JP4752617B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

この発明は、車室内の空気を用いて車載機器を冷却する冷却装置に関し、特に、温度の高い空気が車室内に逆流することによる冷却能力の低下を抑制するための技術に関する。

ガソリンなどの燃料の燃焼により作動するエンジンと電気モータとを組合せたハイブリッド車両が実用化されている。このような車両は、走行用の電気モータを駆動するための二次電池やコンデンサといった蓄電装置、ならびにインバータやＤＣ／ＤＣコンバータといった電力変換用機器などの車載機器を搭載している。二次電池は、化学反応を利用して充放電を行ない、この充放電に伴い発熱する。また、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータもスイッチング動作に伴う発熱を生じる。

ところで、車載機器は、たとえば、後部座席とトランクルームとの空間に配置されることがある。そして、このような車載機器は、空気通路をなすダクト状のケーシング内に格納され、当該ケーシングの上流側に車載機器を冷却するための冷却風を発生する冷却ファンが配置される。さらに、上流端部は、車室内に連通（たとえば、リアパッケージトレイに開口）しているため、車載機器は、車室内の空気にて冷却されることになる。

たとえば、特開平１０−３０６７２２号公報（特許文献１）には、空調される車室内の快適性を損なうことなく、効率的に電池の冷却を行なうことができる車両用電池冷却システムが開示されている。この車両用電池冷却システムによれば、冷却ファンによって車室内の空気を電池室内へ供給して電池を冷却する冷却手段と、電池の冷却後の空気を車室内へ案内することにより電池室と車室内との間で循環させる冷却風循環手段と、電池の冷却後の空気を車外へ排出する排出手段と、電池室内の温度ないし電池の温度の少なくとも一方の温度が所定値以上となると排出手段に切換える切換手段とを備える。
特開平１０−３０６７２２号公報

一般的に、ハイブリッド車両を含めた多くの車両においては、車室内を換気可能とするため、車外空気を車室内前方から導入する一方、導入された車外空気を車室内後方の排気空間（たとえば、トランクルームなど）に排出するように構成される。すなわち、車室内と排気空間とを連通する連通路を配置することで、車室内に導入された空気が車室内を流動可能になる。

このような連通路は、車載機器の冷却空気を取り込むための開口と同様に、リアパッケージトレイに形成されることが多い。そのため、車載機器の冷却に伴い車室内から車室外へ空気が排出されることにより、車室内の圧力が排気空間の圧力に比較して低くなる（負圧になる）と、排気空間の空気が連通路を逆流して車室内へ流入する場合がある。そして、このように逆流した排気空間の空気は、連通路に近接して配置された開口から車載機器の冷却空気として取り込まれてしまう。

排気空間には、車室内の冷却を終えた空気が滞留しており、また元来冷却範囲として設計されていないので、車外からの環境影響（直射日光など）を受けやすい。そのため、排気空間の空気温度は、車室内の空気温度に比較して高くなっていることが多い。この結果、高温の空気が車載機器の冷却空気として用いられてしまい、冷却能力が低下するという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、排気空間の空気の混入による冷却能力の低下を抑制する冷却装置を提供することである。

この発明によれば、車室内の空気を用いて車載機器を冷却する冷却装置である。この発明に係る冷却装置は、車室内の空気を流動可能とするために車室内と排気空間とを連通する連通路における車室内側の開口に近接して配置され、車載機器を冷却するために車室内から冷却空気を取り込む空気吸入口と、車載機器を冷却した後の冷却空気を車室外へ排出する空気排出路と、車室内と排気空間との圧力差に応じて、排気空間から連通路を介して車室内へ流れる空気を制限するための制限手段とを備える。

この発明によれば、空気排出路から車載機器を冷却した後の冷却空気が車室外へ排出されて、車室内の圧力が低下した場合であっても、制限手段が車室内と排気空間との圧力差に応じて、排気空間から連通路を介して車室内へ流れる空気を制限する。これにより、排気空間の空気が車室内に逆流することを回避できる。したがって、車載機器を冷却するための冷却空気を取り込む空気吸入口が連通路と近接して配置されている場合であっても、連通路を流れた排気空間の空気が冷却空気として取り込まれてしまうことを回避できる。よって、排気空間における高温の空気が冷却空気として用いられることがないので、冷却装置の冷却能力の低下を抑制できる。同時に、排気空間の空気が車室内に逆流することによる車内快適性の低下を抑制できる。

好ましくは、制限手段は、連通路に配置され、車室内と排気空間との圧力差により可動に構成された感圧部材からなり、感圧部材は、車室内の圧力が排気空間の圧力に比較して低いときに、連通路を流れる空気量を小さくするように構成される。

