JP6678302B2 - 温度調和ユニット、温度調和システム、車両 - Google Patents

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Description

本発明は、被温度調和対象を温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム、及びそれらを備えた車両に関する。特に、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両に搭載される蓄電装置、又はインバータ装置などを温度調和する温度調和ユニット、温度調和システム等に関する。
複数の動力源を持ち、そのうちのひとつとして二次電池を搭載しているハイブリッド自動車などの車両において、二次電池のセルは、充放電により電池内部を流れる電流と、電池セルの内部抵抗及びセル接続体の接触抵抗などにより発熱する。二次電池の温度は寿命に大きく影響する。常温の空気の送風などによる電池セルの冷却、又は極低温時の加温は、電池システムの出力向上、及び、セル数削減に対して非常に重要である。
しかし、車両内での空間の確保から、二次電池の設置領域を十分広く取ることには限界があり、限られたサイズの筐体内に複数の電池セルが配列される。通常では、強制空冷手段を用いて空気の送風による空冷を図り、被温度調和対象である二次電池の温度を調節している。当然、電池の出力密度が高くなると、温度調和ユニット及び温度調和システム等の装置の高出力化が希求される。高出力化を図ると装置の大型化を招く傾向となる。一方では、装置の小型化も求められる。このように、高出力化と小型化とを同時に図ることは、難度の高いテーマであることはいうまでも無い。
特許文献１、特許文献２などに示される従来の車載用二次電池の冷却装置には、スクロールケーシングを用いた遠心送風機が多用されている。スクロールケーシングを用いた遠心送風機では、ケース出口にある程度の直線状流路が必要となる。このため、筺体から送風機までの距離が長くなり、多くの設置領域が必要になる。また、インペラ（遠心ファン）からの吐出流れがスクロール側壁の外側に偏る。このため、筐体内の温度分布を一様にするためには分流ダクトなどの整流機構が必要である。更なる小型化を図るに際しては、この点が問題となる。
ここで、図１２は、従来の温度調和ユニットを示す断面図である。図１２に示す従来の温度調和ユニットの筐体３１０の内部には、被温度調和対象３５０が収容されている。スクロールケーシング１１２０内において、前向きファン４００から吐出された空気は、周方向に積分される。スクロールケーシング１１２０は、側壁１１２１が回転軸１１１２ａからの距離が徐々に大きくなる。よって、前向きファン４００から吐出された空気の流れ３０１は、側壁１１２１の内周面１１２１ａ側に偏る。従って、筐体３１０内に供給される空気の流れ３０１を一様にするために、筐体３１０の内部には、ダクト１３１１などの整流機構１３１０を取り付ける必要があった。
しかしながら、前向きファン４００を用いた遠心送風機１１００は、遠心送風機１１００の重心Ｇから吐出孔１１２３までの距離Ｌが長くなる。よって、遠心送風機１１００を筐体３１０に取り付ける場合、温度調和ユニット１０１０は、バランスが悪く、不安定となる。従って、温度調和ユニット１０１０は、取付部１１２４を介して、周囲の部材に固定されることがある。この場合、取付部１１２４は、温度調和ユニット１０１０が使用される環境に適合するため、多様な形状変更が求められていた。
特に、整流機構１３１０が筐体３１０と分離して構成される場合、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離を考慮する必要がある。一般的に、重心Ｇから整流機構１３１０までの距離は長くなる。よって、温度調和ユニットのバランスは、より悪くなる。
また、従来、被温度調和対象３５０に送風する場合、発熱体近傍に送風機構を配置する手法がとられている（特許文献３を参照）。しかしながら、筐体に対して被温度調和対象が大きく、発熱体が多数密集して配置されている電気機器では、送風抵抗すなわち圧力損失が高くなってしまう。
また、従来の温度調和ユニットでは、筐体の通風抵抗が高いため、送風機構には、高出力が求められており、おのずと送風機構が大型化し、筐体内に送風機構を収容することが困難である。そこで、筐体外に送風機構を設置し、送風機の吐出孔と筐体の流入口をダクトなどで連結して流路を構成することが一般的におこなわれている（特許文献４を参照）。そのため、被温度調和対象と温度調和システムを含む電気機器の小型化が困難である。
特開平１０−９３２７４号公報 特開２０１０−８０１３４号公報 特開平１０−９３２７４号公報 日本国特許第４３６６１００号公報
