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WO2011074335A1 - 蓄電装置の冷却構造 - Google Patents

蓄電装置の冷却構造 Download PDF

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Publication number
WO2011074335A1
WO2011074335A1 PCT/JP2010/069280 JP2010069280W WO2011074335A1 WO 2011074335 A1 WO2011074335 A1 WO 2011074335A1 JP 2010069280 W JP2010069280 W JP 2010069280W WO 2011074335 A1 WO2011074335 A1 WO 2011074335A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage device
power storage
cover
cooling structure
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/069280
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓詞 高坂
秉周 李
良明 高橋
徹 栗林
英久 目代
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to RU2012129960/11A priority Critical patent/RU2505425C1/ru
Priority to BR112012014434A priority patent/BR112012014434A2/pt
Priority to US13/512,216 priority patent/US8684118B2/en
Priority to CN201080056434.3A priority patent/CN102652073B/zh
Priority to JP2011546031A priority patent/JP5475008B2/ja
Priority to DE112010004795.2T priority patent/DE112010004795B4/de
Publication of WO2011074335A1 publication Critical patent/WO2011074335A1/ja

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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a cooling structure for a power storage device, and more particularly to a cooling structure for a power storage device for a vehicle mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle.
  • hybrid vehicles and electric vehicles have been widely put into practical use.
  • Such a hybrid vehicle is equipped with a large-capacity power storage device that supplies electric power to an electric motor or the like.
  • a battery that can be repeatedly charged and discharged is used for the power storage device, and heat is radiated each time the battery is charged and discharged.
  • the air in the passenger compartment cooled by the air conditioner is supplied via the intake duct (cooling air passage) to cool the battery.
  • the intake port of the intake duct is disposed relatively near the battery. For example, it is conceivable to provide an air inlet in the garnish next to the rear seat or in the rear seat itself.
  • Patent Document 1 when a battery is mounted on the floor surface of the luggage space in a so-called hatchback vehicle or wagon vehicle, a tonneau cover is disposed so that the intake port is not blocked by the loaded luggage. It is disclosed that an intake port is provided in a luggage side rim shelf located above the position.
  • the present invention has been made in view of such a background, and even when mounted on a small vehicle having a short distance from the rear seat to the rear end of the vehicle, while ensuring a living space in the vehicle interior,
  • An object is to provide a cooling structure with good cooling efficiency.
  • a cooling structure for a power storage device has a cooling air passage having an intake port that is opened in a vehicle compartment and extending between the intake port and the power storage device in order to cool a power storage device mounted on a vehicle. And a cover that is disposed so as to cover the intake port and has a hole that communicates the vehicle interior with the cooling air passage, and is positioned obliquely behind the rear seat in the vehicle interior. It is characterized in that the intake port is arranged so that the opening inclines toward the vehicle interior side at one side portion of the vehicle interior behind the pillar in the vicinity.
  • the air intake is disposed on one side of the rear passenger compartment close to the pillar located obliquely behind the rear seat, the presence of the air intake does not affect the living space in the passenger compartment. Furthermore, even when the distance between the rear seat and the rear end of the vehicle is a small vehicle, the air intake can be arranged with good appearance. Further, since the intake sound of the cooling air sucked into the cooling air passage from the passenger compartment through the hole of the cover is blocked by the pillars, the noise heard by the passenger seated in the rear seat is reduced.
  • the cooling air in the vehicle interior is not sufficiently introduced into the cooling air passage due to being disturbed by the pillar, but in the cooling structure of the present invention, the opening is inclined toward the vehicle interior side. An air inlet is provided. Thereby, the cooling air in the vehicle interior can be sufficiently introduced into the cooling air passage, and the cooling efficiency of the power storage device is improved.
  • the passenger compartment of the present invention includes a cargo compartment that is continuous with the passenger compartment.
  • the cover is provided on a horizontal surface portion of a garnish that supports the windshield behind the pillar, and the hole is formed in the horizontal surface of the cover. In this case, the cover and the hole can be easily provided.
  • the pillar portion located in front of the cover is cut out.
  • the cooling air in the passenger compartment can be further introduced into the cooling air passage, and the cooling efficiency of the power storage device is further improved.
  • the cooling air passage is disposed along the upper surface of the floor panel so as to pass through one side portion of the vehicle interior, and a heat insulating material is disposed around the cooling air passage.
  • the cooling air passage does not protrude into the vehicle interior, a sufficient living space in the vehicle interior can be secured. Furthermore, even when the temperature around the cooling air passage is high, the heat transfer from the outside to the inside of the cooling air passage is suppressed, and the temperature rise of the cooling air passing through the cooling air passage is suppressed. The cooling efficiency is further improved.
