JP2013035323A

JP2013035323A - 車両用電源装置の冷却構造

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Publication number: JP2013035323A
Application number: JP2011170644A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Hasegawa; 邦明長谷川; Katsuhisa Hirano; 勝久平野
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】車両下部の空力性能の低下を招くことなしに、車両用電源装置を有利に保護しつつ、低いコストで冷却可能な車両用電源装置の冷却構造を提供する。
【解決手段】前側に空気取入口３８が、後側に空気送出し口４２が、それぞれ設けられた筒状の導風ダクト３４を、車両１０の床下の車両用電源装置１６よりも前側に位置して、車両前後方向に延び、且つ空気送出し口４２を車両用電源装置１６の下側に開口させた状態で設置する一方、車両用電源装置１６の下面を覆うカバー部材１４，２４を設け、更に、かかるカバー部材１４，２４の内側に、車両前後方向に延びる通風路５８を、導風ダクト３４の空気送出し口４２に接続して形成し、走行風を、導風ダクト３４を通じて通風路５８内に導入して、車両用電源装置１６の下面に沿って車両後方側に流通させるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用電源装置の冷却構造に係り、特に、駆動源たる電動モータへの給電用として車両に搭載される車両用電源装置を冷却するための構造の改良に関するものである。

近年、駆動源として、電動モータのみを用いる電気車両（ＥＶ車）や燃料電池車両（ＦＣＶ車）、或いは電動モータと内燃機関とを併用するハイブリッド車両（ＨＶ車）が注目されており、自動車等において実用化されている。それらの車両には、電動モータに電気エネルギーを供給するための二次電池や燃料電池、或いは蓄電器（キャパシタ）等を有する、所謂車両用電源装置が搭載されているが、二次電池や蓄電器は、充電時に温度が上昇し、燃料電池は、発電時に温度が上昇する。このため、そのような車両用電源装置を搭載する車両の多くには、車両用電源装置の冷却装置が設置されている。

そして、従来では、例えば、特開２００４−４７４２６号公報（特許文献１）等に明らかにされるように、電動ファン等の冷却媒体供給装置から送風された冷却風等の冷却媒体を車両用電源装置に接触させることによって車両用電源装置を冷却するようにした構造が、車両用電源装置の冷却装置に広く採用されている。このような冷却装置による車両用電源装置の冷却によって、車両用電源装置の性能の向上や使用寿命の延命化が図られているのである。

ところが、上記の如き構造を有する従来の車両用電源装置の冷却装置を車両に設置する場合には、冷却媒体を車両用電源装置に導く導風部材だけでなく、電動ファン等の冷却媒体供給装置、更には冷却媒体供給装置を作動させるための様々な周辺部品を車両に設置する必要がある。それ故、車両用電源装置の冷却のために、冷却媒体供給装置や周辺部品の設置コストが、多く掛かっていた。しかも、冷却媒体供給装置や周辺部品を設置した分だけ、車両の重量が不可避的に増大するため、とりわけ、ハイブリッド自動車等では、そのような車重の増大に伴う燃費の低下が懸念されるのである。

かかる状況下、例えば、特開２００６−９２８０５号公報（特許文献２）には、車両の走行によって生ずる走行風を利用して、車両用電源装置の一種たる車両用電池を冷却するようにした車両用電池の冷却構造が開示されている。このような冷却構造によれば、冷却媒体供給装置やその周辺部品を省略することができる。それにより、冷却装置を用いる車両用電源装置の冷却構造に比して、車両用電源装置の冷却コストを有利に低減させることが可能となる。また、冷却媒体供給装置や周辺部品の設置による車重の増大、更にはそれに起因した問題の発生を効果的に解消することができるのである。

しかしながら、走行風を利用する従来構造では、フロアパネルに対して、下方に向かって開口する凹部を形成し、この凹部内に、車両用電源装置（車両用電池）を、その下面が外部に露出されるように収容していた。このため、車両の走行中に、跳ね上げられた小石や飛散した泥水等が、剥き出しとなった車両用電源装置の下面に当たったり、掛かったりして、車両用電源装置が損傷したり、劣化したりする恐れがあった。

なお、走行風を利用して、車両用電源装置を冷却しつつ、上記のような小石や泥水等による車両用電源装置の損傷や劣化を防止するには、アンダーカバーをフロアパネルの下側に隙間を開けて設置し、このアンダーカバーにて、車両用電源装置を覆って保護すると共に、アンダーカバーとフロアパネルとの間の隙間内に走行風を取り入れて流通させることにより、走行風を車両用電源装置に接触させて、車両用電源装置を冷却するように為すことが考えられる。

ところが、単に、アンダーカバーをフロアパネルの下側に隙間を開けて設置しただけでは、それらアンダーカバーとフロアパネルとの間の隙間内に、走行風が無制限に取り入れられるようになる。そのため、上記した車両用電源装置の冷却構造を採用した場合、アンダーカバーをフロアパネルの隙間内に大量の走行風が取り入れられて、走行風の流通抵抗が増大し、それによって、車両下部の空力性能が低下（Ｃｄ値が増大）するといった問題が惹起されることが懸念されるのである。また、そのような車両下部の空力性能が低下によっても、ハイブリッド自動車等において燃費が低下する恐れがある。

特開２００４−４７４２６号公報特開２００６−９２８０５号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、車両の床下に配置される車両用電源装置を冷却するための構造であって、車両下部の空力性能の低下を招くことなしに、車両の走行中に跳ね上げられる小石や泥水等から車両用電源装置を有利に保護しつつ、車両用電源装置を十分に低いコストで効果的に冷却し得るように改良された車両用電源装置の冷却構造を提供することにある。

