(57)【要約】【課題】ヒートシンク部材がバッテリモジュールと電装部品との境界に備えられた構造であっても、電装部品の表面の冷却を的確に行う。【解決手段】バッテリモジュール１５を冷却した後の冷却風を冷却ダクト２４からヒートシンク部材２１流通させると共に、冷却ダクト２４に送られた冷却風の一部を、流出穴２６から電装部品１６の表面（上面、側面）に向けて流出させ、バッテリモジュール１５及び電装部品１６を冷却すると共に、電装部品１６の表面を冷却する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用の電源となるバッテリ及び前記バッテリの上方に設置される電装部品が収容されるケースと、
前記バッテリと前記電装部品との間に設けられ、前記バッテリの収容領域と前記電装部品の収容領域とを前記ケース内で仕切る仕切り部材と、
前記電装部品の下面と前記仕切り部材との間に設けられ、複数の放熱フィンを有するヒートシンク部材と、
冷却風を前記バッテリに流通させる第１冷却通路と、
前記バッテリを流通した前記冷却風を前記ヒートシンク部材に流通させる第２冷却通路と、
前記第２冷却通路の途中から前記電装部品の表面に冷却風を案内する案内手段とを備えた
ことを特徴とする車両用電源パックの冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電源パックの冷却構造において、
前記ヒートシンク部材を流通した冷却風を前記ケースの外部に排出する排出通路を備え、
前記第２冷却通路は、冷却ダクト部材で構成され、
前記排出通路は、排出ダクト部材で構成され、
前記案内手段は、
前記冷却ダクト部材に形成されるとともに、前記電装部品の表面に向けて冷却風を流出させる流出穴と、
前記排出ダクト部材に形成されるとともに、前記流出穴から前記電装部品の表面を通過する冷却風を流入させる流入穴とからなる
ことを特徴とする車両用電源パックの冷却構造。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載の車両用電源パックの冷却構造において、
前記第１冷却通路には、車室内の空気が冷却風として導入される導入ダクト部材が接続され、
前記排出ダクト部材は、前記ヒートシンク部材を流通した冷却風を車体の換気手段に案内する
ことを特徴とする車両用電源パックの冷却構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用電源パックの冷却構造において、
前記ケースは、車両の荷室の荷室ボードの下部に搭載され、前記荷室ボードで上部を覆われる
ことを特徴とする車両用電源パックの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動用の電源となるバッテリ及び電装部品が収容される車両用電源パックの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン及びモータを駆動源として備え、エンジンもしくはモータのうち少なくとも一方の出力により駆動するハイブリッド電気自動車や、モータの出力により駆動する電気自動車が知られている。ハイブリッド電気自動車や電気自動車は、モータの出力を必要としているため、駆動用の電源となるバッテリが搭載されている。
【０００３】
駆動用の電源となるバッテリはトレーとカバーからなるケースに収容される。そして、バッテリの上方に、断熱材を挟んで、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む高電圧部品（電装部品）が収容されて車両用電源パックを構成している。そして、車両用電源パックが、例えば、荷室の荷室ボードの下部に収容されている。
【０００４】
電装部品は金属の筐体に部品類が収納されて構成され、内部のスイッチング素子等の発熱による温度上昇を抑制するため、放熱フィンを有するヒートシンク部材が備えられている。ヒートシンク部材を含めて電装部品を冷却風により冷却することで、バッテリと電装部品を冷却することが従来から行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示された技術は、ケースの上部（電装部品の上部）に、カバーの変形を許容するためのスペースを有効に活用する技術であり、放熱フィンを有するヒートシンク部材を筐体の上面に配置している。しかし、電装部品は、通常は、下面側の発熱量が多くなるため、放熱フィンを有するヒートシンク部材はバッテリとの境界側の下面に備えることが一般的である。
