JP5690108B2

JP5690108B2 - 電装収納箱の内部冷却構造

Info

Publication number: JP5690108B2
Application number: JP2010228412A
Authority: JP
Inventors: 康裕夘沢; 哲也板坂
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2030-10-08
Also published as: JP2012084314A

Description

本発明は、電装収納箱の内部冷却構造に関するものである。

近年、ディーゼル−電気ハイブリッドエンジンの開発が進められているが、この種のディーゼル−電気ハイブリッドエンジンは、ディーゼルエンジンのフライホイールハウジング内に超薄型の三相交流機を内蔵させ、エンジンの起動時には三相交流機をスタータとして作動させ、車両の発進加速時には三相交流機をトルクアシスト用モータとして作動させ、車両の制動時には三相交流機を電気ブレーキとして作動させることによって、三相交流機にディーゼルエンジンの補佐をさせ、ディーゼルエンジンの負担を軽減して、燃費の向上を図り且つディーゼルエンジンによる大気汚染物質の排出量を低減させるようにしたものである。

このようなディーゼル−電気ハイブリッドエンジンを搭載したハイブリッド自動車においては、モータ駆動用のバッテリ（ニッケル水素電池）を搭載する必要があり、しかも、このバッテリを効率良く空冷し得るようにしなければならないが、特にハイブリッド自動車がキャブオーバトラック等である場合には、バッテリをキャブ側に搭載することがスペース的に困難であるため、図６に示す如く、バッテリパック（電装収納箱）１をシャシフレーム２に対しブラケット３を介して架装させるようにしている。

図７に示す如く、前記バッテリパック１の内部には、多数の電池モジュール４ａから成るバッテリ４（電装品）が収容されており、吸気口５から取り込んだ外気６をインテークダクト７のＵ字型流路を通してブロワ８に導き、該ブロワ８からバッテリ４の直下に流し込んで各電池モジュール４ａ間を通し上方へ抜き出すことでバッテリ４を強制的に空冷するようにしており、各電池モジュール４ａ間を通し上方へ抜き出た外気６は、吸気口５と反対側のバッテリパック１の側壁１ａに開口された排気口９から外部へ排出されるようになっている。

ここでブロワ８から取り込まれた外気６は、冷却風として電池モジュール４ａ間に流れるように、ブロワ８から吸気チャンバ１０を介してバッテリ４の底面へ流れている。

尚、この種のバッテリパック１に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００８−８０９３０号公報

しかしながら、冷却風を吸気チャンバ１０から電池モジュール４ａ間に流すだけでは、電池モジュール４ａの間を流れる冷却風に流量のばらつきを生じ、各電池モジュール４ａに温度差が発生して電池モジュール４ａの電気容量の変化や高温に伴う劣化進行を生じるという問題があった。また吸気チャンバ１０の上流側の電池モジュール４ａは、下流側の電池モジュール４ａに比べて高温になるという問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、冷却風の流量のばらつきを抑制する電装収納箱の内部冷却構造を提供しようとするものである。

本発明は、電装収納箱内に取り込んだ冷却風を電装品の直下に流し込んで上方へ抜き出す電装収納箱の内部冷却構造であって、該電装収納箱内の前記電装品の直下の冷却風の流路下面に、前記電装品の温度差を低減するよう、流路下面から斜め上方へ向かう傾斜面を有して冷却風を斜め上方へ誘導する第一の凸部と、該第一の凸部の下流後方に位置し且つ流路下面から上方へ向かう障害面を有して冷却風を上方へ誘導する第二の凸部を備えたことを特徴とする電装収納箱の内部冷却構造、にかかるものである。

而して、このようにすれば、流路下面の凸部により冷却風の流れを誘導して電装品へ適切に冷却風を流すことができる。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、流路下面の凸部により冷却風を所望の方向へ誘導するので、冷却風の流量のばらつきを抑制して電装品の温度差を低減し、電装品の劣化進行等のばらつきを防止することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態例を示す概略図である。本発明を実施する形態例において電装品との関係を示す概略側面図である。本発明を実施する形態例において冷却風の流れを示す概略図である。第一凸部を示す拡大概略図である。第二凸部を示す拡大概略図である。ハイブリッド自動車のバッテリパックの斜視図である。図６のバッテリパックの内部の様子を示す斜視図である。

以下本発明の実施の形態例を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図５は本発明を実施する形態例を示すもので、図６、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１〜図５に示す如く形態例のバッテリパック（電装収納箱）１の内部には、多数の電池モジュール４ａから成るバッテリ（電装品）４が収容されており（図２参照）、バッテリ４の下部には、冷却風１１が流れる吸気チャンバ１２が配置されている。

