JP2020114696A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器を冷却する装置が搭載された車両において、冷却後の冷却風によって乗員が違和感を感じることを抑制することができると共に、電気機器の冷却効率の向上が図られた車両を提供する。【解決手段】車両は、車室空間が形成された車両本体と、車室空間内に配置された座席シートと、座席シートよりも下方に位置する機器収容空間９０と、機器収容空間９０内に設けられた電気機器４２と、電気機器４２に車室空間の空気を供給して、電気機器４２を冷却する送風機５２と、送風機５２に接続され、電気機器４２に送風機５２からの冷却風を供給する送風ダクト７３と、送風機５２の排気口から排出される冷却風を電気機器７０に向けて案内する案内部材７２と備える。【選択図】図４

Description

本開示は、車両に関する。

バッテリなどが搭載された電動車両においては、バッテリなどの電気機器を冷却するための装置が搭載されている。たとえば、特開２００６−３２４０４１号公報に記載された車両は、バッテリと、バッテリに冷却風を供給する吸気ダクトと、バッテリに接続された排気ダクトとを備える。排気ダクトは、バッテリを冷却した冷却風を車室内に排気する。

特開２００６−３２４０４１号公報

上記の車両において、排気ダクトから排出される冷却風は、車室内の空気温度よりも高くなっており、直接的に車室に戻したのでは、生暖かい空気が車室に戻されることになる。その結果、排気口から噴き出る生暖かい空気に乗員が触れることで、乗員が違和感を覚えるおそれがある。

バッテリを冷却した後においても、冷却風の温度はバッテリ温度よりも低いため、バッテリを再度冷却するための冷却風として利用することができる。その一方で、特開２００６−３２４０４１号公報に記載された車両においては、排気ダクトから排気された冷却風を利用して、冷却効率の向上を図ることについて何ら記載されていない。

なお、特開２００６−３２４０４１号公報の記載に基づいて、バッテリを冷却する場合について説明したが、バッテリに限られず、他の電気機器を冷却する場合においても同様の課題が生じる。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電気機器を冷却する装置が搭載された車両において、冷却後の冷却風によって乗員が違和感を感じることを抑制することができると共に、電気機器の冷却効率の向上が図られた車両を提供することである。

本開示に係る車両は、車室空間が形成された車両本体と、車室空間内に配置された座席シートと、座席シートよりも下方に位置する機器収容空間と、機器収容空間内に設けられた電気機器と、電気機器に車室空間の空気を供給して、電気機器を冷却する送風機と、送風機に接続され、電気機器に送風機からの冷却風を供給する送風ダクトと、送風機の排気口から排出される冷却風を電気機器に向けて案内する案内部材とを備える。

本開示に係る車両によれば、電気機器を冷却する装置が搭載された車両において、冷却後の冷却風によって乗員が違和感を感じることを抑制することができると共に、電気機器の冷却効率の向上を図ることができる。

本実施の形態に係る車両１を模式的に示す側面図である。 車両１を示す平面図である。 車両１および充電インレット３０の構成を示すブロック図である。 図２にＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 図４におけるＶ−Ｖ線における断面図である。 変形例に係る車両１Ａにおいて、ＤＣＤＣコンバータ４２およびその周囲の構成を示す断面図である。 カーペット６３Ａと、保護板７５Ａと、案内部材７２Ａと、ＤＣＤＣコンバータ４２とを模式的に示す平面図である。

図１から図７を用いて、本実施の形態に係る車両について説明する。図１から図７に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る車両１を模式的に示す側面図であり、図２は、車両１を示す平面図である。

車両１は、車両本体２と、前輪３と、後輪４とを備える。車両本体２は、区画壁５と、フロアパネル６とを含む。

区画壁５は、エンジンコンパートメント７と、車室空間８とを区画している。フロアパネル６は、車室空間８の底面を形成する金属製の板状部材である。

車両１は、バッテリ１０と、ＰＣＵ１１と、モータジェネレータ１２と、エンジン１３と、ＥＣＵとを含む。バッテリ１０は、フロアパネル６の下面に設けられている。ＰＣＵ１１と、モータジェネレータ１２と、エンジン１３とは、エンジンコンパートメント７内に収容されている。

バッテリ１０は、リチウムイオン電池などの二次電池である。ＰＣＵ１１は、インバータおよびコンバータを含む。そして、バッテリ１０からの直流電力がＰＣＵ１１に供給される。ＰＣＵ１１は、バッテリ１０から供給される直流電力を昇圧し、さらに、交流電力に変換して、モータジェネレータ１２に供給する。モータジェネレータ１２は、供給された電力によって駆動する。そして、エンジン１３およびモータジェネレータ１２の駆動力は、図示されない動力分割機構を通して、駆動輪である前輪３に伝達される。

