JP6133496B2

JP6133496B2 - 電動車両

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Publication number: JP6133496B2
Application number: JP2016510127A
Authority: JP
Inventors: 孝光田島; 友恒有賀
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: EP3125357A1; CN106104908B; US9997810B2; CN106104908A; JPWO2015146387A1; EP3125357A4; WO2015146387A1; US20170110771A1; EP3125357B1

Description

この発明は、車両駆動用の電動機を備える電動車両に関し、一層詳細には、前記電動機に電力を供給するバッテリを放熱する放熱機構の軽量化を図った電動車両に関する。

電気自動車、内燃機関を搭載するハイブリッド自動車、及び燃料電池を搭載する燃料電池自動車等の電動車両では、車両駆動用の電動機に電力を供給するバッテリが搭載され、前記バッテリは、放電時及び充電時に化学反応により発熱する。

前記バッテリの発熱、温度上昇を抑制することは、バッテリの動作特性の維持、及び寿命の低下を回避する上で重要である。

特開２０１３−６２０２３号公報の図５には、直列接続される多数のバッテリセルが収納されたバッテリケースが車両の車室下に配置されると共に、冷却器が前記車両の前面に配置され、前記バッテリケースと前記冷却器との間が冷却管により接続された前記バッテリケースの冷却機構が開示されている。

特開２０１３−６２０２３号公報に開示されたバッテリケースの冷却機構では、バッテリケース本体内にハイドロフルオロエーテル（密度≒１５００［ｋｇ／ｍ³］）である絶縁性冷却液（単に、液冷媒ともいう。）が、バッテリセルが占有する体積を差し引いた前記バッテリケース本体内の７〜８割方を占めるように充填され、残りの３〜２割方の領域が、前記液冷媒が充填されていない冷却液非充填空間が形成されたものとなっている（特開２０１３−６２０２３号公報の［００１５］）。

前記液冷媒は、前記バッテリセルを冷却する際に気化され、前記バッテリケースから前記冷却管を通じて前記冷却器で冷却されることで液化され前記バッテリケース本体にもどされる（特開２０１３−６２０２３号公報の［００２５］）。

国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットの図１〜図３には、リチウムを用いた１個のラミネート型のバッテリセル（国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットでは、蓄電装置５と称している。）が開示されている。

この国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットには、ラミネートフイルムケース（金属製のケースでもよいと記載されている。）の外表面を、冷却媒体を用いて冷却させることができると記載されている（国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットの［００３８］、［００４９］）。

そして、国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットには、さらに、前記バッテリセルを密閉容器の中に収容し、この密閉容器に冷却用の液体を充填して冷却機構を構成することで、冷却用の液体を前記密閉容器の中で自然対流させることができ、前記密閉容器に循環通路を接続し、前記循環通路上に設けたラジエータによって冷却用の液体（前記バッテリセルとの間で熱交換された液体）を冷却させることができるとも記載されている（国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットの［００５０］）。

ところで、電動車両では、燃料等のエネルギ源の単位消費量当たりの走行距離が大きいことが、資源節約及びランニングコストの低下につながる観点から好ましい。

しかしながら、特開２０１３−６２０２３号公報に開示されたバッテリケースの冷却機構を備える電動車両では、比重が大きい絶縁性の液冷媒が車室下のバッテリケース、車両前部の冷却器及び冷却管内に収容されるために、電動車両の重量が重くなってしまい、電動車両の走行時の電費が低下してしまうという課題がある。

同様に、国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットに開示された、バッテリセルを収容する密閉容器に循環通路を接続し、ラジエータによって冷却用の液体を冷却させる冷却機構を採用した場合にも、フロリナート（登録商標）（密度≒１８００［ｋｇ／ｍ³］）等のフッ素系不活性液体を冷却用の液体として用いたときには、電動車両の重量が重くなってしまうという課題が解決されない。

近時、電費や燃費の向上のために、車両の開発時等において、車両重量の低減を図る際に、車両の各構成部品の重量が、［ｇ］（グラム）単位で管理されている。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、比重の大きい絶縁性の液冷媒の使用量を少なくすることを可能とすると共に、冷却効率を向上することを可能とするバッテリの冷却機構を備える電動車両を提供することを目的とする。

