車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法
【課題】 車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる車両用バッテリの冷却システムを提供すること。
【解決手段】 駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリ３を冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、車両の燃料タンク２とバッテリ３が密接して熱伝達を行う配置にし、燃料タンク２の上部にバッテリ３を載置する構造にし、燃料タンク２に前端部２１と後端部２２を設けるようにして前後に凹形状となるようにし、バッテリ３の下面と、前後面を燃料タンク２に接触させた。
【解決手段】 駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリ３を冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、車両の燃料タンク２とバッテリ３が密接して熱伝達を行う配置にし、燃料タンク２の上部にバッテリ３を載置する構造にし、燃料タンク２に前端部２１と後端部２２を設けるようにして前後に凹形状となるようにし、バッテリ３の下面と、前後面を燃料タンク２に接触させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置され車両の駆動に使用する車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、水素貯蔵タンクを囲うように配設された冷却風導入ダクトから、タンクにて発生する冷熱により冷却された空気を二次電池に導入し、二次電池の冷却を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２９１６５５号公報（第２−５頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来にあっては、冷却システムが大型なため、車両搭載性が低いものであった。
【０００４】
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、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリを冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、車両の燃料タンクと前記バッテリが密接して熱伝達を行う配置にした、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法を実現する実施の形態を、請求項１，２，４，７に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２，４，５，７に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，２，４，５，６，７に係る発明に対応する実施例３と、請求項１，３，４，７に係る発明に対応する実施例４と、請求項１，３，４，５，７に係る発明に対応する実施例５と、請求項１，３，４，５，６，７に係る発明に対応する実施例６に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。図２は図１のＡ−Ａ断面の説明図である。
実施例１の車両用バッテリの冷却システム１は、車両が備える燃料タンク２からなり、駆動用のバッテリ３を保護する。燃料タンク２は、車両の駆動のための燃料供給のために設けられている。
燃料タンク２は、図１に示すように、車両の前後方向に長く、前後の両端を上方へ伸ばした前端部２１、後端部２２を有する形状である。
また、燃料タンク２は、内部に燃料ポンプやフィルタ等を有し、燃料を収容する。そして、車両の燃料系に燃料を供給する。収容する燃料としては、ガソリンを例として挙げておく。
【０００９】
バッテリ３は、金属製のケース３１の内部に複数の電池パック３２を備えた構造である。
そして、燃料タンク２の上で且つ燃料タンク２の前端部２１と後端部２２の間に、バッテリ３を載置する。バッテリ３のケース３１と燃料タンク２は、ケース３１の下面と燃料タンク２の上面が広い面積で接触するようにし、且つ、ケース３１の前後面と前端部２１及び後端部２２が広い面積で接触する構成にする。
また、バッテリ３と燃料タンク２の取付は、金具等により取付けるものとする。
【００１０】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例１では、例えば燃料タンク２がガソリンを収容しているとする。ガソリンは燃焼のための成分構成から気化しやすく、その温度状態に応じて気化することになる。すると気化熱の分、ガソリン及び燃料タンク２は冷却されることになる。
燃料タンク２は、上面の一部、前端部２１及び後端部２２の内側が、バッテリ３のケース３１に接触している。また、ケース３１は熱伝導性に優れた金属製にしている。そのため、バッテリ３がその使用により温度上昇すると、その熱は、燃料タンク２に吸熱されることになる。
よって、バッテリ３は冷却され、バッテリ温度も上昇を抑制されることになる。そして、これによりバッテリ３の劣化が防止され、電池寿命を向上させる。
この電池寿命の向上は、車両の電池交換をユーザーが余儀なくされることを生じにくくする。
【００１１】
さらに、バッテリ３は燃料タンク２に取り付けられることにより、燃料タンク２と一体化する。すると、車両への搭載スペースの確保、車両への搭載作業、つまり車両への搭載性は、燃料タンク２を基準とすることになる。
燃料タンク２の搭載性は、既存の車両において充分に確保されており、且つ車両が衝突することも考慮して確保されている。そのため、バッテリ３においては、非常に好ましい車両への搭載位置となる。
【００１２】
また、バッテリ３は、燃料タンク２と熱伝導する構成にすることにより、バッテリ３の内部に冷却ファンを搭載しなくても済むか、あるいは搭載するとしても小型なものになる。そのため、冷却ファンへ吸排出する管路の取り回し等を含めて、バッテリ３が小型化する。
これによりさらに車両搭載性が向上する。
【００１３】
