JP2016199106A - バッテリの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑えつつ、車室内空気及び空調空気を用いて効率の良い冷却を行うことができるバッテリの冷却構造を提供する。【解決手段】バッテリ１と、車室内の空気を取り込む吸気グリルと、該吸気グリルに連通するとともに、バッテリ１に車室内の空気を導入する吸気ダクト６と、を備えたバッテリ１の冷却構造であって、吸気ダクト６には、空調装置に接続され該空調装置から吐出された空気を導入する空調用ダクトの吐出口１０１ｂが接続される。【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリの冷却構造に関する。

ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）及びＥＶ（Electrical Vehicle：電気自動車）等の車両には、モータを駆動するためのバッテリ（高圧バッテリ）が搭載されている。この種の車両は、バッテリを冷却するための冷却構造を有しており、空冷式の冷却構造が広く採用されている。

例えば、特許文献１には、車室の座席下にバッテリを配置し、車室から導入した空気（以下、適宜、車室内空気という。）でバッテリを冷却する状態と、空調装置から吐出された空気（以下、適宜、空調空気という。）でバッテリを冷却する状態と、荷室から導入した空気でバッテリを冷却する状態とに切替えが可能なバッテリの冷却構造が示されている。

特開２００４−３３１０２４号公報

特許文献１に記載されるバッテリの冷却構造では、空調装置と、車室内に開口する空調用出口とを繋ぐ空調用ダクトの中間部を分岐させてバッテリ側に接続しているが、分岐部に切替弁を設けて流路の切替えを行う必要があるので、製造コストが嵩む要因となる。また、特許文献１に記載されるバッテリの冷却構造では、本来は空調空気を吐出するための空調用出口から、バッテリを冷却するための車室内空気が吸入されたり、バッテリを冷却した後の空気が吐出されるため、乗員に違和感や不快感を与える虞があった。

本発明の目的は、製造コストを抑えつつ、車室内空気及び空調空気を用いて効率の良い冷却を行うことができるバッテリの冷却構造を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
バッテリ（例えば、後述の実施形態でのバッテリ１）と、
車室内の空気を取り込む吸気口（例えば、後述の実施形態での吸気グリル５）と、
該吸気口に連通するとともに、該バッテリに車室内の空気を導入する吸気ダクト（例えば、後述の実施形態での吸気ダクト６）と、を備えたバッテリの冷却構造であって、
前記吸気ダクトには、空調装置に接続され該空調装置から吐出された空気を導入する空調用ダクト（例えば、後述の実施形態での空調用ダクト１００）の吐出口（例えば、後述の実施形態での吐出口１０１ｂ）が接続される。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記空調用ダクトの前記吐出口は、前記吸気ダクトの上流側に位置する合流部（例えば、後述の実施形態での合流部Ｊ）に接続される。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記空調用ダクトは、一部（例えば、後述の実施形態での収容部内空調用ダクト１０１）が前記吸気ダクトに沿って対向配置され、
該一部の下流側に前記吐出口が形成された。

請求項４に記載の発明は、
請求項２又は３に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記バッテリ及び前記吸気ダクトは、バッテリ収容部（例えば、後述の実施形態でのバッテリ収容部Ｐ）に収容されるとともに前記空調用ダクトの一部を構成する収容部内空調用ダクト（例えば、後述の実施形態での収容部内空調用ダクト１０１）も該バッテリ収容部に収容され、
前記収容部内空調用ダクトに、前記吐出口が設けられた。

請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記吐出口は、前記バッテリと対向するように設けられた。

請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記吸気口と前記吐出口との間には、前記吐出口から前記吸気口への空気の流れを規制する一方向弁（例えば、後述の実施形態での一方向弁６１）が設けられた。

請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６いずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記空調用ダクトは、分岐部（例えば、後述の実施形態での分岐部１０３）を有し、
該分岐部の一端は、車室内に開口する空調用出口（例えば、後述の実施形態での空調用出口１０５）に接続され、
該分岐部の他端は、前記吸気ダクトに接続される。

請求項８に記載の発明は、
請求項７に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記バッテリは、後部座席（例えば、後述の実施形態での後部座席１２）の下方に配置され、
前記分岐部は、一対の前部座席間に設けられたセンターコンソール（例えば、後述の実施形態でのセンターコンソール２１）内に配設された。

請求項９に記載の発明は、
請求項８に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記分岐部と前記空調用出口との間には、前記空調用出口から前記分岐部への空気の流れを規制する一方向弁（例えば、後述の実施形態での一方向弁１０７）が設けられた。

