特許 6608158 複数部品同時冷却構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6608158

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】複数部品同時冷却構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/06 20060101AFI20191111BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20191111BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20191111BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20191111BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20191111BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20191111BHJP

   H01M 10/6566 20140101ALI20191111BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   B60K11/06

   B60K1/04 Z

   H01M10/613

   H01M10/625

   H01M10/651

   H01M10/6551

   H01M10/6566

   H05K7/20 G

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-71608(P2015-71608)

(22)【出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2016-190562(P2016-190562A)

(43)【公開日】2016年11月10日

【審査請求日】2018年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】308013436

【氏名又は名称】小島プレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083091

【弁理士】

【氏名又は名称】田渕 経雄

(74)【代理人】

【識別番号】100141416

【弁理士】

【氏名又は名称】田渕 智雄

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慶

(72)【発明者】

【氏名】今井 正浩

【審査官】 畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１８５６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０９００９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６２７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １１／０６

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６５１

Ｈ０１Ｍ １０／６５５１

Ｈ０１Ｍ １０／６５６６

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されるバッテリと電気部品との間のスペースであって前記バッテリと前記電気部品の両方が接するスペースに冷却風を流すことで、前記バッテリと前記電気部品の両方を同時に冷却する複数部品同時冷却構造であって、
前記スペースに冷却風を送り込むダクトを有し、
前記ダクトは、前記スペースに連通する内部流路を備えるダクト本体と、該ダクト本体の冷却風流れ方向下流側端部に設けられるスリット板と、を備えており、該スリット板は、板材に複数のスリットが形成されることで作製されており、
前記複数のスリットの各スリットの幅および／または位置は、前記電気部品の発熱量マップに応じて調整されている、複数部品同時冷却構造。

【請求項2】

前記スリット板は、前記ダクト本体と別体に作製されて該ダクト本体に固定される、請求項１記載の複数部品同時冷却構造。

【請求項3】

前記バッテリは、前記電気部品との間に前記スペースを形成するスペース対応部と、該スペース対応部の外部にあり前記ダクトと対向するダクト対応部と、を備えており、
前記ダクト本体の、前記バッテリのダクト対応部に対向する部分に、開口が設定されている、請求項１または請求項２記載の複数部品同時冷却構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載されるバッテリと電気部品の両方を同時に冷却する複数部品同時冷却構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００４−３０６７２６号公報は、図６に示すように、バッテリ２と電気部品３との間を流れる冷却風で、バッテリ２と電気部品３とを同時に冷やすことができる構造を開示している。

【0003】

しかし、従来構造には、つぎの問題点がある。
電気部品３によっては、発熱量が場所によって異なる発熱量マップが存在する。しかし、従来構造では、電気部品３の発熱量マップについてなんら考慮されていない。そのため、冷却効果を高める点において改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−３０６７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、従来に比べて冷却効果を高めることができる、複数部品同時冷却構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 車両に搭載されるバッテリと電気部品との間のスペースであって前記バッテリと前記電気部品の両方が接するスペースに冷却風を流すことで、前記バッテリと前記電気部品の両方を同時に冷却する複数部品同時冷却構造であって、
前記スペースに冷却風を送り込むダクトを有し、
前記ダクトは、前記スペースに連通する内部流路を備えるダクト本体と、該ダクト本体の冷却風流れ方向下流側端部に設けられるスリット板と、を備えており、該スリット板は、板材に複数のスリットが形成されることで作製されており、
前記複数のスリットの各スリットの幅および／または位置は、前記電気部品の発熱量マップに応じて調整されている、複数部品同時冷却構造。
（２） 前記スリット板は、前記ダクト本体と別体に作製されて該ダクト本体に固定される、（１）記載の複数部品同時冷却構造。
（３） 前記バッテリは、前記電気部品との間に前記スペースを形成するスペース対応部と、該スペース対応部の外部にあり前記ダクトと対向するダクト対応部と、を備えており、
前記ダクト本体の、前記バッテリのダクト対応部に対向する部分に、開口が設定されている、（１）または（２）記載の複数部品同時冷却構造。