上記の問題点を解決するために、本発明の温度調和ユニットは、インペラと、回転駆動源と、ファンケースと、筐体と、被温度調和対象に吸気側チャンバ及び被温度調和対象に排気側チャンバの少なくとも一方、を備える。インペラは、回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向な面に配置される実質的に円板形状のインペラディスクと、インペラディスクの片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼と、を有する。回転駆動源は、シャフトを含み、シャフトを介してインペラに連結されている。ファンケースは、回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔と、回転軸に沿った方向において、側壁に対して吸気孔とは反対側に位置する吐出孔と、を有する。筐体は、ファンケースが取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される。
以上のように、本発明によれば、高密度に配置された部品を内包する筐体に対しても効率的に送風することが可能な、小型の温度調和ユニットを提供することができる。
図１Ａは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットを示す断面図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットを示す斜視図である。 図１Ｃは、図１Ａに示した温度調和ユニットの要部拡大図である。 図２は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットの他の構成例を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１の被温度調和対象の斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットのさらに他の構成例を示す断面図である。 図５は、本発明の実施の形態１の他のもう一つの被温度調和対象の斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニットの他の構成例を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態２における温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。 図８は、本発明の実施の形態２における他の温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。 図９は、本発明の実施の形態２におけるさらに他の温度調和システムの概要を示すシステム構成図である。 図１０は、本発明の実施の形態２における車両の概要を示す概要図である。 図１１は、本発明の実施の形態２における他の車両の概要を示す概要図である。 図１２は、従来例の温度調和ユニットを示す断面図である。
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、適宜、図面に描いた白抜きの矢印の表示は、気流の流れを模式的に示すものである。
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０を示す断面図である。図１Ｂは、同温度調和ユニット１０を示す斜視図である。図１Ｃは、図１Ａに示した温度調和ユニットの要部拡大図である。図２は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０の他の構成例を示す断面図である。温度調和ユニット１０は、筐体３００によって外装される。筐体３００は、ファンケース１２０が取り付けられる外表面３０２を含む。筐体３００の内部に、以下に記す構成要素を収容する。遠心送風機要素である送風機１００は、複数の動翼１１１と、動翼１１１を連結する実質的に円板状のインペラディスク１１２を持つインペラ１１０（遠心ファン）と、インペラ１００の回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁１２１と回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔１２２を持つファンケース１２０とから構成されている。インペラ１１０は、シャフト２１０を介して回転駆動源である電動機２００に連結固定されている。回転駆動源である電動機２００はシャフト２１０を含む。
回転駆動源である電動機２００が回転駆動することにより、インペラ１１０が回転し、ファンケース１２０の吸気孔１２２から流入して動翼１１１によりエネルギーを与えられた空気が回転軸と実質的に垂直な方向に吐出される。吐出流れは、第一の気流誘導形状であるファンケース１２０の側壁１２１により回転軸の反吸込み方向へ方向変換される。なお、側壁１２１の内壁の形状は、気流の流れを妨げないようになだらかな曲面が好ましい。ファンケース１２０の吐出孔１２３から流出されたほぼ一様な気流の流れは、筐体３００内に送気され、筐体３００内に配置された被温度調和対象３５０の電池パックなどの部品を冷却又は加温する。吐出孔１２３は、回転軸に沿った方向において、側壁１２１に対して吸気孔１２２とは反対側に位置する。