請求項１０に記載の発明は、
請求項８又は９に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記空調用ダクトは、一部（例えば、後述の実施形態でのコンソール内空調用ダクト１０２）がフロアパネル（例えば、後述の実施形態でのフロアパネルＦ）上に設けられ、
該一部には、底面（例えば、後述の実施形態での底面部１０２ｂ）から立ち上がる立ち上がり部（例えば、後述の実施形態での立ち上がり部１０２ｃ）が設けられ、
前記分岐部は、前記一端が該立ち上がり部を介して前記空調用出口に接続され、前記他端が前記底面から前記吸気ダクトに向かって延びる。

請求項１１に記載の発明は、
請求項１０に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記分岐部には、フィルタ部材（例えば、後述の実施形態でのフィルタ部材１０６）が設けられた。

請求項１２に記載の発明は、
請求項１１に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記バッテリ及び前記吸気ダクトは、バッテリ収容部（例えば、後述の実施形態でのバッテリ収容部Ｐ）に収容されるとともに前記空調用ダクトの一部を構成する収容部内空調用ダクト（例えば、後述の実施形態での収容部内空調用ダクト１０１）も該バッテリ収容部に収容され、
前記空調用ダクトには、前記分岐部と前記収容部内空調用ダクトとの間に、上方への傾斜若しくは上方への段差（例えば、後述の実施形態での段差部１０４ａ）が設けられた。

請求項１３に記載の発明は、
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
前記フロアパネルの下方には、排気管（例えば、後述の実施形態での排気管１０）と、該排気管に設けられる消音部（例えば、後述の実施形態での消音部１０ａ）とが設けられ、
前記分岐部は、前記消音部と前後方向にオフセットした位置に配設された。

請求項１に記載の発明によれば、車室内空気を導入する吸気ダクトに空調用ダクトを接続したので、車室内空気と空調空気とでバッテリを積極的に冷却し、温度上昇によるバッテリの性能や寿命の低下を防止できる。また、切替弁を必要としないため、製造コストも抑えることができる。また、車室内空気の導入は、空調用ダクトを経由することなく、吸気ダクトに接続された吸気口から直接行われるため、乗員に違和感や不快感を与えることも防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、空調用ダクトの吐出口は、吸気ダクトの上流側に位置する合流部に接続されるので、吸気ダクトの上流側で車室内空気と空調空気を混合し、混合された空気をバッテリに向けて供給できる。これにより、バッテリに供給される空気の温度むらを抑制し、バッテリの冷却温度を均等化できる。

請求項３に記載の発明によれば、空調用ダクトの一部は、吸気ダクトに沿って対向配置され、その下流側に吐出口が形成されるので、空調用ダクトと吸気ダクトとの間の熱交換により、吸気ダクト内の空気温度を低減することができる。

請求項４に記載の発明によれば、空調用ダクトの一部を構成する収容部内空調用ダクトが吸気ダクトと共にバッテリ収容部に収容されるので、ダクトを保護できるだけでなく、組付け作業性も向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、空調用ダクトの吐出口は、バッテリに対向するように設けられるので、空調空気をバッテリに向けることで圧損を低減できる。

請求項６に記載の発明によれば、空調空気を吸気ダクト内に吐出する吐出口から吸気口への空気の流れを規制する一方向弁が設けられるので、逆流した空調空気が吸気口から排気されることによる乗員への不快感を防止できる。

請求項７に記載の発明によれば、空調用出口に接続される空調用ダクトを分岐させて空調空気をバッテリに導入するので、空調への影響を抑制しつつ空調空気を導入してバッテリを積極的に冷却することができる。また、空調装置から専用の空調用ダクトを延設してバッテリに導入する場合に比べ、空調用ダクトとしての部品点数を削減できるだけでなく、重量の増加も抑制することができる。

請求項８に記載の発明によれば、バッテリは、後部座席の下方に配置され、空調用ダクトの分岐部は、センターコンソール内に配設されるので、空調用ダクトの取り廻しが容易になるだけでなく、車室内空間への影響も低減することができる。

請求項９に記載の発明によれば、空調用ダクトの分岐部と空調用出口との間には、空調用出口から分岐部への空気の流れを規制する一方向弁が設けられるので、本来は空調空気を吐出するための空調用出口から、バッテリを冷却するための車室内空気が吸入されることを阻止でき、その結果、空調用出口からの吸気により乗員に違和感を与えたり、吸気音による車室内騒音の増加により乗員に不快感を与えることを防止できる。

