JP4686529B2 - 車両用バッテリ冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用バッテリ冷却装置に関する。

燃料電池自動車やハイブリッド車には、加速時等に燃料電池をアシストするため充電電力を放電したり、回生時に回生電力を充電する高圧バッテリ装置が搭載される。高圧バッテリ装置は、リチウムイオン等の二次電池からなる複数のバッテリを、バッテリケースに収納し、燃料電池自動車等の車両に搭載される。
そして、複数のバッテリは充放電すると、その温度が上昇し、このような温度上昇によるバッテリの性能劣化を防止するため、ファンを利用して空気を流通させ、バッテリを冷却する車両用バッテリ冷却装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許第３６４０８４６号公報

このような車両用バッテリ冷却装置では、構成の簡易化、省スペース化における改善が望まれている。
そこで、本発明は、簡易かつ省スペースの車両用バッテリ冷却装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、車両に搭載される複数のバッテリを収納すると共に、底壁部に内部の空気が排出される空気排出口が形成されたバッテリケースと、車両の前後方向に延びる２つの第１フレームと、車両の車幅方向に延び、前記２つの第１フレームに接続する少なくとも２つの第２フレームと、前記２つの第１フレームと前記少なくとも２つの第２フレームとで囲まれる空間の下方を封鎖する下プレートと、前記バッテリケース内に前記バッテリを冷却する空気を流通させるファンと、を備え、前記バッテリケースは、前記空間の上方であって、車幅方向において前記２つの第１フレームの一方側にずれて配置され、前記ファンは、車幅方向において前記バッテリケースからはみ出た前記空間の部分の略上方に配置されており、前記ファンが作動すると、前記バッテリケース内の空気は、前記空気排出口、前記空間を順に介して当該ファンに吸引される
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置である。
である。

このような車両用バッテリ冷却装置によれば、ファンが作動すると、バッテリケース内の空気は、バッテリケースの底壁部に形成された空気排出口、２つの第１フレームと少なくとも２つの第２フレームとで囲まれる空間を順に介して、ファンに吸引される。

すなわち、バッテリケースの下方において、２つの第１フレームと少なくとも２つの第２フレームとで囲まれ、下プレートで封鎖されることで形成された空間を、バッテリケースから排出された空気の排出流路として利用することができる。つまり、バッテリケースの空気排出口に、空気の排出流路を構成するダクトを取り付ける必要はない。これにより、車両用バッテリ冷却装置の部品点数を削減すると共に、車両用バッテリ冷却装置の構成を簡易にし、軽量化することができる。

また、バッテリケースは、前記空間の上方であって、車幅方向において２つの第１フレームの一方側にずれて配置されており、そして、ファンが、車幅方向においてバッテリケースからはみ出た前記空間の部分の略上方に配置されているので、車両用バッテリ冷却装置の外形において、大きく凸する部分は形成されておらず、コンパクトにまとめられ、省スペース化、つまり、体積効率が高められている。
これにより、車両用バッテリ冷却装置を、スペースが制限される車両に、容易に搭載することができる。

また、前記下プレートには、前記空間と外部とを連通させる連通孔が形成されており、当該連通孔は、車幅方向において、前記空気排出口を挟んで、前記ファンの反対側に配置されていることを特徴とする車両用バッテリ冷却装置である。

このような車両用バッテリ冷却装置によれば、下プレートには、前記空間と外部（車両外）とを連通させる連通孔が形成されているので、例えば、バッテリケース内や前記空間において結露水が生成したとしても、この結露水を前記連通孔から外部に排出することができる。

また、連通孔は、車幅方向において、バッテリケースの空気排出口を挟んで、ファンの反対側に配置されているので、ファンが作動した場合において、外部の空気が連通孔を介して前記空間に吸引される量が少なくなる。すなわち、バッテリケース内の空気を吸引するためにファンを作動した場合における吸引ロスを少なくすることができる。

本発明によれば、簡易かつ省スペースの車両用バッテリ冷却装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図１から図１６を参照して説明する。
本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置１は、図示しない燃料電池自動車（車両）に搭載されており、そのリアシート下に配置されている。車両用バッテリ冷却装置１に先立って、冷却対象である複数のバッテリ１０１について説明する。