インペラ１１０は、回転駆動源である電動機２００の回転軸を中心部に含み、回転軸に対して垂直方向な面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク１１２と、インペラディスク１１２の片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼１１１とを含む。インペラ１１０は、さらにシュラウド１１４を含む。シュラウド１１４の様態は、インペラ１１０の動翼１１１の各々の端部を吸気孔側にて覆設する環状板体である。シュラウド１１４の形状は、中央部に孔部を有する漏斗状、朝顔状又はラッパ状である。シュラウド１１４の広口側をインペラディスク１１２の側に向け、シュラウド１１４の窄まり口側を吸気孔側に向ける構成である。インペラディスク１１２の外周端部は、送気方向へ傾斜する傾斜部１１３を具備し、気流の流れに対する送風抵抗の低減を図っている。
従来、被温度調和対象に送風する場合、発熱体近傍に送風機構を配置する手法がとられている。しかしながら、本実施の形態のように、筐体に対して被温度調和対象が大きく、発熱体が多数密集して配置されている電気機器では、送風抵抗すなわち圧力損失が高くなってしまう。そこで、筐体に対する被温度調和対象の占有体積が大きい場合は、被温度調和対象に吸気側チャンバを設け、被温度調和対象に排気側チャンバを設ける。これらにより、被温度調和対象にほぼ一様に送風される。吸気側チャンバ及び排気側チャンバは、電気機器の小型化のために最小領域に抑えられていることが多い。一方、筐体の通風抵抗が高いため、送風機構には、高出力が求められており、おのずと送風機構が大型化し、筐体内に送風機構を収容することが困難である。そこで、筐体外に送風機構を設置し、送風機の吐出孔と筐体の流入口をダクトなどで連結して流路を構成することが一般的におこなわれている。そのため、被温度調和対象と温度調和システムを含む電気機器の小型化が困難である。
一方、本実施の形態の温度調和ユニット１０は静圧の高い遠心送風機要素を採用することにより、吸気側チャンバ及び排気側チャンバの様態が偏平形状でも十分な冷却風を通気させることができる。遠心送風機要素である送風機１００には、吸気側チャンバ及び排気側チャンバのどちらか又は両方を配置してもよい。図１Ａは、吸気側チャンバ３１１ａを構成する隔絶壁３１１に遠心送風機要素である送風機１００を設置した様態を示す。図１Ｃは、図１Ａに示した温度調和ユニットの要部拡大図である。図２は、排気側チャンバ３１１ｂを構成する隔絶壁３１１に遠心送風機要素である送風機１００を設置した様態を示す。本実施の形態の温度調和ユニット１０は、遠心送風機要素である送風機１００からの吐出流れが筺体へ偏りの少ない流速分布を与える。このため、整流機構を省略しても、効果的に筺体３００内の温度を調節することができる。したがって、ダクトなどの整流機構が不要となり、整流機構部分で生じていた圧力損失及び摩擦損失が低減される。このため、送風機の高効率化、構造の簡略化、空調装置の小型化、部品の削減によるコスト削減が可能となる。
本実施の形態のインペラ１１０の構成部材は、金属又は樹脂材料にて構成可能であり、特に限定されない。
回転駆動源である電動機の固定子巻線の材質は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、特に限定されない。
図３は、本発明の実施の形態１の被温度調和対象３５０の斜視図である。被温度調和対象３５０は、実質的な直方体（発熱体３５１）の複合体で構成されている。直方体の最大面積を有する面が対向するように、直方体がほぼ等間隔に配設されている。直方体をほぼ等間隔に配設すると、被温度調和対象の冷却風が流れる方向の圧力抵抗が被温度調和対象を構成する発熱体３５１それぞれの間においても等しくなる。このため、吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂの領域を十分に確保できる。
図４は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０のさらに他の構成例を示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態１の他のもう一つの被温度調和対象３５０の斜視図である。
吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂのどちらか、又は両方の領域が狭い場合、吸気側チャンバ３１１ａの内の流速分布に大きな偏りが生じ、被温度調和対象３５０に流れる冷却風が一様に流れにくくなる。これにより、図４に示すように、送風機からの吐出流れの流速が速い部分に相対する部分では発熱体３５１の間隔３６０ａを狭くし、流速が遅い部分に相対する部分では発熱体３５１の間隔３６０ｂを広くすることにより、被温度調和対象３５０の圧力抵抗を任意に調整することができる。したがって、各発熱体３５１に対して偏りなく冷却することができる。複数の発熱体３５１で構成された被温度調和対象ブロック３５２は図５に示すように、ブロック毎に異なる方向を有して配列されていても良い。
