(57)【要約】【課題】本発明の少なくとも一つの実施形態は、電池パックの冷却構造をコンパクト化しつつ電池冷却性能を確保可能な電池パックを提供することを目的とする。【解決手段】電池モジュール７を収容し車両に搭載される電池パック１であって、電池モジュールを収容する板金ケース９と、板金ケースの内側底面１３ａと電池モジュールの下面との間に挟まれて設けられる熱伝導性を有する伝熱シート１５と、板金ケースの外側底面１３ｂに突設される放熱フィン３と、を備え、放熱フィンは、車両の外部に露出して設けられることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールを収容し車両に搭載される電池パックであって、
前記電池モジュールを収容する板金ケースと、
前記板金ケースの内側底面と前記電池モジュールの下面との間に挟まれて設けられる熱伝導性を有する伝熱シートと、
前記板金ケースの外側底面に突設される放熱フィンと、を備え、
前記放熱フィンは、前記車両の外部に露出して設けられることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記放熱フィンの表面には遮光コーティングが施されていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記放熱フィンは、前記板金ケースの底面に一体形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記放熱フィンは、前記板金ケースの底面の全面に渡って設けられ、前記車両の前後方向に平行に延びる複数の凸状部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項５】
前記電池モジュールは、前記車両の走行用エンジンの駆動をアシストするモータジェネレータへの電力源であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項６】
前記放熱フィンのみが、前記車両の床下に突出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池パックに関し、特に、車両に搭載され電池モジュールを有する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載され電池モジュールを有する電池パックに対する冷却は、電池の使われ方によって効率的に行う必要がある。例えば、電気自動車（ＥＶ）の場合には、走行用電池の出力のみで走行を行うため、電池の発熱量は大きい。そのため、ブロワ等を用いた強制電池冷却が行われる構造が知られている。しかし風路の配置が必要になり電池パックの構造が複雑化、大型化する。
【０００３】
一方、走行アシストや回生エネルギー回収等を目的とした電池であれば、電気自動車の走行用電池に比べて小型・低容量であるため、発熱量も少なく、走行用電池ほど冷却を必要としない。このような発熱量が走行用電池に比べて少ない電池の場合の冷却においては、電池パックの冷却構造のコンパクト化が可能となるが、コンパクト化を図りつつ電池冷却性能を確保することが難しくなる。
【０００４】
電池パックの冷却構造のコンパクト化を図りつつ電池冷却性能を持たせるために、車両の走行風を効果的に利用する技術が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には電池パックが示され、電池パックはモジュール電池を備え、そのモジュール電池は、その外面が樹脂素材で覆われている。そして、この樹脂素材の一部は、熱伝導率が高い樹脂素材から形成され、この熱伝導率の高い樹脂素材には、その外部と内部との熱交換を行うための放熱フィンがインサート成形されている。
【０００６】
また、特許文献２には最密配置された複数の電池が金属製ケースの内部に収容される電池モジュールについて示されている。この金属製ケースは走行風が流通する熱交換器の冷却通路の冷却面に設置されている。また、図５（ｂ）には冷却面と金属製ケースとの間に熱伝導性弾性体５０が配置され、図５（ｃ）には冷却通路に冷却フィンが形成され、図５（ｄ）には金属製ケースに冷却フィンが一体形成される構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２４３４４６号公報
【特許文献２】特開２０１８−６０５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２には、冷却フィンを設けて走行風を利用して冷却することが示されているが、特許文献１においては、電池パックは車両ボデーの下面に組付けられるアンダートレイに載せられて組付けられる構造であり（図３）、また、特許文献２においては、走行風が流通する通路が車両内側に設けられる構造である（図１）。このため、冷却フィンに対して走行風が効率よく当たらず走行風による効果的な冷却が得られ難い。
【０００９】
また、特許文献１、２には、複数の電池モジュールを覆うように形成されるケースの底面の内側と電池モジュールの下面との間に伝熱シートを挟んで、ケースの底面に電池モジュールからの発熱を効率よく伝達して、ケースの底面に形成された冷却フィンで放熱する構成については示されていない。特許文献２の図５（ｂ）には、熱伝導性弾性体５０が示されるが、この熱伝導性弾性体５０は、熱交換器の冷却通路の冷却面と金属製ケースとの間に配置される構造であり、電池下面と金属製ケースの底面の内側との間に配置されるものではない。
