車両用電池の冷却装置
【課題】ウォーターポンプ内でのキャビテーション現象の発生を抑制することが可能な車両用電池の冷却装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド自動車等の車両１００において、第１ウォーターポンプ３０により、冷却水をバッテリ１０とラジエータ２０との間で循環させることによってバッテリ１０を冷却する冷却装置１が備えられている。バッテリ１０は、ラジエータ２０よりも低い位置に配置され、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている。また、ラジエータ２０は、車両１００のグリル部８０に配置され、バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０は、車両１００のフロア下に配置されている。
【解決手段】ハイブリッド自動車等の車両１００において、第１ウォーターポンプ３０により、冷却水をバッテリ１０とラジエータ２０との間で循環させることによってバッテリ１０を冷却する冷却装置１が備えられている。バッテリ１０は、ラジエータ２０よりも低い位置に配置され、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている。また、ラジエータ２０は、車両１００のグリル部８０に配置され、バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０は、車両１００のフロア下に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や、電気自動車等では、動力源としてのモータや、モータジェネレータなどに電力を供給する車両用電池が搭載されている。車両用電池には、例えば、電力の充放電が可能なバッテリが用いられる。バッテリは、電力を充放電する際に発熱する。そのため、発熱によりバッテリが高温になると、バッテリの性能低下や、劣化を生じる可能性があり、バッテリの蓄電可能容量が減少し、寿命が短くなることが懸念される。
【０００３】
従来では、ウォーターポンプにより、冷却水をバッテリとラジエータとの間で循環させることによって、バッテリを効率的に冷却するようにした水冷式の冷却装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５２８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような水冷式の冷却装置では、例えば図６に示すように、バッテリ１１０→第１ウォーターポンプ１３０→ラジエータ１２０→第２ウォーターポンプ１４０（図７参照）→バッテリ１１０のような経路で冷却水が循環される。車両用電池としてのバッテリ１１０は、搭載スペースの制約上、例えば、車両のフロア下（フロアパネル１６０の下方）に配置される。この場合、図６に示すように、第１ウォーターポンプ１３０がバッテリ１１０よりも高い位置に配置されると、次のような問題が発生する可能性がある。
【０００６】
すなわち、バッテリ１１０の冷却水排出口１１３から流出した冷却水の圧力（経路内圧力）が、第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達するまでに低下するため、第１ウォーターポンプ１３０内でキャビテーション現象が発生する可能性がある。この点について以下に詳しく説明する。
【０００７】
バッテリ１１０は、例えば、バッテリケース１１１内に、積層され、互いに電気的に直列に接続された複数のバッテリセル（図示省略）を有する構成となっている。そして、バッテリケース１１１内の互いに隣接するバッテリセル間には、冷却水を流通させるための冷却水通路が形成されている。しかし、隣接するバッテリセルは、バッテリケース１１１内で僅かな隙間を隔てて配置されており、冷却水通路の断面積として僅かな断面積しか確保できないので、バッテリ１１０内の圧損は、ラジエータ１２０内の圧損よりも大きくなる。
【０００８】
そして、例えば図７に示すように、バッテリ１１０の冷却水排出口１１３での冷却水の圧力Ｐ１１３は、バッテリ１１０の冷却水導入口（図示省略）での冷却水の圧力Ｐ１１２よりも低くなる。これに加え、第１ウォーターポンプ１３０がバッテリ１１０よりも高い位置に配置される場合、冷却水の圧力は、冷却水がバッテリ１１０の冷却水排出口１１３から第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達するまでに、冷却水の位置エネルギーが増大する分だけ低くなる。そして、バッテリ１１０の下流側に配置される第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１での冷却水の圧力Ｐ１３１は、冷却装置の経路内での最低圧力となる可能性がある。図６、図７に示す例では、バッテリ１１０と第１ウォーターポンプ１３０との高低差ΔＨ１（図６）の位置エネルギーに相当する圧力ΔＰ１（図７）だけ、第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達する冷却水の圧力Ｐ１３１が低くなっている。
【０００９】
そして、第１ウォーターポンプ１３０内に圧力の低下した冷却水が流入すると、第１ウォーターポンプ１３０のインペラ部付近でキャビテーション現象が発生する可能性がある。このため、バッテリ冷却系では、第１ウォーターポンプ１３０内のインペラ部でキャビテーション現象が発生しないように、第１ウォーターポンプ１３０の吐出量を設定する必要がある。
【００１０】
本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、ウォーターポンプ内でのキャビテーション現象の発生を抑制することが可能な車両用電池の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、ウォーターポンプにより、冷却水を車両用電池とラジエータとの間で循環させることによって前記車両用電池を冷却する車両用電池の冷却装置であって、前記車両用電池は、前記ラジエータよりも低い位置に配置され、前記ウォーターポンプは、前記車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、ウォーターポンプを車両用電池と同等の高さ位置に配置する場合、鉛直方向において、ウォーターポンプの上端から下端までの範囲（領域）の少なくとも一部が、車両用電池の上端から下端までの範囲（領域）の一部と重なり合うように、車両用電池に対するウォーターポンプの高さ位置を設定すればよい。より好ましくは、鉛直方向において、ウォーターポンプの上端から下端までの範囲の全てが、車両用電池の上端から下端までの範囲内に含まれるように、車両用電池に対するウォーターポンプの高さ位置を設定すればよい。
【００１３】
また、ウォーターポンプを車両用電池よりも低い位置に配置する場合、ウォーターポンプの上端が、車両用電池の下端よりも低くなるように、車両用電池に対するウォーターポンプの高さ位置を設定すればよい。
【００１４】
一方、車両用電池を前記ラジエータよりも低い位置に配置する場合、車両用電池の下端が、少なくともラジエータの下端よりも低い位置に設けられるように、ラジエータに対する車両用電池の高さ位置を設定すればよい。
【００１５】