  • a cross-sectional area of the cooling air passage increases from the air inlet to the power storage device. In this case, the pressure loss (flow resistance) of the cooling air in the cooling air passage can be reduced, and the cooling efficiency of the power storage device is further improved.
  • the cooling air passage is provided so as to connect the intake port and the power storage device with the shortest distance.
  • the pressure loss of the cooling air in the cooling air passage can be reduced, and the cooling efficiency of the power storage device is further improved.
  • the cover is positioned away from the intake port, and another hole for communicating the vehicle interior and the cooling air passage is formed on a vehicle inner side surface of the cover.
  • the cooling air can be introduced into the cooling air passage from the vehicle interior side via the hole, and the cooling efficiency of the power storage device is further improved.
  • the pillar portion positioned in front of the cover is notched so as to be inclined rearward.
  • the cooling air in the passenger compartment can be further introduced into the cooling air passage while ensuring the strength of the pillar, and the cooling efficiency of the power storage device is further improved.
  • the heat insulating material is a non-woven fabric and is bonded to the cooling air passage using ultrasonic welding.
  • the heat insulating material can be bonded without leaving adhesion marks inside the cooling air passage or without a hole in the cooling air passage, and the intake noise does not increase.
  • a vehicle 1 is a hybrid vehicle including an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and an electric motor (motor / generator) as a power generation source.
  • the vehicle 1 is configured to be able to drive an axle through a power transmission device (transmission) with the power of an internal combustion engine and / or an electric motor. Further, the vehicle 1 is configured to transmit power from the internal combustion engine and / or the axle to the electric motor so that the regenerative operation can be performed by the electric motor.
  • the vehicle 1 is a small hatchback vehicle equipped with a flip-up rear door (hatch) and a flip-up rear window (glass hatch), and is mainly equipped with a passenger compartment 2 and a luggage compartment.
  • This is a two-box vehicle that is not separated from the cargo space 3 that is a space to be used.
  • the vehicle 1 includes a front seat 4 and a rear seat 5 in which passengers can be seated in a passenger compartment 2, and corresponding to the front seat 4 and the rear seat 5.
  • a door for the rear seat and a door for the rear seat are provided.
  • the luggage compartment 3 is disposed behind the rear seat 5.
  • both the compartment 2 including the luggage compartment 3 in the compartment 2 are collectively referred to as the compartment 2.
  • a plurality of pillars (supports) that support the roof and the roof panel and constitute the cabin are provided on both the left and right sides of the vehicle 1.
  • an A pillar 6 also called a front pillar
  • a B pillar 7 also called a center pillar
  • a C pillar 8 also called a quarter pillar
  • a D pillar 9 also called a rear pillar or a tail gate pillar are provided in order from the front.
  • a front glass (front windshield) 10 is provided on the front side of the A pillars 6 on both sides, and a rear water glass (rear water windshield) 11 is provided between the C pillars 8 and the D pillars 9 on both sides.
  • the A pillar 6 is between the windshield 10 and the front seat door
  • the B pillar 7 is between the front seat door and the rear seat door
  • the C pillar 8 is the rear seat door door glass and the rear. Each is located between the quarter glass 11.
  • an air conditioner (air conditioner) 12 for introducing a temperature-controlled airflow toward the rear in the passenger compartment 2 is disposed in the instrument panel.
  • the cooling structure of the power storage device is for cooling an intelligent power unit (hereinafter referred to as “IPU”) 13 mounted on the vehicle 1, and is opened in the passenger compartment 2. And an intake duct 15 extending between the intake opening 14 and the IPU 13 and a hole 16a (see FIG. 5) that is disposed so as to cover the intake opening 14 and communicates between the interior of the passenger compartment 2 and the intake duct 15. 2) is formed.
  • IPU intelligent power unit
  • the IPU 13 is electrically connected to the electric motor and includes a battery (DC power supply, secondary battery) as a power storage device and a power control unit (hereinafter referred to as “PCU”).
  • the IPU 13 is disposed below the floor board 17 in the luggage compartment 3 and above the floor panel 18.
  • the battery is composed of a battery module in which a plurality of battery cells such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are connected in series.
  • the PCU is, for example, a power drive unit (hereinafter referred to as “PDU”), voltage conversion, etc.
  • the PDU is a motor drive circuit.
  • the voltage conversion unit includes an inverter that performs DC / AC voltage conversion between the electric motor and the battery, and a DC / DC converter that performs step-up / step-down of the AC voltage.
  • the ECU is electrically connected to each component of the vehicle 1 such as a PDU, an internal combustion engine, an electric motor, and a power transmission device, and controls these components.
  • the ECU is an electronic circuit unit including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an interface circuit, and the like.
  • the temperature of the IPU 13 rises due to heat generated by the chemical reaction of the battery cells, Joule heat, and heat generated by a heating element called a power semiconductor included in the PCU.