請求項１０に記載の発明によれば、分岐部の他端は、空調用ダクトの底面から吸気ダクトに向かって延びるので、空調空気の主流を空調用出口に指向させつつ、空調空気を分岐させてバッテリに導入でき、その結果、空調への影響を抑えて良好な車室内環境を維持することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、空調用ダクトの分岐部には、フィルタ部材が設けられているので、バッテリへの異物の混入を防止することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、空調用ダクトには、分岐部と収容部内空調用ダクトとの間に、上方への傾斜若しくは上方への段差が設けられているので、空調用ダクト内の結露、又は空調用出口から入り込んだ水を傾斜又は段差で受け止め、バッテリへの水の浸入を阻止することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、空調用ダクトの分岐部は、排気管の消音部と前後方向にオフセットした位置に配設されるので、拡径される消音部からの受熱を抑制し、該受熱による冷却効率の低下を防止できる。

本発明の一実施形態に係るバッテリユニットが搭載された車両の要部斜視図である。 バッテリユニットの搭載前を示す車両の要部斜視図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図１のＹ−Ｙ断面図である。 吸気ダクト及び収容部内空調用ダクトを示す正面図である。 空調用ダクトの構成及び配置を示す車両の要部断面図である。 空調用ダクトの構成及び配置を示す車両の要部斜視図である。 吸気ダクト及び収容部内空調用ダクトの変形例を示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左方をＬ、右方をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

図１及び図２に示す本実施形態の車両Ｖは、例えばハイブリッド車であり、バッテリ１を収容するバッテリユニットＵが搭載されている。バッテリユニットＵは、フロアパネルＦに凹設される収容凹部Ｈに配置され、フロアパネルＦに締結される。

［バッテリユニット］
まず、バッテリユニットＵについて図１〜図６を参照して説明する。
図１〜図４に示すバッテリユニットＵは、その筐体であるバッテリ収容部Ｐを構成するケース３及び蓋部材４と、該バッテリ収容部Ｐの内部に収容されるバッテリ１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２等の電気デバイスＤ、及びバッテリ１等を冷却する冷却用部品Ｃを備えて構成されている。冷却用部品Ｃには、吸気グリル５、吸気ダクト６、内部排気ダクト７、冷却ファン８、収容部内空調用ダクト１０１等が含まれる。

ケース３は、上方が開口した横長の略直方体状を有する樹脂製の部材であり、上方に開口する箱形状のケース本体３１と、このケース本体３１の開口縁部から外側に延びる環状のフランジ部３２と、を有している。図４に示すように、ケース本体３１には、車幅方向（左右方向）の中央に跨って左側にバッテリ１がオフセットして配置され、右側にＤＣ／ＤＣコンバータ２が配置されている。

蓋部材４は、ケース本体３１の開口を塞ぐ部材であり、その上面で後部座席１２の座部前側（尻部よりも前側）を支持している。蓋部材４には、ケース本体３１の開口にほぼ対応して略長方形に形成された天井部４３と、天井部４３の外周縁から一体に垂下する略四角枠状の縦壁４４と、縦壁４４の下端縁部から全周に亘って外側に延びるフランジ部４５と、が形成されている。

縦壁４４のうち前方を向く面には、吸気グリル５を取付けるための車室内空気導入孔４４ａが左側に形成され、また、不図示の空調装置が吐出する空気をバッテリ収容部Ｐの内部に導入するためのダクト貫通孔４４ｂが中央部に形成されている（図２参照）。さらに、図示は省略するが、縦壁４４のうち右方を向く面には、排気ダクト９を接続する排気孔が形成されている。

図３に示すように、蓋部材４のフランジ部４５は、環状のシール部材５１を介してケース３のフランジ部３２に重ね合わされることでシールされる。重ね合わされた両フランジ部３２、４５は、両フランジ部３２、４５を上方から挿通する複数のボルトＢにより、該両フランジ部３２、４５とフロアパネルＦとの間に介装されるカラー部材５３を介して、フロアパネルＦの下側に予め溶着されたナットＮに螺合される。

バッテリ１は、複数のバッテリモジュール１１で構成されている。バッテリモジュール１１は、矩形状であり、その長手方向が左右方向（車幅方向）に沿うようにバッテリ収容部Ｐの内部に配置される。各バッテリモジュール１１内には、図４に示すように、縦置きされる複数のバッテリセル１１ａが左右方向に並べて配置されている。ここで、縦置きとは、三辺のうち最短の辺が左右方向に延びることを意味している。また、隣り合うバッテリセル１１ａ間には、冷却風の流路となる空隙１１ｂが形成されている。

