JP6780370B2 - Battery cooling device - Google Patents
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Description
本発明は、車載電池を冷却するために用いられる冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device used to cool an in-vehicle battery.
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電池と、電池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電池の周囲の冷却流路に流して電池を冷却するものである。 In recent years, electric vehicles such as electric vehicles whose drive source is a motor and hybrid vehicles whose drive source is a motor and an engine have been widely used. These electric vehicles are equipped with a chargeable / dischargeable battery that supplies electric power to the motor and charges the generated electric power when the motor is operated as a generator, and a cooling device that cools the battery. The cooling device sucks cooling air by the suction action of a cooling fan, and causes the sucked cooling air to flow through a cooling flow path around the battery to cool the battery.
特許文献1には、冷却ファンを駆動することで冷却空気を吸気ダクト内に取り入れ、吸気ダクト内に取り入れられた冷却空気を電池に導くことにより、電池を冷却する冷却装置が開示されている。特許文献1では、吸気ダクト内に冷却空気を取り入れる吸気口を車室内に2つ設け、一方の吸気口が荷物等により塞がれた際には、他方の吸気口から冷却空気を取り入れている。
ところで、車両により川を渡る(渡河する)場合や、洪水等が発生して水位が高くなった道路を車両で走行する場合には、車室内に水が浸入する可能性がある。その際には、車室内に設けられた冷却装置の吸気口から水が浸入し、電池が水没してしまう可能性がある。よって、電池の水没を抑制したいという要求がある。 By the way, when a vehicle crosses a river (crosses a river) or when a vehicle travels on a road where the water level is high due to a flood or the like, water may infiltrate into the vehicle interior. In that case, water may enter from the intake port of the cooling device provided in the vehicle interior, and the battery may be submerged. Therefore, there is a demand for suppressing the submersion of the battery.
そこで、本発明は、車室内に水が浸入した場合であっても、電池の水没を抑制でき、電池の冷却を継続することができる電池冷却装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery cooling device capable of suppressing submersion of a battery and continuing cooling of the battery even when water enters the vehicle interior.
本発明の電池冷却装置は、電池が格納された電池パックに冷却空気を送給して、前記電池を冷却する電池冷却装置であって、車室内に設けられた吸気口と、前記電池パック内に設けられた冷却ファンの吸引作用により、前記吸気口から取り込んだ前記冷却空気を前記電池パックに導く吸気ダクトと、前記電池を冷却した後の前記冷却空気を、前記電池パックから排気口に導く排気ダクトと、を備え、前記吸気ダクトの少なくとも一部は、前記吸気口から前記電池パック側に向かって上方に向けて傾斜しており、前記吸気ダクトの途中であって、前記吸気口よりも上方の位置には、前記吸気ダクト内が負圧になった際に前記冷却空気を取り入れる圧力弁が設けられており、前記排気口は、前記吸気口よりも上方に設けられており、前記吸気ダクトの前記吸気口よりも上方の壁の一部に開口が設けられており、前記圧力弁は、前記開口を前記吸気ダクトの内側から塞ぐ弁体と、前記弁体に結合され前記弁体を前記開口に向かって付勢するヒンジ部を備え、前記ヒンジ部は、前記開口の前記吸気口側に設けられており、前記弁体は、前記吸気口が塞がれて前記吸気ダクト内が負圧になった際に、前記開口を開いて、前記開口から前記吸気ダクト内に前記冷却空気を取り入れるように前記ヒンジ部を軸に回転可能である、ことを特徴とする。 The battery cooling device of the present invention is a battery cooling device that supplies cooling air to a battery pack containing a battery to cool the battery, and is an intake port provided in a vehicle interior and the inside of the battery pack. The suction duct for guiding the cooling air taken in from the intake port to the battery pack and the cooling air after cooling the battery are guided from the battery pack to the exhaust port by the suction action of the cooling fan provided in. An exhaust duct is provided, and at least a part of the intake duct is inclined upward from the intake port toward the battery pack side, and is in the middle of the intake duct and is more than the intake port. At the upper position, a pressure valve for taking in the cooling air when the inside of the intake duct becomes negative pressure is provided, and the exhaust port is provided above the intake port, and the intake air is provided. An opening is provided in a part of the wall above the intake port of the duct, and the pressure valve has a valve body that closes the opening from the inside of the intake duct and a valve body that is coupled to the valve body to form the valve body. A hinge portion for urging toward the opening is provided, the hinge portion is provided on the intake port side of the opening, and the valve body is negative in the intake duct when the intake port is closed. When pressure is applied, the opening is opened, and the hinge portion can be rotated around the hinge portion so as to take in the cooling air from the opening into the intake duct .