また、駆動のために車両に設置されるバッテリ３を、もし燃料タンク２と別体に設けるならば、燃料タンク２の上部に設けられることになる。つまり、車両のリアシート後方の近い位置に、燃料タンク２とバッテリ３が設けられることになる。そのため、実施例１のように一体化して車両に搭載することは、車両の車室スペースやトランクルームスペースの確保の点で望ましいものとなる。
【００１４】
効果を説明する。
実施例１の車両用バッテリの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)駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリ３を冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、車両の燃料タンク２とバッテリ３が密接して熱伝達を行う配置にしたため、燃料タンク２が収容する燃料の気化熱により、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【００１５】
(2)燃料タンク２の上部にバッテリ３を載置する構造にしたため、載置により密接する面から熱伝達を行うようにして、燃料タンク２が収容する燃料の気化熱により、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【００１６】
(4)燃料タンク２に前端部２１と後端部２２を設けるようにして前後に凹形状となるようにし、バッテリ３の下面と、前後面を燃料タンク２に接触させたため、より広い面積で熱伝達が行われるようにして、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【００１７】
(7)駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリ３を、車両の燃料タンク２と密接した配置にして燃料タンク２との熱伝達によりバッテリ３を冷却するため、燃料タンク２が収容する燃料の気化熱により、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【実施例２】
【００１８】
実施例２は燃料タンクにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図３は実施例２の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
実施例２では、ヒートパイプ４を燃料タンク２に配設する。
ヒートパイプ４は、内部に冷媒を封入したパイプ形状のものであり、パイプを環状にして冷媒を還流させる形状であってもよいし、パイプの両端で折り返すようにしたものであってもよい。以下、両端を有する形状として説明する。
ヒートパイプ４の一部は、空冷部４１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン４２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部４１は、図３に示すように車両の前後方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ４の両端は、燃料タンク２の前部と後部にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００１９】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例２では、ヒートパイプ４の内部の冷媒が空冷部４１で冷却されると、冷媒は空冷部４１より温度の高い燃料タンク２との接触部分へ移動し、燃料タンク２との接触部分で吸熱した冷媒は空冷部４１へ移動する。このようにして冷媒が内部を循環するようにして、燃料タンク２が冷却される。
【００２０】
そして、この冷却された燃料タンク２と、接触していることにより熱が伝達され、バッテリ３の発熱を吸熱して冷却する。
ヒートパイプ４は走行風により冷却される。駆動に用いられるバッテリ３は、走行負荷が高いと温度上昇が高くなる。この方向性が同じであることは、高度な制御が行われなくてもバッテリ３の負荷にある程度比例して冷却効果が高められることになる。
【００２１】
また、燃料タンク２を介して冷却されることは、燃料タンク２の収容したガソリンの気化熱による冷却がヒートパイプ４による冷却と相乗して行われることのほかに、次のような作用を有する。つまり燃料タンク２への蓄冷作用である。これにより急なバッテリ３の温度上昇に対して、より充分な冷却がされることになる。
また、このヒートパイプ４による冷却は、燃料タンク２、バッテリ３の構成をほとんど大型化しない。そのため、システム全体としては、ファン等の他の冷却を担当する部分や、冷却への配慮からスペースや部材を設けた部分の省略などを進めることになり、小型化する。これにより、さらに車両搭載性が進むことになる。
【００２２】
効果を説明する。実施例２の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(2),(4),(7)に加えて以下の効果を有する。
(5)内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ４を燃料タンク２に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ４が燃料タンク２を冷却し、収容する燃料の気化熱によっても冷却される燃料タンク２を介して、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
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】
【００２３】
実施例３は燃料タンク及びバッテリにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図４は実施例３の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
実施例３では、燃料タンク２に配設したヒートパイプ４に加えて、バッテリ３を冷却するヒートパイプ５を配設する。