図６は、本発明の実施の形態１の温度調和ユニット１０の他の構成例を示す斜視図である。図６の温度調和ユニット１０は、吸気側チャンバ３１１ａが複数の空間で構成されている電気機器である。吸気側チャンバ３１１ａの境界となる部分の隔絶壁３１１に、遠心送風機要素である送風機１００が配置されている。これにより、遠心送風機要素である送風機１００の反吸入面付近の流速の低い領域に相対する吐出流量が必要なくなる。したがって、吸気側チャンバ３１１ａ内での流速分布が、より均一化されやすい。
上述の実施の形態は、ハイブリッドカーの電池の温度調和ユニットを想定した場合について説明しているが、これに限定するものではない。本実施の形態の温度調和ユニット１０は、エンジンコントロールユニット、インバータ装置、電動機の温度調和などにも適用可能である。
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、インペラ１１０と、回転駆動源２００と、ファンケース１２０と、筐体３００と、被温度調和対象に吸気側チャンバ３１１ａ及び被温度調和対象に排気側チャンバ３１１ｂの少なくとも一方、を備える。インペラ１１０は、回転軸１１２ａを中心部に含み、回転軸１１２ａに対して垂直方向な面に配置される実質的に円板形状のインペラディスク１１２と、インペラディスク１１２の片面の吸気孔１２２の側に立設する複数の動翼１１１と、を有する。回転駆動源２００は、シャフト２１０を含み、シャフト２１０を介してインペラ１１０に連結されている。ファンケース１２０は、回転軸１１２ａを中心として形成された実質的に円筒状の側壁１２１と、回転軸１１２ａに垂直な面で回転軸１１２ａを中心とする円形状の吸気孔１２２と、回転軸１１２ａに沿った方向において、側壁１２１に対して吸気孔１２２とは反対側に位置する吐出孔１２３と、を有する。筐体３００は、ファンケース１２０が取り付けられる外表面３０２を含み、内部には被温度調和対象３５０が収納される。
これにより、高密度に配置された部品を内包する筐体３００に対しても効率的に送風することが可能な、小型の温度調和ユニット１０を提供することができる。
また、被温度調和対象３５０は、実質的な直方体であり、直方体の最大面積を有する面が対向するように配設された少なくとも一組の発熱体３５１を有してもよい。これにより、吸気側チャンバ３１１ａ及び排気側チャンバ３１１ｂの領域を十分に確保できる。
また、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、吸気側チャンバ３１１ａと排気側チャンバ３１１ｂの両方を有し、吸気側チャンバ３１１ａと排気側チャンバ３１１ｂの少なくとも一方に温度調和するための送風機１００が設置されていてもよい。これにより、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、遠心送風機要素である送風機１００からの吐出流れが筺体へ偏りの少ない流速分布を与える。このため、整流機構を省略しても、効果的に筺体３００内の温度を調節することができる。したがって、ダクトなどの整流機構が不要となり、整流機構部分で生じていた圧力損失及び摩擦損失を低減できる。このため、送風機の高効率化、構造の簡略化、空調装置の小型化、部品の削減によるコスト削減が可能となる。
また、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、吸気側チャンバ３１１ａと排気側チャンバ３１１ｂの両方を有し、吸気側チャンバ３１１ａの容積と排気側チャンバ３１１ｂの容積とは、互いに等しくても異なっても良い。例えば、排気側チャンバ３１１ｂの容積を、吸気側チャンバ３１１ａの容積よりも小さくしても良い。このようにして、吸気側チャンバ３１１ａの被温度調和対象３５０に対向する面の圧力抵抗及び排気側チャンバ３１１ｂの被温度調和対象３５０に対向する面の圧力抵抗の値を調整し、これにより、各発熱体３５１に対して偏りなく冷却することができる。
また、本実施の形態の温度調和ユニット１０は、インペラ１１０の回転軸１１２ａを回転駆動する回転駆動源２００をさらに備えてもよい。回転駆動源２００の固定子巻線は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかを含んでもよい。
また、インペラ１１０は、金属又は樹脂を含んでもよい。
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における温度調和システム２０の概要を示すシステム構成図である。図８は、本発明の実施の形態２における他の温度調和システム２０ａの概要を示すシステム構成図である。図９は、本発明の実施の形態２におけるさらに他の温度調和システム２０ｂの概要を示すシステム構成図である。
図１０は、本発明の実施の形態２における車両３０の概要を示す概要図である。図１１は、本発明の実施の形態２における他の車両３０ａの概要を示す概要図である。