車両１は、充電ステーション２０に設けられた充電プラグ２１から電力を受電する充電ユニットを含む。

充電ユニットは、充電インレット３０と、充電器３１とを含む。充電インレット３０は、車両１の側面に設けられている。図１に示す例においては、左側面であって、リヤフェンダの上方に配置されている。なお、車両１は、左側面であって、リヤフェンダの上方に設けられた蓋３２を含む。蓋３２を開けることで、充電インレット３０が外方に露出する。充電インレット３０は充電器３１に電気的に接続されている。

図３は、車両１および充電インレット３０の構成を示すブロック図である。
充電インレット３０は、充電器３１に接続されている。充電器３１は、フィルタ４０と、ＰＦＣ（力率改善回路）４１と、ＤＣＤＣコンバータ４２と、フィルタ４３とを含む。

充電器３１は、充電リレー４５を通して、バッテリ１０に接続されている。バッテリ１０は、ＳＭＲ４６を通して、ＰＣＵ１１に接続されている。

車両１は、ＤＣＤＣコンバータ５０と、補機バッテリ５１と、ファン（送風機）５２と、ＤＣＤＣコンバータ５３と含む。

ＤＣＤＣコンバータ５０は、ＰＦＣ４１およびＤＣＤＣコンバータ４２の間に接続されると共に補機バッテリ５１に接続されている。ファン５２は、補機バッテリ５１に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ５３は、バッテリ１０およびＳＭＲ４６の間に接続されると共に、補機バッテリ５１に接続されている。

充電ステーション２０は、充電プラグ２１と、コントロールユニット２２とを含み、コントロールユニット２２は外部電源２３に接続されている。コントロールユニット２２は、漏洩検知部５５およびリレー５６を含み、漏洩検知部５５は、外部電源２３に接続されており、リレー５６は漏洩検知部５５および充電プラグ２１に接続されている。

上記のように構成された車両１において、充電ステーション２０からの電力でバッテリ１０を充電する際には、ＳＭＲ４６がＯＦＦとなり、充電リレー４５がＯＮとなる。

そして、充電プラグ２１を通して、充電インレット３０に交流電力が供給される。充電器３１は、充電インレット３０から供給される交流電力を直流電力に変換すると共に、昇圧してバッテリ１０に供給する。

ＤＣＤＣコンバータ５０は、ＰＦＣ４１から供給される直流電力を調圧して、補機バッテリ５１に供給する。そして、ファン５２は、補機バッテリ５１から供給される電力によって駆動する。なお、ＤＣＤＣコンバータ５０は、充電ステーション２０によって、バッテリ１０が充電されているときに駆動する。

次に、たとえば、車両走行中においては、充電リレー４５はＯＦＦとなっており、ＳＭＲ４６がＯＮとなっている。

そして、バッテリ１０からの直流電力がＰＣＵ１１に供給され、ＰＣＵ１１は、供給された直流電力を昇圧して、さらに、交流電力に変換して、モータジェネレータ１２に供給する。

ＤＣＤＣコンバータ５３は、バッテリ１０からの直流電力を調圧して、補機バッテリ５１に供給する。

図１および図２に戻って、車両１は、フロントシート６０Ａ，６０Ｂと、センターシート６１Ａ，６１Ｂと、リヤシート６２とを含む。フロントシート６０Ａ，６０Ｂと、センターシート６１Ａ，６１Ｂと、リヤシート６２とは、フロアパネル６の上面に設けられている。

フロントシート６０Ａおよびフロントシート６０Ｂは、幅方向Ｗに間隔をあけて設けられており、センターシート６１Ａ，６１Ｂも、幅方向Ｗに間隔をあけて設けられている。

ＤＣＤＣコンバータ５０は、センターシート６１Ａおよびセンターシート６１Ｂの間に配置されている。なお、フロアパネル６の上面には、後述するカーペットが配置されており、ＤＣＤＣコンバータ５０は、フロアパネル６の上面であって、カーペットの下面側に配置されている。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ５０は、センターシート６１Ａ，６１Ｂよりも下方に位置している収容空間９０内に配置されている。なお、収容空間９０の詳細は、後述する。

図４は、図２にＩＶ−ＩＶ線における断面図である。なお、図４においては、センターシート６１Ａは図示していない。図５は、図４におけるＶ−Ｖ線における断面図である。

図４において、車両１は、カーペット６３を含む。
フロアパネル６は、平坦部６５と、傾斜部６６と、平坦部６７と、傾斜部６８と、平坦部６９とを含み、車両１の前側から後側に向けて平坦部６５と、傾斜部６６と、平坦部６７と、傾斜部６８と、平坦部６９とが順次接続されている。なお、傾斜部６６および傾斜部６８は、車両１の前側から後側に向かうにつれて、上方に向かうように傾斜している。

