JP6658584B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内およびバッテリ収容空間に空気を供給する車両用空調装置に関する。

従来、車室内空調用のエアコンユニットの内部を流れる空気を利用して、バッテリケーシングに収容されたバッテリを冷却するバッテリ冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、送風機の空気流れ下流側にエバポレータおよびヒータコアが配置された構成において、送風機の空気流れ下流側にバッテリケーシングの内部に連通する連通ダクトを接続することで、バッテリケーシングに冷風を導入する技術が開示されている。なお、特許文献１には、エバポレータで冷却された冷風とヒータコアで加熱された温風との混合割合を調整して車室内へ吹き出す空気の温度を調整するエアミックス方式のエアコンユニットが開示されている。

特開２００８−２２２０４１号公報

しかしながら、特許文献１の如く、送風機の空気流れ下流側にバッテリケーシングの内部に連通する連通ダクトを接続する構成では、バッテリ冷却時に車室内に吹き出す風量が低下してしまう。このことは、乗員の空調フィーリングが悪化する要因となることから好ましくない。

また、例えば、エアミックス方式のエアコンユニットでは、エバポレータで冷却された冷風をバッテリ側に導入すると、バッテリ冷却時に冷風と温風との混合割合が変化することで、車室内へ吹き出す空気の温度を適切に調整できなくなってしまう。

このように、従来の車両用空調装置では、バッテリの冷却と車室内の空調とを並行して実施する場合に、車室内の空調性能が低下してしまう。

本発明は上記点に鑑みて、バッテリの冷却と車室内の空調とを並行して実施する場合に、車室内の空調性能の低下を抑制可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
車室内およびバッテリ（５１）が収容されたバッテリ収容空間（５２ａ）に空気を供給する車両用空調装置であって、
内部に空気の通風路（１３、１３Ａ、１３Ｂ）が形成された空調ケース（１２）と、
車室内へ向かう気流を発生させる室内用送風機（１８）と、
空調ケースの内部とバッテリ収容空間とを連通させる連通ダクト（３０）と、を備える。

バッテリ収容空間には、連通ダクトを介して空調ケースの内部を流れる空気をバッテリ収容空間に導くバッテリ用送風機（５６）が配置されている。空調ケースの内部には、車室外空気が流れる外気通風路（１３Ｂ）、および車室内空気が流れる内気通風路（１３Ａ）が設定されている。そして、連通ダクトは、車室外空気がバッテリ収容空間に導入されるように、空調ケースにおける室内用送風機の空気流れ上流側に位置する部位であって、空調ケースにおける外気通風路を形成する部位（１２１Ｂ）に接続されている。

これによれば、室内用送風機によって車室内の空調に必要な風量を確保しつつ、バッテリ用送風機によってバッテリの冷却に必要な風量を確保することができる。すなわち、本発明の車両用空調装置は、バッテリの冷却に必要な風量と車室内の空調に必要とされる風量とを独立して確保することができるので、バッテリの冷却と車室内の空調とを並行して実施する際に車室内の空調性能が低下することを抑制可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態の車両用空調装置の概略構成図である。 第１実施形態の制御装置が実行するモード切替処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態の車両用空調装置におけるバッテリ冷却モード時の空気の流れ方を示す室内空調ユニットおよびバッテリユニットの模式的な断面図である。 第１実施形態の比較例となる車両用空調装置の模式的な断面図である。 第２実施形態の室内空調ユニットおよびバッテリユニットの模式的な断面図である。 第３実施形態の室内空調ユニットおよびバッテリユニットの模式的な断面図である。 第４実施形態の車両用空調装置の概略構成図である。 第４実施形態の制御装置が実行するモード切替処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態の車両用空調装置における室内空調モード時の空気の流れ方を示す室内空調ユニットおよびバッテリユニットの模式的な断面図である。 第４実施形態の車両用空調装置におけるバッテリ冷却モード時の空気の流れ方を示す室内空調ユニットおよびバッテリユニットの模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。図１に示すように、車両用空調装置１は、車室内を空調する室内空調ユニット１０、バッテリ５１が搭載されたバッテリユニット５０、および制御装置１００を備えている。

室内空調ユニット１０は、車室内の前部に配置されるインストルメントパネルに内側等に配置されている。室内空調ユニット１０は、空調ケース１２、図示しない内外気ドア、蒸発器１６、室内用送風機１８、図示しないヒータコア、図示しないエアミックスドア等を備えている。

空調ケース１２は、室内空調ユニット１０の外殻を構成すると共に、その内部に車室内へ向かう空気が流れる通風路１３が形成されている。空調ケース１２は、ある程度の弾性を有し、強度的に優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。なお、空調ケース１２は、樹脂成形上の都合、内部部品の組付上の都合等から、実際には複数の分割ケースの組付体として構成されている。具体的には、空調ケース１２は、ネジ、クリップ等の締結部材によって複数の分割ケースを締結することで構成されている。

図示しないが、空調ケース１２には、室内用送風機１８の空気流れ上流側に、車室外空気（すなわち、外気）を導入する外気導入部、車室内空気（すなわち、内気）を導入する内気導入部が隣接して形成されている。また、図示しないが、空調ケース１２の内部には、外気導入部および内気導入部の開口割合を調整する内外気ドアが配置されている。

図示しないが、空調ケース１２には、室内用送風機１８の空気流れ下流側に、デフロスタ開口部、フェイス開口部、およびフット開口部が形成されている。デフロスタ開口部は、車両の窓ガラスの内側に向けて空気を供給するための開口部である。フェイス開口部は、車室内の乗員の上半身側に向けて空気を供給するための開口部である。フット開口部は、車室内の乗員の下半身側に向けて空気を供給するための開口部である。なお、図示しないが、空調ケース１２の内部には、前述の各開口部の開閉状態を調整する吹出モードドアが設けられている。

