(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体床部の下側に配置され、リヤフレームを有するバッテリーフレームを介して車体の骨格に固定されると共に、後面の下部側に配置された前記リヤフレームが前記後面から車体後方側へ突出しており、側面視で前記リヤフレームと階段状に並ぶと共に、上面と前記車体床部との間に隙間が形成され、車体前方側から前記隙間に導入される走行風が前記隙間の後端から導出されるバッテリーモジュールと、
前記車体床部に設けられ、車体後方側へ向かうに従い下降するように傾斜しており、前記隙間における車体前後方向と垂直な断面の断面積を車体後方側へ向かうに従い漸減させた傾斜壁と、
前記車体床部に設けられ、前記傾斜壁の後端から車体後方側へ延びて前記バッテリーモジュールの後端よりも車体後方側へ至る中間壁と、
前記車体床部に設けられ、前記中間壁の後端から車体下方側へ延びると共に、前記隙間を車体外側に連通させた空間が前記バッテリーモジュールとの間に形成された縦壁と、
前記車体床部に設けられ、前記縦壁の下端から車体後方側へ延びると共に、前記バッテリーモジュールの下面と同等の高さに配置された下壁と、
を備えた自動車のバッテリー冷却構造。
【請求項２】
前記バッテリーモジュールは、前記車体床部と対向して配置された上壁部に、金属製の熱伝導部が設けられている請求項１に記載の自動車のバッテリー冷却構造。
【請求項３】
前記熱伝導部は、少なくとも前記上壁部の後部側に設けられている請求項２に記載の自動車のバッテリー冷却構造。
【請求項４】
前記熱伝導部は、前記バッテリーモジュールの上壁部のうち前記傾斜壁と前記中間壁との境界部分の下方に対応する位置であって、前記上壁部の後部側のみに設けられている請求項３に記載の自動車のバッテリー冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体床部の下側に配置されたバッテリーモジュールを冷却するための自動車のバッテリー冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に示されたバッテリー冷却システムは、車両の床下に設けられ、バッテリーを収容可能なように凹んだ凹状の収容部と、バッテリーより走行方向上流側に設けられ、前記収容部内に走行風を導入するためのバッフルと、を備えており、走行風を用いてバッテリーを冷却するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０９２８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の如きバッテリー冷却システムでは、収容部内に導入された走行風がバッテリー（バッテリーモジュール）と干渉することにより、車両の運動性能に影響がでる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、バッテリー冷却性能及び車両の運動性能の両方を良好にすることができる自動車のバッテリー冷却構造を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明に係る自動車のバッテリー冷却構造は、車体床部の下側に配置され、リヤフレームを有するバッテリーフレームを介して車体の骨格に固定されると共に、後面の下部側に配置された前記リヤフレームが前記後面から車体後方側へ突出しており、側面視で前記リヤフレームと階段状に並ぶと共に、上面と前記車体床部との間に隙間が形成され、車体前方側から前記隙間に導入される走行風が前記隙間の後端から導出されるバッテリーモジュールと、前記車体床部に設けられ、車体後方側へ向かうに従い下降するように傾斜しており、前記隙間における車体前後方向と垂直な断面の断面積を車体後方側へ向かうに従い漸減させた傾斜壁と、前記車体床部に設けられ、前記傾斜壁の後端から車体後方側へ延びて前記バッテリーモジュールの後端よりも車体後方側へ至る中間壁と、前記車体床部に設けられ、前記中間壁の後端から車体下方側へ延びると共に、前記隙間を車体外側に連通させた空間が前記バッテリーモジュールとの間に形成された縦壁と、前記車体床部に設けられ、前記縦壁の下端から車体後方側へ延びると共に、前記バッテリーモジュールの下面と同等の高さに配置された下壁と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の自動車のバッテリー冷却構造では、車体床部に設けられた傾斜壁によって、車体床部とバッテリーモジュールとの間に形成された隙間における車体前後方向と垂直な断面の断面積が車体後方側へ向かうに従い漸減している。このため、車体前方側から上記隙間に導入された走行風の流速は、上記隙間の車体後方側へ向かうに従い増加する。これにより、車両の運動性能を良好にすることができる。しかも、バッテリーモジュールの上面に当たる走行風の流速が増加されるため、バッテリー冷却性能を良好にすることもできる。
