JP5954208B2 - 蓄電装置の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される蓄電装置の冷却構造に関し、より詳細には、蓄電装置に供給される温度調節用の空気の流通経路に流入した埃等の集塵に関する。

例えば、電池パックは、冷却ファンによって冷却風を供給して冷却することができる。このとき、冷却ファンの近傍に設けられる電池パックの吸気口には、異物混入を防止するためにルーバーを設けることができる（特許文献１）。

特開２００７−１７２９３９号公報 特開２０００−１３３２１７号公報 特開平５−０４８２８１号公報

特許文献１では、ルーバーが冷却風の吸気口（流通経路）を閉塞するように設けられている。このため、ルーバーによる冷却風の圧力損失や流量低下を抑制するために、ルーバーが設けられる吸気口の開口面積を大きくしている。しかしながら、ルーバーに捕集された埃等によってルーバーが目詰まりを起こして冷却経路が閉塞されてしまうと、吸気口の開口面積を大きくしても冷却風の圧力損失や流量低下を抑制できない。このため、頻繁にルーバー（フィルタ）を清掃したり、交換する必要がある。

そこで、本発明の目的は、蓄電装置に供給される温度調節用の空気の流通経路に流入する埃等を捕集するとともに、捕集された塵埃による冷却性能の低下を抑制させてメンテナンス作業頻度を低減することができる蓄電装置の冷却構造を提供することにある。

本願第１の発明は、車両に搭載される蓄電装置の冷却構造である。本冷却構造は、車両の走行に用いられるエネルギを出力する蓄電装置の温度調節用の空気を蓄電装置に供給するブロアと、蓄電装置に供給される空気の流通経路において、蓄電装置及びブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有する。捕集ダクトは、捕集ダクト内に流入する空気に遠心力を付与して空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、ガイド翼部よりも下流側に設けられ、旋回流が流れるダクト本体部と、旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、旋回流によってダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備える。そして、ガイド翼部は、中心軸体と、中心軸体から周方向外側に向かって配置された複数の翼部材と、を備えることができる。このとき、中心軸体は、捕集ダクト内に流入する空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成することができる。

本願第１の発明によれば、捕集ダクト内に空気の旋回流を発生させるとともに、旋回流によってダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を、旋回流が流れる方向に延びる捕集面によって捕集するので、フィルタ部によって捕集された塵埃による流通経路の閉塞を抑制でき、冷却性能の低下を抑制することができる。従って、捕集ダクトの清掃や交換などのメンテナンス作業頻度が低減される。また、捕集ダクトが蓄電装置及びブロアよりも上流側に配置されているので、例えば、蓄電装置とブロアとの間に配置される場合に比べて、捕集ダクトに対するメンテナンス作業性をより向上させることができる。そして、中心軸体が、捕集ダクト内に流入する空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成されているので、中心軸付近を流れる空気に含まれる塵埃が、旋回流によってダクト本体部の内周面に向かい易くすることができる。このため、捕集効率を向上させることができる。

フィルタ部は、ダクト本体部の内周面に設けることができ、旋回流が流れる方向に空洞でかつ内周面に沿って旋回流が流れる方向に延びる形状とすることができる。

ガイド翼部は、中心軸体から周方向外側に延びる翼部材の端部周囲に設けられる周壁部をさらに有することができる。このとき、周壁部は、中心軸体の形状に対応して、捕集ダクト内に流入する空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成することができる。中心軸体を、上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成すると、ガイド翼部の流路断面積が減少するが、この流路断面積の減少に対してガイド翼部の外形形状を上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるよう形成することで、流路断面積の減少を抑制することができ、冷却性能の低下を抑制することができる。

ダクト本体部は、空気が流れる方向に直交する方向からフィルタ部を内部に収容又は取り外すための開口部と、開口部を覆うカバー部材と、を備えることができ、フィルタ部をダクト本体部に対して着脱可能に構成することができる。このように構成することで、捕集ダクト自体の清掃や交換等を行わずに、フィルタ部のみの清掃や交換でメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業の効率化を図ることができる。

捕集ダクトを、車両の室内に面する吸気口とブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けることができる。このとき、吸気ダクトは、吸気口及び捕集ダクトに接続される第１吸気ダクトと、捕集ダクトを挟んで第１吸気ダクトの反対側に設けられ、ブロアの吸気側及び捕集ダクトに接続される第２吸気ダクトと、を含むように構成することができる。このように構成することで、蓄電装置の搭載位置や吸気口の位置に応じて設定される吸気ダクトに対して、捕集ダクトを容易に配設することができる。

また、車両の室内に面する吸気口とブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として捕集ダクトを設ける場合、吸気ダクトにおいてブロアよりも吸気口に近い部位に捕集ダクトを配置することができる。このように構成することで、車両の室内から捕集ダクトまでの距離が短くなるため、捕集ダクトの清掃や交換等が必要になった場合でも作業性が向上する。

