JP5473954B2 - 冷却構造を有する高電圧機器装置、及びそれを備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載するための蓄電池と該蓄電池の電力を制御するための高電圧制御機器とを含む高電圧機器装置であって、詳細には、これら蓄電池及び高電圧制御機器を冷却するための冷却構造を有する高電圧機器装置、及びそれを備えた車両に関する。

エンジンとモータを併用して走行する自動車（以下、「ハイブリッド自動車」と称す。）、又は、モータのみを用いて走行する自動車（以下、「電気自動車」と称す。）には、電力を蓄えると共に電動装置に電力を供給するための蓄電池を有する蓄電池ユニットと、蓄電池の電力を所定電圧に制御するインバータなどの高電圧制御機器を有する高電圧制御機器ユニットとを備えた高電圧機器装置が搭載されている。特許文献１には、この種の高電圧機器装置の従来構成例が記載されている。特許文献１に記載の高電圧機器装置は、蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットを略直方体形状のケースに収容した構成である。

蓄電池を含む蓄電池ユニットやインバータなどを含む高電圧制御機器ユニットは、作動時に発熱を伴うが、蓄電池は、高温状態では充放電効率が低下する。また、インバータは耐熱温度を越えると損傷するおそれがある。そのため、特許文献１に記載の高電圧機器装置は、蓄電池ユニットや高電圧制御機器ユニットを冷却するための冷却構造を備えている。この冷却構造は、送風ファンによって吸気ダクトからケース内に吸入した冷却用空気を蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットにこの順番で送り、その後、排気ダクトで外部に排出するように構成されている。

特開２００６−８２８０３号公報

ところで、特許文献１に記載の高電圧機器装置が備える冷却構造では、ケース内の通気通路に冷却用空気が流通する際に通風音（風切音）が発生し、これが騒音としてケースの外部に伝わるおそれがあった。特に、特許文献１に示すように、高電圧機器装置を車両の後部座席の背面側に設置している場合、後部座席に座る乗員の耳元から高電圧機器装置が近い位置にあるため、上記のような通風音による騒音が無視できないレベルになるおそれがある。なお、座席の背凭れ（シートバック）のクッション材などで、当該騒音が座席側に伝わることをある程度は抑制することが可能である。しかしながら、背凭れの中央部などに収納式のアームレストを設けている場合には、アームレストを収納部から引き出すと、アームレストを収納していた凹部の箇所にはクッション材が無いため、その箇所から座席側に騒音が伝わり易くなってしまう。

また、特許文献１に記載の高電圧機器装置では、ケースが幅方向を長手方向とする長方形状であって、蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットとをケース内で幅方向に並べて設置している。この場合、蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットを効率的に冷却するためには、ケース内の通気路の延伸方向を幅方向（横方向）に貫通するように設定することが望ましい。ところが、ケースの後壁における幅方向の中央（蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットとの間）には、車両の後部衝突などに対してケースの強度を確保するための補強部材が取り付けられている。この補強部材があることによって、通気路を幅方向に貫通させることができなかった。そのため、従来は、ケース内の通気路の延伸方向を蓄電池ユニットの部分と高電圧制御機器ユニットの部分とのそれぞれで上下方向（縦方向）に設けていた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧機器装置のケース内における冷却用空気の流通による騒音を効果的に低減することができ、かつ、ケース内に設置した蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットを効率的に冷却することができると共に、ケースに必要な強度を確保することができる高電圧機器装置の冷却構造を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、蓄電池（２２）を内蔵した蓄電池ユニット（２０）と、蓄電池（２２）の電力を制御するための高電圧制御機器（４１，４３）を内蔵した高電圧制御機器ユニット（４０）と、蓄電池ユニット（２０）及び高電圧制御機器ユニット（４０）を収容してなるケース（６０）とを有すると共に、ケース（６０）内の蓄電池ユニット（２０）と高電圧制御機器ユニット（４０）を冷却するための冷却構造を有する高電圧機器装置（１０）であって、冷却構造は、蓄電池ユニット（２０）を冷却するための第１冷却流路（６５）と、高電圧制御機器ユニット（４０）を冷却するための第２冷却流路（８０）と、第１冷却流路（６５）と第２冷却流路（８０）とを接続する接続流路（７０）と、第１冷却流路（６５）、接続流路（７０）、第２冷却流路（８０）内に送風するための送風手段（９０）と、を備え、接続流路（７０）は、第１冷却流路（６５）に繋がれた第１開口部（７１）と、第２冷却流路（８０）に繋がれた第２開口部（７２）と、第１開口部（７１）と第２開口部（７２）とを連通する内部流路（７３）と、を備え、第１開口部（７１）及び第２開口部（７２）の断面積が内部流路（７３）の断面積よりも小さな寸法に設定されていることを特徴とする。