好ましくは、制限手段は、連通路に配置され、制御指令に応じて連通路を流れる空気量を変化可能に構成され、この発明に係る冷却装置は、冷却空気を車室内に吹き出し可能、かつ内気循環モードまたは外気導入モードを選択可能に構成された温度調整機構における選択中のモードを検知するモード検知手段と、モード検知手段により検知されるモードに応じて、制限手段により連通路を流れる空気量を制御する制御手段とをさらに備える。

好ましくは、制御手段は、選択中のモードとして内気循環モードが検知されると、連通路を流れる空気量を小さくする。

好ましくは、空気吸入口は、連通路における車室内側の開口とは異なる開口を介して車室内から冷却空気を取り込むように構成される。

好ましくは、連通路は、空気吸入口を介して取り込まれた車室内の空気の少なくとも一部を排気空間へ流動可能な位置に開口される。

好ましくは、連通路は、空気吸入口を介して取り込まれた車室内の空気の少なくとも一部を排気空間へ流動可能な位置に開口され、車載機器は、充放電可能に構成された二次電池を含む。そして、この発明に係る冷却装置は、二次電池の電池温度を検知する電池温度検知手段をさらに備え、制御手段は、さらに、電池温度検知手段により検知される電池温度に基づいて、制限手段により連通路を流れる空気量を変化させる。

この発明によれば、排気空間の空気の混入による冷却能力の低下を抑制する冷却装置を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う冷却装置を搭載した車両１００の概略構成図を示す。

図１を参照して、車両１００は、一例としてエンジン（図示せず）に加えて、駆動力を発生可能な電気モータ（図示せず）を備えるハイブリッド車両である。

この発明の実施の形態１に従う冷却装置は、車室内（搭乗空間）２４より車両後方側のトランクルーム（搭乗空間以外の空間）１８に配置される。特に、この冷却装置は、車室内２４に配置される前部座席２０および後部座席２２のうち、後部座席２２の背面と近接して配置される。また、この冷却装置は、車両幅方向の両側のタイヤハウスを避けるように車両幅方向のほぼ中央部に配置される。そして、この冷却装置は、車室内２４の空気を用いて、車載機器の一例である二次電池４を冷却する。

二次電池４は、一例として、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などからなり、電気モータ（図示せず）および発電機（図示せず）の少なくとも一方と電気的に接続され、充放電可能に構成される。そして、二次電池４は、たとえば、角型のバッテリセル（通常１．２Ｖ程度の出力電圧）が複数個直列に接続されて１個のバッテリモジュールを形成し、さらに多数（２０〜３０個）のバッテリモジュールを直列に接続してバッテリパックとして構成される。さらに、バッテリパックとして構成された二次電池４は、冷却空気がバッテリパックの表面と接触しながら流れるように形成されたバッテリケース内に格納される。

そして、この発明の実施の形態１に従う冷却装置は、空気吸入口８と、冷却ファン６と、空気排出路１０とを備える。

空気吸入口８は、リアガラスの下方部位に位置するリアパッケージトレイ（通常、オーディオのスピーカーなどが設置される部材）に開口しており、二次電池４を冷却するために車室内２４の車室内空気（以下、「冷却空気」とも称す）を取り込む。冷却ファン６は、空気吸入口８と二次電池４とを接続するダクトの途中に介挿され、空気吸入口８により取り込まれた冷却空気を吸入する。空気吸入口８に接続されるダクトは、紙面上方から紙面下方に延びるように配置されているため、冷却空気は、図１の矢印で示されるように紙面上方から紙面下方に流れる。この冷却空気は、冷却ファン６によって二次電池４に供給される。

空気排出路１０は、二次電池４についての冷却空気の供給端と反対側の端に接続され、二次電池４を冷却した（バッテリモジュールの間を流れた）後の冷却空気を車室内２４の外へ排出する。図１においては、一例として、空気排出路１０が冷却空気をトランクルームへ排出する構成を図示するが、車両１００の車外へ排出するように構成してもよい。

また、車両１００は、温度調整機構３０と、連通路１２とをさらに備える。
温度調整機構３０は、吹き出し口３２から車室内２４へ吹き出す空気を、コンプレッサ・エバポレータなどを含む一般的構成の冷凍サイクルによって冷却および除湿する冷房機構（図示せず）を備える。そして、温度調整機構３０は、吹き出し口３２から車室内２４へ空気を吹き出すためのブロワファン３６をさらに備える。また、温度調整機構３０は、車外から空気を取り入れる外気導入状態（外気導入モード）と車室内２４の空気を循環させる内気循環状態（内気循環モード）とを選択可能とするための内外気切換ダンパ３８をさらに備える。