【０００６】
このため、ヒートシンク部材を含めて電装部品を冷却風により冷却した場合でも、一般的には、ケースの上面に伝わる熱を冷却することは困難な状況である。ケース内の電装部品の上面側には、ヒューズボックスやサービスプラグ等が備えられている。このため、ケースの上面に多くの熱が伝わると、ケース内上部の温度が上昇しヒューズボックス類やサービスプラグ等、他の構成部品に影響を与える虞があるのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９１９１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ヒートシンク部材がバッテリと電装部品との境界に備えられた構造であっても、電装部品の表面の冷却を的確に行うことができる車両用電源パックの冷却構造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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両用電源パックの冷却構造は、駆動用の電源となるバッテリ及び前記バッテリの上方に設置される電装部品が収容されるケースと、前記バッテリと前記電装部品との間に設けられ、前記バッテリの収容領域と前記電装部品の収容領域とを前記ケース内で仕切る仕切り部材と、前記電装部品の下面と前記仕切り部材との間に設けられ、複数の放熱フィンを有するヒートシンク部材と、冷却風を前記バッテリに流通させる第１冷却通路と、前記バッテリを流通した前記冷却風を前記ヒートシンク部材に流通させる第２冷却通路と、前記第２冷却通路の途中から前記電装部品の表面に冷却風を案内する案内手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る本発明では、第１冷却通路により冷却風をバッテリに流通させ、バッテリと電装部品の境界に存在するヒートシンク部材に、バッテリを流通した後の冷却風を第２冷却通路により流通させる。案内手段により、バッテリを流通した後の冷却風を並行して電装部品の表面に案内し、ヒートシンク部材の部位と共に電装部品の表面を的確に冷却する。
【００１１】
このため、ヒートシンク部材がバッテリと電装部品との境界に備えられた構造であっても、電装部品の表面の冷却を的確に行うことが可能になる。
【００１２】
そして、請求項２に係る本発明の車両用電源パックの冷却構造は、請求項１に記載の車両用電源パックの冷却構造において、前記ヒートシンク部材を流通した冷却風を前記ケースの外部に排出する排出通路を備え、前記第２冷却通路は、冷却ダクト部材で構成され、前記排出通路は、排出ダクト部材で構成され、前記案内手段は、前記冷却ダクト部材に形成されるとともに、前記電装部品の表面に向けて冷却風を流出させる流出穴と、前記排出ダクト部材に形成されるとともに、前記流出穴から前記電装部品の表面を通過する冷却風を流入させる流入穴とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る本発明では、第２冷却通路を構成する冷却ダクト部材の流出穴から電装部品の表面に向けて冷却風を流出させ、電装部品の表面を通過する冷却風を流入穴から排出通路に流入させて排出することにより、電装部品の表面に冷却風の流れをつくることができる。
【００１４】
また、請求項３に係る本発明の車両用電源パックの冷却構造は、請求項１もしくは請求項２に記載の車両用電源パックの冷却構造において、前記第１冷却通路には、車室内の空気が冷却風として導入される導入ダクト部材が接続され、前記排出ダクト部材は、前記ヒートシンク部材を流通した冷却風を車体の換気手段に案内することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る本発明では、導入ダクト部材から車内の空気が冷却風として導入され、冷却後の冷却風は排出ダクト部材から車体の換気手段に向けて排出される。
【００１６】
