JP4543465B2 - Exhaust system for in-vehicle equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機(モーター)と内燃機関(エンジン)とを駆動源として併用するハイブリッド自動車等において、電動機の駆動源として搭載されている車載電池パックを冷却した冷却風を排気するため等のように、車載機器の空調に利用される空気を排気する車載機器の排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動機(モーター)と内燃機関(エンジン)とを駆動源として併用するハイブリッド自動車では、電動機の駆動源として、複数の単電池を組み合わせた組電池が使用される。このような組電池は、自動車内の限られた空間内に搭載する必要があるために、コンパクトに構成するとともに軽量にする必要がある。このために、単電池として、薄い平板状をした角型の電池モジュールが開発さている。この電池モジュールは、プラスチック製の扁平な中空直方体状の電槽を有しており、電槽の内部が複数のセルに分割されている。そして、各セル内に、電解液および電極体がそれぞれ収容されている。
【0003】
このような電池モジュールは、複数を厚さ方向に積層して一体化した組電池が電池収容ケース内に収容されて車載電池パックとされ、自動車の車体における適当な位置に取り付けられている。
【0004】
各電池モジュールは、内部での電気化学反応によって発熱し、その温度が上昇する。各電池モジュールは、高温になると、発電効率が低下するために、例えば、電池収容ケース内に冷却風を供給して、電池収容ケース内に設けられた組電池の各電池モジュールを冷却することが行われている。
【0005】
例えば、特開平9−289701号公報には、電池収容ケースの内部における組電池の下方および上方にそれぞれ空間を設けて、組電池の上方の空間の空気を排気ファンによって吸引することにより、電池収容ケース内の下方の空間内に冷却風を吸引する構成が開示されている。排気ファンによって電池収容ケース内に流入した冷却風は、組電池における各電池モジュールの間を通過する間に、各電池モジュールを冷却する。そして、各電池モジュールを冷却した冷却風が、電池収容ケースの上部から排気ファンによって吸引されて、排気ダクトを通して車外に排出される。
【0006】
また、特開平10−306722号公報には、排気ファンによって電池収容ケースから排出される冷却風を、切り換えダンパによって、排気ダクトを介して車外に排出するモードと、車室内に循環させるモードとに切り換える構成が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、排気ファンから排出される冷却風を、切り換えダンパによって、車室内に循環させるモードと車室内とに切り換える場合に、切り換えダンパによって冷却風の方向が急激に変更されると、大きな騒音が発生するおそれがある。特に、排気ファンから冷却風が排出された直後においては、冷却風の流速が最大になっており、そのような冷却風の方向を大きく変更させると、大きな騒音が発生する可能性が大きくなる。
【0008】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、空調の排気を車外および車内に切り換え可能な場合にも、大きな騒音の発生を低減することができる車載機器の排気装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の車載機器の排気装置は、車載機器の空調のために使用される空気を吸引して排気部から排出するようになった排気ファンと、該排気ファンから排出される空気を車外に案内する排気ダクトと、前記排気ファンおよび排気ダクトとの間に配置されており、ハウジングの内部に設けられた弁体によって、排気ファンから排出される空気を、ハウジングの側面に設けられた車室側切替口に切り替えて排出するようになった排気切替部とを具備し、前記排気部に前記排気切替部を介して前記排気ダクトが接続されるとともに、該排気切替部のハウジングが、排気ファンの排気部における軸心方向に対して、車室側切替口が設けられた側面とは反対側の側面側に傾斜した状態になっていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の車載機器の排気装置の実施の形態の一例として、車載電池パックを冷却する冷却風を排気する排気装置を示す概略構成図、図2は、その側面図である。この排気装置は、自動車に搭載されている車載電池パック10に設けられた組電池11を、排気ファン20によって発生する冷却風によって冷却するとともに、冷却風を、車外と車室内とに切り替えて排気するようになっている。組電池11は、扁平な直方体状をした複数の角型の電池モジュール11aが厚さ方向に一体的に積層されて、電池収容ケース12内に収容されている。
【0012】
電池モジュールは、プラスチック製の電槽を有しており、電槽の内部が、例えば、長手方向に6等分されて、6つの角型セルが形成されている。そして、各角型セル内に電解液および電極体がそれぞれ収容されている。
【0013】
電池収容ケース12の内部には、収容された組電池11の上方および下方である上部および下部に、排気チャンバー12aおよび吸気チャンバー12bがそれぞれ形成されている。上部の排気チャンバー12aには、第1排気ダクト14の一方の端部が接続されており、第1排気ダクト14の他方の端部は、排気ファン15に接続されている。電池収容ケース12の下部の吸気チャンバー12bには、吸気ダクト13の一方の端部が接続されている。吸気ダクト13は、上方に向かって垂直に延出した後に水平に屈曲されおり、その他方の端部(先端部)には、自動車の室内に開口する吸気口13aが設けられている。
【0014】
