JP5131119B2 - 車両用バッテリ冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用バッテリ冷却システムに関し、詳細には、電気自動車に搭載される車両用バッテリを冷却する車両用バッテリ冷却システムに関する。

電気自動車には、動力源であるモータを駆動するために電気を多量に蓄える大容量のバッテリが搭載されている。一般的にバッテリは、内部抵抗があるため充放電に伴って発熱する。また、バッテリの温度が低い場合には充放電の効率が下がり、バッテリの温度が高い場合には劣化する。そのために、バッテリを所定の温度範囲内に維持する必要がある。

充放電によるバッテリの発熱量は、充放電される電流量に依存する。つまり、大電流を充放電すると、発熱量が増加する。したがって、大電流によって充電を行う急速充電時には、バッテリの発熱量が増加しており、バッテリの劣化を抑えるためにバッテリを冷却することが求められる。

このようにバッテリを充電しているときに、当該バッテリの温度を所定の温度範囲に維持する装置として、例えば、特許文献１記載の電動車両が挙げられる。

特許文献１に記載の電動車両は、蓄電装置、温度センサ、冷却装置（空気調和装置）、制御装置などを具備している。この電動車両の制御装置は、商用電源（外部電源）から蓄電装置に充電しているとき、温度センサで計測された当該蓄電装置の温度が所定の温度よりも高い場合には、商用電源から蓄電装置への充電を停止し、且つ冷却装置を駆動して蓄電装置を冷却している。そして、温度センサで計測された蓄電装置の温度が所定の温度以下になった場合には、商用電源から蓄電装置へ充電を行い、且つ冷却装置を停止している。すなわち、電動車両の制御装置は、蓄電装置の温度に応じて蓄電装置の充電と冷却装置の駆動を時分割で制御している。

特開２００７−１４３３７０号公報（例えば、明細書の段落［００４５］〜［００５３］などの記載、［図１］などの図示参照）

上述した特許文献１に記載の技術では、充電時に冷却装置の表面に生じた凝縮水が地面に排出される。蓄電装置（バッテリ）の充電には数十分から数時間かかるため、同じ場所で繰り返し充電を行うことで、充電の際に排出される凝縮水が水溜りや泥濘となってしまい、充電作業を行う環境としては好ましくない状態となってしまう。また、充電を行う駐車場や充電施設には、水溜りや泥濘が常に生じ、車両の所有者、駐車場や充電施設の管理者に不快感を与えてしまう可能性があった。

そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、バッテリを充電しているときに、バッテリを冷却するために駆動する空気調和装置の表面に生じた凝縮水を溜めることができると共に、走行時に前記凝縮水を排出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を目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係る車両用バッテリ冷却システムは、
電気自動車に搭載されるバッテリの温度を空気調和装置により所定の温度範囲に調整する車両用バッテリ冷却システムであって、
空気調和装置により生じた凝縮水を排出する排水ドレインと、
排水ドレインから排出された凝縮水を一時的に貯留する貯留手段とを具備し、
貯留手段は、上方が開口した槽状であり、内部に溜められた凝縮水を排出する排出部を有し、
排出部が、槽を構成する側壁の車両前後方向の中央より後側のみに形成される
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る車両用バッテリ冷却システムは、
第１の発明に係る車両用バッテリ冷却システムであって、
排出部が、側壁に設けられた溝である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る車両用バッテリ冷却システムは、
第１の発明に係る車両用バッテリ冷却システムであって、
排出部が、側壁に設けられた孔である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る車両用バッテリ冷却システムは、
第１の発明に係る車両用バッテリ冷却システムであって、
貯留手段が、車両の前輪の車両後方側に配置される
ことを特徴とする。

本発明に係る車両用バッテリ冷却システムによれば、排水ドレインから排出された凝縮水を一時的に貯留する貯留手段を具備し、貯留手段が、上方が開口した槽状であり、内部に溜められた凝縮水を排出する排出部を有することにより、バッテリを充電しているときに、バッテリを冷却するために駆動する空気調和装置の表面に生じた凝縮水を貯留手段に溜めることができる。これにより、バッテリを充電する場所にて、凝縮水による水溜りや泥濘の発生が抑制される。さらに、車両が走行しているときに、貯留手段に溜められた凝縮水を排出部から車外へ排出することができるので、凝縮水を分散して排出することができ水溜りや泥濘の発生が抑制される。

本発明に係る車両用バッテリ冷却システムを実施するための最良の形態について各実施例で具体的に説明する。

本発明に係る車両用バッテリ冷却システムを、電気自動車に適用した場合の第１の実施例について図１を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る車両用バッテリ冷却システムの説明図であり、図１（ａ）にその全体を示し、図１（ｂ）にそれが具備する凝縮水貯留槽の拡大を示す。図１にて、矢線ＦＲが車両前方向を示し、矢線ＵＰが車両上方向を示す。