上記構成によれば、ウォーターポンプが車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されているので、車両用電池の冷却水排出口から流出した冷却水の圧力が、ウォーターポンプの吸込口に到達するまでに低下することが抑制され、ウォーターポンプ内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。このようにウォーターポンプ内でキャビテーション現象を発生しにくくすることで、ウォーターポンプの吐出量を増加させることができる。したがって、上記構成によれば、冷却装置において、車両用電池の冷却効率を、従来の場合よりも向上させることができる。
【００１６】
本発明において、前記ラジエータは、車両のグリル部に配置され、前記車両用電池およびウォーターポンプは、車両のフロア下に配置されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、車両走行時、グリル部から取り入れられる走行風によって、ラジエータ内の冷却水、言い換えれば、車両用電池との熱交換により温度上昇する冷却水を効率的に冷却できる。
【００１８】
ここで、前記ウォーターポンプを、前記車両用電池の下流側で前記ラジエータの上流側に配置することが好ましい。この場合、第２のウォーターポンプを、前記車両用電池の上流側で前記ラジエータの下流側にさらに備える構成とすることが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記ウォーターポンプは、前記車両用電池のケースに収容されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、車両用電池のケースによってウォーターポンプが覆われるので、ウォーターポンプに対するチッピングや、泥かぶり、水かぶりなどを防ぐことができる。また、車両用電池の外側にウォーターポンプを設ける場合と比べて、ウォーターポンプの吸込口と車両用電池の冷却水排出口とを接続する冷却水循環通路を短縮または省略することができるので、冷却装置の全体を小型化でき、さらに、車両用電池およびウォーターポンプをフロア下に固定するためのブラケット等も小型化できる。
【００２１】
本発明において、前記車両用電池は、例えば、電力を充放電可能なバッテリとすることが可能である。また、前記車両は、例えば、車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備えるハイブリッド自動車または電動自動車とすることが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両用電池の冷却装置によれば、ウォーターポンプが車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されているので、車両用電池の冷却水排出口から流出した冷却水の圧力が、ウォーターポンプの吸込口に到達するまでに低下することが抑制され、ウォーターポンプ内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。このようにウォーターポンプ内でキャビテーション現象を発生しにくくすることで、ウォーターポンプの吐出量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用電池の冷却装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】図１の冷却装置の車両用電池、ラジエータ、および第１ウォーターポンプの車両における配置の一例を示す側面図である。
【図３】車両用電池、第１ウォーターポンプ、およびフロアパネルを図２のＸ１−Ｘ１方向から見た図である。
【図４】図１の冷却装置における経路内の冷却水の圧力の変化を示す図である。
【図５】車両用電池のケース内に第１ウォーターポンプを収容させた変形例を示す側面図である。
【図６】従来の冷却装置の車両用電池、ラジエータ、およびウォーターポンプの車両における配置を示す図２対応図である。
【図７】従来の冷却装置における経路内の冷却水の圧力の変化を示す図４対応図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２５】
この実施形態では、本発明を、ハイブリッド自動車に搭載される車両用電池の冷却装置に適用した例について説明する。ハイブリッド自動車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、車両用電池から電力供給されるモータとを、動力源として備える。なお、動力源としてモータのみを備える電気自動車に搭載される車両用電池の冷却装置にも、本発明は適用可能である。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用電池の冷却装置の一例を模式的に示す図である。図２は、図１の冷却装置の車両用電池、ラジエータ、および第１ウォーターポンプの車両における配置の一例を示す側面図である。図３は、車両用電池、第１ウォーターポンプ、およびフロアパネルを図２のＸ１−Ｘ１方向から見た図である。
【００２７】
図１に示すように、車両用電池としてのバッテリ１０の冷却装置（単に「冷却装置」とも言う）１は、ラジエータ２０と、第１ウォーターポンプ３０と、第２ウォーターポンプ４０と、これら機器を接続する冷却水循環通路（冷却水配管）５０とを備えている。この冷却装置１では、第１、第２ウォーターポンプ３０、４０により、冷却水がバッテリ１０とラジエータ２０との間で循環されることによって、バッテリ１０の冷却が行われるようになっている。具体的には、冷却装置１において、冷却水は、バッテリ１０→第１ウォーターポンプ３０→ラジエータ２０→第２ウォーターポンプ４０→バッテリ１０のような経路で循環される。
【００２８】
バッテリ１０は、例えば、バッテリケース１１と、複数のバッテリセル（図示省略）とを有する構成となっている。バッテリケース１１は、略直方体形状に形成されており、このバッテリケース１１の内部に、複数のバッテリセルが収容されている。各バッテリセルは、略直方体形状で薄板形状に形成されている。複数のバッテリセルは、積層された状態でバッテリケース１１の内部に配置されており、図示しないバスバー等によって互いに電気的に直列に接続されている。バッテリセルは、例えば、リチウムイオン電池から構成されている。なお、バッテリセルは、電力を充放電可能な二次電池であれば特に限定されず、例えば、ニッケル水素電池であってもよい。
【００２９】
バッテリケース１１の内部において、バッテリケース１１とバッテリセルとの間、および、隣接するバッテリセル間には、冷却水が流通する冷却水通路１４（図１に破線で示す）が形成されている。また、バッテリケース１１には、バッテリケース１１内に冷却水通路１４に冷却水を導入するための冷却水導入口（入口）１２と、バッテリケース１１内の冷却水通路１４から冷却水を排出するための冷却水排出口（出口）１３とが形成されている。そして、バッテリケース１１内の冷却水通路１４に流通される冷却水によって、充放電に伴って温度上昇するバッテリ１０が冷却されるようになっている。
【００３０】
冷却水導入口１２は、冷却水循環通路５０を介して、バッテリ１０の上流側に配置された第２ウォーターポンプ４０の吐出口（出口）４２に接続されている。冷却水排出口１３は、冷却水循環通路５０を介して、バッテリ１０の下流側に配置された第１ウォーターポンプ３０の吸込口（入口）３１に接続されている。
【００３１】
