JP6690507B2 - バッテリ冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載バッテリを冷却するために用いられる冷却装置に関する。

近年、モータを駆動源とする電気自動車、モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両などの電動車両が多く用いられている。これらの電動車両では、モータに電力を供給すると共に、モータを発電機として動作させた際の発電電力を充電する充放電可能なバッテリと、バッテリを冷却する冷却装置とが搭載されている。冷却装置は、冷却ファンの吸引作用により冷却空気を吸い込み、吸い込んだ冷却空気をバッテリの周囲の冷却流路に流してバッテリを冷却するものである。

特許文献１には、エア取り入れ口（吸気口）からバッテリへ冷却空気を導くためのエアダクト（吸気ダクト）に、吸気口から入り込んだ雨水等を排出する為の水抜き孔を設けた構造が開示されている。

特開２００８−２１３６６８号公報

例えば、車両の後部座席のドア側にある乗降用ステップ面（ドアスカッフプレート）から立ち上がる側面（座席下の側面）に、吸気口を設けた場合には、ドアや窓が開けられた際に、雨水が吸気口から入り吸気ダクト内に浸入する虞が有る。ドアスカッフプレートに着水した雨水も、流れて、吸気口から浸入し吸気ダクト内に入る虞が有る。雨水が吸気ダクト内を通って冷却ファンに達した際には、冷却ファンが故障する可能性がある。そこで、特許文献１のように吸気ダクト内に水抜き孔を設ければ、水抜き孔から雨水を排出することができ、それを防ぐことができる。

一方、吸気ダクト内に水抜き孔を設けた場合には、その水抜き孔から吸気ダクトへ流入する空気に含まれる塵埃を吸い込んでしまい、その塵埃がバッテリが収容されたバッテリパック内に入ってしまう虞がある。

そこで、本発明は、バッテリ冷却装置において、雨水等の水を排出する為の水抜き孔を設けた場合であっても、その水抜き孔から流入する空気に含まれる塵埃がバッテリパック内に入ることを抑制できるようにすることを目的とする。

本発明のバッテリ冷却装置は、冷却ファンの吸引作用により車室から冷却空気を取り込みバッテリに導くことにより、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置であって、前記車室から前記冷却空気を取り込む吸気口であり、座席下のドア側の側面に設けられて前記車室に向けて開口する吸気口、を有する吸気口部材を備え、前記吸気口には塵埃を捕捉するフィルタが取り付けられ、前記吸気口部材の底面であって前記フィルタよりも前記車室側に、前記車室から流れてくる水を排出する為の水抜き孔が設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、吸気口のフィルタよりも車室側に水抜き孔が設けられている為、水抜き孔から吸われた空気に含まれる塵埃がフィルタで受け止められることになり、バッテリパック内に塵埃が入ることを抑制することができる。

本発明の実施形態におけるバッテリ冷却装置の車両内配置と、バッテリ冷却装置の構成の概略とを示す図である。 本発明の実施形態における吸気口付近を拡大した図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。

図１は、２列目シート（後部座席）のうちの１つの座席下に配置されたバッテリ冷却装置１０を、車両後方から見た図である。バッテリ冷却装置１０はその構成が分かるように断面図で描かれている。図１には、バッテリ冷却装置１０の他、バッテリ３２が格納されたバッテリパック３４も合わせて描かれている。なお、以下説明する図１及び図２の上下、左右の表示は、車両の上下、左右の各方向を示している。

本実施形態の車両は、ハイブリッド車両、電気自動車などの電動車両である。図１に示すように、電動車両には、バッテリパック３４と、バッテリパック３４内に格納されたバッテリ３２を冷却する為のバッテリ冷却装置１０とが配置されている。

バッテリ３２は、充放電可能なリチウムイオン電池等の二次電池である。バッテリ３２は、インバータ（不図示）を介して、車輪駆動用の電力をモータジェネレータ（不図示）に供給すると共に、モータジェネレータが発電機として機能した際に発電した電力で充電される。

バッテリ冷却装置１０は、冷却ファン２６を駆動することにより、座席４２下のドア４４側の側面に設けられた吸気口１８から吸気ダクト２４内に冷却空気を取り込み、その取り込んだ冷却空気をバッテリパック３４のバッテリ３２に導くことで、バッテリ３２を冷却する。図１に示すように、吸気口１８は車室に向けて開口している。

