JP2005193748A

JP2005193748A - 車載機器温調構造

Info

Publication number: JP2005193748A
Application number: JP2004001048A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yamashita; 稔弘山下; Takayuki Ishikawa; 貴幸石川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】消費電力を抑制しつつ車載機器の温調を効果的に行う。
【解決手段】車両のフロアパネル１とアンダカバー７との間に燃料電池５を配置する。、燃料電池５は燃料電池ケース３内に収容し、アンダカバー７上に固定する。燃料電池ケース３の車両後方部分にはファン９を設け、燃料電池ケース３の車両後方に熱交換器１１を配置する。燃料電池５と熱交換器１１との間のアンダカバー７には、開閉部１５を設ける。開閉部１５は、下面に走行風受け部となる突起部１９を備え、走行風によって開放する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載した機器の温度調整を行う車載機器温調構造に関する。

従来の車載機器温調構造は、車載機器の下部を覆うアンダカバーの車両前方の冷却風と対向する箇所に開閉部を設け、この開閉部の開度を車両状況に応じて制御している（例えば下記特許文献１参照）。
特開平８−１４２９２１号公報（第３頁，第１図）

しかしながら、上記した従来の車載機器温調構造では、冷却したい機器が車両下部後方にある場合（特に電気自動車）には、それより車両前部に配置した機器により冷却風が妨げられて冷却効果を充分に達成できない。

また、開閉部の開度を電気的に行う場合には、特に電気自動車においては、車両走行用以外の箇所で電気を消費してしまうことになり、消費電力が多大となって走行距離が短縮されるなどの影響を受けることになる。

そこで、本発明は、消費電力を抑制しつつ車載機器の温調を効果的に行うことを目的としている。

本発明は、車両床下に、第１の発熱部と、この第１の発熱部より車両後方側に位置する第２の発熱部とをそれぞれ配置し、前記第１の発熱部を容器に収容し、この容器の車両後方に容器内に対して外気を出し入れ可能な換気装置を設け、前記第１の発熱部および第２の発熱部の側方および下方をそれぞれカバーで覆った車載機器温調構造において、前記カバーの前記第１の発熱部と第２の発熱部との間に開閉部を設け、この開閉部は、車両前方からの走行風に応じて下方向に開度が大きくなることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、第１の発熱部と第２の発熱部との間に設けた開閉部を、車両前方からの走行風に応じて下方向に開度が大きくなるようにしたので、車両後方に位置する第２の発熱部に対しても、走行風の導入により効果的に冷却できるとともに、車速に応じて発熱量が増大する発熱部を効率的に冷却することができる。また、走行風により開閉部を開放するので、特に燃料電池車を始めとする電気自動車においては、消費電力を削減できて走行に対する発電効率を向上させることができ、消費電力を抑制しつつ車載機器の温調を効果的に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係わる車載機器温調構造を示す側面断面図で、図中で左側が車両前方である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。この車両のフロアパネル１の下方すなわち車両床下には、容器としての燃料電池ケース３に収容した第１の発熱部としての燃料電池５を配置している。

燃料電池ケース３は下方が開放しており、この開放側はアンダカバー７で覆い、アンダカバー７上に燃料電池５を固定する。燃料電池ケース３の車両後方部分には、換気装置としてのファン９を設けてあり、このファン９は燃料電池ケース３内の換気（冷却）に使用し、場合によっては逆回転させて燃料電池ケース３内に空気を導入する。

上記したアンダーカバー７は、燃料電池１より車両後方に延長して設けてあり、この車両後方のアンダカバー７とフロアパネル１との間に、第２の発熱部としての熱交換器１１を固定する。熱交換器１１は、燃料電池５を冷却するための冷却水の放熱用または燃料電池５への供給空気の放熱用として使用する。符号１３は、後輪タイヤである。

また、アンダカバー７の車幅方向両側部とフロアパネル１との間にはサイドカバー１４を設けている。したがって、燃料電池ケース３および熱交換器１１を配置しているフロアパネル１の下方の領域は、下方をアンダカバー７で覆い、側方をサイドカバー１４で覆うことになり、車両前後方向については少なくとも車両後方側を開放状態としている。