ラジエータ２０は、例えば、ダウンフロータイプのものとされており、図２に示すように、アッパタンク２１とロアタンク２２との間にラジエータコア２３を備えた構成とされている。入口側のアッパタンク２１に流れ込んだ冷却水は、出口側のロアタンク２２に向けてラジエータコア２３の内部を流下する際に、外気（グリル部８０から導入される走行風や冷却ファンの駆動による送風）との熱交換によって外気に放熱することにより、冷却されるようになっている。ラジエータ２０のアッパタンク２１は、冷却水循環通路５０を介して、ラジエータ２０の上流側に配置された第１ウォーターポンプ３０の吐出口（出口）３２に接続されている。ロアタンク２２は、冷却水循環通路５０を介して、ラジエータ２０の下流側に配置された第２ウォーターポンプ４０の吸込口（入口）４１に接続されている。
【００３２】
第１、第２ウォーターポンプ３０、４０は、ともに電動式のウォーターポンプとされている。各ウォーターポンプ３０、４０は、図示しない制御装置によって回転数がそれぞれ制御され、これにより、各ウォーターポンプ３０、４０の冷却水の吐出量（吐出圧）がそれぞれ可変制御されるようになっている。
【００３３】
この実施形態では、図２に示すように、バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０は、車両１００のフロア下、つまり、フロアパネル６０の下方に配置されている。バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０は、図示しないブラケット等によってフロアパネル６０に支持されている。バッテリ１０は、第１ウォーターポンプ３０の前方に配置されており、バッテリ１０から第１ウォーターポンプ３０までの冷却水循環通路５０は、略水平に延びている。
【００３４】
より具体的には、図３に示すように、バッテリ１０（バッテリケース１１）は、車両前後方向（図２の左右方向）から見ると、車幅方向（図３の左右方向）の中央部１５が上方へ向けて突出された形状となっており、この中央部１５が車両前後方向に延びている。フロアパネル６０も同様に、車幅方向の中央部６１が上方に向けて突出された形状となっており、この中央部６１が車両前後方向に延びている。そして、フロアパネル６０の中央部６１の下方の空間（フロアトンネル）に、バッテリ１０の中央部１５が収容されている。また、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０の中央部１５の前方に配置されている。この場合、バッテリ１０の上端Ｈ１１が、フロアパネル６０の上端（中央部６１の上端）Ｈ６１よりも低い位置に配置されている。また、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１も、フロアパネル６０の上端Ｈ６１よりも低い位置に配置されている。
【００３５】
図２に示すように、ラジエータ２０は、車両１００のダッシュパネル７０の前方に配置されており、車両１００の最前端部のグリル部８０に設けられている。そして、車両１００の走行時、グリル部８０から取り入れられる走行風によって、ラジエータ２０のラジエータコア２３内の冷却水、言い換えれば、バッテリ１０との熱交換により温度上昇する冷却水が冷却されるようになっている。第１ウォーターポンプ３０からラジエータ２０のアッパタンク２１までの冷却水循環通路５０は、斜め上前方に向けて延びている。
【００３６】
そして、この実施形態では、図２に示すように、バッテリ１０がラジエータ２０よりも低い位置に配置されている。具体的には、バッテリ１０の上端Ｈ１１が、ラジエータ２０のロアタンク２２の下端Ｈ２２よりも低い位置に設けられている。
【００３７】
また、この実施形態では、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている。具体的には、鉛直方向（図２の上下方向）において、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１から下端Ｈ３２までの範囲（領域）Ａ３の全てが、バッテリ１０の上端Ｈ１１から下端Ｈ１２までの範囲（領域）Ａ１内に含まれている。
【００３８】
車両１００において、冷却装置１のバッテリ１０、ラジエータ２０、および第１ウォーターポンプ３０の高さ位置の関係が上記のように設定されているため、次のような効果が得られる。
【００３９】
すなわち、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されているので、バッテリ１０の冷却水排出口１３から流出した冷却水の圧力（経路内圧力）が、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１に到達するまでに低下することが抑制され、第１ウォーターポンプ３０内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。これにより、キャビテーション現象に起因する第１ウォーターポンプ３０の吐出量の低減を抑制できる。この点について図４を参照して説明する。図４では、この実施形態の冷却装置１における経路内の冷却水の圧力の変化を実線Ｌ１で示し、従来の冷却装置（例えば、図６参照）における経路内の冷却水の圧力の変化（一部のみ示す）を破線Ｌ２で示している。なお、図４の破線Ｌ２で示す冷却水の圧力の変化は、図７の実線Ｌ３で示す冷却水の圧力の変化と同じになっている。
【００４０】
図４に示すように、第１、第２ウォーターポンプ３０、４０により吐出された冷却水の圧力は、冷却装置１の経路内で、バッテリ１０内の圧損、ラジエータ２０内の圧損、冷却水循環通路５０内の圧損等によって徐々に低下する。第１、第２ウォーターポンプ３０、４０は、冷却装置１において、経路内で低下する冷却水の圧力を上昇させる（補う）役割を果たしている。
【００４１】
既に述べたように、バッテリ１０内の圧損は、ラジエータ２０内の圧損や、冷却水循環通路５０内の圧損よりも大きく、バッテリ１０の冷却水排出口１３での冷却水の圧力Ｐ１３は、冷却水導入口１２での冷却水の圧力Ｐ１２よりも低くなる。そして、バッテリ１０の下流側に配置される第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１での冷却水の圧力Ｐ３１は、冷却装置１の経路内での最低圧力となる可能性がある。
【００４２】
しかし、従来の冷却装置（図６参照）では、第１ウォーターポンプ１３０がバッテリ１１０よりも高い位置に配置されていた。このため、図４の破線Ｌ２で示すように、冷却水がバッテリ１１０の冷却水排出口１１３から第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達するまでに、冷却水の位置エネルギーが増大する分、冷却水の圧力がΔＰ１だけ低下していた。
【００４３】
これに対し、この実施形態では、図２に示すように、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている。このため、図４の実線Ｌ１で示すように、冷却装置１において、冷却水がバッテリ１０の冷却水排出口１３から第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１に到達するまでに、冷却水の位置エネルギーは増大しないので、従来の冷却装置よりも、冷却水の圧力の低下が抑制される。
【００４４】
したがって、この実施形態では、図４に示すように、冷却装置１の経路内での最低圧力、この場合、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１での冷却水の圧力Ｐ３１を、従来の冷却装置よりもΔＰ１だけ高くすることができる。ここで、冷却装置１において、第１ウォーターポンプ３０が、従来の冷却装置よりもΔＨ１（例えば図６参照）だけ低い位置に設けられているとすると、［ΔＰ１＝ρｇΔＨ１］の関係が成り立つ（ρは冷却水の密度、ｇは重力定数）。