車両１は、ブラケット７０，７１とを含み、ブラケット７０，７１は、フロアパネル６に固定されている。ブラケット７０は平坦部６７に固定されており、ブラケット７１は傾斜部６８に固定されている。なお、ブラケット７０は、フロアパネル６に固定された固定片と、固定片から立ち上がるように形成された立上部と、立上部の上端に形成された平坦部とを含む。

そして、ＤＣＤＣコンバータ４２は、ブラケット７０の平坦部の上面に固定されている。ファン５２は、ＤＣＤＣコンバータ４２よりも車両１の後方に配置されており、ファン５２は、平坦部６９の上面に配置されている。ファン５２は、例えば、シロッコファンであり、ファン５２には、吸気口と吐出口とが形成されており、ファン５２は吸気口から取り入れた空気を吐出口から噴出する。

ダクト（送風ダクト）７３は、ファン５２の吐出口に接続されている。ダクト７３は、中空状に形成されている。ダクト７３には、接続口と、冷却口７６と、排気口７７とが形成されている。

ダクト７３の接続口は、ファン５２の吐出口に接続されている。冷却口７６は、接続口よりも冷却風Ｃの送風方向Ｄ２の下流側に形成されている。冷却口７６は、ＤＣＤＣコンバータ４２の上面に位置しており、冷却風ＣがＤＣＤＣコンバータ４２の上面を冷却する。排気口７７は、冷却口７６よりも、送風方向Ｄ２の下流側に形成されている。

案内部材７２は、ＤＣＤＣコンバータ４２よりの前方側に配置されており、フロアパネル６の平坦部６７に固定されている。案内部材７２は、固定部８０と、立上部８１と、返し部８２とを含む。固定部８０は、平坦部６７に固定されており、立上部８１は、平坦部６７から上方に立ち上がるように形成されている。返し部８２は、立上部８１の上端部から水平方向であって、ＤＣＤＣコンバータ４２側に向けて延びている。

そして、ダクト７３の排気口７７に対して、冷却風Ｃの排出方向の前方側に、立上部８１が位置しており、返し部８２は、ダクト７３およびＤＣＤＣコンバータ４２よりも上方に位置している。保護板７５は、案内部材７２と、ダクト７３と、ファン５２の上方に配置されている。保護板７５は、たとえば、金属などによって形成されている。

図５において、保護板７５は、天板８５と、側壁８６，８７とを含み、保護板７５には、車両１の前方に向けて開口するように形成されている。

図４において、天板８５は、ＤＣＤＣコンバータ４２およびダクト７３よりも上方に位置しており、天板８５と、ＤＣＤＣコンバータ４２およびダクト７３の上面との間には、隙間が形成されている。

カーペット６３は、平坦部６５と、傾斜部６６とを覆うと共に、傾斜部６６に沿って延び、保護板７５の天板８５を覆うように形成されている。そして、車両１の後方に向けて延びるように形成されている。なお、フロアパネル６の平坦部６９と、保護板７５との間には、隙間が形成されている。

ダクト７４は、平坦部６９および保護板７５との間の隙間に配置されており、ダクト７４は、ファン５２の吸気口に接続されている。図２において、車両１には、車室空間８内の空気を取り入れる取込口８８および取込口８９が形成されている。ダクト７４は、取込口８８および取込口８９に接続されている。

図４に戻って、ＤＣＤＣコンバータ４２および案内部材７２などは、フロアパネル６と、カーペット６３と、保護板７５とによって規定された収容空間（機器収容空間）９０内に配置されている。上記のように構成された車両１において、バッテリ１０を充電する際には、ファン５２が駆動する。ファン５２が駆動すると、図２に示す取込口８８，８９から車室空間８内の空気が引き込まれる。

そして、図４において、冷却風Ｃがダクト７３内を通り、ＤＣＤＣコンバータ４２の上面を冷却する。ＤＣＤＣコンバータ４２の上面を冷却した冷却風Ｃは、排気口７７から排出される。排気口７７から排出された冷却風Ｃは、案内部材７２の立上部８１に噴き付けられる。立上部８１に噴き付けられた冷却風Ｃの少なくとも一部は、立上部８１の表面に沿って流れて、返し部８２に達する。返し部８２は、ＤＣＤＣコンバータ４２側に向けて延びるように形成されているため、返し部８２に達した冷却風Ｃは、ＤＣＤＣコンバータ４２側に向けて流れる。

ここで、ダクト７３の排気口７７から排出された冷却風Ｃの温度は、ＤＣＤＣコンバータ４２の温度よりも低い。そのため、排気口７７から排出された冷却風ＣをＤＣＤＣコンバータ４２に向けて誘導することで、ＤＣＤＣコンバータ４２を冷却することができる。

