特開 2024-175993 車両用外気取入構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175993

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】車両用外気取入構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/06 20060101AFI20241212BHJP

   B60R 5/02 20060101ALI20241212BHJP

   B62D 25/10 20060101ALI20241212BHJP

   B60K 11/04 20060101ALI20241212BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

B60K11/06

B60R5/02

B62D25/10 A

B60K11/04 K

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094157

(22)【出願日】2023-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100165423

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 雅久

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 遼

【テーマコード（参考）】

3D004

3D022

3D038

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D004AA08

3D004BA02

3D004BA03

3D004CA15

3D004DA04

3D004DA11

3D004DA14

3D022BA10

3D022BA12

3D022BB01

3D022BC10

3D022BC12

3D038AA09

3D038AA10

3D038AB01

3D038AC01

3D038AC04

3D038AC05

3D038AC10

3D038AC12

3D038AC14

3D038AC16

3D038AC22

3D235AA02

3D235BB36

3D235CC15

3D235DD35

3D235EE63

3D235FF12

3D235FF25

3D235HH07

(57)【要約】

【課題】従来の電気自動車では、車体前部の房内は高温化し易く、房内を収納空間として用い難いという課題がある。
【解決手段】本発明の一車両用外気取入構造１０では、車体前部の外気取入口１７から導入した外気が、第１の風路２５及び第２の風路２６を介して車載用電池４１が収納される床下空間２３へと供給される。そして、房内１３には、フロントトランク１４と、その上方に第１の風路２５及び第２の風路２６が配設される。この構造により、フロントトランク１４と第１の風路２５及び第２の風路２６とが、房内１３に合理的なレイアウトにて配設される。その結果、上記外気等により、日射等によるフロントトランク１４の内部の温度上昇が防止される。そして、フロントトランク１４の内部の荷物が、高熱により痛むことが防止される。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の車体の床下空間に収納される車載用電池に外気を供給する車両用外気取入構造であって、
前記車体の前部に配設される外気取入口と、
前記車体の房内に配設されるフロントトランクと、
前記フロントトランクの上面開口部を開閉自在に塞ぐ開閉蓋部と、
前記外気取入口と連通し、前記車体のフロントフードと前記開閉蓋部との間に形成される第１の風路と、
前記第１の風路及び前記床下空間のそれぞれと連通し、前記フロントトランクの後方に形成される第２の風路と、を備え、
前記外気取入口から導入された前記外気は、前記第１の風路及び前記第２の風路を経由して前記床下空間へと送風されることを特徴とする車両用外気取入構造。

【請求項2】

前記開閉蓋部は、前記フロントフードから独立して開閉動作することを特徴とする請求項１に記載の車両用外気取入構造。

【請求項3】

前記開閉蓋部の上面に形成される風路壁部が、前記フロントフードの下面に形成される嵌合部に嵌まり込むことで、前記第１の風路が形成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用外気取入構造。

【請求項4】

前記第１の風路の風路幅は、前記外気取入口から前記第２の風路側に向けて広がることを特徴とする請求項３に記載の車両用外気取入構造。

【請求項5】

前記車体の前記外気取入口の後方には、ラジエータが配設されると共に、前記ラジエータの後方には送風ファンが配設され、
前記外気取入口から導入された前記外気は、前記送風ファンにより前記第１の風路及び前記第２の風路を経由して前記床下空間へと送風されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用外気取入構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用外気取入構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電気自動車用バッテリの冷却構造として、例えば、特許文献１に記載の構造が知られている。

【0003】

電気自動車は、前輪と、後輪と、車体と、を備える。車体を構成するフレーム部材としては、一対のサイドフレームと、上記サイドフレームと連結するフロント側クロスメンバ及びリア側クロスメンバと、を備える。そして、上記サイドフレームには、前輪と後輪との間にバッテリボックスを吊り下げた状態にて支持される。

