JP2018024373A - Air intake duct for cooling on-vehicle battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載電池冷却用の吸気ダクトに係り、特に、ダクト内部の底面に水溜り部を有する吸気ダクトに関する。 The present invention relates to an air intake duct for cooling an in-vehicle battery, and more particularly to an air intake duct having a water reservoir on the bottom surface inside the duct.
車両に搭載された二次電池から供給される電力でモータを駆動して走行することができるハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両が知られている。このような電動車両では、二次電池を冷却するための冷却装置が設けられることがある。 2. Description of the Related Art Electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles that can run by driving a motor with electric power supplied from a secondary battery mounted on the vehicle are known. In such an electric vehicle, a cooling device for cooling the secondary battery may be provided.
例えば、特許文献1には、吸引ダクトと、ブロワと、吸引ダクトから取り込んだ空気を車両の左右方向に流して上記ブロワに送り込む吸気ダクトとを備えた車両用電池冷却装置が開示されている。この冷却装置の吸気ダクトは、内部に侵入した液体を溜めるように、車両の左右方向に流す通路部を下方に膨らませた水溜め部と、水溜め部を車両の左右方向に分割する分離壁部とを有している。これにより、車両が傾斜した場合や車両が旋回する場合に、ダクト内に溜まった液体がブロワ側へ流れることを防止できると記載されている。
For example,
上記特許文献1に記載される車両用電池冷却装置の吸気ダクトでは、ダクト内における空気の流れ方向に対して分離壁部が略垂直に形成されている。そのため、吸気ダクト内を流れる空気が分離壁部に衝突することによって生じる圧力損失が大きくなるという問題がある。
In the intake duct of the vehicle battery cooling device described in
本発明の目的は、ダクト内に取り込まれた空気に含まれる水を溜めることができると共に、ダクト内を流れる空気の圧力損失を低減できる車載電池冷却用の吸気ダクトを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an in-vehicle battery cooling intake duct capable of accumulating water contained in air taken into a duct and reducing pressure loss of air flowing in the duct.
本発明に係る車載電池冷却用の吸気ダクトは、車載された電池に向けて空気を供給して冷却するための車載電池冷却用の吸気ダクトであって、空気を取り込む吸気口と、前記吸気口から取り込んだ空気を前記電池に向けて送り出す排気口と、前記吸気口および前記排気口間を連通する連通路とを有するダクト本体と、前記ダクト本体内の鉛直下方に位置するダクト底面において前記連通路に面して設けられ、前記空気の流れ方向に並んで複数配置されると共に前記空気の流れ方向と直交する方向に並んで複数配置された水溜り部と、を備え、前記複数の水溜り部は前記吸気口から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成され、前記凹状の各水溜り部は、前記空気の流れ方向に沿って立設された仕切り壁部と、前記空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面とを有するものである。 An in-vehicle battery cooling intake duct according to the present invention is an in-vehicle battery cooling intake duct for supplying air to an in-vehicle battery for cooling, the intake port for taking in air, and the intake port A duct main body having an exhaust port for sending air taken in from the battery toward the battery, a communication passage communicating between the intake port and the exhaust port, and a bottom surface of the duct positioned vertically below the duct main body. A plurality of water reservoirs provided facing the passage and arranged in a row in the air flow direction and arranged in a direction orthogonal to the air flow direction. Each part is formed in a concave shape so as to be able to store water contained in the air taken in from the air inlet, and each of the concave water pool parts is a partition wall part erected along the flow direction of the air, The sky Those having an inclined surface that is inclined upward from the upstream side to the downstream side with respect to the flow direction.
本発明に係る車載電池冷却用の吸気ダクトによれば、吸気口からダクト内に取り込まれた空気に含まれる水を複数の水溜り部に溜めることができ、電池への水の侵入を抑制できる。また、水溜り部が空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面を有するため、空気が傾斜面に沿って下流側へと流れることができ、圧力損失を低減できる。 According to the intake duct for cooling a vehicle-mounted battery according to the present invention, water contained in air taken into the duct from the intake port can be stored in a plurality of water reservoirs, and water can be prevented from entering the battery. . Moreover, since the water reservoir has an inclined surface that is inclined upward from the upstream side to the downstream side in the air flow direction, air can flow downstream along the inclined surface, and pressure loss can be reduced.