本実施形態のバッテリユニットＵは、４つのバッテリモジュール１１を有しており、左右方向に２つのバッテリモジュール１１が並び、且つ、上下方向に２つのバッテリモジュール１１が並ぶように、バッテリ収容部Ｐの内部に配置されている。

冷却用部品Ｃは、車室１４内の空気をバッテリ収容部Ｐの内部に吸入し、該吸入した空気でバッテリ１を冷却し、冷却後の空気を荷室１５に放出する冷却流路を構成している。吸気グリル５は、蓋部材４の縦壁４４に形成された車室内空気導入孔４４ａに取付けられ、後部座席１２の前面下方から車室１４内の空気をバッテリ収容部Ｐの内部に取り込む。

吸気グリル５に連通する吸気ダクト６は、バッテリ１の前方に配置され、冷却ファン８に連通する内部排気ダクト７はバッテリ１の後方に配置されている。即ち、吸気ダクト６と内部排気ダクト７は、バッテリ収容部Ｐ内の前後両側に振り分けて配設されており、吸気ダクト６と内部排気ダクト７との間に冷却対象であるバッテリ１が配置される。

図３、図５及び図７に示すように、吸気ダクト６は、その上部左側に上方に突出する突出部６ａを有し、該突出部６ａの前面に、車室１４に向けて開口する左右方向幅広形状の車室内空気導入口６ｂが形成されている。吸気グリル５は、この車室内空気導入口６ｂに嵌合することで接続され、車室１４内の空気を吸気ダクト６内に導入する。図３に示すように、吸気ダクト６の後面は、バッテリ１の前面に向けて全体が開口しており、車室内空気導入口６ｂから導入された車室内空気は、吸気ダクト６内に沿って下方及び右側方に流れながら、バッテリセル１１ａ間の空隙１１ｂやバッテリモジュール１１間の空隙等に流れ込んでバッテリ１を冷却する。

内部排気ダクト７は、図４に示すように、前面がバッテリ１の後面に向かって開口する内部排気ダクト本体７ａと、内部排気ダクト本体７ａをＤＣ／ＤＣコンバータ２の後方を通って冷却ファン８に接続する冷却ファン接続ダクト７ｂとを備えている。冷却ファン８は、排気ダクト９を介して荷室１５に連通している。冷却ファン８が駆動すると、車室１４内の空気が吸気グリル５を介してバッテリ収容部Ｐ内の吸気ダクト６に導入される。吸気ダクト６に導入された車室内空気は、バッテリ１を通過しながら内部排気ダクト７に流れることにより、バッテリ１を冷却する。内部排気ダクト７に流れ込んだ冷却後の空気は、冷却ファン８に吸い込まれ、排気ダクト９を介して荷室１５に放出される。

さらに、バッテリ収容部Ｐには、空調装置が吐出する空気を導入してバッテリ１を積極的に冷却するために、空調装置に接続される空調用ダクト１００の一部である収容部内空調用ダクト１０１が収容されている。収容部内空調用ダクト１０１は、吸気ダクト６の前面上部に左右方向に沿って吸気ダクト６に対向配置されている。本実施形態の収容部内空調用ダクト１０１は、後面全域が開口しており、この開口を吸気ダクト６の前面で覆うことにより空気流路が形成される。収容部内空調用ダクト１０１の右端側には、前方に開口する左右方向幅広形状のダクト接続口１０１ａが形成されている。ダクト接続口１０１ａは、蓋部材４の縦壁４４に形成されたダクト貫通孔４４ｂを介して、バッテリ収容部Ｐの外部に配置される空調用ダクト１００に接続されることにより、空調装置から吐出される空調空気を収容部内空調用ダクト１０１の内部に導入する。収容部内空調用ダクト１０１の左端側は、吸気ダクト６に形成された左右方向幅広形状の空調装置導入口６ｃに連通している。これにより、ダクト接続口１０１ａから収容部内空調用ダクト１０１内に導入された空調空気は、吸気ダクト６の空調装置導入口６ｃを吐出口１０１ｂとして吸気ダクト６内に吐出される。

収容部内空調用ダクト１０１の吐出口１０１ｂは、バッテリ１の前面と対向しており、吐出口１０１ｂから吐出された空調空気は、吸気ダクト６の上流側（合流部Ｊ）で車室内空気と合流し、車室内空気と混合された状態でバッテリ１に供給される。具体的に説明すると、車室内空気を吸入する吸気グリル５は、吸気ダクト６の車室内空気導入口６ｂの上流に、車室内空気導入口６ｂに隣接して設けられ、空調空気を導入する収容部内空調用ダクト１０１の吐出口１０１ｂ（空調装置導入口６ｃ）は、車室内空気導入口６ｂの下流に、車室内空気導入口６ｂに隣接して設けられている。

