WO2008026386A1

WO2008026386A1 - Système de refroidissement d'accumulateur pour véhicule

Info

Publication number: WO2008026386A1
Application number: PCT/JP2007/063779
Authority: WO
Inventors: Toshiharu Watanabe; Kazunori Namai; Toshiyuki Motohashi; Yoshikazu Takamatsu
Original assignee: Calsonic Kansei Corporation
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-03-06
Also published as: JP2008055990A

Description

明細書

車両用バッテリ冷却システム

技術分野

[0001] 本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車などの車両に設置された走行用バッテリを冷却する車両用バッテリ冷却システムの技術分野に属する。

背景技術

[0002] 従来の車両用バッテリ冷却装置としては、下記公報に記載のものが知られている。

この従来の冷却装置は、エアコンによって空調されている車室内の空気を冷却ファンによって吸引して走行用バッテリを冷却する。この冷却装置では、切換えダンバを制御することによって、冷却風を車室内へ戻す循環モード、冷却風を車外へ排出する排気モード、及び冷却風の一部を車室内へ戻すと共に残りを車外へ排出する循環 /排気モードが選択可能となっており、エアコンの運転状態、車室内の空調状態及び電池温度等に基づいて冷却ファンの風量と切換えダンバの切り替え位置とを制御し、車室内の圧力低下や空調負荷の増加を抑えながら走行用バッテリを冷却している（例えば、特許文献 1参照。）。

特許文献 1：特許 3240973号公報（第 1— 13頁、全図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、従来の冷却装置にあっては、最大性能時は、風量を最大にする制御であったため、風量の増加に伴い、冷却ファンの騒音が増加し問題となるものであつた。

[0004] 本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、騒音を抑制しつつ、走行用バッテリの冷却効率を良好にすることができる車両用バッテリ冷却システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 上記目的を達成するため、本発明の車両用バッテリ冷却システムは、車両に設置され車両の走行に用いられるバッテリと、車室内空調用とは別に設けられてバッテリへの送風を発生させる送風機と、車室内空調用と別に設けられて内部を流れる冷媒と送風機によりバッテリへ送る送風との熱交換により送風を冷却する熱交換器と、を備えることを特 ί毁とする。

発明の効果

[0006] 本発明の車両用バッテリ冷却システムにあっては、バッテリを車両内空調用とは別にそれぞれ設けられた送風機と熱交換器とを用いて冷却した風でバッテリを積極的に冷却するので、冷却効率を良好にバッテリを冷却することができ、その際、ファンを高回転で回す必要がないので、ファンの回転から生じる騒音を抑制することができる図面の簡単な説明

[0007] [図 1]本発明の実施例 1の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

[図 2]実施例 1の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ設置位置の説明図である。

[図 3]実施例 1の車両用バッテリ冷却システムと協調するエアコンシステムの説明図である。

[図 4]実施例 2の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

[図 5]本発明の実施例 3の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

[図 6]実施例 3の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 62の制御処理の流れを示すフローチャートである。

[図 7]本発明の実施例 4の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 62の制御処理の流れを示すフローチャートである。

[図 8]本発明の実施例 5の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

[図 9]実施例 5の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 52および切替ドァ 62の制御処理の流れの主要部分を示すフローチャートである。 [図 10]実施例 5の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 52および切替ドァ 62の制御処理の流れの残りの部分を示すフローチャートである。

園 11]本発明の実施例 6の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

園 12]実施例 7の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

園 13]本発明の実施例 8の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

園 14]本発明の実施例 9の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

符号の説明

1 バッテリケース

2 ノッテリ

3 エノくポレータ

4 ブロワファン

5 吸気ダクト

6 排気ダクト

7 車体パネル

8 電磁弁

9 液体冷媒ライン

31 熱交換器

32 エノポレータ

51 車室内送気部分

52 切替ドア

61 車室内送気部分

62 切替ドア

81 電動ポンプ

101 コンデンサ 102 電動コンプレッサ

103 リキッドタンク

104 ファン

105 コントローラ

106 空調用エバポレータ

201 冷媒ライン

202 冷媒ライン

203 冷媒ライン

204 冷媒ライン

発明を実施するための最良の形態

[0009] 本発明の実施例 1を添付の図面に基づき説明する。

実施例 1

[0010] 図 1は実施例 1の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。図 2は実施例 1の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリの車両への設置位置の説明図である。

図 1に示すように、実施例 1における車両用バッテリ冷却システムは、バッテリケース 1、走行用バッテリ 2、エバポレータ 3、ブロワファン 4、吸気ダクト 5、排気ダクト 6を主要な構成としている。

バッテリケース 1は、図 1、図 2に示すように、車両トランクやフロア下などにおいて車体パネル 7の上方にバッテリ 2を固定するための構造部材として、且つ周囲からバッテリ 2を保護する保護部材として機能する。バッテリケース 1は、バッテリ 2の全面を覆うものでなくともよいが、直接あるいは間接的にバッテリ 2を支持するものである。

[0011] ノッテリ 2は、リチウムイオンを極間で交換して、充電、放電を行うリチウムイオンバッテリである。リチウムイオンバッテリには、いわゆるメモリー効果が生じないという有利な特徴がある。

車両の走行用に用いるバッテリ 2は、リチウムイオンバッテリの複数を直列接続するよう組合せた組電池にしたものである。

この走行用に組電池にしたものの詳細例として、特開 2005— 116427を挙げておく。組電池の構造は、この詳細例に限らないものとする力板状のリチウムイオンバッテリを組み合わせた最小単位のものをさらに複数組合せて用いる。その総数は数十個以上に達する。