内外気切換ダンパ３８は、電気モータや空気アクチュエータにより作動し、図示しない外部ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの制御指令（内外気切換ダンパ指令）に応じて、２つの位置のうちいずれか一方の位置をとる。具体的には、内外気切換ダンパ３８が紙面下側にあるときは外気導入モードとなり、内外気切換ダンパ３８が図１の紙面上側にあるときは内気循環モードとなる。

外気導入モードにおいて、内外気切換ダンパ３８は、車外に開口された外気取入れ口３４から車外の空気を温度調整機構３０に導入する。一方、内気循環モードにおいて、内外気切換ダンパ３８は、車室内２４に開口された内気取入れ口３３から車室内２４の空気を温度調整機構３０に導入する。

連通路１２は、リアパッケージトレイの空気吸入口８の開口に隣接した位置に異なる開口を有しており、車室内２４とトランクルーム１８とを連通する。そして、連通路１２は、外気導入モードにおいて吹き出し口３２から吹き出され、車室内２４を流動した後の空気をトランクルーム１８へ排出する。すなわち、連通路１２は、車室内２４の空気流動により生じる動圧を低減することで車室内２４の空気流動を可能とし、新鮮な車外空気を車室内２４に導入する。この結果、外気導入モードであれば、車両１００のリアガラスにも車外空気が接することになり、フロントガラスのみならずリアガラスについても、曇りにくくなる。

この発明の実施の形態１に従う冷却装置は、逆流防止ダンパ１４と、制御装置２とをさらに備える。

逆流防止ダンパ１４は、連通路１２の開口部に配置され、制御装置２からの制御指令（逆流防止ダンパ指令）に応じて、連通路１２を流れる空気量を変化させる制限手段である。一例として、逆流防止ダンパ１４は、制御装置２からの制御指令に応じて、連通路１２を開放状態または閉塞状態のいずれかにする。具体的には、逆流防止ダンパ１４が図１の紙面下側にあるときは連通路１２が開放状態となり、逆流防止ダンパ１４が紙面上側にあるときは連通路１２が閉塞状態となる。なお、逆流防止ダンパ１４は、上述した内外気切換ダンパ３８と同様に、電気モータや空気アクチュエータにより作動する。

制御装置２は、空気排出路１０からの冷却空気の排出に伴う車室内２４の圧力低下（負圧状態）が生じたときに、トランクルーム１８の空気が連通路１２を介して車室内２４に逆流しないように、逆流防止ダンパ１４を制御する。特に、トランクルーム１８の空気は、直射日光などを受けて上昇することが多く、このような比較的高温の空気が連通路１２を介して冷却空気に混入すると、冷却装置における冷却能力が低下してしまう。そこで、制御装置２は、逆流防止ダンパ１４を制御して、トランクルーム１８からの逆流を制限する。

一例として、制御装置２は、内外気切換ダンパ３８へ与えられる内外気切換ダンパ指令を受けて、温度調整機構３０において選択中のモードを検知し、検知された選択中のモードに応じて、逆流防止ダンパ１４に制御指令を与える。具体的には、外気導入モードにおいて、制御装置２は、導入された車外空気が車室内２４を可能な限り流動できるように、逆流防止ダンパ１４を制御して連通路１２を流れる空気量を最大（開放状態）にする。このとき、空気排出路１０から排出される冷却空気量は、吹き出し口３２から車室内２４へ吹き出される車外空気量に比較して少ないので、車室内２４の圧力がトランクルーム１８の圧力に比較して低くなることはない。そのため、トランクルーム１８の空気が連通路１２を介して車室内２４に逆流することは生じ難い。

一方、内気循環モードにおいては、制御装置２は、トランクルーム１８の空気が車室内２４に逆流しないように、逆流防止ダンパ１４を制御して連通路１２を流れる空気量を略ゼロ（閉塞状態）にする。すなわち、内気循環モードにおいては、車室内２４に導入される空気が存在しないため、空気排出路１０からの冷却空気の排出に伴い車室内２４の圧力低下（負圧状態）が生じるが、逆流防止ダンパ１４が連通路１２を閉塞するので、トランクルーム１８からの逆流を回避できる。これにより、高温の空気がトランクルーム１８から車室内２４に逆流することによる冷却能力の低下を抑制できる。

図２は、従来の車両における車室内の空気の流れを示す概念図である。
図２（ａ）は、外気導入モードである。

図２（ｂ）は、内気循環モードである。
図２（ａ）を参照して、外気導入モードにおいては、車外から取り込まれた車外空気５４は、吹き出し口３２から吹き出される。そして、吹き出された空気５０は、車両後方に流れていき、その一部である空気５０ａは、空気吸入口８で取り込まれて冷却に使用された後に空気排出路１０から排出される（空気５２）。一方、残りの空気５０ｂは、連通路１２を介してトランクルーム１８に排出される。

