JP2017134922A

JP2017134922A - バッテリ冷却装置

Info

Publication number: JP2017134922A
Application number: JP2016012014A
Authority: JP
Inventors: 真水口; Makoto Mizuguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-08-03

Abstract

【課題】コンパクトな構成で効果的に冷却ファンからの騒音低減を図る。【解決手段】車両に搭載されるバッテリに冷却空気を送給する冷却ファン１１と、冷却ファン１１の円形の吸気口１５に取り付けられた半円形の遮蔽板１６と、遮蔽板１６の冷却ファン１１の側の面に取り付けられた吸音材１７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリを冷却するバッテリ冷却装置の構造に関する。

近年、モータを駆動源とする電気自動車やモータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両等の電動車両が多く用いられている。これらの電動車両では、モータに電力を供給すると共にモータを発電機として動作させた際の発電電力を充電する充放電可能な二次電池と二次電池を冷却する冷却装置が搭載されている。冷却装置は、冷却ファンを駆動して車室内の空気を冷却空気として吸い込み、吸い込んだ冷却空気を二次電池の周囲の冷却流路に流して二次電池を冷却する。

冷却ファンが駆動されると冷却ファンの騒音が発生する。この騒音が車室内に伝わらないように車室内の吸気口から冷却ファンの空気吸込み口までのダクトの内面に吸音材を取り付け、騒音低減を図る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−７１７５９号公報

ところで、電動車両においては、ドライバビリティの向上や電動走行距離の増加等の要求により、搭載する電池の発熱が増加する傾向にある。しかし、電池の搭載スペースには限りがあり、特許文献１に記載された従来技術のように吸気ダクトの搭載スペースを十分に取ることができない。このため、冷却ファンからの騒音を吸気ダクト内で低減することが困難となってきている。

そこで、本発明は、コンパクトな構成で効果的に冷却ファンからの騒音低減を図ることを目的とする。

本発明のバッテリ冷却装置は、車両に搭載されるバッテリに冷却空気を送給する冷却ファンと、前記冷却ファンの円形の吸気口に取り付けられた半円形の遮蔽板と、前記遮蔽板の前記冷却ファン側の面に取り付けられた吸音材と、を備えることを特徴とする。

本発明は、コンパクトな構成で効果的に冷却ファンからの騒音低減を図ることができる。

本発明の実施形態におけるバッテリ冷却装置が車両に搭載された状態を示す斜視図である。本発明の実施形態におけるバッテリ冷却装置の平面図である。本発明の実施形態におけるバッテリ冷却装置の斜視図である。遮蔽板の形状を示す説明図である。遮蔽板の形状と遮蔽率に対する騒音レベルの変化を示す図である。本発明の他の実施形態におけるバッテリ冷却装置の斜視図である。本発明の他の実施形態におけるバッテリ冷却装置の斜視図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態のバッテリ冷却装置１００について説明する。まず、図１を参照しながら、本実施形態のバッテリ冷却装置１００が車両３０に搭載された状態につい説明する。なお、図１〜３，６，７中の前後左右、上下の記載は、車両３０の前後左右、上下方向を示す。また、図１に示すように、車両３０の後席３５の下部空間３６には、バッテリ１２と冷却ファン１１とが搭載されている。冷却ファン１１の吐出口１４とバッテリ１２の冷却空気入口とは接続ダクト２０で接続され、冷却ファン１１からバッテリ１２に冷却空気が送給される。

後席３５の座面前面の下側にはシートアンダーカバー３１が取り付けられている。シートアンダーカバー３１は、後席３５の下部空間３６の前面を覆っている。シートアンダーカバー３１の車両３０の左側のコーナー部には、冷却空気を取り入れる格子状のベゼル２１が配置されている。そして、ベゼル２１の冷却ファン１１の側には、ベゼル２１と冷却ファン１１との間を接続するダクト２２が取り付けられている。

図２、図３に示すように、ダクト２２のベゼル２１側の面は、開口２６となっている。ダクト２２の車両３０の後方側の壁面２５には、後で詳述する遮蔽板アセンブリ１９が接続される円形の開口２４が設けられている。遮蔽板アセンブリ１９には冷却ファン１１の円形の吸気ノズル１３の吸気口１５が接続されている。