本発明にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置によれば、接続流路における第１開口部及び第２開口部の断面積を内部流路の断面積よりも小さな寸法に設定したことで、接続流路に膨張型サイレンサとしての機能を持たせることが可能となる。これにより、冷却用空気が接続流路を流れることによって発生する通風音を消音することができる。したがって、ケース内における冷却用空気の送風による騒音を低減することができる。

また、本発明にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置では、接続流路（７０）は、内部流路（７３）の両側に間隔を有して対向配置した一対の底壁（７４，７５）と、これら一対の底壁（７４，７５）の両端同士を繋ぐ側壁（７６）とを備え、一方の底壁（７４）が他方の底壁（７５）よりも大きな面積である台形型の断面形状を有しており、一方の底壁（７４）は、ケース（６０）を構成する隔壁（６０ｂ）の内面に固定されているか、又は隔壁（６０ｂ）の内面によって構成されているとよい。

この構成によれば、接続流路の底壁がケースの内面に固定されているか、又はケースの内面の一部によって構成されていることで、接続流路を構成する部材よって、高電圧制御機器ユニットや蓄電池ユニットで発生した動作時の振動によるケースの共振を抑制することができる。特に、台形型の断面形状を有する接続流路の一対の底壁のうち、より広い面積の底壁がケースの内面側に配置されていることで、接続流路に接するケースの内面をより広い領域として確保することが可能となる。これにより、ケースの共振を効果的に抑制することができる。

また、本発明にかかる上記の高電圧機器装置では、接続流路（７０）の他方の底壁（７５）には、第１開口部（７１）と第２開口部（７２）のいずれか一方が形成されており、側壁（７６）には、第１開口部（７１）と第２開口部（７２）のいずれか他方が形成されているとよい。これによれば、簡単な構成で、第１開口部及び第２開口部の断面積を内部流路の断面積よりも小さな寸法に設定した接続流路を構成できるので、接続流路に膨張型サイレンサとして機能するために必要な形状を設定することが可能となる。

また、蓄電池ユニット（２０）と高電圧制御機器ユニット（４０）は、ケース（６０）内の幅方向の両側に並べて設置されており、第１冷却流路（６５）と第２冷却流路（８０）は、ケース（６０）内の該幅方向の両側それぞれにおいて該幅方向に沿って延びており、接続流路（７０）は、ケース（６０）内の該幅方向の中央部に配置されており、接続流路（７０）は、底壁（７５）及び側壁（７６）を一体に形成してなる構成部材（７７）を備え、該構成部材（７７）をケース（６０）の隔壁（６０ｂ）の内面に固定し、隔壁（６０ｂ）の内面と構成部材（７７）との間に内部流路（７３）を形成した構造であるとよい。

この構成によれば、接続流路の構成部材をケースの隔壁を補強するための補強部材として用いることができるので、接続流路でケースの隔壁を補強することができる。これにより、従来構造のように、ケースを補強するための補強部材によって冷却用空気の通路の配置に制限を受けずに済む。したがって、上記のように、蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットをケース内の幅方向の両側に並べて設置し、第１冷却流路と第２冷却流路をケース内の該幅方向の両側それぞれにおいて該幅方向に沿って延びるように配置して、接続流路をケース内の幅方向の中央部に配置することができる。これにより、ケース内において蓄電池ユニットと高電圧制御機器が配列された幅方向に沿って略一直線状に延びる冷却用空気のスムーズな流れを確保しながらも、ケースに必要な強度を確保することが可能となる。

また、本発明にかかる上記の高電圧機器装置では、ケース（６０）の隔壁（６０ａ，６０ｂ）は、接続流路（７０）が設置された第１隔壁（６０ｂ）と、該第１隔壁（６０ｂ）に対して間隔を有して対向配置された第２隔壁（６０ａ）とを含み、第１隔壁（６０ｂ）と第２隔壁（６０ａ）との間に蓄電池ユニット（２０）が配置されており、第１冷却流路（６５）は、第２隔壁（６０ａ）の一端側に設けた冷却用空気を導入する導入部（６５ａ）と、接続流路（７０）へ冷却用空気を導出する導出部（６５ｂ）と、導入部（６５ａ）と導出部（６５ｂ）を連通する連通路（６６）と、を備え、連通路（６６）には、導入部（６５ａ）から蓄電池（２２）と第１隔壁（６０ｂ）との間に沿って延びる第１通路（６６ａ）と、蓄電池（２２）と第２隔壁（６０ａ）との間を延びて導出部（６５ｂ）に繋がる第２通路（６６ｂ）と、蓄電池（２２）の間を第１隔壁（６０ｂ）側から第２隔壁（６０ａ）側に延びて第１通路（６６ａ）と第２通路（６６ｂ）とを連絡する連絡路（６６ｃ）と、が含まれているとよい。

この構成によれば、蓄電池ユニット内の蓄電池の第１隔壁側と第２隔壁側のそれぞれに連通路の第１通路と第２通路とが配置されているため、これら第１通路と第２通路を流通する冷却用空気によって、蓄電池ユニットと第１隔壁及び第２隔壁との間を断熱することができ、第１通路と第２通路を流通する冷却用空気に断熱材としての機能を持たせることができる。これにより、蓄電池の発熱がケースの外部へ放出されることを抑制できる。特に、上記の第１隔壁と第２隔壁をケースにおける面積の広い側の隔壁とすれば、蓄電池の発熱がケースの外部へ放出されることをより効果的に抑制することができる。