本願第２の発明は、車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であり、車両の走行に用いられるエネルギを出力する蓄電装置の温度調節用の空気を前記蓄電装置に供給するブロアと、蓄電装置に供給される空気の流通経路において、蓄電装置及びブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有する。捕集ダクトは、捕集ダクト内に流入する空気に遠心力を付与して空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、ガイド翼部よりも下流側に設けられ、旋回流が流れるダクト本体部と、旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、旋回流によってダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備えている。ダクト本体部は、空気が流れる方向に直交する方向からフィルタ部を内部に収容又は取り外すための開口部と、開口部を覆うカバー部材と、を備えており、フィルタ部を、ダクト本体部に対して着脱可能に設けることができる。
また、本願第３の発明は、車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であり、車両の走行に用いられるエネルギを出力する蓄電装置の温度調節用の空気を蓄電装置に供給するブロアと、蓄電装置に供給される空気の流通経路において、蓄電装置及びブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有する。捕集ダクトは、捕集ダクト内に流入する空気に遠心力を付与して空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、ガイド翼部よりも下流側に設けられ、旋回流が流れるダクト本体部と、旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、旋回流によってダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備えている。捕集ダクトは、車両の室内に面する吸気口とブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けられる。そして、吸気口及び捕集ダクトに接続される第１吸気ダクトと、捕集ダクトを挟んで第１吸気ダクトの反対側に設けられ、ブロアの吸気側及び捕集ダクトに接続される第２吸気ダクトと、をさらに有するように構成される。
さらに、本願第４の発明は、車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であり、車両の走行に用いられるエネルギを出力する蓄電装置の温度調節用の空気を蓄電装置に供給するブロアと、蓄電装置に供給される空気の流通経路において、蓄電装置及びブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有する。捕集ダクトは、捕集ダクト内に流入する空気に遠心力を付与して空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、ガイド翼部よりも下流側に設けられ、旋回流が流れるダクト本体部と、旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、旋回流によってダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備えている。そして、捕集ダクトは、車両の室内に面する吸気口とブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けられる。ここで、吸気ダクトにおいて、ブロアよりも吸気口に近い部位に捕集ダクトが配置されるように構成される。

実施例１において、電池パックの搭載構造の一例を示す概略図である。 実施例１において、電池パックの冷却構造の一例を示す概略斜視図である。 実施例１において、電池パックの冷却構造の一例を示す概略側面図である。 実施例１において、電池パックの冷却構造の一例を示す概略上面図である。 実施例１において、捕集ダクトの外観斜視図である。 実施例１において、捕集ダクトの分解斜視図である。 実施例１において、捕集ダクトのガイド翼部によって形成される旋回流と旋回流によって集塵される埃の捕集とを説明するための図である。 実施例１において、捕集ダクトのガイド翼部の一例を示す図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ断面図である。 実施例１において、電池パックの搭載構造の変形例を示す図であり、捕集ダクトがブロアに直接接続された一例を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１から図９は、本発明の第１実施例を示す図である。電池パック１は、車両の走行に用いられるエネルギを出力する。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、車両を走行させるための動力源として、電池パック１に加えて、燃料電池や内燃機関といった他の動力源を備えた車両である。電気自動車は、車両の動力源として、電池パック１だけを備えた車両である。

電池パック１は、モータ・ジェネレータに接続されている。モータ・ジェネレータは、電池パック１からの電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成することができる。モータ・ジェネレータは、車輪に接続されており、モータ・ジェネレータによって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータは、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギに変換する。モータ・ジェネレータによって生成された電気エネルギは、電池パック１に蓄えることができる。

図１は、車両に搭載される電池パックの搭載構造を示す概略図である。図１において、矢印Ｆｒは、車両の前進方向を示し、矢印Ｕｐは車両の上方向、矢印Ｒｈは前進方向Ｆｒに直交する横方向（車両幅方向）を示している。

本実施例の電池パック１は、図１に示すように、例えば、車両の車室内に配設される後部座席１００の後方に位置するラゲージスペースに配置することができる。つまり、電池パック１は、後部座席１００の後方に配置され、電池パック１の上方に形成されたスペースを含む後部座席１００後方のスペースがラゲージルームとして用いられる。なお、電池パック１を配置する位置は、図１に示す位置に限るものではなく、車室内のレイアウトに応じて適宜設定することができる。

電池パック１は、長手方向がＲｈ方向となるように後部座席１００の後方に配置することができる。また、Ｒｈ方向において電池パック１と並んでブロア２０が配置されている。ブロア２０は、電池パック１内に車室内の空気を温度調節用の空気として供給するための送風機である。

ブロア２０は、流出側がダクトを介して電池パック１に接続されるとともに、流入側が後部座席１００の前方側の車室（客室）内の面する吸気口５０に、吸気ダクト３０を介して接続されている。

吸気口５０は、後部座席１００と車両幅方向の側面との間に設けられるシートサイドガーニッシュに設けられ、開口面が後部座席１００の前方側を向くように配置されている。シートサイドガーニッシュからブロア２０に延びる吸気ダクト３０は、ラゲージスペースの床面に対してほぼ垂直方向に延びる側壁を構成するラゲージサイドトリム（ラゲージスペースの床面と交差する方向に延びる壁面部分であるラゲージサイドトリム）内のスペースを介して、ブロア２０まで延びている。

また、電池パック１には、ブロア２０から供給された空気を電池パック１の外部に排気する排気ダクト４０が設けられている。排気ダクト４０の排気口は、例えば、ラゲージサイドトリム内のスペースに位置するように配置したり、ラゲージスペースに配置することができる。

図２は、電池パック１の冷却構造の一例を示す外観斜視図である。図３は、電池パック１の冷却構造の一例を示す概略側面図であり、図４は、電池パック１の冷却構造の一例を示す概略上面図である。