ヒートパイプ５の一部は、空冷部５１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン５２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部５１は、図４に示すように車両の左右方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ５の両端は、燃料タンク２を迂回するようにバッテリ３の左右部分にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００２４】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例３では、ヒートパイプ４により燃料タンク２を冷却するのに加えて、ヒートパイプ５によりバッテリ３を冷却する。
ヒートパイプ５は車外に配置した空冷部５１と、バッテリ３に接触させた両端部の間で内部の冷媒を循環させるようにして冷却を行う。
これによりバッテリ３は、燃料タンク２に収容したガソリンの気化熱による冷却、ヒートパイプ４による燃料タンク２を介した冷却、ヒートパイプ５による直接冷却により冷却される。
そのため、非常に高い冷却性能を備えることになる。よって電池寿命は非常によく向上することになる。また、ヒートパイプ４、ヒートパイプ５による冷却は、燃料タンク２、バッテリ３の構成をほとんど大型化しない。そのため、システム全体としては、ファン等の他の冷却を担当する部分や、冷却への配慮からスペースや部材を設けた部分の省略などを進めることになり、小型化する。これにより、さらに車両搭載性が進むことになる。
【００２５】
効果を説明する。実施例３の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(2),(4),(5),(7)に加えて以下の効果を有する。
(6)内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ５をバッテリ３に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ５がバッテリ３を直接冷却し、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
その他作用効果は実施例１、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【実施例４】
【００２６】
実施例４は、バッテリを燃料タンクの下部に搭載した例である。
構成を説明する。
図５は実施例４の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
実施例４の燃料タンク６は、図５に示すように、車両の前後方向に長く、前後の両端を下方へ伸ばした前端下部６１、後端下部６２を備えた形状にする。
そして、燃料タンク６の下部で且つ燃料タンク６の前端下部６１と後端下部６２の間に、バッテリ３を載置する。バッテリ３のケース３１と燃料タンク６は、ケース３１の上面と燃料タンク６の下面が広い面積で接触するようにし、且つ、ケース３１の前後面と前端下部６１及び後端下部６２が広い面積で接触する構成にする。
また、バッテリ３と燃料タンク２の取付は、金具等により取付けるものとする。
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。
【００２７】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例４では、バッテリ３を燃料タンク６の下部に搭載する。バッテリ３は内部に複数の電池単位を備えるものであり、比較的重い物であるため、車両の下床７に支持させることが容易な構成となる。バッテリ３と燃料タンク６を密接させるのに有する取り付け構造をさらに容易にする。これにより、さらに搭載性を向上させることができる。また、車両の下床７は車外に露出している部分により走行風で冷却されるため、燃料タンク６に冷却されないバッテリ３の下面を車両の下床７に熱伝達可能に設置すれば、さらに冷却を行うことになり、電池寿命の向上にさらに寄与する。
【００２８】
効果を説明する。実施例４の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(4),(7)に加えて以下の効果を有する。
(3)燃料タンク６の下部にバッテリ３を搭載する構造にしたため、バッテリ３の支持構造を容易に車両の下床７で得られるようにでき、更に搭載性を向上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５】
【００２９】
実施例５はバッテリを燃料タンクの下部に搭載した構成で、燃料タンクにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図６は実施例５の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
実施例５では、ヒートパイプ４を燃料タンク６に配設する。
ヒートパイプ４の一部は、空冷部４１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン４２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部４１は、図６に示すように車両の前後方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ４の両端は、燃料タンク６の前部と後部にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００３０】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例５では、ヒートパイプ４の内部の冷媒が空冷部４１で冷却されると、冷媒は空冷部４１より温度の高い燃料タンク６との接触部分へ移動し、燃料タンク２との接触部分で吸熱した冷媒は空冷部４１へ移動する。このようにして冷媒が内部を循環するようにして、燃料タンク６が冷却される。
そして、この冷却された燃料タンク６と、接触していることにより熱が伝達され、バッテリ３の発熱を吸熱して冷却する。
【００３１】
効果を説明する。実施例２の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(3),(4),(7)に加えて以下の効果を有する。