なお、上記の車両１においては、ＤＣＤＣコンバータ４２を冷却する構成について説明したが、ＤＣＤＣコンバータ４２に替えて、ＤＣＤＣコンバータ４２，５３やバッテリ１０などであってもよい。
（変形例）
図６は、変形例に係る車両１Ａにおいて、ＤＣＤＣコンバータ４２およびその周囲の構成を示す断面図である。

なお、車両１Ａは、保護板７５Ａと、カーペット６３Ａと、案内部材７２Ａとを含み、保護板７５Ａと、カーペット６３Ａと、案内部材７２Ａ以外の構成は、車両１と実質的に同じである。

この車両１Ａにおいては、保護板７５Ａの天板８５Ａと、ＤＣＤＣコンバータ４２との間に殆ど隙間はない。

案内部材７２Ａは、ＤＣＤＣコンバータ４２よりも前方に設けられている一方で、案内部材７２Ａの上端部は、ダクト７３の排気口７７の前方に位置している。

図７は、カーペット６３Ａと、保護板７５Ａと、案内部材７２Ａと、ＤＣＤＣコンバータ４２とを模式的に示す平面図である。

図６および図７において、保護板７５Ａは、固定部８０Ａと、立上部８１Ａと、返し部８２Ａ，８２Ｂとを含む。

固定部８０Ａは、フロアパネル６の平坦部６７に固定されている。立上部８１Ａは、固定部８０Ａから立ち上がるように形成されている。立上部８１Ａの上端部は、保護板７５の排気口７７の前方に位置している。

図７において、幅方向Ｗにおいて、立上部８１Ａの長さは、ＤＣＤＣコンバータ４２の長さよりも長い。返し部８２Ａは、幅方向Ｗに位置する立上部８１Ａの一対の側辺のうち一方の側辺に形成されており、返し部８２Ｂは、他方の側辺に形成されている。

そして、返し部８２Ａ，８２Ｂは、立上部８１Ａの各側辺から幅方向Ｗに離れるにつれて、車両１Ａの後方に向けて傾斜するように形成されている。

上記のように構成された車両１Ａにおいててて、ファン５２が駆動すると、ＤＣＤＣコンバータ４２が冷却される。そして、ダクト７３から排出された冷却風Ｃは、立上部８１Ａに噴き付けられる。そして、立上部８１Ａに噴き付けられた冷却風Ｃの一部は、立上部８１Ａの表面に沿って流れ、その後、返し部８２Ａ，８２Ｂによって、ＤＣＤＣコンバータ４２に向けて案内される。これにより、上記の車両１と同様に、保護板７５から排出される冷却風Ｃを用いて、ＤＣＤＣコンバータ４２を冷却することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 車両、２ 車両本体、３ 前輪、４ 後輪、５ 区画壁、６ フロアパネル、７ エンジンコンパートメント、８ 車室空間、１０ バッテリ、１２ モータジェネレータ、１３ エンジン、１５ 充電ユニット、２０ 充電ステーション、２１ 充電プラグ、２２ コントロールユニット、２３ 外部電源、３０ 充電インレット、３１ 充電器、３２ 蓋、４０，４３ フィルタ、４２，５０，５３ コンバータ、４５ 充電リレー、５１ 補機バッテリ、５２ ファン、５５ 漏洩検知部、５６ リレー、６０Ａ，６０Ｂ フロントシート、６１Ａ，６１Ｂ センターシート、６２ リヤシート、６３，６３Ａ カーペット、６５，６７，６９ 平坦部、６６，６８ 傾斜部、７０，７１ ブラケット、７２，７２Ａ 案内部材、７３，７４ ダクト、７５，７５Ａ 保護板、７６ 冷却口、７７ 排気口、８０，８０Ａ 固定部、８１，８１Ａ 立上部、８２，８２Ａ，８２Ｂ 返し部、８５，８５Ａ 天板、８６，８７ 側壁、Ｃ 冷却風、Ｄ２ 送風方向、Ｗ 幅方向。

Claims (1)

1. 車室空間が形成された車両本体と、
   前記車室空間内に配置された座席シートと、
   前記座席シートよりも下方に位置する機器収容空間と、
   前記機器収容空間内に設けられた電気機器と、
   前記電気機器に前記車室空間の空気を供給して、前記電気機器を冷却する送風機と、
   前記送風機に接続され、前記電気機器に前記送風機からの冷却風を供給する送風ダクトと、
   前記送風機の排気口から排出される前記冷却風を前記電気機器に向けて案内する案内部材と、
   を備えた、車両。

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