して水を遮蔽する構造を形成することで、排気ダクトからバッテリユニットの上面付近における直接的な水の浸入を防止できる。 The air cooling structure of the air-cooled battery unit according to the present invention has a trap structure that prevents water from entering in a space surrounded by a side frame or the like, and further uses a cross member near the opening of the exhaust duct. By forming a structure that shields the water, direct intrusion of water near the upper surface of the battery unit from the exhaust duct can be prevented.
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図6は、この発明の実施例を示すものである。図1〜図3において、1は車両、2は車体である。車両1は、車体2として、車両前後方向に延びる左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4を左右方向に延びる複数のクロスメンバ5〜11により連結している。サイドフレーム3及び左サイドフレーム4は、後側のクロスメンバ8から後方の部分を傾斜する部分を介して上部に上げている。右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4とクロスメンバ5〜11との上には、図6に示すよう、フロアパネル12を設置し、フロアパネル12上に車室13を形成している。
前側のクロスメンバ6と中間のクロスメンバ7との間の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4には、これらを掛け渡すように、補機搭載用のサブフレーム14・15を連結している。補機搭載用のサブフレーム14・15は、幅方向中間を前後方向に延びるサブメンバ16で連結している。これらサブフレーム14・15及びサブメンバ16には、インバータ等の高電圧電装部品や空調ユニットからなる補機を載置して固定している。
車両1は、前端のクロスメンバ5と前側のクロスメンバ6との間の右サイドフレーム3外側及び左サイドフレーム4外側に、それぞれ右前輪17及び左前輪18を配置している。また、車両1は、後側のクロスメンバ8と後端のクロスメンバ11との間の上部に上げた右サイドフレーム3外側及び左サイドフレーム4外側に、それぞれ右後輪19及び左後輪20を配置している。
1 to 6 show an embodiment of the present invention. 1 to 3, 1 is a vehicle, and 2 is a vehicle body. In the vehicle 1, as a
In the vehicle 1, a right
この車両1は、図3に示すように、前後方向中間部に位置するフロアパネル12下に、車両前後方向に延びる左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4とそれらの間を連結する複数のクロスメンバ6〜8とによって囲まれた、前後に長く上下に扁平なほぼ直方体状の空間21を形成している。車両1は、この空間21を利用して、この空間21の中心に一致するように配置しつつ、その空間21の下方に位置させて、直方体形状の空冷式バッテリユニット22を搭載している。空冷式バッテリユニット22は、ハウジング23内に複数のバッテリを内蔵している。
空冷式バッテリユニット22は、ハウジング23の左右両側それぞれに、前後方向に離間し幅方向に突出させて設けた複数の右前マウント部24・右後マウント部25及び左前マウント部26・左後マウント部27を有している。空冷式バッテリユニット22は、左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4の前後方向中間部の下面に、それぞれ右前マウント部24・右後マウント部25及び左前マウント部26・左後マウント部27を取り付け、車体2へ強固に固定する。また、前後方向に離間して設けた複数の右前マウント部24・右後マウント部25及び左前マウント部26・左後マウント部27の間のハウジング22には、中間部一側の側面に、高電圧ケーブル類を接続する接続部を、奥に引込むように凹ませて設けている。
As shown in FIG. 3, the vehicle 1 includes a pair of right and left
The air-cooled
前記空冷式バッテリユニット22のハウジング23上面は、図3・図4に示すように、下面同様に、全体的にほぼ水平な平面状に形成している。ハウジング23上面には、空冷式バッテリユニット22の幾つかの機能部が上方に突出するように設けてある。機能部は、例えば、吸気ダクト28、冷却用ファン29及び排気ダクト30、サービスプラグ部31などからなる。
前記吸気ダクト28は、ハウジング23上面の前端付近左側に設けられ、バッテリ冷却用の空気を取り入れる。前記冷却用ファン29及び排気ダクト30は、ハウジング23上面の後端付近右側に設けられ、バッテリ冷却用の空気を排出する。冷却用ファン29は、ケース32をハウジング23上面から上方に突出させて設けている。排気ダクト30は、冷却用ファン29のケース32前面から車両右側において前方に延出し、前方に向けて開口33を形成している。また、前記サービスプラグ部31は、ハウジング23上面の中間右側に設けられ、高電圧バッテリの導通を遮断する。
前記吸気ダクト28は、フロアパネル12を貫通するように上方へ延出し、車室13内の比較的清浄な空気を取り込むことができる。バッテリユニット22のハウジング23内部は、図4に矢印で示すように、その下流側(後部側)に設けられる冷却用ファン29の吸出し動作によって冷却風の流れを生じさせ、概ね一方通行であり、配列された個々のバッテリを均一的に冷却する。冷却後の冷却風は、排気ダクト30の開口33から前方に排出する。
