JP2009154696A - Cooling device for heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱体の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for a heating element.
従来、ハイブリッド自動車等には、電動機(主に走行用モータ)に電気を供給するためのバッテリが搭載されると共に、このバッテリには、繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池の採用が検討・実施されている。
ところで、バッテリは、内部の化学反応によって発熱して高温になると充放電効率が低下してしまうため、車室内空気を筐体内に収容されたバッテリに通過させて該バッテリを冷却する技術が公知となっている(特許文献1参照)。
By the way, since the battery generates heat due to an internal chemical reaction and becomes high temperature, the charge / discharge efficiency is lowered. Therefore, a technique for cooling the battery by passing vehicle compartment air through the battery housed in the housing is known. (See Patent Document 1).
しかしながら、従来の発明にあっては、車室内空気と共に液体(例えば飲料物、車室内清掃用洗剤等)が筐体内に侵入した場合には、液体がバッテリに飛散して電気絶縁不良、腐食、詰まり等の不具合が生じて、バッテリの性能が低下する虞があった。 However, in the conventional invention, when a liquid (for example, a beverage, a vehicle interior cleaning detergent, etc.) enters the casing together with the air in the vehicle interior, the liquid is scattered to the battery, resulting in poor electrical insulation, corrosion, There is a possibility that the battery performance may be deteriorated due to problems such as clogging.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、車室内空気に混入した液体が発熱体に飛散するのを防止できる発熱体の冷却装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device for a heating element that can prevent liquid mixed in the air in the passenger compartment from scattering to the heating element. It is.
請求項1記載の発明では、車室内空気を発熱体に通過させて該発熱体を冷却するようにした発熱体の冷却装置において、車室内と発熱体に連通される管状の接続手段と、上記接続手段を介して車室内空気を発熱体に導く送風手段と、上記接続手段に下方へ凸となるように形成され、車室内から接続手段に侵入した液体が流入するトラップ手段と、トラップ手段の底部から所定高さの位置に設けられ、該トラップ手段の底部へ向かう車室内空気を発熱体側へ導く導風手段を備えることを特徴とする。
In the invention according to
請求項1記載の発明にあっては、接続手段に下方へ凸となるように形成され、車室内から接続手段に侵入した液体が流入するトラップ手段が設けられるため、送風手段の作動・停止に関わらずトラップ手段に液体を流入させることができ、液体が接続手段を介して発熱体に飛散するのを防止できる。
また、トラップ手段の底部へ向かう車室内空気を発熱体側へ導く導風手段が設けられるため、大量の液体がトラップ手段に流入して溜まった場合に、トラップ手段の底部へ向かう車室内空気により液体が吹き上げられて発熱体側へ侵入するのを防止できる。
In the first aspect of the invention, the connecting means is formed so as to protrude downward, and the trap means is provided for the liquid that has entered the connecting means from the vehicle interior to flow. Regardless, the liquid can be caused to flow into the trap means, and the liquid can be prevented from scattering to the heating element via the connection means.
Further, since the air guiding means for guiding the passenger compartment air toward the bottom of the trap means to the heating element side is provided, when a large amount of liquid flows into the trap means and accumulates, the air in the passenger compartment toward the bottom of the trap means Can be prevented from being blown up and entering the heating element.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、実施例1を説明する。
なお、実施例1では発熱体を車両用バッテリに適用した例を説明する。
図1は実施例1のバッテリ冷却装置を説明する全体図、図2は実施例1の要部拡大断面図である。
Example 1 will be described below.
In the first embodiment, an example in which the heating element is applied to a vehicle battery will be described.
FIG. 1 is an overall view illustrating a battery cooling device according to a first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the first embodiment.