[0012] エバポレータ 3は、図 1に示すように、車室内からバッテリケース 1へ空気を送る吸気ダクト 5の途中に設けられ、エアコンシステムで供給 ·回収される冷媒と周囲空気との熱交換を行うものである。

ブロワファン 4は、車室内からバッテリケース 1へ空気を送る吸気ダクト 5の途中で、且つエバポレータ 3の上流に設けられてエバポレータ 3に送風を行い、エバポレータ 3で熱交換した冷却空気をバッテリ 2へ送るようにするものである。

つまり、実施例 1では、車室内空調用とは別に、バッテリ冷却用に吸気ダクト 5の途中にエバポレータ 3、ブロワファン 4を設ける。

[0013] なお、実施例 1の車両用バッテリ冷却システムにおいては、図示しないコントローラによって、バッテリの充放電や温度管理などが成されるものとする。

エバポレータ 3の冷媒制御は、エアコンシステムのコントローラで制御することが望ましい。

ブロワファン 4の風量制御は、バッテリの充放電等を行うコントローラにより制御しても、エアコンシステムのコントローラで制御してもよい。

[0014] 吸気ダクト 5は、車室内後部に先端部を接続して車室内の空気を吸い込むように空気流路を形成し、その後端部をバッテリケース 1の車両前方側に接続して、吸い込んだ車室内空気をバッテリケース 1へ送るようにする。なお、エバポレータ 3、ブロワファン 4の周囲もしくは近傍に吸気を溜める部分を設けるようにしてもよい。

排気ダクト 6は、吸気ダクト 5を接続したバッテリケース 1の車両前方側と反対側となる車両後方側に先端部を接続し、後端側を車両下部等に配置して、車室外部へ開放する。これによりバッテリケース 1の内部から外部への空気排出路を形成する。

[0015] 実施例 1では、車両用バッテリ冷却システムに図 3のエアコンシステムが協調して、ノッテリの冷却能力を高めるようにしている。

このエアコンシステムは、電動コンプレッサ 102によって圧縮した高圧冷媒をコンデンサ 101に送って放熱冷却させ冷媒を液化し、その後リキッドタンク 103で水分ゃゴミを除去して液化した冷媒を電磁弁 8へ送り、空調用エバポレータ 106へ向かう冷媒ライン 201とバッテリ冷却用のエバポレータ 3へ向力、ぅ冷媒ライン 203とへの振り分け冷媒流量を制御する。そして、図示しない弁により冷媒を低圧に膨張させ、空調用エバポレータ 106で冷媒を蒸発させてファン 104が車室内に送る空気を冷却し、蒸発した低圧冷媒を冷媒ライン 202、 204により回収して電動コンプレッサ 102に送るようにして循環させるものである。

[0016] 電動コンプレッサ 102や電磁弁 8は、エアコンシステムにおけるコントローラ 105により制御される。コントローラ 105に種々の情報を入力するセンサ類等はよく知られているので、ここではそれらの説明は省略する。このエアコンシステムのコントローラ 105 は、車内通信等により、図示しないバッテリ 2のコントローラと通信を行い、必要な情報、指令を通信して、電磁弁 8による冷媒流量の制御等を行うものとする。

なお、冷媒を低圧に膨張させる弁は、冷媒ライン 203に設けられるが図示しない。またこの弁は、電磁弁 8と一体に設けてもよい。

[0017] 実施例 1の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[走行用バッテリの冷却作用]

実施例 1の車両用バッテリ冷却システムは、ハイブリッド車両や電気自動車に用いるものである。

この車両の走行用に使用されるバッテリ 2は、走行時の充放電によって発熱し、この充放電を繰り返すことにより高温に至る。

例えば、リチウムイオンバッテリでは、高温になると劣化、極間を形成する部材の剥離、不純物の析出などを生じ、結果的にバッテリ容量が減り、寿命を迎える。また、最悪の場合、バッテリが破損することになる。

[0018] そのため、リチウムイオンバッテリでは、略 50度以下程度に冷却して保つことが良好なバッテリ性能の発揮のために必要となる。

他のバッテリにおいても、概ね同様の理由により冷却の必要がある。

車両が走行することにより生じる走行風や送風装置によるバッテリの空冷装置を考えることができる力 S、車両への走行性能の要求が高くなるにつれ、バッテリの軽量化ゃ大容量化が求められるようになり、より積極的な冷却手段が必要になっている。 [0019] 実施例 1の車両用バッテリ冷却システムは、このような問題を解決して積極的な冷却によりバッテリを良好な性能が発揮できる温度に保ち、その上で、騒音を抑制しつつ、冷却効率良好にバッテリを冷却する。

[0020] (a)積極的な冷却作用

実施例 1の車両用バッテリ冷却システムでは、ブロワファン 4にて車室内空気を吸い込み、吸い込んだ空気をエバポレータ 3で冷却し、冷却風をバッテリ 2に送って冷却を行う。そして、バッテリ 2を冷却し、温められた空気を排気ダクト 6により車室外で且っバッテリケース 1の外部へ排気する。

