JP3973147B2 - 冷却装置の配置構造 - Google Patents

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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載される電気二重層コンデンサや、二次電池などの蓄電素子を有する蓄電装置を冷媒によって冷却する冷却装置の配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車などでは、これらの車両に備えられる蓄電装置及び高圧配電装置は、車両のフロントノーズ部、キャビンの床下、リアシートの裏面、トランクルーム内などに配置されているものが多い。なかでもリアシートの裏面に配置した場合は、スペース効率が良く、従来の車体を流用することができる。さらに、衝突時にも安全性が高いことから、車両に搭載される蓄電装置を配置する構造の主流となっている。
【０００３】
この蓄電装置をたとえば燃料電池車に搭載した場合は、燃料電池の発電電力や駆動モータの回転力による発電電力の一部を蓄電することが可能で、特に燃料電池車の減速時などに発生する余剰発電電力を蓄電するのに利用される。そして、この蓄電した電力は、たとえば燃料電池車の加速時などに駆動用のモータに供給され、燃料電池のアシストをするようになっている。また、この蓄電装置は、蓄電および放電する際に、その電気化学反応によって、またはその電気抵抗によって発熱する。
【０００４】
したがって、車両走行中は、蓄電装置の温度が上昇するため、蓄電装置の冷却が不可欠となっている。そのため、蓄電装置を冷却するファンを配置するが、ファンをリアシートの裏面に配置する場合、冷却用のファンやダクトなどの冷却装置が、蓄電装置や高圧配電装置の近傍に配置されると共に、車室内の空気を冷媒としてリアシートの上部から取り入れ、この冷媒によって蓄電装置を冷却したあと冷媒を排出する構造になっている。
【０００５】
図２は、従来の冷却装置の配置構造の概略を示す図であり、（ａ）は車両の左後方視の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線の縦断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、蓄電装置２１は、車両２００のリアシート２２の裏面に配置され、車室内の空気などの冷媒を蓄電装置２１の上部に設けられた吸入口２３ａから吸入ダクト２３を経て吸入する。吸入された冷媒は、蓄電装置２１を冷却した後、ファン２７に密着接合された排出ダクト２４を経て、ファン２７によって排出される。そのため、ファン２７は、車室内又はこの近くに配置される。なお、符号２６は床面、符号２８は床下を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蓄電装置をリアシートの裏面に配置する従来の構造では、蓄電装置及び高圧配電装置を冷却するためのファンがリアシート近くに存在するため、ファンが発する作動音が車室内へ侵入するという問題があった。
【０００７】
また、作動音を発生するファンや、これらの作動音の出口である冷媒の排出口がリアシートの裏面に設けられており、これらは蓄電装置や高圧配電装置の近傍にトランクルームに張り出す形で配置されているものが多い。そのため、たとえば、トランクルームが独立していない、テールゲート開口部の大きな車体形状の車両では、トランクルームの有効な容積が小さくなる、または荷物の搭載や搬出入が容易ではないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、車室内にファンの作動音が侵入せず、車室内の静粛性を向上させ、また、トランクルームの有効な容積を増大させ、車両のトランクルームへの荷物の搭載及び搬出入が容易な冷却装置の配置構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のうちの請求項１に係る発明は、車両に搭載され、この車両内で発電された電気を蓄える蓄電装置を冷却する冷却装置の配置構造において、前記蓄電装置は、車両のリアシートの裏面に配置され、前記蓄電装置へ車室内の空気冷媒を取り込む吸入口と、前記車両の車室と連通したトランクルームの床面より下に配置され、前記蓄電装置から排出される前記空気冷媒を流通させる排出ダクトと、前記排出ダクトに設けられ、前記空気冷媒を排出する排出口及び前記空気冷媒を流動可能なファンと、を備え、前記排出口および前記ファンを前記トランクルームの側方に内装材よりも外側に配置することを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、蓄電装置から排出される冷媒を排出する排出口を有する排出ダクトを、車両のトランクルームの床面より下に配置し、空気冷媒を排出するファンを車両のトランクルームの側方の内装材よりも外側に配置したため、ファンを車室から遠ざけ、ファンの作動音が車室内へ侵入することを防止することができ、車室内の静粛性を向上させることができる。