そして、本発明にあっては、上記の課題の解決のために、車両の床下に配置される、車両用電池と車両用蓄電器のうちの少なくとも何れか一方を有する車両用電源装置を冷却するための構造であって、車両前方側に向かって開口して、走行風を取り入れる空気取入口と、車両後方側に向かって開口して、該空気取入口から取り入れられた該走行風を車両後方側に送り出す空気送出し口とを有する筒状の導風ダクトを、車両の床下の前記車両用電源装置よりも前側に位置して、車両前後方向に延び、且つ該空気送出し口を該車両用電源装置の下側に開口させた状態で設置する一方、前記車両用電源装置の下側に、車幅方向において互いに間隔を隔てて対向位置して、車両前後方向に延びる二つの側壁部と、該車両用電源装置の下面と間隔を隔てて対向位置して、車両前後方向に延びる底壁部とを有して、該車両用電源装置の下面を覆うカバー部材を設けると共に、該カバー部材の内側に、該カバー部材の底壁部及び二つの側壁部と該車両用電源装置の下面にて囲繞されて、該車両用電源装置の下面に沿って車両前後方向に延びる通風路を、前記導風ダクトの前記空気送出し口に接続して形成し、走行風を、前記導風ダクトを通じて前記通風路内に導入して、前記車両用電源装置の下面に沿って車両後方側に流通させることにより、該車両用電源装置を走行風にて冷却するように構成したことを特徴とする車両用電源装置の冷却構造を、その要旨とするものである。

なお、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記車両用電源装置が、車両の床下に、車幅方向に並列して複数配置されており、前記導風ダクトが、車両前後方向に延びて、前側開口部が前記空気取入口とされた一つの本体筒部と、該本体筒部の後側に位置して、該本体筒部内に連通した状態で前後方向に延びる複数の分岐筒部とにて構成されると共に、該複数の分岐筒部が、該複数の車両用電源装置の下側にそれぞれ開口する後側開口部を有し、前記空気送出し口が、それら複数の分岐筒部の後側開口部にてそれぞれ構成される一方、該複数の車両用電源装置の下側に、それら各車両用電源装置の下面を覆う前記カバー部材がそれぞれ設けられて、それら複数のカバー部材の内側に、前記通風路が、該複数の分岐筒部の各空気送出し口に接続して、それぞれ形成されることとなる。

すなわち、本発明に従う車両用電源装置の冷却構造にあっては、冷媒等を利用した特別な冷却機構を付加することなく、走行風を利用して、車両用電源装置を冷却することができる。そのため、車両用電源装置の冷却コストを効果的に低く抑えることができる。

また、車両用電源装置を冷却するための走行風が、導風ダクトの空気取入口から取り入れられる。それ故、導風ダクトの空気取入口の大きさを調節することで、車両用電源装置を冷却するための走行風の量を必要な量に制限することができる。これによって、車両用電源装置の冷却用の走行風をアンダーカバーの内側に無制限に取り入れる場合とは異なって、導風ダクト内に大量の走行風が取り入れられて、走行風の流通抵抗が増大するようなことが効果的に防止され得る。

さらに、車両用電源装置の下面が、カバー部材にて覆われているため、車両の走行中に、車両用電源装置の下面に対して、跳ね上げられた小石が当たったり、飛散した泥水が掛かったりすることが有利に回避され得る。

しかも、そのようなカバー部材の内側に、カバー部材を構成する二つの側壁部及び底壁部と車両用電源装置の下面とにて囲繞されて、車両用電源装置の下面に沿って車両前後方向に延びる通風路が、導風ダクトの前記空気送出し口と接続されて形成されている。それ故、導風ダクト内に取り入れられた走行風を、車両用電源装置の下面と十分に且つ効率的に接触させつつ、かかる下面に沿って、車両後方側にスムーズに導くことができる。

従って、本発明に従う車両用電源装置の冷却構造によれば、車両の床下に配置される車両用電源装置を、車両の走行中に跳ね上げられる小石や泥水等から有利に保護しつつ、車両下部の空力性能の低下、更にはそれによる燃費の低下の問題等を発生させることもなしに、極めて効率的且つ経済的に有利に冷却することができるのである。

本発明に従う車両用電源装置の冷却構造の一例を採用した自動車の側面説明図である。図１に示された自動車に装着されるアンダーカバーの上面説明図である。図２のIII−III断面説明図である。本発明に従う車両用電源装置の冷却構造の別の例を示す、図２に対応する図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１には、本発明に従う車両用電源装置の冷却構造の一実施形態として、車両用の二次電池の冷却構造を採用した、電動モータとガソリンエンジン（共に図示せず）とを駆動源として有するハイブリッド自動車が、その側面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、このハイブリッド自動車１０（以下、単に、自動車１０と言う）の下部には、車室の床面を形成するフロアパネル１２が取り付けられ、また、その下方には、アンダーカバー１４が、フロアパネル１２の下面と所定距離を隔てて対向配置された状態で装着されている。更に、フロアパネル１２とアンダーカバー１４との間には、矩形の筐体からなる５個（図１には１個のみを示す）の電池パック１６が、車幅方向に一定の間隔を隔てて並列的に配置されている（図２参照）。図示されてはいないものの、それら５個の電池パック１６内には、それぞれ、車両用電源装置としての二次電池が、複数個ずつ、収容されている。また、それら各電池パック１６は、その下面とアンダーカバー１４の上面との間に、自動車１０の前後方向に延びる所定の隙間を形成した状態で、例えば、アンダーカバー１４上に取り付けられた補強ブレース（図示せず）等に固定されている。そして、かかる自動車１０においては、走行風を利用して、５個の電池パック１６内に収容された二次電池をそれぞれ冷却する冷却構造を実現する導風ユニット１８が、アンダーカバー１４上に配設されているのである。