≪複数のバッテリ≫
複数のバッテリ１０１は、燃料電池自動車に搭載される燃料電池スタック（図示しない）をアシストするため充電電力を放電したり、走行モータ等からの回生電力を充電する二次電池である。このようなバッテリ１０１は、例えばリチウムイオン型の二次電池から構成され、その外形は円柱状を呈し、その長手方向（軸方向）は、燃料電池自動車の前後方向に沿って配置され、図示しない端子を介して、電気的に直列で接続されている。バッテリ１０１の本数は、例えば、燃料電池自動車に搭載される電動式の走行モータ（図示しない）の定格出力に基づいて決定される。

そして、複数のバッテリ１０１は、後記するバッテリケース２０内における４つのケース内流路Ｐ１〜Ｐ４（図８、図９参照）に対応して、第１バッテリ群１１１と、第２バッテリ群１１２と、第３バッテリ群１１３と、第４バッテリ群１１４とに区分けされている。

ケース内流路Ｐ１〜Ｐ４とは、バッテリケース２０内において、複数のバッテリ１０１を冷却するための空気が流れる流路であり、後記する保持パネル２１によって、バッテリケース２０における空気の流路が、４つに形式的に分割されることで形成されたものである。
そして、バッテリケース２０内において、第１バッテリ群１１１及びケース内流路Ｐ１は右前に、第２バッテリ群１１２及びケース内流路Ｐ２は左前に、第３バッテリ群１１３及びケース内流路Ｐ３は右後に、第４バッテリ群１１４及びケース内流路Ｐ４は左後に、それぞれ配置されている（図８、図９参照）。

第１バッテリ群１１１、第２バッテリ群１１２、第３バッテリ群１１３及び第４バッテリ群１１４は、それぞれ、２０本のバッテリ１０１から構成されている。そして、各バッテリ群１１１〜１１４は、７本のバッテリ１０１から形成される下段バッテリ層と、６本のバッテリ１０１から形成される中段バッテリ層と、７本のバッテリ１０１から形成される上段バッテリ層とを備えている（図１１、図１２参照）。また、各バッテリ群１１１〜１１４において、バッテリ１０１が保持パネル２１で保持されることにより、バッテリ１０１は所定間隔を隔てつつ、バッテリ１０１が千鳥状となるように積層されている。
すなわち、各バッテリ群１１１〜１１４を構成するバッテリ１０１は、同数かつ同配列となっている。

そして、第１バッテリ群１１１と第２バッテリ群１１２、第３バッテリ群１１３と第４バッテリ群１１４は、後記するバッテリケース２０の中心線Ａ２の両側（支柱部材２７の両側）において、対称でそれぞれ配置されている。

≪車両用バッテリ冷却装置の構成≫
図１〜図３に示すように、車両用バッテリ冷却装置１は、２本の前後フレーム１１（第１フレーム）及び２本のクロスメンバ１２（第２フレーム）と、バッテリケース２０と、ファン４１と、吸気ダクト５０と、温度センサ６１（図１６参照）と、ＥＣＵ７０（Electronic Control Unit、電子制御装置、図１６参照）とを備えている。

＜前後フレーム、クロスメンバ＞
２本の前後フレーム１１、及び、２本のクロスメンバ１２は、燃料電池自動車の車体フレームの一部を構成する部材である。２本の前後フレーム１１は、燃料電池自動車の前後方向に延びると共に、車幅方向の両外側に配置されている（図２参照）。２本のクロスメンバ１２は、燃料電池自動車の車幅方向に延びると共に、所定間隔を隔てて配置され、その両端は２本の前後フレーム１１、１１にそれぞれ接続されている（図３参照）。

各前後フレーム１１の高さ寸法と、各クロスメンバ１２の高さ寸法とは、略等しくなるように設計されている（図１０参照）。そして、２本の前後フレーム１１、１１と、２本のクロスメンバ１２、１２とで囲まれた空間Ｓが形成されており、この空間Ｓは、バッテリケース２０から排出された空気の流路として機能している（図１１、図１２参照）。
また、対向するクロスメンバ１２、１２の中間位置において、前後フレーム１１、１１を接続するように、中間部材１３が設けられている（図３、図９参照）。

＜下プレート＞
下プレート１５は、板状の部品であって、２本の前後フレーム１１及び２本のクロスメンバ１２の下面に取り付けられており、空間Ｓの下方を封鎖している（図１０〜図１２参照）。
下プレート１５には、空間Ｓと車外（外部）とを連通する２つの連通孔１５ａが形成されている（図１１、図１２参照）。これにより、空間Ｓにおいて、結露水等の水分が生成しても、結露水等が連通孔１５ａを通って車外に排出されるようになっている。