  • a heating element called a power semiconductor included in the PCU.
  • the battery in the IPU 13 has an adverse effect such as performance deterioration or shortening of the life, and thus needs to be cooled. Therefore, air in the passenger compartment 2 having a relatively low temperature or cooled air supplied from the air conditioner (hereinafter referred to as “cooling air”) is introduced into the IPU 13 through the cover 16 and the intake duct 15. By doing so, the IPU 13 is cooled.
  • an exhaust duct is provided as an air passage for discharging the air whose temperature has increased in the IPU 13 to the outside of the vehicle 1.
  • the exhaust duct is provided with a retractable fan that sucks air from the IPU 13 side, for example, a sirocco fan.
  • a push-type fan that supplies cooling air toward the IPU 13 may be provided in the intake duct 15.
  • the intake duct 15 is a cooling air passage for taking cooling air in the passenger compartment 2 as cooling air from the intake port 14 through the hole 16a of the cover 16 and sending it to the IPU 13.
  • the intake duct 15 is configured from a single member made of resin or a plurality of members connected to each other.
  • the intake duct 15 is a tubular member having a substantially circular cross-sectional outer shape, and an opening located at one end thereof is an intake port 14.
  • the air inlet 14 is disposed on one side in the rear compartment 2 adjacent to the C pillar 8.
  • the opening located at the other end of the intake duct 15 is connected to the casing of the IPU 13.
  • the cross-sectional outer shape of the intake duct 15 is not limited to a substantially circular shape, and may be an appropriate shape such as an elliptical shape, a rectangular shape, or a polygonal shape other than the rectangular shape.
  • the air in the exhaust duct is discharged out of the vehicle 1.
  • an air flow as indicated by an arrow in FIG. 1 is generated in the intake duct 15, and the cooling air in the passenger compartment 2 is supplied to the IPU 13 through the cover 16 and the intake duct 15, and is supplied from a battery in the IPU 13.
  • the IPU 13 is cooled by taking away the generated heat.
  • the cover 16 is disposed on one side in the rear compartment 2 close to the C pillar 8 so as to cover the air inlet 14.
  • the cover 16 is incorporated in a part of a rear quarter garnish 19 that is a resin-made interior component that supports the rear water glass 11 so as to cover the air inlet 14.
  • the cover 16 has a substantially horizontal horizontal plane wall 16b facing the inside of the passenger compartment 2, and is disposed with a gap between the horizontal plane wall 16b and the intake port.
  • a hole 16a that allows communication between the interior of the passenger compartment 2 and the intake duct 15 is formed so as to penetrate from the front surface to the back surface.
  • a large number of rectangular holes 16a are arranged in a lattice pattern.
  • the number of holes 16a may be one or a small number, and may be formed in an appropriate shape such as a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape other than a rectangular shape.
  • the air inlet 14 and the cover 16 are arranged on one side in the rear compartment 2 close to the C pillar 8, the distance between the rear seat 5 and the rear end of the vehicle 1 is a small vehicle.
  • the cover 16 and the air inlet 14 can be arranged with a good appearance and a good appearance.
  • the intake port 14 is arranged behind the C pillar 8, the intake sound of the cooling air sucked into the intake duct 15 is blocked by the C pillar 8 to be soundproofed, so that an occupant seated in the rear seat 5 can hear it. Noise is reduced.
  • the intake port 14 is arranged behind the C pillar 8, there is a possibility that the cooling air in the passenger compartment 2 is not sufficiently introduced into the intake duct 15 due to the C pillar 8. Therefore, the intake port 14 is configured as an opening formed so as to be inclined toward the inside of the passenger compartment 2 from above. Thereby, the cooling air in the passenger compartment 2 can be sufficiently introduced into the intake duct 15.
  • the portion of the C pillar 8 located in front of the cover 16 is cut away.
  • the notch 8a is formed so that the C pillar 8 is inclined rearward. Thereby, since the cooling air flows along the notch 8a, the cooling air can be further introduced into the intake duct 15.
  • the C-pillar 8 located in front of the cover 16 is formed on the portion of the C pillar 8 so that the vehicle inner portion is uniformly thinned.
  • a notch may be formed.
  • a cutout may be formed only in a part of the inner side portion of the C pillar 8 on the rear side of the vehicle 1.
  • the intake duct 15 is curved as a whole in consideration of mounting on the vehicle 1, but the intake port 14 and the IPU 13 are connected at the shortest distance as much as possible, and a sharp bent portion is present. It is formed so as to extend as straight as possible. Specifically, the intake duct 15 extends downward from the intake port 14 so as to pass through one side of the vehicle 1, and then extends along the upper surface of the floor panel 17.
  • the intake duct 15 does not protrude into the passenger compartment 2, a sufficient living space in the passenger compartment 2 can be secured. Furthermore, the pressure loss (flow resistance) of the cooling air can be reduced, and the IPU 13 can be cooled more efficiently.