吸気チャンバ１２は、バッテリ４の底面より大きい流路下面１３と、流路下面１３の両側に位置する流路側面１４と、流路下面１３の一端で冷却風１１の入口側に位置する流路入口面１５と、流路下面１３の他端で流路入口面１５に対向する流路端面１６とを備えている。

流路入口面１５には、ブロワ８（図７参照）から吸気チャンバ１２内へ冷却風１１を流すダクト１７が備えられている。ここでダクト１７は、冷却風１１の流路方向を、図１、図３に示す如く吸気チャンバ１２内での冷却風１１の流れ方向に対して斜め方向に向いても良いし、他の方向にしても良い。

流路下面１３には、図２に示す如く流路入口面１５側のバッテリ側面から延びる第一基準線Ｐ１と、流路端面１６側のバッテリ側面から延びる第二基準線Ｐ２との間に、第一の凸部１８及び第二の凸部１９が配置されている。また第一の凸部１８は、電池モジュール４ａの温度が高い領域に対応して配置されており、第二の凸部１９は、電池モジュール４ａの温度が高い領域に対応し且つ第一の凸部１８より下流後方に配置されている。ここで第一の凸部１８及び第二の凸部１９の位置を具体的に説明すると、第一の凸部１８及び第二の凸部１９の上端を基準位置にした場合、第一の凸部１８は、第一基準線Ｐ１から第二基準線Ｐ２までの距離ＬＳに対し、第一基準線Ｐ１より１０％の位置から３０％の位置までの距離に配置されており、第二の凸部１９は、第一の凸部１８より下流後方であり、且つ第一基準線Ｐ１から第二基準線Ｐ２までの距離ＬＳに対し、第一基準線Ｐ１より４０％の位置から６０％の位置までの距離に配置されている。また流路下面１３には、冷却風１１やバッテリ４から落下した水を排出するように排水穴（図示せず）を備えており、流路下面１３の底面は、排水穴に向かって傾斜していることが好ましい。

第一の凸部１８は、図４に示す如く流路下面１３から下流後方に沿って斜め上方へ向かう前方の傾斜面２０と、前方の傾斜面２０の上端から下流方向に沿って流路下面１３まで斜め下方へ向かう後方の傾斜面２１とを備えており、前方の傾斜面２０は、傾斜角度を水平面に対して２０°以上４０°以下の範囲で設定し、後方の傾斜面２１は、傾斜角度を水平面に対して１０°以上３０°以下の範囲で設定している。また第一の凸部１８は、上端の高さＬｈ１を、流路下面１３からバッテリ４の底面までの高さに対して１５％以上３０％以下の範囲に設定している。更に第一の凸部１８は、前方の傾斜面２０における水平方向の長さＬｆ１を、上端の高さＬｈ１に対して１５０％以上２００％以下の範囲に設定しており、後方の傾斜面２１における水平方向の長さＬｒ１を、上端の高さＬｈ１に対して３００％以上４００％以下の範囲に設定している。また前方の傾斜面２０及び後方の傾斜面２１は、流路下面１３の横幅における横幅Ｌｗ１を、必要に応じて所定の長さにしても良いし、流路下面１３の幅と同じ長さに設定しても良い。

一方、第二の凸部１９は、図５に示す如く流路下面１３から垂直に上方へ向かう障害面２２と、障害面２２の上端から下流方向に沿って流路下面１３まで斜め下方へ向かう後方の傾斜面２３とを備えており、後方の傾斜面２３は、傾斜角度を水平方向に対して１０°以上３０°以下の範囲で設定している。また第二の凸部１９は、上端の高さＬｈ２を、流路下面１３からバッテリ４の底面までの高さに対して２０％以上３５％以下の範囲に設定している。更に第二の凸部１９は、後方の傾斜面２３における水平方向の長さＬｒ２を、上端の高さＬｈ２に対して２５０％以上３００％以下の範囲に設定しており、また障害面２２及び後方の傾斜面２３は、流路下面１３の横幅における横幅Ｌｗ２を、必要に応じて所定の長さにしても良いし、流路下面１３の幅と同じ長さに設定しても良い。