バッテリ冷却装置１０は、吸気口１８を有する吸気口部材１４と、吸気口１８から取り込んだ冷却空気を冷却ファン２６に導く吸気ダクト２４と、冷却ファン２６と、冷却ファン２６からバッテリパック３４に冷却空気を導く下流ダクト３１とを備えている。なお、吸気ダクト２４は、上流ダクトと言うこともできる。

図１に示すように、座席４２下の車両右側にはバッテリパック３４が配置されており、バッテリパック３４には、バッテリパック３４に冷却空気を送り込む下流ダクト３１の一端が接続されている。下流ダクト３１の車両左側の他端は、冷却ファン２６に設けられた冷却ファン排出口２８に接続されている。

冷却ファン２６は、冷却ファン用ブラケット３０により固定されており、回転翼２９が不図示のモータによって駆動されることによって、車室の冷却空気をバッテリ冷却装置１０内に吸引する。冷却ファン２６には、冷却空気を排出する冷却ファン排出口２８と、冷却空気を吸入する冷却ファン吸入口２７とが設けられており、冷却ファン排出口２８は車両右側に向かって開口しており、冷却ファン吸入口２７は車両下側に向かって開口している。前述したように冷却ファン排出口２８には下流ダクト３１の一端が接続され、冷却ファン吸入口２７には吸気ダクト２４の一端が接続されている。図１に示すように、吸気ダクト２４の車両左側の他端は吸気口部材１４に接続されている。

吸気口部材１４は、略四角形の筒状に形成されていることで吸気口１８を有しており、吸気口部材１４の車両左側（車室側）には、吸気口１８の断面積が広くなった拡幅部１７が設けられている。拡幅部１７の車室側先端は、その底部においてドアスカッフプレート１２と接続されており、その上部及び左右部（車両前後部）においてもドアスカッフプレート１２に接続されている。ドアスカッフプレート１２は、換言すれば、乗降用ステップ面であり、乗降時に人が踏む面である。

図１に示すように、吸気口部材１４の拡幅部１７には、その車両右側（吸気ダクト２４側）に冷却空気に含まれる塵埃を捕捉する為のフィルタ２２が取り付けられており、その車両左側（車室側）に吸気ベゼル２０が取り付けられている。吸気口部材１４の拡幅部１７の底面には、車室側から吸気ベゼル２０を超えて浸入した雨水等の水を排出する為の水抜き孔２１が設けられており、水抜き孔２１は、フィルタ２２よりも車室側に設けられている。

なお、バッテリ冷却装置１０及びバッテリパック３４の下にはボディ３６があり、上にはカーペット３８が配置されている。カーペット３８には、２つの座席レール４０を介して、座席４２が載置されている。

次に、本実施形態におけるバッテリ冷却装置１０の冷却空気の流れについて説明する。図１における太線の黒矢印は、バッテリ３２を冷却するための冷却空気の流れを示している。バッテリ冷却装置１０は、冷却ファン２６の駆動により発生する吸引作用により、冷却空気を吸気口１８から吸気ダクト２４内に取り込む。この際、冷却空気は、吸気ベゼル２０とフィルタ２２とを通って、吸気ダクト２４内に取り込まれる。取り込まれた冷却空気は、吸気ダクト２４を通って冷却ファン２６に達し、冷却ファン２６から下流ダクト３１を通って、バッテリパック３４内のバッテリ３２に導かれる。そして、冷却空気は、バッテリ３２の周囲の冷却流路（不図示）を通ることでバッテリ３２を冷却し、冷却した後の冷却空気は、排気ダクト（不図示）を通って排気口（不図示）から車両外に排気される。

次に、本実施形態におけるバッテリ冷却装置１０の水抜き孔２１の作用効果について説明する。図２は、図１の吸気口１８付近を拡大した図であり、図１と同一の部材には同一の符号を付してある。図２における白抜き矢印は、ドアや窓が開けられることによって、ドアスカッフプレート１２に雨水が着水し、その雨水が流れて吸気口１８に浸入した場合の水の流れを示している。

本実施形態のバッテリ冷却装置１０は、吸気口部材１４の拡幅部１７の底面に水抜き孔２１が設けられている、すなわち、吸気口１８の底面に水抜き孔２１が設けられている為、図２に示すように、吸気口１８に雨水が浸入した際に水抜き孔２１から雨水を排出することができる。水抜き孔２１から排出された雨水は、ボディ３６の内側に着水し、ボディ３６がドア側（車両左側）に向かって若干下がるように傾斜している為、ドア側に向かって進む。そして、雨水は、ボディ３６のドア側（車両左側）に設けられた孔（不図示）から車両外に排出される。このように、吸気口１８に雨水が浸入した場合であっても、雨水は水抜き孔２１から排出される為、吸気ダクト２４内への雨水の浸入を抑制することができ、雨水が冷却ファン２６に達してしまうことを抑制することができる。