この発明に係る電動車両は、車両駆動用の電動機を備える電動車両において、絶縁性の第１液冷媒が直接接触することによって冷却されるバッテリセル及び前記バッテリセルを収納し前記第１液冷媒が流通するバッテリケースを有し、前記電動機に電力を供給するバッテリと、第２液冷媒を放熱する、前記バッテリよりも車両前側に配置された放熱器と、前記放熱器よりも車両後側に配置された熱交換器と、を備え、前記第２液冷媒は前記第１液冷媒に比べて比重が小さく、前記第１液冷媒と前記第２液冷媒とが、前記放熱器よりも車両後側に配置された前記熱交換器において熱交換される。

この発明によれば、比重が相対的に大きい第１液冷媒と比重が相対的に小さい第２液冷媒とが、車両前側に配置された放熱器よりも車両後側に配置された熱交換器において熱交換されることにより、前記放熱器から前記熱交換器までの間は相対的に比重が小さい第２液冷媒が流通することとなる。そのため、特開２０１３−６２０２３号公報及び国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットのように、第１液冷媒をバッテリケースから放熱器まで流通させて、放熱器において放熱する場合に比較して、前記熱交換器分の重量の増加があるとしても、前記熱交換器分の重量の増加分を、前記放熱器内を流通する液冷媒の重量の減少分に前記熱交換器から前記放熱器に至るまでの経路の分の液冷媒の重量の減少分を加えた重量の減少分が上回ることとなり、バッテリの冷却機構の重量の増加を抑制することができる。

従って、バッテリケース内部を流通する第１液冷媒によってバッテリセルを効果的に冷却しつつ、第１液冷媒の重量の増加を抑制して電動車両の効率（電費・燃費）の低下を抑制することができる。

ここで、前記第１液冷媒を前記バッテリケースから前記熱交換器まで循環させる第１液冷媒循環路の経路長を、前記第２液冷媒を前記熱交換器から前記放熱器まで循環させる第２液冷媒循環路の経路長よりも短くすると、比重の大きな第１液冷媒が循環する経路長を短くすることができるため、より効果的に液冷媒の重量の増加を抑制することができる。

前記熱交換器を、前記放熱器よりも車両後側であって、且つ前記バッテリよりも前側又は前記バッテリ近傍に配置することにより、放熱器及びバッテリの配置レイアウトの自由度を高くすることができる。

前記バッテリを車室の下方に配置し、前記熱交換器を前記車室よりも下方で且つ前記バッテリよりも前側に配置することにより、バッテリセルを収納するバッテリケースからなる前記バッテリを車室下方の空間を利用して配置することができると共に、前記熱交換器も車室空間への影響を与え難い位置に配置されることとなる。これにより、車室空間を確保しつつ液冷媒の重量の増加を抑制して電動車両の効率（電費・燃費）の低下を抑制することができる。

前記バッテリ及び前記熱交換器を、車室よりも後側に配置することで、前記バッテリセルを収納する前記バッテリケースからなる前記バッテリを車室後側の空間を利用して配置することができると共に、前記熱交換器も車室後側に配置されることとなる。これにより、車室内高さを大きくしつつ、車室後側から車両前側の前記放熱器までの比較的長い経路を、比重が相対的に小さい第２液冷媒により流通させることができる。この場合にも、車室空間を確保しつつ液冷媒の重量の増加を効果的に抑制することができる。

従って、バッテリケース内部を流通する第１液冷媒によってバッテリセルを効果的に冷却しつつ、相対的に比重の大きい第１液冷媒の重量の増加を抑制して電動車両の効率（電費・燃費）の低下を抑制することができると共に、冷却効率を向上することができる。