燃料電池ケース３と熱交換器１１との間のアンダカバー７には、開閉部１５を設けている。開閉部１５は、車両後方側の熱交換器１１付近に設けた回転支持軸１７を支点として前方側が下方に変位可能であり、弾性手段としてのスプリング１８により閉方向に付勢されている
上記した開閉部１５の下面には、走行風受け部となる突起部１９を設けている。突起部１９は、開閉部１５の下面に固定する固定部１９ａと、固定部１９ａに対し車両前方で斜め下方に屈曲する傾斜部１９ｂと、傾斜部１９ｂから車両前方へほぼ水平に突出する底部１９ｃと、底部１９ｃ，傾斜部１９ｂ，開閉部１５で囲まれる空間の車幅方向側部を覆う左右の側面部１９ｄと、をそれぞれ備える。これにより突起部１９は、車両前方側に、走行風が入り込む空気導入口１９ｅが形成される。

このような開閉部１９は、図２に示すように車幅方向に沿って複数（ここでは４つ）設けている。

次に作用を説明する。車両が走行すると、そのときの走行風が突起部１９と開閉部１５との間の空間に空気導入口１９ｅから入り込み、この走行風による風圧を受けて、開閉部１５が、図３，図４に示すように、スプリング１８の弾性力に抗して回転支持軸１７を中心として回転し開放する。

この結果、走行風がアンダカバー７とフロアパネル１との間に入り込み、燃料電池５の車両後方に配置してある熱交換器１１に対しても、走行風によって効果的に冷却することができる。燃料電池５については、ファン９の回転により、燃料電池ケース３内の空気を排出して換気し、冷却を行っている。

また、開閉部１５は、車速増大に伴う走行風量の増大に応じて開度が大きくなるので、基本的に車速に比例して発熱量が増える熱交換器１１に対する冷却効率が向上する。

また、走行風により開閉部１５を開放するようにしているので、特に燃料電池車を始めとする電気自動車においては、消費電力を削減でき、走行に対する発電効率を向上させることができる。

さらに、開閉部１５は下方に変位して開放するので、燃料電池ケース３の車両後方を塞ぐことがなく、したがってファン９よる燃料電池ケース３内の換気機能を所望に維持でき、燃料電池５の冷却効果も維持することができる。

車両の速度が低下すると、それに伴い突起部１９が受ける風圧も低下し、開閉部１５は徐々に閉方向に回転変位し、少なくとも車両が停止した状態で開閉部１５はアンダカバー７と同一面を形成して閉じた状態となる。

図５は、この発明の第２の実施形態に係わる車載機器温調構造の動作を示すフローチャートである。この第２の実施形態における車載機器温調構造としては、前記図１に示した第１の実施形態のものを使用する。この制御動作は、車両のイグニッションスイッチＯＮから１回のみ行う。

まず、燃料電池５の温度が設定温度より低いかどうかを判断する（ステップ１０１）。ここで燃料電池５の温度が設定温度以上の場合には終了し、燃料電池５の温度が設定温度より低い場合にはフラグＦを「０」とした後（ステップ１０２）、燃料電池５の温度が熱交換器１１の温度より低いかどうかを判断する（ステップ１０３）。

ここで、燃料電池５の温度が熱交換器１１の温度より低い場合には、フラグＦが「１」かどうかを判断し（ステップ１０４）、「１」でない場合にはＦ＝１として（ステップ１０５）、ファン９を前記第１の実施形態のときとは逆方向に回転させて、燃料電池ケース３内に外気を吸入する（ステップ１０６）。すなわち、燃料電池５の温度が、設定温度より低くかつ熱交換器１１の温度より低い場合に、燃料電池ケース３内に外気を導入する。

これにより、低温下にて燃料電池５を起動する際に（このとき車両は停止しているので開閉部１５は閉状態）、燃料電池５より温度が高い状態の熱交換器１１側の外気を燃料電池ケース３内に導入することで、燃料電池５の温度上昇を促進し、発電開始するまでの時間を短縮することができる。