また、連通孔１５ａ、１５ａは、車幅方向において右側に配置されている。すなわち、連通孔１５ａ、１５ａは、バッテリケース２０内の空気が排出される空気排出口２３ａ、２３ｂを挟んで、右側に配置されたファン４１の反対側に配置されている（図１１、図１２参照）。つまり、ファン４１から、空気排出口２３ａ（２３ｂ）、連通孔１５ａの順で遠ざかるように配置されている。なお、空気排出口２３ａ、２３ｂは、車幅方向におけるバッテリケース２０の略中央に形成されている。
これにより、ファン４１を作動しても、連通孔１５ａ、１５ｂを介して車外の空気が、空間Ｓに吸気されにくくなっており、バッテリ１０１の冷却効率が低下しないようになっている。

＜バッテリケース＞
バッテリケース２０は、水や埃等から保護するため、複数のバッテリ１０１を収納する容器である。このようなバッテリケース２０は、６枚の保持パネル２１と、２枚の上パネル２２と、４枚の底パネル２３と、２枚の側パネル２４と、３本の支柱部材２７と、２つの第１ダミー部材２８とを備えている（図１、図３参照）。

バッテリケース２０は、前後フレーム１１、１１及びクロスメンバ１２、１２で囲まれた空間Ｓの上方であって、右側、つまり、右の前後フレーム１１側にずれて配置されている（図１１、図１２参照）。すなわち、車幅方向におけるバッテリケース２０の中心線Ａ２は、２本の前後フレーム１１、１１の間を通る燃料電池自動車の中心線Ａ１から、右にずれている。
そして、バッテリケース２０の左側であって、平面視においてバッテリケース２０からはみ出た空間Ｓの略上方には、スペースが形成されており、このスペースにファン４１が配置されている（図１１、図１２参照）。これにより、車両用バッテリ冷却装置１の省スペース化が図られている。

［支柱部材］
３本の支柱部材２７は、バッテリケース２０の中心線Ａ２（図８参照）上であって、後記する空気排出口２３ａ、２３ｂの近傍であるクロスメンバ１２、１２及び中間部材１３の上面に、それぞれ立設されている（図２、図９参照）。そして、各支柱部材２７の上端は、上パネル２２にＬ字形ブラケット（図示しない）等を介して、それぞれ固定されている（図１１、図１２参照）。

ここで、本実施形態では、バッテリケース２０の底壁部は、２本のクロスメンバ１２及び中間部材１３と、４枚の底パネル２３とを備えて構成されている。また、バッテリケース２０の上壁部は２枚の上パネル２２を備えて構成されている。そして、３本の支柱部材２７は、バッテリケース２０の上壁部と底壁部とを接続しており、前記上壁部と前記底壁部との間を所定距離に保持しつつ、バッテリケース２０の剛性を高めている。

［保持パネル］
６枚の保持パネル２１は、３本の支柱部材２７の車幅方向の両側において、対称で配置されている。各保持パネル２１には、上段に７つ、中段に６つ、下段に７つの貫通孔２１ａが形成されており、合計２０の貫通孔２１ａは、高さ方向において、千鳥状で配置されている。そして、各貫通孔２１ａには、バッテリ１０１がそれぞれ差し込まれている。
これにより、複数のバッテリ１０１が、所定間隔を隔てつつ千鳥状で積層された状態で、バッテリケース２０内に収納されるようになっている。

また、前後方向の中間に配置された保持パネル２１、２１によって、バッテリケース２０内の空気流路は、前側のケース内流路Ｐ１、Ｐ２と、後側のケース内流路Ｐ３、Ｐ４とに仕切られている。
さらに、最前側の保持パネル２１には、前カバー３１が取り付けられる（図３、図８参照）。一方、最後側の保持パネル２１には、後カバー３２が取り付けられる。