ベゼル２１から開口２６を通してダクト２２の中に吸い込まれた車室内の空気は、ダクト２２の開口２４から遮蔽板アセンブリ１９を通って冷却ファン１１の吸気ノズル１３から冷却ファン１１に吸い込まれる。冷却ファン１１に吸い込まれた空気は加圧された後、冷却ファン１１の吐出口１４から接続ダクト２０を通してバッテリ１２に送給され、バッテリ１２を冷却する。バッテリ１２を冷却した後の空気は、図示しない排気ダクトから車室内に排気される。

図２，３に示すように、遮蔽板アセンブリ１９は、円環部材１８と、円環部材１８の内側に取り付けられた半円形の遮蔽板１６と、遮蔽板１６の冷却ファン１１の側の面に取り付けられた吸音材１７とにより構成される。なお、図３の（ａ）部は、遮蔽板アセンブリ１９の部分拡大断面を示している。円環部材１８の内径は、開口２４及び吸気ノズル１３の内径と同一で、図３の（ａ）部に示すように、その長さＤは遮蔽板１６と吸音材１７の厚さよりも少し長い程度のごく短いものである。遮蔽板１６の遮蔽率（円環部材１８の開口面積（吸気ノズル１３の開口面積及び開口２４の開口面積）に対する遮蔽板１６の面積の割合）は、２０〜３０％である。なお、図３の（ａ）部に示すように、吸音材１７の厚さは遮蔽板１６の厚さよりも厚いものである。

図３に示すように、遮蔽板アセンブリ１９は、遮蔽板１６が冷却ファン１１の吸気口１５の図３の左側、すなわち、車両３０の右側となるように、壁面２５と吸気ノズル１３との間に取り付けられる。また、半円形の遮蔽板１６は、弦の上端が吸気口１５の上下方向に対して角度αだけ吐出口１４に向かって傾くように、すなわち、車両３０の右側に傾くように取り付けられている。なお、角度αについは、後述する。このように、冷却ファン１１と遮蔽板アセンブリ１９とがダクト２２の壁面２５に接続されると、遮蔽板１６は、吸気口１５の図３の左側、すなわち、車両３０の右側の吸気口１５を遮蔽すると同時に、開口２４の壁面２５とベゼル２１との距離が長くなっている側を遮蔽する。また、遮蔽板１６の冷却ファン１１の側の面には吸音材１７が取り付けられている。この構成により、冷却ファン１１から発生する騒音は、遮蔽板アセンブリ１９の遮蔽板１６と吸音材１７によって遮断、吸収され、ベゼル２１から外部に伝搬される冷却ファン１１からの騒音が低減される。

冷却ファン１１からの騒音の低減効果は、遮蔽板の形状、遮蔽率によって変化する。遮蔽板の形状としては以下のような形状が考えられる。一つは、図４（ａ）に示すように円環部材１８の周縁を遮蔽するドーナツ型の遮蔽板４１である。二つめは、図４（ｂ）に示すように円環部材１８の左右両側の一部を遮蔽する左右分割型の遮蔽板４２である。三つ目は、図４（ｃ）に示すように円環部材１８の右側を遮蔽する半円形の遮蔽板１６である。これらの各形状の遮蔽板１６，４１，４２の遮蔽率（円環部材１８の開口面積に対する遮蔽板１６，４１，４２の面積の割合）を変化させてバッテリ冷却装置１００の騒音レベルを計測する試験を行った。その試験の結果を図５に示す。図５において、破線ａは、ドーナツ型の遮蔽板４１の遮蔽率を変化させた際の遮蔽率に対するバッテリ冷却装置１００の騒音レベルの変化を示す。また、一点鎖線ｂは、左右分割型の遮蔽板４２の遮蔽率を変化させた際の遮蔽率に対するバッテリ冷却装置１００の騒音レベルの変化を示す。また、実線ｃは、半円形の遮蔽板１６の遮蔽率を変化させた際の遮蔽率に対するバッテリ冷却装置１００の騒音レベルの変化を示す。

