JP3485794B2 - キャパシタ冷却装置 - Google Patents

キャパシタ冷却装置

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JP3485794B2 JP07225798A JP7225798A JP3485794B2 JP 3485794 B2 JP3485794 B2 JP 3485794B2 JP 07225798 A JP07225798 A JP 07225798A JP 7225798 A JP7225798 A JP 7225798A JP 3485794 B2 JP3485794 B2 JP 3485794B2
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は車両に搭載される
キャパシタの冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から排気エミッションを改善するた
め、エンジンと電動機を組み合わせたハイブリッド電気
自動車がある。このようなハイブリッド電気自動車は、
エンジンで駆動される発電機と、発電された電力を蓄え
るバッテリを備え、これらを電源に電動機を駆動して車
両を走行させるようになっている。
【0003】このうち、バッテリの代替用途にキャパシ
タを車両に搭載する例が見られる(特開平9ー9371
7号公報)。キャパシタはバッテリに比較すると、急速
大電流の充放電が可能なこと、広い温度範囲において安
定した充放電挙動を示すこと、など優れた特徴を備える
ものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】バスなど大型車両の場
合、車両走行用の電動機の電源に多数のキャパシタが必
要なため、これらの格納に大きなスペースを要求され
る。その格納場所としては、車両の広い屋根部が最適と
考えられるが、直射日光で温度が上昇しやすく、キャパ
シタ性能にとって好ましくない。
【0005】この発明は、このような課題に対処する解
決手段の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、車両走
行用の電動機と、その電源用途にキャパシタを備える車
両において、車室の屋根裏に所定容積の格納室を画成
し、外気の取入口を形成する入口部と、その外気を強制
的に格納室へ導入するためのファンと、格納室の空気を
外部へ排出するための出口部と、を設ける一方、屋根裏
の格納室に複数のユニットボックスを配設し、多数のキ
ャパシタを複数組に分けて1組ずつこれらユニットボッ
クスに収装する一方、各ユニットボックスに通気孔を設
ける。
【0007】第2の発明では、第1の発明において、屋
根面にファンの電源として太陽電池を取り付ける
【0008】第3の発明では、第1の発明において、キ
ャパシタの雰囲気温度を検出する手段と、その検出信号
に基づいてキャパシタの雰囲気温度を所定値以下に保つ
ようファンの駆動を制御する手段と、を設ける。
【0009】第4の発明では、車両走行用の電動機と、
その電源用途にキャパシタを備える車両において、車室
の屋根裏に所定容積の格納室を画成し、空調ダクトから
分岐して格納室に接続する入口部と、同じく格納室の空
気を外部へ排出するための出口部と、格納室の入口部を
開閉するシャッタと、を設ける一方、屋根裏の格納室に
複数のユニットボックスを配設し、多数のキャパシタを
複数組に分けて1組ずつこれらユニットボックスに収装
する一方、各ユニットボックスに通気孔を設ける。
【0010】第5の発明では、第4の発明において、シ
ャッタを開閉するアクチュエータと、キャパシタの雰囲
気温度を検出する手段と、その検出信号に基づいてキャ
パシタの雰囲気温度を所定範囲に保つようアクチュエー
タを制御する手段と、を設ける。
【0011】
【0012】
【発明の効果】第1の発明では、ファンが駆動すると、
外気がその取入口から強制的に格納室へ送り込まれ、こ
の室を流れて出口部から外部に排出される。この外気の
流れにより、格納室の熱気が持ち出されるため、直射日
光で屋根の温度が上昇しても、キャパシタの雰囲気温度
を適度に保つことが可能になる。
【0013】第2の発明では、直射日光で屋根の温度が