【００１０】
そこで、上記の課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、電池パックの冷却構造をコンパクト化しつつ電池冷却性能を確保可能な電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）前述した目的を達成するために発明されたものであり、本発明の少なくとも一つの実施形態は、電池モジュールを収容し車両に搭載される電池パックであって、前記電池モジュールを収容する板金ケースと、前記板金ケースの内側底面と前記電池モジュールの下面との間に挟まれて設けられる熱伝導性を有する伝熱シートと、前記板金ケースの外側底面に突設される放熱フィンと、を備え、前記放熱フィンは、前記車両の外部に露出して設けられることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、電池モジュールからの発熱は、板金ケースの内側底面と電池モジュールの下面との間に挟まれて設けられる熱伝導性を有する伝熱シートによって、板金ケースの底面に伝達される。そして板金ケースの底面に伝達された熱は放熱フィンによって、走行風を利用して冷却される。
【００１３】
このように、伝熱シート、板金ケース、放熱フィンによって効率よく電池モジュールからの熱を放熱フィンに伝達することができる。また、放熱フィンが、車両の外部に露出して設けられるので、走行風が遮られることなく直接的に放熱フィンに接触することができ、効率よい冷却が可能になる。また、走行風が直接的に放熱フィンに当たって冷却するので、冷却風等を放熱フィンに導く通気ダクト等が不要であるため電池パックの冷却構造のコンパクト化が図れる。すなわち、電池パックの冷却構造をコンパクト化しつつ電池冷却性能を確保できる。
【００１４】
（２）幾つかの実施形態では、前記放熱フィンの表面には遮光コーティングが施されていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、放熱フィンの表面に遮光コーティングが施されているので、車両の外部に露出して設けられる放熱フィンが路面からの輻射熱によって昇温して冷却効果が低下することを防止できる。
【００１６】
（３）幾つかの実施形態では、前記放熱フィンは、前記板金ケースの底面に一体形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、放熱フィンの形成が容易であるとともに、板金ケースの底面に伝達された熱が効率よく放熱フィンに伝達される。
【００１８】
（４）幾つかの実施形態では、前記放熱フィンは、前記板金ケースの底面の全面に渡って設けられ、前記車両の前後方向に延びる凸状部を複数有することを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、放熱フィンが板金ケースの底面の全面に渡って設けられることよって、板金ケースの底面に伝達された熱は放熱フィンによって効率よく冷却することができる。
【００２０】
（５）幾つかの実施形態では、前記電池モジュールは、前記車両の走行用エンジンの駆動をアシストするモータジェネレータへの電力源であることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、電池モジュールが、車両の走行用エンジンの駆動をアシストするモータジェネレータへの電力源であるので、電気自動車の走行用電池に比べては発熱量が少なく冷却能力も走行用電池に比べて少なくて済むことから、冷却部品のコスト低減が可能であり、さらに、走行風を利用して十分な電池冷却性能を確保できる。
【００２２】
（６）幾つかの実施形態では、前記放熱フィンのみが、前記車両の床下に突出することを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、車両の床下に放熱フィンのみを露出するので、放熱フィンの下端と路面との距離を確保することができる。その結果、障害物等との接触によって放熱フィンが損傷することを極力抑えることができ、また、放熱性能を確保することができる。さらに、放熱フィンが障害物等と接触することによって車両の走行性に支障が生じることも低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、電池パックの冷却構造をコンパクト化しつつ電池冷却性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池パックの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１における放熱フィンの部分の拡大斜視図である。