なお、実施の形態１における温度調和ユニットと同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
図７から図９に示すように、本実施の形態２における温度調和システムは、以下の構成である。
図７に示すように、実施の形態２における温度調和システム２０は、第１の温度調和ユニット７１１ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂと、複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、及び７００ｄと、切替部７０１と、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
第１の温度調和ユニット７１１ａ及び第２の温度調和ユニット７１１ｂは、実施の形態１で説明した温度調和ユニット１０を使用できる。図７には、実施の形態１において、図１Ａを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
複数のダクトの一部であるダクト７００ｂ、７００ｃは、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する排気孔１２５ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する吸気孔１２２ｂとを接続する。吸気孔１２２ｂは筐体内に空気を吸気する。排気孔１２５ａは吸気された空気を筐体の外に排出する。
又は、複数のダクトの一部であるダクト７００、７００ａは、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する吸気孔１２２ａと、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する排気孔１２５ｂとを接続する。
切替部７０１は、ダクト７００、７００ａ、７００ｄが接続された状態を切り替える。
回転数制御部７０２は、少なくとも、第１の温度調和ユニット７１１ａが有する電動機２００ａの回転数、又は、第２の温度調和ユニット７１１ｂが有する電動機２００ｂの回転数のいずれか一方を制御する。
制御部７０３は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、複数のダクト７００、７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、７００ｄ内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
図８に示すように、実施の形態２における温度調和システム２０ａは、第１の温度調和ユニット７２０ａと、第２の温度調和ユニット７２０ｂと、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆと、切替部７０１と、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
第１の温度調和ユニット７２０ａ及び第２の温度調和ユニット７２０ｂには、実施の形態１で説明した温度調和ユニットを使用できる。図８には、実施の形態１において、図１Ｂを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
複数のダクトの一部であるダクト７００、７００ｅは、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する吸気孔１２２ａと、第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する吸気孔１２２ｂとを接続する。
又は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆは、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する排気孔１２５ａと第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する排気孔１２５ｂとを接続してもよい。
切替部７０１は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆの接続状態を切り替える。
回転数制御部７０２は、少なくとも、第１の温度調和ユニット７２０ａが有する電動機２００ａの回転数と、第２の温度調和ユニット７２０ｂが有する電動機２００ｂの回転数のいずれか一方を制御する。
制御部７０３は、切替部７０１と回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、複数のダクト７００、７００ｅ、及び７００ｆ内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する。