また、請求項４に係る本発明の車両用電源パックの冷却構造は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用電源パックの冷却構造において、前記ケースは、車両の荷室の荷室ボードの下部に搭載され、前記荷室ボードで上部を覆われることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る本発明では、荷室の荷室ボードの下部に搭載される電装部品の表面の冷却が的確に行え、荷室の積荷に対する車両用電源パックの熱の影響をなくすことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車両用電源パックの冷却構造は、ヒートシンク部材がバッテリと電装部品との境界に備えられた構造であっても、電装部品の表面の冷却を的確に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用電源パックを備えた車両の外観図である。
【図２】車両用電源パックを収容した状態の車両の外観図である。
【図３】車両用電源パックの内部の構造を表す外観図である。
【図４】車両用電源パックの車幅方向に沿った断面図である。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図４中のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。
【図７】冷却風の流通状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１、図２に基づいて本発明の車両用電源パックが搭載された車両を説明する。
【００２１】
尚、以下の実施例は、エンジンもしくはモータのうち少なくとも一方の出力により駆動するハイブリッド電気自動車に搭載される車両用電源パックの適用を想定して車両後部の構造を説明してあるが、モータの出力により走行駆動する電気自動車に搭載される車両用電源パックへの適用を想定した構造であってもよい。
【００２２】
図１には本発明の一実施例に係る車両用電源パックを搭載した車両の全体の概略を表す外観、図２には車両用電源パックが収容された状態の荷室周りの要部の外観を示してある。
【００２３】
図に示すように、エンジン及びモータを駆動源として備え、エンジンもしくはモータのうち少なくとも一方の出力により駆動するハイブリッド電気自動車（車両）１には、モータの出力を得るための駆動用の電源を備えた車両用電源パック（電源パック）２が搭載されている。電源パック２は、トレーとカバーからなるケース３内に、具体的には後述するが、複数の電池セル（バッテリ）、及び、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む高電圧部品（電装部品）が収容されて構成されている。
【００２４】
図２に示すように、ケース３の車幅方向の両側にはフレーム５が設けられ、フレーム５が車両１のサイドフレーム６に固定される。フレーム５がサイドフレーム６に固定されることで、ケース３が車両１の荷室７の荷室ボードの下側に固定され、ケース３の上部は荷室ボードで覆われる。つまり、電源パック２は荷室７の荷室ボードの下部に収容される。
【００２５】
電源パック２にはケース３の上面から突出してサービスプラグ８が備えられている。点検整備や非常時に、サービスプラグ８の遮断用のプラグを抜き外すことで、高圧回路が遮断されて作業者の感電が防止される。電源パック２にはヒューズボックス９（図３参照）が備えられ、ケース３の上面の蓋を外すことでヒューズの交換等が実施される。
【００２６】
電源パック２の入口開口部材２２（図３参照）には導入ダクト１１（導入ダクト部材）が接続され、導入ダクト１１の上流側に接続されるファン（図示しない）の駆動により車室内の空気が導入ダクト１１を通して電源パック２の内部に導入される。また、電源パック２の排出通路として排出ダクト１２（排出ダクト部材）が設けられる。排出ダクト１２は、電源パック２に接続される排出ダクト基端部材２３と、排出ダクト基端部材２３の下流側に接続される排出ダクト延長部材３１とで構成され、電源パック２の内部を冷却した冷却風が排出ダクト基端部材２３から排出ダクト延長部材３１へ排出される。排出ダクト延長部材３１は車両１の換気手段に向けて開口し、換気手段により冷却風の一部が車外に排出される。
【００２７】
図３から図６に基づいて電源パック２を具体的に説明する。
【００２８】
図３には車両用電源パックの内部の構造を表す外観、図４には車両用電源パックの車幅方向に沿った断面の概略、図５にはバッテリモジュールが収容された部位の平面状況を説明する図４中のＶ−Ｖ線矢視、図６には電装部品が収容された部位の平面状況を説明する図４中のＶＩ−ＶＩ線矢視を示してある。
