JP2013173469A - Cooling structure of battery case of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のバッテリケースの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a battery case of a vehicle.
モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車においてモータに電力を供給するバッテリモジュールはバッテリケースに収容されている。
バッテリモジュールは、充放電に伴って発熱することから、バッテリケースの内部を冷却する構造が設けられている。
このようなバッテリケースの冷却構造として、電動ファンを用いてバッテリケースの外部の空気をバッテリケースの内部に導入すると共に、バッテリケースの内部の空気を排気ダクトを介してバッテリケースの外部に排気させるものが提案されている(特許文献1参照)。
In an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle using a motor as a drive source, a battery module that supplies power to the motor is housed in a battery case.
Since the battery module generates heat as it is charged and discharged, a structure for cooling the inside of the battery case is provided.
As such a cooling structure for the battery case, air outside the battery case is introduced into the battery case using an electric fan, and the air inside the battery case is exhausted outside the battery case through the exhaust duct. The thing is proposed (refer patent document 1).
しかしながら、走行後、車両の電気系統が停止された状態では、電動ファンが停止するため、バッテリケースの内部への空気の強制的な空気の流れが停止することから、バッテリモジュールの余熱がバッテリケースの内部にこもってしまい、バッテリケース内部の空気の温度が上昇する。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、車両の電気系統が停止された状態であってもバッテリケース内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利な車両のバッテリケースの冷却構造を提供することを目的とする。
However, since the electric fan stops when the electric system of the vehicle is stopped after traveling, the forced air flow of air into the battery case stops. The temperature of the air inside the battery case rises.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a cooling structure for a vehicle battery case that is advantageous in suppressing an increase in the temperature of air inside the battery case even when the electric system of the vehicle is stopped. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、車両を駆動するモータに電力を供給するバッテリを収容し、車体に取着されるバッテリケースと、一端に前記バッテリケースの内部に連通する吸入口を有する吸気ダクトと、端に前記バッテリケースの内部に連通する排出口を有すると共に、前記バッテリケースの外部に位置する他端に排気口を有する排気ダクトと、前記バッテリケースの外部の空気を前記吸気ダクトを介して前記バッテリケースの内部に導入すると共に、前記バッテリケースの内部の空気を前記排気ダクトを介して前記排気口から排気させる送風手段とを備えた車両のバッテリケースの冷却構造であって、前記排気ダクトの上面または上面寄りの箇所に、前記送風手段の停止時に前記バッテリケースの内部の空気が前記排気ダクト外へと流出可能な前記排気口とは異なる開口部を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention accommodates a battery for supplying electric power to a motor for driving a vehicle, and has a battery case attached to the vehicle body and a suction port communicating with the inside of the battery case at one end. An intake duct having an exhaust port communicating with the inside of the battery case at the end, an exhaust duct having an exhaust port at the other end positioned outside the battery case, and air outside the battery case A cooling structure for a battery case of a vehicle, comprising air blowing means for introducing air into the battery case through a duct and exhausting air inside the battery case from the exhaust port through the exhaust duct. The air inside the battery case is outside the exhaust duct when the air blowing means is stopped at the upper surface of the exhaust duct or a location near the upper surface. Characterized in that a different opening and the outflow can the exhaust port and.
請求項1記載の発明によれば、送風手段の停止時、開口部を介してバッテリケースの内部の空気が自然対流により排気ダクトを通り排気ダクト外へ流れることによってバッテリケース内部に空気の流れが生じるため、バッテリケース内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
請求項2記載の発明によれば、開口部がダクト部分の上面または上面寄りの箇所に設けられているので、バッテリケースの内部の暖められた空気が開口部を介して排気ダクト外へ流れやすくなり、バッテリケース内部の空気の温度の上昇を抑制する上でより有利となる。
請求項3記載の発明によれば、開口部よりも、排気口に向かって流れる空気の流れの下流側に下方に屈曲された屈曲部が形成されているため、屈曲部に滞留している空気は開口部に向かって上昇し、開口部から排気ダクト外に排気される。したがって、開口部よりも下流側のダクト部分の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
請求項4記載の発明によれば、ベンチレータが車室内の空気を車室外に逃がしている場合は、排気口から排気される空気がベンチレータを介して速やかに車室外に排気されるため、車室内の温度上昇を抑制する上で有利となる。
請求項5記載の発明によれば、開口部から排気された空気はフロアボードの下面に沿って移動したのち、フロアボードの縁部と車体との間の隙間を介してトランクルームの空間に徐々に拡散されるため、トランクルームを局所的に昇温させることが抑制される。
請求項6記載の発明によれば、電気部品の余熱がバッテリモジュールに与える影響、あるいは、バッテリモジュールの余熱が電気部品に与える影響を抑制する上でも有利となる。
According to the first aspect of the present invention, when the air blowing means is stopped, the air inside the battery case flows through the exhaust duct by the natural convection through the exhaust duct to the outside of the exhaust duct. For this reason, it is advantageous in suppressing an increase in the temperature of the air inside the battery case.
