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JP3317560B2 - 電動車両の電池冷却構造 - Google Patents

電動車両の電池冷却構造

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JP3317560B2
JP3317560B2 JP26133693A JP26133693A JP3317560B2 JP 3317560 B2 JP3317560 B2 JP 3317560B2 JP 26133693 A JP26133693 A JP 26133693A JP 26133693 A JP26133693 A JP 26133693A JP 3317560 B2 JP3317560 B2 JP 3317560B2
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frame
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動車両に搭載した複数
の電池を均等に冷却する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は先に特開平５−１１２２７０
号公報で電動車両のバッテリ支持装置を提案し、図２に
示すファン２３でバッテリケース１２内部の空気を吸引
し、バッテリケース１２内へ周囲から外気を吸引し、バ
ッテリ１５を冷却する構造とした。バッテリケース１２
は泥や水が入らぬように気密良好な構造とされ、一方、
充電等でバッテリ１５が発熱した場合に強制冷却する必
要があるからである。また、バッテリ１５は上記公報の
図６に例示した通り、複数個で構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、ファン
２３に近いバッテリ１５と遠いバッテリ１５とでは冷却
の程度に差がある。即ち、従来の構成では複数個のバッ
テリを均等に冷却することは困難である。そこで本発明
の目的はバッテリ（電池）を均等に冷却する技術を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、電動車両の前後に延びるフレームに沿って複
数の電池を配置し、フレームを中空とし、その一端に電
池冷却ファンを接続し、複数の電池へ空気を送出または
空気を吸引し、電池を冷却するようにし、フレームと電
地とを接続する複数個の分岐通路をフレームに設けた電
動車両において、空気の分岐通路の各々をオリフィス孔
を有するオリフィス部材を介して電池に密着させること
により空気の洩れを防止し、且つフレームの最も他端側
の分岐通路の流路面積が他の分岐通路の流路面積より小
さくなるように前記オリフィス孔の孔径を調整した。
【０００５】フレームは車両中心を前後方向に伸びるメ
インフレームが好適である。また、空気の分岐通路を、
フレームの空気流れに沿って風下へ向うほど流路面積を
順次小さく設定してもよい。
【０００６】
【作用】空気の分岐通路中、フレームの最も他端側の分
岐通路の流路面積を他の分岐通路の流路面積より小さく
設定することで分岐通路を通る空気量の均一化を図る。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動車両の側面図であり、電動車両
１は、車体フレーム２（メインフレーム３と、その前部
のヘッドパイプ４と、後部のリアフレーム５等とからな
る。）のヘッドパイプ４にフロントフォーク７を介して
前輪８を取付け、上部に操向ハンドル９を取付け、メイ
ンフレーム３に電池収納ケース１０を懸架し、メインフ
レームの後部にブラケット１２及びピボット軸１３を介
してパワースイングユニット１４（走行モータ１５を含
む）の先端を枢着し、また後斜めに立上がった前記リア
フレーム５の上方にヘルメット収納部１６とシート１
７、リアフレーム５の下方にリアサスペンション１８を
取付け、このリアサスペンション１８の下端で支えられ
たパワースイングユニット１４の後部に車軸１９を介し
て後輪２１が取付けられた、いわゆる電動二輪車であ
る。
【０００８】そして、リアフレーム５に沿って充電器等
の電気部品が配列され、車体フレーム２等はカウル、フ
ェンダで全体的に囲われているがこれらについては別図
で詳しく説明する。シート１７の後方にシートロック機
構兼プラグ取出し蓋ロック機構が設けられているがこれ
についても後述する。図中、２２はサイドスタンド、２
３はローラ、１４ａはローラ２３を受けるための凹部、