図２に示すように、電池パック１の冷却構造は、温度調節用の空気を電池パック１内に供給するブロア２０と、ブロア２０の吸気側に接続されるとともに吸気口５０に接続される吸気ダクト３０と、ブロア２０の排気側と電池パック１とを接続する吸気ダクト４１と、電池パック１内部を流通した空気を電池パック１の外部に排気させる排気ダクト４０、とを含んで構成されている。

吸気ダクト３０は、後部座席１００の前方側に面する吸気口５０に接続され、客室内の空気をブロア２０の導く吸気経路を形成する。吸気ダクト３０は、３つの領域に区画されており、吸気口５０に接続される第１吸気ダクト３１、ブロア２０の吸気側（吸気口）に接続される第２吸気ダクト３２、及び第１吸気ダクト３１と第２吸気ダクト３２との間に配置される捕集ダクト３３で構成されている。

図３に示すように、ブロア２０は、Ｒｈ方向において電池パック１と並んで配置され、電池パック１のＲｈ方向側面の下側に形成された当該電池パック１の吸気口１３に、吸気ダクト４１を介して接続される。吸気ダクト４１は、電池パック１とブロア２０との間に配設され、電池パック１に対する吸気経路として形成される。

吸気口５０から吸気ダクト３０に取り込まれた空気は、第１吸気ダクト３１、捕集ダクト３３、第２吸気ダクト３２を通過し、ブロア２０に流入する。ブロア２０に流入した空気は、吸気ダクト４１を介して電池パック１内に供給される。

電池パック１（蓄電装置に相当する）内部には、組電池１０が収容されており、電池パック１に供給される空気は、電池パック１を冷却するための温度調節用の空気として用いられる。組電池１０は、複数の単電池１１を有しており、複数の単電池１１は、所定の方向（Ｒｈ方向）に並んでいる。複数の単電池１１は、不図示のバスバーによって電気的に直列に接続されている。なお、組電池１０には、電気的に並列に接続された複数の単電池１１が含まれていてもよい。また、組電池１０を構成する単電池１１の数は、車両要求出力等に応じて適宜設定することができる。

また、単電池１１（蓄電素子に相当する）として、いわゆる角型の単電池を用いることができる。また、単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。

図３の例では、複数の単電池１１が一方向に並んでいるが、これに限るものではない。具体的には、２つ以上の単電池１１によって１つの電池モジュールを構成し、複数の電池モジュールを一方向（Ｒｈ方向）に並べることができる。１つの電池モジュールに含まれる複数の単電池１１は、電気的に直列に接続することができる。

また、複数の単電池１１が並んで配置される方向（Ｒｈ方向）の両端には、不図示の一対のエンドプレートが配置されている。一対のエンドプレートは、組電池１０を構成する複数の単電池１１を挟んでおり、複数の単電池１１に対して拘束力を与えるために用いられる。拘束力とは、Ｒｈ方向において、単電池１１を挟む力である。単電池１１に拘束力を与えることにより、単電池１１の膨張を抑制することができ、単電池１１の入出力特性が劣化するのを抑制することができる。

具体的には、Ｒｈ方向に延びる不図示の拘束バンドの両端が、一対のエンドプレートに接続されることで、一対のエンドプレートが、複数の単電池１１を拘束するように構成することができる。拘束バンドは、組電池１０の上面および下面に配置することができ、拘束バンドを配置する位置や数は、適宜設定することができる。

隣り合って配置される２つの単電池１１の間には、不図示のスペーサを配置することができる。スペーサは、２つの単電池１１の間に、スペースを形成するために用いられる。スペーサは、樹脂といった絶縁性材料で形成することができる。スペーサによって形成されるスペースは、単電池１１の温度を調節するための空気が移動するスペースとなる。

そして、本実施例では、電池パック１に収容される組電池１０の下面に、吸気通路Ｓ１が形成されており、組電池１０の上面に、排気通路Ｓ２が形成されている。吸気通路Ｓ１は、組電池１０の下面とケース部材２とによって形成され、排気通路Ｓ２は、組電池１０の上面とケース部材２とによって形成されている。

電池パック１内の吸気通路Ｓ１に流入した空気は、電池パック１に収容されている組電池１０の周囲及び組電池１０を構成する複数の単電池１１の間のスペースを流れて組電池１０（単電池１１）との間で熱交換を行う。組電池１０との熱交換を行った空気は、排気通路Ｓ２を流れ、電池パック１の排気口１４から電池パック１外部に排気される。

電池パック１の排気口１４には、排気ダクト４０が接続されている。電池パック１の排気口１４は、吸気口１３が形成される同じ側面側であって、吸気口１３の上方に形成されている。排気ダクト４０は、Ｒｈ方向においてブロア２０に向かって突出しつつ、途中からＦｒ方向後方側に湾曲した形状に形成されている。

なお、電池パック１の吸気口１３及び排気口１４は、上下逆であってもよい。つまり、吸気ダクト４１を電池パック１のＲｈ方向側面の上方に接続し、吸気ダクト４１の下方に排気ダクト４０が接続されるように構成することもできる。この場合、組電池１０の吸気経路Ｓ１及び排気通路Ｓ２も上下逆となる。

ここで、ブロア２０から電池パック１に供給される空気は、単電池１１の外面に接触し、空気および単電池２１の間で熱交換が行われる。例えば、単電池１１が充放電等によって発熱しているときには、冷却用の空気を単電池１１に接触させることにより、単電池１１の温度上昇を抑制することができる。また、単電池１１が過度に冷却されているときには、加温用の空気を単電池１１に接触させることにより、単電池１１の温度低下を抑制することができる。