【0004】

バッテリボックスは、電気自動車を駆動するための複数のバッテリを収納するボックス本体を備える。そして、ボックス本体の車両の前方側には、ボックス本体内へと冷却用エアを吸入するための吸入通路部材が形成される。吸入通路部材は、その上端側が開口し、ボックス本体内へと冷却用エアを吸入する開口部が形成される。また、ボックス本体の車両の後方側には、冷却用エアを排出するための孔部が形成される。そして、孔部内には、冷却用ファンが配設される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５－１９３３７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

バッテリボックスでは、ボックス本体に収納されたバッテリを冷却する際には、冷却用ファンが稼働する。そして、冷却用エアは、吸入通路部材の開口部からボックス本体内へと吸入される。吸入された冷却用エアは、ボックス本体を流れ、孔部からボックス本体の外部へと排出される。

【0007】

一方、電気自動車では、パワーユニットが、エンジンからモータへと置き換わり、小型化されることで、車体の前部の房内を収納空間として利用することが可能となる。しかしながら、房内は、フロントフードの直下に位置するため、房内の温度が日射等の影響により高温化し、房内に収納した荷物が痛む恐れがあるという課題がある。また、房内の一部を上記バッテリボックスへ冷風を供給するための電池冷却風路として用いるためには、収納空間との関係にて合理的なレイアウトが望まれる。

【0008】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、車体前部の房内を収納空間及び電池冷却風路として合理的なレイアウトにより用いると共に、日射等による収納空間の温度の上昇を防止する車両用外気取入構造に関する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一実施形態である車両用外気取入構造では、車両の車体の床下空間に収納される車載用電池に外気を供給する車両用外気取入構造であって、前記車体の前部に配設される外気取入口と、前記車体の房内に配設されるフロントトランクと、前記フロントトランクの上面開口部を開閉自在に塞ぐ開閉蓋部と、前記外気取入口と連通し、前記車体のフロントフードと前記開閉蓋部との間に形成される第１の風路と、前記第１の風路及び前記床下空間のそれぞれと連通し、前記フロントトランクの後方に形成される第２の風路と、を備え、前記外気取入口から導入された前記外気は、前記第１の風路及び前記第２の風路を経由して前記床下空間へと送風されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一実施形態である車両用外気取入構造では、車体前部の外気取入口から導入した外気が、電池冷却風路としての第１及び第２の風路を介して車載用電池が収納される床下空間へと供給される。そして、車体前部の房内には、収納空間として用いられると共に、収納空間の上方に上記第１及び第２の風路が配設される。この構造により、電池冷却風路及び収納空間が、上記房内に合理的なレイアウトにて配設され、電池冷却風路を流れる上記外気等により、日射等による収納空間の温度上昇が防止される。そして、収納空間の荷物が、高熱により痛むことが防止される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】本発明の一実施形態である車両用外気取入構造を有する車両を説明する断面図である。

【図1B】本発明の一実施形態である車両用外気取入構造を有する車両を説明する断面図である。

【図2】本発明の一実施形態である車両用外気取入構造を説明する断面図である。

【図3A】本発明の一実施形態である車両用外気取入構造を説明する上面図である。

【図3B】本発明の一実施形態である車両用外気取入構造を説明する断面図である。

【図4】本発明の一実施形態である車両用外気取入構造を有する車両を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態に係る車両用外気取入構造１０を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、紙面前後方向は車両１１の全長方向を示し、紙面左右方向は車両１１の車幅方向を示し、紙面上下方向は車両１１の高さ方向を示す。

【0013】

図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態の車両用外気取入構造１０が配設される車両１１を説明する断面図である。図２は、本実施形態の車両用外気取入構造１０を説明する断面図である。図３Ａは、本実施形態の車両用外気取入構造１０の第１の風路２５を説明する上面図である。図３Ｂは、本実施形態の車両用外気取入構造１０の第１の風路２５を説明する断面図であり、図３Ａに示すＡ－Ａ線方向の断面を示す。図４は、本実施形態の車両用外気取入構造１０が配設される車両１１の床下空間２３を説明する断面図である。尚、図１Ａから図２では、説明の都合上、車体１２の構造を模式的に図示する。