ここで、冷却風量を Ga、バッテリケース 1の吸い込み空気温度を Tl、バッテリケース

1からの排出空気温度を Τ2、バッテリ温度を Tbとする。

すると、冷却性能は、 Gaと (T2— T1)の積に比例する関係とになる。

[0021] この関係において、冷却性能をアップさせるために Gaをアップさせるようにすると、ブロワファン 4を高回転で回転させなければならず、騒音の悪化を招くことになる。そこで、実施例 1の車両用バッテリ冷却システムでは、（T2—T1)をアップさせることによって冷却性能を向上させる。このとき、 Tbと T1の温度差が大きいほど、 (T2-T1) も大きくなるため、 T1を低温化させることで、冷却性能を向上させる。このとき、ブロワファン 4の回転を抑えることができ、低騒音化が可能となる。

[0022] 一方、エバポレータ 3は、バッテリケース 1の近傍に配置され、バッテリ冷却専用に設けた吸気ダクト 5内で送風の冷却を行うため、冷却効率が非常に高くなる。

このように冷却効率が高く得られることから、実施例 1では、エバポレータ 3、ブロワフアン 4を小型化している。

[0023] また、バッテリケース 1の前方側から内部へ吸気ダクト 5により冷却風を送り、バッテリケース 1の後方側から外部へ排気ダクト 6により排気を行うため、一様で冷却効果の高い冷却風の流れでバッテリ 2の冷却が行える。

[0024] よって、走行時の充放電によって発熱したバッテリ 2は、エアコンシステムからの冷媒によって熱交換するエバポレータ 3とブロワファン 4から送られる冷却風とにより効率よく冷却される。

この積極的な冷却によって、バッテリ 2を適度な温度に保つことができ、バッテリ 2の性能を良好に発揮させることができる。

また、ノッテリ 2の温度が精度よく制御されることによって、結果的にバッテリ 2の寿命、つまり容量低減抑制の向上を行うことができる。

[0025] (b)騒音を抑制する作用

実施例 1の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ 3による積極的な冷却が行われるため、ブロワファン 4を小型化すること力 Sできる。それとともに、従来のようなフアンのみによる冷却に比較して、ブロワファン 4の回転数の低減、あるいは、ブロワファン 4の最大回転数の低減、または最大回転数による運転時間の低減を図るよう制御し、騒音を抑制する。

[0026] (c)車両搭載性の向上作用

実施例 1の車両用バッテリ冷却システムでは、上記説明のように、冷却風量を低くできるため、上記説明のように、ブロワファン 4を小型化できるとともに、これに伴い、吸気ダクト 5、排気ダクト 6のダクト断面積を小さくできる。これにより、全体的に省スぺースなものとなり、車両搭載性が向上する。

これは、従来の送風のみで冷却するものに比べて、非常に省スペースなものとなる

[0027] (d)車両の燃費への影響を抑制する作用

実施例 1の車両用バッテリ冷却システムへ冷媒を供給 ·回収するエアコンシステムは、ハイブリッド車両において、電動コンプレッサ 102により構成されるようにし、ェンジンの駆動負荷にならないため、低燃費化の促進を図ることができ、車両の燃費への影響を抑制する。

[0028] 次に、実施例 1の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 1の車両用バッテリ冷却システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

[0029] (1)車両に設置され走行に用いられるバッテリ 2と、車室内空調用と別に設けられ、バッテリ 2への送風を発生させるブロワファン 4と、車室内空調用と別に設けられ、内部を流れる冷媒とバッテリ 2へ送る送風との熱交換により送風を冷却する熱交換器 (ェバポレータ 3)とを備えるため、騒音を抑制しつつ、高冷却効率で、バッテリを良好に冷去 Pすること力 Sでさる。

[0030] (2)熱交換器は、エバポレータ 3であり、車室内空調と冷媒を共用するものであるため、エバポレータ 3により容易に送風の低温化を行うことができ、冷媒が車室内空調と共用化されることにより、コンプレッサやコンデンサ等を 2重に設けることなぐコストを抑制でき、車両用バッテリ冷却システムの省スペース、軽量化を行うことができる。実施例 2

[0031] 次に、本発明の実施例 2にっき添付の図とともに説明する。

[0032] 実施例 2の車両用バッテリ冷却システムは、バッテリ冷却用に設けたエバポレータ及びブロワファンによる冷却風を車室内へ送るよう切り替え自在にした例である。まず、実施例 2の車両用バッテリ冷却システムの構成を説明する。

図 4は実施例 2の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

実施例 2の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ 3からバッテリケース 1までの吸気ダクト 5の途中から、車室内へ接続する吸気ダクト 5の車室内送気部分 51を

1¾ る。

そして、さらに吸気ダクト 5の車室内送気部分 51への分岐部に、切替ドア 52を設けて、エバポレータ 3等を設置した上流からの空気を車室内送気部分 51へ流す力、、バッテリケース 1側に流すかを切り替えることができるようにする。

その他の構成は、実施例 1と同様であるので、それらの説明は省略する。

[0033] 実施例 2の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[車室内空調の冷却性能の向上作用]

実施例 2の車両用バッテリ冷却システムでは、バッテリ冷却用に設けたエバポレータ 3、ブロワファン 4からの冷却風を切替ドア 52の切り替えにより、車室内へ送ることを可能にしている。

例えば、実施例 2の車両用バッテリ冷却システムをハイブリッド車に用いた場合、車両が加減速する際にバッテリ 2に充放電の負荷がかかり、バッテリ 2は発熱する。しかしながら、定速走行時や渋滞時には、バッテリ 2は発熱しない状態となる。

[0034] このような場合に、バッテリ冷却用に設けたエバポレータ 3、ブロワファン 4からの冷却風を切替ドア 52の切り替えにより、車室内へ送り、後部座席側の後方用クーラーとして用いる、エアコンの効果が遅れる後方へのスポットクーラーとして用いる、日射によって高温化する天板により車室内が温められるのに対する冷却を行う天板温熱改善に用いるなどを行う。これにより、車室内の空調効率をさらに向上させることになり、より快適な車室内空間にすることができる。