【００４５】
そして、この実施形態では、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１での冷却水の圧力Ｐ３１が、従来の冷却装置よりもΔＰ１だけ上昇されるので、第１ウォーターポンプ３０内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。このように第１ウォーターポンプ３０内でキャビテーション現象を発生しにくくすることで、第１ウォーターポンプ３０の吐出量を増加させることができる。その結果、この実施形態によれば、冷却装置１において、バッテリ１０の冷却効率を、従来の冷却装置よりも向上させることができる。
【００４６】
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
【００４７】
上記実施形態では、バッテリ１０の外側に第１ウォーターポンプ３０を配置したが（図２参照）、これに限らず、第１ウォーターポンプ３０をバッテリ１０のバッテリケース１１に内蔵する構成としてもよい。この変形例について、図５を参照して説明する。
【００４８】
図５に示すように、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０のバッテリケース１１の内部に収容されている。そして、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１が、バッテリケース１１の内部に設けられた冷却水通路の排出部（図示省略）に接続されている。
【００４９】
この変形例によれば、バッテリケース１１によって第１ウォーターポンプ３０が覆われるので、第１ウォーターポンプ３０に対するチッピングや、泥かぶり、水かぶりなどを防ぐことができる。また、バッテリ１０の外側に第１ウォーターポンプ３０を設ける場合（図２参照）と比べて、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１と冷却水通路の排出部とを接続する冷却水循環通路５０を短縮または省略することができるので、冷却装置１の全体を小型化でき、さらに、バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０をフロアパネル６０に固定するためのブラケット等も小型化できる。
【００５０】
上述した冷却装置１のバッテリ１０、ラジエータ２０、および第１ウォーターポンプ３０の高さ位置の関係は一例であって、例えば、次のような変更が可能である。
【００５１】
上記実施形態では、鉛直方向において、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１から下端Ｈ３２までの範囲Ａ３全てが、バッテリ１０の上端Ｈ１１から下端Ｈ１２までの範囲Ａ１内に含まれている場合について説明した。しかし、これに限らず、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１から下端Ｈ３２までの範囲Ａ３の少なくとも一部が、鉛直方向において、バッテリ１０の上端Ｈ１１から下端Ｈ１２までの範囲Ａ１の一部と重なり合っていれば、バッテリ１０に対する第１ウォーターポンプ３０の高さ位置を変更することが可能である。
【００５２】
また、上記実施形態では、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている場合について説明したが、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０よりも低い位置に配置することも可能である。この場合、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１が、バッテリ１０の下端Ｈ１２よりも低くなるように、バッテリ１０に対する第１ウォーターポンプ３０の高さ位置が設定される。
【００５３】
なお、以上で述べたようなバッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０の高さ位置の関係を満たしていれば、第１ウォーターポンプ３０を車両１００のフロア下以外の場所に配置してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、バッテリ１０の上端Ｈ１１が、ラジエータ２０のロアタンク２２の下端Ｈ２２よりも低い位置に設けられた場合について説明した。しかし、これに限らず、バッテリ１０の下端Ｈ１２が、少なくとも、ラジエータ２０のロアタンク２２の下端Ｈ２２よりも低い位置に設けられていれば、ラジエータ２０に対するバッテリ１０の高さ位置を変更することが可能である。
【００５５】
図１に例示した冷却装置１や、上述したバッテリ１０の構成は一例であって、それ以外の構成を採用してもよい。例えば、第２ウォーターポンプ４０を省略して第１ウォーターポンプ３０のみを冷却装置に設ける構成としてもよい。また、モータ、インバータ等を冷却する冷却水通路や、リザーバなどを冷却装置に設ける構成としてもよい。
【００５６】
図３に例示したバッテリ１０や、フロアパネル６０の形状は一例であって、それ以外の形状を採用してもよい。また、バッテリ１０、第１ウォーターポンプ３０、およびフロアパネル６０の高さ位置の関係は一例であって、それ以外の構成を採用してもよい。例えば、バッテリ１０の上端Ｈ１１や、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１を、フロアパネル６０の下端Ｈ６２よりも低い位置に配置する構成としてもよい。
【００５７】
なお、車両用電池は、上述したようなバッテリだけに限らず、燃料電池等であってもよい。すなわち、本発明は、車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備える車両であれば、ハイブリッド自動車や、電気自動車だけに限らず、燃料電池自動車等にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備える車両において、ウォーターポンプにより、冷却水を車両用電池とラジエータとの間で循環させることによって車両用電池を冷却する水冷式の冷却装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 冷却装置
１０ バッテリ
２０ ラジエータ
３０ 第１ウォーターポンプ
４０ 第２ウォーターポンプ
６０ フロアパネル
１００ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や、電気自動車等では、動力源としてのモータや、モータジェネレータなどに電力を供給する車両用電池が搭載されている。車両用電池には、例えば、電力の充放電が可能なバッテリが用いられる。バッテリは、電力を充放電する際に発熱する。そのため、発熱によりバッテリが高温になると、バッテリの性能低下や、劣化を生じる可能性があり、バッテリの蓄電可能容量が減少し、寿命が短くなることが懸念される。
【０００３】
従来では、ウォーターポンプにより、冷却水をバッテリとラジエータとの間で循環させることによって、バッテリを効率的に冷却するようにした水冷式の冷却装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５２８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような水冷式の冷却装置では、例えば図６に示すように、バッテリ１１０→第１ウォーターポンプ１３０→ラジエータ１２０→第２ウォーターポンプ１４０（図７参照）→バッテリ１１０のような経路で冷却水が循環される。車両用電池としてのバッテリ１１０は、搭載スペースの制約上、例えば、車両のフロア下（フロアパネル１６０の下方）に配置される。この場合、図６に示すように、第１ウォーターポンプ１３０がバッテリ１１０よりも高い位置に配置されると、次のような問題が発生する可能性がある。