【図３】図１の電池パックの車両への搭載状態を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電池パックを示し、電池パックが搭載される車両の走行アシストシステムの構成ブロック図を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る電池パックを示し、放熱フィンへ遮光コーティングが塗布された状態を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電池パックを示し、電池パックの車両への他の搭載例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、実施形態として記載されている、または図面に示されている構成部品の相対的配置等は、本発明の範囲をこれらに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、実施形態の説明において前後左右上下の方向は電池パックを車両に組み付けたときの車両前方を向いて着座した乗員から見た方向として定義する。
【００２７】
本発明の一実施形態に係る電池パックについて、図１〜３を参照して説明する。図１は、電池パック１の全体構成を示し、図２は、電池パック１の放熱フィン３の部分の拡大図を示し、図３は、電池パック１の車両５への搭載状態を示す。
【００２８】
図１に示すように、電池パック１は、電池モジュール７を箱形状の金属材料によって形成されたケース（金属ケース）９の内部に収容して構成されており、後述するように車両５に搭載されている。
【００２９】
このケース９は、耐熱性、耐衝撃性を有する金属材料で構成され、例えば、アルミニウム合金製とすることがよい。
【００３０】
電池モジュール７は、複数の電池セル１１が図示されないホルダーによって配列されてケース９の内部に保持され、図示されないバスバーによって電気的に接続されて形成されている。また、図１においては、電池パック１内の電池モジュール７は１つ示すが、電池モジュール７の電力容量に応じて複数個設けてもよい。
【００３１】
ケース９の底面１３の内側底面１３ａと電池モジュール７の下面７ａとの間に挟まれて熱伝導性を有する伝熱シート１５が設けられている。この伝熱シート１５は、優れた高熱伝導性、柔軟性、耐熱性を有するシリコン素材で構成されるのが好ましい。伝熱シート１５は、少なくとも電池モジュール７の下面７ａの全面に位置して設けられている。
【００３２】
ケース９の外側底面１３ｂには、放熱フィン３が設けられ、放熱フィン３は、車両５の前後方向に平行に延びる複数の凸状部１４を有する。図２に示すように、放熱フィン３は、ケース９の外側底面１３ｂにおいて、外側底面１３ｂの全面に渡って、すなわち、箱形状の長手方向の全長に渡って凹凸状に形成され、箱形状の短手方向の全長に渡って平行に延在している。また、隣接する凸状部１４の間隔は、その間に走行風が通過して、放熱フィン３による放熱作用が良好に行われる間隔に形成されている。
【００３３】
また、放熱フィン３は、ケース９の外側底面１３ｂにケースと同一材料によって一体的に形成されていている。また、放熱フィン３の凸状部１４の個々を、又は複数個まとめたアセンブリー状態のものを、ケース９の外側底面１３ｂに溶接等で接合して形成してもよい。
【００３４】
一体形成の場合には、放熱フィン３の形成が容易であるとともに、ケース９の底面１３に伝達された熱が効率よく放熱フィン３に伝達される。別体形成の場合には、放熱フィン３による放熱性能を高めるために、放熱フィン３の部分だけをケース９とは異なる熱伝導性を有する材料で形成することが可能になる。
【００３５】
さらに、放熱フィン３の部分は、車両５の外部に露出して設置されている。すなわち、放熱フィン３の周囲を覆う部材は設けられてなく、走行風が直接、放熱フィン３に当たるようになっている。
【００３６】
図３に示すように、電池パック１は、車両５の助手席１７の下方部分に位置して設けられている。また、ケース９の長手方向は車幅方向に位置し、短手方向は車両前後方向に位置するように配置されている。
【００３７】
また、電池パック１は、車両５の助手席１７の下方部分に位置して、電池パック１のケース９の全部が室外側に配置されても、ケース９の一部が室外側で残りが室内側に入りこんで配置されてもよい。
【００３８】
ケース９の全部が室外側に配置される場合は、助手席１７の下方の床面が室内側に窪んで形成され、その窪んだ部分にケース９の上方部分が位置して車体の床面下方に電池パック１が取り付けられる。少なくとも放熱フィン３の部分は、図３に示すように、車両側面視において車両５の床面より下方に露出して設置される。
【００３９】
また、ケース９の一部が室外側で残りが室内側に配置される場合は、助手席１７の下方の床面に開口が形成され、ケース９の上方部分が開口を介して室内側に位置し、開口の周囲には室外側との連通を遮蔽するシール部材が設けられて取り付けられる。少なくとも放熱フィン３の部分は、図３に示すように、車両側面視において車両５の床面より下方に露出して設置される。
【００４０】
以上のように構成された一実施形態によれば、電池モジュール７からの発熱は、ケース９の内側底面１３ａと電池モジュール７の下面７ａとの間に挟まれて設けられる熱伝導性を有する伝熱シート１５によって、ケース９の底面１３に伝達される。そして、ケース９の底面１３に伝達された熱は放熱フィン３によって、走行風を利用して冷却される。
【００４１】
このように、金属製のケース９、伝熱シート１５、及び放熱フィン３によって効率よく電池モジュール７からの熱を放熱フィン３に伝達することができる。また、放熱フィン３が、車両５の外部に露出して設けられるので、走行風が遮られることなく直接的に放熱フィン３に接触することができ、効率よい冷却が可能になる。また、走行風が直接的に放熱フィンに当たって冷却するので、冷却風等を放熱フィンに導く通気ダクト等が不要であるため電池パック１の冷却構造のコンパクト化が図れる。すなわち、電池パックの冷却構造をコンパクト化しつつ電池冷却性能を確保できる。