なお、以下からは、アンダーカバー１４の自動車１０への設置形態に基づいて、アンダーカバー１４の長手方向（図１及び図３の左右方向で、図２の上下方向）を前後方向と言い、アンダーカバー１４の幅方向（図１及び図３の紙面に垂直な方向で、図２の左右方向）を車幅方向又は左右方向と言い、アンダーカバー１４の厚さ方向（図１及び図３の上下方向で、図２の紙面に垂直な方向）を上下方向と言う。

より詳細には、図２及び図３に示されるように、導風ユニット１８は、アンダーカバー１４の前部に固定された前側部材２０と、アンダーカバー１４の後部に固定された後側部材２２と、アンダーカバー１４の前後方向の中間部に、前側部材２０と後側部材２２との間に挟まれて、配設された中間部材２４とにて構成されている。

導風ユニット１８の前側部材２０は、前後方向に延びる長手の平板からなる天板部２６と、この天板部２６の下面の幅方向両端にそれぞれ立設された側壁部２８，２８とを一体的に備えた、下方に向かって開口する縦断面コ字状のプレス成形品等からなっている。また、そのような前側部材２０は、その前後方向長さが、アンダーカバー１４の前端縁から、アンダーカバー１４の上に、その上面と離間して固定された各電池パック１６の前端面に対応位置するアンダーカバー１４の前後方向の中間部までの距離と同一の寸法とされている。更に、その高さが、アンダーカバー１４の上面から各電池パック１６の下面までの高さと略同じ大きさとされている。

そして、ここでは、前側部材２０の前側部分と後側部分とが、それぞれ、幅広部３０と、それよりも幅の狭い５個の分岐部３２，３２，３２，３２，３２とされている。

幅広部３０は、前後方向に真っ直ぐに延びる長手矩形状の天板部２６部位と、この天板部２６部位から、その後側に一体で延びる、後端に向かうに従って徐々に拡幅する台形状の天板部２６部位とを有している。そして、そのような天板部２６部位の下面の幅方向両端縁に対して、２個の側壁部２８，２８が、それら幅方向両側端縁に沿って、前後方向に延びる状態で、一体的に立設されている。

５個の分岐部３２，３２，３２，３２，３２は、幅広部３０の天板部２６部位の後端から５個に分岐して前後方向に延びる５個の天板部２６部位をそれぞれ有し、それら５個の天板部２６部位のそれぞれの下面の幅方向両端に対して、２個の側壁部２８，２８が、一定の間隔を隔てて前後方向に延びるようにして、各々一体的に立設されている。

そして、そのような構造を有する前側部材２０が、アンダーカバー１４の上面の前部の車幅方向中央部において、幅広部３０の前端面をアンダーカバー１４の前端面に対応させた位置で、幅広部３０と分岐部３２に一体形成された各側壁部２８の下端面をアンダーカバー１４の上面にそれぞれ重ね合わせて、前後方向に延びるように配置されている。また、そのような配置状態下で、各側壁部２８が、例えば、アンダーカバー１４に溶接されるか、或いは各側壁部２８に設けられた、図示しないフランジ部をアンダーカバー１４にボルト止めやねじ止めされている。これによって、前側部材２０が、アンダーカバー１４の上面の前部の幅方向中央部に、下方への開口部をアンダーカバー１４にて閉塞させられた状態で、固定されている。

かくして、ここでは、アンダーカバー１４の上面の前部の幅方向中央部に、前側部材２０の天板部２６及び各側壁部２８とアンダーカバー１４の前部の幅方向中央部分とを、それぞれ筒壁部として形成された筒状の前側導風ダクト３４が、前後方向に延びるように配設されているのである。

そして、この前側導風ダクト３４においては、その前側部分が、前側部材２０の幅広部３０と、かかる幅広部３０の下側開口部を閉塞するアンダーカバー１４部分とにて構成されて、前後方向に真っ直ぐに延びる本体筒部３６とされている。また、そのような本体筒部３６は、アンダーカバー１４の前端において前方に開口する開口部を有しており、この前側開口部が、空気取入口３８とされている。この空気取入口３８は、後述するように、アンダーカバー１４が自動車１０の下部に装着された状態下で、走行風を、前方から本体筒部３６内に取り入れるためのものである。

一方、前側導風ダクト３４の後側部分は、５個の分岐部３２，３２，３２，３２，３２とそれら各分岐部３２の下側開口部を閉塞するアンダーカバー１４部分とにて構成された、互いに別個の５個の部分からなっている。そして、それら５個の後側部分が、前側導風ダクト３４の本体筒部３６の後側において、互いに独立して前後方向に延びる分岐筒部４０，４０，４０，４０，４０とされている。それら各分岐筒部４０は、それぞれの前側開口部において、本体筒部３６内に連通している。また、各分岐筒部４０の後側開口部は、外部に開口しており、そのような各分岐筒部４０の後側開口部が、それぞれ、空気送出し口４２とされている。これによって、空気取入口３８を通じて本体筒部３６内に取り入れられた走行風が、各分岐筒部４０の空気送出し口４２から後方側に向かって送り出されるようになっている。