２４はナンバプレート取付け板である。
【０００９】図２は本発明に係る車両の車体フレームを
主体とした平面図であり、リアフレーム５は平面視で略
Ｏ型を呈し、それの内側に、車体後部から前部に向って
ダウンレギュレータ２７、制御部２８，２９（２８は充
電制御部で電池への充電の際の制御を行ない、２９は走
行制御部で走行に係るモータ等の制御を行なう。）、電
池冷却ファン３０、ヒューズボックス３１が順に配列さ
れている。３２は電気機器を繋ぐハーネスである。前記
メインフレーム３は中空パイプであり、一端が前記電池
冷却ファン３０の吐出ダクト３３に接続されたエアダク
トである。このエアダクトを兼ねたメインフレーム３の
構造は後述する。そしてメインフレーム３に本実施例で
は車体前後に３個、左右に２列の合計６個の電池３５…
が搭載されている。３６…は電池固定バンドである。
【００１０】図３は本発明に係る車体の略中央横断面図
であり、車体前方から見るとメインフレーム３下方に電
池収納ケース１０のボトムプレート３８が配置され、こ
れに電池３５…が載置され、電池３５の空気取入れ口３
５ａが分岐通路４０を介してメインフレーム３に当接さ
れていることに特徴がある。ボトムプレート３８はいわ
ゆる波板であり、上下方向の剛性が大きい形状とされて
いる。ボトムプレート３８左右端のヒンジ３９，３９に
前記電池固定バンド３６，３６の一端が係止される。
【００１１】図４は本発明に係る車体フレーム、電池収
納ケース、附属品の分解斜視図であり、図２，３では説
明しなかったが、Ｏ型のリアフレーム５にブリッジブラ
ケット４１、リアサスペンション１８の取付け片４２を
含むクロスパイプ４３、冷却ファン取付け孔４４，４４
を含むクロスパネル４５が車体クロス方向に渡されてい
る。このクロスパネル４５は前記ピボット軸１３を受け
るブラケット１２，１２間に渡された部材である。４
６，４７は制御部取付け片である。
【００１２】また、メインフレーム３から略三角形のサ
ポートブラケット４９，５０，５１が垂下され、前記ボ
トムプレート３８を支える。ボトムプレート３８両側の
ヒンジ３９…に電池固定バンド３６…の下端を合せ、長
いピン５２で一括揺動可能に係止する。５４は電池収納
ケース１０のサイドをカバーする電池ケースサイド下部
カバー、５５は電池収納ケース１０の前方をカバーする
電池ケース前カバー、また、５６はイグニッションキー
スイッチ付きメインスイッチ、５７は電池受け板、５
８，５９はクッション材（電池３５の横ずれを防止す
る。）である。
【００１３】図５は本発明に係る制御部、リアフェンダ
およびその付近の部品の分解図であり、制御部前部サポ
ート６１は図４の制御部取付け片４６，４６にボルト止
めされ、制御部後部サポート６２は図４の制御部取付け
片４７，４７にボルト止めされる。制御部前部サポート
６１は上面に電池冷却ファンの取付け片６３を備え、ま
たボルト６４，６４で充電制御部２８の前部を保持し、
更に脚片６１ａ，６１ａとボルト６５，６５にて走行制
御部２９を保持する。制御部後部サポート６２はボルト
６６，６６で充電制御部２８の後部を保持し、更に脚片
６２ａ，６２ａとボルト６７，６７でリアフェンダ６９
の後部を保持する。このリアフェンダ６９は図示せぬ後
輪２１の上位に配置されるものであるが、図示する通り
制御部２８，２９等の収納ボックスを兼ねたものであ
る。
【００１４】ところで充電制御部２８は充電中に内部の
エレメントが発熱するため強制冷却する必要があり、７
１はそのための充電器冷却ファン、７２は吸気口であ
る。７３は充電コード、７４は充電プラグであり、充電
コード７３は図右の充電コードボックス７６に収納され
る。この充電コードボックス７６は例えば樹脂ブロー成
形品であり、取付け片７６ａ，７６ｂで車体フレーム２
側に係止される。また、図左下の７７は排風ホースであ
り、充電器内部の熱を逃すためのホースである。なお、
７８は後部フェンダであり、７９はそのためのステイで
ある。
【００１５】図６は本発明に係る電動車両のフェンダ、
カバーの組立図、図７は車体前部のフェンダ、カバーの
分解斜視図、図８は車体後部のフェンダ、カバーの分解
斜視図である。図７において、８０はフロントフェン
ダ、８１はフロントインナアッパカバー８２はフロント
フェンダ８０の前部の上部に取付けるフロントカバー、
８３は同下部に取付けるフェンダマッドガード、８４は
ステアリングマッドガード、８５はフロントインナアッ
パカバー、８６はステップフロア、８７はサイドフロア
であり、これらは図６に示す通りにメインフレーム３，
ヘッドパイプ４を囲う如くに取付ける。
【００１６】図８において、９０は車体メインカバー、