According to the second aspect of the present invention, since the opening is provided at the upper surface of the duct portion or at a position near the upper surface, the warmed air inside the battery case easily flows out of the exhaust duct through the opening. Thus, it is more advantageous in suppressing an increase in the temperature of the air inside the battery case.
According to the invention described in claim 3, since the bent portion bent downward is formed on the downstream side of the flow of air flowing toward the exhaust port rather than the opening portion, the air staying in the bent portion is formed. Rises toward the opening and is exhausted out of the exhaust duct from the opening. Therefore, it is advantageous in suppressing an increase in the temperature of the duct portion downstream of the opening.
According to the fourth aspect of the present invention, when the ventilator is releasing the air in the vehicle interior to the outside of the vehicle interior, the air exhausted from the exhaust port is quickly exhausted outside the vehicle interior via the ventilator. This is advantageous in suppressing the temperature rise.
According to the invention described in
According to the sixth aspect of the invention, it is advantageous to suppress the influence of the residual heat of the electric component on the battery module or the influence of the residual heat of the battery module on the electric component.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1、図3に示すように、本実施の形態の車両のバッテリケースの冷却構造は、モータを駆動源とした電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車2に設けられる。
バッテリケース10の内部に、バッテリモジュール12と電気部品14とが収容されている。
バッテリケース10の冷却構造16は、バッテリケース10と、送風手段18と、排気ダクト20とを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 3, the cooling structure for the vehicle battery case of the present embodiment is provided in an electric vehicle 2 such as an electric vehicle or a hybrid vehicle using a motor as a drive source.
A
The
バッテリケース10は、車体後部のフロアパネル4に形成された収容凹部6に収容され、フロアパネル4に取着されている。
収容凹部6の車幅方向両側のフロアパネル4の部分は、フロアボード8(図4)が載置される載置部4Aである。フロアボード8が載置部4Aに載置されることで収容凹部6が覆われると共に、載置されたフロアボード8によってトランクルームのフロア面が構成される。
なお、図中符号5は後輪のホイールハウスを示す。
The
The portions of the floor panel 4 on both sides in the vehicle width direction of the housing recess 6 are
In addition, the code |
図4に示すように、バッテリケース10は、トレー22とカバー24とを備えている。
トレー22は、矩形板状の底壁と、この底壁の周囲から起立する周壁と、周壁の上部に周壁の全周にわたって延在するトレー側フランジとを有し、バッテリモジュール12および電気部品14を収容する上方に開放状の収容空間を有する。
カバー24は、矩形板状の上壁と、この上壁の周囲から垂設される周壁と、周壁の下部に周壁の全周にわたって延在するカバー側フランジとを有している。
カバー24は、カバー側フランジをトレー側フランジと重ね合わせることで収容空間を閉塞する。
As shown in FIG. 4, the
The
The
The
図3に示すように、バッテリモジュール12は、直列に接続された複数個の電池セル(本発明で言う、バッテリ)で構成されている。なお、図3では、図面を簡略化するため、複数の電池セルを1つの矩形状の輪郭線で描いている。
電気部品14は、バッテリモジュール12に電気的に接続されバッテリモジュール12を機能させるものである。
バッテリモジュール12は充放電に伴い発熱する。
本実施の形態では、電気部品14は、インバータと、DCDCコンバータとを備えている。
インバータは、バッテリモジュール12の直流電力を三相交流電力に変換して前記のモータに供給するものである。
DCDCコンバータは、バッテリモジュール12の直流電力の電圧を降圧し、降圧した直流電力を、例えば、電装装置や補機用のバッテリーに供給するものである。
これらインバータおよびDCDCコンバータは、バッテリモジュール12から電力が供給されて動作することに伴い発熱する。
As shown in FIG. 3, the
The
The
In the present embodiment, the
The inverter converts the DC power of the
The DCDC converter steps down the voltage of the DC power of the