第1排気ダクト14は、電池収容ケース12からほぼ水平に延出するように、電池収容ケース12に一方の端部が接続されており、他方の端部(先端部)が、排気ファン15に接続されている。排気ファン15は、ケーシング15a内に羽根車(図示せず)が設けられて構成されている。ケーシング15aは、円筒状をしたケーシング本体部15bと、ケーシング本体部15bの接線方向に延出した排気部15cとを有している。車載電池パック10に一方の端部が接続された第1排気ダクト14の先端部は、ケーシング15aにおける円筒状をしたケーシング本体部15bの軸心部に、軸方向に沿った状態で接続されている。
【0015】
ケーシング15aの排気部15cは、ケーシング本体部15bの接線方向に沿って斜め下方に向かって延出しており、その排気部15cに、排気切替部17を介して、第2排気ダクト16一方の端部が接続されている。第2排気ダクト16の他方の端部は、自動車の外部に開口した排気口16aになっている。
【0016】
排気ファン15は、内部の羽根車が回転すると、第1排気ダクト14内の空気(冷却風)を吸引して、その冷却風をケーシング15aのケーシング本体部15b内に流入させる。ケーシング本体部15b内に流入した冷却風は、ケーシング本体部15bの周面に沿って流動し、ケーシング本体部15bに連通する排気部15cを通って、第2排気ダクト16に排出される。
【0017】
排気切替弁17は、図2に示すように、排気ファン15の排気部15cに接続されたハウジング17aと、このハウジング17aの一面に設けられた車室側切替口17bと、この車室側切替口17bを開閉するように設けられた弁体17cとを有している。
【0018】
排気切替部17の車室側切替口17bは、排気ファン15におけるケーシング本体部15bの外周面に連続する一方の側面に開口している。排気切替部17のハウジング17aは、排気ファン15における排気部15cの軸心に対して、車室側切替口17bが開口する側面とは反対側の側面側に傾斜した状態になっている。
【0019】
弁体17cは、車室側切替口17bを覆う平板状をしており、第2排気ダクト16側の側縁部が、車室側切替口17bにおける第2排気ダクト16側の側縁部に対して回動可能に取り付けられている。そして、弁体17cにおける排気ファン15側の側縁部が、ハウジング17a内を上方に回動することによって、車室側切替口17bが開放される。この場合、排気切替部17のハウジング17aは、前述したように、排気ファン15における排気部15cの軸心部に対して傾斜した状態になっているために、弁体17cが車室側切替口17bを開放するように回動すると、弁体17cは排気部15cの軸心部にほぼ沿った状態となり、排気部15cから送出される冷却風は、弁体17cに沿って直線状に流動して、車室側切替口17b内を通過することになる。
【0020】
このような構成の車載電池パック10の冷却装置では、排気ファン15が駆動されると、第1排気ダクト14内の空気が排気ファン15のケーシング15a内に吸引され、ケーシング本体部15bの周面に沿って流動して排気部15cから、排気切替部17に排出される。そして、排気切替部17における弁体17cが、車室側切替口17bを閉鎖した状態では、排気切替部17のハウジング17a内に流入した冷却風が、排気切替部17のハウジング17aを通って、第2排気ダクト16に排出される。これにより、排気チャンバー12a内の空気が第1排気ダクト14内に吸引され、電池収容ケース12内が減圧されて、吸気チャンバー12b内に吸気ダクト13を介して、自動車の室内の空気が電池収容ケース12内に吸引される。
【0021】
電池収容ケース12内の吸気チャンバー12b内に吸引された空気(冷却風)は、吸気チャンバー12bの内部全域にわたって拡散されて、組電池11における各電池モジュール11aの間を通って、排気チャンバー12a内に流入する。これにより、各電池モジュール11aがそれぞれ冷却される。排気チャンバー12a内の冷却風は、排気ダクト14を通って排気ファン15のケーシング15a内に吸引される。
【0022】
排気ファン15のケーシング15a内に流入した冷却風は、ケーシング本体部15bの周面に沿って流動し、排気部15cを通って第2排気ダクト16に流入した後に、第2排気ダクト16の排気口から車外に放出される。
【0023】
これに対して、排気切替部17の弁体17cを回動させて、ハウジング17aの排気切替口17bを開放すると、排気ファン15によって吸引される電池収容ケース12内の冷却風は、ケーシング本体部15bの外周面に沿って流動して、排気部15cから排気切替部17のハウジング17a内に流入する。そして、ハウジング17a内に設けられた弁体17cに沿って流動して、車室側切替口17cを通過し、車室内に排出される。
【0024】
この場合、排気切替部17のハウジング17aは、排気ファン15における排気部15cの軸心に対して、第2排気ダクト16側の端部が、車室側切替口17bが設けられた側面に対向する側面側に傾斜した状態になっているために、ハウジング17a内を通って車室側切替口17b内を通過する冷却風は、その流動方向がほとんど変更されることずなく、従って、排気ファン15から車室側切替口17bに排出される冷却風による騒音の発生が著しく低減される。
【0025】
しかも、排気ファン15の排気部15cから排気切替部17のハウジング17a内に流入して車室側切替口17bから排出される冷却風は、排気ファン15における排気部15cの軸心に対してほぼ沿った直線状に流動するために、車室側切替口17bから排出される冷却風による騒音の発生が、より一層確実に低減される。
【0026】
排気ファン15から第2排気ダクトに冷却風を排出する場合には、車室側切替口17bが弁体17cによって閉鎖された状態になっており、排気ファン15の排気部15cから排出される冷却風は、弁体17cによって流動方向が変更されることによって騒音が発生するおそれがあるが、発生する騒音は、排気切替部17における車室側切替口17bが弁体17cによって閉鎖されたハウジング17a内にて発生しており、車室内の乗員においては、ほとんど問題になるおそれがない。
【0027】