接触充電システムに適用された本発明の一実施形態に係る電動車両を上面から見たときの模式的構成図である。図１例の電動車両を右側面から見たときの模式的構成図である。図１例の電動車両を背面から見たときの模式的構成図である。架線と充電ヘッドの接触部を示す一部省略斜視図である。バッテリセルの斜視図である。バッテリセルユニットの模式的縦断面図である。バッテリセルユニット組立体の模式的斜視図である。バッテリセルユニット組立体と、これを収納したバッテリケースとからなるバッテリの４面図である。前記バッテリの斜視図である。第１液冷媒のバッテリ内の流通状態を説明するバッテリの４面図である。第１液冷媒のバッテリ内の流通状態を説明するバッテリの斜視図である。図１例に係る電動車両の第１液冷媒循環路と第２液冷媒循環路の経路長を強調した上面模式的構成図である。図１例に係る電動車両の第１液冷媒循環路と第２液冷媒循環路の経路長を強調した右側面模式的構成図である。第１変形例に係る電動車両を上面から見たときの模式的構成図である。図１４例の電動車両を右側面から見たときの模式的構成図である。第１変形例に係る電動車両の第１液冷媒循環路と第２液冷媒循環路の経路長を強調した上面模式的構成図である。第１変形例に係る電動車両の第１液冷媒循環路と第２液冷媒循環路の経路長を強調した右側面模式的構成図である。

この発明に係る電動車両について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、接触充電システム１２に適用された、本発明の一実施形態に係る電動車両１０を上面から見たときの模式的構成を示し、図２は、電動車両１０を右側面から見たときの模式的構成を示し、図３は、電動車両１０を背面から見たときの模式的構成を示している。

電動車両１０は、車両駆動用の電動機１４と、この電動機１４に電力を供給するためのバッテリ１６とを搭載する車両であり、例えば、電気自動車、内燃機関を搭載するハイブリッド自動車、及び燃料電池を搭載する燃料電池自動車等がこれに該当する。なお、図１〜図３に示す矢印の方向にしたがって、前後、左右、上下の方向を説明する。

接触充電システム１２は、外部より電力が供給され適宜の個所がガイドポスト３２（図３参照）により支持されている導電材料の架線２０と、架線２０と接触可能な充電アーム２２を備えた電動車両１０とから構成される。この充電アーム２２は、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓの底面側に設けられ、且つ、前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間に配置され収納される。架線２０は、走行路（道路）２４の運転席１８側に沿って、電動車両１０の運転席１８側の側部１０ｓと対向して設置される。

架線２０は、所定区間の長さで設けられてもよい。この所定区間の長さは、電動車両１０が、例えば、ある架線２０が設けられている位置から次の架線２０が設けられている位置まで走行可能な電力量をバッテリ１６に充電できる長さに設定されていてもよい。電動車両１０は、架線２０が設置された走行路２４上を架線２０に沿って走行しながら、充電アーム２２の先端部の受電部４０を含む充電ヘッド２６を車幅方向外方（車幅外方向）に延出させ、充電ヘッド２６を架線２０に接触させ電動車両１０に搭載されたバッテリ１６を充電する。つまり、接触充電システム１２は、電動車両１０が架線２０に接触走行しながら、架線２０から給電される電力をバッテリ１６に充電する。

図４に示すように、電動車両１０は、走行しながら充電ヘッド２６を架線２０に接触させて充電（接触充電、接触給電）を行う。

架線２０は、架線保持部３０により保持され、外部から直流の高電圧である第１電圧が印加されている導電材料の正極側架線２０ｐと、正極側架線２０ｐの下方に配置され、前記第１電圧より低い直流の低電圧（基準電圧）である第２電圧が印加されている導電材料の負極側架線２０ｎとから構成されている。架線保持部３０の表面側は、上下方向に開口するようＶ字溝３４が形成されている。Ｖ字溝３４の上方の面には、正極側架線２０ｐがその表面が露出するように埋め込められ、下方の面には、負極側架線２０ｎがその表面が露出するように埋め込められている。なお、外部から架線２０（２０ｐ、２０ｎ）に印加される電圧は、交流電圧であってもよい。

充電ヘッド２６は、架線２０の正極側架線２０ｐに接触するローラ部としての正極側の受電部（正極側受電部)４０ｐと、負極側架線２０ｎに接触するローラ部としての負極側の受電部（負極側受電部)４０ｎとを上下一対に備える。正極側受電部４０ｐと負極側受電部４０ｎとにより受電部４０が構成される。受電部４０ｐ、４０ｎは、導電性の材料で形成されている。受電部４０ｐ、４０ｎは、同一の構造・形状を有し、略円錐台の形状を有している。

受電部４０ｐ、４０ｎは、上下対称に離間して充電ヘッド２６に取り付けられている。この正極側受電部４０ｐ及び負極側受電部４０ｎによって、Ｖ字溝３４に設けられた正極側架線２０ｐ及び負極側架線２０ｎに接触することが可能となる。