【発明の効果】

【0007】

上記（１）の複数部品同時冷却構造によれば、バッテリと電気部品との間のスペースに冷却風を送り込むダクトが、ダクト本体と、ダクト本体の冷却風流れ方向下流側端部に設けられるスリット板と、を備えている。そして、スリット板は、板材に複数のスリットが形成されることで作製されており、複数のスリットの各スリットの幅および／または位置が、電気部品の発熱量マップに応じて調整されている。よって、電気部品の高発熱部位に流れる冷却風の流量を、電気部品の低発熱部位に流れる冷却風の流量に比べて多くすることができ、冷却効果を従来に比べて高めることができる。

【0008】

上記（２）の複数部品同時冷却構造によれば、スリット板が、ダクト本体と別体に形成されてダクト本体に固定されるため、電気部品の発熱量変更にスリット板を変えるだけで対応できる。よってコスト上有利である。

【0009】

上記（３）の複数部品同時冷却構造によれば、ダクト本体の、バッテリのダクト対応部に対向する部分に、開口が設定されている。よって、つぎの効果を得ることができる。
（ｉ）バッテリがダクト対応部を有する場合であっても、ダクト内を流れる冷却風でバッテリのダクト対応部を冷却できる。
（ｉｉ）ダクト本体の、バッテリのダクト対応部に対向する部分に、開口が設定されていても、ダクト本体からスリットを通ってバッテリと電気部品との間のスペースに流れる冷却風の流量は変わらないため、電気部品の冷却に与える影響は無視できる程度である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明実施例の複数部品同時冷却構造の平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図3】図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図4】本発明実施例の複数部品同時冷却構造の、ダクトの分解斜視図である。

【図5】本発明実施例の複数部品同時冷却構造の、スリット板と電気部品の発熱量マップとの関係を示す模式斜視図である。

【図6】従来の複数部品同時冷却構造の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明実施例の複数部品同時冷却構造を、図面を参照して、説明する。

【0012】

本発明実施例の複数部品同時冷却構造（以下、単に冷却構造ともいう）１０は、図３に示すように、車両に搭載されるバッテリ２０と電気部品３０（ＤＣＤＣコンバータ）との間のスペース４０に冷却風を流すことで、バッテリ２０と電気部品３０の両方を同時に冷却する複数部品同時冷却構造であり、スペース４０に冷却風を送り込むダクト５０を有する。

【0013】

バッテリ２０は、図１に示すように、互いに並んで設けられる第１、第２のバッテリ２１，２２を備える。第１、第２のバッテリ２１、２２は、冷却風流れ方向が長手方向となるようにして配置されている。第１のバッテリ２１と第２のバッテリ２２とは、それぞれの長手方向が平行となるようにして、同一平面上に、横（それぞれの長手方向と直交する方向）に並んで配置されている。第１のバッテリ２１の長手方向長さは、第２のバッテリ２２の長手方向長さよりも大とされている。第１のバッテリ２１の冷却風流れ方向上流側端２１ａは、第２のバッテリ２２の冷却風流れ方向上流側端２２ａよりも上流側にある。第１のバッテリ２１の冷却風流れ方向下流側端２１ｂは、第２のバッテリ２２の冷却風流れ方向下流側端２２ｂと同じ（略同じを含む）位置にある。

【0014】

電気部品３０は、たとえば発熱量が比較的大のＤＣＤＣコンバータである。電気部品３０は、図２に示すように、第１、第２のバッテリ２１，２２の上方に、第１、第２のバッテリ２１，２２と間隔をおいて配置されている。電気部品３０は、下面が第１、第２のバッテリ２１，２２の上面と対向するようにして配置される。図１に示すように、電気部品３０の冷却風流れ方向上流側端３０ａは、第１のバッテリ２１の冷却風流れ方向上流側端２１ａよりも下流側にあり、第２のバッテリ２２の冷却風流れ方向上流側端２２ａと同じ（略同じを含む）位置にある。電気部品３０の冷却風流れ方向下流側端３０ｂは、第１、第２のバッテリ２１，２２の冷却風流れ方向下流側端２１ｂ，２２ｂより上流側にある。電気部品３０の、上下方向と直交し冷却風流れ方向と直交する方向の長さ（幅）は、バッテリ２０の同方向長さと同じ（略同じを含む）である。