図２（ｂ）を参照して、内気循環モードにおいては、吹き出し口３２から吹き出された空気６０は、車室内２４を循環する。そして、循環する空気６０の一部である空気６０ａは、空気吸入口８で取り込まれて冷却に使用された後に空気排出路１０から排出される（空気６２）。この空気排出路１０による空気６２の排出に伴い、車室内２４の圧力が低下するので、排出された空気６２の一部である空気６２ａは、連通路１２を逆流して車室内２４へ流入する。そして、車室内２４に流入した空気６２ａは、連通路１２における車室内２４側の開口に近接して配置される空気吸入口８で取り込まれる。このように、従来の車両においては、連通路１２を逆流する空気６２ａにより、冷却装置の冷却能力が低下する場合があった。

図３は、この発明の実施の形態１における車室内の空気の流れを示す概念図である。
図３（ａ）は、外気導入モードである。

図３（ｂ）は、内気循環モードである。
図３（ａ）を参照して、外気導入モードにおいては、車外から取り込まれた車外空気５４は、吹き出し口３２から吹き出される。そして、吹き出された空気５０は、車両後方に流れていき、その一部である空気５０ａは、空気吸入口８で取り込まれて冷却に使用された後に空気排出路１０から排出される（空気５２）。一方、逆流防止ダンパ１４は、連通路１２を開放状態に維持するため、残りの空気５０ｂは、連通路１２を介してトランクルーム１８に排出される。すなわち、上述した図２（ａ）と同様の空気の流れが生じる。

図３（ｂ）を参照して、内気循環モードにおいては、吹き出し口３２から吹き出された空気６０は、車室内２４を循環する。そして、循環する空気６０の一部である空気６０ａは、空気吸入口８で取り込まれて冷却に使用された後に空気排出路１０から排出される（空気６２）。この空気排出路１０による空気６２の排出に伴い、車室内２４の圧力が低下するが、逆流防止ダンパ１４が連通路１２を閉塞状態に維持するため、排出された空気６２の一部である空気６２ａは、連通路１２の逆流を制限される。一方、排出された空気６２の別の一部である空気６２ｂは、空気吸入口８と離れた位置にある後部座席２２の隙間などから車室内２４へ流入する。そのため、この空気６２ｂは、空気吸入口８で取り込まれることなく、空気６０とともに車室内２４を循環する。

このように、制御装置２は、選択中のモードに応じて、連通路１２を開放状態または閉塞状態に切換えることで、車室内２４とトランクルーム１８（排気空間）との圧力差に応じて生じる高温空気の逆流を制限する。

図４は、この発明の実施の形態１における制御装置２の制御構造を示すフローチャートである。

図４を参照して、制御装置２は、内外気切換ダンパ指令に基づいて選択中のモードを検知する（ステップＳ１００）。そして、検知されたモードが外気導入モードであれば（ステップＳ１００において「外気導入」）、制御装置２は、逆流防止ダンパ１４に制御指令を与え、連通路１２を開放状態にする（ステップＳ１０２）。

また、検知されたモードが内気循環モードであれば（ステップＳ１００において「内気循環」）、制御装置２は、逆流防止ダンパ１４に制御指令を与え、連通路１２を閉塞状態にする（ステップＳ１０４）。

以下、制御装置２は、上述の処理を所定周期（たとえば、１００ｍｓｅｃ）で繰返し実行する。

この発明の実施の形態１においては、逆流防止ダンパ１４が「制限手段」を実現し、制御装置２が「モード検知手段」および「制御手段」を実現する。

なお、この発明の実施の形態１においては、逆流防止ダンパ１４が連通路１２を開放状態または閉塞状態のいずれかにする構成について説明したが、複数段階または無段階的にその位置を変化可能な逆流防止ダンパを用いることもできる。このような逆流防止ダンパを用いる場合には、車室内２４の圧力およびトランクルーム１８の圧力に応じて、連通路１２を流れる空気量を変化させることが可能となるため、内気循環モードにおいて車室内が過剰な負圧状態になることを回避しつつ、冷却性能の低下も抑制できる。同時に、トランクルーム１８の空気が車室内２４へ逆流することによる車内快適性の低下を抑制できる。