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの構成を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like. In addition, when a plurality of embodiments and modified examples are included below, it is assumed from the beginning that these configurations are used in appropriate combinations.
図1は、実施の形態に係る吸気ダクトを含む車載電池冷却システム10の構成を示す図である。図1には、水平方向に沿って互いに直交する二方向が矢印X,Yで示され、水平方向に直交する鉛直方向が矢印Zで示されている。実施の形態では、矢印Xが、車載電池冷却システム10が搭載される車両の前方から後方へ向かう方向に一致し、矢印Y(図2参照)が車両の左右方向または幅方向に一致する例が示されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an in-vehicle
車載電池冷却システム10は、車両に搭載された二次電池(電池)2を冷却するための装置である。以下、適宜に「冷却システム10」とだけいう。二次電池2は、充放電可能な組電池で構成され、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが好適に用いられる。二次電池2は、例えば金属製の筐体からなる電池ケース4に収納された状態で、車両に搭載される。二次電池2は、車両において後部座席の後側に搭載されてもよい。
The in-vehicle
二次電池2が搭載される車両は、例えば、ハイブリッド車両(プラグインハイブリッド車両を含む)や、電気自動車などの電動車両である。電動車両とは、二次電池2から供給される電力によってモータを駆動し、その駆動力で走行可能な車両をいう。また、電動車両には、燃料電池を搭載した車両も含まれる。燃料電池車両は、燃料電池によって発電された電力によって走行用モータを駆動して走行するが、燃料電池で発電された電力が車載の二次電池に充電されて、走行用モータを駆動する電力として使用することもできる。
The vehicle on which the
冷却システム10は、ブロワ12と、吸気側接続ダクト14と、排気側接続ダクト16と、吸気ダクト30とを備える。ブロワ12は、吸気口12aおよび排気口12bを有する。ブロワ12は、図示しない駆動源(モータ)によって駆動される。これにより、ブロワ12は、吸気口12aから吸い込んだ空気を排気口12bから送り出す送風機として機能する。
The
吸気側接続ダクト14は、管路を形成する例えば樹脂製の中空状部材である。吸気側接続ダクト14の一端は、ブロワ12の吸気口12aに接続されている。吸気側接続ダクト14の他端は、例えば後部座席の下方位置において、車両の車室内に向かって開口している。これにより、ブロワ12が作動すると、車室内から取り込まれた空気が吸気側接続ダクト14を介してブロワ12に取り込まれるようになっている。
The intake
吸気側接続ダクト14の他端側開口には、フィルタ15が設置されている。フィルタ15は、例えば、網や不織布などによって構成される。フィルタ15は、車室内から吸気側接続ダクト14へと吸い込まれる空気中に含まれる埃やゴミなどを除去する。これにより、埃などが空気と共にブロワ12に取り込まれて、二次電池2に侵入するのを防止または抑制することができる。
A
排気側接続ダクト16は、吸気側接続ダクト14と同様に、管路を形成する例えば樹脂製の中空状部材である。排気側接続ダクト16の一端は、ブロワ12の排気口12bに接続されている。排気側接続ダクト16は、ブロワ12の車両後方側(矢印X側)の位置で下方に屈曲し、他端が斜め下方に向いて開口している。
The exhaust
冷却システム10の吸気ダクト30は、空気を取り込む吸気口32と、吸気口32から取り込んだ空気を二次電池2に向けて送り出す排気口34と、吸気口32および排気口34間を連通する連通路36とを有するダクト本体38とを備える。
The
吸気口32は、ダクト本体38の一端に開口して形成されている。吸気口32は、ブロワ12に接続された排気側接続ダクト16の他端に接続されている。排気口34は、ダクト本体38の他端に開口して形成されている。後述するように、排気口34は、ダクト本体38が二股に分岐することによって、矢印Y方向(車幅方向)に離間した2つの排気口34a,34bを含む。各排気口34a,34bは、それぞれ、電池ケース4の側面において車幅方向(Y方向)に離間して形成された2つの空気送り込み口6a,6bに接続されている。
The
