JP2008062875A - 車両用バッテリ冷却システム - Google Patents
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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、バッテリ2を収容した組電池ケース1bの側部に近接して設けられ、内部で冷媒を流して吸熱を行うヒートパイプ吸熱部3と、車室外に設けられ、内部で冷媒を流して放熱を行うヒートパイプ放熱部4と、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4を冷媒が循環自在なよう接続する接続部6,7を備え、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4、接続部6,7で、冷媒の凝縮、蒸発により冷媒が循環するヒートパイプを構成した。
【選択図】 図1
【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、バッテリ2を収容した組電池ケース1bの側部に近接して設けられ、内部で冷媒を流して吸熱を行うヒートパイプ吸熱部3と、車室外に設けられ、内部で冷媒を流して放熱を行うヒートパイプ放熱部4と、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4を冷媒が循環自在なよう接続する接続部6,7を備え、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4、接続部6,7で、冷媒の凝縮、蒸発により冷媒が循環するヒートパイプを構成した。
【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、バッテリを良好に冷却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、前記バッテリの側部に近接して設けられ、内部で冷媒を流して吸熱を行う吸熱路と、車室外に設けられ、内部で冷媒を流して放熱を行う放熱路と、前記吸熱路と前記放熱路を冷媒が循環自在なよう接続する接続路とを備え、前記吸熱路と前記放熱路、前記接続路で、冷媒の凝縮、蒸発により冷媒が循環するヒートパイプを構成した、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、バッテリを良好に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1,2,7に係る発明に対応する実施例1と、請求項1〜4に係る発明に対応する実施例2と、請求項1〜5に係る発明に対応する実施例3と、請求項1〜6に係る発明に対応する実施例4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。図3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斜視図である。図4は実施例1のバッテリ冷却システムにおける車体パネル上のバッテリ冷却構造部分の説明斜視図である。
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。図3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斜視図である。図4は実施例1のバッテリ冷却システムにおける車体パネル上のバッテリ冷却構造部分の説明斜視図である。
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1a、組電池ケース1b、バッテリ2、ヒートパイプ吸熱部3、ヒートパイプ放熱部4、電磁弁5、接続部6,7を主要な構成としている。
バッテリケース1aは、図2、図3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8の上方にバッテリ2を内部に収容する組電池ケース1bを固定するための構造部材であり、且つ周囲に対して組電池ケース1b及びバッテリ2を保護する保護部材である。バッテリケース1aは、組電池ケース1bの全面を覆うものでなくともよいが、少なくとも底面を形成して、組電池ケース1bを介して間接的にバッテリ2を支持するものである。
バッテリケース1aは、図2、図3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8の上方にバッテリ2を内部に収容する組電池ケース1bを固定するための構造部材であり、且つ周囲に対して組電池ケース1b及びバッテリ2を保護する保護部材である。バッテリケース1aは、組電池ケース1bの全面を覆うものでなくともよいが、少なくとも底面を形成して、組電池ケース1bを介して間接的にバッテリ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するものである。そして、複数のバッテリ2を組電池として、組電池ケース1bの内部に収容する。