(5)´内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ４を燃料タンク６に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ４が燃料タンク６を冷却し、収容する燃料の気化熱によっても冷却される燃料タンク６を介して、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
その他作用効果は実施例２と同様であるので説明を省略する。
【実施例６】
【００３２】
実施例６はバッテリを燃料タンクの下部に搭載した構成で、燃料タンク及びバッテリにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図７は実施例６の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
実施例６では、燃料タンク６に配設したヒートパイプ４に加えて、バッテリ３を冷却するヒートパイプ５を配設する。
ヒートパイプ５の一部は、空冷部５１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン５２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部５１は、図７に示すように車両の左右方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ５の両端は、燃料タンク２を迂回するようにバッテリ３の左右部分にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００３３】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例６では、ヒートパイプ４により燃料タンク２を冷却するのに加えて、ヒートパイプ５によりバッテリ３を冷却する。
ヒートパイプ５は車外に配置した空冷部５１と、バッテリ３に接触させた両端部の間で内部の冷媒を循環させるようにして冷却を行う。
これによりバッテリ３は、燃料タンク６に収容したガソリンの気化熱による冷却、ヒートパイプ４による燃料タンク６を介した冷却、ヒートパイプ５による直接冷却により冷却される。
そのため、非常に高い冷却性能を備えることになる。よって電池寿命は非常によく向上することになる。
【００３４】
効果を説明する。実施例６の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(2),(3),(5),(7)に加えて以下の効果を有する。
(6)´内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ５をバッテリ３に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ５がバッテリ３を直接冷却し、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
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。
【００３５】
以上、本発明の車両用バッテリの保護装置及び方法を実施例１〜実施例６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。
【００３６】
実施例３、実施例６では、燃料タンクを冷却するヒートパイプの空冷部を車両の前後方向に長く、バッテリを冷却するヒートパイプの空冷部を車両の左右方向に長く配設したが、並列した構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面の説明図である。
【図３】実施例２の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図４】実施例３の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
【図５】実施例４の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図６】実施例５の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図７】実施例６の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 車両用バッテリの冷却システム
２ 燃料タンク
２１ 前端部
２２ 後端部
３ バッテリ
３１ ケース
３２ 電池パック
４ ヒートパイプ
４１ 空冷部
４２ 空冷フィン
５ ヒートパイプ
５１ 空冷部
５２ 空冷フィン
６ 燃料タンク
６１ 前端下部
６２ 後端下部
７ （車両の）下床
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置され車両の駆動に使用する車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、水素貯蔵タンクを囲うように配設された冷却風導入ダクトから、タンクにて発生する冷熱により冷却された空気を二次電池に導入し、二次電池の冷却を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２９１６５５号公報（第２−５頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来にあっては、冷却システムが大型なため、車両搭載性が低いものであった。
【０００４】