ダクト本体38は、中空状の部材であり、内部に連通路36が形成されている。また、ダクト本体38は、車両前方側(図1中の右側)から順に、導入部40a、中間部40b、及び、排気部40cを有する。ブロワ12から排気側接続ダクト16を介してダクト本体38に送り込まれた空気は、導入部40aでは斜め下方に流れ、中間部40b及び排気部40cでは車両後方に向かって略水平(矢印X)に流れる。
The
なお、本実施の形態では、ダクト本体38の中間部40bが水平方向に略沿って延伸する例を示すが、これに限定されものではなく、中間部40bを、空気の流れ方向に関して下流側へ向かって上り傾斜した形状に形成してもよい。このようにすれば、吸気ダクト30に送り込まれた空気に水が含まれる場合、当該水が中間部40bを超えて排気部40cに侵入しにくくなり、二次電池2への水の侵入をより効果的に抑制できる。
In the present embodiment, an example is shown in which the
図2は、図1に示した吸気ダクト30を上側ダクト部分と下側ダクト部分とに分解した状態で示す斜視図である。吸気ダクト30のダクト本体38は、上側ダクト部分38a及び下側ダクト部分38bを含む。上側ダクト部分38a及び下側ダクト部分38bは、それぞれ例えば樹脂成形品によって形成されている。上側ダクト部分38aを下側ダクト部分38bに対して上側(矢印D方向)から組み付けることによってダクト本体38が構成される。上側ダクト部分38aと下側ダクト部分38bとは、例えば接着剤によって互いに接合される。
FIG. 2 is a perspective view showing the
図2に示すように、上側ダクト部分38aおよび下側ダクト部分38bは、車両後方側において二股に分岐している。これにより、ダクト本体38の他端において、2つの排気口34a,34bが車幅方向(矢印Y)に離間して形成される。また、下側ダクト部分38bには、左右(矢印Y)方向の両側に2つの取付部(図2では一方のみを図示)42が設けられている。これらの取付部42に形成された貫通孔にボルト等を挿通して車体に締め付けることで、吸気ダクト30が固定される。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、ダクト本体38内の鉛直下方に位置するダクト底面46には、多数の水溜り部44がダクト本体38内の連通路36に面して設けられている。具体的には、ダクト本体38内のダクト底面46は、図2に示すように下側ダクト部分38bのダクト底面によって構成される。したがって、上記水溜り部44は下側ダクト部分38bのダクト底面46に形成されている。
As shown in FIG. 1, a large number of
図3(a)は、図2に示した下側ダクト部分38bのダクト底面46に形成された多数の水溜り部44の一部を上面視で示す平面図であり、図2(b)は(a)中のA−A線断面図である。図2(a)(b)に示すように、水溜り部44は、ダクト本体38内を流れる空気の流れ方向(矢印X)に並んで複数配置されると共に空気の流れ方向と直交する方向(矢印Y)に並んで複数配置されている。図2(a)に示すように、本実施の形態では、各水溜り部44は、平面視で六角形状に形成されている。各水溜り部44は、Y方向に整列して形成されている。また、矢印X方向に隣接する2列の水溜り部44は、Y方向の幅Wの半分だけずれた位置に配置されている。このように各水溜り部44を配置することによって、ダクト底面46のスペースを無駄なく有効に活用して水溜り部44の数を増やすことができる。
FIG. 3A is a plan view showing a part of a number of
図3(a)(b)に示すように、水溜り部44はダクト本体38の吸気口32(図1及び図2参照)から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成されている。より詳しくは、各水溜り部44は、空気の流れ方向(矢印X)に沿って立設された仕切り壁部48と、空気の流れ方向に関して上流側(図3中の右側)から下流側(図3中の左側)へ上り傾斜した傾斜面50と、傾斜面50に連続して上方へ立ち上がった立壁面52を有する。これにより、水溜り部44は、図3(b)に示すように、略V字状に凹んだ形状に形成されるとともに、空気の流れ方向と直交する方向に隣接する水溜り部44同士は仕切り壁部48によって仕切られている。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
水溜り部44の傾斜面50は、凹状に形成された水溜り部44の底面を構成し、水を溜めるための凹部を形成する。また、傾斜面50は、ダクト本体38内のダクト底面46に沿って流れる空気を下流側へ誘導する機能を有する。さらに、傾斜面50は、ダクト本体38のダクト底面46に付着した水を水溜り部44の略V字状の凹部へと導く集水機能を有する。
The
水溜り部44を仕切る仕切り壁部48は、水溜り部44に溜まった水が車幅方向(矢印Y方向)に移動することを阻止する。これにより、車両が傾いた場合や、カーブ走行時に遠心力が作用した場合などに、各水溜り部44に溜まった水がダクト本体38内で車幅方向に流れないように構成されている。