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合せた最小単位(図4参照)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。
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するものである。そして、複数のバッテリ2を組電池として、組電池ケース1bの内部に収容する。
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合せた最小単位(図4参照)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。
ヒートパイプ吸熱部3は、内部に冷媒を通過させるための内部空間を形成し、バッテリ2の長手方向に伸長する管形状のものである。そして、車体パネル8上のバッテリケース1aの内部で、バッテリ2の熱を吸熱するよう配置したものである。
ヒートパイプ放熱部4は、内部に冷媒を通過させるための内部空間を形成し、車両の進行方向に沿って伸長する管形状のものである。そして、車体パネル8の下面側に、ヒートパイプ吸熱部3と対向させて設け、冷媒の熱を外部に放熱するものである。
さらに、ヒートパイプ放熱部4の外周には、複数枚の板状物を適度な間隔で配置して、ヒートパイプ放熱部4の放熱部41とする。
ヒートパイプ放熱部4は、内部に冷媒を通過させるための内部空間を形成し、車両の進行方向に沿って伸長する管形状のものである。そして、車体パネル8の下面側に、ヒートパイプ吸熱部3と対向させて設け、冷媒の熱を外部に放熱するものである。
さらに、ヒートパイプ放熱部4の外周には、複数枚の板状物を適度な間隔で配置して、ヒートパイプ放熱部4の放熱部41とする。
次に、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4の車両前方側の端部で、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4の内部通路を接続部6で接続する。この接続部6は、車体パネル8を貫通するよう設けられることになる。
また、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4の車両後方側の端部で、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4の内部通路を接続部7で接続する。この接続部7は、車体パネル8を貫通するよう設けられることになる。
また、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4の車両後方側の端部で、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4の内部通路を接続部7で接続する。この接続部7は、車体パネル8を貫通するよう設けられることになる。
よって、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4、接続部6,7により、冷媒の循環路、つまりヒートパイプが形成されることになる。
また、実施例1では、図3に示すように、複数の組電池ケース1bとヒートパイプ吸熱部3の組み合わせに対して、バッテリケース1のロワケース部分の下部に設けた1本のヒートパイプ放熱部4で放熱側を受け持つ構造にする。
次に、接続部6の途中に循環させる冷媒の量を制御する電磁弁5を設ける。
また、実施例1では、図3に示すように、複数の組電池ケース1bとヒートパイプ吸熱部3の組み合わせに対して、バッテリケース1のロワケース部分の下部に設けた1本のヒートパイプ放熱部4で放熱側を受け持つ構造にする。
次に、接続部6の途中に循環させる冷媒の量を制御する電磁弁5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。
そのため、電磁弁5の制御は、上記のコントローラで制御することが好ましい。
そのため、電磁弁5の制御は、上記のコントローラで制御することが好ましい。
さらに、図3に示すように、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4、接続部6,7により形成される冷媒の循環路は、各バッテリ2を収容する組電池ケース1bの両側にそれぞれ設けるようにする。
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。
[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。
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、ヒートパイプ吸熱部3の内部を冷媒が通過することにより、ヒートパイプ吸熱部3が周囲温度を冷却するようにし、バッテリ2の発熱を、組電池ケース1bを介して吸熱する。
吸熱により温度が上昇した冷媒は、ヒートパイプ吸熱部3の前端部から接続部6、電磁弁5を介して、ヒートパイプ放熱部4の前端部へ移動し、ヒートパイプ放熱部4の後方へ移動することになる。