［底パネル］
４枚の底パネル２３は、バッテリケース２０の底壁部を構成する部品であって、前後フレーム１１とクロスメンバ１２と中間部材１３とに取り付けられている（図２、図９参照）。車幅方向において配列する２枚の底パネル２３、２３は、所定間隔にて離れており、２枚の底パネル２３、２３の間が、空気排出口２３ａ又は空気排出口２３ｂとなっている。すなわち、４枚の底パネル２３等から構成されるバッテリケース２０の底壁部には、前側の空気排出口２３ａと、後側の空気排出口２３ｂとが形成されている（図９参照）。
なお、バッテリケース２０の底壁部を、１枚の底パネルで構成してもよい。

そして、バッテリケース２０の下方の空間Ｓは、前側の空気排出口２３ａを介して、バッテリケース２０内の前側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ２と連通しており（図１１参照）、また、後側の空気排出口２３ｂを介して、バッテリケース２０内の後側のケース内流路Ｐ３、Ｐ４と連通している（図１２参照）。

さらに、後側の空気排出口２３ｂは、前側の空気排出口２３ａよりも大きく設計されている（図９参照）。
これにより、前側のケース内流路Ｐ１、Ｐ２から排出される空気が流れる流路の抵抗は、後側のケース内流路Ｐ３、Ｐ４から排出される空気が流れる流路の抵抗よりも、大きくなっている。すなわち、前側のケース内流路Ｐ１、Ｐ２から排出される空気が受ける圧力損失は、後側のケース内流路Ｐ３、Ｐ４から排出される空気が受ける圧力損失よりも、大きくなっている。
そのため、前側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ２に配置されるバッテリ１０１は、後側の２本のケース内流路Ｐ３、Ｐ４に配置されるバッテリ１０１よりも、冷却されにくく、高温となるように構成されている。

［底パネル−第２ダミー部］
各底パネル２３には、上方に向かって盛り上がった半円柱状の第２ダミー部２３ｃが複数形成されている（図１１、図１２参照）。第２ダミー部２３ｃは、各バッテリ群１１１〜１１４の下方において、仮想的にバッテリ１０１が配列している状況を形成するための部分であり、半円柱状の第２ダミー部２３ｃの半径は、円柱状のバッテリ１０１の半径と略等しくなるように形成されている。

そして、第２ダミー部２３ｃは、車幅方向において、各バッテリ群１１１〜１１４の下段において隣り合うバッテリ１０１、１０１の間に対応して配置されている。また、第２ダミー部２３ｃとバッテリ１０１との距離は、隣り合うバッテリ１０１間の距離と等しくなるように設計されている。
これにより、バッテリケース２０内であって底パネル２３の近傍を流れる空気が、下段のバッテリ１０１の外周面に沿って流れ、このバッテリ１０１を好適に冷却するようになっている（図１４参照）。

［側パネル］
側パネル２４、２４は、車幅方向において対向して配置され、バッテリケース２０の一対の側壁部を形成する部品である（図８、図９参照）。各側パネル２４には４つの空気導入口２４ａが形成されており（図１０参照）、２つの空気導入口２４ａは側パネル２４の前側に、他の２つの空気導入口２４ａは側パネル２４の後側に配置されている。

そして、バッテリケース２０の前側においては、一対の側パネル２４のそれぞれ前側に配置された２つの空気導入口２４ａから、前側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ２に、空気がそれぞれ導入されるようになっている（図９参照）。
一方、バッテリケース２０の後側においては、一対の側パネル２４のそれぞれ後側に配置された４つの空気導入口２４ａから、後側の２本のケース内流路Ｐ３、Ｐ４に、空気が導入されるようになっている。

また、空気導入口２４ａは、高さ方向において、各バッテリ群１１１〜１１４の側パネル２４に向かって凸する下段のバッテリ１０１、上段のバッテリ１０１に対応して配置されている（図１１、図１２参照）。そして、空気導入口２４ａからの空気が、下段の凸するバッテリ１０１、上段の凸するバッテリ１０１の中央に向かって導入されるようになっている。
これにより、下段又は上段で凸するバッテリ１０１の外周面に沿って、空気が流れ、この凸するバッテリ１０１も好適に冷却されるようになっている（図１３参照）。

［上パネル］
２枚の上パネル２２は、バッテリケース２０の上壁部を構成する部品であって、支柱部材２７、保持パネル２１、及び、側パネル２４に取り付けられており、ケース内流路Ｐ１〜Ｐ４の上方を封鎖している。そして、２枚の上パネル２２の上面には、上カバー（図示しない）が取り付けられる。
なお、バッテリケース２０の上壁部を、１枚の上パネルで構成してもよい。