These inverters and the DCDC converter generate heat when operating with power supplied from the
バッテリモジュール12および電気部品14はバッテリケース10の内部に収容されており、バッテリモジュール12は電気部品14の下部に配置されている。
バッテリモジュール12と電気部品14との間には隔壁1002が設けられることで、バッテリモジュール12の周囲に空気が流通可能な第1の流通路L1が区画され、電気部品14の下面側に空気の流通が可能な第2の流通路L2が区画される。そして、第1の流通路L1と第2の流通路L2とは隔壁1002に形成された不図示の開口を介して連通している。
The
By providing a
図1、図4に示すように、送風手段18は、バッテリケース10の外部の空気をバッテリケース10の内部に導入すると共に、バッテリケース10の内部の空気を後述する排気ダクト20の排気口2004から排気させるものである。
本実施の形態では、送風手段18は、吸気ダクト26と、電動ファン28とを備えている。
吸気ダクト26は、バッテリケース10の外部に吸気口2602を有すると共に、吸気口2602を有する端部とは異なる一端にバッテリケース10の内部に連通する吸入口2604を有しており、バッテリケース10の外部の空気をバッテリケース10の内部に導くものである。つまり、吸気口2602は、バッテリケース10の外部の空気を吸気ダクト26に向けて吸引する吸気口であり、吸入口2604は吸気ダクト26からバッテリケース10の内部へ空気を吸入する吸入口であり、吸気口2602と吸入口2604とは互いに異なるものである。
本実施の形態では、吸気口2602は、後部座席の側方近傍に位置している。
電動ファン28は、吸気ダクト26の延在方向の中間に介設されている。
電動ファン28が動作することにより、吸気口2602から吸引された空気が吸気ダクト26を介してバッテリケース10の内部に導かれる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the air blowing means 18 introduces air outside the
In the present embodiment, the air blowing means 18 includes an
The
In the present embodiment,
The
When the
排気ダクト20は、バッテリケース10の外部に排気口2004を有しバッテリケース10の内部の空気をバッテリケース10の外部に導くものである。
図4に示すように、排気ダクト20は、フロアボード8の下方にフロアボード8に沿って配置されている。
図1に示すように、排気口2004は、車室内の空気を車室外に逃がすベンチレータ9の近傍に配置されている。
図2に示すように、排気ダクト20は、バッテリケース10の内部に連通する排出口2002と、排出口2002から下方に変位することなく延在しバッテリケース10の外部に至るダクト部分2006を有している。なお、排出口2002は、バッテリケース10の内部の空気を排気ダクト20に向けて排出する排出口であり、前述の排気ダクト20から排気ダクト20外へ空気を排気する排気口2004とは異なるものである。
図1、図5に示すように、バッテリケース10の外部に位置する排気ダクト20の上面または上面寄りの箇所に、送風手段18の駆動時にバッテリケース10の内部から排気口2004への空気の流動を可能とし、送風手段18の停止時にバッテリケース10の内部の空気が排気ダクト20を通り排気ダクト20外へ流出可能な排気口2004とは異なる開口部30が設けられている。
開口部30は、ダクト部分2006の上面または上面寄りの箇所に設けられている。
開口部30が設けられたダクト部分2006よりも、排気口2004に向かって流れる空気の流れの下流側に、下方に屈曲された屈曲部32が形成されている。
The
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIGS. 1 and 5, air flows from the inside of the
The
A
次に車両のバッテリケース10の冷却構造16の作用について説明する。
まず、電動ファン28が動作する場合について説明する。
電動ファン28が動作すると、吸気口2602から吸引された空気が吸気ダクト26を介してバッテリケース10の内部に導かれる。
図3に示すように、バッテリケース10の内部に導入された空気は第1の流通路L1に導かれ、充放電によって発熱した電池セルの表面を通過することでバッテリモジュール12を冷却したのち、隔壁1002の開口を介して第2の流通路L2に導かれる。
第2の流通路L2に導かれた空気は、電気部品14の下面を通過することで電気部品14を冷却したのち、図4に示すように、排気ダクト20の排出口2002からダクト部分2006を通過して排気口2004からフロアボード8下方の空間に排気される。
このとき、開口部30は、バッテリケース10の内部から排気口2004への空気の流動を可能としている。すなわち、開口部30は排気ダクト20内で排気口2004に向かう空気の流れを阻害しない。
Next, the operation of the cooling
First, the case where the
When the
As shown in FIG. 3, the air introduced into the
The air guided to the second flow path L2 passes through the lower surface of the
At this time, the
排気口2004からフロアボード8下方の空間に排気された空気は、自然対流によって上昇し、フロアボード8の下面に沿って移動し、フロアボード8の縁部と車体との隙間を通ってトランクルーム内に上昇し徐々に拡散される。
なお、外気が車室内に導入される外気循環による空調がなされている場合は、ベンチレータ9が機能することで車室内の空気を車室外に逃がしている。すなわち、車室内の空気がベンチレータ9を介して車室外に流れる空気の流れが形成されている。
本実施の形態では、排気口2004がベンチレータ9近傍に位置しているため、排気口2004から排気された空気は、ベンチレータ9から前記空気の流れと共に効率よく車室外に排気されるため、車室内の温度上昇を抑制する上で有利となる。
The air exhausted from the
In addition, when air conditioning is performed by outside air circulation in which outside air is introduced into the vehicle interior, the ventilator 9 functions to release the air in the vehicle interior to the outside of the vehicle interior. That is, an air flow is formed in which the air in the passenger compartment flows outside the passenger compartment via the ventilator 9.