実施例1の車両用バッテリ冷却システムでは、ヒートパイプ吸熱部3の内部を冷媒が通過することにより、ヒートパイプ吸熱部3が周囲温度を冷却するようにし、バッテリ2の発熱を、組電池ケース1bを介して吸熱する。
吸熱により温度が上昇した冷媒は、ヒートパイプ吸熱部3の前端部から接続部6、電磁弁5を介して、ヒートパイプ放熱部4の前端部へ移動し、ヒートパイプ放熱部4の後方へ移動することになる。
ヒートパイプ放熱部4は、車体パネル8の下方に設けられているため、走行風や車外の環境温度により冷却され、放熱が進むことになる。さらに、ヒートパイプ放熱部4には、放熱部41が複数設けられているので、放熱面積を広くすることにより、効率良く放熱が行われることになる。
ヒートパイプ放熱部4による放熱で、冷却された冷媒は、ヒートパイプ放熱部4の後端部から、接続部7を介してヒートパイプ吸熱部3の後端部へ移動し、さらにヒートパイプ吸熱部3の前方へ移動することで、吸熱を行う。
この冷媒の循環流れは、冷媒の放熱(冷却)による凝縮と、吸熱(加熱)による蒸発により駆動されるポンプなしで流れが生成される。なお、冷媒の循環量は、電磁弁5で制御されるため、バッテリ2の発熱に応じて、充分な冷却が行われるようにする。またこれにより放熱量が自在に制御され、冬季などの過冷却を防止する。
また、この冷媒の循環によるバッテリ2の冷却は、車室内用に設けられるエアコンシステムに対して独立した、別のものであり、エアコンシステムに負荷を生じさせることがない。
また、ヒートパイプ放熱部4は、車両後方に設けるようにして、エンジン熱の影響を受けないようにし、外部への放熱を良好に行う。
この冷媒の循環流れは、冷媒の放熱(冷却)による凝縮と、吸熱(加熱)による蒸発により駆動されるポンプなしで流れが生成される。なお、冷媒の循環量は、電磁弁5で制御されるため、バッテリ2の発熱に応じて、充分な冷却が行われるようにする。またこれにより放熱量が自在に制御され、冬季などの過冷却を防止する。
また、この冷媒の循環によるバッテリ2の冷却は、車室内用に設けられるエアコンシステムに対して独立した、別のものであり、エアコンシステムに負荷を生じさせることがない。
また、ヒートパイプ放熱部4は、車両後方に設けるようにして、エンジン熱の影響を受けないようにし、外部への放熱を良好に行う。
また、バッテリ2は、複数が組電池ケース1bに収容され、さらに組電池ケース1bの複数がバッテリケース1内に収容され、ヒートパイプ吸熱部3は、バッテリケース1内の空気を冷却する。そのため、この内部空気がバッテリ2の発熱前に冷却されることが生じ、これが予備的な冷却となり、よりバッテリ冷却を効率良く行うことになる。
よって、走行時の充放電によって発熱したバッテリ2は、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4、接続部6,7を循環する冷媒によって、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。
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。
(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、送風装置を用いることなくバッテリ2の冷却を行う。そのため、従来のようなファンのみによる冷却に比較して、ほとんど音を発生させないと言ってもよいほど騒音が低減される。
実施例1の車両用バッテリ冷却システムでは、送風装置を用いることなくバッテリ2の冷却を行う。そのため、従来のようなファンのみによる冷却に比較して、ほとんど音を発生させないと言ってもよいほど騒音が低減される。
(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、バッテリケース1aの内部において、複数の組電池ケース1bの側方に、ヒートパイプ吸熱部3が配置されるのみであり、装置を大型化することがない。
従来の送風で冷却するものでも、冷却の風通しのために、バッテリケース1aの内部において組電池ケース1bの間を適度に空ける必要があり、そのスペースが実施例1で有効的に活用されているからである。
実施例1の車両用バッテリ冷却システムでは、バッテリケース1aの内部において、複数の組電池ケース1bの側方に、ヒートパイプ吸熱部3が配置されるのみであり、装置を大型化することがない。
従来の送風で冷却するものでも、冷却の風通しのために、バッテリケース1aの内部において組電池ケース1bの間を適度に空ける必要があり、そのスペースが実施例1で有効的に活用されているからである。
さらに、送風機等によりバッテリケース1aの一部が外部へ大きく突出するようなことがなく済み、全体的に省スペースなものとなる。
このように実施例1の車両用バッテリ冷却システムは、車両搭載性が向上する。
このように実施例1の車両用バッテリ冷却システムは、車両搭載性が向上する。
(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は、ハイブリッド車両において、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。