車室内の空気は、車両に搭載された空調装置等によって、単電池１１の温度調節に適した温度となっている。したがって、車室内の空気を単電池１１に供給すれば、単電池１１の温度調節を行うことができる。単電池１１の温度を調節することにより、単電池１１の入出力特性が劣化してしまうのを抑制することができる。

また、ケース部材２の一部を、Ｒｈ方向に延設するように構成し、延設された部位にブロア２０が固定されるように構成することもできる。この場合、ブロア２０を含む冷却構造全体を電池パック１と一体的に取り扱うことができるため、電池パック１の車両への組付性を向上させることができる。

次に、図４を参照し、ブロア２０に接続される吸気ダクト３０について詳細に説明する。第１吸気ダクト３１は、一端が吸気口５０の開口形状に対応した大きさに形成されており、吸気口５０側から捕集ダクト３３側に向かって捕集ダクト３３のダクト径に対応する大きさに形成されている。

ここで、図４に示すように、ブロア２０と吸気口５０とは、Ｒｈ方向において位置が相違し、ブロア２０に対して吸気口５０が外側に位置している。このため、吸気ダクト３０は、シートサイドガーニッシュに形成される吸気口５０からブロア２０まで、全体的に湾曲した形状に形成されており、第１吸気ダクト３１及び第２吸気ダクト３３が、コーナー状に形成されている。なお、捕集ダクト３３は、直線状に形成されている。また、本実施例では、図３に示すように、吸気口５０がブロア２０よりも上方の位置しているため、吸気ダクト３０は、吸気口５０からブロア２０に向かってＵｐ方向下方に傾斜して配置されている。

第１吸気ダクト３１は、Ｆｒ方向前方に面する吸気口５０からブロア２０に向かってＲｈ方向内側に向かって湾曲した形状に形成されており、ブロア２０側の端部が捕集ダクト３３と接続される。一方、第２吸気ダクト３２は、ブロア２０の吸気側から吸気口５０に向かってＲｈ方向外側に向かって湾曲した形状に形成されており、吸気口５０側の端部が捕集ダクト３３に接続される。第２吸気ダクト３２のダクト径は、捕集ダクト３３側からブロア２０側にかけて同じ断面積となっている。

捕集ダクト３３は、車両の室内に面する吸気口５０とブロア２０の吸気側との間に設けられる吸気ダクト３０の一部として設けられ、Ｒｈ方向に傾斜して配置されている。第１吸気ダクト３１及び第２吸気ダクト３２は、捕集ダクト３３を介して接続されている。

図５は、捕集ダクト３３の外観斜視図であり、図６は、捕集ダクト３３の分解斜視図である。

捕集ダクト３３は、電池パック１に温度調節用の空気を供給するブロア２０の吸気側、言い換えれば、電池パック１に供給される空気の流通経路において、吸気口５０に対して電池パック１及びブロア２０よりも上流側に配置される。捕集ダクト３３は、ブロア２０（電池パック１）への塵埃の混入を防止するために用いられる。

図５及び図６に示すように、捕集ダクト３３は、全体が円筒形状に形成されている。捕集ダクト３３は、捕集ダクト３３内に流入する空気に遠心力を付与して空気の旋回流を発生させるガイド翼部３３１と、ガイド翼部３３１よりも下流側に設けられ、旋回流が流れるダクト本体部３３２と、旋回流が流れる方向に延びる捕集面Ｔを有し、旋回流によってダクト本体部３３２の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部３３３と、を備えている。

ガイド翼部３３１は、ダクト本体部３３２の上流側端部３３２Ａに配置される。ガイド翼部３３１は、ダクト本体部３３２（捕集ダクト３３）に導入される空気の経路内に設けられる中心軸体３３１０と、中心軸体から周方向外側に向かって配置される複数の翼部材３３１１と、を有するルーバーである。

ガイド翼部３３１は、中心軸体３３１０から周方向外側に延びる翼部材３３１１の端部周囲に設けられる周壁部３３１２をさらに備えている。翼部材３３１１の一端は、周壁部３３１２の内周に固定され、他端が中心軸体３３１０を固定される。このため、中心軸体３３１０を含む複数の翼部材３３１１が、周壁部３３１２に固定配置される。なお、本実施例では、ガイド翼部３３１とダクト本体部３３２とを別部材で構成した一例を示しているが、これに限らず、例えば、ダクト本体部３３２の上流側端部３３２Ａに一体的にガイド翼部３３１を設けるようにしてもよい。

ダクト本体部３３２は、内部に空気が流れるスペースを有する円筒状に形成されている。上流側端部３３２Ａは、ガイド翼部３３１が設けられるとともに、ガイド翼部３３１が取り付けられた状態で、第１吸気ダクト３１と接続される接続部を構成している。上流側端部３３２Ａは、外周面が内側に傾斜したテーパ状に形成することができる。ガイド翼部材３３１は、周壁部３３１２の外周面が上流側端部３３２Ａの内周面に係合するように配置される。また、第１吸気ダクト３１の端部側内周面と上流側端部３３２Ａの外周面が係合することで、第１吸気ダクト３１と捕集ダクト３３とが接続される。

同様に、下流側端部３３２Ｂは、第２吸気ダクト３２と接続される接続部を構成している。下流側端部３３２Ｂは、外周面が内側に傾斜したテーパ状に形成することができ、第２吸気ダクト３２の端部側内周面と下流側端部３３２Ｂの外周面が係合することで、第２吸気ダクト３２と捕集ダクト３３とが接続される。