【０００９】
また、この自動車のバッテリー冷却構造では、車体床部に設けられた傾斜壁が、車体後方側へ向かうに従い下降するように傾斜している。これにより、車体床部とバッテリーモジュールとの間に形成された隙間における車体前後方向と垂直な断面の断面積が車体後方側へ向かうに従い漸減している。このように、断面積漸減部としての傾斜壁が車体床部に設けられているため、バッテリーモジュールに断面積漸減部（傾斜部等）が設けられる場合と比較して、バッテリー容量等の設定を容易なものにすることができる。
【００１１】
さらに、この自動車のバッテリー冷却構造では、車体床部の傾斜壁とバッテリーモジュールとの間に導入されることにより流速を増加された走行風は、傾斜壁の後端から車体後方側へ延びる中間壁に沿ってバッテリーモジュールの車体後方側へ流れる。上記中間壁の後端からは縦壁が車体下方側へ延びており、当該縦壁とバッテリーモジュールとの間に形成された空間を介して上記隙間が車体の外側（下側）に連通されている。また、縦壁の下端からは、バッテリーモジュールの下面と同等の高さに配置された下壁が車体後方側へ延びている。このため、上述の如くバッテリーモジュールの車体後方側へ流れた走行風（以下、「上側の走行風」という）は、バッテリーモジュールと縦壁との間の空間内を降下すると共に、バッテリーモジュールの下側を流れる走行風（以下、「下側の走行風」という）と合流し、下壁に沿って車体後方側へと流れる。ここで、前記合流の際には、流速を増加された上側の走行風が下側の走行風と合流することにより、下側の走行風がバッテリーモジュールと縦壁との間の空間へ巻き上げることを抑制できる。これにより、例えば、バッテリーモジュールと下壁との間に設定されるアンダーカバー（走行風の巻き上げを防止する板状の部材）を省略することができる。なお、請求項１に記載の「同等」は、上述の効果が得られる程度のものであればよく、「略同じ高さ」と同義である。
【００１２】
請求項２に記載の発明に係る自動車のバッテリー冷却構造は、請求項１に記載の自動車のバッテリー冷却構造において、前記バッテリーモジュールは、前記車体床部と対向して配置された上壁部に、金属製の熱伝導部が設けられている。
【００１３】
請求項２に記載の自動車のバッテリー冷却構造では、車体床部とバッテリーモジュールとの間の隙間に導入されることにより流速を増加された走行風が、バッテリーモジュールの上壁部に設けられた金属製の熱伝導部に当たる。これにより、当該熱伝導部を介してバッテリーモジュールの熱を良好に放散することができるので、バッテリー冷却性能を一層良好にすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明に係る自動車のバッテリー冷却構造は、請求項２に記載の自動車のバッテリー冷却構造において、前記熱伝導部は、少なくとも前記上壁部の後部側に設けられている。
【００１５】
請求項３に記載の自動車のバッテリー冷却構造では、バッテリーモジュールの上壁部における少なくとも後部側、すなわち、車体床部とバッテリーモジュールとの間の隙間に導入される走行風の流速が速くなる側に金属製の熱伝導部が設けられている。これにより、バッテリーを効率的に冷却することができる。
請求項４に記載の発明に係る自動車のバッテリー冷却構造は、請求項３に記載の自動車のバッテリー冷却構造において、前記熱伝導部は、前記バッテリーモジュールの上壁部のうち前記傾斜壁と前記中間壁との境界部分の下方に対応する位置であって、前記上壁部の後部側のみに設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る自動車のバッテリー冷却構造では、バッテリー冷却性能及び車両の運動性能の両方を良好にすることができる自動車のバッテリー冷却構造を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