又は、図９に示すように、実施の形態２における温度調和システム２０ｂは、温度調和ユニット１０ａと、第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂと、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄと、切替部７０１ａ、７０１ｂと、回転数制御部７０２と、制御部７０３と、を備える。
温度調和ユニット１０ａには、実施の形態１で説明した温度調和ユニットを使用できる。図９には、実施の形態１において、図１Ｂを用いて説明した温度調和ユニットを示す。
第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂは、温度調和ユニット１０ａを介することなく空気を流す。
第２のダクト７３０ｃは、温度調和ユニット１０ａへ供給される空気を流す。第２のダクト７３０ｄは、温度調和ユニット１０ａから吐出される空気を流す。なお、吸気孔１２２から空気は吸気される。排気孔１２５から空気は排気される。
切替部７０１ａ、７０１ｂには、第１のダクト７３０、７３０ａ、７３０ｂ及び第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄが接続される。切替部７０１ａ、７０１ｂは、空気の流れを切り替える。
回転数制御部７０２は、少なくとも、温度調和ユニット１０ａが有する電動機２００の回転数を制御する。
制御部７０３は、切替部７０１ａ、７０１ｂと回転数制御部７０２とを制御する。制御部７０３は、第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂ内と第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄ内とを流れる空気の流路、又は、空気の風量を制御する。
図１０は、本発明の実施の形態２における車両３０の概要を示す概要図である。車両３０は、動力源８００と、駆動輪８０１と、走行制御部８０２と、温度調和システム８０３と、を備える。
駆動輪８０１は、動力源８００から供給される動力によって駆動される。走行制御部８０２は、動力源８００を制御する。温度調和システム８０３は、上述した温度調和システム２０、２０ａ、及び２０ｂを利用できる。
図１１は、本発明の実施の形態２における他の車両３０ａの概要を示す概要図である。車両３０ａは、動力源８００と、駆動輪８０１と、走行制御部８０２と、温度調和ユニット８０４と、を備える。
駆動輪８０１は、動力源８００から供給される動力で駆動する。走行制御部８０２は、動力源８００を制御する。温度調和ユニット８０４には、実施の形態１で説明した各温度調和ユニットを利用できる。
図１０と１１を用いて、さらに、詳細に説明する。
図１０に示すように、実施の形態２における温度調和システム８０３は、車両３０に搭載される。車両３０に温度調和システム８０３を搭載する際、以下の構成を採用すれば、被温度調和部材の冷却、及び、加温が効果的に行われる。
実施の形態２における温度調和システム８０３には、複数の、上述した本実施の形態における温度調和ユニットを利用できる。温度調和システム８０３は、各温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔どうしを接続する、複数のダクトを備える。温度調和システム８０３は、ダクト内を流れる気流の量、又は、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
例えば、吸気側の気温が常温より低い場合、複数の温度調和ユニットをダクトで接続する。この構成とすれば、被温度調和部材を効率よく温度調和できる。
また、温度調和システム８０３は、温度調和ユニットの吸気孔及び通気孔と接続される、複数のダクトを有する。温度調和システム８０３は、ダクト内を流れる気流の量、又は、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
例えば、温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔には、複数のダクトが接続される。
図９に示すように、ダクト７３０は、一端が車両の外部に接続され、他端が切替部７０１ａに接続される。ダクト７３０ａは、一端が切替部７０１ａに接続され、他端が切替部７０１ｂに接続される。また、ダクト７３０ｃは、一端が切替部７０１ａに接続され、他端が温度調和ユニット１０ａの有する吸気孔１２２に接続される。ダクト７３０ｄは、一端が温度調和ユニット１０ａの有する排気孔１２５に接続され、他端が切替部７０１ｂに接続される。
本構成において、車両３０の外部気温が所定範囲内の場合、ダクトを介して、直接、車外の空気を車両３０内に取り込むことができる。車両３０の外部気温が所定範囲外の場合、ダクトと、温度調和ユニットとを介して、車外の空気を車両３０内に取り込むことができる。
つまり、温度調和システム８０３は、車両の外部気温に応じて、被温度調和部材に提供する空気を切り替えることができる。よって、温度調和システム８０３は、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和部材の温度調和を実現できる。