この発明の実施の形態１によれば、空気排出路１０から二次電池４を冷却した後の冷却空気が車室内２４の外部にあるトランクルーム１８へ排出されることにより、車室内２４の圧力が低下する場合において、トランクルーム１８から連通路１２を介して車室内２４へ逆流する空気の流れを遮断できる。このため、空気吸入口８がリアパッケージトレイの連通路１２と近接した位置に開口している場合であっても、そのような逆流空気が冷却空気として取り込まれることを回避できる。よって、トランクルーム１８に滞留する高温の空気が冷却空気として用いられることがないので、冷却装置の冷却能力の低下を抑制できる。

［変形例］
上述のこの発明の実施の形態１においては、制御指令に応じて、電気モータや空気アクチュエータにより作動する逆流防止ダンパ１４で制限手段を実現する構成について説明したが、車室内と排気空間との圧力差を利用する感圧部材により実現することもできる。すなわち、排気空間から車室内への空気の逆流は、車室内の圧力が排気空間の圧力に比較して低い場合（負圧状態）にのみ生じるので、このような圧力差に応じて作動する機構を用いることで、制御装置を不要とする簡素な構成を採用できる。

図５は、この発明の実施の形態１の変形例に従う冷却装置の要部を示す図である。
図５（ａ）は、車室内２４の圧力が排気空間（トランクルーム１８）の圧力に比較して高い場合を示す。

図５（ｂ）は、車室内２４の圧力が排気空間（トランクルーム１８）の圧力に比較して低い場合を示す。

図５（ａ）および図５（ｂ）を参照して、この発明の実施の形態１の変形例に従う冷却装置は、制限手段を実現する感圧部材１５を備える。感圧部材１５は、連通路１２の流路断面を閉塞可能に配置された可動部材であり、その一面に車室内２４の圧力Ｐｒを受け、対向する面にトランクルーム１８の圧力Ｐｔを受ける。そのため、感圧部材１５は、車室内２４とトランクルーム１８との圧力差（｜Ｐｒ−Ｐｔ｜）および連通路１２の流路断面積の積に応じた力を受けて、連通路１２を開放状態（図５（ａ））または閉塞状態（図５（ｂ））とするように可動する。なお、感圧部材１５の材質としては、ゴムなどの柔軟性を有する材料が挙げられる。

このように、感圧部材１５は、車室内２４とトランクルーム１８との圧力差に応じて作動する。図５（ａ）に示すように、車室内２４の圧力Ｐｒがトランクルーム１８の圧力Ｐｔに比較して高い場合（外気導入モード時）には、連通路１２が開放状態に維持されるため、車室内２４に吹き出された空気の一部である空気５０ｂは、トランクルーム１８への排出を制限されない。そのため、十分な量の車外空気を車室内２４に導入することができる。

一方、図５（ｂ）に示すように、車室内２４の圧力Ｐｒがトランクルーム１８の圧力Ｐｔに比較して低い場合（内気循環モード時）には、連通路１２が閉塞状態に維持されるため、トランクルーム１８に排出された空気６２の一部である空気６２ａは、連通路１２の逆流を制限される。そのため、トランクルーム１８から逆流した空気の混入による冷却能力の低下を抑制できる。

上述したように、感圧部材１５は、車室内２４とトランクルーム１８との圧力差により生じる圧力を受けて可動するので、電力や圧空などの駆動源および制御指令を与える制御装置２（図１）が不要になる。

なお、感圧部材１５は、自重によって連通路１２を閉塞するように作用することが望ましく、図５においては、感圧部材１５は、垂直上方を支点とした円弧運動可能なように構成される。

この発明の実施の形態１の変形例においては、感圧部材１５が「制限手段」を実現する。

この発明の実施の形態１の変形例によれば、この発明の実施の形態１の効果に加えて、制御装置および駆動源が不要となるので、実現するための構成が簡素化でき、その結果、製造コストを抑えることも可能となる。

［実施の形態２］
上述したこの発明の実施の形態１においては、リアパッケージトレイに空気吸入口および連通路がそれぞれ開口している構成について説明した。一方、この発明の実施の形態２においては、リアパッケージトレイには空気吸入口のみが開口しており、空気吸入口と接続されるダクト内に連通路が開口している構成について説明する。

図６は、この発明の実施の形態２に従う冷却装置を搭載した車両２００の概略構成図を示す。

図６を参照して、この発明の実施の形態２に従う車両１００は、図１に示す車両２００において、連通路１２、逆流防止ダンパ１４、冷却ファン６および制御装置２に代えて、それぞれ連通路１２＃、逆流防止ダンパ１４＃、冷却ファン６＃および制御装置２＃を配置し、かつ、電池温度検知部１６をさらに備えたものと等価である。車両２００のその他については、図１に示す車両１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