車のバッテリー冷却構造の概略的な構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の第１比較例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態の第２比較例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る自動車のバッテリー冷却構造の一実施形態について説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＦＲは車体前方を示し、矢印ＵＰは車体上方を示している。
【００１９】
図１には、本実施形態に係る自動車のバッテリー冷却構造１０（以下、単に「バッテリー冷却構造１０」という）の概略的な構成が車体幅方向一側（車体左方側）から見た縦断面図にて示されている。この自動車は、例えば、電気自動車、ガソリンハイブリッド車、燃料電池ハイブリッド車等のようにバッテリーモジュール１２が搭載された自動車であり、本実施形態における自動車のバッテリー冷却構造１０は、このような自動車に適用される構造である。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態では、バッテリーモジュール１２が自動車の車体床部１４の下側（車体床部１４と地面１１との間）に配置されている。このバッテリーモジュール１２は、内側にバッテリー（例えば、リチウムイオン二次電池）を収容した外装部材（ケース）１６を備えている。この外装部材１６は、高さ寸法が小さい箱状に形成されており、車体幅方向中央側に車体前後方向を長手方向として配置されている。この外装部材１６は、上壁部１６Ａの略全体がスチール製（金属製）の板材からなる熱伝導部１８によって構成されており、上壁部１６Ａ以外が樹脂材料等によって形成されている。この外装部材１６の周囲にはバッテリーフレーム２０が設けられている。
【００２１】
バッテリーフレーム２０は、外装部材１６の前後両側に配置されて車体幅方向に延びるフロントフレーム２２及びリヤフレーム２４と、外装部材の左右両側に配置されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム（図示省略）とを備えており、枠状に形成されている。バッテリーモジュール１２は、このバッテリーフレーム２０を介して車体の骨格（ロッカ等）に固定されている。
【００２２】
一方、車体床部１４は、車室２６の床部を構成するフロアパネル２８と、荷室３０の床部を構成するラゲッジフロアパネル３２とを備えており、バッテリーモジュール１２は、フロアパネル２８の下方に配置されている。
【００２３】
フロアパネル２８は、前端部がダッシュパネル３４の下端部に結合されており、後端部がラゲッジフロアパネル３２の前端部に結合されている。このフロアパネル２８の前部側には、車体後方側へ向かうに従い緩やかに下降するように傾斜した傾斜壁２８Ａ（断面積漸減部）が設けられている。また、フロアパネル２８の後部側には、車体に対して略水平に配置された中間壁２８Ｂが設けられている。中間壁２８Ｂは、傾斜壁２８Ａの後端から車体後方側へ延びており、バッテリーモジュール１２の後端よりも車体後方側へ延設されている。
【００２４】
一方、ラゲッジフロアパネル３２は、車体に対して略垂直に配置された縦壁３２Ａと、当該縦壁３２Ａの下端から車体後方側へ延びる下壁３２Ｂとを備えている。縦壁３２Ａは、バッテリーモジュール１２の後面に対して車体後方側へ十分に離間して配置されており、上端部がフロアパネル２８における中間壁２８Ｂの後端部と結合されている。また、下壁３２Ｂは、車体に対して略水平に配置されており、バッテリーモジュール１２の下面と同等の高さ（ここでは、バッテリーモジュール１２の下面よりも僅かに下方側）に配置されている。
【００２５】
ここで、本実施形態では、フロアパネル２８とバッテリーモジュール１２との間には、車体前部に設けられたコンパートメント３８（エンジン、モータ等が配置される空間）に連通された隙間４０が形成されており、当該隙間４０には、自動車の走行時にコンパートメント３８内に導入された走行風や、コンパートメント３８の下側を通過した走行風が、車体前方側から導入されるようになっている。この隙間４０は、フロアパネル２８の傾斜壁２８Ａとバッテリーモジュール１２との間に配置された前部側の高さ寸法が、車体後方側へ向かうに従い漸減している。これにより、隙間４０の前部側は、車体前後方向と垂直な断面の断面積が車体後方側へ向かうに従い漸減している。また、隙間４０の後部側は、高さ寸法が略一定とされており、車体前後方向と垂直な断面の断面積が、車体前後方向における各位置において略一定とされている。