なお、排気切替部17のハウジング17aは、排気ファン15の排気部15cから排出される冷却風を、弁体17cによって車室側切替口17bに対してほぼ直線状に案内して流動方向をほとんど変化しないように、排気部15cの軸心方向に対してハウジング17aを傾斜させる構成であったが、排気部15cの軸心方向に対するハウジング17aの傾斜角度を小さくして、弁体17cによって車室側切替口17bに案内される冷却風の流動方向を若干変化させる構成として、第2排気ダクト16に案内される冷却風の流動方向の変化を小さくするようにしてもよい。
【0028】
また、上記実施の形態では、車載電池パックにおける組電池を冷却した冷却風を排気する装置について説明したが、本発明は、このようなものに限定されるものではなく、各種車載機器の空調に使用された空気を排気する装置のいずれにも適用することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の車載機器の排気装置は、このように、排気ファンから排出される空気が、排気切替部にて車室側切替口から排気されるように切り替えられた場合に、その流動方向がほとんど変更されることなく案内されるようになっているために、車室側切替口から排出される空気によって大きな騒音が発せられるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車載電池パックの排気装置の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図2】その要部を拡大して示す一部破断側面図である。
【図3】その要部の斜視図である。
【符号の説明】
10 車載電池パック
11 組電池
11a 電池モジュール
12 電池収容ケース
12a 排気チャンバー
12b 吸気チャンバー
13 吸気ダクト
14 第1排気ダクト
15 排気ファン
15a ケーシング
15b ケーシング本体部
15c 排気部
16 第2排気ダクト
17 排気切替部
17a ハウジング
17b 車載側切替口
17c 弁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle or the like that uses an electric motor (motor) and an internal combustion engine (engine) as drive sources in order to exhaust cooling air that cools an in-vehicle battery pack that is mounted as a drive source of the electric motor. In particular, the present invention relates to an exhaust device for an in-vehicle device that exhausts air used for air conditioning of the in-vehicle device.
[0002]
[Prior art]
In a hybrid vehicle using both an electric motor (motor) and an internal combustion engine (engine) as drive sources, an assembled battery combining a plurality of single cells is used as the drive source of the electric motor. Since such an assembled battery needs to be mounted in a limited space in an automobile, it needs to be compact and lightweight. For this reason, a rectangular battery module having a thin flat plate shape has been developed as a single battery. This battery module has a flat hollow rectangular parallelepiped battery case made of plastic, and the inside of the battery case is divided into a plurality of cells. In each cell, an electrolytic solution and an electrode body are accommodated.
[0003]
In such a battery module, an assembled battery obtained by stacking and integrating a plurality of battery modules in the thickness direction is housed in a battery housing case to form an in-vehicle battery pack, and is attached to an appropriate position on the body of the automobile.
[0004]
Each battery module generates heat due to an internal electrochemical reaction, and its temperature rises. Since the power generation efficiency decreases when the temperature of each battery module increases, for example, cooling air is supplied into the battery housing case to cool each battery module of the assembled battery provided in the battery housing case. Has been done.