そして、ここでは、前記したように、前側部材２０の前端縁が、アンダーカバー１４の前端縁に対応位置させられている。また、前側部材２０の前後方向長さが、アンダーカバー１４の前端縁から、各電池パック１６の前端の鉛直下方に位置するアンダーカバー１４の前後方向の中間部までの距離と同一の寸法とされている。更に、前側部材２０の高さが、アンダーカバー１４の上面から各電池パック１６の下面までの高さと略同一寸法とされている。これによって、各分岐筒部４０の後端が、各電池パック１６の前端の鉛直下方に位置するアンダーカバー１４の前後方向の中間部に対応位置させられて、各分岐筒部４０の空気送出し口４２が、アンダーカバー１４の上面上に所定距離を隔てて配置された各電池パック１６の下側、つまり各電池パック１６の下面とアンダーカバー１４の上面との間の隙間に向かって開口している。

そして、本実施形態においては、５個の分岐筒部４０，４０，４０，４０，４０の各空気送出し口４２の車幅方向の開口幅：Ｗ₁ 、Ｗ₂ 、Ｗ₃ 、Ｗ₄ 、Ｗ₅ と開口面積とが、それぞれ、互いに同一の特定の大きさとされていると共に、本体筒部３６の空気取入口３８の開口面積も、各空気送出し口４２の開口面積に応じた特別な大きさとされている。

すなわち、ここでは、後述するように、５個の分岐筒部４０，４０，４０，４０，４０の各空気送出し口４２から送り出された走行風によって、５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６が、更には、それらの内部に収容された二次電池が、それぞれ冷却されるようになっている。そこで、各空気送出し口４２の開口幅：Ｗ₁ 、Ｗ₂ 、Ｗ₃ 、Ｗ₄ 、Ｗ₅ と開口面積とが、各電池パック１６内の二次電池を確実に冷却するのに必要な量だけの走行風を効率的に送り出し得る大きさに設定されている。また、本体筒部３６の空気取入口３８の開口面積が、５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６内の二次電池を確実に冷却するのに必要な風量だけを本体筒部３６内に取り入れ得る大きさに設定されている。

具体的には、各空気送出し口４２の車幅方向の開口幅：Ｗ₁ 、Ｗ₂ 、Ｗ₃ 、Ｗ₄ 、Ｗ₅ が、各電池パック１６の車幅方向の幅寸法と同じか又はそれよりも若干小さな寸法とされている。また、各空気送出し口４２の開口面積は、例えば、様々な実験や試験により、或いは経験から設定された、電池パック１６内の二次電池の冷却に必要な風量に基づいて、かかる設定風量を送り出すのに必要な最小限度の大きさ、或いは最小限度に近い大きさに設定されている。そして、本体筒部３６の空気取入口３８の開口面積は、５個の分岐筒部４０，４０，４０，４０，４０の開口面積の総和と同一の大きさとされている。

一方、導風ユニット１８の後側部材２２も、前側部材２０と同様に、前後方向に延びる長手の平板からなる天板部４４と、この天板部４４の下面の幅方向両端にそれぞれ立設された側壁部４６，４６とを一体的に備えた、下方に向かって開口する縦断面コ字状のプレス成形品等からなっている。この後側部材２２は、前後方向の中間部に、前側から後側に向かって幅が徐々に狭くなるように変化する部分が設けられて、後側部分が前側部分よりも狭幅とされている。また、その前後方向長さが、アンダーカバー１４上に固定された各電池パック１６の後端の鉛直下方に位置するアンダーカバー１４の前後方向の中間部から、アンダーカバー１４の後端縁までの距離と同一の寸法とされている。更に、後側部材２２の高さが、アンダーカバー１４の上面から各電池パック１６の下面までの高さと略同じ寸法とされている。

そして、そのような構造を有する後側部材２２が、アンダーカバー１４の上面の後部の車幅方向中央部において、電池パック１６の前後方向長さと同一距離だけ、前側部材２０の後端から後側に離間し、且つ後端縁をアンダーカバー１４の後端縁に対応させた位置で、２個の側壁部４６，４６の下端面をアンダーカバー１４の上面にそれぞれ重ね合わせて、前後方向に延びるように配置されている。また、そのような配置状態下で、各側壁部４６が、例えば、アンダーカバー１４に溶接されるか、或いは各側壁部４６に設けられた、図示しないフランジ部をアンダーカバー１４にボルト止めやねじ止めされている。これによって、後側部材２２が、アンダーカバー１４の上面の後部の幅方向中央部に、アンダーカバー１４にて、下方への開口部を閉塞させられた状態で、固定されている。

かくして、ここでは、アンダーカバー１４の上面の後部の幅方向中央部に、後側部材２２の天板部４４及び２個の側壁部４６，４６とアンダーカバー１４の後部の幅方向中央部分とを、それぞれ筒壁部として形成された筒状の後側導風ダクト５０が、前後方向に延びるように配設されているのである。

この後側導風ダクト５０は、前方と後方に向かってそれぞれ開口する２個の開口部を有しており、それら２個の開口部のうちの前側開口部が空気導入口５２とされている一方、後側開口部が空気排出口５４とされている。

そして、そのような後側導風ダクト５０の空気導入口５２は、車幅方向の開口幅：Ｗ₆ が、アンダーカバー１４に固定された５個の電池パック１６の最も左側に位置するものの左側側面から最も右側に位置するものの右側側面までの距離と同じ寸法とされている。また、上記したように、後側部材２２の高さが、アンダーカバー１４の上面から各電池パック１６の下面までの高さと略同一寸法とされている。これによって、空気導入口５２が、アンダーカバー１４の上面上に所定距離を隔てて配置された各電池パック１６の下側、つまり、アンダーカバー１４の上面と各電池パック１６の下面との間の隙間に開口している。そして、前側導風ダクト３４の各分岐筒部４０の空気送出し口４２から送り出されて、各電池パック１６の下側を通過した走行風が、空気導入口５２を通じて、後側導風ダクト５０内に導入されるようになっている。