本実施例に係る車両用バッテリ冷却システム１００は、図１（ａ）に示すように、空気調和装置１０１、バッテリユニット１１０、車室内方向ダクト１０２、バッテリ方向ダクト１０３、排水ドレイン１０６、制御装置１２０（ＥＣＵ）などを具備する。

空気調和装置１０１は、温度を調整した空気を排出する装置である。この空気調和装置１０１には、車室内方向ダクト１０２およびバッテリ方向ダクト１０３が連通して設けられている。車室内方向ダクト１０２の他方の端部は図示しない車室内と連通している。バッテリ方向ダクト１０３の他方の端部はバッテリ室１０４と連通している。車室内方向ダクト１０２およびバッテリ方向ダクト１０３には、開閉バルブＶ１，Ｖ２がそれぞれ配置されている。また、空気調和装置１０１には排水ドレイン１０６が連通して設けられている。

バッテリ室１０４にはバッテリユニット１１０が配置されている。バッテリユニット１１０は複数のバッテリ１１１で構成される。バッテリ室１０４には、車両後方側の上部に位置して排気ダクト１０５が連通して設けられている。バッテリ室１０４にバッテリ１１１の温度を検出する温度センサ１１２が配置されている。

制御装置１２０には、温度センサ１１２で検出されたバッテリ１１１の温度データが入力されている。制御装置１２０は、空気調和装置１０１の作動、開閉バルブＶ１，Ｖ２の開閉状態などを制御する装置である。

なお、符号１３１は車両１３０に設けられた電源コネクタを示し、符号１３２は電源コネクタ１３１とバッテリユニット１１０を接続する電源ケーブルを示し、符号Ｇは地面を示す。

ここで、車両１３０に搭載されたバッテリ１１１を充電する場合には、外部電源１０の接続ケーブル１１を車両１３０の電源コネクタ１３１に接続する。これにより、外部電源１０から接続ケーブル１１、電源コネクタ１３１、電源ケーブル１３２を介してバッテリ１１１が充電される。

このとき、温度センサ１１２は、検出した温度データを制御装置１２０へ送信している。制御装置１２０は、入力された温度データに基づき、開閉バルブＶ１，Ｖ２を制御すると共に、空気調和装置１０１を制御している。すなわち、入力された温度データが所定の温度範囲を越えた高温である場合には、開閉バルブＶ１を閉塞する一方、開閉バルブＶ２を開放している。そして、空気調和装置１０１で温度が調整された空気は、バッテリ方向ダクト１０３を通じてバッテリ室１０４へ供給される。これにより、バッテリ１１１が所定の温度に維持される。

上述した排水ドレイン１０６の排水口１０６ａの下方に位置して、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、凝縮水Ｗを一時的に溜める凝縮水貯留槽１５０（貯留手段）が設けられる。この凝縮水貯留槽１５０は、上方が開口した槽状であり、底板１５１と、四つの側壁１５２，１５３，１５４，１５５とで構成されている。側壁１５２は、底板１５１における車両前後方向の前側に接続し、上方に延在して形成されている。側壁１５３は、底板１５１における車両前後方向の後側に接続し、上方に延在して形成されている。側壁１５４は、底板１５１における車両幅方向の一方の側部に接続し、上方に延在し、側壁１５１，１５２と接続して形成されている。側壁１５５は、底板１５１における車両幅方向の他方の側部に接続し、上方に延在し、側壁１５１，１５２と接続して形成されている。側壁１５４，１５５の上部には、円弧状の溝１５６，１５７（排出部）がそれぞれ形成されている。側壁１５４の高さＨ１と側壁１５５の高さＨ２は同じに形成されている。溝１５６の深さＤ１と溝１５７の深さＤ２が同じに形成されている。溝１５６の深さＤ１および溝１５７の深さＤ２の大きさは、側壁１５４，１５５の高さＨ１，Ｈ２よりも小さく形成されている。

上述したように溝１５６，１５７の深さＤ１，Ｄ２を側壁１５４，１５５の高さＨ１，Ｈ２よりも小さくすることにより、凝縮水貯留槽１５０に凝縮水Ｗを一時的に溜めることができる。さらに、車両１３０がカーブなどを走行して車両１３０に当該車両１３０の幅方向の重力が付与された場合に、凝縮水貯留槽１５０に溜められた凝縮水が、溝１５６，１５７から車両１３０の外側に排出される。

したがって、本実施例に係る車両用バッテリ冷却システム１００によれば、排水ドレイン１０６から排出された凝縮水Ｗを一時的に貯留する凝縮水貯留槽１５０を具備し、凝縮水貯留槽１５０が、上方が開口した槽状であり、内部に溜められた凝縮水を排出する溝１５６，１５７を有することにより、バッテリ１１１を充電しているときに、バッテリ１１１を冷却するために駆動する空気調和装置１０１の表面に生じた凝縮水を凝縮水貯留槽１５０に溜めることができる。これにより、バッテリ１１１を充電する場所（駐車場や充電施設など）にて、凝縮水による水溜りや泥濘の発生が抑制される。また、車両１３０が道路のカーブなどを走行して車両１３０に当該車両１３０の幅方向の重力がかかった場合に、凝縮水貯留槽１５０に溜められた凝縮水を溝１５６，１５７から車外へ排出することができる。凝縮水貯留槽１５０自体が簡易であり、コスト増を抑制できる。