【0014】

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、車両１１は、例えば、ＢＥＶ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等が採用される。

【0015】

車両１１が、例えば、ＢＥＶの場合には、エンジン部品が不要となることで、車体１２の前部のフロント収納空間である房内１３には、フロントトランク１４が配設される。フロントトランク１４は、主に、荷物を収納するための収納空間である。フロントトランク１４は、収納空間が形成される本体部１４Ａと、本体部１４Ａの上面開口部１４Ｂを開閉自在に塞ぐ開閉蓋部１４Ｃと、を備える。

【0016】

車体１２の前部には、フロントバンパ１５、フロントグリル１６及び外気取入口１７が形成される。外気取入口１７は、例えば、車両１１の走行時に外気を房内１３へと導入するための開口部である。そして、フロントグリル１６は、フロントバンパ１５の上方であり、車体１２の外気取入口１７の形成領域に対して組み付けられる。

【0017】

車体１２の房内１３の上部には、房内１３の上面開口部１３Ａを開閉自在に塞ぐフロントフード１８が、車体１２の前部に組み付けられる。図１Ｂに示すように、フロントフード１８とフロントトランク１４の開閉蓋部１４Ｃとは、別体として車体１２に組み付けられる。この構造により、フロントフード１８の開閉動作と連動することなく、開閉蓋部１４Ｃの開閉動作は、フロントフード１８とは個別に行われる。

【0018】

車体１２の房内１３であり、外気取入口１７の後方には、ラジエータ１９及び送風ファン２０が配設される。外気取入口１７から房内１３へと導入された外気は、ラジエータ１９及び送風ファン２０を通過した後、後述する外気導入風路２４へと送風される。尚、後述する外気導入風路２４が外気取入口１７と連続して形成される場合には、ラジエータ１９及び送風ファン２０は、外気導入風路２４に配設されても良い。

【0019】

また、送風ファン２０は、ラジエータ１９の近傍に配置され、車両１１の停止時や車両１１の低速走行時に稼働し、外気取入口１７から外気を房内１３へと導入する。

【0020】

次に、図１Ａ及び図３に示すように、本実施形態では、車体１２の前部には、車両用外気取入構造１０が形成される。車両用外気取入構造１０は、主に、外気取入口１７と、外気取入口１７と連通し、外気取入口１７から導入された外気を床下空間２３へと送風する外気送風風路２１と、を有する。つまり、外気送風風路２１は、例えば、外気取入口１７から導入された外気を車体１２のフロアパネル２２下方の床下空間２３へと送風するための風路である。

【0021】

外気送風風路２１は、例えば、外気導入風路２４と、外気導入風路２４と連通する第１の風路２５と、第１の風路２５及び床下空間２３のそれぞれと連通する第２の風路２６と、を有する。

【0022】

外気導入風路２４は、例えば、多層構造の合成樹脂板を用いて、押出し成形により形成される。外気導入風路２４は、フロントトランク１４の前方の車体１２に対して組み付けられる。外気導入風路２４は、外気取入口１７から房内１３へと導入された外気を第１の風路２５へと送風するための風路である。

【0023】

尚、本実施形態の外気としては、車両１１の車外に存在する空気であり、例えば、車両１１の走行中に外気取入口１７から房内１３へと導入される走行風や車両１１の停止中や低速走行中に送風ファン２０が稼働することで、外気取入口１７から房内１３へと吸引される風のことをいう。

【0024】

第１の風路２５は、例えば、フロントトランク１４の開閉蓋部１４Ｃとフロントフード１８とを用いて形成され、開閉蓋部１４Ｃとフロントフード１８との間に形成される。詳細は後述するが、開閉蓋部１４Ｃが、フロントトランク１４の本体部１４Ａに対して全閉した状態において、フロントフード１８が、車体１２の房内１３に対して全閉することで、第１の風路２５は形成される。一方、フロントフード１８が、車体１２の房内１３に対して開くことで、第１の風路２５は開放状態となり一時的に消滅する。