[0035] また、切替ドア 52の切り替えは、例えばバッテリ 2へ 80%、車室内へ 20%のように、比率配分してもよい。このようにすれば、車室内空調の効率化への寄与と、バッテリ冷却を状況に応じて変化させて、確実に両立させる。

[0036] 実施例 2の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 2の車両用バッテリ冷却システムでは、上記 (1)，(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(4)ブロワファン 4及びエバポレータ 3からの冷却風を、バッテリ 2へ向力、う吸気ダクト 5 の部分と、車室内へ向かう車室内送気部分 51とに比率自在に配風する切替ドア 52 を備えたため、車室内空調の効率化に寄与することができ、また、車室内空調の効率化への寄与と、バッテリ冷却を確実に両立させることができる。

その他の作用効果は実施例 1と同様であるので説明を省略する。

実施例 3

[0037] 次に、本発明の第 3実施例につき添付の図面とともに説明する。

[0038] 実施例 3の車両用バッテリ冷却システムは、バッテリ冷却用に設けたエバポレータ及びブロワファンによるバッテリ冷却後の冷却風を車室内へ送るよう切り替え自在にした例である。

まず、実施例 3の車両用バッテリ冷却システムの構成を説明する。

図 5は実施例 3の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

実施例 3の車両用バッテリ冷却システムでは、バッテリケース 1から車室外への排気ダクト 6の途中から分岐して車室内へ空気を導入するよう接続される車室内送気部分 61を設ける。

また、排気ダクト 6の車室内送気部分 61への分岐部に切替ドア 62を設けて、バッテリケース 1内でバッテリ 2を冷却した空気を、車室外へ排気するか、車室内へ流すかを切り替える制御できるようにする。

[0039] 実施例 3の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[車室内空調へ寄与させる制御処理]

図 6に示すのは、実施例 3の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 62 の制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下各ステップについて説明する。

[0040] ステップ S11では、バッテリ温度の測定を行う。

[0041] ステップ S12では、バッテリ温度が所定温度以下かどうかを判断し、所定温度以下ならばステップ S18へ進み、所定温度を超えているならばステップ S13へ進む。

[0042] ステップ S13では、冷却風のバッテリケース 1の出口での温度力車室内温度以下力、どうかを判断し、車室内温度以下ならばステップ S14へ進み、車室内温度を超えているならばステップ S 19へ進む。

[0043] ステップ S 14では、車室内用エアコンシステムが運転中かどうかを判断し、運転中ならばステップ S15へ進み、運転中でないならばステップ S20へ進む。

[0044] ステップ S 15では、車室内用エアコンシステムが冷房運転中かどうかを判断し、冷房運転中ならばステップ S 16へ進み、冷房運転中でな!/、ならばステップ S 21へ進む

〇

[0045] ステップ S 16では、バッテリ冷却後の空気を車室内へ導入するよう切替ドア 62を制御する。

[0046] ステップ S 17では、車両用バッテリ冷却システムがバッテリ冷却後の空気を車室内へ導入して!/、ることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0047] ステップ S 18では、バッテリ冷却の必要がない状態であることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0048] ステップ S 19では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0049] ステップ S20では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0050] ステップ S21では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0051] [車室内空調の冷却性能の向上作用]

実施例 3の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ 3、ブロワファン 4からの冷却風によりバッテリケース 1内でバッテリを冷却し、その後の排気する空気を切替ドァ 62により切り替えて、車室外への排気または、車室内への導入を行う。

[0052] その際には、図 6の処理に示すように、車室内を冷房中で、車室内の温度よりバッテリケース 1から出る空気が低い場合に、車室内への導入を行い車室内空調に寄与させる。

この場合には、バッテリ 2を冷却し、幾分でも吸熱した空気で車室内をさらに冷却するのであるから、排気してしまうのに比べて、熱効率は非常に向上する。

さらに、ステップ S 17、 S18の処理により、切替ドア 62の状態、バッテリ冷却状態を車室内エアコンシステムへフィードバックすることにより、より効率的な空調となり、ひ

V、ては車両の燃費向上に繋がることになる。

[0053] 実施例 3の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 3の車両用バッテリ冷却システムでは、上記 (1)，(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(5)ブロワファン 4及びエバポレータ 3によりバッテリ 2を冷却した後の冷却風を、車室内へ向かう車室内送気部分 61と、車室外へ向力、う排気ダクト 6の部分に比率自在に配風する切替ドア 62を備えたため、車室内空調の効率化に寄与することができ、ひいては車両の燃費向上に繋げることができる。

その他作用効果は実施例 1と同様であるので説明を省略する。

実施例 4

[0054] 次に、本発明の実施例 4にっき添付の図面を参照しながら説明する。

[0055] 実施例 4の車両用バッテリ冷却システムは、実施例 3の構造において、バッテリ 2を冷却した冷却風を暖房にも用いるようにした例である。

その構成は実施例 3と同様であるので、説明を省略する。以下、実施例 4の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[0056] [車室内空調へ寄与させる制御処理]

[0057] 図 7に示すのは、実施例 4の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 62 の制御処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。なお、図 6と同様の処理については、同じステップの符号を付し（ステップ S11からステツプ S22)、説明を省略する。

[0058] ステップ S22では、車室内エアコンシステムが運転中かどうかを判断し、運転中ならばステップ S23へ進み、運転中でないならばステップ S26へ進む。