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、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリを冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、車両の燃料タンクと前記バッテリが密接して熱伝達を行う配置にした、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用バッテリの冷却システム及び冷却方法を実現する実施の形態を、請求項１，２，４，７に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２，４，５，７に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，２，４，５，６，７に係る発明に対応する実施例３と、請求項１，３，４，７に係る発明に対応する実施例４と、請求項１，３，４，５，７に係る発明に対応する実施例５と、請求項１，３，４，５，６，７に係る発明に対応する実施例６に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。図２は図１のＡ−Ａ断面の説明図である。
実施例１の車両用バッテリの冷却システム１は、車両が備える燃料タンク２からなり、駆動用のバッテリ３を保護する。燃料タンク２は、車両の駆動のための燃料供給のために設けられている。
燃料タンク２は、図１に示すように、車両の前後方向に長く、前後の両端を上方へ伸ばした前端部２１、後端部２２を有する形状である。
また、燃料タンク２は、内部に燃料ポンプやフィルタ等を有し、燃料を収容する。そして、車両の燃料系に燃料を供給する。収容する燃料としては、ガソリンを例として挙げておく。
【０００９】
バッテリ３は、金属製のケース３１の内部に複数の電池パック３２を備えた構造である。
そして、燃料タンク２の上で且つ燃料タンク２の前端部２１と後端部２２の間に、バッテリ３を載置する。バッテリ３のケース３１と燃料タンク２は、ケース３１の下面と燃料タンク２の上面が広い面積で接触するようにし、且つ、ケース３１の前後面と前端部２１及び後端部２２が広い面積で接触する構成にする。
また、バッテリ３と燃料タンク２の取付は、金具等により取付けるものとする。
【００１０】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例１では、例えば燃料タンク２がガソリンを収容しているとする。ガソリンは燃焼のための成分構成から気化しやすく、その温度状態に応じて気化することになる。すると気化熱の分、ガソリン及び燃料タンク２は冷却されることになる。
燃料タンク２は、上面の一部、前端部２１及び後端部２２の内側が、バッテリ３のケース３１に接触している。また、ケース３１は熱伝導性に優れた金属製にしている。そのため、バッテリ３がその使用により温度上昇すると、その熱は、燃料タンク２に吸熱されることになる。
よって、バッテリ３は冷却され、バッテリ温度も上昇を抑制されることになる。そして、これによりバッテリ３の劣化が防止され、電池寿命を向上させる。
この電池寿命の向上は、車両の電池交換をユーザーが余儀なくされることを生じにくくする。
【００１１】
さらに、バッテリ３は燃料タンク２に取り付けられることにより、燃料タンク２と一体化する。すると、車両への搭載スペースの確保、車両への搭載作業、つまり車両への搭載性は、燃料タンク２を基準とすることになる。
燃料タンク２の搭載性は、既存の車両において充分に確保されており、且つ車両が衝突することも考慮して確保されている。そのため、バッテリ３においては、非常に好ましい車両への搭載位置となる。
【００１２】
また、バッテリ３は、燃料タンク２と熱伝導する構成にすることにより、バッテリ３の内部に冷却ファンを搭載しなくても済むか、あるいは搭載するとしても小型なものになる。そのため、冷却ファンへ吸排出する管路の取り回し等を含めて、バッテリ３が小型化する。
これによりさらに車両搭載性が向上する。
【００１３】
また、駆動のために車両に設置されるバッテリ３を、もし燃料タンク２と別体に設けるならば、燃料タンク２の上部に設けられることになる。つまり、車両のリアシート後方の近い位置に、燃料タンク２とバッテリ３が設けられることになる。そのため、実施例１のように一体化して車両に搭載することは、車両の車室スペースやトランクルームスペースの確保の点で望ましいものとなる。
【００１４】
効果を説明する。
実施例１の車両用バッテリの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)駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリ３を冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、車両の燃料タンク２とバッテリ３が密接して熱伝達を行う配置にしたため、燃料タンク２が収容する燃料の気化熱により、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【００１５】
(2)燃料タンク２の上部にバッテリ３を載置する構造にしたため、載置により密接する面から熱伝達を行うようにして、燃料タンク２が収容する燃料の気化熱により、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【００１６】
(4)燃料タンク２に前端部２１と後端部２２を設けるようにして前後に凹形状となるようにし、バッテリ３の下面と、前後面を燃料タンク２に接触させたため、より広い面積で熱伝達が行われるようにして、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【００１７】
(7)駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリ３を、車両の燃料タンク２と密接した配置にして燃料タンク２との熱伝達によりバッテリ３を冷却するため、燃料タンク２が収容する燃料の気化熱により、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
【実施例２】
【００１８】
実施例２は燃料タンクにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図３は実施例２の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
実施例２では、ヒートパイプ４を燃料タンク２に配設する。
ヒートパイプ４は、内部に冷媒を封入したパイプ形状のものであり、パイプを環状にして冷媒を還流させる形状であってもよいし、パイプの両端で折り返すようにしたものであってもよい。以下、両端を有する形状として説明する。