The
水溜り部44の立壁部52は、ダクト本体38内における空気の流れ方向に対して略垂直をなして形成されている。しかし、立壁部52は、空気の流れ方向の下流側に対向して形成されており、その上流側に向かって対向するものではない。したがって、水溜り部44の立壁部52は、ダクト本体38内を流れる空気に対して圧力損失を増加させることはない。
The standing
なお、凹状をなす水溜り部44の深さは、一律に形成されていなくてもよい。例えば、空気の流れ方向に関して上流側で浅く下流側で深くするか、または、この逆にしてもよい。
In addition, the depth of the recessed
続いて、上記のような構成を有する吸気ダクト30を含む冷却システム10の動作について図1を再度参照して説明する。
Next, the operation of the
例えば、二次電池2の温度が所定温度以上になった場合、ブロワ12が駆動される。これにより、吸気側接続ダクト14の他端開口部からフィルタ15を介して車室内の空気が吸引される。このとき、例えば車室内で乗員が水をこぼした場合などに、空気と共に水が吸引されることが起こり得る。
For example, when the temperature of the
ブロワ12に吸引された空気は、排気側接続ダクト16から吸気ダクト30に送り込まれる。そのとき、空気に含まれる水は、重力作用によってダクト本体38内のダクト底面に落下し、水溜り部44に溜まる。また、このとき、ダクト本体38内においてダクト底面46付近を流れる空気は、各水溜り部44の傾斜面50によって下流側に誘導されるように流れることができる。このように、本実施の形態に係る吸気ダクト30では、ダクト本体38内の水溜り部44において、空気の流れ方向上流側に略垂直に対向するように立設された壁部が存在せず、傾斜面50によって誘導することで空気を下流側へ円滑に流すことができる。
The air sucked into the
ダクト本体38を流れた空気は、2つの排気口34a,34bから電池ケース4内に送り込まれる。これにより、電池ケース4内に収納された二次電池2は、車幅方向両側から送り込まれた空気によって効率的に冷却される。なお、二次電池2を冷却した空気は、電池ケース4の壁面に形成された開口や隙間などからケース外部に放出される。
The air flowing through the
上述したように、本実施の形態に係る吸気ダクト30によれば、吸気口32からダクト本体38内に取り込まれた空気に含まれる水をダクト底面46に設けた多数の水溜り部44に溜めることができ、二次電池2への水の侵入を抑制できる。また、水溜り部44が空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面50を有するため、空気が傾斜面50に沿って下流側へと流れることができ、圧力損失を低減できる。
As described above, according to the
図4(a)は図2に示した下側ダクト部分38bのダクト底面46に形成された水溜り部の別の例を示す図3(a)と同様の平面図であり、図4(b)は(a)中のB−B線断面図である。この例における各水溜り部44aは平面視で三角形状をなし、車両前後方向(矢印X)及び車幅方向(矢印Y)にそれぞれ整列した状態で配置されている。また、車幅方向(矢印Y)に隣接する水溜り部44同士は、仕切り壁部48によって仕切られている。他の構成および作用効果は、上述した実施の形態に係る吸気ダクト30と同様である。
4 (a) is a plan view similar to FIG. 3 (a) showing another example of a water reservoir formed on the
図5(a)は図2に示した下側ダクト部分38bのダクト底面46に形成された水溜り部のさらに別の例を示す図3(a)と同様の平面図であり、(b)は(a)中のC−C線断面図である。この例における各水溜り部44bは、平面視で長円形状をなしている。各水溜り部44bは、車幅方向(矢印Y)に整列して形成されているが、車両前後方向(矢印X)に隣接する2列の水溜り部44bは車幅方向の幅Wの半分だけずれた位置に配置されている。また、車幅方向に隣接する水溜り部44b同士は、仕切り壁部48によってそれぞれ仕切られている。他の構成および作用効果は、上述した実施の形態に係る吸気ダクト30と同様である。
5 (a) is a plan view similar to FIG. 3 (a) showing still another example of the water reservoir formed on the
なお、水溜り部44の平面視形状は、上述した以外の形状であってもよい。また、水溜り部44の形状、深さ、傾斜面の角度などを適宜に設計することで、瞬間的な捕水性能を向上させるとともに、吸気ダクトに侵入した水の貯水量を変更することができる。