実施例1の車両用バッテリ冷却システムは、ハイブリッド車両において、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。
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、バッテリ2を収容する組電池ケース1bの側部に近接して設けられ、内部で冷媒を流して吸熱を行うヒートパイプ吸熱部3と、車室外に設けられ、内部で冷媒を流して放熱を行うヒートパイプ放熱部4と、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4を冷媒が循環自在なよう接続する接続部6,7を備え、ヒートパイプ吸熱部3とヒートパイプ放熱部4、接続部6,7で、冷媒の凝縮、蒸発により冷媒が循環するヒートパイプを構成したため、騒音を抑制しつつ、バッテリを良好に冷却することができる。
(2)循環する冷媒を制御する電磁弁5を、ヒートパイプの途中に設けたため、適確な冷媒循環量とすることで、必要に応じた冷却性能を維持することができる。
(7)ヒートパイプの少なくとも放熱ヒートパイプ4を、エンジンから離れた車両後方に設けたため、エンジン熱の影響を受けにくく、ヒートパイプの放熱性能を確保することができる。
実施例2の車両用バッテリ冷却システムは、伝熱体を設ける例である。
構成を説明する。
図5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斜視図である。図6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一部拡大説明図である。
構成を説明する。
図5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斜視図である。図6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一部拡大説明図である。
実施例2では、バッテリ2を収容する組電池ケース1bの両側に設けたヒートパイプ吸熱部3に張り渡すように、板状もしくはシート状の伝熱体9を設ける。
伝熱体9は、熱伝導性のよいものが望ましく、両端を図6に示すようにヒートパイプ吸熱部3の外周に面積を適度に確保して接触するようにする。
伝熱体9とヒートパイプ吸熱部3は、溶接、溶着等により一部または全体を接合される。
そして、ヒートパイプ吸熱部3に接触させた両端の間の伝熱体9の部分を、複数積層するバッテリ2の間に挟まれるようにする。また、伝熱体9は、バッテリ2の長手方向の中央に位置させる。
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。
伝熱体9は、熱伝導性のよいものが望ましく、両端を図6に示すようにヒートパイプ吸熱部3の外周に面積を適度に確保して接触するようにする。
伝熱体9とヒートパイプ吸熱部3は、溶接、溶着等により一部または全体を接合される。
そして、ヒートパイプ吸熱部3に接触させた両端の間の伝熱体9の部分を、複数積層するバッテリ2の間に挟まれるようにする。また、伝熱体9は、バッテリ2の長手方向の中央に位置させる。
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。
[効率的な冷却作用]
実施例2では、伝熱体9を設けているため、ヒートパイプ吸熱部3と面接触により伝熱した伝熱体9が積層したバッテリ2を内部から冷却する。
積層したバッテリ2は、積層内部に熱が溜まりやすい。実施例2では、積層した内部において伝熱体9が内部から冷却するため、効率的な冷却を得ることができる。
さらに、積層したバッテリ2における熱が集中して溜まりやすい位置は、上下左右、手前奥の中央である。実施例2では、この発熱した熱が溜まりやすい中央位置を直接、冷却できるために、非常に冷却効率が良くなる。
その他作用は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
[効率的な冷却作用]
実施例2では、伝熱体9を設けているため、ヒートパイプ吸熱部3と面接触により伝熱した伝熱体9が積層したバッテリ2を内部から冷却する。
積層したバッテリ2は、積層内部に熱が溜まりやすい。実施例2では、積層した内部において伝熱体9が内部から冷却するため、効率的な冷却を得ることができる。
さらに、積層したバッテリ2における熱が集中して溜まりやすい位置は、上下左右、手前奥の中央である。実施例2では、この発熱した熱が溜まりやすい中央位置を直接、冷却できるために、非常に冷却効率が良くなる。
その他作用は、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2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。
(3)バッテリ2の熱をヒートパイプ吸熱部3へ伝熱させる伝熱体9を設けたため、効率的なバッテリ冷却性能を得ることができる。