ヒートパイプ４の一部は、空冷部４１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン４２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部４１は、図３に示すように車両の前後方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ４の両端は、燃料タンク２の前部と後部にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００１９】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例２では、ヒートパイプ４の内部の冷媒が空冷部４１で冷却されると、冷媒は空冷部４１より温度の高い燃料タンク２との接触部分へ移動し、燃料タンク２との接触部分で吸熱した冷媒は空冷部４１へ移動する。このようにして冷媒が内部を循環するようにして、燃料タンク２が冷却される。
【００２０】
そして、この冷却された燃料タンク２と、接触していることにより熱が伝達され、バッテリ３の発熱を吸熱して冷却する。
ヒートパイプ４は走行風により冷却される。駆動に用いられるバッテリ３は、走行負荷が高いと温度上昇が高くなる。この方向性が同じであることは、高度な制御が行われなくてもバッテリ３の負荷にある程度比例して冷却効果が高められることになる。
【００２１】
また、燃料タンク２を介して冷却されることは、燃料タンク２の収容したガソリンの気化熱による冷却がヒートパイプ４による冷却と相乗して行われることのほかに、次のような作用を有する。つまり燃料タンク２への蓄冷作用である。これにより急なバッテリ３の温度上昇に対して、より充分な冷却がされることになる。
また、このヒートパイプ４による冷却は、燃料タンク２、バッテリ３の構成をほとんど大型化しない。そのため、システム全体としては、ファン等の他の冷却を担当する部分や、冷却への配慮からスペースや部材を設けた部分の省略などを進めることになり、小型化する。これにより、さらに車両搭載性が進むことになる。
【００２２】
効果を説明する。実施例２の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(2),(4),(7)に加えて以下の効果を有する。
(5)内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ４を燃料タンク２に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ４が燃料タンク２を冷却し、収容する燃料の気化熱によっても冷却される燃料タンク２を介して、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
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】
【００２３】
実施例３は燃料タンク及びバッテリにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図４は実施例３の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
実施例３では、燃料タンク２に配設したヒートパイプ４に加えて、バッテリ３を冷却するヒートパイプ５を配設する。
ヒートパイプ５の一部は、空冷部５１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン５２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部５１は、図４に示すように車両の左右方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ５の両端は、燃料タンク２を迂回するようにバッテリ３の左右部分にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００２４】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例３では、ヒートパイプ４により燃料タンク２を冷却するのに加えて、ヒートパイプ５によりバッテリ３を冷却する。
ヒートパイプ５は車外に配置した空冷部５１と、バッテリ３に接触させた両端部の間で内部の冷媒を循環させるようにして冷却を行う。
これによりバッテリ３は、燃料タンク２に収容したガソリンの気化熱による冷却、ヒートパイプ４による燃料タンク２を介した冷却、ヒートパイプ５による直接冷却により冷却される。
そのため、非常に高い冷却性能を備えることになる。よって電池寿命は非常によく向上することになる。また、ヒートパイプ４、ヒートパイプ５による冷却は、燃料タンク２、バッテリ３の構成をほとんど大型化しない。そのため、システム全体としては、ファン等の他の冷却を担当する部分や、冷却への配慮からスペースや部材を設けた部分の省略などを進めることになり、小型化する。これにより、さらに車両搭載性が進むことになる。
【００２５】
効果を説明する。実施例３の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(2),(4),(5),(7)に加えて以下の効果を有する。
(6)内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ５をバッテリ３に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ５がバッテリ３を直接冷却し、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
その他作用効果は実施例１、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【実施例４】
【００２６】
実施例４は、バッテリを燃料タンクの下部に搭載した例である。
構成を説明する。
図５は実施例４の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
実施例４の燃料タンク６は、図５に示すように、車両の前後方向に長く、前後の両端を下方へ伸ばした前端下部６１、後端下部６２を備えた形状にする。