空調ケース１２には、外気導入部または内気導入部から導入された空気に含まれる塵等の異物を捕集するエアフィルタ１４が配置されている。エアフィルタ１４は、図示しないフィルタ枠、フィルタエレメント等で構成されている。

空調ケース１２には、その内部を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する蒸発器１６が収容されている。蒸発器１６は、エアフィルタ１４を通過した空気が通過するように、エアフィルタ１４の空気流れ下流側に配置されている。

本実施形態の蒸発器１６は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおける低圧側の熱交換器で構成されている。すなわち、蒸発器１６は、内部を流れる低温低圧の流体（すなわち、冷媒）を空気と熱交換させて蒸発させることで、空調ケース１２の内部を流れる空気を冷却する熱交換器である。蒸発器１６は、外形状が矩形状の薄型形状となっている。

空調ケース１２には、車室内へ向かう気流を発生させる室内用送風機１８が配置されている。室内用送風機１８は、空調ケース１２の内部における蒸発器１６よりも空気流れ下流側に配置されている。室内用送風機１８は、ファン１８１、ファン１８１を回転駆動する電動機１８２を備える。本実施形態の室内用送風機１８は、ファン軸心ＣＬの延伸方向が蒸発器１６の厚み方向に沿って延びるように配置されている。

ファン１８１は、ファン軸心ＣＬの延伸方向から吸い込んだ空気をファン軸心ＣＬに交差する方向に吹き出す構成となっている。本実施形態のファン１８１は、軸流ファンよりも動圧が小さく、静圧が大きくなる特性を有する遠心ファンで構成されている。

ここで、遠心ファンは、羽根形状によってシロッコファン、ラジアルファン、ターボファンに区分される。本実施形態のファン１８１は、遠心ファンの中でも高い静圧が得られるターボファンで構成されている。なお、遠心ファンは、ターボファン以外のシロッコファン、ラジアルファンで構成されていてもよい。

空調ケース１２には、ファン１８１を収容するファン収容部１５が形成されている。ファン収容部１５は、空調ケース１２における蒸発器１６の空気流れ下流側に形成されている。

ファン収容部１５には、ファン１８１の内部に空気を導く空気吸入部１５１が設定されている。また、ファン収容部１５には、ファン１８１の空気吹出側にファン１８１の内部で生じた気流を吹き出す空気吹出部１５２が設定されている。

本実施形態のファン収容部１５は、通風路１３における室内用送風機１８の空気流れ上流側の上流側空間１３１と室内用送風機１８の空気流れ下流側の下流側空間１３２とを区画する区画部１５３を含んで構成されている。

本実施形態の室内用送風機１８は、蒸発器１６を通過した空気が空気吸入部１５１に導かれ易くなるように、空気吸入部１５１が蒸発器１６における空気の流出面１６１に対向した配置形態となっている。換言すれば、本実施形態の蒸発器１６は、空気吸入部１５１から視認可能なように、空気の流出面１６１が空気吸入部１５１と対向した状態で配置されている。

空調ケース１２には、空気吹出部１５２の空気流れ下流側に図示しないヒータコアが配置されている。ヒータコアは、蒸発器１６を通過した空気を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータコアとしては、例えば、内燃機関を冷却する冷却水を熱源として、蒸発器１６を通過した空気を加熱する熱交換器を採用することができる。

また、空調ケース１２には、空気吹出部１５２の下流側に図示しない冷風バイパス通路が形成されている。冷風バイパス通路は、室内用送風機１８から吹き出された気流をヒータコアを迂回して流す通路である。

さらに、空調ケース１２には、エアミックスドアが配置されている。エアミックスドアは、ヒータコアを通過する空気および冷風バイパス通路を通過する空気の風量割合を調整する部材である。なお、空調ケース１２には、ヒータコアおよび冷風バイパス通路の空気流れ下流側に、前述したデフロスタ開口部、フェイス開口部、およびフット開口部が形成されている。

ここで、空調ケース１２には、蒸発器１６から室内用送風機１８の空気吸入側に至る通風路１３を形成する中間壁面部１２１に中間開口部１２２が形成されている。中間開口部１２２は、蒸発器１６にて冷却された冷風を後述するバッテリ収容空間５２ａに導出するための開口部である。中間開口部１２２は、中間壁面部１２１における蒸発器１６にて生じた凝縮水が付着し難い部位に形成されていることが望ましい。中間開口部１２２には、空調ケース１２の内部と後述するバッテリ収容空間５２ａとを連通させる連通ダクト３０が接続されている。

連通ダクト３０は、一端側が空調ケース１２における室内用送風機１８の空気流れ上流側に位置する部位、すなわち、中間壁面部１２１の中間開口部１２２に接続されている。また、連通ダクト３０は、他端側がバッテリケース５２に形成された空気吸込口５２１に接続されている。

続いて、バッテリユニット５０について説明する。バッテリユニット５０は、車両の床下に搭載されている。なお、バッテリユニット５０の搭載位置は、車両の床下に限らず、車両のトランクルームやシートの下方側に搭載されていてもよい。

バッテリユニット５０は、室内空調ユニット１０で生成された冷風を利用してバッテリ５１を冷却することが可能に構成されている。バッテリユニット５０は、バッテリ５１、バッテリケース５２、排気ダクト５４、バッテリ用送風機５６を含んで構成されている。