フィルタ部３３３は、ダクト本体部３３２の内部に収容される捕集フィルタであり、ダクト本体部３３２の内周面３３２Ｃに配設される。ダクト本体部３３２内において旋回流が流れる方向に空洞であり、かつ内周面３３２Ｃに沿って旋回流が流れる方向に延びる円筒形状に形成されている。

ダクト本体部３３２は、フィルタ部３３３を内部に配置するための開口部３３２Ｄが形成されており、開口部３３２Ｄを覆うカバー部材３３２Ｅを備えている。例えば、ダクト本体部３３２の周壁部の一部を、フィルタ部３３３の円筒形状に応じた大きさに切り取り、切り取った周壁部の一部をカバー部材３３２Ｅとして構成することができる。

フィルタ部３３３は、ダクト本体部３３２の開口部３３２Ｄからダクト本体部３３２内部に取り付けることができる。ダクト本体部３３２内に配置された状態で開口部３３２ｄから露出するフィルタ部３３３は、カバー部材３３２Ｅで被覆される。ダクト本体部３３２は、空気が流れる方向に直交する方向からフィルタ部３３３を内部に収容したり、フィルタ部３３３を取り外したりする開口部３３２Ｄを備えており、フィルタ部３３３が、ダクト本体部３３２に対して着脱可能に設けられている。

フィルタ部３３３は、円筒形状に形成されたフィルタ部材３３３Ａと、フィルタ部材３３３Ａを保持する枠体３３３Ｂを含んで構成されている。フィルタ部材３３３Ａは、ガイド翼部３３１によって形成される旋回流によって、ダクト本体部３３２の内周面に向かう空気に含まれ、外側に集塵された塵埃等の異物を捕集する。例えば、グラスウールなどの繊維状の部材を用いることができる。フィルタ部３３３は、旋回流が流れる方向に延びる捕集面Ｔを構成し、ダクト本体部３３２の軸方向に直交する断面方向において、旋回流となって流れる空気を閉塞しない位置に配置されている。

枠体３３３Ｂは、内側の枠体３３３１と外側の枠体３３３２の２つの円筒状の枠体で構成され、例えば、細長い部材を所定間隔で編み込むことで形成することができる。内側と外側の各枠体３３３１，３３３２の間にフィルタ部材３３３Ａを配置した状態では、内側の枠体３３３１からフィルタ３３３Ａの表面が露出した状態となる。旋回流によってダクト本体部３３２の内周面に集塵された塵埃を捕集する捕集面Ｔが、ダクト本体部３３２の内周面に配置される。なお、フィルタ部材３３３Ａのみでフィルタ部３３３を構成することもでき、また、枠体３３３Ｂは、ダクト本体部３３２と一体的に構成し、フィルタ部材３３３Ａのみをダクト本体部３３２に着脱可能に設けるように構成することもできる。

なお、本実施例の捕集ダクト３３は、ブロア２０の気流騒音や共鳴音などを減衰させる消音効果を発揮することができる。つまり、上述したように、フィルタ部３３３がダクト本体部３３２の内周面に配置されるため、グラスウール等で構成されるフィルタ部３３３は、消音材（消音壁）として作用し、吸気ダクト３０を流れる空気の騒音等を抑制することができる。

図７は、捕集ダクト３３のガイド翼部３３１によって形成される旋回流と旋回流によって集塵される埃の捕集とを説明するための図である。

図７に示すように、吸気口５０から取り込まれた客室内の空気は、第１吸気ダクト３１を通過し、捕集ダクト３３に流入する。捕集ダクト３３の上流側端部３３２Ａに配設され、捕集ダクト３３に流れ込む吸気の経路内に位置するガイド翼部３３１は、空気に遠心力を付与して空気の旋回流を発生させる。

ガイド翼部３３１によって形成された旋回流は、下流側に流れる空気をダクト本体部３３２の径方向外側（内周面）に向かう流れに変向させる。このため、ダクト本体部３３２の内周面には、旋回流（空気）に含まれる塵埃等の異物が集塵される。

そして、ガイド翼部３３１よりも下流側に設けられ、旋回流が流れる方向に延びるフィルタ部３３３の捕集面Ｔが、ダクト本体部３３２の内周面に集塵された塵埃を捕集する。ダクト本体部３３２内を流れる吸気の旋回流は、下流側端部３３２Ｂを通過してブロア２０と接続される第２吸気ダクト３２に流入する。なお、下流側端部３３２Ｂや第２吸気ダクト３２に、捕集ダクト３３で形成された旋回流を整流するガイド部材等を配設し、ブロア２０に流れ込む空気を整流させるようにしてもよい。

図８（ａ）は、ガイド翼部３３１の正面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ断面図である。翼部材３３１１は、中心軸体３３１０の周囲に等間隔で配置されており、隣り合う翼部材３３１１の間には隙間が形成されている。なお、中心軸体３３１０の軸は、円筒状のダクト本体部３３２の軸と同一である。

翼部材３３１１は、図８（ｂ）に示すように、中心軸体３３１０の軸に対して断面形状が傾斜しており、中心軸体３３１０の軸方向に対して外側に向かって湾曲した形状に形成されている。したがって、ガイド翼部３３１に対して中心軸体３３１０の軸と直交する断面方向から翼部材３３１１に流れ込む空気は、翼部材３３１１の外側に向かって湾曲した翼面に沿ってダクト本体部３３２の内周面に向かって変向され、ガイド翼部３３１の下流側を流れる空気に旋回流を発生させることができる。