そして、燃料タンク６の下部で且つ燃料タンク６の前端下部６１と後端下部６２の間に、バッテリ３を載置する。バッテリ３のケース３１と燃料タンク６は、ケース３１の上面と燃料タンク６の下面が広い面積で接触するようにし、且つ、ケース３１の前後面と前端下部６１及び後端下部６２が広い面積で接触する構成にする。
また、バッテリ３と燃料タンク２の取付は、金具等により取付けるものとする。
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。
【００２７】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例４では、バッテリ３を燃料タンク６の下部に搭載する。バッテリ３は内部に複数の電池単位を備えるものであり、比較的重い物であるため、車両の下床７に支持させることが容易な構成となる。バッテリ３と燃料タンク６を密接させるのに有する取り付け構造をさらに容易にする。これにより、さらに搭載性を向上させることができる。また、車両の下床７は車外に露出している部分により走行風で冷却されるため、燃料タンク６に冷却されないバッテリ３の下面を車両の下床７に熱伝達可能に設置すれば、さらに冷却を行うことになり、電池寿命の向上にさらに寄与する。
【００２８】
効果を説明する。実施例４の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(4),(7)に加えて以下の効果を有する。
(3)燃料タンク６の下部にバッテリ３を搭載する構造にしたため、バッテリ３の支持構造を容易に車両の下床７で得られるようにでき、更に搭載性を向上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５】
【００２９】
実施例５はバッテリを燃料タンクの下部に搭載した構成で、燃料タンクにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図６は実施例５の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
実施例５では、ヒートパイプ４を燃料タンク６に配設する。
ヒートパイプ４の一部は、空冷部４１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン４２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部４１は、図６に示すように車両の前後方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ４の両端は、燃料タンク６の前部と後部にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００３０】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例５では、ヒートパイプ４の内部の冷媒が空冷部４１で冷却されると、冷媒は空冷部４１より温度の高い燃料タンク６との接触部分へ移動し、燃料タンク２との接触部分で吸熱した冷媒は空冷部４１へ移動する。このようにして冷媒が内部を循環するようにして、燃料タンク６が冷却される。
そして、この冷却された燃料タンク６と、接触していることにより熱が伝達され、バッテリ３の発熱を吸熱して冷却する。
【００３１】
効果を説明する。実施例２の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(3),(4),(7)に加えて以下の効果を有する。
(5)´内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ４を燃料タンク６に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ４が燃料タンク６を冷却し、収容する燃料の気化熱によっても冷却される燃料タンク６を介して、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
その他作用効果は実施例２と同様であるので説明を省略する。
【実施例６】
【００３２】
実施例６はバッテリを燃料タンクの下部に搭載した構成で、燃料タンク及びバッテリにヒートパイプを配設した例である。
構成を説明する。
図７は実施例６の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
実施例６では、燃料タンク６に配設したヒートパイプ４に加えて、バッテリ３を冷却するヒートパイプ５を配設する。
ヒートパイプ５の一部は、空冷部５１として、車両の下床７より下方の車外に配置し、空冷フィン５２を複数設けるようにする。
なお、この空冷部５１は、図７に示すように車両の左右方向に長く設けられる。
そして、ヒートパイプ５の両端は、燃料タンク２を迂回するようにバッテリ３の左右部分にそれぞれ接触させて固定する。
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。
【００３３】
作用を説明する。
[バッテリの冷却作用及び搭載性の向上作用]
実施例６では、ヒートパイプ４により燃料タンク２を冷却するのに加えて、ヒートパイプ５によりバッテリ３を冷却する。
ヒートパイプ５は車外に配置した空冷部５１と、バッテリ３に接触させた両端部の間で内部の冷媒を循環させるようにして冷却を行う。
これによりバッテリ３は、燃料タンク６に収容したガソリンの気化熱による冷却、ヒートパイプ４による燃料タンク６を介した冷却、ヒートパイプ５による直接冷却により冷却される。
そのため、非常に高い冷却性能を備えることになる。よって電池寿命は非常によく向上することになる。
【００３４】
効果を説明する。実施例６の車両用バッテリの冷却システムにあっては、上記(1),(2),(3),(5),(7)に加えて以下の効果を有する。
(6)´内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプ５をバッテリ３に配設したため、走行風により冷却した内部冷媒によりヒートパイプ５がバッテリ３を直接冷却し、バッテリ３の発熱を吸熱するようにして、車両搭載性を高くでき、バッテリを長寿命化できる。
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。
