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JP2000040535A - 電気自動車の冷却構造 - Google Patents

電気自動車の冷却構造

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Publication number
JP2000040535A
JP2000040535A JP20567298A JP20567298A JP2000040535A JP 2000040535 A JP2000040535 A JP 2000040535A JP 20567298 A JP20567298 A JP 20567298A JP 20567298 A JP20567298 A JP 20567298A JP 2000040535 A JP2000040535 A JP 2000040535A
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JP
Japan
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box
air
battery
electric vehicle
cooling structure
Prior art date
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Application number
JP20567298A
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English (en)
Inventor
Makoto Anazawa
誠 穴澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP20567298A priority Critical patent/JP2000040535A/ja
Priority to US09/356,726 priority patent/US6188574B1/en
Publication of JP2000040535A publication Critical patent/JP2000040535A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長さの短い電動自動車の冷却構造を提供す
る。 【解決手段】 図（ａ）で、送風ファン５０からのエア
はエア入口４１、導風ダクト５５を通って、矢印のごと
くエア通路４２を流れつつ第１の電気部品５１のフィン
５１Ｆを冷却し、末端で図手前へターンする。図（ｂ）
で、奥から手前へ進入してきたエアはエア通路４２を進
み第２の電気部品５２のフィン５２Ｆを冷却し、末端の
エア出口４３から下へ吹出す。従って、ウインドボック
ス４０を横から見たときにはエア入口４１とエア出口４
３がほぼ同じ位置にあり、エアが行って戻ってきたこと
になる。 【効果】 全長が短いにも拘らず電気部品並びにバッテ
リを効果的に冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリ及び電気部
品を強制冷却する電気自動車の冷却構造の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車は一般にバッテリに蓄えた電
気エネルギーで走行する。このバッテリに充電すると
き、及びバッテリから電気を取り出すとき（走行時と言
う。）に、バッテリ自体が熱を持つ。そこで、走行時及
び充電時にバッテリを強制冷却する必要があり、その種
の技術として例えば特開平１０−１２１９６０号公報
「電動車両のバッテリ換気装置」が提案されている。こ
の装置は、同公報の図５に示されるとおり、バッテリ箱
２（符号は公報記載のものを使用。）に吸気口４並びに
排出口５ａ，５ｂを設け、これらの排出口５ａ，５ｂに
ブロアＢａ，Ｂｂを取付け、ブロアＢａ，Ｂｂを運転す
ることで吸気口４から外気を取入れ、この外気でバッテ
リセル１を強制冷却するというものである。
【０００３】ところで、一般の電動自動車では、通常の
ガソリンエンジンを動力源とする乗用車と同様に補助バ
ッテリ（灯火器類へ給電するためのバッテリ）を備えて
いるため、この補助バッテリへ動力用バッテリ（バッテ
リセル１）からダウンバータを介して給電する方式を採
用している。また、商用電源から動力用バッテリに給電
するための充電器も車両に常備しておきたい。すなわ
ち、一般の電動自動車は、動力用バッテリの他に、ダウ
ンバータや充電器を備えるが、ダウンバータや充電器も
使用中は熱を持つ。
【０００４】図１０（ａ），（ｂ）は従来の電気自動車
の冷却構造の代表例を示す図である。（ａ）はバッテリ
ボックス１０１の右に吸気ダクト１０２、左に排気ダク
ト１０３，１０３を備え、これらの排気ダクト１０３，
１０３にブロア１０４，１０４を介設するとともに、吸
気ダクト１０２にダウンバータ１０５や充電器１０６を