  • the intake duct 15 is formed so that its cross-sectional area increases from the intake port 14 to the IPU 13. Thereby, the pressure loss (flow resistance) of cooling air can be further reduced, and the IPU 13 can be cooled more efficiently.
  • a heat insulating material 20 made of glass fiber, non-woven fabric, or the like is disposed around the outer surface of the intake duct 15 to insulate between the space in the intake duct 15 and the space around the intake duct 15.
  • Thinsulate (registered trademark, manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), which is a non-woven heat insulating material obtained by reinforcing ultrafine fibers of polypropylene (PP) with polyester fibers, is used. And the intake duct 15 and the heat insulating material 20 are adhere
  • the cover 16A is formed with a side wall 16c located on the vehicle interior side side through another hole 16d that allows the interior of the vehicle compartment 2 and the intake duct 15 to communicate from the front surface to the back surface.
  • a large number of rectangular holes 16d are arranged in a lattice pattern. Thereby, cooling air can be introduced into the intake duct 15 also from the inside of the passenger compartment 2.
  • the number of holes 16d may be one or a small number, and may be formed in an appropriate shape such as a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape other than a rectangular shape. Further, the portion where the hole 16a is formed and the portion where the hole 16d is formed may be continuous.
  • the power storage device cooling structure according to the embodiment of the present invention has been described above, but the power storage device cooling structure according to the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and can be variously modified as appropriate.
  • the cooling structure of the power storage device is mounted on the vehicle 1 that is a hybrid vehicle.
  • vehicle on which the cooling structure for the power storage device according to the present invention is mounted is not limited to this, and may be an electric vehicle or a fuel cell vehicle.
  • the power storage device is not limited to the IPU 13.
  • the battery may be cooled.
  • the capacitor may be cooled instead of the battery or together with the battery.

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Abstract