先ず、全体構成を説明する。
図1、2に示すように、実施例1の発熱体の冷却装置が採用されたバッテリ冷却装置1は、ブロアファン2(請求項の送風手段に相当)と、バッテリパック3と、吸気ダクト4(請求項の接続手段に相当)と、接続ダクト5等が備えられ、これらは、例えばハイブリッド自動車の電動機(主に走行用モータ)へ電気を供給するためのバッテリとして車両後方のトランクルームの側方から下部に亘って配置される。
First, the overall configuration will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
ブロアファン2は、車室内6の空気(以下車室内空気と称す)を吸気ダクト4を介して吸入した後、接続ダクト5を介してバッテリパック3へ冷却風として供給するためのファンであって、バッテリパック3の上部に配置されている。
The
バッテリパック3は、横長で箱状の筐体3aと、この筐体3a内に収容されたバッテリ3b等とから構成されている。
筐体3aの側方上部には、接続ダクト5を介して冷却風を筐体3a内に導入するための導入口3cが設けられる一方、この導入口3cの下方には排気ダクト3dを介して筐体3a内の冷却風を図外のトランクルームまたは車外へ排出するための排出口3eが設けられている。
The
An
バッテリ3bは、筐体3aの長手方向に並設された複数(4個のみ図示)のバッテリモジュール3fで構成されると共に、隣り合うバッテリモジュール3f間には所定の隙間が設けられている。
各バッテリモジュール3fは、公知のものと同様に、繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池が採用される他、これらは図示を省略する接続配線で互いに電気的に直列または並列に接続されている。
The
Each
また、筐体3a内には、吸気ダクト4、ブロアファン2、及び接続ダクト5を介して導入口3cから導入された冷却風がバッテリモジュール3fの外周面に沿って流れる上部通路3gと、この上部通路の冷却風が隣り合うバッテリモジュール3f間の隙間を通過するバイパス通路3hと、このバイパス通路3hを通過後の冷却風が排出口3eへ向かう下部通路3iとが形成されている。
これにより、筐体3a内を通過する冷却風と各バッテリモジュール3fを熱交換させて各バッテリモジュール3fを冷却できるようになっている。
Also, in the housing 3a, there is an
Thereby, each
以下、吸気ダクト4について詳述する。
図1に示すように、吸気ダクト4は樹脂製で管状に形成される他、その一端側開口部7がブロアファン2に連通接続される一方、他端側開口部8が車室内6に連通されている。
具体的には、図2に示すように、車室内後席の後方に設けられたリアパーシェル9には開口部16aが形成され、ここに吸気ダクト4の他端側開口部8が臨んだ状態で配置されている。
また、吸気ダクト4の他端側開口部8の内側にはキャップ10が嵌合した状態で装着されると共に、このキャップ10には複数の連通孔10aが貫通形成されており、これによって、車室内6と吸気ダクト4の他端側開口部8とが連通状態となっている。
なお、連通穴10aの形状、形成数、及び開口面積等は適宜設定できる。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
Specifically, as shown in FIG. 2, an opening 16a is formed in the
In addition, a
In addition, the shape of the
吸気ダクト4の全体形状は、前述した他端側開口部8から縮径した縮径部11aを有して下方へ延設された垂直部11から略U字状に屈曲した後、さらに、水平な水平部12を介してブロアファン2の上部に連通接続された形状となっている。
The entire shape of the
そして、吸気ダクト4の前述した略U字状の下部付近は、下方に凸となるように形成され、これにより、吸気ダクト4の途中に空間13を有するトラップ部14(請求項のトラップ手段に相当)が形成されている。
また、空間13内のトラップ部14の底部14eから所定高さ位置には、導風リブ15(請求項の導風手段に相当)が該トラップ部14と一体的に設けられている。
導風リブ15は、水平部12側へ行くにつれて高くなるように傾斜した上面15aを有する平板状に形成されている。
さらに、導風リブ15の上端部は、水平部12の下端よりも低い位置に配置されている。
The vicinity of the above-described substantially U-shaped lower portion of the
Further, air guide ribs 15 (corresponding to the air guide means in the claims) are provided integrally with the
The
Furthermore, the upper end portion of the
トラップ部14の底部14e中央には、下方へ突出した排出パイプ16が空間13と連通した状態で接続されている。
なお、図示を省略するが、排出パイプ16の下端開口部には、車外に連通したホース(図示せず)が接続される。
その他、吸気ダクト4(導風リブ15共)の材質、導風リブ15における長さ、傾斜角度、配置、水平部12との高低差、トラップ部14の対向する側壁14a,14bとの寸法等については適宜設定できる。
A
Although not shown, a hose (not shown) communicating with the outside of the vehicle is connected to the lower end opening of the
In addition, the material of the intake duct 4 (both of the air guide ribs 15), the length of the
次に、作用を説明する。
以下、図2を用いてバッテリ冷却装置1の作用を説明する。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, the operation of the
[バッテリ冷却時における車室内空気の導入について]