また、本発明にかかる車両は、座部（４）と、該座部（４）の後方に立設した背凭れ（３）とを有する座席（２）と、本発明にかかる上記いずれかの冷却構造を有する高電圧機器装置（１０）と、を備えた車両であって、高電圧機器装置（１０）は、座席（２）の背凭れ（３）の背面（３ａ）側に設置されていることを特徴とする。また、この場合、車両が備える高電圧機器装置（１０）のケース（６０）は、接続流路（７０）が設置された第１隔壁（６０ｂ）と、該第１隔壁（６０ｂ）に対して間隔を有して対向配置された第２隔壁（６０ａ）とを備え、第１隔壁（６０ｂ）と第２隔壁（６０ａ）との間に蓄電池ユニット（２０）が配置されており、第１冷却流路（６５）は、第２隔壁（６０ａ）の一端側に設けた冷却用空気を導入する導入部（６５ａ）と、接続流路（７０）へ冷却用空気を導出する導出部（６５ｂ）と、導入部（６５ａ）と導出部（６５ｂ）を連通する連通路（６６）と、を備え、連通路（６６）には、導入部（６５ａ）から蓄電池（２２）と第１隔壁（６０ｂ）との間に沿って延びる第１通路（６６ａ）と、蓄電池（２２）と第２隔壁（６０ａ）との間を延びて導出部（６５ｂ）に繋がる第２通路（６６ｂ）と、蓄電池（２２）の間を第１隔壁（６０ｂ）側から第２隔壁（６０ａ）側に延びて第１通路（６６ａ）と第２通路（６６ｂ）とを連絡する連絡路（６６ｃ）と、が含まれており、ケース（６０）における接続流路（７０）を設置した第１隔壁（６０ｂ）が背凭れ（３）と反対側である車両の後方を向いて設置されているとよい。

上記構成の車両によれば、高電圧機器装置のケースにおける接続流路を設けた第１隔壁が車両の後方を向いた状態で設置されるので、接続流路及びその構成部材によって車両の後方を向いたケースの隔壁が補強されている。これにより、車両の後部衝突に対してケースに必要な強度を確保することが可能となる。

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる高電圧機器装置の冷却構造によれば、高電圧機器装置のケース内での冷却用空気の流通による騒音を効果的に低減することができ、かつ、ケース内の蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットを効率的に冷却することができると共に、ケースに必要な強度を確保することができる。

本発明の第１実施形態にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置を正面側から見た概略の斜視図である。 車両の後部座席及びその背面側に設置した高電圧機器装置の分解斜視図である。 高電圧機器装置の内部構造を示す図で、図１のＺ−Ｚ矢視に対応する断面を示す切断斜視図である。 高電圧機器装置の配置構成を示す図で、図３のＸ−Ｘ矢視に対応する概略図である。 中間ダクトの詳細構成を示す図で、図３のＹ部分の部分拡大図である。 本発明の第２実施形態にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置が備える中間ダクトの詳細構成を示す図で、図３のＹ部分に対応する部分の部分拡大図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置１０を正面側から見た概略の斜視図である。図２は、車両の後部座席２及びその背面側に設置した高電圧機器装置１０の分解斜視図である。図３は、高電圧機器装置１０の内部構造を示す図で、図１のＺ−Ｚ矢視に対応する断面を示す切断斜視図である。図４は、高電圧機器装置１０の配置構成を示す図で、図３のＸ−Ｘ矢視に対応する概略図である。これらの図に示す高電圧機器装置１０は、エンジンとモータで走行するハイブリッド自動車の車両に搭載される装置である。ハイブリッド自動車は、詳細な図示は省略するが、直流電源のバッテリからモータに給電する際にインバータによって直流から交流に変換し、また、モータを介してエンジンの出力または車両の運動エネルギーの一部をバッテリに蓄電する際にインバータによって交流を直流に変換する。また、インバータによって変換された直流電圧は高圧なので、その一部はＤＣ／ＤＣコンバータによって降圧される。

したがって、高電圧機器装置１０は、バッテリ（蓄電池）２２を内蔵したバッテリユニット（蓄電池ユニット）２０と、バッテリの電力を所定電圧に制御するための高電圧制御機器であるインバータユニット４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４３を内蔵した高電圧制御機器ユニット４０とを備えている。加えて、高電圧機器装置１０は、バッテリユニット２０及び高電圧制御機器ユニット４０を収容した箱型のケース６０を有すると共に、ケース６０内のバッテリユニット２０と高電圧制御機器ユニット４０を冷却するための冷却構造を有している。なお、以下の説明で前側又は正面側というときは、後述する高電圧機器装置１０のケース６０の蓋板６３及び前壁６０ａ側を指し、後側又は背面側というときは、ケース６０の後壁６０ｂ側を指すものとする。また、左右というときは、図１に示すように、高電圧機器装置１０のケース６０を正面側（蓋板６３側）から見た状態での左右を指すものとする。