［上パネル−第２ダミー部］
各上パネル２２には、下方に向かって盛り上がった半円柱状の第２ダミー部２２ｃが複数形成されている（図１１、図１２参照）。第２ダミー部２２ｃは、各バッテリ群１１１〜１１４の上方において、仮想的にバッテリ１０１が配列している状況を形成するための部分であり、半円柱状の第２ダミー部２２ｃの半径は、円柱状のバッテリ１０１の半径と略等しくなるように形成されている。

そして、第２ダミー部２２ｃは、車幅方向において、上パネル２２の近傍に配置される各バッテリ群１１１〜１１４の上段の隣り合うバッテリ１０１、１０１の間に対応して配置されている。また、第２ダミー部２３ｃとバッテリ１０１との距離は、隣り合うバッテリ１０１間の距離と等しくなるように設計されている。
これにより、バッテリケース２０内であって上パネル２２の近傍を流れる空気が、上段のバッテリ１０１の外周面に沿って流れ、このバッテリ１０１を好適に冷却するようになっている。

［第１ダミー部材］
２本の第１ダミー部材２８は、図５に示すように、各バッテリ群１１１〜１１４の支柱部材２７側（空気排出口２３ａ、２３ｂ側）において、仮想的にバッテリ１０１が配列している状況を形成するための細長の部品であり、断面が半円弧状を呈し、外形が半円柱状を呈している。そして、２本の第１ダミー部材２８は、支柱部材２７の両側にそれぞれ取り付けられている。
なお、第１ダミー部材２８、２８間の隙間は、４本の細長片２９によって、塞がれている（図５、図１５参照）。

第１ダミー部材２８は、高さ方向において、各バッテリ群１１１〜１１４の支柱部材２７側（空気排出口２３ａ、２３ｂ側）において、中段の凹んだ部分に対応して配置されている（図１１、図１２参照）。
これにより、この凹んだ部分に形成される細長の空間に、空気が優先的に流れ込むことは防止され、空気が整流されるようになっている。そのため、空気が、下段及び上段の支柱部材２７側のバッテリ１０１の外周面に沿って流れ、このバッテリ１０１も効率的に冷却されるようになっている（図１５参照）。

＜ファン、排気ダクト＞
ファン４１は、バッテリ１０１を冷却するための空気の流れを発生させるため、空間Ｓ及びバッテリケース２０内の空気を吸引する機器であり、本実施形態では、バッテリケース２０の下流に配置されている。ファン４１は、車幅方向において、バッテリケース２０からはみ出た空間Ｓの略上方であって、左側の前後フレーム１１に取り付けられている（（図８参照）。

また、バッテリケース２０が右側にずれたことで形成された空間Ｓの２つの開口と、ファン４１の吸気口とは、第１排気ダクト４２によって接続されている（図８、図１１、図１２参照）。また、ファン４１の空気吐出口には、第２排気ダクト４３が接続されている。

そして、ファン４１が作動すると、第１排気ダクト４２を介して空間Ｓの空気、各ケース内流路Ｐ１〜Ｐ４の空気が吸引されるようになっている。その結果、外部の空気が、吸気ダクト５０を介して、バッテリケース２０の車幅方向の両側から、ケース内流路Ｐ１〜Ｐ４に導入されるようになっている。これにより、バッテリケース２０内において、車幅方向に多数のバッテリ１０１を配列し、高さ方向の寸法を小さくすることが可能となっている。

＜吸気ダクト＞
吸気ダクト５０は、外部の空気を４つのケース内流路Ｐ１〜Ｐ４に導くためのダクトであり、図６に示すように、上流端に吸気口５１ａを有する吸気部５１と、吸気部５１の下流で二股に分岐した右分岐部５２及び左分岐部５３と、を備えている。右分岐部５２は、右側に配置されており、その下流端は右側の側パネル２４に形成された４つの空気導入口２４ａに接続されている。左分岐部５３は、左側に配置されており、その下流端は左側の側パネル２４に形成された４つの空気導入口２４ａに接続されている（図８参照）。

そして、吸気口５１ａは、外部の熱源（ブレーキのディスク等）から遠ざかるように、例えばトランク内から吸気するように配置されている。これにより、外部の熱源により暖められていない空気を、バッテリケース２０内に導入することができ、バッテリ１０１を効率的に冷却可能となっている。