【０００６】
すなわち、バッテリ１１０の冷却水排出口１１３から流出した冷却水の圧力（経路内圧力）が、第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達するまでに低下するため、第１ウォーターポンプ１３０内でキャビテーション現象が発生する可能性がある。この点について以下に詳しく説明する。
【０００７】
バッテリ１１０は、例えば、バッテリケース１１１内に、積層され、互いに電気的に直列に接続された複数のバッテリセル（図示省略）を有する構成となっている。そして、バッテリケース１１１内の互いに隣接するバッテリセル間には、冷却水を流通させるための冷却水通路が形成されている。しかし、隣接するバッテリセルは、バッテリケース１１１内で僅かな隙間を隔てて配置されており、冷却水通路の断面積として僅かな断面積しか確保できないので、バッテリ１１０内の圧損は、ラジエータ１２０内の圧損よりも大きくなる。
【０００８】
そして、例えば図７に示すように、バッテリ１１０の冷却水排出口１１３での冷却水の圧力Ｐ１１３は、バッテリ１１０の冷却水導入口（図示省略）での冷却水の圧力Ｐ１１２よりも低くなる。これに加え、第１ウォーターポンプ１３０がバッテリ１１０よりも高い位置に配置される場合、冷却水の圧力は、冷却水がバッテリ１１０の冷却水排出口１１３から第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達するまでに、冷却水の位置エネルギーが増大する分だけ低くなる。そして、バッテリ１１０の下流側に配置される第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１での冷却水の圧力Ｐ１３１は、冷却装置の経路内での最低圧力となる可能性がある。図６、図７に示す例では、バッテリ１１０と第１ウォーターポンプ１３０との高低差ΔＨ１（図６）の位置エネルギーに相当する圧力ΔＰ１（図７）だけ、第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達する冷却水の圧力Ｐ１３１が低くなっている。
【０００９】
そして、第１ウォーターポンプ１３０内に圧力の低下した冷却水が流入すると、第１ウォーターポンプ１３０のインペラ部付近でキャビテーション現象が発生する可能性がある。このため、バッテリ冷却系では、第１ウォーターポンプ１３０内のインペラ部でキャビテーション現象が発生しないように、第１ウォーターポンプ１３０の吐出量を設定する必要がある。
【００１０】
本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、ウォーターポンプ内でのキャビテーション現象の発生を抑制することが可能な車両用電池の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、ウォーターポンプにより、冷却水を車両用電池とラジエータとの間で循環させることによって前記車両用電池を冷却する車両用電池の冷却装置であって、前記車両用電池は、前記ラジエータよりも低い位置に配置され、前記ウォーターポンプは、前記車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、ウォーターポンプを車両用電池と同等の高さ位置に配置する場合、鉛直方向において、ウォーターポンプの上端から下端までの範囲（領域）の少なくとも一部が、車両用電池の上端から下端までの範囲（領域）の一部と重なり合うように、車両用電池に対するウォーターポンプの高さ位置を設定すればよい。より好ましくは、鉛直方向において、ウォーターポンプの上端から下端までの範囲の全てが、車両用電池の上端から下端までの範囲内に含まれるように、車両用電池に対するウォーターポンプの高さ位置を設定すればよい。
【００１３】
また、ウォーターポンプを車両用電池よりも低い位置に配置する場合、ウォーターポンプの上端が、車両用電池の下端よりも低くなるように、車両用電池に対するウォーターポンプの高さ位置を設定すればよい。
【００１４】
一方、車両用電池を前記ラジエータよりも低い位置に配置する場合、車両用電池の下端が、少なくともラジエータの下端よりも低い位置に設けられるように、ラジエータに対する車両用電池の高さ位置を設定すればよい。
【００１５】
上記構成によれば、ウォーターポンプが車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されているので、車両用電池の冷却水排出口から流出した冷却水の圧力が、ウォーターポンプの吸込口に到達するまでに低下することが抑制され、ウォーターポンプ内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。このようにウォーターポンプ内でキャビテーション現象を発生しにくくすることで、ウォーターポンプの吐出量を増加させることができる。したがって、上記構成によれば、冷却装置において、車両用電池の冷却効率を、従来の場合よりも向上させることができる。
【００１６】
本発明において、前記ラジエータは、車両のグリル部に配置され、前記車両用電池およびウォーターポンプは、車両のフロア下に配置されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、車両走行時、グリル部から取り入れられる走行風によって、ラジエータ内の冷却水、言い換えれば、車両用電池との熱交換により温度上昇する冷却水を効率的に冷却できる。
【００１８】
ここで、前記ウォーターポンプを、前記車両用電池の下流側で前記ラジエータの上流側に配置することが好ましい。この場合、第２のウォーターポンプを、前記車両用電池の上流側で前記ラジエータの下流側にさらに備える構成とすることが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記ウォーターポンプは、前記車両用電池のケースに収容されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、車両用電池のケースによってウォーターポンプが覆われるので、ウォーターポンプに対するチッピングや、泥かぶり、水かぶりなどを防ぐことができる。また、車両用電池の外側にウォーターポンプを設ける場合と比べて、ウォーターポンプの吸込口と車両用電池の冷却水排出口とを接続する冷却水循環通路を短縮または省略することができるので、冷却装置の全体を小型化でき、さらに、車両用電池およびウォーターポンプをフロア下に固定するためのブラケット等も小型化できる。
【００２１】