[0005]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-289701, a battery is accommodated by providing spaces below and above the assembled battery inside the battery accommodating case, and sucking air in the space above the assembled battery with an exhaust fan. The structure which attracts | sucks cooling air in the space below in a case is disclosed. The cooling air flowing into the battery housing case by the exhaust fan cools each battery module while passing between the battery modules in the assembled battery. And the cooling air which cooled each battery module is attracted | sucked by the exhaust fan from the upper part of a battery storage case, and is discharged | emitted outside the vehicle through an exhaust duct.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-306722 discloses a mode in which cooling air discharged from a battery housing case by an exhaust fan is discharged to the outside of the vehicle through an exhaust duct by a switching damper and a mode in which the cooling air is circulated into the vehicle interior. A configuration for switching is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the cooling air discharged from the exhaust fan is switched between the mode in which the cooling air is circulated in the vehicle interior and the vehicle interior by the switching damper, if the direction of the cooling air is suddenly changed by the switching damper, a large noise is generated. May occur. In particular, immediately after the cooling air is discharged from the exhaust fan, the flow velocity of the cooling air is maximized, and if the direction of the cooling air is greatly changed, the possibility of generating large noise increases.
[0008]
The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust device for an in-vehicle device that can reduce the generation of large noise even when the air-conditioning exhaust can be switched between outside and inside the vehicle. It is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An exhaust device for an in-vehicle device according to the present invention includes an exhaust fan that sucks air used for air conditioning of the in-vehicle device and exhausts the air from an exhaust unit, and guides the air exhausted from the exhaust fan to the outside of the vehicle. The exhaust duct is disposed between the exhaust fan and the exhaust fan and the exhaust duct, and the air exhausted from the exhaust fan by the valve body provided in the housing is disposed on the side of the housing. An exhaust switching unit adapted to be switched to the switching port and discharging the exhaust duct, and the exhaust duct is connected to the exhaust unit via the exhaust switching unit, and a housing of the exhaust switching unit includes an exhaust fan It is characterized in that it is inclined toward the side surface opposite to the side surface provided with the passenger compartment side switching port with respect to the axial direction in the exhaust section.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an exhaust device for exhausting cooling air for cooling an in-vehicle battery pack as an example of an embodiment of an exhaust device for an in-vehicle device according to the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. The exhaust device cools an assembled battery 11 provided in an in-
[0012]
The battery module has a plastic battery case, and the inside of the battery case is divided into, for example, six equal parts in the longitudinal direction to form six square cells. An electrolytic solution and an electrode body are accommodated in each square cell.
[0013]
Inside the
[0014]
One end of the
[0015]
The
[0016]
When the internal impeller rotates, the
[0017]
As shown in FIG. 2, the
[0018]
The vehicle interior
[0019]
The
[0020]
In the cooling device for the in-
[0021]
Air (cooling air) sucked into the
[0022]
The cooling air that has flowed into the casing 15a of the
[0023]
On the other hand, when the
[0024]
In this case, the
[0025]
In addition, the cooling air that flows into the
[0026]
When the cooling air is discharged from the
[0027]
The
[0028]
In the above-described embodiment, the device for exhausting the cooling air that has cooled the assembled battery in the in-vehicle battery pack has been described. However, the present invention is not limited to such a device and is used for air conditioning of various in-vehicle devices. The present invention can be applied to any apparatus that exhausts used air.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the exhaust device of the in-vehicle device according to the present invention has almost the flow direction when the air exhausted from the exhaust fan is switched to be exhausted from the passenger compartment side switching port by the exhaust switching unit. Since the guidance is provided without being changed, there is no possibility that a large noise is generated by the air discharged from the passenger compartment side switching port .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of an exhaust device for an in-vehicle battery pack according to the present invention.
FIG. 2 is a partially broken side view showing an enlarged main part thereof.
FIG. 3 is a perspective view of the main part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該排気ファンから排出される空気を車外に案内する排気ダクトと、
前記排気ファンおよび排気ダクトとの間に配置されており、ハウジングの内部に設けられた弁体によって、排気ファンから排出される空気を、ハウジングの側面に設けられた車室側切替口に切り替えて排出するようになった排気切替部とを具備し、
前記排気部に前記排気切替部を介して前記排気ダクトが接続されるとともに、該排気切替部のハウジングが、排気ファンの排気部における軸心方向に対して、車室側切替口が設けられた側面とは反対側の側面側に傾斜した状態になっていることを特徴とする車載機器の排気装置。 An exhaust fan that sucks in air used for air conditioning of in-vehicle equipment and exhausts it from the exhaust part,
An exhaust duct for guiding the air discharged from the exhaust fan to the outside of the vehicle;
It is arranged between the exhaust fan and the exhaust duct, and the air exhausted from the exhaust fan is switched to the vehicle compartment side switching port provided on the side surface of the housing by a valve body provided inside the housing. An exhaust gas switching unit adapted to discharge,
The exhaust duct is connected to the exhaust part via the exhaust switching part, and the housing of the exhaust switching part is provided with a cabin side switching port with respect to the axial direction of the exhaust part of the exhaust fan. An exhaust device for an in-vehicle device, wherein the exhaust device is inclined toward a side surface opposite to the side surface .
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