充電アーム２２は、充電ヘッド２６の他に、充電ヘッド２６が取り付けられるブラケット８０と、図１に示すように、このブラケット８０を介して充電ヘッド２６を、矢印ｑ（ｑ１、ｑ２）方向に移動（回動）させるスライダクランク機構８２とを有する。

スライダクランク機構８２は、電動車両１０の側部１０ｓ側に設けられた軸（回動軸）８４を中心に回動して車幅方向外方（車幅外方向）に水平に展開する充電アーム２２を構成するアーム部８６と、アーム部８６より電動車両１０の車体内側に、車体の前後方向に沿って取り付けられたスライドレール８８と、スライドレール８８上を矢印ｐ（ｐ１、ｐ２）方向にスライドするアクチュエータ９０と、一端がアーム部８６に回動自在に取り付けられ、他端がアクチュエータ９０に回動自在に取り付けられたスプリングダンパー９２とを有する。充電ヘッド２６は、アーム部８６の先端側（回動軸８４とは反対側）にブラケット８０を介して取り付けられている。このスプリングダンパー９２は、弾性力によりアーム部８６を車幅外側に展開する方向にアーム部８６を付勢する。

アクチュエータ９０が、車両前方にスライドレール８８上を移動すると、アーム部８６が回動軸８４を中心として矢印ｑ１方向に回動し、充電ヘッド２６も一緒に矢印ｑ１方向に移動する。これにより、アーム部８６は、回動軸８４を中心として電動車両１０の車体横側から水平方向に開き、充電ヘッド２６が架線２０側に移動する。

一方、アクチュエータ９０が、車両後方にスライドレール８８上を移動すると、アーム部８６が回動軸８４を中心として矢印ｑ２方向に回動し、充電ヘッド２６も一緒に矢印ｑ２方向に移動する。これにより、アーム部８６は閉じた状態になり、充電ヘッド２６は電動車両１０の側部１０ｓ側に収納される。

図５は、バッテリ１６を構成するラミネート型のバッテリセル１００（以下、ラミネートセル１００ともいう。）の外観構成を示している。バッテリセル１００は、公知の構成であり、内部に、正極電極とセパレータと負極電極とからなる単セルが複数積層され電気的には前記単セルが直列接続されたバッテリセル本体が上下のシート体１０１、１０２（ラミネートフイルム）で挟まれた状態で、電解液が注入され、シート体１０１、１０２の外縁側の領域において、互いに熱融着されてシールされた構成になっている。シールされたシート体１０１、１０２をラミネートケース１０４という。なお、前記単セルが電気的に直列に接続されたバッテリセル本体の最も高電位側の正極電極に接続された正極端子１０６と最も低電位側の負極電極に接続された負極端子１０８が、ラミネートケース１０４から外部に延びている。これにより、ラミネートケース１０４内の前記バッテリセル本体で発生した電力を外部に取り出すことができる。

図６は、バッテリセル（ラミネートセル）１００が積層され、且つバッテリセル１００が電気的に直列に接続されたバッテリセルユニット１１０の模式的縦断面構成を示している。

バッテリセルユニット１１０は、それぞれが金属板である下板１７１と中間板１７２、１７３、１７４と上板１７５との間にそれぞれバッテリセル１００が挟持され、且つ、上板１７５と下板１７１の４隅にボルト１２４が挿通されて、バッテリセル１００がボルト１２４とナット１２６とで固定された構成とされている（バッテリセル組立体１２０という。）。このバッテリセル組立体１２０が直方体のケース１２２(ユニットケース１２２という。）に収納されて、バッテリセルユニット１１０が構成されている。

バッテリセルユニット１１０の前面１１０Ｆ（電動車両１０の前側を向いている。）と後面１１０Ｒ（電動車両１０の後側を向いている。）には、絶縁性の液冷媒（第１液冷媒ともいう。）であり、例えば、フッ素系不活性液冷媒である、例えばフロリナート（登録商標）を流入させるための図示しない複数の入力ポート（入力開口部）と、流出（吐出）させるための図示しない複数の出力ポート（出力開口部）がそれぞれ設けられている。それにより、第１液冷媒が前面１１０Ｆ側（図６中、前側）の前記入力ポートからバッテリセルユニット１１０内に流入し、バッテリセル組立体１２０を冷却して通流し、通流後の第１液冷媒がバッテリセルユニット１１０の後面１１０Ｒ側（図６中、後側）の出力ポートから吐出（流出）するように構成されている。