吸気グリル５と収容部内空調用ダクト１０１の吐出口１０１ｂとの間には、吐出口１０１ｂから吸気グリル５への空気の流れを規制する一方向弁６１が設けられている。この一方向弁６１は、例えば、冷却ファン８が停止状態で、且つ、空調装置が運転状態である場合に、収容部内空調用ダクト１０１の吐出口１０１ｂから吐出された空調空気が逆流して吸気グリル５から排気されることを規制するためのものである。本実施形態の一方向弁６１は、ゴム状のシート部材を吸気ダクト６の車室内空気導入口６ｂに吊り下げることにより構成されており、冷却ファン８が駆動状態の場合は、バッテリ収容部Ｐ内の負圧、又は吸気グリル５から吸気される車室内空気の風圧により後退して車室内空気導入口６ｂを開く一方、冷却ファン８が停止状態で、且つ、空調装置が運転状態である場合は、逆流しようとする空調空気の風圧等で車室内空気導入口６ｂを閉じた状態に維持する。

本実施形態の収容部内空調用ダクト１０１は、図３に示すように、バッテリ収容部Ｐの内部にデッドスペースとして存在する空隙部Ａを利用して配置されている。この空隙部Ａは、ケース３及び蓋部材４のフランジ部３２、４５よりも上方に延設された吸気ダクト６の前面と、蓋部材４の縦壁４４との間に存在しており、本実施形態の収容部内空調用ダクト１０１は、フランジ部３２、４５に沿うように空隙部Ａ内に配置される。

［フロア構造］
つぎに、車両Ｖのフロア構造について図１〜図３及び図６を参照して説明する。

図１〜図３及び図６に示すように、車両ＶのフロアパネルＦは、車室１４の床部を構成するフロントフロアパネル１６と、荷室１５の床部等を構成するリヤフロアパネル１７とが後部座席１２の下方で接続されており、その車幅方向両端部は、前後方向に沿って延びる左右一対の骨格部材１８に連結されている。

フロントフロアパネル１６の後端部には、上方に立ち上がるキックアップ部１６ａが形成されている。また、フロントフロアパネル１６の車幅方向中央部には、前後方向に沿ってセンタートンネル１６ｂが形成されている。センタートンネル１６ｂは、フロントフロアパネル１６が上方に凸となるように屈曲しており、下方に台形状のトンネル空間Ｓ１が形成される。トンネル空間Ｓ１には、拡径された消音部１０ａを備える排気管１０が配置される。

リヤフロアパネル１７の前側には、収容凹部Ｈが凹設されており、ここにバッテリユニットＵが収容される。収容凹部Ｈの前側及び後側には、左右の骨格部材１８を跨ぐ前側補強部Ｒ１及び後側補強部Ｒ２が設けられており、ここにバッテリユニットＵが環状のシール部材５２によってシールされた状態で締結される。バッテリユニットＵの上には、尻部を避けて後部座席１２の前側が配置され、バッテリユニットＵの吸気グリル５は、後部座席１２の前側下方に車室１４内を指向するように配置されて車室１４内の空気をバッテリユニットＵの内部に導入する。

図示は省略するが、後部座席１２の前方には左右一対の前部座席が設けられ、さらに前部座席の前方には空調装置が配設されている。また、左右一対の前部座席間には、小物収納部１９、アームレスト２０等を備えるセンターコンソール２１が設けられている。

［空調用ダクトの構成及び配置］
つぎに、空調用ダクト１００の構成及び配置について図６及び図７を参照して説明する。

空調用ダクト１００は、センターコンソール２１内に設けられるコンソール内空調用ダクト１０２と、コンソール内空調用ダクト１０２から分岐部１０３を介して分岐され、バッテリユニットＵに向かって延びる分岐空調用ダクト１０４と、バッテリユニットＵに収容される収容部内空調用ダクト１０１とを備えている。

コンソール内空調用ダクト１０２は、空調装置が吐出した空気をセンターコンソール２１の後端上部に設けられた空調用出口１０５まで案内するものであり、センターコンソール２１内においてセンタートンネル１６ｂの上面に沿うように配設された水平部１０２ａと、その底面部１０２ｂから立ち上がる立ち上がり部１０２ｃとを備えており、立ち上がり部１０２ｃの上端部に空調用出口１０５が接続されている。