前記吸気ダクト28、冷却用ファン29及び排気ダクト30、サービスプラグ部31は、いずれも、前述した前後に長く上下に扁平なほぼ直方体状の空間21を利用して、配設している。また、この空間21には、中間の複数のクロスメンバ6〜8を左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4の間を連結するように設けてあるとともに、前記補機搭載用のサブフレーム14・15を左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4の間を連結するように設けてある。サブフレーム14・15は、幅方向中間を前後方向に延びる前記サブメンバ16により連結している。
前記空冷式バッテリユニット22の後方には、図示しないパワーユニットを搭載するサブフレームを配設し、左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4や後方のクロスメンバ9〜11に固定している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the upper surface of the
The
The
The
A subframe on which a power unit (not shown) is mounted is disposed behind the air-cooled
前記空冷式バッテリユニット22は、図3・図4に示すように、冷却用ファン29のケース32を、右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4とクロスメンバ7及びクロスメンバ8に囲まれた空間34に、ハウジング23上面から上方に突出させて設けている。この冷却用ファン29のケース32の前面からは、図5・図6に示すように、前方に延出するように排気ダクト30を設けている。排気ダクト30は、開口33の端部を中間のクロスメンバ7の背面に対向させて設けている。
前記クロスメンバ7は、図6に示すように、車両幅方向に延びる底壁部35と、この底壁部35の両側から上方に広がるように対向して立ち上がり、且つ車両幅方向に延びる2枚の縦壁部36・37とにより、上部に開口部38を有する断面略U字形状部材に形成している。クロスメンバ7は、底面部35の幅W1よりも開口部38の幅W2が大きくなるように形成している(W1<W2)。クロスメンバ7は、バッテリユニット22のハウジング23の上面と底壁部35との間に隙間39を有して、車両幅方向両端を右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4に連結している。
前記冷却用ファン29のケース32の前面から前方に延出するように設けた排気ダクト30は、図5・図6に示すように、側面視で略Z字形状に折り曲げて開口33を上方に持ち上げ、開口端を中間のクロスメンバ7の背面にある後側の縦壁部37に対向させて設けている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the air-cooled
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIGS. 5 and 6, the
前記排気ダクト30は、図6に示すように、排気を、冷却用ファン29のケース32の車両前方に指向する前面から導出し、その高さから一段上方にクランク状に曲げて流れ方向を変更し、車両前後方向中央付近のクロスメンバ7の車両幅方向に延びる後側の縦壁面37に対向するように向けた高い位置の開口33から排出する。
これにより、空冷式バッテリユニット22の排風構造は、開口33から排出された空気の流れ方向の延長先に、開口33を遮蔽するような構造壁を設けることができ、クロスメンバ7によって前方から流れてくる水を遮り、高い位置に開口33を設けることでハウジング23上面を流れる水の侵入を極力抑え、直接、開口33が水を被る可能性を低減できる。
また、前記排気ダクト30は、右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4とクロスメンバ7及びクロスメンバ8によって囲まれた前後に長く上下に扁平なほぼ直方体状の空間34の高さを利用して設けてあり、開口33を中間のクロスメンバ7の後方近傍(背面)に位置して設けている。開口33の端部付近の排気ダクト30の形状は、一段上方に延びるダクト形状により上下方向長さを確保している。右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4とクロスメンバ7及びクロスメンバ8による空間34の所定高さの縦壁に囲まれた直方体状の空間34と協働するトラップを設けることになる。
これにより、空冷式バッテリユニット22の排風構造は、ウオータ・ストップ機能ないし気液分離を行っている。排気ダクト30の開口33は、車両進行方向に沿っているが、慣性によって前後方向に流れやすい水液の直接的な浸入を防止している。
このように、空冷式バッテリユニット22の排風構造は、右サイドフレーム3等で囲まれた空間34の中で水の浸入を防ぐトラップ構造とした上で、さらに排気ダクト30の開口33近傍にクロスメンバ7を利用して水を遮蔽する構造を形成することで、排気ダクト30から空冷式バッテリユニット22のハウジング23の上面付近における直接的な水の浸入を防止できる。
As shown in FIG. 6, the
As a result, the air exhaust structure of the air-cooled
The
Thereby, the air exhaust structure of the air-cooled
As described above, the air exhaust structure of the air-cooled
前記空冷式バッテリユニット22は、ハウジング23を左右一対の右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4にマウントする、右前マウント部24・右後マウント部25及び左前マウント部26・左後マウント部27を設けている。これら右前マウント部24・右後マウント部25及び左前マウント部26・左後マウント部27が、右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4を介して前記クロスメンバ7及びクロスメンバ8と連続した構造部40を形成している。そして、この構造部40が、空冷式バッテリユニット22のハウジング23上面と協働して鉛直方向に環状となるよう囲まれる構造を呈し、これにより冷却ダクト30の間口33端の前方の空間の開放面積(隙間39)を制限することになる。