図５の実線ｃに示すように、半円形の遮蔽板１６を用い、遮蔽率をＣ１〜Ｃ２（２０〜３０％）とした場合にバッテリ冷却装置１００の騒音レベルを最も低減することができる。また、図３に示す遮蔽率２０〜３０％の半円形の遮蔽板１６の弦の吸気口１５の上下方向に対する角度αを変更して騒音の試験を行った。この結果、角度αが３０°程度の場合に、冷却ファン１１の風量の低下が最も低くなり、風量の低下は１％以下となった。

以上のことから、遮蔽率２０〜３０％の半円形の遮蔽板１６を用いた遮蔽板アセンブリ１９を、図３に示すように遮蔽板１６の弦の上端が吸気口１５の上下方向に対して３０°程度吐出口１４の側に傾け、吸気ノズル１３の左側、すなわち、車両３０の右側を遮蔽するように、吸気ノズル１３と壁面２５との間に取り付けることにより、冷却ファン１１の風量の低下を抑制しつつ、冷却ファン１１の騒音がベゼル２１から外部に伝搬されることを抑制できる。この結果、バッテリ冷却装置１００の騒音を効果的に抑制することが可能となる。

円環部材１８の長さはごく短いので、遮蔽板アセンブリ１９は、冷却ファン１１とダクト２２との間の小さなスペースに組み込むことが可能である。このため、本実施形態のバッテリ冷却装置１００は、特許文献１に記載されたような吸音材を取り付けた長いダクトを用いることなく、コンパクトな構成で効果的に冷却ファン１１からの騒音低減を図ることができる。

次に図６を参照しながら本発明の他の実施形態のバッテリ冷却装置２００について説明する。先に図１から図５を参照して説明したのと同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。

図６に示すバッテリ冷却装置２００は、遮蔽板アセンブリ１９を用いず、吸気ノズル１３の吸気口１５近傍の内面の図６の左側、すなわち車両３０の右側に半円形の遮蔽板１６を取り付け、遮蔽板１６の冷却ファン１１の側の面に吸音材１７を取り付けたものである。本実施形態のバッテリ冷却装置２００では、遮蔽板アセンブリ１９の円環部材１８が必要ないことから、先に図１〜図５を参照して説明した実施形態よりも更にコンパクトな構成で効果的に冷却ファン１１からの騒音低減を図ることができる。

次に図７を参照しながら本発明のもう一つの他の実施形態のバッテリ冷却装置３００について説明する。先に図１から図５を参照して説明したのと同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。

本実施形態は、遮蔽板アセンブリ１９を用いず、半円形の遮蔽板１６と吸音材１７をダクト２２の壁面２５に取り付けたものである。遮蔽板１６は、壁面２５とベゼル２１との距離が短くなっている側の開口２４を遮蔽する。遮蔽板１６の遮蔽率（開口２４の開口面積に対する遮蔽板１６の面積の割合）は、先に説明した実施形態と同様、２０〜３０％である。また、冷却ファン１１の吸気口１５が壁面２５に接続されると、遮蔽板１６は冷却ファン１１の吸気口１５の左側、あるいは、車両３０の右側の吸気口１５を遮蔽する。

本実施形態のバッテリ冷却装置３００では、遮蔽板アセンブリ１９の円環部材１８が必要ないことから、先に図１〜図５を参照して説明した実施形態よりも更にコンパクトな構成で効果的に冷却ファン１１からの騒音低減を図ることができる。

１１冷却ファン、１２バッテリ、１３吸気ノズル、１４吐出口、１５吸気口、１６，４１，４２遮蔽板、１７吸音材、１８円環部材、１９遮蔽板アセンブリ、２０接続ダクト、２１ベゼル、２２ダクト、２４，２６開口、２５壁面、３０車両、３１シートアンダーカバー、３５後席、３６下部空間、１００，２００，３００バッテリ冷却装置。

Claims

車両に搭載されるバッテリに冷却空気を送給する冷却ファンと、
前記冷却ファンの円形の吸気口に取り付けられた半円形の遮蔽板と、
前記遮蔽板の前記冷却ファンの側の面に取り付けられた吸音材と、を備えることを特徴とするバッテリ冷却装置。