【００１１】
また、蓄電装置に滞留している冷媒を排出する排出ダクトを車両のトランクルームの床面より下に引き回して配置することによって、トランクルームの有効な容積を増大させ、また、トランクルーム内は、出っ張り部などがなく、トランクルームへの荷物の搭載や搬出入を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記排出口から排出された空気冷媒を前記トランクルームに流通させる連通孔を前記内装材に設け、前記空気冷媒を前記トランクルームを介して前記車室内に戻す構造を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ファンにより排出された空気冷媒が内装材に設けられた連通孔からトランクルーム内に導入され、その後、空気冷媒を車室内に還流する構造を備えたため、空気を車室内に直接戻すよりもトランクルームの容積による消音効果で騒音を低減することができる。
【００１４】
また、車室内の空気を空気冷媒として循環利用できるので、空気冷媒として車両の外部から新しく空気を取り入れる必要がなくなる。
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載において、前記ファンは、前記排出口に密着接合されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る冷却装置の配置構造の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用した冷却装置の配置構造の概略を示す図であり、（ａ）は車両の左後方視の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の縦断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、蓄電装置１は車両１００のリアシート２の裏面に配置され、車室内の空気を冷媒として取り入れる吸入口３ａを蓄電装置１の上部に、蓄電装置１から排出された空気冷媒を排出する排出ダクト４を蓄電装置１の下部に持っている。このとき空気などの冷媒は、排出ダクト４に設けられたファンを稼働することによって車室に面した吸入口３ａから吸入ダクト３を経て蓄電装置１内に取り込まれ、蓄電装置１に備えられた蓄電素子としての不図示の電池を冷却する。この蓄電素子を冷却したあと、蓄電装置１の内部から排出された冷媒は、蓄電装置１の下部に設けられた排出ダクト４へ排出される。排出ダクト４は、トランクルーム５の床面６の床下８に引き回して配置されており、排出ダクト４の排出口４ａおよび空気冷媒を流動させるファン７は、車両１００の後方に設けられたトランクルーム５の側方の内装材１１よりも外側の空間に配置されている。
【００１６】
排出ダクト４の排出口４ａおよびファン７が設けられたトランクルーム５の側方の内装材１１の外側の空間は、側方の内装材１１によってトランクルーム５とは仕切られた空間になっている。側方の内装材１１には連通孔９が設けられており、後述するが、ファン７によって排出された空気冷媒の一部をトランクルーム５へ排出することができる。車室内と、トランクルーム５とは、リアシェルフ１０およびリアウインドウ１２によって仕切られている。リアシェルフ１０には、スリット１０ａが設けられ、トランクルーム５と車室内とを連通している。スリット１０ａは、リアウインドウ１２に近接して設けられている。
【００１７】
次に、以上の構成を備えた冷却装置の配置構造の動作について説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、排出ダクト４の排出口４ａに密着接合され、冷媒を流動させる手段であるファン７を稼働させることによって、蓄電装置１内の空気がファン７に向かって流動するため、排出ダクト４とは反対の上部にある吸入口３ａから吸入ダクト３を経て、車室内の空気が冷媒として蓄電装置１の内部へ取り込まれる。
【００１８】
蓄電装置１の内部には、蓄電素子である多くの電池が備えられており、吸入口３ａから吸入ダクト３へ取り込まれた冷媒は、これらの多くの電池の間を流動して、電池を冷却したあと排出ダクト４を経て、排出口４ａに密着接合されたファン７によって一旦トランクルーム５内の側方の内装材１１の外側の空間に排出される。
【００１９】
排出口４ａより排出された冷媒は、トランクルーム５の側方の内装材１１の連通孔９よりトランクルーム５内に排出され、リアシェルフ１０に設けられたスリット１０ａから車室に戻される。このスリット１０ａは、前述したように、リアウインドウ１２に近接して設けられているのでスリット１０ａを通った空気冷媒は、リアウインドウ１２の曲面に沿って車室内に戻る。
【００２０】