９１はセンタカバーであり、これらは前記ヘルメット収
納部１６を囲うものである。９２はヒューズボックス蓋
であり、この蓋９２を開閉することで適時ヒューズを交
換できる。９３はコード取出し口第１蓋、９４はコード
取出し口第２蓋、９５は荷台、そして９６は前記ステッ
プフロア８６から下方に垂下され、電池収納ケース１０
のサイド下部を囲うフロアサイドカバー、９７は前記車
体メインカバー９０の後部下縁に沿わされるサイドカバ
ーである。これらは図６に示す通りにメインフレーム
３，リアフレーム５を囲う如くに取付ける。図６で破線
で示す部品は図１のものと同一なので説明を省略する。
【００１７】図９は本発明に係る車両のシート後部の拡
大図（シートロック機構兼プラグ取出し蓋ロック機構を
示す図）であり、ヘルメット収納部１６の上部開口を塞
ぐシート１７の下面後部に折曲バー（又は折曲パイプ）
１０１が取付けられ、この折曲バー１０１の下方に着座
スイッチ１０２が配置され、この着座スイッチ１０２は
スイッチ等取付け板１０３を介して前記ブリッジブラケ
ット４１にボルト止めされている。スイッチ等取付け板
１０３は後に詳しく説明する。図中、９３はコード取出
し口第１蓋、９４はコード取出し口第２蓋であり、シー
ト１７を開け、先ずコード取出し口第１蓋９３を開け、
次にコード取出し口第２蓋９４を開けることで図１の充
電コード７３を引出すことができる。１０５は充電コー
ド７３先端のプラグを係止するためのプラグ受けであ
る。また、１０６はキーシリンダ、１０７はキーシリン
ダ１０６に連結したレバーであり、キーシリンダ１０６
を廻すとレバー１０７が上昇して、シート１７を開放可
能にする。詳しくは次に述べる。
【００１８】図１０は図９の１０矢視図であり、スイッ
チ等取付け板１０３は上部に、折曲バー１０１を導くガ
イド溝１０８を有し、下部左右に円弧孔１０９，１１０
が開けられた板部材である。着座スイッチ１０２をボル
ト１１１にて小ブラケット１１２に締結し、この小ブラ
ケット１１２を取付け板１０３の前面に溶接すること
で、着座スイッチ１０２をスイッチ等取付け板１０３の
中央下部に取付ける。また、折曲バー１０１の下降動作
で着座スイッチ１０２を押す第１揺動板１１４をスイッ
チ等取付け板１０３に揺動可能に取付ける。更にまた、
第２揺動板１１６をスイッチ等取付け板１０３に揺動可
能に取付ける。そして第１揺動板１１４はばね１１７に
て常に反時計方向に付勢され、また第２揺動板１１６は
ばね１１７にて常に時計方向に付勢されている。
【００１９】シート１７から乗員が離れると、ばね１１
７の作用で図１０よりも僅かに第１揺動板１１４は反時
計方向に回転してそれのアーム１１８が、第２揺動板１
１６のカム１１９に当って停止する。第２揺動板１１６
が静止しているので、これ以上は第１揺動板１１４は反
時計方向に回転せず、折曲バー１０１は第１揺動板１１
４で上昇を制限される。従って、シート１７はロックさ
れて開かない。即ち、シート１７に乗員が座ると図１０
の状態となって着座スイッチ１０２が押され、シート１
７に乗員が座っていないとばね１１７の作用で図１０の
状態よりも僅かに第１揺動板１１４が反時計方向に回転
して着座スイッチ１０２は開放される。よって、シート
１７のロックをキープしたまま乗員の有無を電気的に検
知することができる。
【００２０】次にシート１７を開く手順を説明する。図
９のキーシリンダ１０６を回動してレバー１０７を上げ
る。すると図１０の第２揺動板１１６が反時計方向に回
転し、それのカム１１９が第１揺動板１１４のアーム１
１８より下位になる。この結果、カム１１９のロック作
用が消滅し、ばね１１７の作用で第１揺動板１１４は大
きく反時計方向に回転し、折曲バー１０１の上昇を可能
にする。以下、人手でシート１７を開ければよい。
【００２１】図１１は本発明のメインフレームの図であ
り、メインフレーム３は中空のエアダクトとされ、＃
１，＃２，＃３のポジションに６個（長手方向３個×車
体左右２列）の分岐通路４０…が形成されている。この
分岐通路４０の分岐口金具１２１には、溶接後に実施す
る塗装工程で、塗料が分岐口金具１２１の内部に溜まら
ぬように、液抜き溝１２１ａ，１２１ａが凹設されてい
る。図中、３ａ，３ｂはメインフレーム３から垂下され
た分離板であり、左右の電池３５，３５（図１２参照）
を分離するものである。
【００２２】図１２は図１１の１２−１２線断面に＃１
接続パッキンと電池とを組合わせた図であり、＃１ポジ
ションの分岐口金具１２１に、＃１接続パッキン１２２
が取付けられている。この＃１接続パッキン１２２は径