In the present embodiment, since the
次に、車両の電気系統が停止し、電動ファン28が停止した場合について説明する。
電動ファン28が停止すると、バッテリケース10内部の空気の流れが停止する。
すると、バッテリモジュール12および電気部品14の余熱によりバッテリケース10内部の空気が暖められる。
暖められた空気は、自然対流により上昇するため、バッテリケース10内部から排気ダクト20の排出口2002を介してダクト部分2006に流れ、開口部30からフロアボード8下方の空間に排気される。この空気の流れを図5に矢印A、B、Cで示す。
排気された空気は、フロアボード8の下面に沿って移動し、矢印Dで示すように、フロアボード8の縁部と車体との隙間を通ってトランクルーム内に上昇し徐々に拡散される。
そして、バッテリケース10内部と排気ダクト20内に矢印A、B、Cで示す空気の流れが生じるため、吸気口2602から吸気ダクト26を介してバッテリケース10内部に流れる空気の流れも発生する。すなわち、吸気口2602から導入され、吸気ダクト26、バッテリケース10内部、ダクト部分2006を通り、開口部30から排気される空気の流れが発生する。
したがって、電動ファン28が停止した状態であっても、バッテリケース10内部に空気が流れ、バッテリケース10内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
なお、自然対流によって排気口2004から排気される空気の流量は少ないため、開口部30から排気された暖かい空気によってフロアボード8が昇温されるとしてもごく僅かであり、フロアボード8に置いた荷物が暖められるおそれは無視できる。
Next, the case where the electric system of the vehicle is stopped and the
When the
Then, the air inside the
Since the warmed air rises due to natural convection, it flows from the inside of the
The exhausted air moves along the lower surface of the
Since air flows indicated by arrows A, B, and C are generated in the
Therefore, even when the
Since the flow rate of air exhausted from the
以上説明したように、本実施の形態によれば、送風手段18の停止時、開口部30を介してバッテリケース10の内部の空気が自然対流により排気ダクト20を通り排気ダクト20外へ流れることによってバッテリケース10内部に空気の流れが生じるため、バッテリモジュール12の余熱がバッテリケース10の内部にこもることを抑制でき、バッテリケース10内部の空気の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
なお、本実施の形態のように、バッテリケース10の内部にバッテリモジュール12と電気部品14とが収容されている場合は、電気部品14の余熱がバッテリモジュール12に与える影響、あるいは、バッテリモジュール12の余熱が電気部品14に与える影響を抑制する上でも有利となる。
また、本実施の形態によれば、開口部30がダクト部分2006の上面または上面寄りの箇所に設けられているので、バッテリケース10の内部の暖められた空気が開口部30を介して排気ダクト20外へ流れやすくなり、バッテリケース10内部の空気の温度の上昇を抑制する上でより有利となる。
また、本実施の形態によれば、開口部30よりも、排気口2004に向かって流れる空気の流れの下流側に下方に屈曲された屈曲部32が形成されているため、屈曲部32に滞留している空気は開口部30に向かって上昇し、開口部30から排気ダクト20外に排気される。したがって、開口部30よりも下流側のダクト部分2006の温度の上昇を抑制する上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、開口部30から排気された空気はフロアボード8の下面に沿って移動したのち、フロアボード8の縁部と車体との間の隙間を介してトランクルームの空間に徐々に拡散されるため、トランクルームを局所的に昇温させることが抑制される。
また、本実施の形態では、バッテリケース10の内部にバッテリモジュール12および電気部品14が収容されている場合について説明したが、バッテリケース10の内部にバッテリモジュール12のみが収容されている場合にも本発明は無論適用可能である。
As described above, according to the present embodiment, when the air blowing means 18 is stopped, the air inside the
Note that, when the
Further, according to the present embodiment, since the
Further, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the air exhausted from the
Further, in the present embodiment, the case where the
2……電動車、4……フロアパネル、6……収容凹部、8……フロアボード、9……ベンチレータ、10……バッテリケース、12……バッテリモジュール、14……電気部品、16……バッテリケースの冷却構造、18……送風手段、20……排気ダクト、2002……排出口、2004……排気口、2006……ダクト部分、22……トレー、24……カバー、26……吸気ダクト、2602……吸気口、2604……吸入口、28……電動ファン、30……開口部、32……屈曲部。 2 ... Electric vehicle, 4 ... Floor panel, 6 ... Housing recess, 8 ... Floor board, 9 ... Ventilator, 10 ... Battery case, 12 ... Battery module, 14 ... Electrical component, 16 ... Cooling structure of battery case, 18 ... air blowing means, 20 ... exhaust duct, 2002 ... exhaust port, 2004 ... exhaust port, 2006 ... duct part, 22 ... tray, 24 ... cover, 26 ... air intake Duct, 2602... Intake port, 2604... Suction port, 28... Electric fan, 30.