次に、上記実施の形態例の作用を説明する。

図２、図３に示す如く冷却風１１をブロワ８（図７参照）からダクト１７を介して吸気チャンバ１２に流す際には、第一の凸部１８における前方の傾斜面２０により、冷却風１１を斜め上方へ誘導して一部の冷却風１１を強制的に高温の電池モジュール４ａ間に通し、高温の電池モジュール４ａを冷却する。同時に第一の凸部１８における後方の傾斜面２１や上端位置により、残りの冷却風１１を下流側へ流す。なお第一基準線Ｐ１に近傍に位置するバッテリ４の端部は、過冷却となる傾向にあるため、端側の電池モジュール４ａの入口を塞ぐことが好ましい。

そして第一の凸部１８より下流側へ冷却風１１を流した際には、第二の凸部１９における障害面２２により、冷却風１１を上方へ誘導して大部分の冷却風１１を強制的に他の高温の電池モジュール４ａ間に通し、所定の高温の電池モジュール４ａを冷却する。同時に第二の凸部１９における後方の傾斜面２１や上端位置により、残りの冷却風１１を下流側へ流して下流側の残りの電池モジュール４ａを冷却する。

而して、このように実施の形態例によれば、第一の凸部１８及び第二の凸部１９により冷却風１１を所望の方向へ誘導するので、冷却風１１の流量のばらつきを抑制して各電池モジュール４ａの温度差を低減し、電池モジュール４ａの電気容量の変化や劣化進行を防止することができる。

また実施の形態例において、第一の凸部１８は、冷却風１１を斜め上方へ誘導するように、流路下面１３から斜め上方へ向かう前方の傾斜面２０を有すると、冷却風１１の一部を所定の高温の電池モジュール４ａに流すと共に冷却風１１の残りを下流後方へ流し、冷却風１１の流れを調整するので、冷却風１１の流量のばらつきを抑制して各電池モジュール４ａの温度差を低減し、電池モジュール４ａの電気容量の変化や劣化進行を適切に防止することができる。ここで第一の凸部１８が、第一基準線Ｐ１より１０％の位置から３０％の位置にある場合、前方の傾斜面２０の角度が２０°以上４０°以下の範囲にある場合、後方の傾斜面２１の角度が１０°以上３０°以下の範囲にある場合、上端の高さＬｈ１が、流路下面１３からバッテリ４までの高さに対して１５％以上３０％以下の範囲にある場合には、所定の高温の電池モジュール４ａをより適切に冷却することができる。

更に実施の形態例において、第二の凸部１９は、冷却風１１を上方へ誘導するように、流路下面１３から上方へ向かう障害面２２を有すると、冷却風１１の大部分を所定の高温の電池モジュール４ａに流すと共に冷却風１１の残りを下流後方へ流し、冷却風１１の流れを調整するので、冷却風１１の流量のばらつきを抑制して各電池モジュール４ａの温度差を低減し、電池モジュール４ａの電気容量の変化や劣化進行を適切に防止することができる。ここで第二の凸部１９が、第一基準線Ｐ１より４０％の位置から６０％の位置にある場合、前方の障害面２２の角度が垂直である場合、後方の傾斜面２３の角度が１０°以上３０°以下の範囲にある場合、上端の高さＬｈ２が、流路下面１３からバッテリ４までの高さに対して２０％以上３５％以下の範囲にある場合には、所定の高温の電池モジュール４ａをより適切に冷却することができる。

また実施の形態例において凸部は、流路下面１３から斜め上方へ向かう前方の傾斜面２０を有する第一の凸部１８と、第一の凸部１８の下流後方に位置し且つ流路下面１３から方へ向かう障害面２２を有する第二の凸部１９とを備えると、冷却風１１を所望の方向へ最適に誘導するので、冷却風１１の流量のばらつきを一層抑制して各電池モジュール４ａの温度差を低減し、電池モジュール４ａの電気容量の変化や劣化進行を好適に防止することができる。

尚、本発明の電装収納箱の内部冷却構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、必要に応じて他の凸部を追加しても良いこと、傾斜面及び障害面に凹凸を備えても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１バッテリパック（電装収納箱）
４バッテリ（電装品）
１１冷却風
１３流路下面
１８第一の凸部
１９第二の凸部
２０前方の傾斜面
２０ａ前方の傾斜面
２２障害面

Claims

電装収納箱内に取り込んだ冷却風を電装品の直下に流し込んで上方へ抜き出す電装収納箱の内部冷却構造であって、該電装収納箱内の前記電装品の直下の冷却風の流路下面に、前記電装品の温度差を低減するよう、流路下面から斜め上方へ向かう傾斜面を有して冷却風を斜め上方へ誘導する第一の凸部と、該第一の凸部の下流後方に位置し且つ流路下面から上方へ向かう障害面を有して冷却風を上方へ誘導する第二の凸部を備えたことを特徴とする電装収納箱の内部冷却構造。