バッテリ５１は、車載機器に対して所定の高電圧を供給するものである。バッテリ５１は、例えば、車両走行時の駆動力を発生させる走行用モータに電力を供給する大容量の電池で構成されている。

バッテリ５１は、充放電可能な二次電池で構成されている。バッテリ５１は、例えば、リチウムイオン電池等の電池セルが電気的に直列または並列に接続された組電池として構成されている。

バッテリケース５２は、バッテリユニット５０の外殻を構成すると共に、その内部にバッテリ５１を収容するバッテリ収容空間５２ａが形成されている。バッテリ収容空間５２ａは、連通ダクト３０を介して、室内空調ユニット１０で生成された冷風が流れる通風路としても機能する。

バッテリケース５２には、バッテリ収容空間５２ａに空気を導入する空気吸込口５２１、およびバッテリ収容空間５２ａから空気を導出する空気排出口５２２が形成されている。空気吸込口５２１には、連通ダクト３０が接続されている。また、空気排出口５２２には、バッテリ収容空間５２ａの空気を車両外部に導く排気ダクト５４が接続されている。

バッテリ収容空間５２ａには、バッテリ用送風機５６が配置されている。バッテリ用送風機５６は、連通ダクト３０を介して空調ケース１２の内部を流れる空気をバッテリ収容空間５２ａに導く送風機である。

本実施形態のバッテリ用送風機５６は、バッテリ収容空間５２ａにおけるバッテリ５１よりも空気流れ上流側に配置されている。具体的には、バッテリ用送風機５６は、バッテリ収容空間５２ａのうち、バッテリ５１よりも連通ダクト３０に近い位置に配置されている。換言すれば、バッテリ用送風機５６は、バッテリ５１よりも排気ダクト５４から離れた位置に配置されている。

バッテリ用送風機５６は、図示しないファンおよび電動機を備える電動送風機で構成されている。バッテリ用送風機５６のファンは、例えば、軸流ファンで構成されている。なお、バッテリ用送風機５６のファンは、軸流ファンに限らず、遠心ファン等で構成されていてもよい。

続いて、車両用空調装置１の電子制御部を構成する制御装置１００について説明する。制御装置１００は、ＣＰＵ、記憶部等を含む周知のマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。制御装置１００は、記憶部等に記憶された制御プログラムに基づいて、各種演算、処理を行う装置である。なお、制御装置１００の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。

制御装置１００の入力側には、内気温度を検出する内気センサ１０１、外気温度を検出する外気センサ１０２、車室内への日射量を検出する日射センサ１０３等の空調用のセンサ群が接続されている。

また、制御装置１００の入力側には、バッテリ５１の温度を検出するバッテリ温度センサ１０４が接続されている。バッテリ温度センサ１０４は、例えば、バッテリ５１の表面温度を検出する温度センサで構成されている。

さらに、制御装置１００の入力側には、乗員が操作する操作部１１０が接続されている。操作部１１０には、空調作動スイッチ、車室内の設定温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられている。

一方、制御装置１００の出力側には、制御装置１００から出力される制御信号によって作動が制御される制御対象機器が接続されている。具体的には、制御装置１００には、制御対象機器として室内用送風機１８、バッテリ用送風機５６等が接続されている。

ここで、制御装置１００は、その出力側に接続された制御対象機器を制御するハードウェアおよびソフトフェアで構成される複数の制御部が集約されている。本実施形態の制御装置１００は、例えば、単に車室内を空調する室内空調モード、車室内の空調およびバッテリ５１の冷却を並行して実施するバッテリ冷却モード等の運転モードを切替制御するモード制御部１００ａが集約されている。

次に、上述の如く構成される車両用空調装置１の作動について説明する。車両用空調装置１は、運転モードが室内空調モードおよびバッテリ冷却モードに切替可能となっている。具体的には、車両用空調装置１は、電源供給された状態で操作部１１０の空調作動スイッチがオンされると、制御装置１００が、運転モードを切り替えるモード切替処理を実行する。

本実施形態では、制御装置１００が実行するモード切替処理の概要について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。図２に示すモード切替処理の各制御ステップは、制御装置１００が実行する各種機能を実現する機能実現部を構成している。

図２に示すように、制御装置１００は、ステップＳ１０にて、各種センサ１０１〜１０４のセンサ信号および操作部１１０の操作信号を読み込む。続いて、制御装置１００は、ステップＳ２０にて、バッテリ温度センサ１０４で検出されたバッテリ温度が適正上限温度以下であるか否かを判定する。

ここで、バッテリ５１は、充電時や図示しない走行用モータへ電力を供給する放電時に発熱を生じて高温となることがある。バッテリ５１は、その温度が所定の温度（例えば、４０℃）を超えると、性能低下や劣化を生じてしまう。このことを考慮して、適正上限温度は、例えば、４０℃以下に設定される。なお、適正上限温度は、バッテリ５１を構成する電池の種類に応じて適宜設定することが望ましい。

ステップＳ２０の判定処理の結果、バッテリ温度が適正上限温度以下であると判定された場合、バッテリ５１の冷却が不要と考えられるので、制御装置１００は、ステップＳ３０にて運転モードを室内空調モードに決定する。

制御装置１００は、室内空調モード時に、バッテリ用送風機５６の作動を停止した状態で、室内用送風機１８を稼働状態に制御する。制御装置１００は、室内空調モード時に、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、室内用送風機１８等の制御対象機器の作動を制御する。