一方、空気排出口５４は、車幅方向の開口幅：Ｗ₇ が、空気導入口５２の車幅方向の開口幅：Ｗ₆ よりも所定寸法だけ小さくされている。そして、上記したように、後側部材２２の前後方向長さが、各電池パック１６の後端の鉛直下方に位置するアンダーカバー１４の前後方向の中間部からアンダーカバー１４の後端縁までの距離と同一の寸法とされている。これによって、後側導風ダクト５０の空気排出口５４が、アンダーカバー１４の後端において、後方に向かって開口している。そして、後側導風ダクト５０内に導入された走行風が、アンダーカバー１４の後端において、空気排出口５４から外部に排出されるようになっている。

導風ユニット１８の中間部材２４は、アンダーカバー１４の上面の前後方向中間部に立設された複数（ここでは１０個）の導風板５６にて構成されている。それら複数の導風板５６は、互いに同一の大きさを有する長手矩形の金属平板からなり、比較的に薄い肉厚と、各電池パック１６の前後方向長さと略同じ長さと、アンダーカバー１４の上面から各電池パック１６の下面までの高さと略同じ高さとを有している。

そして、そのような導風板５６が、５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６の下側に位置するアンダーカバー１４の上面上に、電池パック１６の幅寸法（車幅方向に対応した左右方向寸法）と略同一の距離を隔てて対向して対を為しつつ、電池パック１６の左右の両側面に沿って、前後方向に真っ直ぐに延びるように配置されている。また、そのような配置状態下で、各電池パック１６の下側に位置する複数対の導風板５６が、前側及び後側部材２０，２２のアンダーカバー１４への固定形態と同様な形態において、アンダーカバー１４の上面に固定されている。

これによって、アンダーカバー１４の上面上に離間して固定された５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６のそれぞれの下面が、それら各電池パック１６の下側に対向位置して対を為す２個の導風板５６，５６と、各電池パック１６の下面に対向位置するアンダーカバー１４部分とにて覆われている。そうして、各電池パック１６の下面が、外部に露呈しないようになっている。なお、各電池パック１６の側面や上面は、フロアパネル１２とアンダーカバー１４との間の隙間の側方への開口部が自動車１０のボデーにて塞がれていることによって、外部に露呈しないようになっている。

すなわち、ここでは、複数の導風板５６からなる中間部材２４と、かかる中間部材２４の対を為す導風板５６，５６同士の間に位置するアンダーカバー１４部分とにて、各電池パック１６の下面を覆うカバー部材が構成されている。また、そのようなカバー部材においては、対を為す導風板５６，５６にて、側壁部が構成されていると共に、それら対を為す導風板５６，５６同士の間に位置するアンダーカバー１４部分にて、底壁部が構成されている。

そして、本実施形態では、上記のように、複数の導風板５６からなる中間部材２４が、各電池パック１６の下側のアンダーカバー１４上に立設されていることによって、各電池パック１６の下側に、前側導風ダクト３４の各空気送出し口４２から送り出された走行風が流通する通風路５８が、それぞれ形成されている。

すなわち、５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６のそれぞれの下側には、互いに対向位置して、アンダーカバー１４上に立設された２個の導風板５６，５６と、各電池パック１６の下面と対向位置するアンダーカバー１４部分と、それらによって覆われる電池パック１６の下面とにて、上下左右の四方が取り囲まれてなる空間が形成されている。そして、それら５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６のそれぞれの下側に形成された５個の空間が、各々、通風路５８とされているのである。

また、それら５個の通風路５８，５８，５８，５８，５８は、各電池パック１６の下面に沿って前後方向に延び出し、前側と後側とにおいて、それぞれ開口している。そして、５個の通風路５８，５８，５８，５８，５８の各前側開口部が、前側導風ダクト３４の５個の分岐筒部４０，４０，４０，４０，４０の各空気送出し口４２と、アンダーカバー１４上の同一箇所に位置させられて、それら各空気送出し口４２に対して、連通状態で接続されている。また、５個の通風路５８，５８，５８，５８，５８の各後側開口部は、後側導風ダクト５０の空気導入口５２と、アンダーカバー１４上で同一箇所に位置させられて、かかる空気導入口５２に対して、連通状態で接続されている。これによって、前側導風ダクト３４の各分岐筒部４０の空気送出し口４２から送り出された走行風が、通風路５８内を流通して、後側導風ダクト５０内に送り込まれるようになっている。

そして、上記のようにして上面上に導風ユニット１８が配設されたアンダーカバー１４は、図１及び図３に示される如く、５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６（図１及び図３には、１個のみを示す）をフロアパネル１２の下側に位置させると共に、導風ユニット１８をフロアパネル１２との間に位置させた状態で、自動車１０に装着されるようになっている。また、そのような装着状態下において、前側導風ダクト３４の空気取入口３８が、自動車１０のフロントバンパ６０に形成された、自動車１０の前面において前方に向かって開口する開口部６２に対応位置させられる一方、後側導風ダクト５０の空気排出口５４が、例えば、自動車１０のリヤバンパ６４に設けられた、自動車１０の後面において後方に向かって開口する開口部６６に対応位置させられている。

かくして、本実施形態では、図２及び図３に矢印で示されるように、自動車１０の走行時に生ずる走行風が、自動車１０の前端において、フロントバンパ６０の開口部６２と前側導風ダクト３４の空気取入口３８から前側導風ダクト３４の本体筒部３６内に取り入れられるようになっている。また、かかる本体筒部３６内に取り入れられた走行風が、５個の分岐筒部４０，４０，４０，４０，４０を経て、それら各分岐筒部４０の空気送出し口４２から、５個の電池パック１６，１６，１６，１６，１６のそれぞれの下側に設けられた各通風路５８内に送り出される。そして、各通風路５８内に送り出された走行風は、各電池パック１６の下面に沿って、各通風路５８内を後側に向かって流通する。このとき、走行風が、各電池パック１６の下面に接触することで、各電池パック１６とそれらの内部に収容された二次電池とが、走行風にて冷却される。その後、走行風が、各通風路５８内から、空気導入口５２を通じて、後側導風ダクト５０内に導入され、後側導風ダクト５０内を流通した後、自動車の後面において、空気排出口５４から後方に向かって排出されるようになっている。