また、左分岐部５３は、右分岐部５２よりも長くなるように構成されている（図８参照）。
これにより、左側の２本のケース内流路Ｐ２、Ｐ４に向かう空気が流れる流路（左分岐部５３）の抵抗は、右側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ３に向かう空気が流れる流路（右分岐部５２）の抵抗よりも大きくなっている。すなわち、左側の２本のケース内流路Ｐ２、Ｐ４に向かう空気が受ける圧力損失は、右側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ３に向かう空気が受ける圧力損失よりも、大きくなっている。

そのため、左側の２本のケース内流路Ｐ２、Ｐ４には、右側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ２よりも、空気が流れ込みにくくなっている。その結果、左側の２本のケース内流路Ｐ２、Ｐ４に配置されるバッテリ１０１は、右側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ３に配置されるバッテリ１０１よりも冷却されにくく、高温になりやすくなっている。

さらに、右分岐部５２及び左分岐部５３は、吸気口５１ａに対して、後側の空気導入口２４ａ、２４ａよりも、前側の空気導入口２４ａ、２４ａが遠ざかるように構成されている（図９参照）。
これにより、前側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ２には、後側の２本のケース内流路Ｐ３、Ｐ４よりも、空気が流れ込みにくくなっている。そのため、前側の２本のケース内流路Ｐ１、Ｐ２に配置されるバッテリ１０１は、後側の２本のケース内流路Ｐ３、Ｐ４に配置されるバッテリ１０１よりも冷却されにくく、高温になりやすくなっている。

＜バッテリの温度分布＞
以上をまとめると、バッテリケース２０の上流側では、外部からの空気は、（１）右後側のケース内流路Ｐ３に最も流れ込みやすく、（２）右前側のケース内流路Ｐ１、左後側のケース内流路Ｐ４、（３）左前側のケース内流路Ｐ２の順で流れ込みにくくなる構成となっている。
一方、バッテリケース２０の下流側では、前側のケース内流路Ｐ１、Ｐ２の空気は、後側のケース内流路Ｐ３、Ｐ４の空気よりも、排出されにくくなっている。

したがって、バッテリケース２０内における空気の流量は、（１）右後側のケース内流路Ｐ３が最も大きく、（２）右前側のケース内流路Ｐ１、左後側のケース内流路Ｐ４、（３）左前側のケース内流路Ｐ２の順で小さくなる構成となっている。

これにより、左前側のケース内流路Ｐ２に配置されたバッテリ１０１は、他のケース内流路Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４に配置されたバッテリ１０１よりも冷却されにくく、高温になりやすい構成となっている。さらに詳細には、左前側のケース内流路Ｐ２に配置された複数のバッテリ１０１のうち、下流の空気排出口２３ｂに近いバッテリ１０１の近傍には、それよりも上流に配置されたバッテリ１０１で加温された空気が流れるため、他のバッテリ１０１よりも高温になる傾向となる。

＜温度センサ＞
温度センサ６１は、バッテリ１０１の温度を検出するセンサであって、本実施形態では、左前側のケース内流路Ｐ２に配置されたバッテリ１０１のうち、前記したように空気排出口２３ｂに近く、最も高温になりやすいバッテリ１０１に取り付けられている（図１６参照）。そして、温度センサ６１は、この最も高温になりやすいバッテリ１０１の温度を、ＥＣＵ７０に出力するようになっている。

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０（制御手段）は、車両用バッテリ冷却装置を電子制御するユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。そして、ＥＣＵ７０は、温度センサ６１を介して検出されるバッテリ１０１の温度に基づいて、ファン４１のＯＮ／ＯＦＦ、回転速度等を制御するようになっている。

具体的に説明すると、例えば、ＥＣＵ７０には、ファン４１をＯＮする第１所定温度と、この第１所定温度よりも２〜５℃程度低く、ファン４１をＯＦＦする第２所定温度と、が予め記憶されている。そして、ＥＣＵ７０は、現在のバッテリ１０１の温度と、第１所定温度と、第２所定温度とに基づいて、ファン４１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
また、ファン４１をＯＮするべき状態において、現在のバッテリ１０１の温度が高いほど、ファン４１の回転速度を高め、空気の流量が増加するように制御する構成としてもよい。