このように構成されたバッテリ冷却装置1では、バッテリ冷却時において、即ち、ブロアファン2が作動し、車室内空気(図2中破線矢印で図示)を吸気ダクト4の他端側開口部8から吸入した後、垂直部11、トラップ部14、水平部12を介してブロアファン2に導く。
この際、導風リブ15の上面15aが水平部12側に行くにつれて高くなるように設けられているため、トラップ部14に流入した車室内空気の略全量を導風リブ15の上面15aに沿って水平部12へ導くことができる。
また、車室内空気の一部は、導風リブ15の下方を通過して水平部12へ向かうが、この際、トラップ部14の対向する両側壁14a,14bの下部には大きな曲部14c,14dが形成されているため、車室内空気をスムーズに水平部12へ導くことができる。
[Introduction of vehicle interior air during battery cooling]
In the
At this time, since the
A part of the passenger compartment air passes below the
[バッテリ冷却時における液体の侵入について]
ここで、従来の発明にあっては、車室内空気と共に液体(例えば飲料物、車室内清掃用洗剤等)が筐体内に侵入した場合には、液体がバッテリに飛散して電気絶縁不良、腐食、詰まり等の不具合が生じて、バッテリの性能が低下する虞があった。
これに対し、実施例1では、車室内空気と共にトラップ部14に流入した液体(図2中一点鎖線矢印で図示)は、トラップ部14の底部に移動して排出パイプ16から排出される一方、車室内空気は導風リブ15の上面15aに沿って水平部12へ誘導されるため、車室内空気と液体を完全に分離でき、液体が水平部12側(バッテリ3b側)に向かうのを防止できる。
また、液体の一部X1は、垂直部11の縮径部11a及び壁面を伝って導風リブ15の上面15aに落下した後、該上面15aを伝ってトラップ部14の底部14eに至り、液体の一部X2は、垂直部11の縮径部11a及び壁面、トラップ部14の曲部を伝ってトラップ部14の底部14eに至るため、液体がトラップ部14の底部14eに勢い良く落下して飛散するのを低減できる。
[Intrusion of liquid during battery cooling]
Here, in the conventional invention, when a liquid (for example, a beverage, a cleaning agent for cleaning a vehicle interior, etc.) enters the casing together with the air in the vehicle interior, the liquid scatters to the battery, resulting in poor electrical insulation and corrosion. There is a possibility that the battery performance may be deteriorated due to problems such as clogging.
In contrast, in the first embodiment, the liquid (shown by a one-dot chain line arrow in FIG. 2) that flows into the
Further, a part of the liquid X1 travels along the reduced
また、トラップ部14に大量の流入した液体が流入した場合において、液体がトラップ部14の底部14eに一時的に溜まると、この液体(図2中二点鎖線で図示)が車室内空気で吹き上げられて水平部12へ侵入する虞がある。
これに対し、実施例1では、車室内空気を導風リブ15の上面15aに沿って水平部12へ導くことができるため、トラップ部14の底部14eに溜まった液体が車室内空気で吹き上げられるのを防止でき、車室内空気と液体を良好に分離できる。
また、液体の液面が車室空気や車両振動等の影響により大きく波打った際に、この波を導風リブ15に衝突させて緩衝でき、好適となる。
さらに、導風リブ15の上端部は水平部12の下端よりも低い位置に配置されているため、トラップ部14を通過する車室内風の負圧、あるいはトラップ14の壁面を毛細管現象によって液体が導風リブ15の上端部に達した場合であっても、液体が水平部12側へ飛散して侵入する虞がない。
In addition, when a large amount of inflowing liquid flows into the
On the other hand, in the first embodiment, since the vehicle interior air can be guided to the
Further, when the liquid level of the liquid undulates greatly due to the influence of the passenger compartment air, vehicle vibration, or the like, this wave can collide with the
Further, since the upper end portion of the
[バッテリ非冷却時における液体の侵入について]
一方、バッテリ非冷却時、即ち、ブロアファン2が停止していて、吸気ダクト4内に車室内空気の流れがない場合に、液体が吸気ダクト4内に侵入した際にも前述した場合と同様にトラップ部14で液体を受け取った後、排出パイプ16を介して車外へ排出できる。
[Intrusion of liquid when battery is not cooled]
On the other hand, when the battery is not cooled, that is, when the
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例1では、吸気ダクト4に下方へ凸となるように形成され、車室内6から吸気ダクト4に侵入した液体が流入するトラップ部14が設けられるため、ブロアファン2の作動・停止に関わらずトラップ部14に液体を流入させることができ、液体が吸気ダクト4を介してバッテリ3bに飛散するのを防止できる。
Next, the effect will be described.