(3)バッテリ2の熱をヒートパイプ吸熱部3へ伝熱させる伝熱体9を設けたため、効率的なバッテリ冷却性能を得ることができる。
(4)バッテリ2は、複数を積層させて組電池を構成したものであり、伝熱体9は、積層したバッテリ2の内部の中央に位置するようにしたため、熱が溜まりやすい内部の中央を直接冷却できるため、より効率的なバッテリ冷却性能を得ることができる。
その他効果は実施例1と同様であるので説明を省略する。
その他効果は実施例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、バッテリの両側に配置した吸熱ヒートパイプを張り渡すように伝熱体を設け、その伝熱体と吸熱ヒートパイプとの接触面積を広く得られるよう張り渡し位置を吸熱ヒートパイプの距離が最も短くなる位置へ近づけた例である。
構成を説明する。
構成を説明する。
図7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斜視図である。図8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一部拡大説明図である。
実施例3では、バッテリ2の両側側部に近接して設けたヒートパイプ吸熱部3に、板状あるいはシート状の伝熱体9を張り渡すようにし、伝熱体9が積層したバッテリ2の内部に挟まれるようにしている。
実施例3では、バッテリ2の両側側部に近接して設けたヒートパイプ吸熱部3に、板状あるいはシート状の伝熱体9を張り渡すようにし、伝熱体9が積層したバッテリ2の内部に挟まれるようにしている。
さらに実施例3では、図6の伝熱体9がヒートパイプ吸熱部3に対して直線状に延びているのに対して、図8の伝熱体9を組電池ケース1bから突出する高さとヒートパイプ吸熱部3の径から決まる位置関係から張り渡し開始部分91のような構造にしている。
詳細には、伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3に接触させる部分を樋形状にし、伝熱体9の張り渡し開始部分91が樋形状の側端部に位置するように構成する。
言い換えると、伝熱体9の張り渡し開始部分91よりも外側上方に、樋形状の湾曲部分が位置するように構成する。
これは図6に比較して、ヒートパイプ吸熱部3の外周と伝熱体9との接触面積が多くなる構成である(図8参照)。つまり、伝熱体9の張り渡し開始部分91近傍は、図6においては、ヒートパイプ吸熱部3の外周の近くに位置しながらも離間しているが、図8においては、張り渡しのための限界位置まで、ヒートパイプ吸熱部3の外周に接触させた形状である。
その他構成は、実施例2と同様であるので説明を省略する。
詳細には、伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3に接触させる部分を樋形状にし、伝熱体9の張り渡し開始部分91が樋形状の側端部に位置するように構成する。
言い換えると、伝熱体9の張り渡し開始部分91よりも外側上方に、樋形状の湾曲部分が位置するように構成する。
これは図6に比較して、ヒートパイプ吸熱部3の外周と伝熱体9との接触面積が多くなる構成である(図8参照)。つまり、伝熱体9の張り渡し開始部分91近傍は、図6においては、ヒートパイプ吸熱部3の外周の近くに位置しながらも離間しているが、図8においては、張り渡しのための限界位置まで、ヒートパイプ吸熱部3の外周に接触させた形状である。
その他構成は、実施例2と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
[効率的な伝熱作用]
[効率的な伝熱作用]
伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3に接触させる部分を樋形状にし、伝熱体9の張り渡し開始部分91が樋形状の側端部に位置するように構成する。これにより、伝熱体9のヒートパイプへ接触させている面積をより大きくすることができ、バッテリ2を冷却するための伝熱面積をより大きくして、効率的な冷却性能を得ることになる。
また、伝熱体9の両側の樋形状部分により、組電池ケース1bとヒートパイプ吸熱部3の位置合わせが容易となる。
さらに、車両走行時の振動でも伝熱体9がヒートパイプ吸熱部3からより外れにくくなる。
その他作用は、実施例2と同様であるので説明を省略する。
また、伝熱体9の両側の樋形状部分により、組電池ケース1bとヒートパイプ吸熱部3の位置合わせが容易となる。
さらに、車両走行時の振動でも伝熱体9がヒートパイプ吸熱部3からより外れにくくなる。
その他作用は、実施例2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3の車両用バッテリ冷却システムにあっては、上記(1)〜(4)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(5)ヒートパイプ吸熱部3は、バッテリ2を収容した組電池ケース1bの両側側部に近接して配置し、伝熱体9は、両側のヒートパイプ吸熱部3に張り渡すように設けるようにし、伝熱体9の両端は、樋形状の接触面でヒートパイプ吸熱部3に接触させ、伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3に接触させた部分と張り渡す部分の境界を、樋形状の端部にしたため、ヒートパイプ吸熱部3と伝熱体9の接触面積を大きくし、伝熱の効率を向上させることで、より効率的なバッテリ冷却性能を得ることができる。