[0059] ステップ S23では、暖房運転かどうかを判断し、暖房運転であるならばステップ S24 へ進み、暖房運転でないならばステップ S27へ進む。

[0060] ステップ S24では、バッテリ冷却後の空気を車室内へ導入するよう切替ドア 62を制御する。

[0061] ステップ S25では、車両用バッテリ冷却システムがバッテリ冷却後の空気を車室内へ導入して!/、ることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0062] ステップ S26では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0063] ステップ S27では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0064] [車室内空調の冷却性能及び暖房性能の向上作用]

実施例 4の車両用バッテリ冷却システムでは、実施例 3と同様に、車室内をエアコンシステムが冷却する際に、バッテリ冷却後の冷却風が車室内の冷房に寄与できる温度の場合に、車室内にバッテリ冷却後の冷却風を導入する。

[0065] さらに、実施例 4の車両用バッテリ冷却システムでは、車室内エアコンシステムが車室内を暖房している際に、車室内の温度よりバッテリ冷却後の冷却風の温度が高い場合に、バッテリ冷却後の冷却風を車室内へ導入して、車室内の暖房に寄与させること力 Sでさる。

この場合のスポット的な作用効果としては、後部座席を暖めること、後部座席のさらに足元を暖めるなどすれば、車室内温度の暖房の効率化のみならず、体感温度への寄与を行うことになる。

[0066] 実施例 4の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 4の車両用バッテリ冷却システムは、上記 (1)，(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(5)'ブロワファン 4及びエバポレータ 3によりバッテリ 2を冷却した後の冷却風を、車室内へ向かう車室内送気部分 61と、車室外へ向かう排気ダクト 6の部分に比率自在に配風する切替ドア 62を備えたため、車室内空調としての冷房及び暖房の効率化に寄与させること力でさる。

その他の作用効果は実施例 3と同様であるので説明を省略する。

実施例 5

[0067] 次に、本発明の実施例 5にっき添付の図面を参照しながら説明する。

[0068] 実施例 5の車両用バッテリ冷却システムは、バッテリ冷却用に設けたエバポレータ及びブロワファンによるバッテリ冷却前の冷却風を車室内へ送るよう切り替え自在にし、且つバッテリ冷却後の冷却風を車室内へ送るよう切り替え自在にした例である。その構成を説明する。

図 8は実施例 5の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

[0069] 実施例 5の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ 3からバッテリケース 1までの吸気ダクト 5の途中から分岐して車室内へ接続する車室内送気部分 51を設ける。また車室内送気部分 51への分岐部に切替ドア 52を設けて、エバポレータ 3等を設置した上流からの空気を車室内送気部分 51へ流す力バッテリケース 1側に流すかを切り替えることができるようにする。

[0070] さらに、実施例 5では、バッテリケース 1から車室外への排気ダクト 6の途中から分岐して車室内へ空気を導入するよう接続する車室内送気部分 61を設ける。また、車室内送気部分 61への分岐部に切替ドア 62を設けて、バッテリケース 1内で、バッテリ 2 を冷却した空気を、車室外へ排気するか、車室内へ流すかを切り替えるようにする。その他の構成は、実施例 1と同様であるので、説明を省略する。 [0071] 実施例 5の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[車室内空調へ寄与させる制御処理]

図 9,図 10に示すのは、実施例 5の車両用バッテリ冷却システムで実行される切替ドア 52、切替ドア 62の制御処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。なお、図 9、図 10は本来は一体のものであって、便宜上別の図面に分けられているのであって、図 9のステップ 32で記号丸 10へ進んだとき、図 10の記号丸 10力もステップ S49へ続くようになつている。

[0072] ステップ S31では、バッテリ温度の測定を行う。

[0073] ステップ S32では、バッテリ温度が所定温度以下かどうかを判断し、所定温度以下ならばステップ S49へ進み、所定温度を超えているならばステップ S33へ進む。

[0074] ステップ S33では、冷却風のバッテリケース 1の出口での温度は、車室内温度以下力、どうかを判断し、車室内温度以下ならばステップ S34へ進み、車室内温度を超えているならばステップ S43へ進む。

[0075] ステップ S34では、車室内用エアコンシステムが運転中かどうかを判断し、運転中ならばステップ S 35へ進み、運転中でな!/、ならばステップ S 39へ進む。

[0076] ステップ S35では、車室内用エアコンシステムが冷房運転中力、どうかを判断し、冷房運転中ならばステップ S 36へ進み、冷房運転中でな!/、ならばステップ S40へ進む

〇

[0077] ステップ S36では、車室内用エアコンシステムにおける風量は所定風量以上かどうかを判断し、所定風量以上であればステップ S37へ進み、所定風量に達しないのであればステップ S41へ進む。

[0078] ステップ S37では、切替ドア 52を車室内へ冷却風を送るようにし（第 1の RR吹き出し口が開）、切替ドア 62を車室外へ冷却風を排出するようにする（第 2の RR吹き出し口が閉）。

[0079] ステップ S38では、車両用バッテリ冷却システムがバッテリ冷却前の空気を車室内へ導入して!/、ることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0080] ステップ S39では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0081] ステップ S40では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0082] ステップ S41では、切替ドア 52をバッテリケース 1内部へ冷却風を送るようにし（第 1 の RR吹き出し口が閉）、切替ドア 62を車室内へ冷却風を送るようにする（第 2の RR 吹き出し口が開）。

