JP2008055990A - 車両用バッテリ冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 騒音を抑制しつつ、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。
【解決手段】 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(エバポレータ３)を備え、熱交換器であるエバポレータ３は、冷媒を車室内空調と共用するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に設置される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。

従来では、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バッテリを冷却する。この冷却装置では、切換えダンパによって冷却風を車室内へ戻す循環モードと、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パを制御し、車室内の圧力低下や空調負荷の増加を抑えながらバッテリを冷却している（例えば、特許文献１参照。）。
特許３２４０９７３号公報（第１−１３頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、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った。

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、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。

上記目的を達成するため、本発明では、車両に設置され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、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、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。

よって、本発明にあっては、騒音を抑制しつつ、冷却効率を良好に、バッテリを冷却することができる。

以下、本発明の車両用バッテリ冷却システムを実現する実施の形態を、請求項１，２に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２，４に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，２，５に係る発明に対応する実施例３，４と、請求項１，２，４，５に係る発明に対応する実施例５と、請求項１，３に係る発明に対応する実施例６と、請求項１，３，４に係る発明に対応する実施例７と、請求項１，３，５に係る発明に対応する実施例８と、請求項１，３，４，５に係る発明に対応する実施例９に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
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設置位置の説明図である。
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、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２に示すように、車両トランクやフロア下において、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であり、且つ周囲に対してバッテリ２を保護する保護部材でもある。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。

バッテリ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が、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。

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、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、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。

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。

吸気ダクト５は、車室内後部に先端部を接続して空気を吸い込むように空気流路を形成し、後端部をバッテリケース１の車両前方側に接続して、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。

図３は実施例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。
ここで、実施例１と協調して冷媒制御を行うエアコンシステムについて、図３を参照して説明する。
実施例１と協調制御を行う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で水分や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へ向かう冷媒ライン２０３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。

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。センサ類等の説明は省略する。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にも図示しないが設けられる。また電磁弁８と一体に設けてもよい。

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、高温になると劣化や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、破損することになる。

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空冷装置を考えることができるが、車両への走行性能の要求が高くなるにつれ、バッテリの軽量化や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。

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。

(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により車室外で且つバッテリケース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Ｔ１、バッテリケース１からの排出空気温度をＴ２、バッテリ温度をＴｂとする。
すると、冷却性能は、Ｇａと（Ｔ２−Ｔ１）の積に比例することになる。

この関係において、冷却性能をアップさせるためにＧａをアップさせると、騒音の悪化を招くことになる。実施例１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）は大きくなるため、Ｔ１を低温化させることで、冷却性能を向上させつつ、低騒音化を行う。

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、ブロワファン４を小型化している。

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、一様で効果の高い冷却風の流れでバッテリ２の冷却が行える。

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、バッテリ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。

(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を小型化することができる。それとともに、従来のようなファ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。

(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、全体的に省スペースなものとなり、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。

(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、エ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。

次に、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。

(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(エバポレータ３)とを備えるため、騒音を抑制しつつ、冷却効率を良好に、バッテリを冷却することができる。

(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重に設けることなく、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。
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。
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。

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。

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。

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。

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。
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、車室内へ流すかを切り替えるようにする。
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。

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、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、バッテリ温度の測定を行う。

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。

ステップＳ１３では、冷却風のバッテリケース１の出口での温度は、車室内温度以下かどうかを判断し、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Ｓ１９へ進む。

ステップＳ１４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。

ステップＳ１５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Ｓ１６へ進み、冷房運転中でないならばステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１６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。

ステップＳ１７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い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。

ステップＳ１８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。

ステップＳ１９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。

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。

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。

[車室内空調の冷却性能の向上作用]
実施例３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ア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。

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Ｓ１７、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、ひいては車両の燃費向上に繋がることになる。

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。
構成は実施例３と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。

[車室内空調へ寄与させる制御処理]

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、説明を省略する。

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。

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。

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。

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い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。

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。

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。

[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。

さらに、実施例４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ができる。
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。

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ができる。
その他作用効果は実施例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。
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。

実施例５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。

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、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、車室内へ流すかを切り替えるようにする。
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。

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。

ステップＳ３１では、バッテリ温度の測定を行う。

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（図９，図１０中では記号丸１０を介するように示す）へ進み、所定温度を超えているならばステップＳ３３へ進む。

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、車室内温度以下かどうかを判断し、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。

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Ｓ３５へ進み、運転中でないならばステップＳ３９へ進む。

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かどうかを判断し、冷房運転中ならばステップＳ３６へ進み、冷房運転中でないならばステップＳ４０へ進む。

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。

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）。

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い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。

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。

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。

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）。

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い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。

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へ進み、運転中でないならばステップＳ４７へ進む。

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へ進み、暖房運転中でないならばステップＳ４８へ進む。

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。

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い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。

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。

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。

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へ進み、運転中でないならばステップＳ５３へ進む。

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Ｓ５１へ進み、冷房運転中でないならばステップＳ５４へ進む。

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）。

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い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。

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。

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。

[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、バ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（ステップ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）。

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（ステップ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。

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。
その他作用効果は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

効果を説明する。
実施例５の車両用バッテリ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５２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。
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。
構成を説明する。

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、バッテリ冷却用のＬＬＣ等の液体冷媒を冷却する。

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。

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。

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が、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。

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。
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る。
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。

実施例７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、バッテリケース１側に流すかを切り替えるようにする。
その他構成は実施例６と同様であるので説明を省略する。

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い場合には、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。

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る。
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。

実施例８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。
その他構成は実施例６と同様であるので説明を省略する。

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８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。

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。
その他作用効果は実施例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。

実施例９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。

さらに、実施例９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。
その他構成は、実施例６と同様であるので、説明を省略する。

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。

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)´´´´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ができる。
その他作用効果は実施例６と同様であるので説明を省略する。

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く、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もよい。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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ある。 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ある。 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。 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。 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 バッテリ
３ エバポレータ
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 エバポレータ
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

Claims (5)

1. 車両に設置され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、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、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いて、
   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いて、
   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〜請求項３のいずれか１項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自在に配風する配風手段を備えた、
   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〜請求項４のいずれか１項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に比率自在に配風する配風手段を備えた、
   ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。

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