また、位置あわせを良好にして作業の容易性を向上でき、後に外れるようなことないようにできる。
実施例3の車両用バッテリ冷却システムにあっては、上記(1)〜(4)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(5)ヒートパイプ吸熱部3は、バッテリ2を収容した組電池ケース1bの両側側部に近接して配置し、伝熱体9は、両側のヒートパイプ吸熱部3に張り渡すように設けるようにし、伝熱体9の両端は、樋形状の接触面でヒートパイプ吸熱部3に接触させ、伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3に接触させた部分と張り渡す部分の境界を、樋形状の端部にしたため、ヒートパイプ吸熱部3と伝熱体9の接触面積を大きくし、伝熱の効率を向上させることで、より効率的なバッテリ冷却性能を得ることができる。
また、位置あわせを良好にして作業の容易性を向上でき、後に外れるようなことないようにできる。
実施例4の車両用バッテリ冷却システムは、伝熱体9を保護する固定具を設けた例である。
構成を説明する。
図9は実施例4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斜視図である。図10は実施例4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一部拡大説明図である。
構成を説明する。
図9は実施例4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斜視図である。図10は実施例4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一部拡大説明図である。
実施例4では、バッテリ2を収容した組電池ケース1bの両側にヒートパイプ吸熱部3を配置し、両側のヒートパイプ吸熱部3に伝熱体9を張り渡すように設ける。そして、伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3に接触させる部分を、全周となるようにする。
次に、図9、図10に示すように、ヒートパイプ吸熱部3の伝熱体9を取り付けた部分と、組電池ケース1bの上下面の一部を略コ字状に覆う固定具10を設ける。
なお、この固定具10は両側に設けるようにする。
その他構成は、実施例2と同様であるので説明を省略する。
次に、図9、図10に示すように、ヒートパイプ吸熱部3の伝熱体9を取り付けた部分と、組電池ケース1bの上下面の一部を略コ字状に覆う固定具10を設ける。
なお、この固定具10は両側に設けるようにする。
その他構成は、実施例2と同様であるので説明を省略する。
作用を説明する。
[伝熱体を保護する作用]
実施例4では、固定具10を設けているため、組み付けを行う場合などに、人や機械で持つ際には、固定具10の部分、あるいは、他の組電池ケース1bの部分を持つようにする。
[伝熱体を保護する作用]
実施例4では、固定具10を設けているため、組み付けを行う場合などに、人や機械で持つ際には、固定具10の部分、あるいは、他の組電池ケース1bの部分を持つようにする。
伝熱体9を熱伝導性のよい、例えば銅板や銅箔シート等のやわらかい物性のもので構成した場合には、人や物が当たるなどして容易に変形してしまう。しかしながら、車両搭載後には、振動等の条件をクリアすれば、その機能である伝熱性を発揮することが剛性より高く求められるような場合には、このようなやわらかい物性のものを用いることが有利である。
実施例4のように、固定具10を設けて伝熱体9を保護すれば、組み付け作業等の作業性を損なうことなく、伝熱体9の作用を充分に発揮させることができる。
その他作用は、実施例2と同様であるので説明を省略する。
実施例4のように、固定具10を設けて伝熱体9を保護すれば、組み付け作業等の作業性を損なうことなく、伝熱体9の作用を充分に発揮させることができる。
その他作用は、実施例2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4の車両用バッテリ冷却システムにあっては、上記(1)〜(5)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(6)伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3への取り付け部分を保護する固定具10を設けたため、伝熱体9の伝熱作用を充分に発揮させ、バッテリの冷却を効率よく行うことができる。