【００２９】
図４に示すように、複数の電池セルからなるバッテリモジュール１５がケース３の内部に収容されている。また、図３、図４に示すように、バッテリモジュール１５の上部のケース３の内部にはインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む電装部品１６が収容され、バッテリモジュール１５と電装部品１６との間は、仕切り部材１７で仕切られている。
【００３０】
電装部品１６の下面に対応する仕切り部材１７は断熱板で構成され、図３に示すように、電装部品１６に隣接して仕切り部材１７の上側にはサービスプラグ８及びヒューズボックス９が備えられている。図４に示すように、電装部品１６の下面には多数の放熱フィンを備えたヒートシンク部材２１が配されている。放熱フィンの高さが適宜設定されることで、ヒートシンク部材２１には電装部品１６の一端（図中左端）から他端（図中右端）に連続する流路が形成されている。
【００３１】
図４に示すように、仕切り部材１７には、入口開口部材２２（図５参照）が挿通可能な孔が形成されており、この孔に入口開口部材２２が挿通され、入口開口部材２２の一端がバッテリモジュール１５に面して配置される。また、仕切り部材１７には、後述する冷却ダクト２４が挿通可能な別の孔がさらに形成されており、この別の孔に冷却ダクト２４が挿通され、冷却ダクト２４の一端がバッテリモジュール１５に面して配置される。
【００３２】
図３、図４、図６に示すように、電源パック２の一端には、バッテリモジュール１５が収容された空間からの冷却風をヒートシンク部材２１に導入するための冷却ダクト２４（冷却ダクト部材）が設けられている。冷却用空気は導入ダクト１１を介して入口開口部材２２（図５参照）からバッテリモジュール１５が収容された空間に送られ、バッテリモジュール１５の間（中）を流通してバッテリモジュール１５を冷却する（図５参照：第１冷却通路）。
【００３３】
バッテリモジュール１５を冷却した後の冷却風は、冷却ダクト２４から電装部品１６の一端側のヒートシンク部材２１に導入され、ヒートシンク部材２１を流通してヒートシンク部材２１（電装部品１６の下面）を冷却する（第２冷却通路）。ヒートシンク部材２１を流通した冷却風は、排出ダクト基端部材２３から排出ダクト延長部材３１に送られ、図示しない換気手段から車外に一部が排出される。
【００３４】
そして、本実施例の電源パック２には、第２冷却通路の途中から、具体的には、冷却ダクト２４の途中から冷却ダクト２４の外側に冷却風を導き、電装部品１６の表面（上面、側面）に冷却風を案内する案内手段が備えられている。
【００３５】
案内手段が備えられているため、ヒートシンク部材２１がバッテリモジュール１５と電装部品１６との境界に備えられた構造であっても、電装部品１６の表面（上面、側面）に冷却風を案内し、電装部品１６の表面の冷却を的確に行うことが可能になる。
【００３６】
図３、図６に基づいて案内手段を具体的に説明する。
【００３７】
図３、図６に示すように、第２冷却通路を構成する冷却ダクト２４（冷却ダクト部材）の上面（壁面）には複数（図３の例では３個）の流出穴２６が形成されている。バッテリモジュール１５を冷却した後の冷却風が冷却ダクト２４からヒートシンク部材２１に導入される際に、流出穴２６から冷却風の一部が電装部品１６の表面（上面、側面）に向けて流出する。
【００３８】
排出ダクト１２を構成する排出ダクト基端部材２３の壁面には流入穴２７が形成され、流出穴２６から流出して電装部品１６の表面（上面、側面）を流通した（案内された）冷却風が流入穴２７から排出ダクト基端部材２３の内部（排出ダクト１２の内部）に流入して排出される。つまり、案内手段は冷却ダクト２４の上面に形成される複数の流出穴２６と、排出ダクト基端部材２３の壁面に形成される流入穴２７とからなる。
【００３９】
冷却ダクト２４を流通する冷却風の一部が複数の流出穴２６から電装部品１６の表面（上面、側面）に向けて流出し、流入穴２７から排出ダクト基端部材２３の内部（排出ダクト１２の内部）に流入するので、電装部品１６の上面とケース３の天井面の裏側との間を含む狭い部位にも冷却風が案内される。
【００４０】
図７に基づいて冷却風の流通状態を説明する。
【００４１】