Ｄ１のオリフィス孔１２３が開けられた内筒部１２４と
この内筒部１２４に対して径方向に分離した外筒部１２
５とを含み、この外筒部１２５がメインフレーム３の開
口３ｃに専ら密着する。そして＃１接続パッキン１２２
の先端のベルマウスを電池３５の空気取入れ口３５ａに
密に押し当てる。上記した通り＃１接続パッキン１２２
は基部が二重円筒構造であるから、外筒部１２５が弾性
変形しても内筒部１２４に影響は及ばず、径Ｄ１は正確
に保たれる。
【００２３】分岐口金具１２１には液抜き溝１２１ａが
開けられたままとなっているが、図示した通りメインフ
レーム３からの空気が液抜き溝１２１ａへ流れない様
に、外筒部１２５がシール作用をなしている。また、図
において分岐口金具１２１にナット１２６が固着され、
このナット１２６に想像線で示す電池固定バンド３６の
先端がボルト止めされる。さらに、電池３５，３５を分
離する分離板３ａとこの分離板３ａに取付けられたクッ
ション材５８（クッション材５８は分離板３ａをサンド
イッチする部品である。）との関係は図示する通りであ
る。
【００２４】図１３は図１１の１３−１３線断面に＃２
接続パッキンと電池とを組合わせた図であり、＃２また
は＃３ポジションの分岐口金具１２１に、＃２接続パッ
キン１２７を取付け、この＃２接続パッキン１２７の先
端のベルマウスを電池３５の空気取入れ口３５ａに密に
押し当てたものである。＃２接続パッキン１２７には径
Ｄ２のオリフィス孔１２８が開けられている。メインフ
レーム３からの空気は、その一部が液抜き溝１２１ａか
ら外に漏れ、残りが径Ｄ２のオリフィス孔１２８を通じ
て電池３５に圧送される。
【００２５】以上の図１１〜図１３の作用を次に説明す
る。図１１の矢印方向に電池冷却ファン３０（図１参
照）から冷却用空気が圧送され、各分岐口金具１２１…
から吹出される。メインフレーム３は末端がヘッドパイ
プ４にて閉じられているので冷却空気は基本的には分岐
口金具１２１…から吹出される。しかし、最も他端側即
ち風下の＃１ポジションの分岐口金具１２１は、前記ヘ
ッドパイプ４のせき止め作用により、＃２，＃３ポジシ
ョンの分岐口金具１２１より多量の空気が流れる。同様
に、＃２ポジションの分岐口金具１２１は＃３ポジショ
ンの分岐口金具１２１より僅かであるが多く空気が流れ
る。
【００２６】そこで、図１２に示す通り＃１接続パッキ
ン１２２のオリフィス孔１２３で絞り、そのオリフィス
孔１２３を通じて空気量Ｑ１を流すようにした。一方、
図１３に示す＃２接続パッキン１２７は前記＃１接続パ
ッキン１２２よりオリフィス孔が大きいので空気は流れ
易い。そこで、メインフレーム３の開口３ｃからの空気
量をＱ３、分岐口金具１２１の液抜き溝１２１ａ，１２
１ａから漏れる空気の量をＱ４とした場合に、オリフィ
ス孔１２８を通過する空気の量Ｑ２は（Ｑ３−Ｑ４）と
なるが、その結果のＱ２を前記Ｑ１とほぼ等しくなるよ
うに、オリフィス孔１２３，１２８の径Ｄ１，Ｄ２を決
定したものである。
【００２７】図１４は本発明に係る電池の正面図であ
り、電池３５は多数のセルエレメント３５ｂ…を電池ケ
ース３５ｃで包んだものであり、電池ケース３５ｃの上
部に溝部３５ｄが形成され、この溝部３５ｄに＋，−の
ケーブル１３１，１３２が収納される。図１５は本発明
に係る電池の平面図であり、一方のケーブル１３１（長
めのケーブル）はアングル形状のカバー部１３３の中を
通され、他方のケーブル１３２（短いケーブル）はカバ
ー部１３３の外におかれる。そこで、本発明ではガイド
リブ１３４を立設し、このガイドリブ１３４で上記ケー
ブル１３２をガイドするようにした。図１４で図左がメ
インフレーム側となるので電池３５の着脱作業は図右側
から行なう。その際に、想像線で示す手１３５を電池に
掛けるが、図１５に示す通り、ケーブル１３１，１３２
が手側に寄ることが無いので、作業が容易となる。も
し、ガイドリブ１３４が無ければケーブル１３２が垂れ
て手に当るなどして、作業の邪魔になる恐れがある。
【００２８】図１１の実施例では＃２ポジションと＃３
ポジションのオリフィス孔径を同一にしたが、これに限
るものではなく＃２ポジションのオリフィス孔を小、＃
３ポジションのそれをより大にしてもよい。即ち、＃１
＜＃２＜＃３の如くメインフレーム３の空気流れに沿っ
て風下へ向うほど流路面積を順次小さく設定する。ま
た、オリフィス孔１２３，１２８をパッキン１２２，１
２７に形成したが、これに限るものではなく、分岐口金
具１２１自身若しくはそれに付属する部品のいずれかに
オリフィス孔を形成する、または孔明きプレートを挿入
すればよい。
【００２９】尚、本発明の電動車両１は、メインフレー