図２などに示す座席２は、車両の後部座席（リアシート）である。座席２は、乗員が着席する座部４と、座部４の後方に立設された背凭れ部分を構成するシートバック（センターシートバック）３とを備えて構成されている。なお、シートバック３の両側部には、サイドカバー（サイドシートバック）６が取り付けられている。サイドカバー６は、合成樹脂製の成型品からなるカバー部材である。なお、右側のサイドカバー６には、後述する吸気ダクト４５の吸気口４６に接続された開口部６ａが設けられている。

座席２は、座部４の座面４ａ及びシートバック３の座面（正面）３ａが車室９内を向いており、シートバック３の背面３ｂ側は、リアトレイ７の下方における車体の下部フレーム１との間に設けたトランクルーム５に面している。したがって、シートバック３及びサイドカバー６によって、車室９とトランクルーム５とが仕切られている。そして、高電圧機器装置１０は、シートバック３の背面３ｂ側のトランクルーム５内に設置されている。この高電圧機器装置１０は、ケース６０の前壁６０ａがシートバック３の背面３ｂに沿うように、若干後方に傾斜した状態で設置されている。

高電圧機器装置１０のケース６０は、図２に示すように、前側の全面に開口部６１ａを有する長方形状の箱型の本体部６１と、本体部６１の開口部６１ａを塞ぐ平板状の蓋板６３とで構成されている。蓋板６３は、ケース６０の前壁６０ａを構成している。本体部６１は、後壁６０ｂとその周囲に設けた上壁６０ｃ及び下壁６０ｄと一対の側壁６０ｅ，６０ｅとで囲まれた有底の容器状に形成されている。

バッテリユニット２０は、ケース６０内の幅方向（横方向）の中央より右側の部分（右半分）に設置されている。このバッテリユニット２０は、前面が開口する箱型のバッテリボックス２１と、バッテリボックス２１内に装着した複数のバッテリ（蓄電池）２２（図３参照）と、バッテリボックス２１の前面側に被せて取り付けた板状のフレーム２３とを備えている。バッテリボックス２１は、アルミニウムやマグネシウム等の剛性の高い材料から形成されている。バッテリボックス２１の内部に装着した各バッテリ２２を構成するセル電池同士の隙間には、冷却用空気を流通させるための第１冷却流路６５が形成されている。第１冷却流路６５の詳細については、後述する。

また、高電圧制御機器ユニット４０は、ケース６０内の幅方向（横方向）の中央より左側の部分（左半分）に配置されており、インバータを含むインバータユニット４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４３、及びそれらを設置するための板状のトレイ４４及び配線類４２などがユニット化された装置である。トレイ４４の前側及び後側には、インバータユニット４１の構成部品が設置されており、トレイ４４の前面側には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３が設置されている。トレイ４４とインバータユニット４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４３との間には、冷却用空気を流通させるための第２冷却流路８０が形成されている。第２冷却流路８０の詳細構成については、後述する。

また、ケース６０内に冷却用空気を導入するための吸気ダクト４５が設置されている。吸気ダクト４５は、発砲ポリプロピレン等で形成されている。この吸気ダクト４５は、バッテリユニット２０の右側部に設置されており、正面側を向いて開口する吸気口４６と、吸気口４６からバッテリユニット２０のバッテリボックス２１に連通する配管４７とを備えている。吸気口４６は、右側のサイドカバー６の開口部６ａに接続されており、開口部６ａを介して車室９内の空気が吸入されるようになっている。

また、ケース６０内には、送風ファン９０が設置されている。送風ファン９０は、ケース６０内の左側の端部における高電圧制御機器ユニット４０の後側に設置されている。また、ケース６０内の冷却用空気を外部へ導出するための排気ダクト５５が設置されている。排気ダクト５５は、吸気ダクト４５と同様、発砲ポリプロピレン等で形成されている。排気ダクト５５は、送風ファン９０の排気端９０ｂから出てケース６０の後側の左上方に延伸している。排気ダクト５５の先端（下流端）には、排気口５６が設けられている。排気口５６は、トランクルーム５内に開口している。

高電圧機器装置１０のケース６０内に設けた冷却構造は、バッテリユニット２０及び高電圧制御機器ユニット４０を冷却するためのもので、ケース６０内で吸気ダクト４５から排気ダクト５５に連通する冷却用空気の通路として、バッテリユニット２０を冷却するための第１冷却流路６５と、高電圧制御機器ユニット４０を冷却するための第２冷却流路８０と、第１冷却流路６５と第２冷却流路８０とを接続する中間ダクト（接続流路）７０とを備えている。以下、この冷却構造について詳細に説明する。