このように、本実施形態においては、走行風を利用して、各電池パック１６内の二次電池が冷却されるようになっている。それ故、冷却媒体を利用した特別な冷却装置を自動車に装着し、かかる冷却装置にて、二次電池を冷却する場合とは異なって、二次電池の冷却コストを有利に低減させることができる。しかも、冷却装置に組み込まれる、例えば電動ファンやそれを作動させるための周辺部品が省略される。そのため、そのような電動ファンや周辺部品の設置による自動車１０の重量の増大が回避され、その結果、車重の増大による燃費の低下も未然に防止され得る。

また、本実施形態では、空気取入口３８と各空気送出し口４２のそれぞれの車幅方向の開口幅や開口面積が可及的に小さくされて、電池パック１６内の二次電池の冷却に必要な風量だけを空気取入口３８から取り入れて、各通風路５８内に供給し得るようになっている。これによって、空気取入口３８から余分な量の走行風が取り入れられることで、走行風の流通抵抗が増大して、自動車１０の下部の空力性能が低下（Ｃｄ値が増大）するようなことが、極めて効果的に防止され得る。また、そのような自動車１０の下部の空力性能が低下に起因した燃費の低下も効果的に抑制され得る。

さらに、各通風路５８が、平板状の一対の導風板５６，５６と、それらの間に位置するアンダーカバー１４部分と、電池パック１６の下面とにて四方が囲まれて形成されている。それ故、そのような通風路５８内に供給された走行風が、一対の導風板５６，５６の互いに対向面とアンダーカバー１４の上面と電池パック１６の下面とにて、後方に向かってスムーズに導かれるだけでなく、通風路５８内から外部への走行風の漏出しも、有利に軽減され得る。しかも、分岐筒部４０の空気送出し口４２と、それに接続される通風路５８の前側開口部とが、アンダーカバー１４上の同一箇所に配置されている。このため、空気送出し口４２から通風路５８内に走行風が送り出される際に、走行風が、通風路５８以外に漏れ出すことが有利に防止され得る。これによっても、走行風の流通抵抗が可及的に抑えられ得ると共に、走行風の効率的な有効利用が図られ、以て、自動車１０の下部の空力性能が十分に確保され得ることとなる。

また、本実施形態では、電池パック１６（二次電池）の冷却に利用された走行風が、自動車１０の後面において、後側導風ダクト５０の空気排出口５４から後方に向かって排出されるようになっている。それ故、例えば、走行風が下方に向かって排出される場合とは異なって、アンダーカバー１４の下側の走行風の流れが、空気排出口５４から排出される走行風によって乱されることがない。これによっても、自動車１０の下部の空力性能が安定的に確保され得る。

さらに、本実施形態では、各電池パック１６の下面が、各電池パック１６の下側において対向配置される一対の導風板５６，５６と、それらの間に位置するアンダーカバー１４部分とにて覆われている。そのため、自動車１０の走行中に、各電池パック１６の下面に対して、跳ね上げられた小石が当たったり、飛散した泥水が掛かったりすることが有利に防止されて、そのような小石や泥水等による電池パック１６、更にはその内部の二次電池の損傷や劣化の発生が、効果的に解消され得る。

次に、図４には、本発明に従う車両用電源装置の冷却構造の別の実施形態として、二次電池と蓄電器とを有する車両用電源装置を冷却する構造が、示されている。かかる図４から明らかなように、本実施形態では、前記第一の実施形態において採用される導風ユニット１８とは一部の構造が異なる導風ユニット６８が、アンダーカバー１４上に配設されることによって、二次電池を内蔵した電池パック１６とキャパシタ（車両用蓄電器）７０とを冷却する冷却構造が実現されている。なお、本実施形態に関しては、図１乃至図３に示される前記第一の実施形態と同様な構造とされた部材や部位について、図１乃至図３と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。

すなわち、図４から明らかなように、ここでは、アンダーカバー１４の前後方向中間部と、それに対向配置されたフロアパネル（図示せず）の前後方向中間部分との間に形成される隙間に、図示しない二次電池を内蔵した複数個（ここでは５個）の電池パック１６が、車幅方向に一定の間隔を隔てて並列的に配置されている。また、かかるアンダーカバー１４とフロアパネルの間の隙間には、複数個の電池パック１６よりも後方側に離間した箇所に、キャパシタ７０が、電池パック１６と同数だけ、車幅方向に一定の間隔を隔てて並列的に位置し、且つ各電池パック１６と前後方向に並んで位置するように、配置されている。それら複数個のキャパシタ７０は、各電池パック１６と同様な構造によって、アンダーカバー１４に取り付けられている。

そして、導風ユニット６８は、電池パック１６とキャパシタ７０の配置部位よりも前側に位置するアンダーカバー１４の前側部分、及びそれらよりも後側に位置するアンダーカバー１４の後側部分にそれぞれ固定された前側部材２０及び後側部材２２と、電池パック１６とキャパシタ７０の配置部位に対応する、アンダーカバー１４の前後方向の中間部分に固定された中間部材７２とを有して、構成されている。この導風ユニット６８の前側部材２０及び後側部材２２は、前記第一の実施形態における導風ユニット１８の前側部材２０及び後側部材２２と同様な構造とされている。