本発明において、前記車両用電池は、例えば、電力を充放電可能なバッテリとすることが可能である。また、前記車両は、例えば、車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備えるハイブリッド自動車または電動自動車とすることが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両用電池の冷却装置によれば、ウォーターポンプが車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されているので、車両用電池の冷却水排出口から流出した冷却水の圧力が、ウォーターポンプの吸込口に到達するまでに低下することが抑制され、ウォーターポンプ内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。このようにウォーターポンプ内でキャビテーション現象を発生しにくくすることで、ウォーターポンプの吐出量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用電池の冷却装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】図１の冷却装置の車両用電池、ラジエータ、および第１ウォーターポンプの車両における配置の一例を示す側面図である。
【図３】車両用電池、第１ウォーターポンプ、およびフロアパネルを図２のＸ１−Ｘ１方向から見た図である。
【図４】図１の冷却装置における経路内の冷却水の圧力の変化を示す図である。
【図５】車両用電池のケース内に第１ウォーターポンプを収容させた変形例を示す側面図である。
【図６】従来の冷却装置の車両用電池、ラジエータ、およびウォーターポンプの車両における配置を示す図２対応図である。
【図７】従来の冷却装置における経路内の冷却水の圧力の変化を示す図４対応図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２５】
この実施形態では、本発明を、ハイブリッド自動車に搭載される車両用電池の冷却装置に適用した例について説明する。ハイブリッド自動車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、車両用電池から電力供給されるモータとを、動力源として備える。なお、動力源としてモータのみを備える電気自動車に搭載される車両用電池の冷却装置にも、本発明は適用可能である。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用電池の冷却装置の一例を模式的に示す図である。図２は、図１の冷却装置の車両用電池、ラジエータ、および第１ウォーターポンプの車両における配置の一例を示す側面図である。図３は、車両用電池、第１ウォーターポンプ、およびフロアパネルを図２のＸ１−Ｘ１方向から見た図である。
【００２７】
図１に示すように、車両用電池としてのバッテリ１０の冷却装置（単に「冷却装置」とも言う）１は、ラジエータ２０と、第１ウォーターポンプ３０と、第２ウォーターポンプ４０と、これら機器を接続する冷却水循環通路（冷却水配管）５０とを備えている。この冷却装置１では、第１、第２ウォーターポンプ３０、４０により、冷却水がバッテリ１０とラジエータ２０との間で循環されることによって、バッテリ１０の冷却が行われるようになっている。具体的には、冷却装置１において、冷却水は、バッテリ１０→第１ウォーターポンプ３０→ラジエータ２０→第２ウォーターポンプ４０→バッテリ１０のような経路で循環される。
【００２８】
バッテリ１０は、例えば、バッテリケース１１と、複数のバッテリセル（図示省略）とを有する構成となっている。バッテリケース１１は、略直方体形状に形成されており、このバッテリケース１１の内部に、複数のバッテリセルが収容されている。各バッテリセルは、略直方体形状で薄板形状に形成されている。複数のバッテリセルは、積層された状態でバッテリケース１１の内部に配置されており、図示しないバスバー等によって互いに電気的に直列に接続されている。バッテリセルは、例えば、リチウムイオン電池から構成されている。なお、バッテリセルは、電力を充放電可能な二次電池であれば特に限定されず、例えば、ニッケル水素電池であってもよい。
【００２９】
バッテリケース１１の内部において、バッテリケース１１とバッテリセルとの間、および、隣接するバッテリセル間には、冷却水が流通する冷却水通路１４（図１に破線で示す）が形成されている。また、バッテリケース１１には、バッテリケース１１内に冷却水通路１４に冷却水を導入するための冷却水導入口（入口）１２と、バッテリケース１１内の冷却水通路１４から冷却水を排出するための冷却水排出口（出口）１３とが形成されている。そして、バッテリケース１１内の冷却水通路１４に流通される冷却水によって、充放電に伴って温度上昇するバッテリ１０が冷却されるようになっている。
【００３０】
冷却水導入口１２は、冷却水循環通路５０を介して、バッテリ１０の上流側に配置された第２ウォーターポンプ４０の吐出口（出口）４２に接続されている。冷却水排出口１３は、冷却水循環通路５０を介して、バッテリ１０の下流側に配置された第１ウォーターポンプ３０の吸込口（入口）３１に接続されている。
【００３１】
ラジエータ２０は、例えば、ダウンフロータイプのものとされており、図２に示すように、アッパタンク２１とロアタンク２２との間にラジエータコア２３を備えた構成とされている。入口側のアッパタンク２１に流れ込んだ冷却水は、出口側のロアタンク２２に向けてラジエータコア２３の内部を流下する際に、外気（グリル部８０から導入される走行風や冷却ファンの駆動による送風）との熱交換によって外気に放熱することにより、冷却されるようになっている。ラジエータ２０のアッパタンク２１は、冷却水循環通路５０を介して、ラジエータ２０の上流側に配置された第１ウォーターポンプ３０の吐出口（出口）３２に接続されている。ロアタンク２２は、冷却水循環通路５０を介して、ラジエータ２０の下流側に配置された第２ウォーターポンプ４０の吸込口（入口）４１に接続されている。
【００３２】
第１、第２ウォーターポンプ３０、４０は、ともに電動式のウォーターポンプとされている。各ウォーターポンプ３０、４０は、図示しない制御装置によって回転数がそれぞれ制御され、これにより、各ウォーターポンプ３０、４０の冷却水の吐出量（吐出圧）がそれぞれ可変制御されるようになっている。
【００３３】
この実施形態では、図２に示すように、バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０は、車両１００のフロア下、つまり、フロアパネル６０の下方に配置されている。バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０は、図示しないブラケット等によってフロアパネル６０に支持されている。バッテリ１０は、第１ウォーターポンプ３０の前方に配置されており、バッテリ１０から第１ウォーターポンプ３０までの冷却水循環通路５０は、略水平に延びている。
【００３４】
より具体的には、図３に示すように、バッテリ１０（バッテリケース１１）は、車両前後方向（図２の左右方向）から見ると、車幅方向（図３の左右方向）の中央部１５が上方へ向けて突出された形状となっており、この中央部１５が車両前後方向に延びている。フロアパネル６０も同様に、車幅方向の中央部６１が上方に向けて突出された形状となっており、この中央部６１が車両前後方向に延びている。そして、フロアパネル６０の中央部６１の下方の空間（フロアトンネル）に、バッテリ１０の中央部１５が収容されている。また、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０の中央部１５の前方に配置されている。この場合、バッテリ１０の上端Ｈ１１が、フロアパネル６０の上端（中央部６１の上端）Ｈ６１よりも低い位置に配置されている。また、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１も、フロアパネル６０の上端Ｈ６１よりも低い位置に配置されている。
【００３５】