介在させ、外から取入れるエアでダウンバータ１０５及
び充電器１０６を強制冷却した後に、バッテリ１０７・・
・（・・・は複数個を示す。以下同様、）を冷却するという
ものである。
【０００５】（ｂ）はバッテリボックス１０１の右に吸
気ダクト１０２、左に排気ダクト１０３，１０３を備
え、吸気ダクト１０２に押込みファン１０８、ダウンバ
ータ１０５及び充電器１０６を介設し、押込むファン１
０８で押込んだエアで先ずダウンバータ１０５及び充電
器１０６を強制冷却した後に、バッテリ１０７・・・を冷
却するというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記図（ａ）はバッテ
リ１０７・・・を冷却するためのブロア１０４，１０４で
ダウンバータ１０５や充電器１０６をも強制冷却するこ
とで、ダウンバータ１０５や充電器１０６を冷却する専
用のブロアを不要としたことを特長とする。しかし、バ
ッテリボックス１０１の全長Ｌａが大きくなり、小型の
電動車には適さないこととなる。
【０００７】上記図（ｂ）も同様で、バッテリボックス
１０１の全長Ｌｂが大きくなり、小型の電動車には適さ
ないこととなる。そこで、本発明の目的は長さの短い電
気自動車の冷却構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、バッテリボックスの後部に配置した送風
ファンでバッテリボックス内のバッテリを冷却する電気
自動車において、送風ファンとバッテリボックスの間に
ウインドボックスを介設し、このウインドボックスに平
面視で略Ｕ字形を呈するエア通路を設け、このエア通路
にエア冷却すべき電気部品を少なくとも１個配置し、こ
のウインドボックスをバッテリボックスの上に配置しつ
つ、ウインドボックスのエア入口を送風ファンに接続
し、ウインドボックスのエア出口をバッテリボックスの
一端に臨ませたことを特徴とする。
【０００９】バッテリボックスの上にウインドボックス
を重ねることにより、電気自動車の冷却構造の全長を短
縮する。ウインドボックスには少なくとも１個の電気部
品を配置し、電気部品を強制冷却する。ウインドボック
スに平面視で略Ｕ字形を呈するエア通路を形成すること
で、ウインドボックスの全長を短縮し、且つウインドボ
ックスのエア入口とエア出口をほぼ同位置に設定し、送
風ファンの近傍にてバッテリボックスの冷却を開始す
る。従って、全長が短いにも拘らず電気部品並びにバッ
テリを効果的に冷却することができる。
【００１０】請求項２は、略Ｕ字形を呈するエア通路の
中央のスペースに、ブレーカボックスを配置したことを
特徴とする。ウインドボックス中央のスペースにブレー
カボックスを配置することで、スペースの活用を図るこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。「前」、「後」、「左」、「右」は車両の
運転者から見た方位を示す。
【００１２】図１は本発明に係る電気自動車の冷却構造
の分解斜視図であり、電気自動車の冷却構造は、基本的
にバッテリボックス１０とウインドボックス４０と送風
ファン５０とからなる。バッテリボックス１０は、底板
１１と、丈の短い周壁（前壁１２、後壁１３、左壁１
４、右壁１５）と、周壁の上に形成したシールフランジ
１６と、車体に固定するための取付けフランジ１７・・・
と、左右壁１４，１５の前部に開けた排気口１８，１８
（手前の１８は不図示。）と、バッテリ３０・・・を載せ
るためのセンタレール２１及び左・右レール２２，２２
とからなる。
【００１３】２３，２３はエア排出ダクト、２４はブレ
ーカボックス、２５，２６はブレーカボックス支持ブラ
ケット、２７・・・は補強フレーム、２８・・・は固定ボルト
孔、２９・・・はシール締付けボルト孔、５３は第３の電
気部品である。
【００１４】図２は本発明で使用するバッテリの斜視図
であり、バッテリ３０は複数のセル３１・・・を並べ、両
端に固定板３２，３２（左の３２は不図示）を添え、セ
ル３１・・・、２枚の固定板３２，３２を一括してベルト
３３，３３，３３で締めつけることで、１個の箱状体化
したものである。固定板３２は例えば軽金属を押出し成
形したハニカム構造板であり、軽量であるにも拘らず剛
性は大きい。３４はボルト孔である。３５・・・は接続
線、３６はガス抜き管である。
【００１５】図３は本発明に係るウインドボックスの平
面図であり、ウインドボックス４０はいわゆる風箱であ
り、隅に送風ファン５０に臨ませるエア入口４１を設
け、平面視で反時計廻りのＵないしは口の字形（略Ｕと
呼ぶ。）のエア通路４２を形成し、エア通路４２の末端
にエア出口４３，４３を設けたものである。４４は仕切
板、４５は２個のエア出口４３，４３間に降ろした間仕
切り板、４６はエア通路４２中央のスペースであり、４
８はこのスペース４６に渡した中仕切板である。更に、
５１は第１の電気部品（例えばダウンバータ）、５２は
第２の電気部品（例えば充電器）、４９・・・は取付け金
具である。
【００１６】図４（ａ），（ｂ）は図３の４ａ−４ａ線