　後部座席と車両後端部までの距離が短い小型車に搭載する場合であっても、車室内の居住空間を確保しながら、蓄電装置の冷却効率が良好な冷却構造を提供する。　バッテリは、車両（１）に搭載されるＩＰＵ（１３）に含まれる。バッテリの冷却構造は、車室（２）内に開口された吸気口（１４）を有し、吸気口（１４）とＩＰＵ（１３）との間で延びる吸気ダクト（１５）と、吸気口（１４）を覆うように配置され、車室（２）内と吸気ダクト（１５）とを連通させる孔（１６ａ）が形成されたカバー（１６）とを備える。吸気口（１４）は、後部座席（５）斜め後方に位置するＣピラー（８）に近接する後方の車室（２）内一側部において、車室（２）内側に向けて開口が傾斜するように配置される。

Description

蓄電装置の冷却構造
　本発明は、蓄電装置の冷却構造、特にハイブリッド車両や電気自動車に搭載される車両用蓄電装置の冷却構造に関する。
　近年、ハイブリッド車両や電気自動車が広く実用化されている。このようなハイブリッド車両などには、電動機などに電力を供給する大容量の蓄電装置が搭載されている。蓄電装置には繰り返し充放電可能なバッテリが使用されており、充放電のたびに放熱が生じる。
　バッテリの温度が上昇すると、性能劣化や短寿命化などの悪影響が生じるという問題が生じる。また、バッテリの温度が上昇すると、パワーセーブ機能が作動し、バッテリから出力される動力が制限され、車両の動力性能が損なわれるという問題が生じる。さらに、バッテリの温度が上昇すると、バッテリ冷却用ファンの動作頻度が高まり、車室内の空調性能が損なわれるという問題が生じる。
　そこで、従来から、バッテリの温度上昇を抑制するために、吸気ダクト（冷却風通路）を介してエアコンディショナーで冷却された車室内の空気を供給し、バッテリの冷却を行うことがあった。一般的に、省スペースと冷却効率の観点から、吸気ダクトの吸気口はバッテリの比較的近傍に配置される。例えば、後部座席横のガーニッシュや後部座席自体に吸気口を設けることが考えられる。
　なお、特許文献１には、いわゆるハッチバック車やワゴン車などでラゲージスペースの床面にバッテリを搭載する場合、積載される荷物により吸気口が塞がれることがないように、トノカバーが配置される位置より上側に位置するラゲージサイドリム棚部に吸気口を設けることが開示されている。
特許第４１１４４７８号公報
　しかしながら、小型車の場合、後部座席横のガーニッシュや後部座席自体に吸気口を設けると、後部座席が狭くなり、車室内の居住空間を十分に確保することができない。
　また、特許文献１に開示された構成を小型車に適用した場合、後部座席と車両後端部までの距離が短いので、後部座席斜め後方のＣピラーと吸気口との間隔を十分に確保することができない。このような場合、Ｃピラーの近接する後方に吸気口を設けると、Ｃピラーに邪魔されて、吸気口から十分な冷却空気が導入されず、バッテリの冷却効率が悪化するという問題が生じる。
　本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、後部座席と車両後端部までの距離が短い小型車に搭載する場合であっても、車室内の居住空間を確保しながら、蓄電装置の冷却効率が良好な冷却構造を提供することを目的とする。
　本発明の蓄電装置の冷却構造は、車両に搭載される蓄電装置を冷却するために、車室内に開口された吸気口を有し、該吸気口と前記蓄電装置との間で延びる冷却風通路と、前記吸気口を覆うように配置され、前記車室内と前記冷却風通路とを連通させる孔が形成されたカバーとを備えた冷却構造であって、前記車室内で後部座席斜め後方に位置するピラーに近接する後方の車室内一側部において、前記吸気口を車室内側に向けて開口が傾斜するように配置したことを特徴とする。
　本発明によれば、吸気口を後部座席斜め後方に位置するピラーに近接する後方の車室内一側部に配置したので、吸気口の存在が車室内の居住空間に影響を及ばさない。さらに、後部座席と車両後端部までの距離が短い小型車の場合であっても、吸気口を見栄え良く配置することができる。さらに、車室内からカバーの孔を通って冷却風通路に吸い込まれる冷却空気の吸気音が前記ピラーにより遮断されて防音されるので、後部座席に着座する乗員が聴感する騒音が低減される。
　このとき、前記ピラーに邪魔されて、車室内の冷却空気が冷却風通路内に十分に導入されないおそれがあるが、本発明の冷却構造では、車室内側に向けて開口が傾斜するようにして吸気口を設けている。これにより、車室内の冷却空気を冷却風通路内に十分に導入でき、蓄電装置の冷却効率が良好となる。なお、本発明の車室には、車室と連続する荷室も含まれる。
　また、本発明において、前記ピラー後方のウインドシールドを支持するガーニッシュの水平面部に前記カバーを設け、該カバーの水平面に前記孔を形成することが好ましい。この場合、当該カバー及び孔を簡易に設けることができる。
　また、本発明において、前記カバーの前方に位置する前記ピラーの部分を切り欠くことが好ましい。この場合、車室内の冷却空気を冷却風通路内にさらに導入でき、蓄電装置の冷却効率がさらに良好なものとなる。
　また、本発明において、前記冷却風通路を、フロアパネル上面に沿い、前記車室内の一側部を通るよう配設すると共に、前記冷却風通路の周りに断熱材を配設することが好ましい。
　この場合、冷却風通路が車室内に突出しないので、車室内の居住空間を十分に確保することができる。さらに、冷却風通路周りの温度が高い場合であっても、冷却風通路の外側から内側への伝熱を抑え、冷却風通路内を通過する冷却風の温度上昇が抑制されるので、蓄電装置の冷却効率がさらに良好なものとなる。