図２に示すように、ラジエータ２０は、車両１００のダッシュパネル７０の前方に配置されており、車両１００の最前端部のグリル部８０に設けられている。そして、車両１００の走行時、グリル部８０から取り入れられる走行風によって、ラジエータ２０のラジエータコア２３内の冷却水、言い換えれば、バッテリ１０との熱交換により温度上昇する冷却水が冷却されるようになっている。第１ウォーターポンプ３０からラジエータ２０のアッパタンク２１までの冷却水循環通路５０は、斜め上前方に向けて延びている。
【００３６】
そして、この実施形態では、図２に示すように、バッテリ１０がラジエータ２０よりも低い位置に配置されている。具体的には、バッテリ１０の上端Ｈ１１が、ラジエータ２０のロアタンク２２の下端Ｈ２２よりも低い位置に設けられている。
【００３７】
また、この実施形態では、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている。具体的には、鉛直方向（図２の上下方向）において、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１から下端Ｈ３２までの範囲（領域）Ａ３の全てが、バッテリ１０の上端Ｈ１１から下端Ｈ１２までの範囲（領域）Ａ１内に含まれている。
【００３８】
車両１００において、冷却装置１のバッテリ１０、ラジエータ２０、および第１ウォーターポンプ３０の高さ位置の関係が上記のように設定されているため、次のような効果が得られる。
【００３９】
すなわち、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されているので、バッテリ１０の冷却水排出口１３から流出した冷却水の圧力（経路内圧力）が、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１に到達するまでに低下することが抑制され、第１ウォーターポンプ３０内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。これにより、キャビテーション現象に起因する第１ウォーターポンプ３０の吐出量の低減を抑制できる。この点について図４を参照して説明する。図４では、この実施形態の冷却装置１における経路内の冷却水の圧力の変化を実線Ｌ１で示し、従来の冷却装置（例えば、図６参照）における経路内の冷却水の圧力の変化（一部のみ示す）を破線Ｌ２で示している。なお、図４の破線Ｌ２で示す冷却水の圧力の変化は、図７の実線Ｌ３で示す冷却水の圧力の変化と同じになっている。
【００４０】
図４に示すように、第１、第２ウォーターポンプ３０、４０により吐出された冷却水の圧力は、冷却装置１の経路内で、バッテリ１０内の圧損、ラジエータ２０内の圧損、冷却水循環通路５０内の圧損等によって徐々に低下する。第１、第２ウォーターポンプ３０、４０は、冷却装置１において、経路内で低下する冷却水の圧力を上昇させる（補う）役割を果たしている。
【００４１】
既に述べたように、バッテリ１０内の圧損は、ラジエータ２０内の圧損や、冷却水循環通路５０内の圧損よりも大きく、バッテリ１０の冷却水排出口１３での冷却水の圧力Ｐ１３は、冷却水導入口１２での冷却水の圧力Ｐ１２よりも低くなる。そして、バッテリ１０の下流側に配置される第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１での冷却水の圧力Ｐ３１は、冷却装置１の経路内での最低圧力となる可能性がある。
【００４２】
しかし、従来の冷却装置（図６参照）では、第１ウォーターポンプ１３０がバッテリ１１０よりも高い位置に配置されていた。このため、図４の破線Ｌ２で示すように、冷却水がバッテリ１１０の冷却水排出口１１３から第１ウォーターポンプ１３０の吸込口１３１に到達するまでに、冷却水の位置エネルギーが増大する分、冷却水の圧力がΔＰ１だけ低下していた。
【００４３】
これに対し、この実施形態では、図２に示すように、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている。このため、図４の実線Ｌ１で示すように、冷却装置１において、冷却水がバッテリ１０の冷却水排出口１３から第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１に到達するまでに、冷却水の位置エネルギーは増大しないので、従来の冷却装置よりも、冷却水の圧力の低下が抑制される。
【００４４】
したがって、この実施形態では、図４に示すように、冷却装置１の経路内での最低圧力、この場合、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１での冷却水の圧力Ｐ３１を、従来の冷却装置よりもΔＰ１だけ高くすることができる。ここで、冷却装置１において、第１ウォーターポンプ３０が、従来の冷却装置よりもΔＨ１（例えば図６参照）だけ低い位置に設けられているとすると、［ΔＰ１＝ρｇΔＨ１］の関係が成り立つ（ρは冷却水の密度、ｇは重力定数）。
【００４５】
そして、この実施形態では、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１での冷却水の圧力Ｐ３１が、従来の冷却装置よりもΔＰ１だけ上昇されるので、第１ウォーターポンプ３０内でキャビテーション現象が発生することを抑制できる。このように第１ウォーターポンプ３０内でキャビテーション現象を発生しにくくすることで、第１ウォーターポンプ３０の吐出量を増加させることができる。その結果、この実施形態によれば、冷却装置１において、バッテリ１０の冷却効率を、従来の冷却装置よりも向上させることができる。
【００４６】
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
【００４７】
上記実施形態では、バッテリ１０の外側に第１ウォーターポンプ３０を配置したが（図２参照）、これに限らず、第１ウォーターポンプ３０をバッテリ１０のバッテリケース１１に内蔵する構成としてもよい。この変形例について、図５を参照して説明する。
【００４８】
図５に示すように、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０のバッテリケース１１の内部に収容されている。そして、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１が、バッテリケース１１の内部に設けられた冷却水通路の排出部（図示省略）に接続されている。
【００４９】
この変形例によれば、バッテリケース１１によって第１ウォーターポンプ３０が覆われるので、第１ウォーターポンプ３０に対するチッピングや、泥かぶり、水かぶりなどを防ぐことができる。また、バッテリ１０の外側に第１ウォーターポンプ３０を設ける場合（図２参照）と比べて、第１ウォーターポンプ３０の吸込口３１と冷却水通路の排出部とを接続する冷却水循環通路５０を短縮または省略することができるので、冷却装置１の全体を小型化でき、さらに、バッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０をフロアパネル６０に固定するためのブラケット等も小型化できる。
【００５０】
上述した冷却装置１のバッテリ１０、ラジエータ２０、および第１ウォーターポンプ３０の高さ位置の関係は一例であって、例えば、次のような変更が可能である。
【００５１】