上昇する環境下において、屋根面の太陽電池は直射日光
を受けるため、直射日光で屋根の温度が上昇する環境下
において、ファンの駆動に必要な電源を十分に賄うこと
ができる。屋根面の太陽電池は、直射日光の熱量が屋根
裏の格納室へ伝わるのを防ぐ断熱材の役目も果たす。
【0014】第3の発明では、屋根裏の温度環境は把握
しづらいが、ファンは手動によらず、キャパシタの雰囲
気温度に応じて制御される。そのため、キャパシタの雰
囲気温度は自動的に管理され、いつも所定値以下に保て
るようになる。
【0015】第4の発明では、夏期など直射日光で屋根
の温度が上昇しやすい環境下においては、空調装置が冷
房に入れられる。シャッタが開くと、空調ダクトから入
口部を通して冷気が格納室へ供給され、その室の熱量を
奪って出口部から外部へ排出される。シャッタが閉じる
と、空調ダクトから格納室への冷気が遮断される。この
ため、必要に応じてシャッタが開閉するようにすると、
格納室の冷えすぎも防止しつつ、キャパシタの雰囲気温
度を適度に保つことが可能になる。
【0016】第5の発明では、屋根裏の温度環境は人為
的に把握しづらいが、シャッタは手動によらず、キャパ
シタの雰囲気温度に応じて制御される。そのため、キャ
パシタの雰囲気温度は自動的に管理され、いつも所定範
囲に保てるようになる。
【0017】第1の発明〜第5の発明においては、各組
のキャパシタはユニットボックスに収装してモジュール
化される。このため、車両への搭載時に各組のキャパシ
タはユニットボックスで保護され、格納室への組み付け
性も高められる。これらユニットボックスはそれぞれ通
気孔を備えるので、その内部のキャパシタを効率よく冷
却できる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1〜図3は大型バスへの適用例
を表すものであり、バス1はエンジン2で駆動される発
電機3と、発電された電力を蓄える多数のキャパシタ6
と、これらを電源に駆動される車両走行用の電動機4,
5と、を備える。
【0019】電動機4,5はキャパシタ6からインバー
タ7を介して電流の供給を受けると、車両走行用の回転
力(駆動力)を出力する。その回転はギヤボックス8で
減速され、プロペラシャフト9からデファレンシャルを
介して左右の駆動輪10へ伝達される。
【0020】車両に多数のキャパシタ6を搭載するた
め、屋根11と天井12との間(車室の屋根裏)に所定
容積の格納室13(キャパシタ室)が設けられる。その
床面に複数のユニットボックス14が縦横に配設され、
多数のキャパシタ6は複数組に分けて1組ずつユニット
ボックス14に収装される。隣接するユニットボックス
14間に通気用の隙間が設定される。
【0021】ユニットボックス14は箱枠状のフレーム
とその各面を囲うカバーとからなり、その底面側で格納
室13の床面に固定される。ユニットボックス14の通
気性を良くするため、カバーにルーバ付き通気孔14a
が形成される。なお、パンチングメタル(多数の小孔を
備える)をカバーに使用しても良い。
【0022】ユニットボックス14の表面に図示しない
が、1対の電極(陽極と陰極)が突設され、これら電極
にボックス内部のキャパシタ6を直列に接続する配線が
備えられる。1対の電極は発電機3側の充電コネクタと
電動機4,5側の出力コネクタとにそれぞれ所定の配線
状態で接続される。
【0023】車両の屋根部前面に外気の取入口15を形
成する入口部16が設けられ、雨水など異物の侵入を抑
えるため、この取入口15にルーバ17が取り付けられ
る。屋根裏の格納室13には、その前面に外気を強制的
に格納室13へ導入するためのファン18が配置される
一方、外部へ内部の空気を排出する出口部19が車両の
屋根部後面に開口される。そして、外気の取入口15と
同じく屋根部後面の出口20(開口)にルーバ21が取
り付けられる。
【0024】屋根裏の格納室13を覆う領域の屋根面に
ファン18の電源として太陽電池24が装備される。フ
ァン18の駆動を制御するのがコントローラ22であ
り、ユニットボックス14内の温度(キャパシタ6の雰
囲気温度)を検出する温度センサ23が設けられる。
【0025】コントローラ22は温度センサ23の検出
信号に基づいて、キャパシタ6の雰囲気温度を所定値以
下に保つようファン18を制御する。具体的には、温度