図７には冷却風の流通状態を示してあり、図７（ａ）は図４に対応した状況での流通状態図、図７（ｂ）は図５に対応した状況での流通状態図、図７（ｃ）は図６に対応した状況での流通状態図である。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、車室内の空気が導入ダクト１１を介して入口開口部材２２からケース３の下部の空間（バッテリモジュール１５が収容された空間）に冷却風Ａとして送られる。冷却風Ａは、図７（ａ）（ｂ）に示すように、バッテリモジュール１５の間（中）を流通してバッテリモジュール１５が冷却される。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、バッテリモジュール１５を冷却した後の冷却風Ｂは、冷却ダクト２４から電装部品１６の一端側のヒートシンク部材２１に導入される。ヒートシンク部材２１に導入され冷却風Ｂは、ヒートシンク部材２１を流通してヒートシンク部材２１（電装部品１６の下面）が冷却される。ヒートシンク部材２１を流通した冷却風Ｃは、排出ダクト基端部材２３から排出ダクト延長部材３１に送られ、図示しない換気手段から車外に一部が排出される。
【００４４】
一方、図７（ａ）（ｃ）に示すように、冷却ダクト２４に送られた冷却風Ｂの一部は、流出穴２６から冷却風Ｄとして電装部品１６の表面（上面、側面）に向けて流出する。流出穴２６から流出して電装部品１６の表面（上面、側面）を流通した（案内された）冷却風Ｄが流入穴２７から排出ダクト基端部材２３の内部（排出ダクト１２の内部）に流入し排気ダクト延長部材を通って排出される。
【００４５】
これにより、バッテリモジュール１５及びヒートシンク部材２１（電装部品１６の下面）が冷却され、電源パック２のバッテリモジュール１５及び電装部品１６を車内の空気の流通により冷却することができる。そして、冷却ダクト２４に送られた冷却風Ｂの一部により電装部品１６の表面（上面、側面）が冷却され、電装部品１６の表面温度の上昇が抑制される。
【００４６】
従って、ヒートシンク部材２１が電装部品１６の下側に備えられた構造であっても、電装部品１６の表面の冷却を的確に行うことが可能になる。
【００４７】
このため、ヒートシンク部材２１を含めて電装部品１６を冷却風により冷却した際に、筐体の上面に伝わる熱を含めて冷却することができ、ヒューズボックス９やサービスプラグ８等、他の構成部品の雰囲気温度が高温になることを抑制することができ、熱による悪影響を少なくすることができる。
【００４８】
そして、荷室の荷室ボードの下部に搭載される電装部品１６の表面の冷却が的確に行えるため、荷室の積荷に対する電源パック２の熱の影響を少なくすることができる。また、電装部品１６の上面の狭い空間に冷却風Ｄを流出させても、ヒートシンク部材２１に対する冷却風Ｂと並列状態で、流入穴２７から排出ダクト１２の内部に冷却風Ｄを流入させることができる。
【００４９】
このため、電装部品１６の表面に冷却風を流して冷却を的確に行うことができる。
【００５０】
尚、上述した実施例では、入口開口部材２２と冷却ダクト２４のそれぞれの一端をバッテリモジュール１５に面して配置させたが、これに限られず、入口開口部材２２と冷却ダクト２４のそれぞれの一端をバッテリモジュール１５から離間させる構成であってもよい。ただし、バッテリモジュール１５に面して配置させたほうがバッテリモジュール１５内に冷却風を流入させやすく、バッテリモジュール１５の冷却性を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車両用電源パックの冷却構造の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  ハイブリッド電気自動車（車両）
２  車両用電源パック（電源パック）
３  ケース
５  フレーム
６  サイドフレーム
７  荷室
８  サービスプラグ
９  ヒューズボックス
１１  導入ダクト（導入ダクト部材）
１２  排出ダクト（排出ダクト部材）
１５  バッテリモジュール
１６  電装部品
１７  仕切り部材
２１  ヒートシンク部材
２２  入口開口部材
２３  排出ダクト基端部材
２４  冷却ダクト
２６  流出穴
２７  流入穴
３１  排出ダクト延長部材
【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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【図７】
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