上記実施形態では、鉛直方向において、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１から下端Ｈ３２までの範囲Ａ３全てが、バッテリ１０の上端Ｈ１１から下端Ｈ１２までの範囲Ａ１内に含まれている場合について説明した。しかし、これに限らず、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１から下端Ｈ３２までの範囲Ａ３の少なくとも一部が、鉛直方向において、バッテリ１０の上端Ｈ１１から下端Ｈ１２までの範囲Ａ１の一部と重なり合っていれば、バッテリ１０に対する第１ウォーターポンプ３０の高さ位置を変更することが可能である。
【００５２】
また、上記実施形態では、第１ウォーターポンプ３０がバッテリ１０と同等の高さ位置に配置されている場合について説明したが、第１ウォーターポンプ３０は、バッテリ１０よりも低い位置に配置することも可能である。この場合、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１が、バッテリ１０の下端Ｈ１２よりも低くなるように、バッテリ１０に対する第１ウォーターポンプ３０の高さ位置が設定される。
【００５３】
なお、以上で述べたようなバッテリ１０および第１ウォーターポンプ３０の高さ位置の関係を満たしていれば、第１ウォーターポンプ３０を車両１００のフロア下以外の場所に配置してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、バッテリ１０の上端Ｈ１１が、ラジエータ２０のロアタンク２２の下端Ｈ２２よりも低い位置に設けられた場合について説明した。しかし、これに限らず、バッテリ１０の下端Ｈ１２が、少なくとも、ラジエータ２０のロアタンク２２の下端Ｈ２２よりも低い位置に設けられていれば、ラジエータ２０に対するバッテリ１０の高さ位置を変更することが可能である。
【００５５】
図１に例示した冷却装置１や、上述したバッテリ１０の構成は一例であって、それ以外の構成を採用してもよい。例えば、第２ウォーターポンプ４０を省略して第１ウォーターポンプ３０のみを冷却装置に設ける構成としてもよい。また、モータ、インバータ等を冷却する冷却水通路や、リザーバなどを冷却装置に設ける構成としてもよい。
【００５６】
図３に例示したバッテリ１０や、フロアパネル６０の形状は一例であって、それ以外の形状を採用してもよい。また、バッテリ１０、第１ウォーターポンプ３０、およびフロアパネル６０の高さ位置の関係は一例であって、それ以外の構成を採用してもよい。例えば、バッテリ１０の上端Ｈ１１や、第１ウォーターポンプ３０の上端Ｈ３１を、フロアパネル６０の下端Ｈ６２よりも低い位置に配置する構成としてもよい。
【００５７】
なお、車両用電池は、上述したようなバッテリだけに限らず、燃料電池等であってもよい。すなわち、本発明は、車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備える車両であれば、ハイブリッド自動車や、電気自動車だけに限らず、燃料電池自動車等にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備える車両において、ウォーターポンプにより、冷却水を車両用電池とラジエータとの間で循環させることによって車両用電池を冷却する水冷式の冷却装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 冷却装置
１０ バッテリ
２０ ラジエータ
３０ 第１ウォーターポンプ
４０ 第２ウォーターポンプ
６０ フロアパネル
１００ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォーターポンプにより、冷却水を車両用電池とラジエータとの間で循環させることによって前記車両用電池を冷却する車両用電池の冷却装置であって、
前記車両用電池は、前記ラジエータよりも低い位置に配置され、前記ウォーターポンプは、前記車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記ラジエータは、車両のグリル部に配置され、前記車両用電池およびウォーターポンプは、車両のフロア下に配置されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記ウォーターポンプは、前記車両用電池の下流側で前記ラジエータの上流側に配置されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記車両用電池の上流側で前記ラジエータの下流側には、第２のウォーターポンプがさらに備えられていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記ウォーターポンプは、前記車両用電池のケースに収容されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両用電池の冷却装置において、
前記車両用電池は、電力を充放電可能なバッテリであることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両用電池の冷却装置において、
前記車両は、ハイブリッド自動車または電動自動車であって、前記車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備えていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項１】
ウォーターポンプにより、冷却水を車両用電池とラジエータとの間で循環させることによって前記車両用電池を冷却する車両用電池の冷却装置であって、
前記車両用電池は、前記ラジエータよりも低い位置に配置され、前記ウォーターポンプは、前記車両用電池よりも低い位置または同等の高さ位置に配置されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記ラジエータは、車両のグリル部に配置され、前記車両用電池およびウォーターポンプは、車両のフロア下に配置されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記ウォーターポンプは、前記車両用電池の下流側で前記ラジエータの上流側に配置されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記車両用電池の上流側で前記ラジエータの下流側には、第２のウォーターポンプがさらに備えられていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の車両用電池の冷却装置において、
前記ウォーターポンプは、前記車両用電池のケースに収容されていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両用電池の冷却装置において、
前記車両用電池は、電力を充放電可能なバッテリであることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両用電池の冷却装置において、
前記車両は、ハイブリッド自動車または電動自動車であって、前記車両用電池から電力供給されるモータを動力源として備えていることを特徴とする車両用電池の冷却装置。
【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２０１３−１０７４２０（Ｐ２０１３−１０７４２０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１７７７（Ｐ２０１１−２５１７７７）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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