【0015】

第１、第２のバッテリ２１，２２は、それぞれ、略全体にわたって均一に発熱する。それに対し、電気部品３０は、図５に示すように、複数個所Ｐで（疎らに）発熱する。また、複数個所Ｐのそれぞれの発熱量も異なっており、高発熱部位と低発熱部位とが存在する。すなわち、電気部品３０は、発熱量が場所によって異なる発熱量マップＭが存在する。

【0016】

スペース４０は、図２に示すように、バッテリ２０と電気部品３０との間に形成されるスペースである。このスペース４０に冷却風を流すことで、バッテリ２０（第１、第２のバッテリ２１，２２）と電気部品３０の３部品が同時に冷却される。冷却効果を高めるために、バッテリ２０および／または電気部品３０にフィン３１が形成されていてもよい。なお、図示例では、フィン３１は電気部品３０のみに設けられる場合を示している。

【0017】

スペース４０を流れる冷却風が第１、第２のバッテリ２１，２２の間の隙間から漏れることを抑制するために、第１、第２のバッテリ２１，２２の間は、金属製板等からなるシール板４１にて覆われている。また、スペース４０を流れる冷却風がバッテリ２０と電気部品３０との間の隙間から漏れることを抑制するために、バッテリ２０と電気部品３０との間にスポンジ等からなるシール部材４２が設けられている。

【0018】

バッテリ２０は、図３に示すように、電気部品３０に上下方向に対向し電気部品３０との間にスペース４０を形成するスペース対応部２３と、スペース対応部２３の外部にありダクト５０と上下方向に対向するダクト対応部２４と、を備える。

【0019】

ダクト５０は、たとえば樹脂製である。ダクト５０は、図４に示すように、スペース４０に連通する内部流路５１ａを備えるダクト本体５１と、ダクト本体５１の冷却風流れ方向下流側端部に設けられるスリット板５２と、を備える。

【0020】

ダクト本体５１の冷却風流れ方向上流側端に内部流路５１ａに冷却風を導入する導入口５１ｂが設けられている。スリット板５２は、ダクト本体５１と別体に形成されてダクト本体５１の冷却風流れ方向下流側端部に固定して取付けられる。スリット板５２のダクト本体５１への固定は、たとえば溶着、接着等である。スリット板５２は、一枚の板材に複数のスリット５２ａが形成されることで作製される。複数のスリット５２ａの各スリット５２ａの幅および／または位置は、電気部品３０の発熱量マップＭに応じて調整される。具体的には、複数のスリット５２ａの各スリット５２ａの幅および／または位置は、電気部品３０の高発熱部位を流れる冷却風の流量が比較的大になり、電気部品３０の低発熱部位を流れる冷却風の流量が比較的小となるように、調整される。なお、電気部品３０の高発熱部位を流れる冷却風の流量を大にするためには、スリット５２ａの幅を大にする、スリット５２ａの量を多くすることが考えられ、電気部品３０の低発熱部位を流れる冷却風の流量を小にするためには、スリット５２ａの幅を小にする、スリット５２ａの量を少なくすることが考えられる。

【0021】

ダクト本体５１は、図３に示すように、バッテリ２０のダクト対応部２４に上下方向に対向して配設されるバッテリ対向部５１ｃを備える。バッテリ対向部５１ｃに開口５１ｄが設定されている。開口５１ｄにより、ダクト本体５１の内部流路５１ａを流れる冷却風がバッテリ２０のダクト対応部２４に接触することができる。開口５１ｄの周囲には、冷却風が漏れることを抑制するために、ダクト本体５１とダクト対応部２４との間の隙間を埋めるシール部材５３が設けられている。