　また、本発明において、前記冷却風通路の断面積が、前記吸気口から前記蓄電装置にかけて拡大することが好ましい。この場合、冷却風通路内の冷却空気の圧力損失（流れ抵抗）を低減でき、蓄電装置の冷却効率がさらに良好なものとなる。
　また、本発明において、前記冷却風通路を、前記吸気口と前記蓄電装置との間を最短距離で結ぶように設けることが好ましい。この場合、冷却風通路内の冷却空気の圧力損失を低減でき、蓄電装置の冷却効率がさらに良好なものとなる。ただし、冷却風通路は、車両への搭載を考慮して設ける必要がある。
　また、本発明において、前記カバーを前記吸気口から離して位置させ、前記カバーの車両内側側面に、前記車室内と前記冷却風通路とを連通させる別の孔を形成することが好ましい。この場合、当該孔を介して車室内側側からも冷却空気を冷却風通路内に導入でき、蓄電装置の冷却効率がさらに良好なものとなる。
　また、本発明において、前記カバーの前方に位置する前記ピラーの部分を後方に向けて傾斜するように切り欠くことが好ましい。この場合、ピラーの強度を確保しながら、車室内の冷却空気を冷却風通路内にさらに導入でき、蓄電装置の冷却効率がさらに良好なものとなる。
　また、本発明において、前記断熱材は、不織布であり、超音波溶着を用いて前記冷却風通路に接着されていることが好ましい。この場合、冷却風通路の内側に接着痕が残存することや冷却風通路に穴が開くことなく断熱材を接着でき、吸気音が増加しない。
本発明の実施形態に係る蓄電装置の冷却構造を搭載した車両を示す説明図。 カバー周辺を示す斜視図。 カバー周辺を示す縦断面図。 カバー周辺を示す概略水平断面図。 本発明の別の実施形態に係る蓄電装置の冷却構造のカバー周辺を示す斜視図。
　以下、本発明の実施形態に係る蓄電装置の冷却構造を搭載した車両１について説明する。
　図１において、車両１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及び電動機（モータ・ジェネレータ）を動力発生源として備えるハイブリッド車両である。この車両１は、内燃機関及び／又は電動機の動力を動力伝達装置（トランスミッション）を介して、車軸を駆動可能に構成されている。また、車両１は、内燃機関及び／又は車軸からの動力を電動機に伝達して、電動機により回生動作可能に構成されている。
　車両１は、ここでは、跳ね上げ式後部ドア（ハッチ）や跳ね上げ式後部窓（ガラスハッチ）を備えた小型のハッチバック車両であり、乗員が搭乗するスペースである車室２と主として荷物を搭載するスペースである荷室３とが隔てられていない２ボックス車である。
　車両１は、車室２内に乗員が着座可能な前部座席４及び後部座席５を備え、これら前部座席４及び後部座席５に対応して、図示しないが、それぞれ窓部を備えた前部座席用ドア及び後部座席用ドアが設けられている。そして、荷室３は、後部座席５の後方に配置されている。なお、以下では、車室２に荷室３を含めて両室を併せて車室２と呼ぶ。
　車両１の車体左右両側には、ルーフ及びルーフパネルを支えキャビンを構成する複数のピラー（支柱）が設けられている。ここでは、ピラーとして、前から順に、フロントピラーとも呼ばれるＡピラー６、センターピラーとも呼ばれるＢピラー７、クォーターピラーとも呼ばれるＣピラー８、リアピラー又はテールゲートピラーとも呼ばれるＤピラー９が設けられている。
　両側のＡピラー６の前側にはフロントガラス（フロントウインドシールド)１０が設けられ、両側のＣピラー８とＤピラー９との間にはリアクウォータガラス（リアクウォータウインドシールド)１１が設けられている。そして、Ａピラー６はフロントガラス１０と前部座席用ドアとの間、Ｂピラー７は前部座席用ドアと後部座席用ドアとの間、Ｃピラー８は後部座席用ドアのドアガラスとリアクウォータガラス１１との間にそれぞれ位置している。
　さらに、温度調節された気流を車室２内後方に向けて導入する空調装置（エアコンディショナー）１２が、インストルメントパネル内に配置されている。
　本発明の実施形態に係る蓄電装置の冷却構造は、車両１に搭載されるインテリジェント・パワー・ユニット（以下、「ＩＰＵ」という）１３を冷却するためのものであり、車室２内に開口された吸気口１４を有し、この吸気口１４とＩＰＵ１３との間で延びる吸気ダクト１５と、吸気口１４を覆うように配置され、車室２内と吸気ダクト１５とを連通させる孔１６ａ（図２参照）が形成されたカバー１６とを備えている。
　ＩＰＵ１３は、前記電動機に電気的に接続されており、蓄電装置であるバッテリ（直流電源、二次電池）とパワー・コントロール・ユニット（以下、「ＰＣＵ」という）とから構成されている。ＩＰＵ１３は、荷室３のフロアボード１７の下方、かつフロアパネル１８の上方に配置されている。
　バッテリは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの電池セルを複数直列に接続した電池モジュールから構成されている
　ＰＣＵは、例えば、パワー・ドライブ・ユニット（以下、「ＰＤＵ」という）、電圧変換ユニット、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）等から構成されている。ＰＤＵは、電動機の駆動回路である。電圧変換ユニットは、電動機とバッテリとの間において直流・交流電圧変換を行うインバータや、交流電圧の昇降圧を行うＤＣ／ＤＣコンバータを含む。ＥＣＵは、ＰＤＵ、内燃機関、電動機、動力伝達装置等の車両１の各構成要素に電気的に接続されており、これら各構成要素を制御する。ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、インターフェイス回路等を含む電子回路ユニットである。