また、本実施例の中心軸体３１１０は、捕集ダクト３３（ダクト本体部３３２）内に流入する空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成されている。つまり、図８（ｂ）に示すように、上流側に位置する中心軸体３３１０の断面積は、上流側で小さく、下流側に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。このように構成することで、中心軸体３３１０付近を流れる空気に含まれる塵埃が、旋回流によってダクト本体部３３２の内周面に向かい易くすることができ、フィルタ部３３３による捕集効率を向上させることができる。

より具体的に説明すると、中心軸体３３１０付近を流れる空気と、中心軸体３３１０よりも外側を流れる空気とでは、ダクト本体部３３２の内周面までの距離が異なり、中心軸体３３１０付近を流れる空気の方が、ダクト本体部３３２の内周面までの距離が長くなる。このため、フィルタ部３３３（捕集面Ｔ）が位置するダクト本体部３３２の内周面に到達させようとする場合、翼部材３３１１によって発生する旋回流の角速度に対して、ダクト本体部３３２の長さを長くしなければならない。

したがって、ダクト本体部３３２の長さによって、中心軸体３３１０付近を流れる空気が、ダクト本体部３３２の内周面まで到達せずに、塵埃を集塵できない領域が形成されてしまうが、本実施例のように、上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように中心軸体３３１０を形成することで、中心軸体３３１０付近を流れる空気を、ダクト本体部３３２の周方向外側に向かって変向させることができる。言い換えれば、中心軸体３３１０が軸方向に対して周方向に向かって傾斜しているので、中心軸体３３１０付近を流れる空気を傾斜面に沿って周方向外側にガイドしつつ、翼部材３３１１によって旋回流に変向させることができる、中心軸体３３１０付近を流れる空気が、ダクト本体部３３２の内周面まで到達せずに、塵埃を集塵できない領域が形成されてしまうことを抑制することができる。

また、本実施例では、中心軸体３３１０の形状に応じて、周壁部３３１２が、捕集ダクト３３（ダクト本体部３３２）内に流入する空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成されている。

上述したように、中心軸体３３１０が上流側から下流側にかけて断面積が大きくなるように形成されていると、図８（ｂ）に示すように、空気の流路断面積が少なからず減少してしまう。このため、圧力損失が生じて冷却性能が低下するおそれがある。そこで、本実施例では、周壁部３３１２が、中心軸体３３１０の形状に応じて、上流側から下流側にかけて断面積が拡張するように傾斜して形成されており、ガイド翼部３３１において上流側の断面積よりも下流側の断面積が大きくなるように形成されている。このように構成することで、中心軸体３３１０の断面形状の変化による流路断面積の減少を抑制し、圧力損失を低減させることができる。

なお、ガイド翼部３３１の周壁部３３１２が、中心軸体３３１０の形状に応じて、上流側から下流側にかけて断面積が拡張するように傾斜して形成されているが、これに対応して、ガイド翼部３３１が配置されるダクト本体部３３２の上流側端部３３２Ａも、上流側の断面積よりも下流側の断面積が大きくなるように形成することができる。

このように本実施例の電池パック１の冷却構造は、吸気口５０に対して電池パック１及びブロア２０よりも上流側の吸気経路に対し、捕集ダクト３３によって空気に含まれる塵埃等を捕集するものであり、捕集ダクト３３内に空気の旋回流を発生させるとともに、旋回流によってダクト本体部３３２の内周面に集塵された塵埃を、旋回流が流れる方向に延びる捕集面Ｔによって捕集する。このため、フィルタ部３３３によって捕集された塵埃による空気の流通経路の閉塞を抑制でき、冷却性能の低下を抑制することができる。従って、捕集ダクトの清掃や交換などのメンテナンス作業頻度が低減される。

また、捕集ダクト３３が電池パック１及びブロア２０よりも上流側に配置されているので、捕集ダクト３３に対するメンテナンスの作業性がより向上する。例えば、電池パック１とブロア２０との間に吸気経路（吸気ダクト４１）に捕集ダクト３３を配置すると、捕集ダクト３３へのアクセス（捕集ダクト３３を取り外すなど）がブロア２０を介して行う必要がある。また、捕集ダクト３３のフィルタ部３３３を取り外したり、取り付けたりする場合、電池パック１とブロア２０との間に作業スペースが確保できないとメンテナンス作業自体ができないおそれがある。特に、作業スペースを確保する観点では、電池パック１の冷却構造の大型化を招く要因となるため、現実的ではない。これに対して、本実施例の電池パック１の冷却構造は、捕集ダクト３３が電池パック１及びブロア２０よりも上流側に配置されることで、ブロア２０と独立した捕集ダクト３３のメンテナンス作業を行うことができると共に、電池パック１及びブロア２０に対する作業スペースの確保などが不要となるので、捕集ダクト３３に対する高いメンテナンス性を実現できる。

また、ガイド翼部３３１において空気の流通経路上に位置する中心軸体３３１０は、捕集ダクト３３内に流入する空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成されている。このため、中心軸体３３１０付近を流れる空気に含まれる塵埃が、旋回流によってダクト本体部３３２の内周面に向かい易くすることができ、捕集効率を向上させることができる。

さらには、ガイド翼部３３１の周壁部３３１２が、中心軸体３３１０の形状に応じて、上流側から下流側にかけて断面積が拡張するように傾斜して形成されているので、中心軸体３３１０の断面形状の変化による流路断面積の減少を抑制し、圧力損失を低減させることができる。