【００３５】
以上、本発明の車両用バッテリの保護装置及び方法を実施例１〜実施例６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。
【００３６】
実施例３、実施例６では、燃料タンクを冷却するヒートパイプの空冷部を車両の前後方向に長く、バッテリを冷却するヒートパイプの空冷部を車両の左右方向に長く配設したが、並列した構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面の説明図である。
【図３】実施例２の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図４】実施例３の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
【図５】実施例４の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図６】実施例５の車両用バッテリの冷却システムの説明図である。
【図７】実施例６の車両用バッテリの冷却システムの説明断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 車両用バッテリの冷却システム
２ 燃料タンク
２１ 前端部
２２ 後端部
３ バッテリ
３１ ケース
３２ 電池パック
４ ヒートパイプ
４１ 空冷部
４２ 空冷フィン
５ ヒートパイプ
５１ 空冷部
５２ 空冷フィン
６ 燃料タンク
６１ 前端下部
６２ 後端下部
７ （車両の）下床
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリを冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、
車両の燃料タンクと前記バッテリが密接して熱伝達を行う配置にした、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
前記燃料タンクの上部に前記バッテリを載置する構造にした、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
前記燃料タンクの下部に前記バッテリを搭載する構造にした、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
前記燃料タンクを前後に凹形状となるようにし、
前記バッテリの上下面のどちらか１面と、前後面を前記燃料タンクに接触させた、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項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の冷却システムにおいて、
内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプを前記燃料タンクに配設した、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプを前記バッテリに配設した、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項７】
駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリを、車両の燃料タンクと密接した配置にして前記燃料タンクとの熱伝達により前記バッテリを冷却する、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却方法。
【請求項１】
駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリを冷却する車両用バッテリの冷却システムであって、
車両の燃料タンクと前記バッテリが密接して熱伝達を行う配置にした、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
前記燃料タンクの上部に前記バッテリを載置する構造にした、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
前記燃料タンクの下部に前記バッテリを搭載する構造にした、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
前記燃料タンクを前後に凹形状となるようにし、
前記バッテリの上下面のどちらか１面と、前後面を前記燃料タンクに接触させた、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項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の冷却システムにおいて、
内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプを前記燃料タンクに配設した、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用バッテリの冷却システムにおいて、
内部の冷媒の状態遷移により冷却を行うヒートパイプを前記バッテリに配設した、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却システム。
【請求項７】
駆動に用いるよう車両に設置されたバッテリを、車両の燃料タンクと密接した配置にして前記燃料タンクとの熱伝達により前記バッテリを冷却する、
ことを特徴とする車両用バッテリの冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８４３９２（Ｐ２００９−１８４３９２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３９２（Ｐ２００８−２３３９２）
【出願日】平成２０年２月２日（２００８．２．２）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２日（２００８．２．２）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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