JP4917475B2 - 蓄電池空冷装置 - Google Patents
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Description
外周に隙間余裕による空間を持たせて前記蓄電池を収納するバッテリケースと、
車室内からの収納や取り出しが可能で収納物を冷蔵するクールボックスと、
前記バッテリケースのケース室と前記クールボックスのボックス室を連通させることで空気循環閉鎖経路を形成する一対のダクトと、
前記空気循環閉鎖経路の途中位置に設定し、駆動により経路内の空気を強制的に循環させるファンと、
を備えたことを特徴とする。
したがって、クールボックス内の冷却された空気を循環させることで、蓄電池の発熱を有効に抑制することができる。
加えて、空気循環閉鎖経路が形成されることで異物混入が抑制される。また、空気取り入れ口や排出口を考慮する必要が無いため、車両レイアウト自由度を増大させることができる。また、閉鎖空間での空気循環になるし、風量を低く抑えることができるため、騒音を低減することができる。
この結果、空気の強制的循環により蓄電池の発熱を有効に抑えつつ、異物混入の抑制と、車両レイアウト自由度の増大と、騒音の低減と、を併せて達成することができる。
図1は実施例1の蓄電池空冷装置を示す全体システム図である。
実施例1の蓄電池空冷装置は、走行動力源としてエンジンとモータジェネレータを併用するハイブリッド車(適用一例)に適用されたものである。
すなわち、一対のダクト5,6により、バッテリケース2のケース室2aとクールボックス3のボックス室3aを連通させることで空気循環閉鎖経路を形成している。
電気自動車やハイブリッド車等の車両では、走行用の蓄電池(大型の強電バッテリ)を搭載しているが、蓄電池の急激な放電,充電により蓄電池内部の化学反応による反応熱や電気的内部抵抗による熱が発生する。この発熱により蓄電池が一定以上の温度になると、蓄電池の性能が低下するため、適切な蓄電池冷却装置を設けることが必要になる。
以下、実施例1の蓄電池空冷装置における作用を、「蓄電池の強制空冷作用」、「異物混入の抑制作用」、「レイアウト自由度増大作用」、「騒音低減作用」、「ファン共用作用」、「冷凍サイクルの信頼性確保作用」に分けて説明する。
ファンモータ8の駆動制御を行うコントローラ9において、蓄電池1の温度が空冷開始しきい値を超えた発熱温度条件と、充放電による蓄電池1の発熱が予測される発熱予測条件と、クールボックス3の冷却運転が要求される冷却運転要求条件のうち、少なくとも一つの条件が成立するとき、ファンモータ8が駆動される。
ここで、実施例1では、冷風循環方向を、図1に示すA方向としている。したがって、エバポレータ4にて冷却された空気が、直接、クールボックス3に導入されるため、クールボックス3内の飲料等が良く冷える。つまり、クールボックス3を冷却した後、蓄電池1を冷却することになる。しかし、基本的にクールボックス3内には発熱体が無いので、クールボックス3内が冷えてしまえば、冷風を継続的に蓄電池1に送ることができるというように、蓄電池1の冷却効果を低下させることはない。
なお、蓄電池1を空冷しているときに、クールボックス3の扉であるアームレスト10bを開いたとしても、車室内の空気が循環閉鎖経路内に取り込まれるだけである。
従来の蓄電池空冷装置は、車室内または車室外から冷却に使用する空気を取り入れていたため、特に、車室外から取り入れる場合等は、異物の混入を防ぐためにフィルタを設置する必要があった。
これに対し、実施例1の蓄電池空冷装置は、蓄電池1を冷却するための空気流路が、バッテリケース2とクールボックス3と両者2,3を接続する両ダクト5,6のみに限定することにより、閉鎖空間での空気循環流路になるため、異物等の混入の可能性を最小限に抑えることができる。
そして、蓄電池1を冷却するための空気流路が、閉鎖空間での空気循環流路であるため、車室外から空気を取り入れる場合に比べ、フィルタが不要になる、コスト安となる、通気抵抗が低くなる、空気取り入れ口や排出口の位置等を考慮する必要がない、等のメリットを持つ。
従来の蓄電池空冷装置は、車室外に空気を排出する構造であるため、特に車両が冠水した場合等に水の浸入を防ぐため、車両レイアウト上、空気排出口の高さやダクト構造に制約が生じることがあった。
これに対し、実施例1の蓄電池空冷装置は、空気循環閉鎖経路を形成したものであり、空気取り入れ口や排出口の設定位置や設定高さを考慮する必要がないため、車両のレイアウト自由度を増大することができる。
従来の蓄電池空冷装置は、車室内から空気を取り入れる場合、空気取り入れ口近傍までファン騒音が到達し、乗員の快適性を損なうことがあった。
また、蓄電池の要求冷却量に対して取り入れる空気温度が高い場合、風量を増大することで要求冷却量を満足させる必要があり、増大した風量に伴う騒音も増大し、乗員の快適性を損なうことがあった。