連通路１２＃は、空気吸入口８と冷却ファン６＃とを接続するダクトの途中に開口しており、車室内２４とトランクルーム１８とを連通する。そのため、外気導入モードにおいて吹き出し口３２から吹き出された後、車室内２４を流動した後の空気は、空気吸入口８で取り込まれて、その一部が連通路１２＃を介してトランクルーム１８へ流動される。なお、空気吸入口８で取り込まれた残りの空気は、二次電池４の冷却に使用される。

逆流防止ダンパ１４＃は、連通路１２＃の開口部に配置され、制御装置２＃からの制御指令（逆流防止ダンパ指令）に応じて、連通路１２＃を流れる空気量を変化させる制限手段である。そして、逆流防止ダンパ１４＃は、制御装置２＃からの制御指令に応じて、連通路１２＃を開放状態または閉塞状態のいずれかにする。具体的には、逆流防止ダンパ１４＃が図６の紙面上側にあるときは連通路１２＃が開放状態となり、逆流防止ダンパ１４＃が紙面下側にあるときは連通路１２＃が閉塞状態となる。

さらに、逆流防止ダンパ１４＃は、制御装置２＃からの制御指令に応じて、開放状態における連通路１２＃の開度（流路面積）を連続的に変化させることができる。上述したように、空気吸入口８で取り込まれた空気のうち、トランクルーム１８へ排出される空気の量は、逆流防止ダンパ１４＃の開度に応じて定まる。そのため、二次電池４を冷却するために供給される冷却空気の量は、逆流防止ダンパ１４＃の開度および冷却ファン６＃の風量に依存することになる。その他については、逆流防止ダンパ１４と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

冷却ファン６＃は、制御装置２＃からの制御指令（冷却ファン風量指令）に応じて、その回転数を変化させて、空気吸入口８を介して吸引される冷却空気の風量を変化させる。その他については、冷却ファン６と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

電池温度検知部１６は、二次電池４を構成する１または複数のバッテリセルもしくはバッテリモジュールの温度を検知し、その検知結果を制御装置２＃へ送信する。なお、複数のバッテリセルもしくはバッテリモジュールの温度が検知された場合には、平均値処理などを行ない、代表値を制御装置２＃へ送信するように構成してもよい。

制御装置２＃は、空気排出路１０からの冷却空気の排出に伴う車室内２４の圧力低下（負圧状態）により、トランクルーム１８の空気が連通路１２＃を逆流して車室内２４に戻らないように、逆流防止ダンパ１４＃を制御する。さらに、制御装置２＃は、二次電池４が過冷却になるのを回避するため、二次電池４の電池温度Ｔｂに応じて、逆流防止ダンパ１４＃の開度および冷却ファン６＃の風量の少なくとも一方を制御する。

この発明の実施の形態１における制御装置２と同様に、制御装置２＃は、外気導入モードまたは内気循環モードのいずれが選択中であるかを検知し、検知されたモードに応じて、逆流防止ダンパ１４＃に制御指令を与える。具体的には、制御装置２＃は、外気導入モードにおいて、連通路１２＃を開放状態にする一方、内気循環モードにおいて、連通路１２＃を閉塞状態（開度がゼロ）にする。これにより、高温の空気がトランクルーム１８から車室内２４に逆流することによる冷却能力の低下を抑制できる。

さらに、制御装置２＃は、検知された二次電池４の電池温度Ｔｂに応じて、逆流防止ダンパ１４＃の開度制御（外気導入モード時）または、冷却ファン６＃の風量制御（内気循環モード時）を行ない、二次電池４が過冷却となるのを回避する。

図７は、この発明の実施の形態２における車室内の空気の流れを示す概念図である。
図７（ａ）は、外気導入モードである。

図７（ｂ）は、内気循環モードである。
図７（ａ）を参照して、外気導入モードにおいては、車外から取り込まれた車外空気７４は、吹き出し口３２から吹き出される。そして、吹き出された空気７０は、車両後方に流れていき、空気吸入口８により取り込まれる（空気７０ａおよび７０ｂ）。そして、逆流防止ダンパ１４＃により連通路１２＃が開放状態にされているので、空気７０ｂは連通路１２＃を介してトランクルーム１８へ排出される一方、空気７０ａは冷却に使用された後に空気排出路１０から排出される（空気７２）。

さらに、制御装置２＃は、二次電池４の電池温度Ｔｂに応じて、逆流防止ダンパ１４＃の開度を制御することで、二次電池４に供給される冷却空気（空気７０ａ）の量を調整し、二次電池４の過冷却を回避する。