図３に示すように、第１冷却流路６５は、バッテリユニット２０内に設けられた流路である。この第１冷却流路６５は、吸気ダクト４５からの冷却用空気を導入するための導入端（導入部）６５ａと、バッテリボックス２１内の冷却用空気を中間ダクト７０へ導出するための導出端（導出部）６５ｂと、バッテリボックス２１内で導入端６５ａから導出端６５ｂに連通する連通路６６とを備えている。導入端６５ａには、吸気ダクト４５が接続されており、導出端６５ｂは、中間ダクト７０の流入口７１に接続されている。連通路６６は、導入端６５ａからバッテリボックス２１内をバッテリ２２の前側（前壁６０ａ側）に沿って延びる第１通路６６ａと、バッテリボックス２１をバッテリ２２の後側（後壁６０ｂ側）に沿って導出端６５ｂまで延びる第２通路６６ｂと、各バッテリ２２を構成するセル電池の隙間を前後方向（縦方向）に延びて第１通路６６ａと第２通路６６ｂを連絡している複数の連絡路６６ｃとを備えている。

第２冷却流路８０は、高電圧制御機器ユニット４０の内部に設けられた流路である。この第２冷却流路８０は、高電圧制御機器ユニット４０の右端に設けた中間ダクト７０からの冷却用空気を導入するための導入端８０ａと、高電圧制御機器ユニット４０の左端に設けた冷却用空気を送風ファン９０へ導出するための導出端８０ｂと、高電圧制御機器ユニット４０の内部で導入端８０ａから導出端８０ｂに繋がる連通路８１とを備えている。導入端８０ａは、中間ダクト７０の流出口７２に接続されている。導出端８０ｂは、送風ファン９０の吸気端９０ａに繋がっている。連通路８１は、導入端８０ａから導出端８０ｂに向かって高電圧制御機器ユニット４０の内部を幅方向（横方向）に貫通している貫通路である。この連通路８１は、トレイ４４の前面に沿ってインバータユニット４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４３との間に設けられている。なお、連通路８１には、その面が冷却用空気の流通方向に沿う板状の冷却フィン（図示せず）が配列形成されている。

また、図３に示すように、バッテリユニット２０と高電圧制御機器ユニット４０は、ケース６０内の幅方向の両側に並べて設置されており、第１冷却流路６５と第２冷却流路８０は、ケース６０内の当該幅方向の両側それぞれにおいて該幅方向に沿って延びており、中間ダクト７０は、ケース６０内の当該幅方向の中央部に配置されている。この中間ダクト７０は、ケース６０内の幅方向の中央部において、後壁（第１隔壁）６０ｂの内面に設置されている。

図５は、中間ダクト７０の詳細構成を示す図で、図３のＹ部分の部分拡大図である。同図に示すように、中間ダクト７０は、第１冷却流路６５の導出端６５ｂに繋がる流入口（第１開口部）７１と、第２冷却流路８０の導入端８０ａに繋がる流出口（第２開口部）７２と、これら流入口７１と流出口７２とを連通する内部流路７３とを備えている。そして、内部流路７３の前後それぞれに間隔を有して対向配置された一対の底壁７４，７５と、これら底壁７４，７５の両端同士を繋ぐ側壁７６とを有し、一方の底壁７４が他方の底壁７５よりも大きな面積を有する台形型の断面形状を有している。そして、底壁７４は、ケース６０の後壁６０ｂの内面によって構成されている。また、流入口７１は、右側（バッテリユニット２０側）を向く側壁７６に形成されており、流出口７２は、底壁７５に形成されている。

中間ダクト７０では、図５に示すように、流入口７１及び流出口７２の断面積が内部流路７３の断面積よりも小さな寸法に設定されている。これにより、空気の流通音を消音することが可能な膨張型サイレンサとしての機能を備えることができる。なお、この場合、十分な消音効果を得るためには、流入口７１及び流出口７２の断面積と流入口７１から流出口７２までの距離などの各種寸法を適切な寸法に設計されていることが必要である。

また、中間ダクト７０は、その底壁７５及び側壁７６を一体に形成してなる略板状の構成部材７７を備えている。そして、図２に示すように、中間ダクト７０は、構成部材７７をケース６０の後壁６０ｂの内面に固定し、後壁６０ｂの内面と構成部材７７との間に内部流路７３を形成した構造である。

図１、図３、図５には、高電圧機器装置１０のケース６０内における冷却用空気の流れを点線の矢印で示している。本実施形態の高電圧機器装置１０において、ケース６０内を吸気ダクト４５から排気ダクト５５に連通する冷却用空気の通路は、図３に示すように、吸気ダクト４５→第１冷却流路６５→中間ダクト７０→第２冷却流路８０→送風ファン９０→排気ダクト５５の順に連通している。したがって、送風ファン９０の運転によって、吸気口４６から吸気ダクト４５内に冷却用空気が導入される。吸気ダクト４５に導入された冷却用空気は、吸気ダクト４５からバッテリボックス２１内の第１冷却流路６５に導入される。第１冷却流路６５内の冷却用空気は、第１通路６６ａから連絡路６６ｃを通って第２通路６６ｂへ流通する。この第１冷却流路６５を通過する冷却用空気がバッテリ２２と熱交換を行うことで、バッテリ２２の発熱が冷却される。