具体的には、制御装置１００は、室内空調モード時に、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。なお、制御装置１００は、ＴＡＯを例えば以下の［数１］により算出する。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…［数１］
但し、Ｔｓｅｔは、温度設定スイッチに設定された設定温度、Ｔｒは、内気センサ１０１の検出値、Ｔａｍは外気センサ１０２の検出値、Ｔｓは日射センサ１０３の検出値である。また、Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは、制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。

そして、制御装置１００は、ＴＡＯ等に基づいて、予め記憶部に記憶された制御マップを参照して室内用送風機１８等の制御対象機器への作動状態を決定する。制御装置１００は、例えば、ＴＡＯが極高温域や極低温域となって高い空調性能が必要となる際に、最大風量となるように室内用送風機１８の回転数を高回転数に決定する。また、制御装置１００は、例えば、ＴＡＯと車室内の温度との温度差が縮小されるに伴って風量が低下するように室内用送風機１８の回転数を決定する。

室内空調モード時には、制御装置１００によって、バッテリ用送風機５６の作動が停止された状態で、室内用送風機１８が稼働状態に制御されることで、空調ケース１２の内部に車室内へ向かう気流が発生する。

これにより、通風路１３における上流側空間１３１では、外気導入部または内気導入部から導入された気流が、エアフィルタ１４を経由して蒸発器１６に流入する。この気流は、蒸発器１６にて所定の温度まで冷却された後、空気吸入部１５１から室内用送風機１８に吸い込まれる。室内用送風機１８に吸い込まれた空気は、ファン１８１の内側から径方向外側に向かって吹き出される。この気流は、通風路１３における下流側空間１３２を流れる。下流側空間１３２では、図示しないヒータコアまたは冷風バイパス通路を通過した後、各開口部のいずれかを介して車室内に吹き出される。

一方、ステップＳ２０の判定処理の結果、バッテリ温度が適正上限温度を超えていると判定された場合、バッテリ５１の冷却が必要と考えられるので、制御装置１００は、ステップＳ４０にて運転モードをバッテリ冷却モードに決定する。

制御装置１００は、バッテリ冷却モード時に、室内用送風機１８およびバッテリ用送風機５６の双方を稼働状態に制御する。なお、バッテリ冷却モード時における室内空調ユニット１０側の制御対象機器については、制御装置１００によって、室内空調モード時と同様の作動状態に制御される。

制御装置１００は、バッテリ冷却モード時に、回転数が予め定めた基準回転数となるようにバッテリ用送風機５６を制御する。なお、制御装置１００は、バッテリ冷却モード時に、バッテリ温度が高くなるに伴って回転数が増加するようにバッテリ用送風機５６を制御する構成となっていてもよい。

バッテリ冷却モード時には、制御装置１００によって、室内用送風機１８およびバッテリ用送風機５６の双方が稼働状態に制御されることで、空調ケース１２の内部に車室内へ向かう気流、およびバッテリ収容空間５２ａに向かう気流が発生する。

これにより、通風路１３における上流側空間１３１では、外気導入部または内気導入部から導入された気流が、図３の矢印ＡＦＥで示すように、エアフィルタ１４を経由して蒸発器１６に流入し、蒸発器１６にて所定の温度まで冷却される。

そして、蒸発器１６にて冷却された空気は、図３の矢印ＡＦＳで示すように空気吸入部１５１から室内用送風機１８に吸い込まれると共に、図３の矢印ＡＦＢ１で示すように連通ダクト３０を介してバッテリ収容空間５２ａのバッテリ用送風機５６に吸い込まれる。

室内用送風機１８に吸い込まれた空気は、図３の矢印ＡＦＤに示すように、ファン１８１の内側から径方向外側に向かって吹き出される。この気流は、図示しないヒータコアまたは冷風バイパス通路を通過した後、各開口部のいずれかを介して車室内に吹き出される。

一方、バッテリ用送風機５６に吸い込まれた空気は、図３の矢印ＡＦＢ２に示すように、バッテリ用送風機５６の空気流れ下流側に位置するバッテリ５１に対して吹き出される。これにより、バッテリ５１が冷却される。そして、バッテリ収容空間５２ａにおいてバッテリ５１から吸熱した空気は、図３の矢印ＡＦＢ３に示すように、排気ダクト５４を介して車両外部に排出される。

ここで、本実施形態の車両用空調装置１の比較例について、図４を参照して説明する。図４は、比較例の車両用空調装置ＣＥの模式的な断面図である。なお、説明の便宜上、図４では、比較例の車両用空調装置ＣＥについて本実施形態の車両用空調装置１と同様の構成について同一の参照符号を付している。

図４に示すように、比較例の車両用空調装置ＣＥの室内空調ユニットＨＵは、空調ケースＨＣにおける室内用送風機ＢＦが蒸発器１６の空気流れ上流側に配置されている。そして、空調ケースＨＣには、蒸発器１６の空気流れ下流側に、蒸発器１６を通過した空気をバッテリ収容空間５２ａに導く連通ダクトＣＤが接続されている。

また、比較例の車両用空調装置ＣＥのバッテリユニットＢＵには、バッテリＢＴに空気を供給する専用の送風機が設けられていない。その他の構成は、本実施形態の車両用空調装置１と同様である。

比較例の車両用空調装置ＣＥでは、室内用送風機ＢＦが作動すると、室内用送風機ＢＦから吹き出された空気が蒸発器１６に流入する。そして、蒸発器１６を通過した空気は、一部が連通ダクトＣＤを介してバッテリＢＴに供給され、残りが図示しないヒータコアまたは冷風バイパス通路を通過した後、各開口部のいずれかを介して車室内に吹き出される。