バッテリセルユニット１１０からは、正極端子１１６と負極端子１１８が外部に延出されている。

図７は、バッテリセルユニット１１０が３×３＝９個積層されたバッテリセルユニット組立体１１１（１１２）の斜視構成を示している。

図８は、図７に示したバッテリセルユニット組立体１１１（１１２）が室１４２、１４３にそれぞれ１個ずつ、合計２個収納された（バッテリセルユニット１１０が１８個収納された）バッテリケース１３０（図１も参照）を示す模式的な４面図を示している。

図９は、バッテリケース１３０の斜視図である。

バッテリケース１３０の内部は、隔壁１３１（図１、図３参照）によって左右に２分されている。

図８中、中央の図は、バッテリケース１３０の上面図を示し、左側の図は、バッテリケース１３０の前側側面図を示し、右側の図はバッテリケース１３０の後側側面図を示し、下側の図は、バッテリケース１３０の左側側面図を示している。上述したように、バッテリケース１３０には、中央に隔壁１３１が設けられ、左側に９個のバッテリセルユニット１１０（図６参照）からなるバッテリセルユニット組立体１１１（図７参照）が収納固定され、右側に９個のバッテリセルユニット１１０からなるバッテリセルユニット組立体１１２が収納固定されている。

バッテリケース１３０には、第１液冷媒の入力ポート１３２が相対的に下側に設けられ、出力ポート１３４が相対的に上側に設けられている。

図１０及び図１１に太い矢線で示すように、入力ポート１３２からバッテリケース１３０内に流入した第１液冷媒（第１液冷媒ｒ１という。）は、流路１３６、１３８を通じて左右に分かれ入力ポート１４０、１４１から左右の室１４２、１４３に流入し、図１０に示すように、バッテリケース１３０の室１４２、１４３の空間部分を通流すると共に、各バッテリセルユニット１１０内を前面１１０Ｆ側から後面１１０Ｒ側に向かって通流して後面１１０Ｒ側から吐出し、出力ポート１４４、１４５から吐出して流路１４６、１４７に入り、合流して流路１４８に入り、出力ポート１３４からバッテリケース１３０外に吐出（流出）することで、第１液冷媒ｒ１により各バッテリセルユニット１１０内の各バッテリセル１００（図６参照）が冷却される。

図１、図２に示すように、出力ポート１３４からバッテリケース１３０外に流出した第１液冷媒ｒ１は、流路１６６に配された循環ポンプ１５６を通じて熱交換器（ヒートエクスチェンジャ）１５２に流入して熱交換器１５２内を通流し、熱交換器１５２から流出した第１液冷媒ｒ１は、流路１６４を通じて入力ポート１３２からバッテリケース１３０内に流入することで、バッテリケース１３０と熱交換器１５２との間を流路１６６及び流路１６４を介して循環する。換言すれば、第１液冷媒ｒ１は、バッテリケース１３０内（室１４２、１４３）と循環ポンプ１５６と流路１６６と熱交換器１５２と流路１６４とからなる第１液冷媒循環路１６１を通じて循環通流する。

一方、熱交換器１５２は、循環ポンプ１５４が設けられた流路１５８と、電動車両１０の前部のフロントグリル開口近傍に設けられた放熱器（ラジエータ）１５０と流路１６０に連通して、クーラント液（密度≒１０００［ｋｇ／ｍ³］）等の第２液冷媒ｒ２を循環させる第２液冷媒循環路１６２を形成する。

第２液冷媒ｒ２は、熱交換器１５２から流出し、流路１６０を通じて放熱器１５０に流入し、放熱器１５０内を流通して流路１５８に流出し、流路１５８から循環ポンプ１５４を通じて熱交換器１５２に流入する第２液冷媒循環路１６２内を流通する。