センサ23の検出信号からキャパシタ6の雰囲気温度を
読み取り、これをメモリに設定の制御温度(たとえば、
40℃)と比較し、設定値未満ではファン18を停止、
設定値以上になるとファン18を駆動する。
【0026】このような構成により、ファン18が駆動
すると、外気がその取入口15から強制的に格納室13
へ送り込まれ、この室13を流れて出口部19から外部
に排出される。この外気の流れにより、ユニットボック
ス14の通気孔14aを介してその内部の熱気も一緒に
持ち出されるため、直射日光で屋根の温度が上昇して
も、キャパシタ6の雰囲気温度を所定値(制御温度)以
下に保てるようになる。
【0027】屋根面の太陽電池24は直射日光を受ける
ため、直射日光で屋根の温度が上昇する環境下におい
て、ファン18の駆動に必要な電源を十分に賄うことが
できる。また、屋根面の太陽電池24は、直射日光の熱
量が屋根裏の格納室13へ伝わるのを防ぐ断熱材の役目
も果たすという効果も得られる。
【0028】屋根裏の温度環境は把握しづらいが、ファ
ン18は手動によらず、温度センサ23の検出信号に基
づいて制御される。このため、キャパシタ6の雰囲気温
度は自動的に管理され、キャパシタ性能をいつも良好に
維持できるようになる。
【0029】ユニットボックス14に1組ずつ収装する
ことにより、多数のキャパシタ6はモジュール化される
ため、車両への搭載時にユニットボックス14で保護さ
れ、格納室13への組み付け性も高められる。
【0030】図4〜図6は別の実施形態を表すものであ
り、車室の屋根裏に所定容積の格納室13が設けられ
る。その床面に複数のユニットボックス14が縦横に配
設され、多数のキャパシタ6は複数組に分けて1組ずつ
ユニットボックス14に収装される。隣接するユニット
ボックス14間に通気用の隙間が設定される。なお、ユ
ニットボックス14は前記の実施形態と同じ構成のもの
が使用される。
【0031】図示しないが、車室の天井などに吹き出し
口が形成され、これらの吹き出し口へ空調装置から冷気
や暖気を供給する空調ダクト25が配設される。空調ダ
クト25からの分岐ダクト26に接続する入口部27が
格納室13の一側に画成される。これらの隔壁に穴28
が開口され、この穴28を開閉するシャッタ29が設け
られる。格納室13の他側にその内部の空気を外部へ排
出する出口部30が形成される。この出口部30は格納
室13と車両の屋根部側面に開口され、これらの開口3
1,32にルーバ33,34が取り付けられる。
【0032】シャッタ29は図6のように軸部40を介
して開閉方向へ回動自由に支持される。41は電磁式ア
クチュエータであり、ヘッド側で入口部27の上面に固
定され、ロッド42にリンク43の一端がピン結合さ
れ、リンク43の他端にシャッタ29の係止ピン44が
突設される。ピン44の動きを案内する長穴45が形成
され、この穴45を貫通するピン43の先端部にシャッ
タ29が係止する。46は軸部40を介してシャッタ2
9を初期位置(開き位置)へ付勢するリターンスプリン
グである。
【0033】アクチュエータ41への通電がオンする
と、ロッド42が電磁力で伸び出し、リンク43の係止
ピン44を長穴45の一端から他端へ前進させる。これ
により、シャッタ29は軸部40を中心に閉じ側へ回動
し、係止ピン44が長穴45の他端に突き当たる位置で
隔壁の穴28を閉じる。アクチュエータ41への通電が
オフすると、リターンスプリング46の付勢力でシャッ
タ29は開き側へ係止ピン44およびリンク43を介し
てロッド42を押し縮めながら回動し、係止ピン44が
長穴45を後退して反対側に突き当たる初期位置に係止
される。
【0034】シャッタ29の開閉を制御するのがコント
ローラ50であり、ユニットボックス14の内部温度
(キャパシタ6の雰囲気温度)を検出する温度センサ2
3が設けられる。コントローラ50は温度センサ23の
検出信号に基づいて、キャパシタ6の雰囲気温度を所定
範囲(たとえば、20〜40℃)に保つようアクチュエ
ータ41への通電を制御する。
【0035】このような構成により、空調装置が冷房に
入れられる環境下において、シャッタ29が開くと、空
調ダクト25から入口部27を通して冷気が格納室13
へ供給され、この室の熱量を奪いながら流れて出口部3