図７（ｂ）を参照して、内気循環モードにおいては、吹き出し口３２から吹き出された空気８０は、車室内２４を循環する。そして、循環する空気８０の一部である空気８０ａが空気吸入口８で取り込まれる。そして、逆流防止ダンパ１４＃により連通路１２＃が閉塞状態にされているので、取り込まれた空気８０ａはすべて冷却に使用される。冷却に使用された空気８０ａは、空気排出路１０から空気８２として排出される。この空気排出路１０による空気８２の排出に伴い、車室内２４の圧力が低下するが、連通路１２＃が閉塞状態に維持されるため、排出された空気８２の一部である空気８２ａは、トランクルーム１８から連通路１２＃への逆流を制限される。

一方、排出された空気８２の別の一部である空気８２ｂは、空気吸入口８と離れた位置にある後部座席２２の隙間などから車室内２４へ流入する。そのため、この空気８２ｂは、空気吸入口８で取り込まれることなく、空気８０とともに車室内２４を循環する。

さらに、制御装置２＃は、二次電池４の電池温度Ｔｂに応じて、冷却ファン６＃の風量を制御することで、二次電池４に供給される冷却空気（空気８０ａ）の量を調整し、二次電池４の過冷却を回避する。

図８は、この発明の実施の形態２における制御装置２＃の制御構造を示すフローチャートである。

図８を参照して、制御装置２＃は、内外気切換ダンパ指令に基づいて選択中のモードを検知する（ステップＳ２００）。そして、外気導入モードが選択中であると検知すると（ステップＳ２００において「外気導入」）、制御装置２＃は、逆流防止ダンパ１４＃に制御指令を与え、連通路１２＃を開放状態にする（ステップＳ２０２）。

そして、制御装置２＃は、二次電池４の電池温度Ｔｂを検知する（ステップＳ２０４）。電池温度Ｔｂが所定の基準温度（たとえば、２５℃）より高い場合（ステップＳ２０４において「高」の場合）には、制御装置２＃は、より多くの冷却空気を二次電池４へ供給するために、逆流防止ダンパ１４＃に制御指令を与え、現在の開度より小さな開度に変更する（ステップＳ２０６）。一方、電池温度Ｔｂが所定の基準温度より低い場合（ステップＳ２０４において「低」の場合）には、制御装置２＃は、二次電池４への冷却空気の供給量を少なくするために、逆流防止ダンパ１４＃に制御指令を与え、現在の開度より大きな開度に変更する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０６またはＳ２０８の実行後、制御装置２＃は、最初の処理に戻る。

一方、内気循環モードが選択中であると検知すると（ステップＳ２００において「内気循環」）、制御装置２＃は、逆流防止ダンパ１４＃に制御指令を与え、連通路１２＃を閉塞状態にする（ステップＳ２１０）。

そして、制御装置２＃は、二次電池４の電池温度Ｔｂを検知する（ステップＳ２１２）。電池温度Ｔｂが所定の基準温度より高い場合（ステップＳ２１２において「高」の場合）には、制御装置２＃は、より多くの冷却空気を二次電池４へ供給するために、冷却ファン６＃に制御指令を与え、風量を現在の風量より増加させる（ステップＳ２１４）。一方、電池温度Ｔｂが所定の基準温度より低い場合（ステップＳ２１２において「低」の場合）には、制御装置２＃は、二次電池４への冷却空気の供給量を少なくするために、冷却ファン６＃に制御指令を与え、風量を現在の風量より減少させる（ステップＳ２１６）。ステップＳ２１４またはＳ２１６の実行後、制御装置２＃は、最初の処理に戻る。

この発明の実施の形態２においては、逆流防止ダンパ１４＃が「制限手段」を実現し、制御装置２＃が「モード検知手段」、「制御手段」および「電池温度検知手段」を実現する。

なお、上述のこの発明の実施の形態２においては、二次電池４の過冷却を防止する構成について説明したが、このような過冷却防止の制御を行なわない構成であっても本発明の目的を達成できることは言うまでもない。すなわち、本発明に係る冷却装置は、この発明の実施の形態１およびその変形例と同様に、トランクルーム１８の空気が連通路１２＃を介して車室内２４に逆流しないように制限することにより、冷却性能の低下を抑制することを本質的な特徴点とするものである。

この発明の実施の形態２によれば、空気排出路１０から二次電池４を冷却した後の冷却空気が車室内２４の外部にあるトランクルーム１８へ排出されることにより、車室内２４の圧力が低下する場合において、トランクルーム１８から連通路１２を介して車室内２４へ逆流する空気の流れを遮断できる。このため、そのような逆流空気が冷却空気として取り込まれることを回避できる。よって、トランクルーム１８に滞留する高温の空気が冷却空気として用いられることがないので、冷却装置の冷却能力の低下を抑制できる。同時に、トランクルーム１８の空気が車室内２４へ逆流することによる車内快適性の低下を抑制できる。