電動車両１０は、走行中に架線２０から給電される電力が充電アーム２２を通じてバッテリ１６に充電されるが、走行充電（走行給電）中に、放熱器１５０が走行風による風圧が高いフロントグリル開口近傍に設けられているので、冷却効果を高くすることができる。結果として、電動車両１０の接触走行給電（接触充電）中に、熱交換器１５２内で効率よく第２液冷媒ｒ２によって熱交換されて冷却された第１液冷媒ｒ１によりバッテリ１６を冷却しながらバッテリ１６に充電することができる。第２液冷媒ｒ２は、走行風によって冷却された放熱器１５０内部で効率よく熱交換されて冷却される。

バッテリ１６に充電後、電動車両１０は、充電アーム２２を車体下部に収納した状態で、バッテリ１６の電力により車両駆動用の電動機１４により走行する。

［実施形態のまとめ及び変形例］
上述した実施形態に係る電動車両１０は、車両駆動用の電動機１４を備える電動車両１０において、絶縁性の第１液冷媒ｒ１が直接接触することによって冷却されるバッテリセル１００及びバッテリセル１００を収納し第１液冷媒ｒ１が流通するバッテリケース１３０を有し、電動機１４に電力を供給するバッテリ１６と、第２液冷媒ｒ２を放熱する、バッテリ１６よりも車両前側に配置された放熱器１５０と、放熱器１５０よりも車両後側に配置された熱交換器１５２と、を備え、第２液冷媒ｒ２は第１液冷媒ｒ１に比べて比重が小さく、第１液冷媒ｒ１と第２液冷媒ｒ２とが、放熱器１５０よりも車両後側に配置された熱交換器１５２において熱交換されるように構成される。

この実施形態によれば、比重が相対的に大きい第１液冷媒ｒ１と比重が相対的に小さい第２液冷媒ｒ２とが、車両前側に配置された放熱器１５０よりも車両後側に配置された熱交換器１５２において熱交換されることにより、放熱器１５０から熱交換器１５２までの間は相対的に比重が小さい第２液冷媒ｒ２が流通することとなる。そのため、特開２０１３−６２０２３号公報及び国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットのように、第１液冷媒ｒ１をバッテリケースから放熱器まで流通させて、放熱器において放熱する場合に比較して、熱交換器１５２分の重量の増加があるとしても、熱交換器１５２分の重量の増加分を、放熱器１５０内を流通する液冷媒の重量の減少に熱交換器１５２から放熱器１５０に至るまでの経路（概ね流路１５８と流路１６０）の分の液冷媒の重量の減少分を加えた重量の減少分が上回ることとなり、バッテリ１６の冷却機構の重量の増加を抑制することができる。

従って、バッテリケース１３０内部を流通する第１液冷媒ｒ１によってバッテリセル１００を効果的に冷却しつつ、第１液冷媒ｒ１の重量の増加を抑制して電動車両１０の効率（電費・燃費）の低下を抑制することができる。

ここで、前記第１液冷媒ｒ１をバッテリケース１３０から熱交換器１５２まで循環させる第１液冷媒循環路１６１の経路長Ｌ１（図１対応の図１２及び図２対応の図１３に示すように、概ね、それぞれ太い実線で強調した流路１６４の長さと流路１６６の長さを加算した長さ）は、第２液冷媒ｒ２を熱交換器１５２から放熱器１５０まで循環させる第２液冷媒循環路１６２の経路長Ｌ２（図１２及び図１３に示すように、概ね、それぞれハッチングで強調した流路１５８の長さと流路１６０の長さを加算した長さ）よりも短い。このように、比重の大きな第１液冷媒ｒ１が循環する経路長Ｌ１を短くすることができるため、より効果的に液冷媒の重量の増加を抑制することができる。

熱交換器１５２を、放熱器１５０よりも車両後側であって、バッテリ１６よりも前側又はバッテリ１６近傍に配置することにより、放熱器１５０及びバッテリ１６の配置レイアウトの自由度を高くすることができる。

図１及び図２に示したように、バッテリ１６及び熱交換器１５２を、車室２００よりも後側に配置することで、バッテリセル１００を収納するバッテリケース１３０からなるバッテリ１６を車室２００後側の空間を利用して配置することができると共に、熱交換器１５２も車室２００後側に配置されることとなる。これにより、車室内高さを大きくしつつ、車室２００後側から車両前側の放熱器１５０までの比較的長い経路を、比重が相対的に小さい第２液冷媒ｒ２により流通させることができる。この場合に、車室２００空間を確保しつつ液冷媒の重量の増加を効果的に抑制することができる。