分岐部１０３は、水平部１０２ａの底面部１０２ｂに形成された分岐口１０３ａを介してコンソール内空調用ダクト１０２の水平部１０２ａを、立ち上がり部１０２ｃと分岐空調用ダクト１０４とに分岐させる。これにより、空調空気の主流を空調用出口１０５に指向させつつ、空調空気を分岐させてバッテリユニットＵに導入することが可能になる。

分岐口１０３ａには、異物の通過を規制するフィルタ部材１０６が設けられている。フィルタ部材１０６は、異物の通過を規制しつつ空調空気の通過を許容する部材であれば、その種別は任意であり、例えば、微小な孔が多数形成されたメッシュ部材を用いることができる。

本実施形態の分岐部１０３は、センターコンソール２１内に配設されている。分岐部１０３の下方には、排気管１０が前後方向に沿って配置されているが、排気管１０の消音部１０ａとは前後方向にオフセットした位置に分岐部１０３を配設している。これにより、拡径される消音部１０ａから分岐部１０３への受熱が抑制される。

分岐空調用ダクト１０４は、センタートンネル１６ｂの上面に沿って配設されている。本実施形態の分岐空調用ダクト１０４は、扁平ダクトであり、車室空間への影響が抑制される。分岐空調用ダクト１０４の前端部は、分岐部１０３の分岐口１０３ａに接続され、後端部は、バッテリユニットＵのダクト貫通孔４４ｂを介して収容部内空調用ダクト１０１のダクト接続口１０１ａに接続される。これにより、分岐部１０３で分岐された空調空気が分岐空調用ダクト１０４及び収容部内空調用ダクト１０１を介してバッテリユニットＵの吸気ダクト６に導入される。

本実施形態の分岐空調用ダクト１０４には、空調空気の流路を下流側に向かって高くする段差部１０４ａが形成されている。具体的には、分岐空調用ダクト１０４の後端部から立ち上がる段差部１０４ａが形成されており、この段差部１０４ａによって空調用ダクト１００内の結露、又は空調用出口１０５から入り込んだ水を受け止め、バッテリユニットＵへの水の浸入を阻止している。なお、段差部１０４ａではなく、上方へ傾斜する傾斜部であっても水の浸入を阻止することができる。

さらに、分岐部１０３と空調用出口１０５との間には、空調用出口１０５から分岐部１０３への空気の流れを規制する一方向弁１０７が設けられている。この一方向弁１０７は、例えば、冷却ファン８が駆動状態で、且つ、空調装置が停止状態である場合に、空調用出口１０５からコンソール内空調用ダクト１０２、分岐空調用ダクト１０４及び収容部内空調用ダクト１０１を介してバッテリ１を冷却するための車室内空気が吸入されることを阻止するためのものである。本実施形態の一方向弁１０７は、空調用出口１０５を開閉可能なゴム状のシート部材で構成されており、空調装置が運転状態である場合は、空調装置から吐出される空調空気の風圧により後退して空調用出口１０５を開く一方、空調装置が停止状態の場合は、自重により空調用出口１０５を閉じた状態に維持する。

このように構成されたバッテリ１の冷却構造では、バッテリ１を冷却するに際し、空調装置が運転状態である場合に、コンソール内空調用ダクト１０２、分岐空調用ダクト１０４及び収容部内空調用ダクト１０１を介して空調空気が吐出口１０１ｂから吸気ダクト６に吐出される。吸気ダクト６では、吐出口１０１ｂから吐出された空調空気と吸気グリル５から吸入された車室内空気とが混合されて、バッテリ１に供給される。特にバッテリ１の冷却が必要な場合、例えば、夏の炎天下においては車室内温度も高く空調装置が運転状態にあることが想定されるが、この場合に空調空気と車室内空気とが混合された空気でバッテリ１を冷却することで、吸気グリル５から吸入された車室内空気のみでバッテリ１を冷却する場合に比べて、効率よくバッテリ１を冷却できる。

以上説明したように、本実施形態に係るバッテリ１の冷却構造によれば、車室内空気を導入する吸気ダクト６に空調用ダクト１００を接続したので、車室内空気と空調空気とでバッテリ１を積極的に冷却し、温度上昇によるバッテリ１の性能や寿命の低下を防止できる。また、切替弁を必要としないため、製造コストも抑えることができる。また、車室内空気の導入は、空調用ダクト１００を経由することなく、吸気ダクト６に接続された吸気グリル５から直接行われるため、乗員に違和感や不快感を与えることも防止できる。