ファン９の回転後に、再度燃料電池５の温度が設定温度より低いかどうかを判断する（ステップ１０７）。ここで燃料電池５の温度が設定温度より低いと判断された場合には、前記ステップ１０３に戻る。一方燃料電池５の温度が設定温度以上となった場合には、ファン９を停止する（ステップ１０８）。

前記ステップ１０４でＦ＝１の場合にはステップ１０７に進む。また、前記ステップ１０３で、燃料電池５の温度が熱交換器１１の温度以上の場合にも、フラグＦが「１」かどうかを判断し（ステップ１０９）、Ｆ＝１の場合にはファン９を停止し（ステップ１１１）してステップ１０１に戻り、Ｆ＝１でない場合にはそのままステップ１０１に戻る。

なお、前記第１，第２の各実施形態において、第１の発熱部として燃料電池５に代えて二次電池でもよく、第２の発熱部として熱交換器１１に代えてヒータとしてもよい。また、突起部１９の形状としては、車両前方に空気導入口を備えるものであればよく、例えば平板状部材を、車両前方でかつ斜め下方に向けて突出する構成としてもよい。

上記突起部１９を設けずに、開閉部１５の形状を変更し、開口部１５自体に走行風導入部を設けて突起部１９の機能を持たせるようにしてもよい。また、開閉部１５の固定方法としても、走行風量に応じて開度が調整できる構造であればよく、例えば、スプリング１８に代えて回転支持軸１７にばね機構を持たせることが考えられる。

本発明によれば、前記第１の発熱部を燃料電池とし、前記換気装置を、前記燃料電池が設定温度より低くかつ前記第２の発熱部の温度より低い場合に、外気を容器内に取り込むよう作動させるようにしたので、低温下にて燃料電池を起動する際に、燃料電池より温度が高くなっている第２の発熱部側の外気が容器内に入り込み、この結果燃料電池の温度上昇を促進し、発電開始するまでの時間を短縮することができる。

前記開閉部は、車両後方側に設けた回転支持軸を中心として回転可能であるとともに、弾性手段によって閉方向に付勢され、前記開閉部の下面に、車両前方からの走行風を受けて前記弾性手段に抗して開閉部を下方に回転変位させる走行風受け部を下方向に突出させて設けたので、走行風受け部が走行風を受けることによって開閉部を確実に開放することができ、走行風を受けない場合には、弾性手段の弾性力によって開閉部を閉じることができる。

本発明の第１の実施形態に係わる車載機器温調構造を示す側面断面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。第１の実施形態による車載機器温調構造の図１に対応する動作説明図である。第１の実施形態による車載機器温調構造の図２に対応する動作説明図である。第１の実施形態による車載機器温調構造の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

３燃料電池ケース（容器）
５燃料電池（第１の発熱部）
７アンダカバー
９ファン（換気装置）
１１熱交換器（第２の発熱部）
１５開閉部
１７回転支持軸
１８スプリング（弾性手段）
１９突起部（走行風受け部）

Claims

車両床下に、第１の発熱部と、この第１の発熱部より車両後方側に位置する第２の発熱部とをそれぞれ配置し、前記第１の発熱部を容器に収容し、この容器の車両後方に容器内に対して外気を出し入れ可能な換気装置を設け、前記第１の発熱部および第２の発熱部の側方および下方をそれぞれカバーで覆った車載機器温調構造において、前記カバーの前記第１の発熱部と第２の発熱部との間に開閉部を設け、この開閉部は、車両前方からの走行風に応じて下方向に開度が大きくなることを特徴とする車載機器温調構造。
請求項１記載の車載機器温調構造において、前記第１の発熱部を燃料電池とし、前記換気装置を、前記燃料電池の温度が、設定温度より低くかつ前記第２の発熱部の温度より低い場合に、外気を取り込むよう作動させることを特徴とする車載機器温調構造。
請求項１または２記載の車載機器温調構造において、前記開閉部は、車両後方側に設けた回転支持軸を中心として回転可能であるとともに、弾性手段によって閉方向に付勢され、前記開閉部の下面に、車両前方からの走行風を受けて前記弾性手段に抗して開閉部を下方に回転変位させる走行風受け部を下方向に突出させて設けたことを特徴とする車載機器温調構造。