一方、導風ユニット６８の中間部材７２は、第一カバー部材７３と第二カバー部材７４と連通路形成部材７５とにて構成されている。第一カバー部材７３は、前記第一の実施形態における導風ユニット１８の中間部材２４と同様な構造を有して、各電池パック１６の下方に設置されている。つまり、第一カバー部材７３は、複数（ここでは１０個）の第一導風板７６を有している。そして、それら複数の第一導風板７６が、各電池パック１６の下側において、互いに対向しつつ、前後方向に延びるように配置されて、アンダーカバー１４の上面上に立設されている。これにより、各電池パック１６の下方に、それら各電池パック１６の下面に沿って前後方向に延びる第一通風路７８が、それぞれ形成されている。また、各電池パック１６の下面が、各第一導風板７６と、各電池パック１６の下面に対向位置するアンダーカバー１４部分とにて覆われている。

第二カバー部材７４は、第一カバー部材７３と同一の基本構造を有して、各キャパシタ７０の下方に設置されている。つまり、第二カバー部材７４は、複数（ここでは１０個）の第二導風板８０を有している。そして、それら複数の第二導風板８０が、各キャパシタ７０の下側において、互いに対向しつつ、前後方向に延びるように配置されて、アンダーカバー１４の上面上に立設されている。これにより、各キャパシタ７０の下方に、それら各キャパシタ７０の下面に沿って前後方向に延びる第二通風路８２が、それぞれ形成されていると共に、各キャパシタ７０の下面が、各第二導風板８０と、各キャパシタ７０の下面に対向位置するアンダーカバー１４部分とにて覆われている。

連通路形成部材７５は、互いに対向配置された平板状の二つの側壁部と、それら二つの側壁部の上端部同士を相互に連結する天板部とを備えた複数（ここでは５個）のコ字状金具８４を有している。それら各コ字状金具８４は、その幅が、電池パック１６やキャパシタ７０の幅と略同一とされていると共に、その高さが、第一及び第二導風板７６，８０の高さと略同一とされている。また、各コ字状金具８４の長さが、前後方向に離間して、直列配置された電池パック１６とキャパシタ７０との間の前後方向での距離と同一とされている。そして、そのような複数のコ字状金具８４が、前後方向に直列配置された電池パック１６とキャパシタ７０との間にそれぞれ配置されて、アンダーカバー１４に対して、各側壁部の下端面を重ね合わせて、下側開口部がアンダーカバー１４にて塞がれた状態で固定されている。

これにより、各コ字状金具８４の内側空間が、各電池パック１６の下側に形成された第一通風路７８と、各キャパシタ７０の下側に形成された第二通風路８２とに、それぞれ連通している。そして、そのような各コ字状金具８４の内側空間にて、第一及び第二通風路７８，８２にそれぞれ連通して前後方向に延びる連通路８６が形成されている。

かくして、本実施形態では、図４に矢印で示されるように、フロントバンパ６０の開口部６２と前側導風ダクト３４の空気取入口３８から前側導風ダクト３４の本体筒部３６内に取り入れられた走行風が、複数の分岐筒部４０を経て、それら各分岐筒部４０の空気送出し口４２から、各電池パック１６の下側に設けられた各第一通風路７８内に送り出される。そして、各第一通風路７８内に送り出された走行風は、各電池パック１６の下面に沿って、各第一通風路７８内を後側に向かって流通する。このとき、走行風が、各電池パック１６の下面に接触することで、各電池パック１６とそれらの内部に収容された二次電池とが、走行風にて冷却される。

その後、走行風が、各第一通風路７８内から、各連通路８６を経て、各キャパシタ７０の下側に設けられた各第二通風路８２に送り出される。そして、各第二通風路８２内に送り出された走行風は、各キャパシタ７０の下面に沿って、各第二通風路８２内を後側に向かって流通する。このとき、走行風が、各キャパシタ７０の下面に接触することで、各キャパシタ７０が、走行風にて冷却される。そして、各キャパシタ７０の下面と接触した走行風が、空気導入口５２を通じて、後側導風ダクト５０内に導入され、後側導風ダクト５０内を流通した後、自動車の後面において、空気排出口５４から後方に向かって排出されるようになっている。

このように、本実施形態においても、各電池パック１６と各キャパシタ７０のそれぞれの下方に設けられた第一通風路７８と第二通風路８２内に走行風が流通させられることにより、各電池パック１６内の二次電池と各キャパシタ７０とが冷却されるようになっている。また、それら各電池パック１６と各キャパシタ７０のそれぞれの下面が、アンダーカバー１４と第一及び第二カバー部材７３，７４とにて覆われている。

従って、本実施形態にあっては、自動車の床下に配置される電池パック１６とキャパシタ７０の両方を、走行中に跳ね上げられる小石や泥水等から有利に保護しつつ、自動車下部の空力性能の低下、更にはそれによる燃費の低下の問題等を発生させることもなしに、極めて効率的且つ経済的に有利に冷却することができるのである。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、冷却されるべき車両用電源装置は、駆動源としての電動モータに電気エネルギーを供給するため装置であれば、その構造が、特に限定されるものではない。従って、かかる車両用電源装置は、例えば、二次電池と燃料電池と蓄電器等のもののうちの何れか一種のものを有して構成されていても良く、或いはそれらのうちの何れか二種以上のものを有して構成されていても良い。後者の車両用電源装置としては、例えば、プラグインハイブリッド自動車に搭載される二次電池と蓄電器とを有する車両用電源装置や、燃料電池自動車に搭載される燃料電池と蓄電器とを有する車両用電源装置等がある。また、車両用電源装置が二次電池である場合には、必ずしも、かかる二次電池が電池パック内に収容されていなくとも良い。