【００４２】
次に、図４に示す一実施形態について説明する。この図４に示す一実施形態は、図１に示す電池パック１が、車両５の走行用のエンジン１９の駆動をアシストするベルトモータジェネレータ（ＢＳＧ）２１への電力源であることを特徴とする。
【００４３】
エンジン１９のクランクプーリには、図示しないベルトを介してベルトスタータージェネレータ（ＢＳＧ）２１が接続されている。このＢＳＧ２１は、エンジン１９の運転状態に応じて、回生駆動又は力行駆動が可能であり、回生駆動時には、発電した電力を図示しないインバータを介して電池パック１の電池モジュール７に蓄電し、力行駆動時には、エンジン１９の駆動軸をトルクアシストできるようになっている。従って、エンジン始動時には、ＢＳＧ２１は、エンジンスターターとしても機能する。
【００４４】
また、図４に示すように、電池パック１の電池モジュール７は、例えば４８Ｖバッテリからなり、そこに充電された電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３を介して１２Ｖに変圧されて車載補機用の１２Ｖバッテリ２５に放電され、また、車載の電装品２７にも放電されるようになっている。
【００４５】
このように構成された一実施形態によれば、電池モジュール７が、車両５のエンジン１９の駆動をアシストするＢＳＧ２１への電力源であるので、電気自動車の走行用電池に比べては発熱量が少なく冷却能力も走行用電池に比べて少なくて済むことから、図１に示す冷却構造を有る電池パック１によって冷却部品のコスト低減を図りつつ十分な電池冷却性能を確保できる。
【００４６】
次に、図５に示す一実施形態について説明する。この図５に示す一実施形態は、図１に示す電池パック１の放熱フィン３の表面に遮光コーティング２９が施されたコーティング付き放熱フィン３１を有していることを特徴とする。
【００４７】
遮光コーティング２９の材料は、アクリル、ウレタン、シリコン、またはフッ素などからなり、このような材料からなる塗料を塗布する。
【００４８】
塗布する領域は、ケース９の外側底面１３ｂの全域、及び放熱フィン３を含む領域に塗布する。なお、ケース９の外側底面１３ｂへの塗布領域は、車両外部に露出するケース９の側壁部分まで含めて塗布しても良い。また、放熱フィン３の部分だけに塗布してもよい。
【００４９】
このように構成された一実施形態によれば、太陽光によって熱せられた路面からの輻射熱によってケース９の底面全域が温度上昇することを防ぐことができる。また、車両の外部に露出して設けられるコーティング付き放熱フィン３１によって、路面からの輻射熱によって冷却効果が低下することが防止されるので、電池モジュール７の冷却機能を確保することができる。
【００５０】
なお、遮光コーティング２９は、遮光機能すなわち光を遮る性能だけでなく、熱をも遮る遮熱機能も含むものである。
【００５１】
次に、図６に示す一実施形態について説明する。この図６に示す一実施形態は、図１に示す電池パック１の放熱フィン３の部分のみが、車両５の床面より下に突出していることを特徴とする。
【００５２】
電池パック１のケース９は、助手席１７の下方の床面上に配置されている。すなわち、車両５の室内側にケース９の全部が配置され、床面に形成された開口から放熱フィン３の部分だけが下方に突出して車両５の外部に露出している。床面に形成された開口の周囲にはシール部材が設けられ、室内側に車両外部から雨水等の浸入が無いようになっている。
【００５３】
このように構成された一実施形態によれば、車両５の床下には、放熱フィン３のみが露出されるので、図３の実施形態のようにケース９の一部も床下に露出される場合に比べて、放熱フィン３の下端と路面との間の距離を確保することができる。その結果、障害物等との接触によって放熱フィン３が損傷することを極力抑えることができ、また、放熱性能を確保することができる。さらに、放熱フィン３が障害物等と接触することによって車両５の走行性に支障が生じることも低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、電池パック１の冷却構造をコンパクト化しつつ電池冷却性能を確保できるので、大きな電気容量を必要としない電動車両の電池パックや走行アシストシステムを備えた車両の電池パックへの利用に適している。
【符号の説明】
【００５５】
１  電池パック
３  放熱フィン
５  車両
７  電池モジュール
７ａ  電池モジュールの下面
９  ケース（板金ケース）
１１  電池セル
１３  ケースの底面
１３ａ  内側底面
１３ｂ  外側底面
１４  凸状部
１５  伝熱シート
１７  助手席
１９  エンジン
２１  ベルトモータジェネレータ（モータジェネレータ）
２３  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２５  １２Ｖバッテリ
２７  電装品
２９  遮光コーティング
３１  コーティング付き放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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