上記では、ドアスカッフプレート１２に着水した雨水が吸気口１８に浸入した場合について説明したが、吸気ベゼル２０の各開口から雨水が吸気口１８に浸入した場合も同様に、水抜き孔２１から雨水を排出することができる。また、雨水ではなく、車室において飲料水等がこぼされ、その飲料水等が吸気口１８に浸入した場合も同様に、水抜き孔２１から飲料水等を排出することができる。このように、本実施形態のバッテリ冷却装置１０は、新たに部品を増やすことなく水抜き孔２１を設けるだけで雨水等を排出することができる。

また、本実施形態のバッテリ冷却装置１０は、水抜き孔２１が、吸気口１８のフィルタ２２よりも車室側に設けられている為、水抜き孔２１から吸われた空気（バッテリ冷却装置１０とボディ３６との間の空間にある空気）に含まれる塵埃がフィルタ２２で受け止められることになり、冷却ファン２６やバッテリパックに塵埃が入ることを抑制することができる。

また、本実施形態のバッテリ冷却装置１０は、水抜き孔２１が吸気口１８の底面に設けられている、すなわち、冷却ファン２６から離れた位置に設けられている為、吸気ダクト２４内に水抜き孔２１を設けた場合に比べて、水抜き孔２１付近の負圧の圧力が弱く、水抜き孔２１から空気を吸い込みにくいので、フィルタ２２で捕捉する塵埃も少量となる。

車両の幅方向（左右方向）の中央付近にはマフラーに接続されたパイプ等が配置される為、バッテリ冷却装置１０とボディ３６との間の空間の特に車両幅方向の中央付近の空気温度が高温となる。しかし、本実施形態の水抜き孔２１はドア側（車両の端側）に設けられている為、水抜き孔２１から吸われる空気は中央付近に比べて低温の空気である。よって、水抜き孔２１から空気が吸われたとしても、バッテリの冷却効率の悪化を抑制することができる。

また、本実施形態のバッテリ冷却装置１０は、ドアスカッフプレート１２に溜まった細かい砂や埃なども、ドアスカッフプレート１２に着水した雨水等と共に水抜き孔２１から排出することが可能である。

以上説明した実施形態のバッテリ冷却装置１０は、吸気口１８に水抜き孔２１が設けられていた。しかし、吸気口部材１４とドアスカッフプレート１２とが一体となる構造では、ドアスカッフプレート１２が吸気口１８として機能し、この部分に水抜き孔２１が設けられていても良い。また、吸気ベゼル２０の内側ではなく、吸気ベゼル２０の外側、すなわち、車室側に水抜き孔２１が設けられていても良い。

以上説明した実施形態のバッテリ冷却装置１０は、ドアスカッフプレート１２と吸気口部材１４とは別々の部材であったが、ドアスカッフプレート１２と吸気口部材１４とが一体成形された１つの部材であっても良い。

１０ バッテリ冷却装置、１２ ドアスカッフプレート、１４ 吸気口部材、１７ 拡幅部、１８ 吸気口、２０ 吸気ベゼル、２１ 水抜き孔、２２ フィルタ、２４ 吸気ダクト、２６ 冷却ファン、２７ 冷却ファン吸入口、２８ 冷却ファン排出口、２９ 回転翼、３０ 冷却ファン用ブラケット、３１ 下流ダクト、３２ バッテリ、３４ バッテリパック、３６ ボディ、３８ カーペット、４０ 座席レール、４２ 座席、４４ ドア。

Claims (1)

1. 冷却ファンの吸引作用により車室から冷却空気を取り込みバッテリに導くことにより、前記バッテリを冷却するバッテリ冷却装置であって、
   前記車室から前記冷却空気を取り込む吸気口であり、座席下のドア側の側面に設けられて前記車室に向けて開口する吸気口、を有する吸気口部材を備え、
   前記吸気口には塵埃を捕捉するフィルタが取り付けられ、
   前記吸気口部材の底面であって前記フィルタよりも前記車室側に、前記車室から流れてくる水を排出する為の水抜き孔が設けられている、
   ことを特徴とするバッテリ冷却装置。