【００２６】
上述の隙間４０の後端は、バッテリーモジュール１２の後面と縦壁３２Ａとの間に形成された空間４２に連通されている。この空間４２は、下端側が開放されており、上述の隙間４０は、上記空間４２を介して車体の外側（下側）に連通されている。このため、車体前方側から隙間４０に導入された走行風は、隙間４０の後端から空間４２へ導出されると共に、空間４２の下端から車体の外側へ導出されるようになっている。
【００２７】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２８】
上記構成のバッテリー冷却構造１０では、フロアパネル２８に設けられた傾斜壁２８Ａが、車体後方側へ向かうに従い下降するように傾斜している。これにより、フロアパネル２８とバッテリーモジュール１２との間に形成された隙間４０は、車体前後方向と垂直な断面の断面積が車体後方側へ向かうに従い漸減している。このため、車体前方側から上記隙間４０に導入された走行風Ｗ１の流速は、隙間４０の車体後方側へ向かうに従い増加する。これにより、車両の運動性能（空力性能）を良好にすることができる。しかも、バッテリーモジュール１２の上面に当たる走行風Ｗ１の流速が増加されるため、バッテリー冷却性能を良好にすることもできる。
【００２９】
なお、本実施形態では、バッテリーモジュール１２を車体に固定するためのバッテリーフレーム２０によってバッテリー冷却用の走行風が多少遮られるが、上述の如く隙間４０に導入される走行風Ｗ１によってバッテリーモジュール１２の上面側が冷却されるため、バッテリー冷却性能を良好にすることができる。換言すれば、バッテリーフレーム２０によって衝突安全性を確保すると共にチッピング（小石の跳ね上げ）等からバッテリーを保護しつつ、バッテリー冷却性能を良好にすることができる。
【００３０】
しかも、本実施形態では、上記隙間４０の断面積を漸減させる傾斜壁２８Ａがフロアパネル２８に設けられているため、バッテリーモジュール１２の外装部材１６等に断面積漸減部（傾斜部等）が設けられる場合と比較して、バッテリー容量等の設定を容易なものにすることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、隙間４０に導入されることにより流速を増加された走行風Ｗ１は、傾斜壁２８Ａの後端から車体後方側へ延びる中間壁２８Ｂに沿ってバッテリーモジュール１２の車体後方側へ流れる。上記中間壁２８Ｂの後端からは縦壁３２Ａが車体下方側へ延びており、当該縦壁３２Ａとバッテリーモジュール１２の後面との間に形成された空間４２を介して上記隙間が車体の外側（下側）に連通されている。また、縦壁３２Ａの下端からは、バッテリーモジュール１２の下面と同等の高さに配置された下壁３２Ｂが車体後方側へ延びている。このため、上述の如くバッテリーモジュール１２の車体後方側へ流れた走行風Ｗ１（以下、「上側の走行風Ｗ１」という）は、バッテリーモジュール１２と縦壁３２Ａとの間の空間４２内を降下すると共に、バッテリーモジュール１２の下側を流れる走行風Ｗ２（以下、「下側の走行風Ｗ２」という）と合流し、下壁３２Ｂに沿って車体後方側へと流れる。ここで、前記合流の際には、流速を増加された上側の走行風Ｗ１が下側の走行風Ｗ２と合流することにより、下側の走行風Ｗ２がバッテリーモジュール１２と縦壁３２Ａとの間の空間４２へ巻き上げることを抑制できる。
【００３２】
つまり、図２に示される第１比較例のように、上側の走行風Ｗ１が生じない構成の場合には、下側の走行風Ｗ２が空間４２内へ巻き上げることにより、走行風Ｗ２の整流が妨げられてしまう。また、上述の如き巻き上げを防止するため、図３に示される第２比較例のように、バッテリーモジュール１２と下壁３２Ｂとの間に平板状のアンダーカバー４６を設定した場合には、当該アンダーカバー４６によって車両の質量及びコストが増加してしまう。
【００３３】