【0022】

導入口５１ｂから内部流路５１ａに導入された冷却風は、その一部が開口５１ｄを介してバッテリ２０のダクト対応部２４に接触し該ダクト対応部２４との間で熱交換が行なわれた後、スリット板５２に設けられるスリット５２ａを通ってスペース４０に流入する。そして、スペース４０を流れる際にバッテリ２０のスペース対応部２３、電気部品３０の両方との間で熱交換が行なわれ、スペース４０の下流側に設けられる出口側ダクト６０に流入し、出口側ダクト６０の外部に流出される。

【0023】

つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
本発明実施例では、バッテリ２０と電気部品３０との間のスペース４０に冷却風を送り込むダクト５０が、ダクト本体５１と、ダクト本体５１の冷却風流れ方向下流側端部に設けられるスリット板５２と、を備えている。そして、スリット板５２は、板材に複数のスリット５２ａが形成されることで作製されており、複数のスリット５２ａの各スリット５２ａの幅および／または位置が、電気部品３０の発熱量マップＭに応じて調整されている。よって、電気部品３０の高発熱部位に流れる冷却風の流量を、電気部品３０の低発熱部位に流れる冷却風の流量に比べて多くすることができ、電気部品３０の冷却効果を従来に比べて高めることができる。

【0024】

なお、スリット板５２をダクト本体５１の下流側端部に設けず、ダクト本体５１の内部に図示略のリブを設けることによりスペース４０を流れる冷却風の流量を調整することも考えられるが、以下の（ａ）〜（ｃ）の問題点がある。
（ａ）リブを冷却風流れ方向中間部から下流側端部近傍まで延びて設けなければならない。そのため、電気部品３０の発熱量マップＭに応じたリブの分配は圧損が高く流量が落ちてしまう。
（ｂ）電気部品３０は比較的多くの個所で発熱するため、ダクト５０のリブ分配形状検討に工数がかかる。
（ｃ）電気部品３０の発熱量変更時にダクト５０全体を作製し直す必要があり、ダクト５０を成形する型の修正を要し、コストがかかる。
これに対して、本発明では、ダクト本体５１の下流側端部に別体のスリット板５２を設けるため、つぎの効果が得られる。
上記（ａ）について
スリット板５２をダクト本体５１の下流側端部のみに設けるため、リブを設ける場合に比べて圧損を抑えることができ流量を増加させることができる。
上記（ｂ）について
電気部品３０は比較的多くの個所で発熱するが、スリット５２の幅および／または位置を検討するだけでよいため、リブを設ける場合に比べてダクト作製の工数を削減できる。
上記（ｃ）について
電気部品３０の発熱量変更にスリット５２の幅を変更するだけでよいため、コスト上有利である。

【0025】

スリット板５２が、ダクト本体５１と別体に形成されてダクト本体５１に固定されるため、電気部品３０の発熱量変更にスリット板５２を変えるだけで対応できる。よってコスト上有利である。

【0026】

ダクト本体５１の、バッテリ２０のダクト対応部２４に対向する部分５１ｃに、開口５１ｄが設定されている。よって、つぎの効果を得ることができる。
（ｉ）バッテリ２０がダクト対応部２４を有する場合であっても、ダクト５０内を流れる冷却風でバッテリ２０のダクト対応部２４を冷却できる。
（ｉｉ）ダクト本体５１の、バッテリ２０のダクト対応部２４に対向する部分５１ｃに、開口５１ｄが設定されていても、ダクト本体５１からスリット５２ａを通ってバッテリ２０と電気部品３０との間のスペース４０に流れる冷却風の流量は変わらないため、電気部品３０の冷却に与える影響は無視できる程度である。

【符号の説明】

【0027】

１０ 複数部品同時冷却構造
２０ バッテリ
２１ 第１のバッテリ
２２ 第２のバッテリ
２３ スペース対応部
２４ ダクト対応部
３０ 電気部品
４０ スペース
５０ ダクト
５１ ダクト本体
５１ａ 内部流路
５１ｂ 導入口
５１ｃ バッテリ対向部
５１ｄ 開口
５２ スリット板
５２ａ スリット
６０ 出口側ダクト
Ｍ 発熱量マップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】