比較例の車両用空調装置ＣＥの如く、室内用送風機ＢＦの空気流れ下流側にバッテリ収容空間５２ａに連通する連通ダクトＣＤを接続する構成では、室内用送風機ＢＦで発生した気流の一部がバッテリユニットＢＵ側に流れる。このため、比較例の車両用空調装置ＣＥでは、バッテリＢＴを冷却する際に、車室内に吹き出す風量が低下してしまう。このことは、乗員の空調フィーリングが悪化する要因となることから好ましくない。

また、例えば、エアミックス方式の室内空調ユニットＨＵでは、蒸発器１６で冷却された冷風をバッテリＢＴ側に導入すると、室内空調ユニットＨＵにおける冷風と温風との混合割合が変化してしまう。すなわち、エアミックス方式の室内空調ユニットＨＵでは、車室内へ吹き出す空気の温度を適切に調整できなくなってしまう。

このように、比較例の車両用空調装置ＣＥでは、バッテリＢＴの冷却と車室内の空調とを並行して実施する場合に、車室内の空調性能が低下してしまう。

これに対して、本実施形態の車両用空調装置１は、空調ケース１２の内部に室内用送風機１８が配置されると共に、バッテリ収容空間５２ａにバッテリ用送風機５６が配置されている。

加えて、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリ収容空間５２ａに冷風を導入する連通ダクト３０が、空調ケース１２における室内用送風機１８の空気流れ上流側の部位（すなわち、中間壁面部１２１）に接続されている。

これによれば、室内用送風機１８によって車室内の空調に必要な風量を確保しつつ、バッテリ用送風機５６によってバッテリ５１の冷却に必要な風量を確保することができる。すなわち、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリ５１の冷却に必要な風量と車室内の空調に必要とされる風量とを独立して確保することができる。従って、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリ５１の冷却と車室内の空調とを並行して実施する際に車室内の空調性能が低下することを抑制可能となる。

特に、本実施形態の連通ダクト３０は、空調ケース１２における蒸発器１６と室内用送風機１８との間に接続されているので、バッテリ用送風機５６によって蒸発器１６にて冷却された冷風をバッテリ収容空間５２ａに導入することができる。これによれば、室内空調ユニット１０の蒸発器１６で冷却された冷風によってバッテリ５１を充分に冷却することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図５を参照して説明する。本実施形態では、バッテリユニット５０におけるバッテリ用送風機５６の搭載位置が、第１実施形態におけるバッテリ用送風機５６の搭載位置と相違している。

図５に示すように、本実施形態のバッテリ用送風機５６は、バッテリ収容空間５２ａにおいて、バッテリ５１の空気流れ下流側に配置されている。具体的には、本実施形態のバッテリ用送風機５６は、バッテリ５１よりも排気ダクト５４に近い位置に配置されている。換言すれば、本実施形態のバッテリ用送風機５６は、バッテリ５１よりも連通ダクト３０から離れた位置に配置されている。

本実施形態の車両用空調装置１における他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の車両用空調装置１は、第１実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

ここで、バッテリ用送風機５６は、その作動時に電動機等が発熱する。このため、バッテリ用送風機５６がバッテリ５１よりも空気流れ上流側に配置されていると、バッテリ用送風機５６の熱によってバッテリ５１に供給される空気の温度が上昇してしまうことが懸念される。

これに対して、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリ用送風機５６が、バッテリ収容空間５２ａにおいて、バッテリ５１の空気流れ下流側に配置されている。これによると、バッテリ用送風機５６の作動時に生ずる熱によって、バッテリ５１に供給される空気の温度が上昇してしまうことを防止することができるので、効率よくバッテリ５１を冷却することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図６を参照して説明する。本実施形態では、空調ケース１２の内部に内気が流れる内気通風路１３Ａと外気が流れる外気通風路１３Ｂが形成されている点が第２実施形態と相違している。

図６に示すように、空調ケース１２には、その内部を内気通風路１３Ａと外気通風路１３Ｂに仕切る第１隔壁部１２４および第２隔壁部１２６が設けられている。第１隔壁部１２４は、空調ケース１２におけるエアフィルタ１４の空気流れ上流側に設けられている。また、第２隔壁部１２６は、空調ケース１２における蒸発器１６と室内用送風機１８との間に設けられている。

また、本実施形態の室内用送風機１８は、単一の電動機１８２にて第１ファン１８１Ａおよび第２ファン１８１Ｂという２つのファンを駆動するダブルファン型の送風機で構成されている。第１ファン１８１Ａは、内気通風路１３Ａに気流を発生させるファンである。また、第２ファン１８１Ｂは、外気通風路１３Ｂに気流を発生させるファンである。

そして、本実施形態のファン収容部１５には、第１ファン１８１Ａの内側に空気を導く第１空気吸入部１５１Ａが設定され、第２ファン１８１Ｂの内側に空気を導く第２空気吸入部１５１Ｂが設定されている。また、ファン収容部１５には、第１ファン１８１Ａの内部で生じた気流を吹き出す第１空気吹出部１５２Ａが設定され、第２ファン１８１Ｂの内部で生じた気流を吹き出す第２空気吹出部１５２Ｂが設定されている。

さらに、室内用送風機１８は、蒸発器１６を通過した空気が、第１空気吸入部１５１Ａおよび第２空気吸入部１５１Ｂの一方に偏って流れないように、各空気吸入部１５１Ａ、１５１Ｂの双方が蒸発器１６の流出面１６１に対向しない配置形態となっている。換言すれば、本実施形態の蒸発器１６は、各空気吸入部１５１Ａ、１５１Ｂから視認できないようように、空気の流出面１６１が空気吸入部１５１と対向しない状態で配置されている。