　電池セルの化学反応による発熱やジュール熱、及びＰＣＵに含まれるパワー半導体と呼ばれる発熱素子の発熱により、ＩＰＵ１３の温度が上昇する。ＩＰＵ１３内のバッテリは、温度が上昇すると、性能劣化や短寿命化などの悪影響があるため、冷却する必要がある。そこで、比較的温度が低い車室２内の空気又は空調装置から供給される冷却された空気（以下、合わせて「冷却空気」という）を、カバー１６、吸気ダクト１５を介してＩＰＵ１３内に導入することにより、ＩＰＵ１３の冷却を行う。
　さらに、図示しないが、ＩＰＵ１３内の温度上昇した空気を車両１外に排出するための空気通路である排気ダクトが設けられている。そして、排気ダクトには、ＩＰＵ１３側から空気を吸引する引き込み型のファン、例えばシロッコファンが配設されている。なお、ＩＰＵ１３に向けて冷却風を供給する押し込み型のファンを吸気ダクト１５に設けてもよい。
　吸気ダクト１５は、車室２内の冷却空気を冷却風としてカバー１６の孔１６ａを通して吸気口１４から取り込み、ＩＰＵ１３に送り込むための冷却風通路である。吸気ダクト１５は、樹脂製の単一部材から又は複数部材が接続されて構成されている。吸気ダクト１５は、断面外形が略円形状の管状部材であり、その一端に位置する開口が、吸気口１４となっている。吸気口１４は、Ｃピラー８に近接する後方の車室２内一側部に配置されている。吸気ダクト１５の他端に位置する開口は、ＩＰＵ１３のケーシングに接続されている。なお、吸気ダクト１５の断面外形は、略円形状に限定されず、楕円形状、矩形形状、矩形形状以外の多角形形状など適宜の形状であってもよい。
　前記ファンが駆動すると、前記排気ダクト内の空気が車両１外に排出される。これにより、吸気ダクト１５内に図１に矢印で示すような空気の流れが生じ、車室２内の冷却空気がカバー１６、吸気ダクト１５を介してＩＰＵ１３に供給され、ＩＰＵ１３内のバッテリ等から発熱した熱を奪って、ＩＰＵ１３を冷却する。
　図２及び図３に示すように、カバー１６は、吸気口１４を覆うように、Ｃピラー８に近接する後方の車室２内一側部に配置されている。ここでは、カバー１６は、吸気口１４を覆うように、リアクウォータガラス１１を支持する樹脂製の内装部品であるリアクォータガーニッシュ１９の一部に組み込まれている。
　カバー１６は、車室２内に面する略水平の水平面壁１６ｂを有し、この水平面壁１６ｂと吸気口１４との間に隙間を設けて配置されている。カバー１６の水平面壁１６ｂには、車室２内と吸気ダクト１５との間を連通させる孔１６ａが表面から裏面まで貫通して形成されている。ここでは、多数の矩形形状の孔１６ａが格子状に配置されている。なお、孔１６ａは、１個又は少数であってもよく、さらに、円形状、楕円形状、矩形形状以外の多角形形状など適宜の形状に形成されていてもよい。
　吸気口１４及びカバー１６がＣピラー８に近接する後方の車室２内一側部に配置されているので、後部座席５と車両１の後端部までの距離が短い小型車の場合であっても、カバー１６及び吸気口１４を、良好な外観で見栄え良く配置することができる。さらに、Ｃピラー８の裏手に吸気口１４を配置したので、吸気ダクト１５に吸い込まれる冷却空気の吸気音がＣピラー８により遮断されて防音されるため、後部座席５に着座する乗員が聴感する騒音が低減される。
　しかしながら、Ｃピラー８の裏手に吸気口１４を配置したので、Ｃピラー８に邪魔されて、車室２内の冷却空気が吸気ダクト１５内に十分に導入されないおそれがある。そこで、吸気口１４を、上方から車室２内に向けて傾斜するように形成された開口として構成している。これにより、車室２内の冷却空気を吸気ダクト１５内に十分に導入できる。
　さらに、図４に示すように、カバー１６の前方に位置するＣピラー８の部分を切り欠いている。ここでは、Ｃピラー８を後方に向けて傾斜するように切欠８ａを形成している。これにより、切欠８ａに沿って冷却空気が流れるので、吸気ダクト１５内にさらに冷却空気を導入できる。
　なお、強度などの観点から問題がない場合には、図４に一点鎖線で示すように、車両内側部分を一様に薄肉化するように、カバー１６の前方に位置するＣピラー８の部分に切欠を形成してもよい。また、Ｃピラー８の車両内側部分の車両１後方側の一部にのみ切欠を形成してもよい。
　また、図１を参照して、吸気ダクト１５は、車両１への搭載を考慮して全体として湾曲するが、吸気口１４とＩＰＵ１３との間を極力最短距離で結び、かつ急激な曲げ部分がなく、極力直線状に延びるように形成されている。具体的には、吸気ダクト１５は、吸気口１４から車両１の一側部を通るよう下方に延び、その後、フロアパネル１７の上面に沿って延びるように形成されている。
 これにより、吸気ダクト１５が車室２内に突出しないので、車室２内の居住空間を十分に確保することができる。さらに、冷却空気の圧力損失（流れ抵抗）を低減でき、ＩＰＵ１３をさらに効率良く冷却することができる。
　さらに、吸気ダクト１５は、吸気口１４からＩＰＵ１３にかけて、その断面積が拡大するように形成されている。これにより、冷却空気の圧力損失（流れ抵抗）をさらに低減でき、ＩＰＵ１３をさらに効率良く冷却することができる。