本発明によれば、吸気ダクトの少なくとも一部が吸気口から電池パック側に向かって上方に向けて傾斜している為、吸気口から電池パックに水が流れ込むことが防がれ、電池の水没を防ぐことができる。また、吸気ダクトの途中であって、吸気口よりも上方の位置には、吸気ダクト内が負圧になった際に冷却空気を取り入れる圧力弁が設けられており、排気口は吸気口よりも上方に設けられている。よって、吸気口が水没した場合であっても、電池の冷却を継続することができる。 According to the present invention, since at least a part of the intake duct is inclined upward from the intake port toward the battery pack side, water can be prevented from flowing into the battery pack from the intake port and the battery is submerged. Can be prevented. In addition, a pressure valve is provided in the middle of the intake duct and above the intake port to take in cooling air when the inside of the intake duct becomes negative pressure, and the exhaust port is located above the intake port. It is provided above. Therefore, even if the intake port is submerged, the battery can be continuously cooled.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、トランクルーム32(ラッゲージスペース)下に配置された電池パック14と電池冷却装置30とを車両左側から見た図である。電池パック14と電池冷却装置30とはその構成の概略が分かるように断面図で描かれている。なお、以下説明する図1〜図3の上下、左右、前後の表示は、車両の上下、左右、前後の各方向を示している。
FIG. 1 is a view of the
本実施形態の車両40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、電池パック14と、電池パック14内に格納された電池10を冷却するための電池冷却装置30とが配置されている。
The
電池10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。電池10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。
The
本実施形態の電池冷却装置30は、車室44内に設けられた吸気口16と、吸気口16から取り込んだ冷却空気を電池パック14に導く吸気ダクト18と、電池パック14の電池10を冷却した後の冷却空気を電池パック14から排気口24に導く排気ダクト22とを備えている。
The
図1に示すように、車室44内の後部座席34の下には、吸気ダクト18内に冷却空気を取り入れる吸気口16が設けられている。吸気ダクト18は、吸気口16から車両後方へ向かって伸びており、吸気ダクト18の一部は、吸気口16から電池パック14側に向かって、上方に向けて傾斜した形状を有している。また、吸気ダクト18の途中であって、吸気口16よりも上方の位置には、圧力弁20が設けられている。圧力弁20は、吸気ダクト18内が負圧となる状態(後述)ではない通常の状態では、閉じられた状態となっている。なお、図1と、後述する図2とでは、圧力弁20の位置を分かり易くする為、圧力弁20を大きめに描いてある。吸気ダクト18の吸気口16とは反対側の一端は、電池パック14に接続されている。
As shown in FIG. 1, an
電池パック14には、冷却空気を吸引する為の冷却ファン12が設けられている。また、電池パック14には、電池10が格納されている。電池パック14の車両後方には、電池パック14内の電池10を冷却した後の冷却空気を排気する排気ダクト22が設けられている。排気ダクト22の一端は電池パック14に接続されており、他端は車両40の外に設けられた排気口24に接続されている。排気ダクト22は、電池パック14から排気口24側に向かって、上方に向けて傾斜した形状を有しており、排気口24は、吸気口16よりも上方に設けられている。
The
トランクルーム32と電池冷却装置30との間には内装トリムが存在するが、図1と、後述する図2とでは、それが省略して描かれている。
An interior trim exists between the
本実施形態の吸気ダクト18と、電池パック14と、排気ダクト22と、それらの嵌合部(接続部)とは、防水対策が施されている。本実施形態の電池冷却装置30は、車両40が川を渡る(渡河する)等して、車室44内に水が浸入し、後部座席34の下の吸気口16が水で塞がれた場合であっても、電池10の冷却を継続することができる。ここで、吸気口16が水で塞がれていない状態(以下、通常状態という)と、吸気口16が水で塞がれている状態(以下、浸水状態という)との各々の状態における電池10の冷却について説明する。
The
図1の太線の黒矢印は、通常状態における、電池10を冷却するための冷却空気の流れを示している。電池冷却装置30は、冷却ファン12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16から吸気ダクト18内に取り込む。取り込まれた冷却空気は、吸気ダクト18を通って電池パック14の冷却ファン12に達し、電池パック14内で冷却ファン12から電池10に導かれる。そして、冷却空気は、電池10の周囲の冷却流路(不図示)を通ることで電池10を冷却する。電池10を冷却した後の冷却空気は、電池パック14から排気ダクト22に流入し、排気ダクト22を通って、排気口24から車両40外に排気される。