断面図及び４ｂ−４ｂ線断面図である。 （ａ）（図３の４ａ−４ａ線断面図）に示すとおり、ウ
インドボックス４０は中仕切板４８で上下に区画したも
のであり、中仕切板４８の下方空間をエア通路４２、上
方空間を第１の電気部品５１の要部の収納部としたもの
である。従って、送風ファン５０からのエアはエア入口
４１、導風ダクト５５を通って、矢印のごとくエア通路
４２を流れつつ第１の電気部品５１のフィン５１Ｆを冷
却し、末端で図手前へターンする。
【００１７】（ｂ）（図３の４ｂ−４ｂ線断面図）に示
すとおり、奥から手前へ進入してきたエアはエア通路４
２を進み第２の電気部品５２のフィン５２Ｆを冷却し、
末端のエア出口４３，４３（奥の４３は不図示。）から
下へ吹出す。従って、ウインドボックス４０を横から見
たときにはエア入口４１とエア出口４３がほぼ同じ位置
にあり、エアが行って戻ってきたことになる。
【００１８】図５は図３の５−５線断面図であり、エア
通路４２に第１・第２の電気部品５１，５２のフィン５
１Ｆ・・・，５２Ｆ・・・が垂れ下がっていて、効率よく強制
空冷できるよう配置したことを示す。そして、中仕切板
４８はエア通路４２の天井を構成するとともに、中央の
スペース４６を仕切る板でもある。図中、５６はパッキ
ン、５８はフロアプレート、５９はフロアプレート５８
に開けた大きな開口である。
【００１９】図６は本発明の冷却構造の車体への組付け
要領図であり、車体のフロアプレート５８の下面に左右
一対のサイドフレーム６１，６１及びサイドシル６２，
６２を取付けたものに、上からウインドボックス４０を
載せ、下からバッテリ３０・・・搭載済みのバッテリボッ
クス１０を取付ける。具体的には、シールフランジ１
６，１６をサイドフレーム６１，６１の下面に当て、ボ
ルト６３・・・を捩じ込むことで固定する。６４はパッキ
ンである。なお、バッテリ３０・・・はセンタレール２１
及び左・右レール２２に載せ、ロングボルト６６・・・で
レール２１，２２に固定することで、予めバッテリボッ
クス１０側に取付けておく。
【００２０】図７は本発明の冷却構造を備えた車両の側
面図であり、電気自動車７０は、前後に前輪７１、後輪
７２を備え、前輪７１側に駆動用電動モータ７３を取付
け、前後輪７１，７２間にバッテリボックス１０及びウ
インドボックス４０を取付け、バッテリボックス１０か
らハーネス７４で電動モータ７３へ給電するようにした
ものである。
【００２１】一般の車両では、後部乗員の前方視認性を
確保するため、後部シート７５を前部シート７６より上
げている。この結果、後部シート７５の下に高さの余裕
ができるため、そこにウインドボックス４０を置き、全
体の配置上のバランスを取ったことを示す。
【００２２】図８は本発明の電気自動車の冷却構造の長
手断面図であり、フロアプレート５８の下面にバッテリ
ボックス１０を取付け、このバッテリボックス１０にブ
レーカボックス支持ブラケット２５，２６を介してブレ
ーカボックス２４を取付け（予め取付けておくことを含
む。）、そこへ上からウインドボックス４０を被せる如
くに、フロアプレート５８の上面にウインドボックス４
０を取付ける。これで、ブレーカボックス２４及びメイ
ンスイッチ７７はウインドボックス４０の中央のスペー
ス４６に収納できたことになる。
【００２３】図から明らかなようにスペース４６の有効
活用が図れたとともに、取扱に注意を要するメインスイ
ッチ７７をウインドボックス４０で囲ったことになり、
ウインドボックス４０がメインスイッチ７７及びブレー
カボックス２４を囲うガード部材の役割を果たす。
【００２４】また、ウインドボックス４０のエア出口４
３をバッテリボックス１０の一端に臨ませたことを示
す。なお、バッテリ３０を支えるレール２１，２２は車
体前方に向って上り勾配にしてあるため、バッテリ３０
・・・は前方ほど高レベルとなる。エア出口４３から進入
したエアはバッテリ３０・・・を冷却する際に吸熱して暖
まり密度が小さくなり、浮上する。すなわち、エアは前
に進みながら浮上する傾向にあるが、バッテリ３０・・・
も前方ほど上になるため、バッテリ３０・・・をエアで満
遍なく冷却することができる。
【００２５】更に、図面手前列１２個のバッテリ３０・・
・と図面奥列１２個のバッテリ３０・・・との間にブレーカ
ボックス２４を置き、メインスイッチ７７を操作するこ
とで、ブレーカ（回路を切る）時にかかる総電圧を総バ
ッテリ（全２４個）の半分にすることができるようにし
た。
【００２６】図９は本発明の電気自動車の冷却構造の長
手断面図であり、バッテリボックス１０はバッテリ３０
の高さの１／２程度の高さしかなく、上半部は左右のサ
イドフレーム６１，６１及びフロアプレート５８で構成
したことを示す。バッテリボックスを完全な箱体にし
て、フロアプレート５８の下面に取付けた場合に比べ、
箱体の上半部が不要になること、地面からバッテリボッ
クス下面まで寸法（地上高Ｈ）を大きくすることができ
る。
【００２７】しかし、箱体の下半部のみをバッテリボッ