また、空調用ダクト１００の吐出口１０１ｂは、吸気ダクト６の上流側に位置する合流部Ｊに接続されるので、吸気ダクト６の上流側で車室内空気と空調空気を混合し、混合された空気をバッテリ１に向けて供給できる。これにより、バッテリ１に供給される空気の温度むらを抑制し、バッテリ１の冷却温度を均等化できる。

また、収容部内空調用ダクト１０１は、吸気ダクト６に沿って対向配置され、収容部内空調用ダクト１０１の下流側に吐出口１０１ｂが形成されるので、収容部内空調用ダクト１０１と吸気ダクト６との間の熱交換により、吸気ダクト６内の空気温度を低減することができる。

また、収容部内空調用ダクト１０１が吸気ダクト６と共にバッテリ収容部Ｐに収容されるので、ダクトを保護できるだけでなく、組付け作業性も向上させることができる。

また、空調用ダクト１００の吐出口１０１ｂは、バッテリ１の前面に対向するように設けられるので、空調空気をバッテリ１に向けて吐出して圧損を低減できる。

また、空調空気を吸気ダクト６内に吐出する吐出口１０１ｂから吸気グリル５への空気の流れを規制する一方向弁６１が設けられるので、吸気グリル５から逆流した空調空気が排気されることによる乗員への不快感を防止できる。

また、空調用出口１０５に接続される空調用ダクト１００を分岐させて空調空気をバッテリ１に導入するので、空調への影響を抑制しつつ空調空気を導入してバッテリ１を積極的に冷却することができる。また、空調装置から専用の空調用ダクトを延設してバッテリ１に導入する場合に比べ、空調用ダクト１００としての部品点数を削減できるだけでなく、重量の増加も抑制することができる。

また、バッテリ１は、後部座席１２の下方に配置され、空調用ダクト１００の分岐部１０３は、センターコンソール２１内に配設されるので、空調用ダクト１００の取り廻しが容易になるだけでなく、車室内空間への影響も低減することができる。

また、空調用ダクト１００の分岐部１０３と空調用出口１０５との間には、空調用出口１０５から分岐部１０３への空気の流れを規制する一方向弁１０７が設けられるので、本来は空調空気を吐出するための空調用出口１０５から、バッテリ１を冷却するための車室内空気が吸入されることを阻止でき、その結果、空調用出口１０５からの吸気により乗員に違和感を与えたり、吸気音による車室内騒音の増加により乗員に不快感を与えることを防止できる。

また、分岐部１０３に接続される分岐空調用ダクト１０４は、コンソール内空調用ダクト１０２の底面部１０２ｂから吸気ダクト６に向かって延びるので、空調空気の主流を空調用出口１０５に指向させつつ、空調空気を分岐させてバッテリ１に導入でき、その結果、空調への影響を抑えて良好な車室内環境を維持することができる。

また、空調用ダクト１００の分岐部１０３には、フィルタ部材１０６が設けられているので、バッテリ１への異物の混入を防止することができる。

また、空調用ダクト１００には、分岐部１０３と収容部内空調用ダクト１０１との間に、上方への段差部１０４ａが設けられているので、空調用ダクト１００内の結露、又は空調用出口１０５から入り込んだ水を段差部１０４ａで受け止め、バッテリ１への水の浸入を阻止することができる。

また、空調用ダクト１００の分岐部１０３は、排気管１０の消音部１０ａと前後方向にオフセットした位置に配設されるので、拡径される消音部１０ａからの受熱を抑制し、該受熱による冷却効率の低下を防止できる。

つぎに、吸気ダクト６及び収容部内空調用ダクト１０１の変形例について図８を参照して説明する。ただし、前記実施形態と共通する部材については、同一の符号を付与し、相違点のみを説明する。

図８に示す吸気ダクト６及び収容部内空調用ダクト１０１は、空調空気を吸気ダクト６内に吐出する位置が前記実施形態と相違している。具体的には、吸気ダクト６の空調装置導入口６ｃを車室内空気導入口６ｂの下方隣接位置ではなく、吸気ダクト６の高さ方向中間部であって、且つ、左右方向に分散するように複数形成している。このようにすると、バッテリ１が複数のバッテリモジュール１１から構成される場合に、空調装置導入口６ｃをそれぞれのバッテリモジュール１１に向けて開口させたり、冷却空気が滞留し易い位置に向けて開口させることにより、冷却効率を高めることが可能になる。