[0083] ステップ S42では、車両用バッテリ冷却システムがバッテリ冷却後の空気を車室内へ導入して!/、ることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0084] ステップ S43では、車室内用エアコンシステムが運転中かどうかを判断し、運転中ならばステップ S44 進み、運転中でないならばステップ S47 進む。

[0085] ステップ S44では、車室内用エアコンシステムが暖房運転中かどうかを判断し、暖房運転中ならばステップ S45 進み、暖房運転中でな!/、ならばステップ S48 進む

[0086] ステップ S45では、バッテリ冷却後の空気を車室内へ導入するよう切替ドア 62を制御する。

[0087] ステップ S46では、車両用バッテリ冷却システムがバッテリ冷却後の空気を車室内へ導入して!/、ることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0088] ステップ S47では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0089] ステップ S48では、バッテリ冷却後の空気を車室外へ排気するよう切替ドア 62を制御し、処理を終了する。

[0090] ステップ S49では、車室内用エアコンシステムが運転中かどうかを判断し、運転中ならばステップ S50 進み、運転中でないならばステップ S53 進む。

[0091] ステップ S50では、車室内用エアコンシステムが冷房運転中かどうかを判断し、冷房運転中ならばステップ S 51 進み、冷房運転中でな!/、ならばステップ S 54 進む [0092] ステップ S51では、切替ドア 52を車室内へ冷却風を送るようにし（第 1の RR吹き出し口が開）、切替ドア 62を車室外へ冷却風を排出するようにする（第 2の RR吹き出し口が閉）。

[0093] ステップ S52では、車両用バッテリ冷却システムがバッテリ冷却前の空気を車室内へ導入して!/、ることを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0094] ステップ S53では、車室内空調へ寄与させる制御をしないことを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0095] ステップ S54では、車室内空調へ寄与させる制御をしないことを車室内用エアコンシステムへフィードバックし、より効率的な運転を促すようにし、処理を終了する。

[0096] [車室内空調の冷却性能及び暖房性能の向上作用]

実施例 5では、ノッテリ冷却後の冷却風が車室内空気より高い場合には、車室内の暖房の効率化に寄与させるように、バッテリ冷却後の冷却風を車室内へ導入する (ステツプ S44〜S46)。

さらに、バッテリ 2の冷却の必要性が少ない場合、つまりバッテリ 2の温度が所定温度以下の場合には、エバポレータ 3及びブロワファン 4によるバッテリ 2の冷却用の冷却風をバッテリ冷却前で切り替えて、車室内へ送り、車室内冷房の効率化に寄与させる（ステップ S50〜S52)。

[0097] さらに、バッテリ温度が所定温度を超える場合には、基本的には、バッテリ 2を冷却後の冷却風が車室内温度より低い場合に、車室内の空調の効率化に寄与させる (ステツプ S41)。

但し、車室内用エアコンシステムが、冷房状態であり、エアコン風量が所定風量以上の場合、つまり、非常に強い冷却を必要としている場合には、バッテリ 2の冷却前の冷却風を車室内に導入させる。

これにより、車室内用エアコンシステムは、より効率的な運転を行うことが可能となる

〇

[0098] なお、その場合には、ステップ S37に示すように 100%の切替を行うようにしてもよいし、配風の比率を例えば 80%車室内導入、 20%バッテリ 2へと言うようにしてもよい。また、段階的な切替を行ってもよい。

その他の作用効果は実施例 1と同様であるので、説明を省略する。

[0099] 実施例 5の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 5の車両用バッテリ冷却システムにあっては、上記 (1)，(2)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(5)"ブロワファン 4及びエバポレータ 3からの冷却風を、バッテリ 2へ向かう吸気ダクト 5の部分と、車室内へ向かう車室内送気部分 51とに比率自在に配風する切替ドア 5 2を備え、ブロワファン 4及びエバポレータ 3によりバッテリ 2を冷却した後の冷却風を、車室内へ向かう車室内送気部分 61と、車室外へ向かう排気ダクト 6の部分に比率自在に配風する切替ドア 62を備え、車室内用エアコンシステムの風量が所定風量を超え、負荷が高い場合には、バッテリ 2の冷却前の冷却風を車室内へ導入するため、バッテリを充分に冷却するとともに、車室内エアコンシステムの効率化に寄与することができる。

実施例 6

[0100] 本発明の実施例 6にっき添付の図面を参照しながら説明する。

[0101] 実施例 6の車両用バッテリ冷却システムは、バッテリを冷却する冷媒として液体冷媒を用いて閉じた系を構成し、車室内のエアコンシステムの冷媒により、バッテリ冷却用の液体冷媒を冷却する第 1の熱交換器と、バッテリを冷却する冷却風を生成するための第 2の熱交換器を設けた例である。

その構成を説明する。

[0102] 図 11は、実施例 6の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

実施例 6の車両用バッテリ冷却システムでは、車室内エアコンシステムからの冷媒ライン 203、 204を熱交換器 31に接続して、車室内エアコンシステムの冷媒により、ノッテリ冷却用の LLC等の液体冷媒を冷却する。

[0103] この液体冷媒は、電動ポンプ 81により液体冷媒ライン 9を循環し、吸気ダクト 5内のブロワファン 4の下流に設けたエバポレータ 32によりバッテリ 2への送風の冷却を行う構造である。

その他構成は実施例 1と同様であるので説明を省略する。

[0104] 実施例 6の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[急激な温度変化の抑制]

実施例 6の車両用バッテリ冷却システムでは、熱交換器 31において、冷媒と LLC 等の液体冷媒の熱交換を行い、 LLCを冷却し、低温化した LLCを用いてエバポレータ 32により送風空気を冷却し、バッテリ 2の冷却を行う。