なお、本実施形態の空調ケース１２は、ファン収容部１５によって、内気通風路１３Ａにおける室内用送風機１８の空気流れ上流側の第１上流側空間１３１Ａと室内用送風機１８の空気流れ下流側の第１下流側空間１３２Ａとに区画されている。また、本実施形態の空調ケース１２は、ファン収容部１５によって、外気通風路１３Ｂにおける室内用送風機１８の空気流れ上流側の第２上流側空間１３１Ｂと室内用送風機１８の空気流れ下流側の第２下流側空間１３２Ｂとに区画されている。

ここで、空調ケース１２は、蒸発器１６から第１ファン１８１Ａに至る内気通風路１３Ａを形成する第１中間壁面部１２１Ａ、および蒸発器１６から第２ファン１８１Ｂに至る外気通風路１３Ｂを形成する第２中間壁面部１２１Ｂを有している。

そして、第２中間壁面部１２１Ｂには、蒸発器１６にて冷却された冷風をバッテリ収容空間５２ａに導出するための中間開口部１２２が形成されている。そして、中間開口部１２２には、空調ケース１２の内部とバッテリ収容空間５２ａとを連通させる連通ダクト３０が接続されている。

本実施形態の車両用空調装置１の他の構成は、前述の第２実施形態と同様である。本実施形態の車両用空調装置１は、第２実施形態と共通の構成から奏される作用効果を前述の実施形態と同様に得ることができる。

ここで、内気は、乗員の吐息等によって外気よりも湿度が高くなり易い傾向がある。このため、内気がバッテリ収容空間５２ａに導入される構成では、バッテリ５１に結露が生じてしまうことが懸念される。

また、冬期には、車室内の空調によって内気の温度が外気の温度よりも高くなる。このため、内気がバッテリ収容空間５２ａに導入される構成では、バッテリ５１を充分に冷却することが困難となってしまうことが懸念される。

これに対して、本実施形態の車両用空調装置１は、バッテリ冷却モード時に、外気がバッテリ収容空間５２ａに導入されるように、連通ダクト３０が空調ケース１２における外気通風路１３Ｂを形成する部位（すなわち、第２中間壁面部１２１Ｂ）に接続されている。

これによると、図６の矢印ＡＦＢ１で示すように、バッテリ収容空間５２ａには、内気に比べて低湿度となり易い外気が導入されるので、バッテリ冷却モード時にバッテリ５１に結露が生じてしまうことを抑制することができる。また、冬期においては、バッテリ収容空間５２ａに内気に比べて低温となる外気が導入されるので、効率よくバッテリ５１を冷却することが可能となる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図７〜図１０を参照して説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、空調ケース１２の内部とバッテリ収容空間５２ａとの間の空気の流通状態を切り替える開閉ドア６０が追加されている点が第１実施形態と相違している。

図７に示すように、本実施形態の車両用空調装置１には、連通ダクト３０に開閉ドア６０が配置されている。開閉ドア６０は、空調ケース１２の内部とバッテリ収容空間５２ａとの間の空気の流通を許容する許容状態と、空調ケース１２の内部とバッテリ収容空間５２ａとの間の空気の流通を遮断する遮断状態とに切り替える切替機構として機能する。

具体的には、開閉ドア６０は、空調ケース１２の中間開口部１２２を開放する開放位置と、中間開口部１２２を閉鎖する閉鎖位置とに変位させることが可能に構成されている。より具体的には、本実施形態の開閉ドア６０は、片持ち式のドアで構成されている。なお、開閉ドア６０は、片持ち式のドアに限らず、バタフライドアやスライドドア等で構成されていてもよい。

また、本実施形態の開閉ドア６０は、制御装置１００からの制御信号に応じて開閉可能な電動ドアで構成されている。開閉ドア６０は、制御装置１００によって制御可能なように、制御装置１００の出力側に接続されている。

本実施形態の車両用空調装置１における他の構成は、第１実施形態と同様である。以下、本実施形態の制御装置１００が実行するモード切替処理の概要について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。図８に示すモード切替処理の各制御ステップは、制御装置１００が実行する各種機能を実現する機能実現部を構成している。

図８に示すように、制御装置１００は、ステップＳ１０にて、各種センサ１０１〜１０４のセンサ信号および操作部１１０の操作信号を読み込む。続いて、制御装置１００は、ステップＳ２０にて、バッテリ温度センサ１０４で検出されたバッテリ温度が適正上限温度以下であるか否かを判定する。

ステップＳ２０の判定処理の結果、バッテリ温度が適正上限温度以下であると判定された場合、バッテリ５１の冷却が不要と考えられるので、制御装置１００は、ステップＳ３０Ａにて運転モードを室内空調モードに決定する。

制御装置１００は、室内空調モード時に、バッテリ用送風機５６の作動を停止すると共に、開閉ドア６０を中間開口部１２２の閉鎖位置に変位させた状態で、室内用送風機１８を稼働状態に制御する。なお、制御装置１００は、第１実施形態と同様に、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、室内用送風機１８等の制御対象機器の作動を制御する。

室内空調モード時には、制御装置１００によって、バッテリ用送風機５６の作動が停止された状態で、室内用送風機１８が稼働状態に制御されることで、空調ケース１２の内部に車室内へ向かう気流が発生する。

これにより、通風路１３における上流側空間１３１では、外気導入部または内気導入部から導入された気流が、図９の矢印ＡＦＥで示すように、エアフィルタ１４を経由して蒸発器１６に流入する。この気流は、蒸発器１６にて所定の温度まで冷却された後、図９の矢印ＡＦＳで示すように、空気吸入部１５１から室内用送風機１８に吸い込まれる。

