JP5677816B2

JP5677816B2 - 車両用バッテリ冷却装置

Info

Publication number: JP5677816B2
Application number: JP2010258900A
Authority: JP
Inventors: 則行大川
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: JP2012109185A

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリの冷却技術に関する。

ハイブリッド車両や電気自動車に搭載されるバッテリは充電及び放電時に高温となるので冷却装置を必要とする。

特許文献１に開示される車両用バッテリ冷却装置は、密閉されたバッテリケース内に、バッテリ及びケース内雰囲気冷却用の熱交換器を配置し、バッテリケース内に不活性ガス又は乾燥空気を封入している。不活性ガス又は乾燥空気を封入しているのは、絶縁性の低下、短絡、電子部品の故障の原因となる凝縮水が冷却時に生成しないようにするためである。

特開２００９−２５９７８５号公報

しかしながら、バッテリケースの内外温度差に起因する内外圧力差、バッテリケースを密閉するシールの経時劣化により、バッテリケースの気密性を長期にわたって保持することは難しい。バッテリケースの気密性が低下し、バッテリケース内に水分を含んだ空気が侵入すると、凝縮水の生成に起因する上記種々の問題が発生する。

なお、同様の問題は熱交換器によってバッテリを直接冷却する構成でも発生する。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、車両用バッテリ冷却装置において冷却時に生成する凝縮水による絶縁性の低下、短絡、電子部品の故障といった問題を回避することを目的とする。

第１の発明は、車両用バッテリ冷却装置において、バッテリを収容するバッテリケースと、前記バッテリケース内に配置されて前記バッテリケース内の空気又は前記バッテリを冷却する冷却器と、前記冷却器で生成された凝縮水を微細化又は気化して前記バッテリケース内に放出する加湿器と、を備え、前記バッテリケースにはケース内外を連通する連通孔が形成されており、前記連通孔には液相の水は通さないが水蒸気は通す仕切り部が設けられており、前記バッテリケース内の空気を前記バッテリケース内で循環させるように構成される、ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置である。

第２の発明は、第１の発明に係るバッテリ冷却装置において、前記バッテリケースにはケース内外を連通する連通孔が形成されており、前記連通孔は車体内部の水が入り込まない部位と接続されている、ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置である。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係るバッテリ冷却装置において、前記冷却器から滴下する凝縮水を受ける受け部を備え、前記加湿器は前記受け部に設けられる、ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置である。

第４の発明は、第１又は第２の発明に係るバッテリ冷却装置において、前記加湿器は、前記冷却器自体を振動させて凝縮水を微細化する、ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置である。

第１の発明によれば、バッテリ冷却時に生成する凝縮水は加湿器によって微細化又は気化されてバッテリケース内に放出されるので、凝縮水による絶縁性の低下、短絡、電子部品の故障といった問題を回避することができる。

第２、第３の発明によれば、バッテリケース内に溜まった水蒸気を連通孔を介してバッテリケース外に排出することができるので、バッテリケース内の結露を防止することができる。

第４の発明によれば、冷却器で生成した凝縮水を効率よく微細化又は気化することができる。

第５の発明によれば、車両用バッテリ冷却装置を小型化することができる。

本発明の実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置の概略構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用バッテリ冷却装置（以下、「冷却装置」という。）１０の概略構成を示している。

冷却装置１０は、バッテリケース１を備え、バッテリケース１内には、電気的に相互接続された複数のセルで構成されるバッテリ２と、ブロアファン及びモータからなるブロアファンユニット３と、バッテリ２の冷却に供された空気をブロアファンユニット３に導く上流側ダクト４と、ブロアファンユニット３から送出される空気をバッテリ２に導く下流側ダクト５と、下流側ダクト５に配置される冷却器６及び加湿器７と、が配置される。

下流側ダクト５のうち、冷却器６が設けられている部位の下方には、冷却器６で生成され冷却器６から滴下する凝縮水Ｗを受ける凹形状の受け部５ｒが形成されている。受け部５ｒは、冷却器６直下の傾斜面５ｓと水平な底面５ｂとで構成され、凝縮水Ｗはその全量が底面５ｂへと導かれるようになっている。また、加湿器７は底面５ｂに接触して設けられている。

冷却器６は、冷凍サイクル（エアコンサイクル）のエバポレータである。冷却器６は、ブロアファンユニット３から送出された空気とエバポレータ内部を流通する冷媒（例えば、Ｒ−１３４ａ）との間で熱交換を行わせることで、ブロアファンユニット３から送出された空気を冷却する。

加湿器７は超音波式加湿器である。加湿器７は、超音波振動子によって受け部５ｒに滴下した凝縮水に振動を加えて凝縮水を微細化し（霧状にし）、微細な水滴を下流側ダクト５内に放出させる。下流側ダクト５内にはブロアファンユニット３からの空気流があるので、微細な水滴は下流側ダクト５を通ってバッテリケース１内へと放出される。