[0105] バッテリ 2は、充放電の繰り返しにより、徐々に温度が上昇するものである力冷媒による冷却風は比較的急激な温度変化をさせるため、これを緩和する制御が必要となる。実施例 6では、通常ガス状で、急激な温度変化をさせる冷媒に対して、温度への感度が鈍い LLC等の液体冷媒へ熱交換させたものを用いることによって、冷却風の温度変化をバッテリ 2の温度変化に適した緩やかなものにし、簡素な制御でも適確な冷却を行うようにしている。

[0106] 実施例 6の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 6の車両用バッテリ冷却システムでは、上記 (1)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(3)バッテリ 2を冷却するエバポレータ 32の冷媒は、バッテリ冷却用に循環させる液体冷媒とし、液体冷媒を車室内空調用の冷媒で冷却する熱交換器 31を備えるようにしたため、容易な制御で、適確なバッテリ冷却を行うことができる。

実施例 7

[0107] 本発明の実施例 7にっき添付の図面を参照しながら説明する。

[0108] 実施例 7の車両用バッテリ冷却システムは、液体冷媒により生成する冷却風でバッテリを冷却し、バッテリ冷却前の冷却風を車室内へ導入するよう切り替えを行う例であその構成を説明する。

図 12は、実施例 7の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。 [0109] 実施例 7の車両用バッテリ冷却システムは、液体冷媒ライン 9を循環する液体冷媒を、熱交換器 31により車室内用エアコンシステムの冷媒で冷却し、エバポレータ 32 によりバッテリ冷却風を生成する構造である。

さらに実施例 7では、エバポレータ 32からバッテリケース 1までの吸気ダクト 5の途中から、車室内へ接続する吸気ダクト 5の車室内送気部分 51を設ける。

そして、さらに吸気ダクト 5の車室内送気部分 51への分岐部に、切替ドア 52を設けて、エバポレータ 32等を設置した上流からの空気を車室内送気部分 51へ流すか、ノッテリケース 1側に流すかを切り替えるようにする。

その他の構成は実施例 6と同様であるので説明を省略する。

[0110] 実施例 7の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

[急激な温度変化の抑制と車室内空調の冷却性能の向上作用]

実施例 7の車両用バッテリ冷却システムでは、車室内用エアコンシステムの冷媒により、バッテリ冷却用の液体冷媒を冷却して、急激な温度変化の抑制を行い、容易な制御で適確なバッテリ冷却を行い、バッテリの冷却の必要性が少な!/、場合には、切替ドア 52によりバッテリ冷却前の冷却風を車室内へ送り車室内空調の冷却性能を向上させる。

[0111] 実施例 7の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。

実施例 7の車両用バッテリ冷却システムでは、上記 (1)，(3)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(4)'バッテリ 2を冷却するエバポレータ 32の冷媒は、バッテリ冷却用に循環させる液体冷媒とし、液体冷媒を車室内空調用の冷媒で冷却する熱交換器 31を備えるようにし、ブロワファン 4及びエバポレータ 32からの冷却風を、バッテリ 2へ向力、う吸気ダクト 5の部分と、車室内へ向かう車室内送気部分 51とに比率自在に配風する切替ドア 5 2を備えたため、容易な制御で、適確なバッテリ冷却を行うことができ、車室内空調の冷却性能の向上を行うことができる。

その他の作用効果は実施例 6と同様であるので説明を省略する。

実施例 8

[0112] 次に、本発明の実施例 8にっき添付の図面を参照しながら説明する。 [0113] 実施例 8の車両用バッテリ冷却システムは、液体冷媒により生成する冷却風でバッテリを冷却し、バッテリ冷却後の冷却風を車室内へ導入するよう切り替えを行う例であその構成を説明する。

図 13は、実施例 8の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

[0114] 実施例 8の車両用バッテリ冷却システムは、液体冷媒ライン 9を循環する液体冷媒を、熱交換器 31により車室内用エアコンシステムの冷媒で冷却し、エバポレータ 32 によりバッテリ冷却風を生成する構造である。

さらに実施例 8では、バッテリケース 1から車室外への排気ダクト 6の途中から、車室内へ空気を導入するよう接続する排気ダクト 6の車室内送気部分 61を設ける。

そして、さらに排気ダクト 6の車室内送気部分 61への分岐部に、切替ドア 62を設けて、バッテリケース 1内で、バッテリ 2を冷却した空気を、車室外へ排気するか、車室内に流すかを切り替えるようにする。

[0115] 実施例 8の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。

実施例 8の車両用バッテリ冷却システムでは、車室内用エアコンシステムの冷媒により、バッテリ冷却用の液体冷媒を冷却して、急激な温度変化の抑制を行い、容易な制御で適確なバッテリ冷却を行う。

さらに、実施例 8の車両用バッテリ冷却システムでは、図 6に示した制御処理により車室内空調における冷房の効率化に寄与させる作用を有する。

また、図 7に示した制御処理により、車室内空調における冷房及び暖房の効率化に寄与させる作用も有する。

[0116] 実施例 8の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。実施例 8の車両用バッテリ冷却システムでは、上記 (1)，(3)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(5)'"バッテリ 2を冷却するエバポレータ 32の冷媒は、バッテリ冷却用に循環させる液体冷媒とし、液体冷媒を車室内空調用の冷媒で冷却する熱交換器 31を備えるようにし、ブロワファン 4及びエバポレータ 32によりバッテリ 2を冷却した後の冷却風を、車室内へ向かう車室内送気部分 61と、車室外へ向かう排気ダクト 6の部分に比率自在に配風する切替ドア 62を備えたため、容易な制御で、適確なバッテリ冷却を行うことができ、車室内空調としての冷房、または冷房及び暖房の効率化に寄与させることができる。