バッテリユニット２０内の第１冷却流路６５を出た冷却用空気は、中間ダクト７０に導入される。中間ダクト７０に導入された冷却用空気は、流入口７１から内部流路７３を通って流出口７２に導かれ、中間ダクト７０の外部に排出される。ここで、中間ダクト７０は、流入口７１及び流出口７２の断面積が内部流路７３の断面積よりも小さな寸法に設定されていることで、膨張型サイレンサとして機能するので、中間ダクト７０内を流通する冷却用空気による通風音を消音することができる。

中間ダクト７０を出た冷却用空気は、高電圧制御機器ユニット４０内の第２冷却流路８０に導入される。第２冷却流路８０を通過する冷却用空気がインバータユニット４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４３と熱交換を行うことで、これらインバータユニット４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４３を含む高電圧制御機器ユニット４０の発熱が冷却される。第２冷却流路８０を出た冷却用空気は、送風ファン９０に吸入される。送風ファン９０から排出された冷却用空気は、排気ダクト５５を介して排気口５６からトランクルーム５に排出される。

以上説明したように、本実施形態の高電圧機器装置１０は、ケース６０内に設置したバッテリユニット２０及び高電圧制御機器ユニット４０を冷却するための冷却構造として、バッテリユニット２０内に設けた第１冷却流路６５と、高電圧制御機器ユニット４０内に設けた第２冷却流路８０と、これら第１冷却流路６５と第２冷却流路８０を接続する中間ダクト７０を備えている。また、第１、第２冷却流路６５，８０及び中間ダクト７０に冷却用空気を流通させるための送風ファン９０を備えている。

そして、中間ダクト７０は、第１冷却流路６５に繋がる流入口７１と、第２冷却流路８０に繋がる流出口７２と、これら流入口７１と流出口７２を連通する内部流路７３とを備えており、流入口７１及び流出口７２の断面積が内部流路７３の断面積よりも小さな寸法に設定されている。これにより、中間ダクト７０に膨張型サイレンサとしての機能を持たせている。したがって、中間ダクト７０を流通する冷却用空気による通風音を消音することができ、冷却用空気の送風による騒音を低減することができる。

さらに、図示は省略するが、高電圧機器装置１０のケース６０とセンターシートバック３の背面３ｂとの間に防音部材（防音シートなど）を設置した防音構造を設けることがある。この場合、中間ダクト７０に上記の膨張型サイレンサとしての機能による消音作用があるので、当該防音部材は、センターシートバック３の背面３ｂ側の一部（例えば、中間ダクト７０及びその近傍に対応する部分）を覆うように設置すれば、高電圧制御機器ユニット４０で発生した動作音による騒音を座席２の乗員が感知することを効果的に抑制でき、騒音のレベルを無視できる程度にまで低減することが可能となる。また、防音部材をセンターシートバック３の背面３ｂ側の全体に設置する必要が無く、防音部材の使用量が少なく抑えることができるので、コスト低減が可能となる。

また、台形型の断面形状を有する中間ダクト７０の底壁７４がケース６０の内面の一部によって構成されていることで、中間ダクト７０及びその構成部材７７よって、インバータユニット４１やＤＣ／ＤＣコンバータ４３などの高電圧制御機器やバッテリユニット２０などで発生した動作時の振動によるケース６０の共振を抑制することができる。特に、台形型の断面形状を有する中間ダクト７０の一対の底壁７４，７５のうち、広い面積の底壁７４が後壁６０ｂ側に配置されていることで、中間ダクト７０がケース６０の後壁６０ｂに接する領域をより広い領域として確保することが可能となる。これにより、ケース６０の共振を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、中間ダクト７０を構成する部材として、底壁７５及び側壁７６を一体に形成してなる板状の構成部材７７を備えている。中間ダクト７０は、この構成部材７７をケース６０の後壁６０ｂの内面に固定し、後壁６０ｂの内面と構成部材７７との間に内部流路７３を形成した構造である。この構成によって、中間ダクト７０の構成部材７７をケース６０の後壁６０ｂを補強するための補強部材として用いることができる。これにより、従来構造のように、ケースを補強するための補強部材によって冷却用空気の通路の配置に制限を受けずに済む。したがって、ケース６０内における第１冷却流路６５と第２冷却流路８０の間の中央部に中間ダクト７０を備えたことで、ケース６０内を幅方向に沿って一直線状に貫通する冷却用空気のスムーズな流れを確保しながらも、ケース６０に必要な強度を持たせることが可能となる。

また、本実施形態では、第１冷却流路６５の連通路６６には、導入端６５ａからバッテリボックス２１内のバッテリ２２の後側を延びる第１通路６６ａと、バッテリ２２の前側を延びて導出端６５ｂに繋がる第２通路６６ｂと、複数のバッテリ２２の間を前側から後側へ延びて第１通路６６ａと第２通路６６ｂとを連絡する連絡路６６ｃとが含まれている。