なお、温度調和システム８０３において、ダクトを切り替えるための車両の外部気温の閾値は、目的に応じて、適宜設定すればよい。また、温度調和システム８０３において、ダクトを切り替えるための車両外部の空気の取り込みは、車両外部の気温に代えて、気圧による切替とすることもできる。
また、図１１に示した車両は、図１０に示した車両の温度調和システム８０３を温度調和ユニット８０４に読み替えることで、その説明を援用できる。
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニットは、筐体内に吸気された空気を筐体の外に排出する排気孔をさらに有する。これにより、筐体内に吸気された空気を筐体の外に排出することができる。
以上のように、本実施の形態の温度調和システム２０または２０ａは、第１の温度調和ユニットと、第２の温度調和ユニットと、第１の温度調和ユニットが有する排気孔１２２ａ又は吸気孔１２５ａと、第２の温度調和ユニットが有する吸気孔１２２ｂ又は排気孔１２５ｂと、を接続する複数のダクトと、を備える。また、本実施の形態の温度調和システムは、複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部と、少なくとも、第１の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数、又は、第２の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部７０２と、切替部と回転数制御部７０２とを制御して、複数のダクト内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する制御部７０３と、を備える。これにより、本実施の形態の温度調和システムは、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和部材の温度調和を実現できる。
また、本実施の形態の温度調和システム２０ｂは、温度調和ユニット１０ａと、温度調和ユニット１０ａを介することなく空気を流す第１のダクト７３０、７３０ａ、及び７３０ｂと、温度調和ユニット１０ａへ供給される空気を流す、又は、温度調和ユニット１０ａから吐出される空気を流す、第２のダクト７３０ｃ、７３０ｄと、第１のダクト及び第２のダクトが接続され、空気の流れを切り替える切替部７０１ａ，７０１ｂと、を備える。また、本実施の形態の温度調和システム２０ｂは、温度調和ユニット１０ａが有する回転駆動源の回転数を制御する回転数制御部７０２と、切替部７０１ａ，７０１ｂと回転数制御部７０２とを制御して、複数のダクト内を流れる空気の流路又は空気の風量を制御する制御部７０３と、を備える。これにより、本実施の形態の温度調和システムは、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和部材の温度調和を実現できる。
本実施の形態の車両３０は、動力源８００と、動力源８００から供給される動力で駆動する駆動輪８０１と、動力源８００を制御する走行制御部８０２と、温度調和システム８０３と、を備える。これにより、温度調和システム８０３は、車両の外部気温に応じて、被温度調和部材に提供する空気を切り替えることができる。よって、温度調和システム８０３は、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和部材の温度調和を実現できる。
また、車両３０ａは、動力源８００と、動力源８００から供給される動力で駆動する駆動輪８０１と、動力源８００を制御する走行制御部８０２と、温度調和ユニット８０４と、を備える。これにより、温度調和ユニット８０４は、車両の外部気温に応じて、被温度調和部材に提供する空気を切り替えることができる。よって、温度調和ユニット８０４は、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和部材の温度調和を実現できる。
本発明の温度調和ユニット及び温度調和システムは、小型化、高出力化、高効率化が可能であり、車載電池温度調節用途などに有用である。また、本発明の温度調和ユニット及び温度調和システムの車両への搭載は、過剰な振動や騒音を招くことはない。
１０ 温度調和ユニット
１０ａ 温度調和ユニット
２０ 温度調和システム
２０ａ 温度調和システム
２０ｂ 温度調和システム
３０ 車両
３０ａ 車両
１００ 送風機
１１０ インペラ（遠心ファン）
１１１ 動翼
１１２ インペラディスク
１１２ａ 回転軸
１１３ 傾斜部
１１４ シュラウド
１２０ ファンケース
１２１ 側壁
１２２ 吸気孔
１２２ａ 吸気孔
１２２ｂ 吸気孔
１２３ 吐出孔
１２５ 排気孔
１２５ａ 排気孔
１２５ｂ 排気孔
２００ 電動機
２００ａ 電動機
２００ｂ 電動機
２１０ シャフト
３００ 筐体
３０２ 外表面
３１１ 隔絶壁
３１１ａ 吸気側チャンバ
３１１ｂ 排気側チャンバ
３５０ 被温度調和対象
３５１ 発熱体
３５２ 被温度調和対象ブロック
３６０ａ 間隔
３６０ｂ 間隔