また、この発明の実施の形態２によれば、外気導入モードおよび内気循環モードのいずれが選択されていても、逆流防止ダンパ１４＃の開度制御または冷却ファン６＃の風量制御を行なうことで、二次電池４が過冷却となるのを回避できる。よって、二次電池４の温度上昇による劣化進行を抑制するとともに、過冷却による充放電能力の低下を抑制できる。

また、この発明の実施の形態２によれば、リアパッケージトレイには空気吸入口８だけが開口されるので、車室内とトランクルーム１８とを連通する連通路をさらに配置する場合に比較して、構造をより簡素化でき、製造コストを抑制できる。

［その他の実施の形態］
なお、この発明の実施の形態１および２、ならびにこの発明の実施の形態１の変形例においては、車載機器の一例として二次電池を冷却する車両用冷却装置について説明したが、冷却対象はこれに限定されるものではない。すなわち、冷却対象は、蓄電装置を構成するコンデンサや、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどがパッケージ化されたパワーコントロールユニットであってもよい。

また、この発明の実施の形態１および２、ならびにこの発明の実施の形態１の変形例においては、ハイブリッド車両に搭載される場合について説明したが、電気自動車などに搭載することも好適である。

また、この発明の実施の形態１および２、ならびにこの発明の実施の形態１の変形例においては、本発明に係る冷却装置をいわゆるセダン型車両に搭載する構成について説明したが、ハッチバック型車両やワゴン型車両などにも搭載が可能である。ハッチバック型車両やワゴン型車両においては、トランクルームが小さいまたは存在しないこともあるが、このような場合には、トランクルーム以外の空間を排気空間にすることができる。

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、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許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。

この発明の実施の形態１に従う冷却装置を搭載した車両の概略構成図である。 従来の車両における車室内の空気の流れを示す概念図である。 この発明の実施の形態１における車室内の空気の流れを示す概念図である。 この発明の実施の形態１における制御装置の制御構造を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１の変形例に従う冷却装置の要部を示す図である。 この発明の実施の形態２に従う冷却装置を搭載した車両の概略構成図である。 この発明の実施の形態２における車室内の空気の流れを示す概念図である。 この発明の実施の形態２における制御装置の制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

２，２＃ 制御装置、４ 二次電池、６，６＃ 冷却ファン、８ 空気吸入口、１０ 空気排出路、１２，１２＃ 連通路、１４，１４＃ 逆流防止ダンパ、１５ 感圧部材、１６ 電池温度検知部、１８ トランクルーム、２０ 前部座席、２２ 後部座席、２４ 車室内、３０ 温度調整機構、３２ 吹き出し口、３３ 内気取入れ口、３４ 外気取入れ口、３６ ブロワファン、３８ 内外気切換ダンパ、５０，５０ａ，５０ｂ，５２，６０，６０ａ，６２，６２ａ，６２ｂ，７０，７０ａ，７０ｂ，７２，８０，８０ａ，８２，８２ａ，８２ｂ 空気、５４，７４ 車外空気、１００，２００ 車両。

Claims (4)

1. 車室内の空気を用いて車載機器を冷却する冷却装置であって、
   前記車室内の空気を流動可能とするための前記車室内と排気空間とを連通する連通路と、
   前記連通路における前記車室内側の開口に近接して配置され、前記連通路における前記車室内側の開口とは異なる開口であって、前記車載機器を冷却するために前記車室内から冷却空気を取り込む空気吸入口と、
   前記車載機器を冷却した後の前記冷却空気を車室外へ排出する空気排出路と、
   前記車室内と前記排気空間との圧力差に応じて、前記排気空間から前記連通路を介して前記車室内へ流れる空気を制限するための制限手段とを備え、
   前記制限手段は、前記連通路に配置され、前記車室内と前記排気空間との圧力差を受けて、前記連通路を閉塞状態および開放状態にすることができるように構成された感圧部材を含み、
   前記感圧部材は、前記車室内の圧力が前記排気空間の圧力に比較して低いときに、前記連通路を閉塞状態にする一方で、前記車室内の圧力が前記排気空間の圧力に比較して高いときに、前記連通路を開放状態にするように構成される、冷却装置。
2. 前記空気吸入口は、車両のリアガラスの下方部位に設けられている、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記空気吸入口は、前記連通路における前記車室内側の開口と同一平面上に設けられている、請求項１または２に記載の冷却装置。
4. 前記感圧部材は、柔軟性を有する材質からなり、自重によって前記連通路を閉塞するように、重力上方側の支点として円弧運動可能に構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。

Images