実施例 9

[0117] 次に、本発明の実施例 9にっき添付の図面を参照しながら説明する。

[0118] 実施例 9の車両用バッテリ冷却システムは、液体冷媒により生成する冷却風でバッテリを冷却し、バッテリ冷却前、及びバッテリ冷却後の冷却風を車室内へ導入するよう切り替えを行う例である。

図 14は、実施例 9の車両用バッテリ冷却システムにおけるバッテリ冷却構造の説明図である。

実施例 9の車両用バッテリ冷却システムは、液体冷媒ライン 9を循環する液体冷媒を、熱交換器 31により車室内用エアコンシステムの冷媒で冷却し、エバポレータ 32 によりバッテリ冷却風を生成する構造である。

[0119] 実施例 9の車両用バッテリ冷却システムでは、エバポレータ 32からバッテリケース 1 までの吸気ダクト 5の途中から、車室内へ接続する吸気ダクト 5の車室内送気部分 51 を設け、車室内送気部分 51への分岐部に、切替ドア 52を設けて、エバポレータ 32 等を設置した上流からの空気を車室内送気部分 51へ流すか、バッテリケース 1側に流すかを切り替えるようにする。

[0120] さらに、実施例 9の車両用バッテリ冷却システムでは、バッテリケース 1から車室外への排気ダクト 6の途中から、車室内へ空気を導入するよう接続する排気ダクト 6の車室内送気部分 61を設け、車室内送気部分 61への分岐部に、切替ドア 62を設けて、バッテリケース 1内で、バッテリ 2を冷却した空気を、車室外へ排気するか、車室内に流すかを切り替えるようにする。

その他の構成は、実施例 6と同様であるので、説明を省略する。

[0121] 実施例 9の車両用バッテリ冷却システムの作用を説明する。 [急激な温度変化の抑制と車室内空調の冷却性能の向上作用]

実施例 9の車両用バッテリ冷却システムでは、車室内用エアコンシステムの冷媒により、バッテリ冷却用の液体冷媒を冷却して、急激な温度変化の抑制を行い、容易な制御で適確なバッテリ冷却を行う。

さらに、実施例 9の車両用バッテリ冷却システムでは、図 9,図 10に示した制御処理により車室内空調における冷房及び暖房の効率化に寄与させる作用を有する。図 9,図 10の車両用バッテリ冷却システムの制御処理による冷房及び暖房の効率化に寄与させる作用の詳細は、実施例 5と同様であるので説明を省略する。

[0122] 実施例 9の車両用バッテリ冷却システムの効果を説明する。実施例 9の車両用バッテリ冷却システムでは、上記 (1)，(3)の効果に加えて、以下の効果を有する。

(5厂''バッテリ 2を冷却するエバポレータ 32の冷媒は、バッテリ冷却用に循環させる液体冷媒とし、液体冷媒を車室内空調用の冷媒で冷却する熱交換器 31を備えるようにし、ブロワファン 4及びエバポレータ 32からの冷却風を、バッテリ 2へ向かう吸気ダクト 5の部分と、車室内へ向かう車室内送気部分 51とに比率自在に配風する切替ドア 52と、ブロワファン 4及びエバポレータ 3によりバッテリ 2を冷却した後の冷却風を、車室内へ向かう車室内送気部分 61と、車室外へ向かう排気ダクト 6の部分に比率自在に配風する切替ドア 62を備えたため、容易な制御で、適確なバッテリ冷却を行うことができ、車室内空調としての冷房、または冷房及び暖房の効率化に寄与させること力 Sできる。

[0123] 以上、本発明の車両用バッテリ冷却システムを実施例 1〜実施例 9に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなぐ特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例の車両用バッテリ冷却システムは、ハイブリッド車両や電気自動車に用いられるものとして説明したが、他にも例えば、燃料電池車などに用いられるものであってあよい。

Claims

請求の範囲

[1] 車両に設置され車両の走行に用いられるバッテリと、

車室内空調用と別に設けられて前記バッテリへの送風を発生させる送風機と、車室内空調用と別に設けられて内部を流れる冷媒と前記バッテリへ送る送風との熱交換により送風を冷却する熱交換器と、

を備えることを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。

[2] 請求項 1に記載の車両用バッテリ冷却システムにお!/、て、

前記熱交換器は、エバポレータであり、車室内空調と冷媒を共用するものである、ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。

[3] 請求項 1に記載の車両用バッテリ冷却システムにお!/、て、

前記バッテリを冷却する前記熱交換器の冷媒は、バッテリ冷却用に循環させる液体冷媒とし、

前記液体冷媒を車室内空調用の冷媒で冷却する液体冷媒用熱交換器を備えるようにした、

ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。

[4] 請求項 1ないし請求項 3のうちのいずれかに記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、

前記送風機及び前記熱交換器からの冷却風を、前記バッテリへ向かう送風路と、車室内へ向かう送風路と、に比率可変に配風可能な配風手段を備えた、

ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。

[5] 請求項 1ないし請求項 4のうちのいずれかに記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、

前記送風機及び前記熱交換器により前記バッテリを冷却した後の冷却風を、車室内へ向かう送風路と、車室外へ向かう排風路と、に比率可変に配風可能な配風手段を備えた、

ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。