この際、開閉ドア６０が中間開口部１２２の開放位置にあると、連通ダクト３０を介して、バッテリ収容空間５２ａの空気が、室内用送風機１８に流入してしまう可能性がある。室内用送風機１８にバッテリ収容空間５２ａの空気が吸い込まれることは、蒸発器１６にて冷却された空気の温度が上昇する要因となることから、車室内の空調性能の低下が懸念される。

これに対して、本実施形態の車両用空調装置１は、室内空調モード時に、開閉ドア６０を中間開口部１２２の閉鎖位置に変位させるので、室内用送風機１８にバッテリ収容空間５２ａの空気が吸い込まれることがない。

続いて、室内用送風機１８に吸い込まれた空気は、図９の矢印ＡＦＤに示すように、ファン１８１の内側から径方向外側に向かって吹き出される。この気流は、図示しないヒータコアまたは冷風バイパス通路を通過した後、各開口部のいずれかを介して車室内に吹き出される。

一方、ステップＳ２０の判定処理の結果、バッテリ温度が適正上限温度を超えていると判定された場合、バッテリ５１の冷却が必要と考えられるので、制御装置１００は、ステップＳ４０Ａにて運転モードをバッテリ冷却モードに決定する。

制御装置１００は、バッテリ冷却モード時に、開閉ドア６０を中間開口部１２２の開放位置に変位させた状態で、室内用送風機１８およびバッテリ用送風機５６の双方を稼働状態に制御する。なお、制御装置１００は、第１実施形態と同様に、室内用送風機１８、バッテリ用送風機５６等の制御対象機器の作動を制御する。

バッテリ冷却モード時には、制御装置１００によって、室内用送風機１８およびバッテリ用送風機５６の双方が稼働状態に制御されることで、空調ケース１２の内部に車室内へ向かう気流、およびバッテリ収容空間５２ａに向かう気流が発生する。

これにより、通風路１３における上流側空間１３１では、外気導入部または内気導入部から導入された気流が、図１０の矢印ＡＦＥで示すように、エアフィルタ１４を経由して蒸発器１６に流入し、蒸発器１６にて所定の温度まで冷却される。そして、蒸発器１６にて冷却された空気は、図１０の矢印ＡＦＳで示すように空気吸入部１５１から室内用送風機１８に吸い込まれる。

室内用送風機１８に吸い込まれた空気は、図１０の矢印ＡＦＤに示すように、ファン１８１の内側から径方向外側に向かって吹き出される。この気流は、図示しないヒータコアまたは冷風バイパス通路を通過した後、各開口部のいずれかを介して車室内に吹き出される。

ここで、バッテリ冷却モード時には、開閉ドア６０を中間開口部１２２の開放位置に変位させるので、蒸発器１６にて冷却された空気は、図１０の矢印ＡＦＢ１で示すように連通ダクト３０を介してバッテリ収容空間５２ａのバッテリ用送風機５６に吸い込まれる。

バッテリ用送風機５６に吸い込まれた空気は、図１０の矢印ＡＦＢ２に示すように、バッテリ用送風機５６の空気流れ下流側に位置するバッテリ５１に対して吹き出される。これにより、バッテリ５１が冷却される。そして、バッテリ収容空間５２ａにおいてバッテリ５１から吸熱した空気は、図１０の矢印ＡＦＢ３に示すように、排気ダクト５４を介して車両外部に排出される。

本実施形態の車両用空調装置１は、基本構成が第１実施形態と共通しているので、第１実施形態で説明した作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

加えて、本実施形態の車両用空調装置１は、空調ケース１２の内部とバッテリ収容空間５２ａとの間の空気の流通を許容する許容状態と、空気の流通を遮断する遮断状態とに切り替える切替機構として開閉ドア６０を備えている。

これによれば、バッテリ用送風機５６を停止してバッテリ５１の冷却を行わない場合（すなわち、車室内の空調だけを実施している場合）に、バッテリ収容空間５２ａから空調ケース１２の内部に空気が流れ込むことを防止することができる。これにより、車室内の空調だけを実施する場合に、車室内の空調性能の低下を抑制することができる。

ここで、本実施形態では、第１実施形態で説明した車両用空調装置１に対して開閉ドア６０を適用した構成を例示したが、開閉ドア６０の適用対象は、第１実施形態に限定されない。開閉ドア６０は、第２実施形態や第３実施形態で説明した車両用空調装置１に適用することが可能である。

本実施形態では、開閉ドア６０によって中間開口部１２２を開閉する構成を例示したが、これに限定されない。開閉ドア６０は、例えば、バッテリケース５２の空気吸込口５２１を開閉するように構成されていてもよい。