このようにファン７から排出された冷媒が、一旦トランクルーム５内に導入されるため、空気を車室内に直接戻すよりもトランクルーム５の容積による消音効果で騒音を低減することができる。また、リアウインドウ１２に沿うように車室内に空気冷媒を戻すことができるので、後部座席の乗員に対してその空気が直接当らず、乗員の快適性を保てる。
【００２１】
また電池と電池との間の空間に流動する冷媒によって、電池が冷却され電池の温度が下げられると、冷媒は電池の熱を吸収して、逆に冷媒の温度は上がり、この温度が上がって暖められた冷媒は車室内へ排出される。車室内へ排出された冷媒としての空気は、一旦、車室内を循環して、エアコンで冷やされたり、外気から取り込まれた自然風と混ざったりすることによって温度が下げられる。この温度が低下した空気などの冷媒は、再度、蓄電装置１の上部に開口した吸入口３ａから吸入ダクト３を経て蓄電装置１に取り込まれ、前述のように蓄電装置１を冷却する。
【００２２】
このように冷媒が、蓄電装置１と車室内を循環することによって、蓄電装置１に備えられた蓄電素子としての電池の温度を不図示の温度制御手段を用いて、ファン７の回転数を管理することによって適温、たとえば約４０〜５０℃に保ち、電池の寿命を向上させることができる。
【００２３】
また、ファン７を車室内から遠ざけることが可能となり、ファン７の作動音が車室内へ侵入することを防止することができる。
【００２４】
さらに、冷媒を排出する排出ダクト４がトランクルーム５の床面６より下に配置され、ファン７がトランクルーム５の側方の内装材１１よりも外側に配置されている。そのため、たとえば、独立したトランクルーム５を持たず、テールゲートの開口部が大きな車体形状を有する車両１００においても、車両１００のトランクルーム５への出っ張りなどはなく、トランクルーム５内を広く確保することができ、さらにトランクルーム５への荷物の積載性を向上させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、蓄電装置から排出される冷媒を流通させる排出ダクトをトランクルームの床面の下に配置し、この排出ダクトの排出口に設けられ、この冷媒を排出するファンをトランクルームの側方の内装材より外側に配置したため、ファンを車室から遠ざけ、ファンの作動音が車室内へ侵入することを防止することができる。そのため、車室内の静粛性を向上させることができる。
【００２６】
また、排出ダクトを車両のトランクルームの床面の下に配置することによって、トランクルームへの荷物の搭載及び搬出入を容易に行うことができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、空気を車室に直接戻すよりもトランクルームの容量による消音効果で騒音を低減することができる。
【００２８】
また、車室内の空気を空気冷媒として循環利用できるので、空気冷媒として車両の外部から新しく空気を取り入れる必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の配置構造の概略を示す図であり、（ａ）は車両の左後方視の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線の縦断面図である。
【図２】従来の冷却装置の配置構造の概略を示す図であり、（ａ）は車両の左後方視の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 蓄電装置
２ リアシート
３ 吸入ダクト
３ａ 吸入口
４ 排出ダクト
４ａ 排出口
５ トランクルーム
６ 床面
７ ファン
８ 床下
９ 連通孔
１０ リアシェルフ
１０ａ スリット
１１ 内装材
１２ リアウインドウ
１００ 車両

Claims (3)

  1. 車両に搭載され、この車両内で発電された電気を蓄える蓄電装置を冷却する冷却装置の配置構造において、
    前記蓄電装置は、車両のリアシートの裏面に配置され、
    前記蓄電装置へ車室内の空気冷媒を取り込む吸入口と、
    前記車両の車室と連通したトランクルームの床面より下に配置され、前記蓄電装置から排出される前記空気冷媒を流通させる排出ダクトと、
    前記排出ダクトに設けられ、前記空気冷媒を排出する排出口及び前記空気冷媒を流動可能なファンと、
    を備え、
    前記排出口および前記ファンを前記トランクルームの側方に内装材よりも外側に配置することを特徴とする冷却装置の配置構造。
  2. 前記排出口から排出された空気冷媒を前記トランクルームに流通させる連通孔を前記内装材に設け、前記空気冷媒を前記トランクルームを介して前記車室内に戻す構造を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置の配置構造。
  3. 前記ファンは、前記排出口に密着接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却装置の配置構造。
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