Claims (6)
一端に前記バッテリケースの内部に連通する吸入口を有する吸気ダクトと、
一端に前記バッテリケースの内部に連通する排出口を有すると共に、前記バッテリケースの外部に位置する他端に排気口を有する排気ダクトと、
前記バッテリケースの外部の空気を前記吸気ダクトを介して前記バッテリケースの内部に導入すると共に、前記バッテリケースの内部の空気を前記排気ダクトを介して前記排気口から排気させる送風手段とを備えた車両のバッテリケースの冷却構造であって、
前記排気ダクトの上面または上面寄りの箇所に、前記送風手段の停止時に前記バッテリケースの内部の空気が前記排気ダクト外へと流出可能な前記排気口とは異なる開口部を設けた、
ことを特徴とする車両のバッテリケースの冷却構造。 A battery case that houses a battery that supplies power to a motor that drives the vehicle, and is attached to the vehicle body;
An intake duct having an intake port communicating with the inside of the battery case at one end;
An exhaust duct having an exhaust port communicating with the inside of the battery case at one end, and an exhaust port at the other end located outside the battery case;
And air blowing means for introducing air outside the battery case into the battery case via the intake duct and exhausting air inside the battery case from the exhaust port via the exhaust duct. A cooling structure for a battery case of a vehicle,
An opening different from the exhaust port through which the air inside the battery case can flow out to the outside of the exhaust duct when the air blowing means is stopped is provided at a location near the upper surface or the upper surface of the exhaust duct.
A cooling structure for a battery case of a vehicle.
前記開口部は、前記ダクト部分の上面または上面寄りの箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項1記載の車両のバッテリケースの冷却構造。 The exhaust duct has a duct portion that extends downward from the discharge port and reaches the exhaust port,
The opening is provided at a location near the upper surface or the upper surface of the duct portion.
The cooling structure for a battery case of a vehicle according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の車両のバッテリケースの冷却構造。 The exhaust duct is formed with a bent portion bent downward on the downstream side of the flow of air flowing toward the exhaust port rather than the duct portion.
The cooling structure for the battery case of the vehicle according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1から3に何れか1項記載の車両のバッテリケースの冷却構造。 The exhaust port is disposed in the vicinity of a ventilator that allows the air in the passenger compartment to escape outside the passenger compartment.
The cooling structure for a battery case of a vehicle according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項1から4に何れか1項記載の車両のバッテリケースの冷却構造。 The exhaust duct is disposed along the floor board below the floor board constituting the floor surface of the trunk room.
The cooling structure for a battery case of a vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1から5に何れか1項記載の車両のバッテリケースの冷却構造。 An electrical component electrically connected to the battery is housed inside the battery case,
The cooling structure for a battery case of a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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- 2012-02-27 JP JP2012039626A patent/JP2013173469A/en active Pending
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