また、本実施形態では、開閉ドア６０が電動ドアで構成される例について説明したが、これに限定されない。開閉ドア６０は、例えば、バッテリ用送風機５６が停止している際に閉鎖位置に変位し、バッテリ用送風機５６が稼働している際に開放位置に変位するように構成された機械式のドアで構成されていてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の各実施形態では、通風路１３の上流側空間１３１に蒸発器１６が配置される構成を例示したが、これに限定されない。室内空調ユニット１０は、例えば、通風路１３の下流側空間１３２に蒸発器１６およびヒータコアの双方が配置される構成となっていてもよい。また、室内空調ユニット１０は、例えば、通風路１３の上流側空間１３１に蒸発器１６およびヒータコアの双方が配置される構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、バッテリ用送風機５６をバッテリ５１の空気流れ上流側や、バッテリ５１の空気流れ下流側に配置する例について説明したが、これに限定されない。バッテリ用送風機５６は、例えば、空気流れに対して同様の位置となるように、バッテリ５１に対して一体に取り付けられた構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、冷凍サイクルの蒸発器１６によって空気を冷却する例について説明したが、これに限定されない。空気を冷却する冷却用熱交換器は、蒸発器１６に限らず、例えば、内部に冷水が流通する熱交換器で構成されていてもよい。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、車両用空調装置は、バッテリ収容空間に、連通ダクトを介して空調ケースの内部を流れる空気をバッテリ収容空間に導くバッテリ用送風機が配置されている。そして、連通ダクトは、空調ケースにおける室内用送風機の空気流れ上流側に位置する部位に接続されている。

また、第２の観点によれば、車両用空調装置は、空調ケースの内部を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器を備える。冷却用熱交換器は、室内用送風機よりも空気流れ上流側に配置されている。そして、連通ダクトは、空調ケースにおける冷却用熱交換器の空気流れ下流側であって室内用送風機の空気流れ上流側に位置する部位に接続されている。

このように、空調ケースにおける冷却用熱交換器と室内用送風機との間に連通ダクトを接続すれば、バッテリ用送風機によって冷却用熱交換器で冷却された冷風をバッテリ収容空間に導入することができる。これによれば、冷却用熱交換器で冷却された冷風によってバッテリを充分に冷却することができる。

また、第３の観点によれば、車両用空調装置は、バッテリ用送風機が、バッテリ収容空間において、バッテリの空気流れ下流側に配置されている。これによると、バッテリ用送風機の作動時に生ずる熱によって、バッテリに供給される空気の温度が上昇してしまうことを防止することができるので、効率よくバッテリを冷却することが可能となる。

また、第４の観点によれば、車両用空調装置は、空調ケースの内部に、車室外空気が流れる外気通風路、および車室内空気が流れる内気通風路が設定されている。そして、連通ダクトは、車室外空気がバッテリ収容空間に導入されるように、空調ケースにおける外気通風路を形成する部位に接続されている。

これによると、バッテリ収容空間には、車室内空気に比べて低湿度となり易い車室外空気が導入されるので、バッテリの冷却時にバッテリに結露が生じてしまうことを抑制することができる。また、冬期においては、バッテリ収容空間に車室内空気に比べて低温となる車室外空気が導入されるので、効率よくバッテリを冷却することが可能となる。

また、第５の観点によれば、車両用空調装置は、空調ケースの内部とバッテリ収容空間との間の空気の流通を許容する許容状態と、空調ケースの内部とバッテリ収容空間との間の空気の流通を遮断する遮断状態とに切り替える切替機構を備える。そして、切替機構は、バッテリ用送風機が稼働している際に許容状態に切り替わり、バッテリ用送風機が停止している際に遮断状態に切り替わるように構成されている。

これによれば、バッテリ用送風機を停止してバッテリの冷却を行わない場合（すなわち、車室内の空調だけを実施している場合）に、バッテリ収容空間から空調ケースの内部に空気が流れ込むことを防止することができる。これにより、車室内の空調だけを実施する場合に、車室内の空調性能の低下を抑制することができる。

１ 車両用空調装置
１２ 空調ケース
１３ 通風路
１３Ａ 内気通風路
１３Ｂ 外気通風路
１８ 室内用送風機
３０ 連通ダクト
５１ バッテリ
５２ａ バッテリ収容空間
５６ バッテリ用送風機

Claims (4)

1. 車室内およびバッテリ（５１）が収容されたバッテリ収容空間（５２ａ）に空気を供給する車両用空調装置であって、
   内部に空気の通風路（１３、１３Ａ、１３Ｂ）が形成された空調ケース（１２）と、
   前記車室内へ向かう気流を発生させる室内用送風機（１８）と、
   前記空調ケースの内部と前記バッテリ収容空間とを連通させる連通ダクト（３０）と、を備え、
   前記バッテリ収容空間には、前記連通ダクトを介して前記空調ケースの内部を流れる空気を前記バッテリ収容空間に導くバッテリ用送風機（５６）が配置されており、
   前記空調ケースの内部には、車室外空気が流れる外気通風路（１３Ｂ）、および車室内空気が流れる内気通風路（１３Ａ）が設定されており、
   前記連通ダクトは、前記車室外空気が前記バッテリ収容空間に導入されるように、前記空調ケースにおける前記室内用送風機の空気流れ上流側に位置する部位であって、前記空調ケースにおける前記外気通風路を形成する部位（１２１Ｂ）に接続されている車両用空調装置。
2. 前記空調ケースの内部を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器（１６）を備え、
   前記冷却用熱交換器は、前記室内用送風機よりも空気流れ上流側に配置されており、
   前記連通ダクトは、前記空調ケースにおける前記冷却用熱交換器の空気流れ下流側であって前記室内用送風機の空気流れ上流側に位置する部位に接続されている請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記バッテリ用送風機は、前記バッテリ収容空間において、前記バッテリの空気流れ下流側に配置されている請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記空調ケースの内部と前記バッテリ収容空間との間の空気の流通を許容する許容状態と、前記空調ケースの内部と前記バッテリ収容空間との間の空気の流通を遮断する遮断状態とに切り替える切替機構（６０）を備え、
   前記切替機構は、前記バッテリ用送風機が稼働している際に前記許容状態に切り替わり、前記バッテリ用送風機が停止している際に前記遮断状態に切り替わるように構成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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