ムまたはそれに相当する車体フレームを有するものであ
ればよく、２輪車の他、３．４輪車であっても差支えな
い。また、実施例ではメインフレームを例に述べたが、
フレームは中空フレームであればそれに限らない。更に
また、電池は押込み空気による冷却、吸出し空気による
冷却のいずれによってもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、空気の分岐
通路中、フレームの最も他端側の分岐通路の流路面積を
他の分岐通路の流路面積より小さく設定することで分岐
通路を通る空気量の均一化を図ったので、複数個の電池
を均等に冷却することができ、所定の電池性能を発揮さ
せることができる。この際に、分岐通路の各々をオリフ
ィス孔を有するオリフィス部材を介して電池に連結する
ようにし、且つオリフィス部材を前記フレームと別部材
で構成すれば、オリフィス孔を容易に設定・変更するこ
とができ汎用性が高まる。特に、電池劣化に伴なう充電
時の温度上昇を考慮して冷却性を増加する必要性が発生
しても、オリフィス部材を交換する等して対応させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動車両の側面図
【図２】本発明に係る車両の車体フレームを主体とした
平面図
【図３】本発明に係る車体の略中央横断面図
【図４】本発明に係る車体フレーム、電池収納ケース、
附属品の分解斜視図
【図５】本発明に係る制御部、リアフェンダおよびその
付近の部品の分解図
【図６】本発明に係る電動車両のフェンダ、カバーの組
立図
【図７】本発明に係る車体前部のフェンダ、カバーの分
解斜視図
【図８】本発明に係る車体後部のフェンダ、カバーの分
解斜視図
【図９】本発明に係る車両のシート後部の拡大図（シー
トロック機構兼プラグ取出し蓋ロック機構を示す図）
【図１０】図９の１０矢視図
【図１１】本発明のメインフレームの図
【図１２】図１１の１２−１２線断面に＃１接続パッキ
ンと電池とを組合わせた図
【図１３】図１１の１３−１３線断面に＃２接続パッキ
ンと電池とを組合わせた図
【図１４】本発明に係る電池の正面図
【図１５】本発明に係る電池の平面図
【符号の説明】
１…電動車両、３…フレーム（メインフレーム）、３ｃ
…メインフレームの開口、３０…電池冷却ファン、３５
…電池、３５ａ…電池の空気取入れ口、４０…分岐通
路、１２１…分岐口金具、１２２，１２７…接続パッキ
ン、１２３，１２８…オリフィス孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−171476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173470（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−24185（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−167033（ＪＰ，Ａ) 米国特許5015545（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 1/04 B62J 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動車両の前後に延びるフレームに沿っ
    て複数の電池を配置し、前記フレームを中空とし、その
    一端に電池冷却ファンを接続し、前記複数の電池へ空気
    を送出または空気を吸引し、電池を冷却するものであっ
    て、フレームと電地とを接続する複数個の分岐通路をフ
    レームに設けた電動車両において、前記分岐通路の各々
    をオリフィス孔を有するオリフィス部材を介して電池に
    密着させることにより空気の洩れを防止し、且つフレー
    ムの最も他端側の分岐通路の流路面積が他の分岐通路の
    流路面積より小さくなるように前記オリフィス孔の孔径
    を調整したことを特徴とする電動車両の電池冷却構造。
  2. 【請求項２】 前記フレームは、車両中心を前後方向に
    伸びるメインフレームであることを特徴とする請求項１
    記載の電動車両の電池冷却構造。
  3. 【請求項３】 前記分岐通路は、フレームの空気流れに
    沿って風下へ向うほど流路面積が順次小さく設定されて
    いることを特徴とする請求項１記載の電動車両の電池冷
    却構造。
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