The thick black arrow in FIG. 1 indicates the flow of cooling air for cooling the
このように、通常状態では、後部座席34の下の吸気口16から冷却空気を取り込むことにより、車室44の上方にある空気や、トランクルーム32の空気を取り込む場合に比べて、より冷たい冷却空気を吸気ダクト18内に取り込むことができる。また、通常状態において、後部座席34の下の吸気口16を用いることにより、吸気口16から漏れる冷却ファン12の騒音を、車室44にいる乗員に伝わり難くすることができる。
As described above, in the normal state, by taking in the cooling air from the
次に、浸水状態における電池10の冷却について説明する。図2は、車両40が川を渡る(渡河する)等して、車室44内に水が浸入し、吸気口16が水で塞がれた際の電池冷却装置30の状態を示している。図2では、図1と同一の部材については、同一の符号を付している。図2の斜線のハッチングは、水42を表している。
Next, cooling of the
前述したように、吸気ダクト18と、電池パック14と、排気ダクト22と、それらの嵌合部とは防水対策が施されている為、これらが水42に浸かった場合であっても、これらの内部に水42が浸入しないようになっている。また、吸気ダクト18の一部が、吸気口16から電池パック14側に向かって、上方に向けて傾斜した形状を有しており、吸気ダクト18に設けられた圧力弁20と、排気ダクト22の排気口24とは、吸気口16よりも上方に位置している。よって、図2に示すように、吸気口16が水没した場合であっても、水42が電池パック14内部へ流れ込むことが防がれ、電池10が水没してしまうことが防がれている。
As described above, since the
図2の太線の黒矢印は、浸水状態における、電池10を冷却するための冷却空気の流れを示している。図2に示すように、吸気口16が水で塞がれた際には、冷却ファン12が駆動することで、吸気ダクト18内が負圧の状態となる。それにより、吸気ダクト18の途中に設けられた圧力弁20が開くことになる。圧力弁20が開くことにより、圧力弁20の外側、すなわち、吸気ダクト18外側の冷却空気が、圧力弁20の開口39を介して吸気ダクト18内に取り込まれることになる。このように、吸気口16が水で塞がれた場合であっても、圧力弁20により吸気ダクト18内に冷却空気を取り込むことが可能となっている。
The thick black arrow in FIG. 2 indicates the flow of cooling air for cooling the
吸気ダクト18内に取り込まれた冷却空気は、前述した通常状態と同様に、吸気ダクト18から電池パック14の電池10に導かれ、電池10を冷却する。そして、電池10を冷却した後の冷却空気は、電池パック14から排気ダクト22に流入し、排気ダクト22を通って、排気口24から車両40外に排気される。
The cooling air taken into the
次に圧力弁20について、詳しく説明する。図3は、圧力弁20が開いた状態を示す斜視図であり、吸気ダクト18の内部は透過して描かれている。図3の太線の黒矢印は、冷却空気の流れを示している。図3に示すように、圧力弁20は、弁体36と、弁体36のヒンジ部38と、開口39とを備えている。ヒンジ部38は吸気ダクト18内の天井に設けられており、そのヒンジ部38を軸として、弁体36が吸気ダクト18の床へ向かって回転移動できるようになっている。ヒンジ部38にはバネが設けらており、通常状態では、弁体36が吸気ダクト18の天井の位置にくる(圧力弁20が閉まる)ように付勢されている。
Next, the
図3に示すように、吸気ダクト18内が負圧となった際には、弁体36が吸気ダクト18の床へ向けて回転移動し、圧力弁20が開くようになっている。弁体36のヒンジ部38は、車両前側(吸気口16側)に設けらている為、弁体36がヒンジ部38を軸に吸気ダクト18の床へ向けて回転移動した際には、圧力弁20の開口39から吸気ダクト18の下流側(電池パック14側)に向かう冷却空気の流路が形成されるようになっている。よって、圧力弁20の開口39から流入した冷却空気は、吸気ダクト18を通って、電池パック14の電池10に導かれ、電池10を冷却することになる。
As shown in FIG. 3, when the inside of the
以上説明した本実施形態の電池冷却装置30は、吸気ダクト18の一部が、吸気口16から電池パック14側に向かって、上方に向けて傾斜した形状を有している。また、吸気ダクト18に設けられた圧力弁20と、排気ダクト22の排気口24とは、吸気口16よりも上方に位置している。よって、吸気口16が水没した場合であっても、水42が電池パック14内部へ流れ込むことが無く、電池10の水没を防ぐことができる。
The
また、以上説明した本実施形態の電池冷却装置30は、吸気口16が水で塞がれた際には、吸気ダクト18内が負圧となり、吸気ダクト18に設けられた圧力弁20が開く為、圧力弁20の開口39から吸気ダクト18内に冷却空気を取り込むことができる。また、排気ダクト22の排気口24は、吸気口16よりも上方に位置しているので、吸気口16が水没しても、排気口24は水没せず、冷却空気を排気することが可能である。よって、吸気口16が水没し、水で塞がれた場合であっても、電池10の冷却を継続することが可能である。
Further, in the
また、以上説明した本実施形態の電池冷却装置30は、吸気口16が水で塞がれた際には、吸気ダクト18内が負圧になることにより、圧力弁20が開く構成となっている。よって、アクチュエータ等を用いて圧力弁20を制御する場合に比べて、構成が簡易である。
Further, the