【0025】

第２の風路２６は、例えば、多層構造の合成樹脂板を用いて、押出し成形により形成される。第２の風路２６は、フロントトランク１４の後方の車体１２に組み付けられる。図示したように、第２の風路２６は、車体１２の高さ方向に延在して配設され、フロントトランク１４の上方に位置する第１の風路２５とフロントトランク１４の下方に位置する床下空間２３とを連通させる。

【0026】

この構造により、第１の風路２５を流れる外気は、フロントトランク１４の開閉蓋部１４Ｃとフロントフード１８との間を流れる。そして、第１の風路２５を流れる外気は、開閉蓋部１４Ｃとの間にて熱交換を行うことで、フロントトランク１４の内部が、過熱状態となることが防止される。また、開閉蓋部１４Ｃとフロントフード１８との間に第１の風路２５による空気層が形成されることで、太陽の光がフロントフード１８に直射することで発生する熱が、フロントトランク１４へと伝熱し難くなる。

【0027】

その結果、フロントトランク１４では、フロントフード１８から伝熱する熱やフロントトランク１４周辺に配置されたモータ等から伝熱する熱が、第１の風路２５を流れる外気により放熱される。そして、フロントトランク１４の内部空間の温度上昇が防止され、フロントトランク１４に収納された荷物が、高熱により痛むことが防止される。

【0028】

また、床下空間２３へと送風される外気は、フロントバンパ１５の上方の外気取入口１７から導入されることで、例えば、雨天の走行時や冠水路の走行時には、水が、外気取入口１７から房内１３や外気送風風路２１内へと浸入し難くなる。そして、床下空間２３へと送風される外気に水が含まれ難くなることで、床下空間２３に収納される車載用電池が、ショートする等、故障することが防止される。尚、第２の風路２６には、床下空間２３との連結箇所の上流側のコーナー部に水抜き穴２６Ａが設けられる。そして、第２の風路２６内を流れる外気が、コーナー部に衝突する際に、外気が含有された水は、水抜き穴２６Ａから車外へと排出される。

【0029】

次に、図３Ａでは、フロントフード１８を意匠面側から見た状態を示し、点線３１は、フロントトランク１４の開閉蓋部１４Ｃを示し、一点鎖線３２は、第１の風路２５を示す。図示したように、第１の風路２５の風路幅は、外気取入口１７から第２の風路２６側へと向けて幅広に形成される。そして、図示していないが、床下空間２３は、車室のフロアパネル２２下方の略全面に渡り形成される。

【0030】

この構造により、外気送風風路２１を流れる外気は、第２の風路２６から床下空間２３に対して出来る限り均一に送風される。そして、外気が、床下空間２３に収納された車載用電池４１に対して出来る限り均一に供給されることで、車載用電池４１の電池セル４２が局所的に過熱状態となり、車載用電池４１が故障することが防止される。

【0031】

図３Ｂに示すように、フロントトランク１４の開閉蓋部１４Ｃの上面には、車両１１の全長方向に延在する一対の風路壁部３３が形成される。風路壁部３３は、例えば、開閉蓋部１４Ｃと一体に形成される。そして、風路壁部３３は、フロントフード１８を開閉動作する度に繰り返しフロントフード１８の嵌合部３４と衝突するため、所望の強度を有する板厚にて形成される。

【0032】

一方、フロントフード１８の下面には、車両１１の全長方向に延在する一対の嵌合部３４が形成される。上述したように、開閉蓋部１４Ｃが、フロントトランク１４の本体部１４Ａに対して全閉した状態において、フロントフード１８が、車体１２の房内１３に対して全閉することで、風路壁部３３の先端側が、嵌合部３４内へと挿入され、両部材は嵌合状態となる。