また、ダクト本体部３３２は、空気が流れる方向に直交する方向からフィルタ部３３３を内部に収容又は取り外すための開口部３３３Ｄと、開口部３３３Ｄを覆うカバー部材３３３Ｅと、を備え、フィルタ部３３３をダクト本体部３３２に対して着脱可能に構成されている。このため、捕集ダクト３３自体の清掃や交換等を行わずに、フィルタ部のみの清掃や交換でメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業の効率化を図ることができる。

また、捕集ダクト３３は、車両の室内に面する吸気口５０とブロア２０の吸気側との間に設けられる吸気ダクト３０の一部として設けられ、吸気ダクト３０が、吸気口５０及び捕集ダクト３３に接続される第１吸気ダクト３１と、捕集ダクト３３を挟んで第１吸気ダクト３１の反対側に設けられ、ブロア２０の吸気側及び捕集ダクト３３に接続される第２吸気ダクト３２と、を含むように構成されている。

この場合、車両における吸気口５０の位置及びブロア２０（電池パック１）の搭載位置に応じて、第１吸気ダクト３１及び第２吸気ダクト３２の長さ及び形状を適宜設定することで、吸気口５０に対して電池パック１及びブロア２０の上流側に、捕集ダクト３３を容易に配設することができる。したがって、第１吸気ダクト３１及び第２吸気ダクト３２との間に捕集ダクト３３を配置する中間接続型の吸気ダクト３０が形成され、吸気ダクト３０の配設スペースに合わせて捕集ダクト３３を容易に適用できる。

さらには、中間接続型の吸気ダクト３０は、捕集ダクト３３のメンテナンス（捕集ダクト３３自体又はフィルタ部３３３の清掃や交換）を行う際、例えば、吸気口５０が設けられるシートサイドガーニッシュから第１吸気ダクト３１を取り外すことで、捕集ダクト３３（フィルタ部３３３）に容易にアクセスすることができ、吸気ダクト３０全体を取り外したり、吸気ダクト３０の配設スペース付近のガーニッシュ等を取り外す必要がないため、メンテナンス時の作業性が良い。

また、車両の室内に面する吸気口５０とブロア２０の吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として捕集ダクト３３を設ける場合、吸気ダクト３０においてブロア２０よりも吸気口５０に近い部位に捕集ダクト３０を配置することができる。

例えば、図１の例において、吸気口５０とブロア２０（電池パック１）とを結ぶ所定の経路において、第１吸気ダクト３１を短く形成し、第２吸気ダクト３２を長く形成することで、吸気口５０に対して捕集ダクト３３を吸気口５０側に近い位置に配置することができる。このように構成することで、車両の室内（吸気口５０が設けられるシートサイドガーニッシュ）から捕集ダクト３３までの距離が短くなるため、捕集ダクト３３の清掃や交換等が必要になった場合でも、捕集ダクト３３へのアクセスが容易となり、作業性が向上する（図４参照）。

なお、図３及び図４に示したように、吸気ダクト３０全体は、吸気口５０に対してＵｐ方向下方に傾斜しているため、単純に吸気口５０からブロア２０までの経路長において、第１吸気ダクト３１の長さが第２吸気ダクト３２の長さよりも長い場合でも、例えば図４に示す上面視において、捕集ダクト３３が吸気口５０側に近い位置に配置されるように構成することで、同様に捕集ダクト３３へのアクセスが容易となり、作業性が向上する。

図９は、本実施例の電池パック１の冷却構造の変形例を示す図である。図９に示す変形例は、捕集ダクト３３をブロア２０の吸気側に直接接続している。捕集ダクト３３は、Ｆｒ方向前方に面するブロア２０の吸気口に対し、捕集ダクト３３の軸方向がＦｒ方向となるように配置されている。

本変形例では、第２吸気ダクト３２を省略し、第１吸気ダクト３１及び捕集ダクト３３で吸気ダクト３０が構成される。このため、第１吸気ダクト３１、捕集ダクト３３及び第２吸気ダクト３２で構成される上述した中間接続型の吸気ダクト３０に比べて、ブロア２０に捕集ダクト３３を直接接続する直接接続型の吸気ダクト３０となるため、部品点数の低減を図ることが可能になる。

また、ブロア２０（電池パック１）の車両への搭載位置によっては、捕集ダクト３３をそのまま吸気口５０に接続することも可能となり、例えば、捕集ダクト３３のガイト翼部３３１を吸気口５０として、後部座席１００の前方側を向くように配置することができる。この場合、吸気ダクト３０の構成がより簡素化され、部品点数削減と共に、ダクトの配置スペースの効率化を図ることができる。

また、上述したように、捕集ダクト３３は、消音機能を有するので、ブロア２０に直接接続した場合でも、ブロア２０の気流騒音や共鳴音を減衰させることでき、電池パック１の冷却構造における騒音抑制も図ることができる。このため、吸気口５０から電池パック１までの吸気経路において、本実施例では捕集ダクト３３をブロア２０及び電池パック１よりも上流側に配置しているので、車室（客室）内への騒音を低減することができる。

１：電池パック
２：ケース部材
１０：組電池
１１：単電池
２０：ブロア
３０：吸気ダクト
３１：第１吸気ダクト
３２：第２吸気ダクト
３３：捕集ダクト
３３１：ガイド翼部
３３１０：中心軸体
３３１１：翼部材
３３１２：周壁部
３３２：ダクト本体部
３３３：フィルタ部
４０：排気ダクト
４１：吸気ダクト
５０：排気口
１００：後部座席
Ｔ：捕集面