この構成によれば、バッテリユニット２０内のバッテリ２２の前後それぞれに連通路６６の第１通路６６ａと第２通路６６ｂとが配置されているため、これら第１通路６６ａと第２通路６６ｂを流通する冷却用空気によって、バッテリ２２とケース６０の後壁６０ｂ又は前壁６０ａとの間を断熱することができる。したがって、バッテリ２２の発熱がケース６０の外部へ放出されることを抑制できる。特に、本実施形態では、ケース６０の後壁６０ｂと前壁６０ａがケース６０における面積が広い側の一対の隔壁である。そのため、バッテリ２２の発熱がケース６０の外部へ放出されることをより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、高電圧機器装置１０は、車両の後部座席２におけるシートバック３の背面３ｂ側に設置されている。そして、高電圧機器装置１０のケース６０における中間ダクト７０を設置した後壁６０ｂがシートバック３と反対側である車両の後方を向いて配置されている。これにより、中間ダクト７０及びその構成部材７７によって車両の後方を向いたケース６０の後壁６０ｂが補強されている。したがって、車両の後部衝突に対してケース６０に必要な強度を確保することが可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。図６は、本発明の第２実施形態にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置１０が備える中間ダクト７０−２の詳細構成を示す図で、第１実施形態における図３のＹ部分に対応する部分の部分拡大図である。

本実施形態の高電圧機器装置１０が備える中間ダクト７０−２は、バッテリユニット２０側の側壁７６に設けた流入口７１に加えて、底壁７４に設けた他の流入口７８を備えている。流入口７８は、底壁７４を構成しているケース６０の後壁６０ｂに設けられており、トランクルーム５内に向かって開口している。これにより、中間ダクト７０−２には、第１冷却流路６５から流入口７１を通して流入する冷却用空気と、トランクルーム５から流入口７８を通して流入する冷却用空気との両方が導入されるようになっている。

高電圧機器装置１０では、バッテリユニット２０と高電圧制御機器ユニット４０の夫々で稼働に最適な温度領域が異なっており、高電圧制御機器ユニット４０の稼働に最適な温度領域は、バッテリユニット２０の稼働に最適な温度領域よりも高い温度領域である。また、高電圧制御機器ユニット４０は、スイッチング素子やコンデンサ等の発熱によってユニット自体が高温になり易い性質がある。しかしながら、第１実施形態の冷却構造で、稼働に最適な温度領域を超えて高温になった高電圧制御機器ユニット４０を冷却する場合、同時にバッテリユニット２０にも冷却用空気が供給されるので、バッテリユニット２０も冷却される。そのため、バッテリユニット２０が最適な温度領域で稼働している場合には、それをさらに冷却することになってしまう。これにより、バッテリユニット２０の稼働温度が最適温度よりも低い温度になってしまうおそれがある。

そこで、本実施形態の冷却構造では、中間ダクト７０−２に、第１冷却流路６５を経由せず冷却用空気を流入させるための流入口７８を追加した。これにより、送風ファン９０の運転によって、バッテリユニット２０を冷却するための第１冷却流路６５を通過した冷却用空気に加えて、トランクルーム５から直接取り入れた冷却用空気を用いて高電圧制御機器ユニット４０を冷却することができる。

以上説明したように、本実施形態の冷却構造では、中間ダクト７０−２に流入口７８を設けたことで、高電圧制御機器ユニット４０が高温になったときに、バッテリユニット２０の稼働温度が想定以上に低下することを防止しながら、高電圧制御機器ユニット４０を効率的に冷却することが可能となる。また、流入口７８を設けたことで、バッテリユニット２０を冷却するための第１冷却流路６５以外の経路で中間ダクト７０−２に冷却用空気を導入できるので、冷却用空気が第１冷却流路６５を通過する際の圧損を低減することができる。これにより、送風ファン９０を大型化せずに済むので、送風ファン９０の設置スペースの低減、軽量化、省電力化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、中間ダクト７０の底壁７４がケース６０の後壁６０ｂの一部で構成されている場合を示したが、これ以外にも、中間ダクト７０の底壁７４をケース６０の後壁６０ｂとは別部材として設け、当該底壁７４が後壁６０ｂの内面に固定した構造としてもよい。また、上記実施形態では、台形型の断面形状を有する中間ダクト７０の側壁７６に第１冷却流路６５に連通する流入口７１を設け、底壁７５に第２冷却流路８０に連通する流出口７２を設けた場合を示したが、これ以外にも、図示は省略するが、例えば、第１冷却流路６５に連通する流入口を底壁７５に設け、第２冷却流路８０に連通する流出口を側壁７６に設けるなど、他の構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態における自動車はハイブリッド自動車であったが、本発明にかかる冷却構造を有する高電圧機器装置１０は、モータのみで走行する電気自動車にも適用が可能である。