これにより、空冷式バッテリユニット22の排風構造は、概ねコ字形状に連続した構造部40が、空冷式バッテリユニット22のハウジング23上面との隙間39をより制限することになり、すなわち、上下方向の隙間39を制限するだけでなく、右サイドフレーム3及び左サイドフレーム4と右後マウント部25及び左後マウント部27とにより車両幅方向の両端を閉塞し、トラップ構造の閉塞性をより高めることができる。とくに、斜め前方からの水を偏平な空間34に入り込み難くできる。さらに、この空冷式バッテリユニット22の排風構造は、水の浸入防止効果を高められるので、ダクト形状を簡素化することが可能である。
The air-cooled
As a result, in the air exhaust structure of the air-cooled
この発明は、空冷式バッテリユニットの内部への水の浸入を防止しつつ、ダクト形状を簡素化することができる構造であり、電気自動車だけでなくハイリッド車に搭載したバッテリユニットにも適用することができる。 The present invention has a structure capable of simplifying the duct shape while preventing water from entering the inside of the air-cooled battery unit, and is applicable not only to an electric vehicle but also to a battery unit mounted on a high-lid vehicle. Can do.
1 車両
3 右サイドフレーム
4 左サイドフレーム
5〜11 クロスメンバ
12 フロアパネル
21 空間
22 空冷式バッテリユニット
23 ハウジング
24 右前マウント部
25 右後マウント部
26 左前マウント部
27 左後マウント部
28 吸気ダクト
29 冷却用ファン
30 排気ダクト
32 ケース
33 開口
34 空間
35 底壁部
36 縦壁部
37 縦壁部
38 開口部
39 隙間
40 構造部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記左右一対のサイドフレームと複数のクロスメンバによって囲まれた上下に扁平なほぼ直方体状の空間を利用して搭載する空冷式バッテリユニットの排風構造であって、
外部の空気を取り込んで内部のバッテリを冷却するための吸気ダクトと冷却用ファンと排気ダクトとを備えた空冷式バッテリユニットの排風構造において、
前記冷却用ファンのケースを前記バッテリユニットの上面から上方に突出させて設け、
この冷却用ファンのケースから延出するように前記排気ダクトを設け、
この排気ダクトの開口端を、前記クロスメンバ背面に対向させて設けることを特徴とする空冷式バッテリユニットの排風構造。 A pair of left and right side frames extending in the vehicle front-rear direction and a plurality of cross members connecting between them are provided under the vehicle floor panel
An air cooling structure for an air-cooled battery unit mounted using a substantially rectangular parallelepiped space surrounded by a pair of left and right side frames and a plurality of cross members,
In the air exhaust structure of an air-cooled battery unit including an intake duct, a cooling fan, and an exhaust duct for taking in external air and cooling the internal battery,
The cooling fan case is provided so as to protrude upward from the upper surface of the battery unit,
The exhaust duct is provided so as to extend from the cooling fan case,
An exhaust structure for an air-cooled battery unit, wherein an opening end of the exhaust duct is provided to face the back surface of the cross member.
これらマウント部がサイドフレームを介して前記クロスメンバと連続した構造部を形成し、
この構造部が前記空冷式バッテリユニットと協働して囲まれる前記排気ダクトの開口端の前方の空間の開放面積を制限することを特徴とする請求項1に記載の空冷式バッテリユニットの排風構造。 A mounting portion for mounting the air-cooled battery unit on a pair of left and right side frames is provided,
These mount parts form a structure part continuous with the cross member via the side frame,
2. The exhaust air of the air-cooled battery unit according to claim 1, wherein the structure portion limits an open area of a space in front of the opening end of the exhaust duct that is enclosed in cooperation with the air-cooled battery unit. Construction.
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WO2020241228A1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle body frame |
-
2010
- 2010-12-06 JP JP2010271613A patent/JP2012121371A/en active Pending
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