バッテリ１６の冷却機構の重量増加抑制について、具体例により大まかに説明する。ここで、熱交換器１５２を用いないで放熱器１５０のみでバッテリ１６を冷却する場合に、バッテリセル１００の絶縁性を担保するために使用される絶縁性の第１液冷媒ｒ１（密度は、第２液冷媒ｒ２の密度を１と仮定して、その１．５倍であると仮定する。）の重量が１００ｋｇであるものと仮定する。図１及び図２に示した電動車両１０の熱交換器１５２を用いた冷却構造では、絶縁性の第１液冷媒ｒ１（密度＝１．５）の５割を第２液冷媒ｒ２（密度＝１）に置換することが可能である。熱交換器１５２の重量を５ｋｇと仮定すると、図１及び図２例の冷却構造での液冷媒と熱交換器１５２の合成重量は、次の（１）式で表すことができる。
第１液冷媒の重量＋第２液冷媒の重量＋熱交換器の重量＝
５０ｋｇ＋５０ｋｇ×１÷１．５＋５ｋｇ≒８３．３ｋｇ …（１）

つまり、重量を１６．７ｋｇ（１００ｋｇ−８３．３ｋｇ）低下させることができる。

［第１変形例］
ここで、図１４の上面視模式的構成図、及び図１５の右側面視模式的構成図に示すように、バッテリ１６Ａを車室２００の下方に配置し、熱交換器１５２Ａを、車室２００よりも下方で且つバッテリ１６Ａよりも前側に配置するようにした電動車両１０Ａの構成に変形してもよい。なお、図１４、図１５に示す電動車両１０Ａにおいては、架線２０とこの架線２０に接触する充電アーム２２とを省略している。

この場合、第１液冷媒ｒ１は、バッテリケース１３０Ａ内（隔壁１３１Ａで仕切られた室１４２Ａと１４３Ａ内）と循環ポンプ１５６Ａと流路１６６Ａと熱交換器１５２Ａと流路１６４Ａとからなる第１液冷媒循環路１６１Ａを通じて循環通流する。

一方、熱交換器１５２Ａは、循環ポンプ１５４Ａが設けられた流路１５８Ａと、電動車両１０Ａの前部のフロントグリル開口近傍に設けられた放熱器（ラジエータ）１５０Ａと流路１６０Ａに連通して、クーラント液（密度≒１０００［ｋｇｍ³］）等の第２液冷媒ｒ２を循環させる第２液冷媒循環路１６２Ａを形成する。

第２液冷媒ｒ２は、熱交換器１５２Ａから流出し、流路１６０Ａを通じて放熱器１５０Ａに流入し、放熱器１５０Ａ内を流通して流路１５８Ａに流出し、流路１５８Ａから循環ポンプ１５４Ａを通じて熱交換器１５２Ａに流入する第２液冷媒循環路１６２Ａ内を流通する。

このように配置することにより、バッテリセル１００Ａとこのバッテリセル１００Ａを収容するバッテリケース１３０Ａとからなるバッテリ１６Ａを車室２００下方の空間を利用して配置することができると共に、熱交換器１５２Ａも車室２００の空間への影響を与え難い位置に配置されることとなる。これにより、車室２００の空間を確保しつつ液冷媒の重量の増加を抑制して電動車両１０Ａの効率（電費・燃費）の低下を抑制することができる。

この第１変形例においても、前記第１液冷媒ｒ１をバッテリケース１３０Ａから熱交換器１５２Ａまで循環させる第１液冷媒循環路１６１Ａの経路長Ｌ１Ａ（図１４対応の図１６及び図１５対応の図１７に示すように、概ね、それぞれ太い実線で強調した流路１６４Ａの長さと流路１６６Ａの長さを加算した長さ）は、第２液冷媒ｒ２を熱交換器１５２Ａから放熱器１５０Ａまで循環させる第２液冷媒循環路１６２Ａの経路長Ｌ２Ａ（図１６及び図１７に示すように、概ね、ハッチングを施した流路１５８Ａの長さと流路１６０Ａの長さを加算した長さ）よりも短くなっているので、比重の大きな第１液冷媒ｒ１が循環する経路長Ｌ１Ａを短くすることができ、より効果的に液冷媒の重量の増加を抑制することができる。