【0033】

この構造により、第１の風路２５は、房内１３において、フロントフード１８、開閉蓋部１４Ｃ、風路壁部３３及び嵌合部３４にて囲まれた空間として形成される。尚、本実施形態では、風路壁部３３が開閉蓋部１４Ｃに形成され、嵌合部３４がフロントフード１８に形成される場合について限定するものではない。例えば、風路壁部３３がフロントフード１８に形成され、嵌合部３４が開閉蓋部１４Ｃに形成される場合でも良い。その他、開閉蓋部１４Ｃ及びフロントフード１８の全閉状態時において、第１の風路２５が形成される構造であれば任意の設計変更が可能である。

【0034】

また、房内１３のフロントトランク１４の周辺には、ＥＳＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ）３５（図１Ａ参照）が配設される。そして、フロントトランク１４の内部が、ＥＳＵ３５から発生する熱等により加熱される恐れがある。また、フロントトランク１４の内部が、太陽の光がフロントフード１８に直射することで発生する熱等により加熱される恐れがある。

【0035】

そこで、本実施形態では、フロントトランク１４の開閉蓋部１４Ｃが、第１の風路２５を流れる外気と接触し、熱交換を行うことで、フロントトランク１４の内部が、過熱状態となることが防止される。

【0036】

図４に示すように、床下空間２３は、車両１１の乗員搭乗スペースの下方であり、車体１２のフロアパネル２２下方に形成される。そして、床下空間２３には、車両１１のモータや様々な電装部品に電力を供給する車載用電池４１が収納される。車載用電池４１では、例えば、複数の電池セル４２が、直列接続により電池ケース４３内に収納される。尚、床下空間２３には、電子機器であるＢＣＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）やジャンクションボックス４０も配設され、車載用電池４１と電気的に接続する。尚、電池セル４２としては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池や全固体電池等が用いられる。

【0037】

図示したように、複数の電池セル４２は、セパレータを介して車載用電池４１の長手方向に一定間隔の隙間４６を有した状態にて配設される。そして、矢印４４にて示すように、第２の風路２６から床下空間２３へと送風された外気は、電池ケース４３の固定フレーム４７とフロアパネル２２の間の風路を流れる。

【0038】

矢印４５にて示すように、床下空間２３へ送風された外気の一部は、固定フレーム４７に設けられた導入開口部（図示せず）を介して電池ケース４３の内部へと送風される。そして、電池ケース４３の内部へと送風された外気は、上記隙間４６を流れる際に各電池セル４２と熱交換を行う。その後、矢印４８にて示すように、各電池セル４２を冷却した外気は、車体１２のアンダーカバー４９に形成された排出開口部５０から車外へと排出される。

【0039】

尚、本実施形態では、外気送風風路２１が、外気導入風路２４を有する場合に限定するものではない。例えば、外気導入風路２４が配設されることがなく、第１の風路２５の先端に導入開口部（図示せず）が設けられる場合でも良い。この場合には、外気取入口１７から房内１３へと導入された外気の一部が、上記導入開口部から第１の風路２５内へと送風されることで、上述した効果と同様な効果が得られる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0040】

１０ 車両用外気取入構造
１１ 車両
１２ 車体
１３ 房内
１４ フロントトランク
１４Ａ 本体部
１４Ｂ 上面開口部
１４Ｃ 開閉蓋部
１５ フロントバンパ
１６ フロントグリル
１７ 外気取入口
１８ フロントフード
１９ ラジエータ
２０ 送風ファン
２１ 外気送風風路
２２ フロアパネル
２３ 床下空間
２４ 外気導入風路
２５ 第１の風路
２６ 第２の風路
３３ 風路壁部
３４ 嵌合部
３５ ＥＳＵ
４０ ジャンクションボックス
４１ 車載用電池
４２ 電池セル
４３ 電池ケース
４６ 隙間
４７ 固定フレーム
４９ アンダーカバー
５０ 排出開口部

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】