なお、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、収容部内空調用ダクト１０１の後面全域が開口しており、この開口を吸気ダクト６の前面で覆うことにより空気流路が形成されていたが、収容部内空調用ダクト１０１自体が空気流路を構成する閉断面構造を有し、収容部内空調用ダクト１０１の吐出口１０１ｂが吸気ダクト６の空調装置導入口６ｃと連通するように構成されていてもよい。

また、空調装置導入口６ｃは、車室内空気導入口６ｂとバッテリ１を繋ぐ流路中であればどこに設けてもよい。
また、空調用出口に接続される空調用ダクトを分岐させずに、空調装置から専用の空調用ダクトを延設してもよい。これにより、乗員の冷却要求によって空調装置が運転状態である場合に限らず、バッテリ１の冷却要求に応じて空調装置から空調空気を吸気ダクトに導入することができる。

Ｊ 合流部
Ｐ バッテリ収容部
Ｆ フロアパネル
１ バッテリ
５ 吸気グリル（吸気口）
６ 吸気ダクト
１０ 排気管
１０ａ 消音部
１２ 後部座席
２１ センターコンソール
６１ 一方向弁
１００ 空調用ダクト
１０１ 収容部内空調用ダクト
１０１ｂ 吐出口
１０２ｂ 底面部（底面）
１０２ｃ 立ち上がり部
１０３ 分岐部
１０４ａ 段差部
１０５ 空調用出口
１０６ フィルタ部材
１０７ 一方向弁

Claims (13)

1. バッテリと、
   車室内の空気を取り込む吸気口と、
   該吸気口に連通するとともに、該バッテリに車室内の空気を導入する吸気ダクトと、を備えたバッテリの冷却構造であって、
   前記吸気ダクトには、空調装置に接続され該空調装置から吐出された空気を導入する空調用ダクトの吐出口が接続される、バッテリの冷却構造。
2. 請求項１に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記空調用ダクトの前記吐出口は、前記吸気ダクトの上流側に位置する合流部に接続される、バッテリの冷却構造。
3. 請求項２に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記空調用ダクトは、一部が前記吸気ダクトに沿って対向配置され、
   該一部の下流側に前記吐出口が形成された、バッテリの冷却構造。
4. 請求項２又は３に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記バッテリ及び前記吸気ダクトは、バッテリ収容部に収容されるとともに前記空調用ダクトの一部を構成する収容部内空調用ダクトも該バッテリ収容部に収容され、
   前記収容部内空調用ダクトに、前記吐出口が設けられた、バッテリの冷却構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記吐出口は、前記バッテリと対向するように設けられた、バッテリの冷却構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記吸気口と前記吐出口との間には、前記吐出口から前記吸気口への空気の流れを規制する一方向弁が設けられた、バッテリの冷却構造。
7. 請求項１〜６いずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記空調用ダクトは、分岐部を有し、
   該分岐部の一端は、車室内に開口する空調用出口に接続され、
   該分岐部の他端は、前記吸気ダクトに接続される、バッテリの冷却構造。
8. 請求項７に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記バッテリは、後部座席の下方に配置され、
   前記分岐部は、一対の前部座席間に設けられたセンターコンソール内に配設された、バッテリの冷却構造。
9. 請求項８に記載のバッテリの冷却構造であって、
   前記分岐部と前記空調用出口との間には、前記空調用出口から前記分岐部への空気の流れを規制する一方向弁が設けられた、バッテリの冷却構造。
10. 請求項８又は９に記載のバッテリの冷却構造であって、
    前記空調用ダクトは、一部がフロアパネル上に設けられ、
    該一部には、底面から立ち上がる立ち上がり部が設けられ、
    前記分岐部は、前記一端が該立ち上がり部を介して前記空調用出口に接続され、前記他端が前記底面から前記吸気ダクトに向かって延びる、バッテリの冷却構造。
11. 請求項１０に記載のバッテリの冷却構造であって、
    前記分岐部には、フィルタ部材が設けられた、バッテリの冷却構造。
12. 請求項１１に記載のバッテリの冷却構造であって、
    前記バッテリ及び前記吸気ダクトは、バッテリ収容部に収容されるとともに前記空調用ダクトの一部を構成する収容部内空調用ダクトも該バッテリ収容部に収容され、
    前記空調用ダクトには、前記分岐部と前記収容部内空調用ダクトとの間に、上方への傾斜若しくは上方への段差が設けられた、バッテリの冷却構造。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のバッテリの冷却構造であって、
    前記フロアパネルの下方には、排気管と、該排気管に設けられる消音部とが設けられ、
    前記分岐部は、前記消音部と前後方向にオフセットした位置に配設された、バッテリの冷却構造。

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