これに対し、実施例1の蓄電池空冷装置は、下記の理由により騒音を最小限に抑えることができる。
理由1:閉鎖空間での空気循環になるため、空気循環閉鎖経路から外部への音漏れが抑えられる。このため、車室内に伝わる騒音を最小限に抑えられ、乗員を快適にする車室内の静粛性に貢献できる。
理由2:上記のように、同一の冷却性能を得る場合、従来装置に比べ、実施例1の蓄電池空冷装置は、ファン7の風量を低く抑えることができる。
クールボックスを搭載した車両の場合、通常の車両用空調装置の他にクールボックスと蓄電池空冷装置にさらに2つのファンが必要なため、車両の設置する際に乗員のスペースや荷室空間を犠牲にする必要があった。
これに対し、実施例1の蓄電池空冷装置は、第2冷風循環ダクト6の途中位置にファン7を設け、1つのファン7で、蓄電池1を冷却する空冷ファン機能とクールボックス3を運転するときの送風ファン機能を兼用している。このため、省スペース、低コスト、高信頼性を満足することができる。
クールボックス専用のエバポレータにおいて、クールボックスの未使用時、つまり、クールボックスのファンを運転していない場合においては、エバポレータの内部に冷媒とオイルが滞留し、車両空調用の冷凍サイクルに冷媒不足やオイル不足といった弊害を誘発する可能性があった。
これに対し、実施例1の蓄電池空冷装置は、クールボックス3の未使用時でも、ファンモータ8の駆動制御を行うコントローラ9において、蓄電池1の温度が空冷開始しきい値を超えた発熱温度条件と、充放電による蓄電池1の発熱が予測される発熱予測条件のうち、少なくとも一つの条件が成立するとき、ファンモータ8が駆動される。このため、クールボックス専用のエバポレータ4の内部に冷媒やオイルが滞留してしまうことが無く、適切に循環が保たれることにより、車両空調用の冷凍サイクルの信頼性確保が容易になる。
実施例1の蓄電池空冷装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
2 バッテリケース
2a ケース室
2b 第1冷風開口
2c 第2冷風開口
3 クールボックス
3a ボックス室
3b 第1冷風開口
3c 第2冷風開口
4 エバポレータ
5 第1冷風循環ダクト(ダクト)
6 第2冷風循環ダクト(ダクト)
7 ファン
8 ファンモータ
9 コントローラ
10 後席シート
10a シートバック
10b アームレスト
11 蓄電池温度センサ
12 CAN通信線
13 クールボックススイッチ
Claims (5)
- 車両走行用のエネルギー源として車載された蓄電池の発熱を空気の強制的循環により冷却する蓄電池空冷装置において、
外周に隙間余裕による空間を持たせて前記蓄電池を収納するバッテリケースと、
車室内からの収納や取り出しが可能で収納物を冷蔵するクールボックスと、
前記バッテリケースのケース室と前記クールボックスのボックス室を連通させることで空気循環閉鎖経路を形成する一対のダクトと、
前記空気循環閉鎖経路の途中位置に設定し、駆動により経路内の空気を強制的に循環させるファンと、
を備えたことを特徴とする蓄電池空冷装置。 - 請求項1に記載された蓄電池空冷装置において、
前記一対のダクトは、前記バッテリケースの第1冷風開口と前記クールボックスの第1冷風開口を連通する第1冷風循環ダクトと、前記クールボックスの第2冷風開口と前記バッテリケースの第2冷風開口を連通する第2冷風循環ダクトであり、
前記ファンは、前記第1冷風循環ダクトと第2冷風循環ダクトのうち、少なくとも一方のダクトの途中位置に設けたことを特徴とする蓄電池空冷装置。 - 請求項1または請求項2に記載された蓄電池空冷装置において、
前記ファンを駆動するファンモータと、
前記ファンモータの駆動制御をするコントローラと、を備え、
前記コントローラは、蓄電池温度が空冷開始しきい値を超えた発熱温度条件と、充放電による蓄電池の発熱が予測される発熱予測条件のうち、少なくとも一つの条件が成立するとき、ファンモータを駆動することを特徴とする蓄電池空冷装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載された蓄電池空冷装置において、
前記ファンは、空気循環閉鎖経路の途中位置に1基設定し、蓄電池を冷却する空冷ファン機能とクールボックスを運転するときの送風ファン機能を兼用したことを特徴とする蓄電池空冷装置。 - 請求項4に記載された蓄電池空冷装置において、
前記クールボックスは、ボックス室内を冷却する手段として、車載空調装置の冷凍サイクルにより作り出される冷媒が流通するエバポレータを有し、
前記コントローラは、蓄電池温度が空冷開始しきい値を超えた発熱温度条件と、充放電による蓄電池の発熱が予測される発熱予測条件と、クールボックスの冷却運転が要求される冷却運転要求条件のうち、少なくとも一つの条件が成立するとき、ファンモータを駆動することを特徴とする蓄電池空冷装置。
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