クス１０、上半部をサイドフレーム６１，６１及びフロ
アプレート５８としたため、バッテリボックス１０とサ
イドフレーム６１，６１との間の接続及びシール性が問
題となる。バッテリボックスが完全箱体であればその心
配はない。
【００２８】そこで、フレーム６１，６１と接触するフ
ランジを、図１で説明したとおりにシールフランジ１６
と取付けフランジ１７・・・との混在構造にした。すなわ
ちバッテリ３０・・・を主体とした重量は補強フレーム２
７・・・及び取付けフランジ１７・・・を介してサイドフレー
ム６１，６１にボルト結合することで、剛性を確保する
こととした。補強フレーム２７・・・及び取付けフランジ
１７・・・を丈夫にすれば済み、周壁１２〜１５を丈夫に
する必要はないのでバッテリボックス１０を薄肉化、軽
量化を図ることができる。
【００２９】取付けフランジ１７・・・以外の部分をシー
ルフランジ１６にし、このシールフランジ１６はシール
専用であって、剛性をそれほど持たせる必要がないの
で、薄板化可能となり、重量軽減を容易に図ることがで
きる。このように、接続部のフランジをシールフランジ
１６と取付けフランジ１７・・・との混合構造にしたこと
により、完全なシール性と、バッテリボックス１０の軽
量化の双方を達成することができた。
【００３０】さらに、バッテリボックス１０下面を、サ
イドシル６２，６２の下端より、δだけ上げたことも構
造的特徴である。このことにより、左右側方から飛来す
る異物（小石、土砂、泥水など）をサイドシル６２，６
２でガードさせることができる。また、サイドシル６
２，６２が目隠し材となってバッテイリボックス１０が
側方から見えることを防止するため、車体下部の見栄え
が良くなる。
【００３１】尚、電気部品５１，５２は、エアで冷却す
る必要がある電装品であれば種類は問わず、実施例のエ
ア通路４２は総長さが十分に大きいので、１個以上複数
個並べることは差支えない。
【００３２】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、少なくとも１個の電気部品を強制
冷却するバッテリボックスを、ウインドボックスの上に
重ねたので、バッテリボックスにウインドボックスを直
列に接続した構造に比較して、電気自動車の冷却構造の
全長を短縮することができる。さらには、ウインドボッ
クスに平面視で略Ｕ字形を呈するエア通路を形成するこ
とで、ウインドボックスの全長を短縮し、且つウインド
ボックスのエア入口とエア出口をほぼ同位置に設定し、
送風ファンの近傍にてバッテリボックスの冷却を開始す
る。従って、全長が短いにも拘らず電気部品並びにバッ
テリを効果的に冷却することができる。
【００３３】請求項２は、略Ｕ字形を呈するエア通路の
中央のスペースに、ブレーカボックスを配置したことを
特徴とし、ウインドボックス中央のスペースにブレーカ
ボックスを配置することで、同スペースの活用を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気自動車の冷却構造の分解斜視
図
【図２】本発明で使用するバッテリの斜視図
【図３】本発明に係るウインドボックスの平面図
【図４】図３の４ａ−４ａ線断面図及び４ｂ−４ｂ線断
面図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】本発明の冷却構造の車体への組付け要領図
【図７】本発明の冷却構造を備えた車両の側面図
【図８】本発明の電気自動車の冷却構造の長手断面図
【図９】本発明の電気自動車の冷却構造の長手断面図
【図１０】従来の電気自動車の冷却構造の代表例を示す
図
【符号の説明】 １０…バッテリボックス、２４…ブレーカボックス、３
０…バッテリ、４０…ウインドボックス、４１…エア入
口、４２…エア通路、４３…エア出口、４６…スペー
サ、５０…送風ファン、５１，５２…電気部品、７０…
電気自動車、７３…電動モータ、７７…メインスイッ
チ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリボックスの後部に配置した送風
    ファンでバッテリボックス内のバッテリを冷却する電気
    自動車において、 前記送風ファンとバッテリボックスの間にウインドボッ
    クスを介設し、このウインドボックスに平面視で略Ｕ字
    形を呈するエア通路を設け、このエア通路にエア冷却す
    べき電気部品を少なくとも１個配置し、このウインドボ
    ックスを前記バッテリボックスの上に配置しつつ、ウイ
    ンドボックスのエア入口を前記送風ファンに接続し、ウ
    インドボックスのエア出口をバッテリボックスの一端に
    臨ませたことを特徴とする電気自動車の冷却構造。
  2. 【請求項２】 前記略Ｕ字形を呈するエア通路の中央の
    スペースに、ブレーカボックスを配置したことを特徴と
    する請求項１記載の電気自動車の冷却構造。
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