以上説明した本実施形態の電池冷却装置30では、前述したように、トランクルーム32と電池冷却装置30との間には内装トリムがある。すなわち、電池冷却装置30の吸気ダクト18の上に内装トリムがある。その内装トリムのうち、圧力弁20の上に位置する内装トリムの部分に、圧力弁20の開口39に冷却空気を送り込む為の送風孔を設けておいても良い。この送風孔により、圧力弁20の開口39に十分な冷却空気を送り込むことが可能となる。
In the
10 電池、12 冷却ファン、14 電池パック、16 吸気口、18 吸気ダクト、20 圧力弁、22 排気ダクト、24 排気口、30 電池冷却装置、32 トランクルーム、34 後部座席、36 弁体、38 ヒンジ部、39 開口、40 車両、42 水、44 車室。 10 battery, 12 cooling fan, 14 battery pack, 16 intake port, 18 intake duct, 20 pressure valve, 22 exhaust duct, 24 exhaust port, 30 battery cooling device, 32 trunk room, 34 rear seat, 36 valve body, 38 hinge part , 39 openings, 40 vehicles, 42 water, 44 cabins.
Claims (1)
車室内に設けられた吸気口と、
前記電池パック内に設けられた冷却ファンの吸引作用により、前記吸気口から取り込んだ前記冷却空気を前記電池パックに導く吸気ダクトと、
前記電池を冷却した後の前記冷却空気を、前記電池パックから排気口に導く排気ダクトと、を備え、
前記吸気ダクトの少なくとも一部は、前記吸気口から前記電池パック側に向かって上方に向けて傾斜しており、
前記吸気ダクトの途中であって、前記吸気口よりも上方の位置には、前記吸気ダクト内が負圧になった際に前記冷却空気を取り入れる圧力弁が設けられており、
前記排気口は、前記吸気口よりも上方に設けられており、
前記吸気ダクトの前記吸気口よりも上方の壁の一部に開口が設けられており、
前記圧力弁は、前記開口を前記吸気ダクトの内側から塞ぐ弁体と、前記弁体に結合され前記弁体を前記開口に向かって付勢するヒンジ部を備え、
前記ヒンジ部は、前記開口の前記吸気口側に設けられており、
前記弁体は、前記吸気口が塞がれて前記吸気ダクト内が負圧になった際に、前記開口を開いて、前記開口から前記吸気ダクト内に前記冷却空気を取り入れるように前記ヒンジ部を軸に回転可能である、
ことを特徴とする電池冷却装置。 A battery cooling device that cools the batteries by supplying cooling air to the battery pack in which the batteries are stored.
The intake port provided in the passenger compartment and
An intake duct that guides the cooling air taken in from the intake port to the battery pack by the suction action of a cooling fan provided in the battery pack.
An exhaust duct for guiding the cooling air after cooling the battery from the battery pack to an exhaust port is provided.
At least a part of the intake duct is inclined upward from the intake port toward the battery pack side.
A middle of the intake duct, to a position above the said air inlet in the intake duct has a pressure valve for taking cooling air is provided when it becomes a negative pressure,
The exhaust port is provided above the intake port, and is provided .
An opening is provided in a part of the wall above the intake port of the intake duct.
The pressure valve includes a valve body that closes the opening from the inside of the intake duct, and a hinge portion that is coupled to the valve body and urges the valve body toward the opening.
The hinge portion is provided on the intake port side of the opening, and is provided.
The hinge portion of the valve body opens the opening when the intake port is closed and the inside of the intake duct becomes negative pressure, and the cooling air is taken into the intake duct from the opening. Can be rotated around the axis,
A battery cooling device characterized by the fact that.
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