Claims (9)

1. 車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であって、
   車両の走行に用いられるエネルギを出力する前記蓄電装置の温度調節用の空気を前記蓄電装置に供給するブロアと、
   前記蓄電装置に供給される前記空気の流通経路において、前記蓄電装置及び前記ブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有し、
   前記捕集ダクトは、
   前記捕集ダクト内に流入する前記空気に遠心力を付与して前記空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、
   前記ガイド翼部よりも下流側に設けられ、前記旋回流が流れるダクト本体部と、
   前記旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、前記旋回流によって前記ダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備え、
   前記ガイド翼部は、
   中心軸体と、
   前記中心軸体から周方向外側に向かって配置された複数の翼部材と、を有し、
   前記中心軸体は、前記捕集ダクト内に流入する前記空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする蓄電装置の冷却構造。
2. 前記フィルタ部は、前記ダクト本体部の内周面に設けられ、前記旋回流が流れる方向に空洞であり、かつ前記内周面に沿って前記旋回流が流れる方向に延びる形状であることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の冷却構造。
3. 前記ガイド翼部は、前記中心軸体から周方向外側に延びる前記翼部材の端部周囲に設けられる周壁部をさらに有し、
   前記周壁部は、前記中心軸体の形状に対応して、前記捕集ダクト内に流入する前記空気の上流側から下流側に向かって断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置の冷却構造。
4. 前記ダクト本体部は、前記空気が流れる方向に直交する方向から前記フィルタ部を内部に収容又は取り外すための開口部と、前記開口部を覆うカバー部材と、を備え、
   前記フィルタ部が、前記ダクト本体部に対して着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電装置の冷却構造。
5. 前記捕集ダクトは、前記車両の室内に面する吸気口と前記ブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けられ、
   前記吸気口及び前記捕集ダクトに接続される第１吸気ダクトと、
   前記捕集ダクトを挟んで前記第１吸気ダクトの反対側に設けられ、前記ブロアの吸気側及び前記捕集ダクトに接続される第２吸気ダクトと、
   をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電装置の冷却構造。
6. 前記捕集ダクトは、前記車両の室内に面する吸気口と前記ブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けられ、
   前記吸気ダクトにおいて、前記ブロアよりも前記吸気口に近い部位に前記捕集ダクトが配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電装置の冷却構造。
7. 車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であって、
   車両の走行に用いられるエネルギを出力する前記蓄電装置の温度調節用の空気を前記蓄電装置に供給するブロアと、
   前記蓄電装置に供給される前記空気の流通経路において、前記蓄電装置及び前記ブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有し、
   前記捕集ダクトは、
   前記捕集ダクト内に流入する前記空気に遠心力を付与して前記空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、
   前記ガイド翼部よりも下流側に設けられ、前記旋回流が流れるダクト本体部と、
   前記旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、前記旋回流によって前記ダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備え、
   前記ダクト本体部は、前記空気が流れる方向に直交する方向から前記フィルタ部を内部に収容又は取り外すための開口部と、前記開口部を覆うカバー部材と、を備え、
   前記フィルタ部が、前記ダクト本体部に対して着脱可能に設けられることを特徴とする蓄電装置の冷却構造。
8. 車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であって、
   車両の走行に用いられるエネルギを出力する前記蓄電装置の温度調節用の空気を前記蓄電装置に供給するブロアと、
   前記蓄電装置に供給される前記空気の流通経路において、前記蓄電装置及び前記ブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有し、
   前記捕集ダクトは、
   前記捕集ダクト内に流入する前記空気に遠心力を付与して前記空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、
   前記ガイド翼部よりも下流側に設けられ、前記旋回流が流れるダクト本体部と、
   前記旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、前記旋回流によって前記ダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備え、
   前記捕集ダクトは、前記車両の室内に面する吸気口と前記ブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けられ、
   前記吸気口及び前記捕集ダクトに接続される第１吸気ダクトと、
   前記捕集ダクトを挟んで前記第１吸気ダクトの反対側に設けられ、前記ブロアの吸気側及び前記捕集ダクトに接続される第２吸気ダクトと、
   をさらに有することを特徴とする蓄電装置の冷却構造。
9. 車両に搭載される蓄電装置の冷却構造であって、
   車両の走行に用いられるエネルギを出力する前記蓄電装置の温度調節用の空気を前記蓄電装置に供給するブロアと、
   前記蓄電装置に供給される前記空気の流通経路において、前記蓄電装置及び前記ブロアよりも上流側に配置される捕集ダクトと、を有し、
   前記捕集ダクトは、
   前記捕集ダクト内に流入する前記空気に遠心力を付与して前記空気の旋回流を発生させるガイド翼部と、
   前記ガイド翼部よりも下流側に設けられ、前記旋回流が流れるダクト本体部と、
   前記旋回流が流れる方向に延びる捕集面を有し、前記旋回流によって前記ダクト本体部の内周面に集塵された塵埃を捕集するフィルタ部と、を備え、
   前記捕集ダクトは、前記車両の室内に面する吸気口と前記ブロアの吸気側との間に設けられる吸気ダクトの一部として設けられ、
   前記吸気ダクトにおいて、前記ブロアよりも前記吸気口に近い部位に前記捕集ダクトが配置されていることを特徴とする蓄電装置の冷却構造。

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