As described above, in the first embodiment, the blower fan is provided with the
また、トラップ部14の底部14eへ向かう車室内空気をバッテリ3b側へ導く導風リブ15が設けられるため、大量の液体がトラップ部14に流入して溜まった場合に、この液体がトラップ部14の底部14eへ向かう車室内空気により吹き上げられてバッテリ3b側へ侵入するのを防止できる。
In addition, since the
以下、実施例2を説明する。
実施例2において、上記実施例と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図3は実施例2のバッテリ冷却装置を説明する全体図である。
Example 2 will be described below.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only differences are described in detail.
FIG. 3 is an overall view for explaining the battery cooling device according to the second embodiment.
図3に示すように、実施例2では、実施例1で説明した垂直部11を途中から斜め下方へ屈折させて、ここにトラップ部14側に行くにつれて低くなるように傾斜した傾斜状の傾斜部20を形成したという点が実施例1と異なる。
従って、実施例1の作用・効果を得ることができることに加えて、吸気ダクト4に侵入した液体を自重により傾斜部20に伝わせてトラップ部14にスムーズに流入させることができ、液体がトラップ部14に直接落下して飛散するのを防止できる。
As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the
Therefore, in addition to obtaining the functions and effects of the first embodiment, the liquid that has entered the
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、バッテリパック3内の構成については適宜設定できる。
また、実施例1では、発熱体を車両用バッテリに適用した例を説明したが、走行用モータのインバータ回路やその他の電気機器に適用しても良く、この際、筐体3aを省略して接続手段から直接冷却風を吹き付けるようにしても良い。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, the configuration in the
In the first embodiment, an example in which the heating element is applied to a vehicle battery has been described. However, the heating element may be applied to an inverter circuit of a traveling motor and other electric devices. In this case, the casing 3a is omitted. Cooling air may be blown directly from the connecting means.
また、実施例1では、吸気ダクト4の略U字状の下部にトラップ手段を設けたが、図4に示すように、垂直部11と同じ径でトラップ部14を形成すると共に、導風リブ15を水平な状態で配置しても良く、この場合、トラップ部14のコンパクト化を図れる。
なお、この場合も導風リブ15は水平部12の下端よりも低い位置に配置する。
Further, in the first embodiment, the trap means is provided at the substantially U-shaped lower portion of the
In this case as well, the
1 バッテリ冷却装置
2 ブロアファン
3 バッテリパック
3a 筐体
3b バッテリ
3c 導入口
3d 排気ダクト
3e 排出口
3f バッテリモジュール
3g 上部通路
3h バイパス通路
3i 下部通路
4 吸気ダクト
5 接続ダクト
6 車室内
7 一端側開口部
8 他端側開口部
9 リアパーシェル
10 キャップ
10a 連通孔
11 垂直部
11a 縮径部
12 水平部
13 空間
14 トラップ部
14a、14b 側壁
14c、14d 曲部
14e 底部
15 導風リブ
16 排出パイプ
20 傾斜部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
車室内と発熱体に連通される管状の接続手段と、
前記接続手段を介して車室内空気を発熱体に導く送風手段と、
前記接続手段に下方へ凸となるように形成され、車室内から接続手段に侵入した液体が流入するトラップ手段と、
前記トラップ手段の底部から所定高さの位置に設けられ、該トラップ手段の底部へ向かう車室内空気を発熱体側へ導く導風手段を備えることを特徴とする発熱体の冷却装置。 In a cooling device for a heating element that cools the heating element by passing vehicle interior air through the heating element,
Tubular connection means communicated with the vehicle interior and the heating element;
A blowing means for guiding vehicle cabin air to the heating element via the connection means;
Trapping means that is formed so as to protrude downward in the connecting means, and into which liquid that has entered the connecting means flows from the passenger compartment,
An apparatus for cooling a heating element, comprising: an air guide means provided at a predetermined height from the bottom of the trap means and for guiding air in the vehicle interior toward the bottom of the trap means toward the heating element.
前記トラップ手段は、液体を車外へ排出するための排出手段を備えることを特徴とする発熱体の冷却装置。 The cooling device for a heating element according to claim 1,
The heating device cooling device according to claim 1, wherein the trap means includes a discharge means for discharging the liquid to the outside of the vehicle.
前記接続手段におけるトラップ手段の上流側を、導風手段側に行くにつれて低くなるように傾斜状にしたことを特徴とする発熱体の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating body of Claim 1 or 2,
The heating element cooling device characterized in that the upstream side of the trap means in the connecting means is inclined so as to become lower toward the air guide means side.
前記発熱体は、車両用バッテリであることを特徴とする発熱体の冷却装置。 In the cooling device of the heat generating body in any one of Claims 1-3,
The heating element cooling device, wherein the heating element is a vehicle battery.
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