実施例4の車両用バッテリ冷却システムにあっては、上記(1)〜(5)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(6)伝熱体9のヒートパイプ吸熱部3への取り付け部分を保護する固定具10を設けたため、伝熱体9の伝熱作用を充分に発揮させ、バッテリの冷却を効率よく行うことができる。
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4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。
図6と図8に示す構造では、吸熱ヒートパイプ3は、予め組電池ケース1bの伝熱体9に一体的ロー付けさせて、バッテリケース1aのロアケース部分の表面に配置した構造とし、又はバッテリケース1aのロアケース部分の表面に凹部を形成して吸熱ヒートパイプ3を配置させ、その後に組電池ケース1bの伝熱体9を吸熱ヒートパイプ3に覆い被せた構造であってもよい。
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。
図6と図8に示す構造では、吸熱ヒートパイプ3は、予め組電池ケース1bの伝熱体9に一体的ロー付けさせて、バッテリケース1aのロアケース部分の表面に配置した構造とし、又はバッテリケース1aのロアケース部分の表面に凹部を形成して吸熱ヒートパイプ3を配置させ、その後に組電池ケース1bの伝熱体9を吸熱ヒートパイプ3に覆い被せた構造であってもよい。
1a バッテリケース
1b 組電池ケース
2 バッテリ
3 吸熱ヒートパイプ
4 放熱ヒートパイプ
41 放熱部
5 電磁弁
6 接続部
7 接続部
8 車体パネル
9 伝熱体
91 (伝熱体の)張り渡し開始部分
10 固定具
1b 組電池ケース
2 バッテリ
3 吸熱ヒートパイプ
4 放熱ヒートパイプ
41 放熱部
5 電磁弁
6 接続部
7 接続部
8 車体パネル
9 伝熱体
91 (伝熱体の)張り渡し開始部分
10 固定具
Claims (7)
- 車両に設置され走行に用いられるバッテリと、
前記バッテリの側部に近接して設けられ、内部で冷媒を流して吸熱を行う吸熱路と、
車室外に設けられ、内部で冷媒を流して放熱を行う放熱路と、
前記吸熱路と前記放熱路を冷媒が循環自在なよう接続する接続路と、
を備え、
前記吸熱路と前記放熱路、前記接続路で、冷媒の凝縮、蒸発により冷媒が循環するヒートパイプを構成した、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 - 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、
循環する冷媒を制御する電磁弁を、前記ヒートパイプの途中に設けた、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 - 請求項1または請求項2に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記バッテリの熱を前記吸熱路へ伝熱させる伝熱体を設けた、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 - 請求項3に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記バッテリは、複数を積層させて構成したものであり、
前記伝熱体は、積層したバッテリ内部の中央に位置するようにした、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 - 請求項3または請求項4に記載の車両用バッテリ冷却システムにおいて、
前記吸熱路は、前記バッテリの両側側部に近接して配置し、
前記伝熱体は、両側の前記吸熱路に張り渡すように設けるようにし、
前記伝熱体の両端は、樋形状の接触面で前記吸熱路に接触させ、前記伝熱体の前記吸熱路に接触させた部分と張り渡す部分の境界を、前記樋形状の端部にした、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 - 請求項3〜請求項5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、
前記伝熱体の前記吸熱路への取り付け部分を保護する固定具を設けた、
ことを特徴とする車両用バッテリ冷却システム。 - 請求項1〜請求項6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、
前記ヒートパイプの少なくとも前記放熱路を、エンジンから離れた車両後方に設けた、
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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|---|---|---|---|
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|---|---|
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