７００ ダクト
７００ａ ダクト
７００ｂ ダクト
７００ｃ ダクト
７００ｄ ダクト
７００ｅ ダクト
７００ｆ ダクト
７０１ 切替部
７０１ａ 切替部
７０１ｂ 切替部
７０２ 回転数制御部
７０３ 制御部
７１１ａ 第１の温度調和ユニット
７１１ｂ 第２の温度調和ユニット
７２０ａ 第１の温度調和ユニット
７２０ｂ 第２の温度調和ユニット
７３０ 第１のダクト
７３０ａ 第１のダクト
７３０ｂ 第１のダクト
７３０ｃ 第２のダクト
７３０ｄ 第２のダクト
８００ 動力源
８０１ 駆動輪
８０２ 走行制御部
８０３ 温度調和システム
８０４ 温度調和ユニット
Ｌ 距離

Claims (11)

  1. 回転軸を中心部に含み、前記回転軸に対して垂直方向な面に配置される実質的に円板形状のインペラディスクと、
    前記インペラディスクの片面の吸気孔の側に立設する複数の動翼と、
    を有するインペラと、
    シャフトを含み、前記シャフトを介して前記インペラに連結されている回転駆動源と、
    前記回転軸を中心として形成された実質的に円筒状の側壁と、
    前記回転軸に垂直な面で回転軸を中心とする円形状の吸気孔と、
    前記回転軸に沿った方向において、前記側壁に対して前記吸気孔とは反対側に位置する吐出孔と、を有するファンケースと、
    前記ファンケースが取り付けられる外表面を含み、内部には被温度調和対象が収納される筐体と、
    前記被温度調和対象に吸気側チャンバ、及び、前記被温度調和対象に排気側チャンバの少なくとも一方を備える温度調和ユニット。
  2. 前記筐体内に吸気された空気を前記筐体の外に排出する排気孔をさらに有する請求項１記載の温度調和ユニット。
  3. 前記被温度調和対象は、実質的な直方体であり、前記直方体の最大面積を有する面が対向するように配設された少なくとも一組の発熱体を有する請求項１記載の温度調和ユニット。
  4. 前記吸気側チャンバと前記排気側チャンバの両方を有し、前記吸気側チャンバと前記排気側チャンバの少なくとも一方に温度調和するための送風機が設置されている請求項１記載の温度調和ユニット。
  5. 前記吸気側チャンバと前記排気側チャンバの両方を有し、前記吸気側チャンバの容積と前記排気側チャンバの容積とは、容積が互いに等しい又は容積が互いに異なる構成を含む請求項１記載の温度調和ユニット。
  6. 前記インペラの回転軸を回転駆動する回転駆動源をさらに備え、
    前記回転駆動源の固定子巻線は、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかを含む請求項１記載の温度調和ユニット。
  7. 前記インペラは、金属又は樹脂を含む請求項１記載の温度調和ユニット。
  8. 各々が請求項２に記載された第１の温度調和ユニット及び第２の温度調和ユニットと、
    前記第１の温度調和ユニットが有する前記排気孔又は前記吸気孔と、前記第２の温度調和ユニットが有する前記吸気孔又は前記排気孔と、を接続する複数のダクトと、
    前記複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部と、
    少なくとも、前記第１の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数、又は、前記第２の温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部と、
    前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部と、
    を備える温度調和システム。
  9. 請求項２に記載された温度調和ユニットと、
    前記温度調和ユニットを介することなく空気を流す第１のダクトと、
    前記温度調和ユニットへ供給される前記空気を流す、又は、前記温度調和ユニットから吐出される前記空気を流す、第２のダクトと、
    前記第１のダクト及び前記第２のダクトが接続され、前記空気の流れを切り替える切替部と、
    前記温度調和ユニットが有する回転駆動源の回転数を制御する回転数制御部と、
    前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路又は前記空気の風量を制御する制御部と、
    を備える温度調和システム。
  10. 動力源と、
    前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
    前記動力源を制御する走行制御部と、
    請求項８又は９に記載の温度調和システムと、を備える車両。
  11. 動力源と、
    前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
    前記動力源を制御する走行制御部と、
    請求項１又は２に記載の温度調和ユニットと、を備える車両。
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