これに対し、本実施形態では、上側の走行風Ｗ１の風圧によって下側の走行風Ｗ２の巻き上げが抑制されることにより、走行風が整流されるため、車両の運動性能を良好にしつつ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、隙間４０に導入されることにより流速を増加される走行風Ｗ１が、バッテリーモジュール１２の上壁部１６Ａに設けられたスチール製の熱伝導部１８に当たる。これにより、当該熱伝導部１８を介してバッテリーモジュールの熱を良好に放散することができるので、バッテリー冷却性能を一層良好にすることができる。
【００３５】
＜実施形態の補足説明＞
上記実施形態では、バッテリーモジュール１２の外装部材１６における上壁部１６Ａの略全体がスチール製の熱伝導部１８によって構成された場合について説明したが、請求項１〜請求項４に係る発明はこれに限らず、熱伝導部１８が上壁部１６Ａの後部側だけに設けられた構成にしてもよい。すなわち、隙間４０に導入された走行風Ｗ１は、上壁部１６Ａの後部側へ向かうに従い流速を増加されるため、走行風Ｗ１の流速が速くなるところにスチール製の熱伝導部１８が設けられることにより、バッテリーモジュール１２を効率的に冷却することができる。しかも、上壁部１６Ａの略全体がスチール製の熱伝導部１８によって構成される場合と比較して、バッテリーモジュール１２の軽量化を図ることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、上壁部１６Ａに設けられた熱伝導部１８がスチール製（金属製）とされた構成にしたが、請求項１に係る発明はこれに限らず、熱伝導部は、外装部材１６における上壁部１６Ａ以外の部位よりも熱伝導率が高い材料によって形成されていればよい。また、請求項１〜請求項３に係る発明では、熱伝導部が省略された構成にしてもよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、車体床部１４が傾斜壁２８Ａ、中間壁２８Ｂ、縦壁３２Ａ及び下壁３２Ｂを備え、当該下壁３２Ｂがバッテリーモジュール１２の下面と同等の高さに配置された構成にしたが、これに限らず、車体床部の構成や下壁の配置高さは適宜変更することができる。例えば、図１において、下壁３２Ｂがバッテリーモジュール１２の下面よりも高く且つバッテリーモジュール１２の上面よりも低い位置に配置された構成であっても、上側の走行風Ｗ１が下側の走行風Ｗ２と合流することにより、空間４２への走行風Ｗ２の巻き上げを抑制することができる。また例えば、中間壁２８Ｂ及び縦壁３２Ａが省略されると共に、傾斜壁２８Ａが車体後方側へ延長されて下壁３２Ｂに連続するように構成してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、隙間４０の後部側では、車体前後方向と垂直な断面の断面積が車体前後方向における各位置において略一定とされた構成にしたが、請求項１〜請求項４に係る発明はこれに限らず、隙間の後部側においては、車体前後方向と垂直な断面の断面積が車体後方側へ向かうに従い増加する構成にしてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、フロアパネル２８（車体床部１４）に設けられた傾斜壁２８Ａが断面積漸減部とされた構成にしたが、これに限らず、断面積漸減部は、車体床部及びバッテリーモジュールの少なくとも一方に設けられていればよく、その構成は適宜変更することができる。例えば、バッテリーモジュールの上壁部に、車体後方側へ向かうに従い上昇するように傾斜した傾斜部（断面積漸減部）を設定する構成にしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、コンパートメント３８内に導入された走行風や、コンパートメント３８の下側を通過した走行風が、隙間４０に導入される構成にしたが、請求項１〜４に係る発明はこれに限らず、コンパートメント３８の下側を通過した走行風のみが、隙間４０に導入される構成にしてもよい。
【００４１】
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１０      自動車のバッテリー冷却構造
１２      バッテリーモジュール
１４      車体床部
１６      外装部材
１６Ａ    上壁部
１８      熱伝導部
２８Ａ    傾斜壁（断面積漸減部）
２８Ｂ    中間壁
３２Ａ    縦壁
３２Ｂ    下壁
【図１】
0005494584.tif 000002
【図２】
0005494584.tif 000003
【図３】
0005494584.tif 000004