The shape of the
2 二次電池、4 電池ケース、6a,6b 空気送り込み口、10 車載電池冷却システム、12 ブロワ、12a,32 吸気口、12b,34,34a,34b 排気口、14 吸気側接続ダクト、15 フィルタ、16 排気側接続ダクト、30 吸気ダクト、36 連通路、38 ダクト本体、38a 上側ダクト部分、38b 下側ダクト部分、40a 導入部、40b 中間部、40c 排気部、42 取付部、44,44a,44b 水溜り部、46 ダクト底面、48 仕切り壁部、50 傾斜面。 2 Secondary battery, 4 Battery case, 6a, 6b Air inlet, 10 In-vehicle battery cooling system, 12 Blower, 12a, 32 Air inlet, 12b, 34, 34a, 34b Air outlet, 14 Air intake side connection duct, 15 Filter, 16 exhaust side connection duct, 30 intake duct, 36 communication path, 38 duct body, 38a upper duct part, 38b lower duct part, 40a introduction part, 40b intermediate part, 40c exhaust part, 42 mounting part, 44, 44a, 44b Water pool, 46 Duct bottom, 48 Partition wall, 50 Inclined surface.
Claims (1)
空気を取り込む吸気口と、前記吸気口から取り込んだ空気を前記電池に向けて送り出す排気口と、前記吸気口および前記排気口間を連通する連通路とを有するダクト本体と、
前記ダクト本体内の鉛直下方に位置するダクト底面において前記連通路に面して設けられ、前記空気の流れ方向に並んで複数配置されると共に前記空気の流れ方向と直交する方向に並んで複数配置された水溜り部と、を備え、
前記複数の水溜り部は前記吸気口から取り込まれた空気に含まれる水を溜め得るよう凹状にそれぞれ形成され、前記凹状の各水溜り部は、前記空気の流れ方向に沿って立設された仕切り壁部と、前記空気の流れ方向に関して上流側から下流側へ上り傾斜した傾斜面とを有する、車載電池冷却用の吸気ダクト。 An in-vehicle battery cooling air intake duct for supplying air to an in-vehicle battery for cooling,
A duct body having an intake port for taking in air, an exhaust port for sending air taken in from the intake port toward the battery, and a communication path communicating between the intake port and the exhaust port;
Provided on the bottom surface of the duct located vertically below the duct body so as to face the communication path, and are arranged side by side in the air flow direction and arranged in a direction orthogonal to the air flow direction. A pooled water reservoir,
The plurality of water reservoirs are respectively formed in a concave shape so as to be able to store water contained in the air taken in from the intake port, and each of the concave water reservoirs is erected along the air flow direction. An in-vehicle battery cooling intake duct having a partition wall portion and an inclined surface inclined upward from the upstream side to the downstream side in the air flow direction.
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