冷却されるべき車両用電源装置の個数は、前記第一及び第二の実施形態に例示されたものに、何等限定されるものではいことは勿論である。

複数個の車両用電源装置が自動車１０の床下に設置される場合には、それら複数の車両用電源装置の前側に、車両用電源装置の数と同数の前側導風ダクト３４を配設して、それら複数の前側導風ダクト３４のそれぞれの空気送出し口を、複数の車両用電源装置の下側のそれぞれに開口させるように配置しても良い。また、複数の車両用電源装置の前側に、車両用電源装置の数よりも少ない、複数の前側導風ダクト３４を配設しても良い。なお、その場合には、それら複数の前側導風ダクト３４のうちの少なくとも何れか１個が、本体筒部３６と分岐筒部４０とからなる構造とされる。

さらに、前記第一及び第二の実施形態では、導風ダクトとしての前側導風ダクト３４の筒壁部の一部と、カバー部材の底壁部とが、それぞれ、アンダーカバー１４の一部分にて構成されていた。しかしながら、それら導風ダクトとカバー部材とを、アンダーカバー１４とは別個の部材にて構成しても、何等差し支えない。導風ダクトやカバー部材をアンダーカバー１４とは別個の部材にて構成する場合には、それら導風ダクトやカバー部材は、例えば、アンダーカバー１４の上面上やフロアパネル１２の下面等に固定されることとなる。

後側導風ダクト５０は、本発明において必須のものではない。しかしながら、後側導風ダクト５０を車両用電源装置の後側に設置する場合には、複数の車両用電源装置の後側に、それぞれ１個ずつ、或いは車両用電源装置の数よりも少ない、複数の後側導風ダクト５０を、各車両用電源装置の下側の通風路５８に連通するように設置しても良い。なお、後者の場合には、複数の後側導風ダクト５０のうちの少なくとも何れか１個が、複数の車両用電源装置の後側で、それら複数の車両用電源装置の下側に設けられた通風路５８に連通して設置されることとなる。

また、車両用電源装置の車両の床下への配設構造は、車両用電源装置の下側に通風路が形成可能とされておれば、例示されたものに何等限定されるものではない。例えば、アンダーカバー１４に直接に取り付けたり、フロアカバー１２に取り付けたりする構造も、採用可能である。

加えて、前記実施形態では、本発明を、ハイブリッド自動車に搭載される、二次電池からなる車両用電源装置と、二次電池と蓄電器が組み合わされた車両用電源装置のそれぞれの冷却構造に適用した例が示されていたが、本発明は、電動モータのみを用いる電気自動車に搭載される二次電池や蓄電器を備えた車両用電源装置の冷却構造、燃料電池自動車に搭載される燃料電池や蓄電器を備えた車両用電源装置の冷却構造、或いは自動車以外のハイブリッド車両や電気車両、燃料電池車両に搭載される二次電池、燃料電池、蓄電器等を備えた車両用電源装置の冷却構造の何れに対しても有利に適用され得ることは勿論である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

１０ハイブリッド自動車１２フロアパネル
１４アンダーカバー１６電池パック
１８導風ユニット３４前側導風ダクト
３６本体筒部３８空気取入口
４０分岐筒部４２空気送出し口
５０後側導風ダクト５６導風板
５８通風路

Claims

車両の床下に配置される、車両用電池と車両用蓄電器のうちの少なくとも何れか一方を有する車両用電源装置を冷却するための構造であって、
車両前方側に向かって開口して、走行風を取り入れる空気取入口と、車両後方側に向かって開口して、該空気取入口から取り入れられた該走行風を車両後方側に送り出す空気送出し口とを有する筒状の導風ダクトを、車両の床下の前記車両用電源装置よりも前側に位置して、車両前後方向に延び、且つ該空気送出し口を該車両用電源装置の下側に開口させた状態で設置する一方、
前記車両用電源装置の下側に、車幅方向において互いに間隔を隔てて対向位置して、車両前後方向に延びる二つの側壁部と、該車両用電源装置の下面と間隔を隔てて対向位置して、車両前後方向に延びる底壁部とを有して、該車両用電源装置の下面を覆うカバー部材を設けると共に、該カバー部材の内側に、該カバー部材の底壁部及び二つの側壁部と該車両用電源装置の下面にて囲繞されて、該車両用電源装置の下面に沿って車両前後方向に延びる通風路を、前記導風ダクトの前記空気送出し口に接続して形成し、
走行風を、前記導風ダクトを通じて前記通風路内に導入して、前記車両用電源装置の下面に沿って車両後方側に流通させることにより、該車両用電源装置を走行風にて冷却するように構成したことを特徴とする車両用電源装置の冷却構造。
前記車両用電源装置が、車両の床下に、車幅方向に並列して複数配置されており、前記導風ダクトが、車両前後方向に延びて、前側開口部が前記空気取入口とされた一つの本体筒部と、該本体筒部の後側に位置して、該本体筒部内に連通した状態で前後方向に延びる複数の分岐筒部とにて構成されていると共に、該複数の分岐筒部が、該複数の車両用電源装置の下側にそれぞれ開口する後側開口部を有し、前記空気送出し口が、それら複数の分岐筒部の後側開口部にてそれぞれ構成されている一方、該複数の車両用電源装置の下側に、それら各車両用電源装置の下面を覆う前記カバー部材がそれぞれ設けられて、それら複数のカバー部材の内側に、前記通風路が、該複数の分岐筒部の各空気送出し口に接続して、それぞれ形成されている請求項１に記載の車両用電源装置の冷却構造。