上記した実施形態及び上記した第１変形例によれば、比重が相対的に大きい第１液冷媒ｒ１と比重が相対的に小さい第２液冷媒ｒ２とが、車両前側に配置された放熱器１５０、１５０Ａよりも車両後側に配置された熱交換器１５２、１５２Ａにおいて熱交換されることにより、放熱器１５０、１５０Ａから熱交換器１５２、１５２Ａまでの間は相対的に比重が小さい第２液冷媒ｒ２が流通することとなる。そのため、特開２０１３−６２０２３号公報及び国際公開第２００８／０５０７３６号パンフレットのように、第１液冷媒ｒ１をバッテリケース１３０、１３０Ａから放熱器１５０、１５０Ａまで流通させて、放熱器１５０、１５０Ａにおいて放熱する場合に比較して、熱交換器１５２、１５２Ａ分の重量の増加があるとしても、熱交換器１５２、１５２Ａ分の重量の増加を、放熱器１５０、１５０Ａ内を流通する液冷媒の重量の減少、及び熱交換器１５２、１５２Ａから放熱器１５０、１５０Ａに至るまでの経路の分の液冷媒の重量の減少が上回ることとなり、バッテリ１６、１６Ａの冷却機構の重量の増加を抑制することができる。

従って、バッテリケース１３０、１３０Ａ内部を流通する第１液冷媒ｒ１によってバッテリセル１００、１００Ａを効果的に冷却しつつ、相対的に比重の大きい第１液冷媒ｒ１の重量の増加を抑制して電動車両１０、１０Ａの効率（電費・燃費）の低下を抑制することができると共に、冷却効率を向上することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、接触給電システムを搭載していない（充電アーム２２が搭載されていない）通常の電動車両に適用できることは勿論のこと、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims

車両駆動用の電動機（１４）を備える電動車両（１０、１０Ａ）において、
絶縁性の第１液冷媒（ｒ１）が直接接触することによって冷却されるバッテリセル（１００、１００Ａ）及び前記バッテリセル（１００、１００Ａ）を収納し前記第１液冷媒（ｒ１）が流通するバッテリケース（１３０、１３０Ａ）を有し、前記電動機（１４）に電力を供給するバッテリ（１６、１６Ａ）と、
第２液冷媒（ｒ２）を放熱する、前記バッテリ（１６、１６Ａ）よりも車両前側に配置された放熱器（１５０、１５０Ａ）と、
前記放熱器（１５０、１５０Ａ）よりも車両後側に配置された熱交換器（１５２、１５２Ａ）と、
を備え、
前記第２液冷媒（ｒ２）は前記第１液冷媒（ｒ１）に比べて比重が小さく、
前記第１液冷媒（ｒ１）と前記第２液冷媒（ｒ２）とが、前記放熱器（１５０、１５０Ａ）よりも車両後側に配置された前記熱交換器（１５２、１５２Ａ）において熱交換される
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
請求項１に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記第１液冷媒（ｒ１）を前記バッテリケース（１３０、１３０Ａ）から前記熱交換器（１５２、１５２Ａ）まで循環させる第１液冷媒循環路（１６１、１６１Ａ）の経路長（Ｌ１、Ｌ１Ａ）は、前記第２液冷媒（ｒ２）を前記熱交換器（１５２、１５２Ａ）から前記放熱器（１５０、１５０Ａ）まで循環させる第２液冷媒循環路（１６２、１６２Ａ）の経路長（Ｌ２、Ｌ２Ａ）よりも短くされている
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
請求項１記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記熱交換器（１５２、１５２Ａ）は、
前記放熱器（１５０、１５０Ａ）よりも車両後側であって、前記バッテリ（１６、１６Ａ）よりも前側又は前記バッテリ（１６、１６Ａ）近傍に配置されている
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
請求項１記載の電動車両（１０Ａ）において、
前記バッテリ（１６Ａ）は車室（２００）の下方に配置され、
前記熱交換器（１５２Ａ）は前記車室（２００）よりも下方で且つ前記バッテリ（１６Ａ）よりも前側に配置されている
ことを特徴とする電動車両（１０Ａ）。
請求項１記載の電動車両（１０）において、
前記バッテリ（１６）及び前記熱交換器（１５２）は、車室（２００）よりも後側に配置されている
ことを特徴とする電動車両（１０）。