≪車両用バッテリ冷却装置の作用効果≫
このような車両用バッテリ冷却装置１によれば、次の作用効果を得る。
ファン４１が作動すると、バッテリケース２０内の空気は、空気排出口２３ａ、２３ｂ、空間Ｓを順に介して、ファン４１に吸引される（図１１、図１２参照）。すなわち、バッテリケース２０の下方に２本の前後フレーム１１と２本のクロスメンバ１２とで囲まれ、下プレート１５で封鎖されることで形成された空間Ｓを、空気の排出流路として利用することができる。これにより、排出流路を構成するダクトを設ける必要はなく、車両用バッテリ冷却装置１の部品点数を削減すると共に、構成を簡易にし、軽量化することができる。

また、バッテリケース２０は、空間Ｓの上方であって、右の前後フレーム１１側にずれて配置されており、そして、ファン４１が、バッテリケース２０からはみ出た空間Ｓの部分の略上方に配置されているので、車両用バッテリ冷却装置１の外形において、大きく凸する部分は形成されておらず、コンパクトにまとめることができる。

さらに、バッテリケース２０内や空間Ｓにおいて結露水等が生成したとしても、この結露水等を、下プレート１５の連通孔１５ａを介して、車外に排出することができる。
さらにまた、連通孔１５ａは、空気排出口２３ａ、２３ｂを挟んで、ファン４１の反対側に配置されているので、ファン４１が作動しても、連通孔１５ａを介して吸引される車外の空気を少なくできる。これにより、ファン４１の吸引ロスを少なくできる。

また、ファン４１が作動すると、バッテリケース２０内の空気は、その底壁部に形成された空気排出口２３ａ、２３ｂを介してファン４１に吸引され、排出される。そして、外部の空気は、吸気ダクト５０を介して、対向する一対の側パネル２４に形成された空気導入口２４ａを介して、バッテリケース２０内に導入された後、バッテリ１０１を冷却する。

すなわち、ファン４１がバッテリケース２０の空気排出口２３ａ、２３ｂの下流に配置された構成であるので、ファン４１の作動熱を帯びた空気がバッテリケース２０に導入されることはなく、バッテリ１０１を効率的に冷却することができる。そして、空気は、対向する空気導入口２４ａ、２４ａを介してバッテリケース２０内に導入されるので、複数のバッテリ１０１を効率的に冷却できる。
さらに、仮に、車両用バッテリ冷却装置１が水没し、バッテリケース２０内及び空間Ｓに水が侵入したとしても、ファン４１を正回転で作動させることで、この水を速やかに排出できる。

さらにまた、吸気ダクト５０の吸気口５１ａは、外部の熱源から離れて配置されるので、外部の熱源によってバッテリケース２０への空気が暖められることはなく、その結果、バッテリ１０１を効率的に冷却することができる。

また、各バッテリ群１１１〜１１４の凹んだ部分に対応して、支柱部材２７の両側に、第１ダミー部材２８、２８が設けられているので、各バッテリ群１１１〜１１４の空気排出側において、空気が各バッテリ１０１の外周面に沿って流れる（図１５参照）。そして、各ケース内流路Ｐ１〜Ｐ４の上流−下流−排出口間において、空気が受ける圧力損失を均等に近づけることができる。
これにより、各バッテリ群１１１〜１１４の空気排出口２３ａ、２３ｂ側に配置されるバッテリ１０１も効率的に冷却することができる。そして、複数のバッテリ１０１を均等に冷却でき、複数のバッテリ１０１間の劣化のバラつきを抑えることができる。

さらに、側パネル２４の空気導入口２４ａは、空気導入口２４ａ側に凸するバッテリ１０１に対応して形成され、空気導入口２４ａからの空気が前記凸するバッテリ１０１の中央に向かって導入され、その外周面に添って流れるので、この凸するバッテリ１０１も効率的に冷却することができる（図１３参照）。

さらにまた、底パネル２３の内面には、複数の第２ダミー部２３ｃが形成されているので、空気が下段のバッテリ１０１の外周面に沿って流れ、これを効率的に冷却できる（図１４参照）。同様に、上パネル２２の内面には、複数の第２ダミー部２２ｃが形成されているので、上段のバッテリ１０１も効率的に冷却できる。