0から外部へ排出される。シャッタ29が閉じると、格
納室13への冷気の供給は遮断される。そのため、格納
室13の冷えすぎも防止しつつ、キャパシタ6の雰囲気
温度を適度に保つことができる。
【0036】この例でも、キャパシタ6の雰囲気温度は
自動的に管理され、いつも所定範囲に保てるようにな
る。また、車両への搭載時に各組のキャパシタ6はユニ
ットボックス14で保護され、格納室13への組み付け
性も高められる。これらユニットボックス14はそれぞ
れ通気孔14aを備えるので、その内部のキャパシタ6
を効率よく冷却できる。
【0037】なお、空調装置が暖房に入れられる環境下
において、シャッタ29の開閉により、空調ダクト25
からの暖気を利用してキャパシタ6の雰囲気温度を適度
に保つことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表す車両後部の概略図で
ある。
【図2】同じく全体的な構成図である。
【図3】同じくA−A断面図である。
【図4】別の実施形態を表す全体的な構成図である。
【図5】同じくB−B断面図である。
【図6】同じくシャッタの説明図である。
【符号の説明】
4,5 車両走行用の電動機 6 キャパシタ 11 屋根 12 天井 13 格納室 14 ユニットボックス 15 外気の取入口 16 入口部 18 ファン 19 出口部 22 コントローラ 23 温度センサ 24 太陽電池 25 空調ダクト 26 分岐ダクト 27 入口部 28 隔壁の穴 29 シャッタ 30 出口部 41 電磁式アクチュエータ 43 リンク 44 係止ピン 45 案内穴 46 リターンスプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−133260(JP,A) 特開 平9−322303(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 2/08 B60L 11/00 - 11/18

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両走行用の電動機と、その電源用途にキ
    ャパシタを備える車両において、車室の屋根裏に所定容
    積の格納室を画成し、外気の取入口を形成する入口部
    と、その外気を強制的に格納室へ導入するためのファン
    と、格納室の空気を外部へ排出するための出口部と、を
    設ける一方、屋根裏の格納室に複数のユニットボックス
    を配設し、多数のキャパシタを複数組に分けて1組ずつ
    これらユニットボックスに収装する一方、各ユニットボ
    ックスに通気孔を設けたことを特徴する車両のキャパシ
    タ冷却装置。
  2. 【請求項2】屋根面にファンの電源として太陽電池を取
    り付けたことを特徴とする請求項1に記載のキャパシタ
    冷却装置。
  3. 【請求項3】キャパシタの雰囲気温度を検出する手段
    と、その検出信号に基づいてキャパシタの雰囲気温度を
    所定値以下に保つようファンの駆動を制御する手段と、
    を設けたことを特徴とする請求項1に記載のキャパシタ
    冷却装置。
  4. 【請求項4】車両走行用の電動機と、その電源用途にキ
    ャパシタを備える車両において、車室の屋根裏に所定容
    積の格納室を画成し、空調ダクトから分岐して格納室に
    接続する入口部と、同じく格納室の空気を外部へ排出す
    るための出口部と、格納室の入口部を開閉するシャッタ
    と、を設ける一方、屋根裏の格納室に複数のユニットボ
    ックスを配設し、多数のキャパシタを複数組に分けて1
    組ずつこれらユニットボックスに収装する一方、各ユニ
    ットボックスに通気孔を設けたことを特徴する車両のキ
    ャパシタ冷却装置。
  5. 【請求項5】シャッタを開閉するアクチュエータと、キ
    ャパシタの雰囲気温度を検出する手段と、その検出信号
    に基づいてキャパシタの雰囲気温度を所定範囲に保つよ
    うアクチュエータを制御する手段と、を設けたことを特
    徴とする請求項4に記載のキャパシタ冷却装置。
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