１ 下部フレーム
２ 座席（後部座席）
３ シートバック（背凭れ）
３ｂ 背面
５ トランクルーム
６ サイドカバー
６ａ 開口部
７ リアトレイ
９ 車室
１０ 高電圧機器装置
２０ バッテリユニット
２１ バッテリボックス
２２ バッテリ
２３ フレーム
４０ 高電圧制御機器ユニット
４１ インバータユニット
４３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４５ 吸気ダクト
４６ 吸気口
４７ 配管
５５ 排気ダクト
５６ 排気口
６０ ケース
６０ａ 前壁（第２隔壁）
６０ｂ 後壁（第１隔壁）
６１ 本体部
６３ 蓋板
６５ 第１冷却流路
６５ａ 導入端
６５ｂ 導出端
６６ 連通路
６６ａ 第１通路
６６ｂ 第２通路
６６ｃ 連絡路
７０ 中間ダクト
７１ 流入口
７２ 流出口
７３ 内部流路
７４ 底壁
７５ 底壁
７６ 側壁
７７ 構成部材
８０ 第２冷却流路
８０ａ 導入端
８０ｂ 導出端
８１ 連通路
９０ 送風ファン

Claims (6)

1. 蓄電池を内蔵した蓄電池ユニットと、前記蓄電池の電力を制御するための高電圧制御機器を内蔵した高電圧制御機器ユニットと、前記蓄電池ユニット及び前記高電圧制御機器ユニットを収容してなるケースと、を有すると共に、
   前記ケース内の前記蓄電池ユニットと前記高電圧制御機器ユニットを冷却するための冷却構造を有する高電圧機器装置であって、
   前記冷却構造は、
   前記蓄電池ユニットを冷却するための第１冷却流路と、前記高電圧制御機器ユニットを冷却するための第２冷却流路と、前記第１冷却流路と前記第２冷却流路とを接続する接続流路と、前記第１、第２冷却流路及び前記接続流路内に送風するための送風手段と、を備え、
   前記接続流路は、前記第１冷却流路に繋がれた第１開口部と、前記第２冷却流路に繋がれた第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部とを連通する内部流路と、を備え、前記第１開口部及び前記第２開口部の断面積が前記内部流路の断面積よりも小さな寸法に設定されていると共に、
   前記内部流路の両側に間隔を有して対向配置した一対の底壁と、これら一対の底壁の両端同士を繋ぐ側壁とを備え、
   一方の底壁が他方の底壁よりも大きな面積である台形型の断面形状を有しており、
   前記一方の底壁は、前記ケースを構成する隔壁の内面に固定されているか、又は前記隔壁の内面によって構成されている
   ことを特徴とする冷却構造を有する高電圧機器装置。
2. 前記他方の底壁には、前記第１開口部と前記第２開口部のいずれか一方が形成されており、前記側壁には、前記第１開口部と前記第２開口部のいずれか他方が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷却構造を有する高電圧機器装置。
3. 前記蓄電池ユニットと高電圧制御機器ユニットは、前記ケース内の幅方向の両側に並べて設置されており、
   前記第１冷却流路と前記第２冷却流路は、前記ケース内の前記幅方向の両側それぞれにおいて該幅方向に沿って延びており、
   前記接続流路は、前記ケース内の前記幅方向の中央部に配置されており、
   前記接続流路は、前記底壁及び前記側壁を一体に形成してなる構成部材を備え、該構成部材を前記ケースの前記隔壁の内面に固定し、前記隔壁の内面と前記構成部材との間に前記内部流路を形成した構造である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却構造を有する高電圧機器装置。
4. 前記ケースの前記隔壁は、前記接続流路が設置された第１隔壁と、該第１隔壁に対して間隔を有して対向配置された第２隔壁とを含み、
   前記第１隔壁と前記第２隔壁との間に前記蓄電池ユニットが配置されており、
   前記第１冷却流路は、
   前記第２隔壁の一端側に設けた冷却用空気を導入する導入部と、前記接続流路へ前記冷却用空気を導出する導出部と、前記導入部と前記導出部を連通する連通路と、を備え、
   前記連通路には、前記導入部から前記蓄電池と前記第２隔壁との間に沿って延びる第１通路と、前記蓄電池と前記第１隔壁との間を延びて前記導出部に繋がる第２通路と、前記蓄電池の間を前記第２隔壁側から前記第１隔壁側に延びて前記第１通路と前記第２通路とを連絡する連絡路と、が含まれている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却構造を有する高電圧機器装置。
5. 座部と、該座部の後方に立設した背凭れとを有する座席と、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高電圧機器装置と、を備え、
   前記高電圧機器装置は、前記座席の前記背凭れの背面側に設置されている
   ことを特徴とする車両。
6. 前記高電圧機器装置は、請求項４に記載の高電圧機器装置であって、
   前記ケースにおける前記接続流路を設置した前記第１隔壁が前記背凭れと反対側である
   車両の後方を向いて設置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両。

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