また、左前側の第２バッテリ群１１２を構成するバッテリ１０１の温度が、最も高くなるように構成されているので、バッテリ１０１の温度を検出する温度センサ６１の数を減らすことができる。
そして、ＥＣＵ７０が、温度センサ６１が検出するバッテリ１０１の温度のみに基づいて、ファン４１を制御することにより、複数のバッテリ１０１を好適に冷却し、劣化を防止できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、これに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
前記した実施形態では、バッテリケース２０内の空気は、空間Ｓを介してファン４１に吸引される構成としたが、その他例えば、ファン４１をバッテリケース２０の空気排出口２３ａ、２３ｂに直接取り付けて吸引する構成としてもよい。

前記した実施形態では、吸気ダクト５０の右分岐部５２と左分岐部５３との長さが異なり、左側のケース内流路Ｐ２、Ｐ４に導入される空気の流量を少なくしたが、その他例えば、左分岐部５３を部分的に絞ったり、左側の空気導入口２４ａを小さくしてもよい。
また、バッテリケース２０の左右及び前後において、ケース内流路Ｐ１〜Ｐ４に同流量で空気が導入されるように、吸気ダクト５０の形状（長さ等）や空気導入口２４ａの大きさを設計してもよい。

前記した実施形態の構成に加えて、例えば、各バッテリ群１１１〜１１４の中段における側パネル２４側の凹みに対応して、側パネル２４の内面に半円柱状の第３ダミー部を設けてもよい。

前記した実施形態では、ファン４１がバッテリケース２０の下流に配置された構成を例示したが、その他例えば、ファン４１がバッテリケース２０の上流に配置され、ファン４１から吐出される空気が、バッテリケース２０内に導入される構成でもよい。

本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の斜視図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の一部分解斜視図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の分解斜視図である。 本実施形態に係る複数のバッテリの斜視図である。 本実施形態に係る支柱部材及び第１ダミー部材の斜視図である。 本実施形態に係る吸気ダクトの斜視図である。 本実施形態に係るファン及び排気ダクトの斜視図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の平面図であり、上パネルを取り外した状態を示す。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の平断面図であり、上パネル及びバッテリを取り外した状態を示す。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の左側面図であり、ファン及び吸気ダクトを取り外した状態を示す。 図８のＡ−Ａ線断面図である。 図８のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の要部の断面図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の要部の断面図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の要部の断面図である。 本実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 車両用バッテリ冷却装置
１１ 前後フレーム（第１フレーム）
１２ クロスメンバ（第２フレーム）
１５ 下プレート
１５ａ 連通孔
２０ バッテリケース
２２ 上パネル（上壁部）
２２ｃ 第２ダミー部
２３ 底パネル（底壁部）
２３ａ、２３ｂ 空気排出口
２３ｃ 第２ダミー部
２４ 側パネル（側壁部）
２４ａ 空気導入口
２７ 支柱部材
２８ 第１ダミー部材
４１ ファン
５０ 吸気ダクト
５１ａ 吸気口
６１ 温度センサ（温度検出手段）
７０ ＥＣＵ（制御手段）
１０１ バッテリ
１１１ 第１バッテリ群
１１２ 第２バッテリ群
１１３ 第３バッテリ群
１１４ 第４バッテリ群
Ａ１ 燃料電池自動車の中心線
Ａ２ バッテリケースの中心線
Ｐ１〜Ｐ４ ケース内流路
Ｓ 空間

Claims (2)

1. 車両に搭載される複数のバッテリを収納すると共に、底壁部に内部の空気が排出される空気排出口が形成されたバッテリケースと、
   車両の前後方向に延びる２つの第１フレームと、
   車両の車幅方向に延び、前記２つの第１フレームに接続する少なくとも２つの第２フレームと、
   前記２つの第１フレームと前記少なくとも２つの第２フレームとで囲まれる空間の下方を封鎖する下プレートと、
   前記バッテリケース内に前記バッテリを冷却する空気を流通させるファンと、
   を備え、
   前記バッテリケースは、前記空間の上方であって、車幅方向において前記２つの第１フレームの一方側にずれて配置され、
   前記ファンは、車幅方向において前記バッテリケースからはみ出た前記空間の部分の上方に配置されており、
   前記ファンが作動すると、前記バッテリケース内の空気は、前記空気排出口、前記空間を順に介して当該ファンに吸引される
   ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置。
2. 前記下プレートには、前記空間と外部とを連通させる連通孔が形成されており、
   当該連通孔は、車幅方向において、前記空気排出口を挟んで、前記ファンの反対側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリ冷却装置。

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