また、バッテリケース１には、ケース内外を連通する連通孔１ｔが形成されている。連通孔１ｔには、液相の水は通さないが水蒸気は通す膜８が設けられており、当該膜８によってケース内外が仕切られている。

続いて、上記冷却装置１０の動作及び作用効果について説明する。

バッテリ２の冷却に供された空気は、上流側ダクト４、ブロアファンユニット３を介して冷却器６へと送られ、冷却される。そして、冷却された空気は下流側ダクト５を介して再びバッテリ２へと送られ、バッテリ２の冷却に供される。バッテリケース１内部の矢印はバッテリケース１内における空気の流れ方向を示しており、このようにバッテリケース１内を空気が循環することで、バッテリ２の冷却が行われる。

冷却器６で生成する凝縮水Ｗは、受け部５ｒへと滴下し、加湿器７によって微細化された後、下流側ダクト５を通ってバッテリケース１内へと放出される。凝縮水Ｗがバッテリ２に付着することはなく、凝縮水Ｗによる絶縁性の低下、短絡、電子部品の故障といった問題を回避することができる。

また、外部からバッテリケース１内への水蒸気の侵入は許容されているので、バッテリケース１を気密にする必要はなく、その分、製造コストを低減することができる。

また、バッテリケース１内の湿度がバッテリケース１外の湿度よりも高くなった場合には、バッテリケース１内の水蒸気が膜８を介してバッテリケース１外へと排出されるので、バッテリケース１内の結露を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、冷却器６を冷凍サイクルのエバポレータとしているが、ブロアファンユニット３から送られる空気を冷却できる装置であれば他装置、例えば、水冷プレート、ペルチェ素子であってもよい。

また、バッテリ２を冷却する構成は、ブロワファンユニット３からバッテリ２に送られる空気を冷却器６によって冷却する構成に限定されず、冷却器６をバッテリ２に接触させ、冷却器６によってバッテリ２を直接冷却する構成であってもよい。

また、加湿器７を冷却器６に取付け、冷却器６自体を振動させて冷却器６の表面に生成する凝縮水を微細化するようにしてもよい。この構成によれば、冷却器６と加湿器７とを一体化し、受け部５ｒをなくすことができるので、冷却装置１０を小型化することができる。

また、上記実施形態では、超音波式により凝縮水Ｗを微細化しているが、微細化することに代えて気化させるようにしてもよい。気化する方式としては、加熱式（例えば、凝縮水Ｗを直接加熱する方式）、気化式（例えば、凝縮水Ｗを浸透させたフィルタに通風する方式）があるが、バッテリ２の冷却効率を考慮すると常温のまま凝縮水Ｗを気化させる後者のほうが優れている。

なお、超音波式と気化式とでは、低温環境下であっても凝縮水Ｗの微細化が可能であるという点において前者の方が優れている。

また、上記実施形態では、連通孔１ｔに液相の水は通さないが水蒸気は通す膜８を設けているが、膜８に代えて、同様の特性を有し膜８よりも厚みを持った仕切り板を設けてもよい。さらに、膜８、仕切り板等の仕切り部を設ける代わりに、連通孔１ｔを車体内部の水が入り込まない部位、例えば、車室内、荷室内又はエンジンルーム内にダクト、パイプ等を介して接続するようにしてもよく、この構成によっても同様の効果が得られる。

１バッテリケース
２バッテリ
５ｒ受け部
６冷却器
７加湿器
８膜（仕切り部）
１０車両用バッテリ冷却装置
Ｗ凝縮水

Claims

車両用バッテリ冷却装置であって、
バッテリを収容するバッテリケースと、
前記バッテリケース内に配置されて前記バッテリケース内の空気又は前記バッテリを冷却する冷却器と、
前記冷却器で生成された凝縮水を微細化又は気化して前記バッテリケース内に放出する加湿器と、
を備え、
前記バッテリケースにはケース内外を連通する連通孔が形成されており、
前記連通孔には液相の水は通さないが水蒸気は通す仕切り部が設けられており、
前記バッテリケース内の空気を前記バッテリケース内で循環させるように構成される、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置。
請求項１に記載の車両用バッテリ冷却装置であって、
前記バッテリケースにはケース内外を連通する連通孔が形成されており、
前記連通孔は車体内部の水が入り込まない部位と接続されている、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置。
請求項１又は請求項２に記載の車両用バッテリ冷却装置であって、
前記冷却器から滴下する凝縮水を受ける受け部を備え、
前記加湿器は前記受け部に設けられる、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置。
請求項１又は請求項２に記載の車両用バッテリ冷却装置であって、
前記加湿器は、前記冷却器自体を振動させて凝縮水を微細化する、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却装置。