　ところで、吸気ダクト１５の周りの温度が高い場合、吸気ダクト１５の外側から内側に熱が伝わり、ＩＰＵ１３に供給される冷却風の温度が著しく上昇するおそれが生じる。この場合、ＩＰＵ１３を効率良く冷却することができない。そこで、吸気ダクト１５の外表面の周りにガラス繊維、不織布等からなる断熱材２０を配設して、吸気ダクト１５内の空間と吸気ダクト１５の周りの空間との間を断熱している。
 これにより、吸気ダクト１５の周りの温度が高い場合であっても、吸気ダクト１５の外側から内側への伝熱を抑え、冷却風の温度上昇を抑制し、ＩＰＵ１３をさらに効率良く冷却することができる。なお、断熱材２０は、吸気ダクト１５の外表面全面に亘るように配設することが好ましいが、その一部に配設するものであってもよい。
　断熱材２０として、ここでは、ポロプロピレン（ＰＰ）の極細繊維をポリエステル繊維で強化した不織布の断熱材であるシンサレート（登録商標、株式会社住友スリーエム製）を用いている。そして、断熱材１５の外側から超音波溶着を用いて、吸気ダクト１５と断熱材２０とを複数箇所で接着している。これにより、吸気ダクト１５の内側に接着痕が残存することや吸気ダクト１５に穴が開くことがないので、吸気音が増加しない。
　次に、本発明の別の実施形態に係る蓄電装置の冷却構造について、図５を参照して説明する。本実施形態は、前記実施形態と類似しており、カバー１６Ａのみが異なる。
　カバー１６Ａは、その車室内側側に位置する側面壁１６ｃに、車室２内と吸気ダクト１５とを連通させる別の孔１６ｄが表面から裏面まで貫通して形成されている。ここでは、多数の矩形形状の孔１６ｄが格子状に配置されている。これにより、車室２内側側からも冷却空気を吸気ダクト１５内に導入できる。なお、孔１６ｄは、１個又は少数であってもよく、さらに、円形状、楕円形状、矩形形状以外の多角形形状など適宜の形状に形成されていてもよい。また、孔１６ａが形成された部分と孔１６ｄが形成された部分とが連続するように構成されてもよい。
　以上、本発明の実施形態に係る蓄電装置の冷却構造を説明したが、本発明に係る蓄電装置の冷却構造は、図示の実施形態に限定されず、適宜種々変形することができる。
　例えば、実施形態では、蓄電装置の冷却構造は、ハイブリッド車両である車両１に搭載される場合について説明した。しかし、本発明に係る蓄電装置の冷却構造を搭載する車両はこれに限定されず、電気自動車や燃料電池車であってもよい。
　また、実施形態では、蓄電装置としてＩＰＵ１３を冷却する場合について説明した。しかし、蓄電装置はＩＰＵ１３に限定されない。例えば、バッテリのみを冷却するものであってもよい。また、バッテリの代わりに、あるいはバッテリとともにキャパシタを冷却するものであってもよい。

Claims (9)

  1. 　車両に搭載される蓄電装置を冷却するために、車室内に開口された吸気口を有し、該吸気口と前記蓄電装置との間で延びる冷却風通路と、前記吸気口を覆うように配置され、前記車室内と前記冷却風通路とを連通させる孔が形成されたカバーとを備えた冷却構造であって、
    　前記車室内で後部座席斜め後方に位置するピラーに近接する後方の車室内一側部において、前記吸気口を車室内側に向けて開口が傾斜するように配置したことを特徴とする蓄電装置の冷却構造。
  2. 　前記ピラー後方のウインドシールドを支持するガーニッシュの水平面部に前記カバーを設け、該カバーの水平面に前記孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の冷却構造。
  3. 　前記カバーの前方に位置する前記ピラーの部分を切り欠いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置の冷却構造。
  4. 　前記冷却風通路を、フロアパネル上面に沿い、前記車室内の一側部を通るよう配設すると共に、前記冷却風通路の周りに断熱材を配設したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電装置の冷却構造。
  5. 　前記冷却風通路の断面積が、前記吸気口から前記蓄電装置にかけて拡大することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電装置の冷却構造。
  6. 　前記冷却風通路を、前記吸気口と前記蓄電装置との間を最短距離で結ぶように設けることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置の冷却構造。
  7. 　前記カバーを前記吸気口から離して位置させ、前記カバーの車両内側側面に、前記車室内と前記冷却風通路とを連通させる別の孔を形成したことを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置の冷却構造。
  8. 　前記カバーの前方に位置する前記ピラーの部分を後方に向けて傾斜するように切り欠いたことを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置の冷却構造。
  9. 　前記断熱材は、不織布であり、超音波溶着を用いて前記冷却風通路に接着されていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置の冷却構造。
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