さらに、凝縮水貯留槽１５０に形成された溝１５６，１５７の深さＤ１，Ｄ２を調整することで、凝縮水貯留槽１５０に溜めることができる凝縮水の貯留量を調整できる。

凝縮水貯留槽１５０を車両１３０の前輪ＦＷの後側に配置したことにより、取付けおよび保守を比較的容易に行うことができる。

［他実施例］
上記実施例では、排出部として、側壁１５４，１５５の上部に円弧状の溝１５６，１５７を設けた凝縮水貯留槽１５０を具備する車両用バッテリ冷却システム１００を用いて説明したが、凝縮水貯留槽の排出部を円弧状の溝以外の形状とすることも可能である。例えば、図２に示すように、凝縮水貯留槽２５０の側壁部１５４，１５５に楕円形状の孔２５６，２５７をそれぞれ設けても良い。具体的には、側壁１５４の高さＨ３（＜Ｈ１）の位置に楕円形状の孔２５６を設けると共に、側壁１５５の高さＨ４（＜Ｈ２）の位置に楕円形状の孔２５７を設けた凝縮水貯留槽２５０を具備する車両用バッテリ冷却システム２００とすることも可能である。

また、溝１５６の深さＤ１と溝１５７の深さＤ２とを同じ大きさに形成した凝縮水貯留槽１５０を具備する車両用バッテリ冷却システム１００を用いて説明したが、これら溝の深さが異なるようにした凝縮水貯留槽を具備する車両用バッテリ冷却システムとすることも可能である。２つの溝１５６，１５７が形成された凝縮水貯留槽１５０を具備する車両用バッテリ冷却システム１００を用いて説明したが、１つの溝または３つ以上の溝が形成された凝縮水貯留槽を具備する車両用バッテリ冷却システムとすることも可能である。

上述したように、排出部の形状や個数、形成位置は任意であり、バッテリを冷却するために駆動する空気調和装置の表面で生じた凝縮水の排出量に合わせて適宜変更可能なものである。そのような車両用バッテリ冷却システムであっても、上述した第１の実施例に係る車両用バッテリ冷却システム１００と同様な作用効果を奏する。

本発明に係る車両用バッテリ冷却システムは、バッテリを充電しているときに、バッテリを冷却するために駆動する空気調和装置の表面に生じた凝縮水を溜めることができると共に、走行時に前記凝縮水を排出することができるため、自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。

本発明の第１の実施例に係る車両用バッテリ冷却システムの説明図であり、図１（ａ）にその全体を示し、図１（ｂ）にそれが具備する凝縮水貯留槽の拡大を示す。 本発明の第１の実施例に係る車両用バッテリ冷却システムが具備する凝縮水貯留槽の他例の説明図であり、図２（ａ）に車両用バッテリ冷却システムの全体を示し、図２（ｂ）にそれが具備する凝縮水貯留槽の拡大を示す。

符号の説明

１０ 外部電源
１１ 接続ケーブル
１００，２００ 車両用バッテリ冷却システム
１０１ 空気調和装置
１０２ 車室内方向ダクト
１０３ バッテリ方向ダクト
１０４ バッテリ室
１０５ 排気ダクト
１０６ 排水ドレイン
１１０ バッテリユニット
１１１ バッテリ
１１２ 温度センサ
１２０ 制御装置（ＥＣＵ）
１５０，２５０ 凝縮水貯留槽
１５６，１５７ 溝
２５６，２５７ 孔
ＦＷ 前輪
Ｗ 凝縮水

Claims (4)

1. 電気自動車に搭載されるバッテリの温度を空気調和装置により所定の温度範囲に調整する車両用バッテリ冷却システムであって、
   前記空気調和装置により生じた凝縮水を排出する排水ドレインと、
   前記排水ドレインから排出された凝縮水を一時的に貯留する貯留手段とを具備し、
   前記貯留手段は、上方が開口した槽状であり、内部に溜められた凝縮水を排出する排出部を有し、
   前記排出部は、前記槽を構成する側壁の車両前後方向の中央より後側のみに形成される
   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に記載された車両用バッテリ冷却システムであって、
   前記排出部が、前記側壁に設けられた溝である
   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に記載された車両用バッテリ冷却システムであって、
   前記排出部が、前記側壁に設けられた孔である
   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に記載された車両用バッテリ冷却システムであって、
   前記貯留手段が、車両の前輪の車両後方側に配置される
   ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。

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