(57)【要約】【課題】バッテリパックアセンブリ設置部位内の水溜まりによるバッテリパックの故障を事前に防止できるようにした水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリおよび水溜まり感知方法を提供する。【解決手段】バッテリパックアセンブリは、水溜まり感知装置が底面に設けられ、バッテリパックが内部に組み立てられた水密ケースを含み、その水溜まり感知装置は、前記の設置部位に溜まっている水が流入する水流入孔が形成された本体と、本体に流入した水の浮力によって浮くフローティング部材と、フローティング部材が設定高さまで上昇すると電気的に導通（ＯＮ）するスイッチ部と、フローティング部材に水の浮力が作用しない時、フローティング部材が定められた位置にあるようにフローティング部材と本体の底面とを連結する弾性部材とを含んで構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリパックが設けられる設置部位内の水溜まりを感知する水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリにおいて、
前記水溜まり感知装置が底面に設けられ、前記バッテリパックが内部に組み立てられた水密ケースを含み、
前記水溜まり感知装置は、
前記設置部位に溜まっている水が流入する水流入孔が形成された本体と、
前記本体に流入した水の浮力によって浮くフローティング部材と、
前記フローティング部材が設定高さまで上昇すると電気的に導通（ＯＮ）するスイッチ部と、
前記フローティング部材に水の浮力が作用しない時、前記フローティング部材が定められた位置にあるように前記フローティング部材と前記本体の底面とを連結する弾性部材と、を含むことを特徴とする水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ。
【請求項２】
前記スイッチ部は、
前記フローティング部材の上面に設けられた導電体と、
前記本体の前記設定高さに設けられ、前記導電体が接触した時、閉回路を形成する端子部とを含むことを特徴とする請求項１記載の水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ。
【請求項３】
前記スイッチ部は、
前記本体の前記設定高さに設けられ、前記フローティング部材が接触した時にオン（ＯＮ）となるオン／オフスイッチを含むことを特徴とする請求項１記載の水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ。
【請求項４】
前記弾性部材は、前記本体に流入した水の浮力より小さい弾性力を有するスプリングであることを特徴とする請求項１記載の水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ。
【請求項５】
前記スプリングは、少なくとも２つ以上設けられることを特徴とする請求項４記載の水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ。
【請求項６】
前記スイッチ部の閉回路信号またはオン信号を受信して警報を発生する警報部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ。
【請求項７】
バッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内の水溜まりを感知する方法において、
前記バッテリパックアセンブリの水密ケース内に流入した水の浮力によって浮くフローティング部材の上昇高さを検出するステップと、
前記上昇高さが設定高さになったか否かによって前記設置部位内の水溜まりが危険水位まで達したことを判断するステップとを含むことを特徴とするバッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内の水溜まり感知方法。
【請求項８】
前記フローティング部材の上昇高さが設定高さになったか否かは、前記フローティング部材によってオン／オフになるスイッチのオン（ＯＮ）信号によって判断することを特徴とする請求項７記載のバッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内の水溜まり感知方法。
【請求項９】
前記フローティング部材の上昇高さが設定高さになったか否かは、前記フローティング部材の上面に組み立てられた導電体と接触する端子が閉回路を形成したか否かによって判断することを特徴とする請求項７記載のバッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内の水溜まり感知方法。
【請求項１０】
前記フローティング部材の上昇高さが設定高さになると、警報を発生するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７記載のバッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内の水溜まり感知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリおよび水溜まり感知方法に関し、より詳しくはバッテリパックが設けられる設置部位（例；タイヤウェル（ｔｉｒｅ  ｗｅｌｌ））内の水溜まりを感知する装置が備えられたバッテリパックアセンブリおよび水溜まり感知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、化石燃料を代替あるいは補完する電気自動車やハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）自動車が広く開発されて使用されている。
ハイブリッド自動車や電気自動車には、バッテリシステムが設けられ、このバッテリシステムの主要部品にはバッテリパックがある。
【０００３】
図１に、ハイブリッド自動車のタイヤウェル（ｔｉｒｅ  ｗｅｌｌ）に搭載されたバッテリパックの一例を示した。バッテリパック２０は、ブラケット部材２２によってタイヤウェル１０に設置できる。図１において、部材番号１はフロワパネル（ｆｌｏｏｒ  ｐａｎｅｌ）を示している。
バッテリパック２０は、一般に、バッテリおよび高電圧部品などの多様な部品がパッキング（ｐａｃｋｉｎｇ）されているために高価である。このようなバッテリパック２０は、タイヤウェル１０内の結露および／または水の流入によるバッテリの故障を防止し安全性を確保するために、水密ケース２４内に組み立てられてタイヤウェル１０に設置される。水密ケース２４は、タイヤウェル１０内に溜まった水がバッテリセルに接触しないように保護および遮断する役割を果たしている。
【０００４】
水密ケース２４の一例を、図２に示した。バッテリパック２０は、通常、水密ケース２４に設けられる。したがって、本明細書では、バッテリパック２０が水密ケース２４に設置組み立てられた形態をバッテリパックアセンブリと記載する。
しかし、バッテリパック２０を、図２に示すような水密ケース２４に組み立ててタイヤウェル１０に設けると、タイヤウェル１０内の水溜まりによるバッテリパックの故障をある程度防止し、安全性もある程度保障できるが、現実的に完全に水の侵入を防止できると保障できない。つまり、タイヤウェル１０内に水が危険水準以上に溜まると、水密ケース２４の内部にも水が流入し、バッテリパックの故障を起こすことがある。
【０００５】
自動車のバッテリケースへの水の侵入を防止する方策としては、バッテリケース内への水の侵入を防止しつつ、バッテリを冷却する際に生じる結露水を良好に外部に排出することができる車載用電池パック〔特許文献１〕、簡素な構成で、車体フロアの下方に対する水の遮蔽性を確保しつつ、凝結水の排出性を向上させる車両用バッテリユニットの排水構造〔特許文献２〕などの提案がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９８７１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７３４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題を解決するためになされた本発明の目的は、バッテリパックアセンブリ設置部位内の水溜まりによるバッテリパックの故障を事前に防止できるようにした水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリおよび水溜まり感知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るバッテリパックが設けられる設置部位内の水溜まりを感知する水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリは、水溜まり感知装置が底面に設けられ、バッテリパックが内部に組み立てられた水密ケースを含み、その水溜まり感知装置は、前記の設置部位に溜まっている水が流入する水流入孔が形成された本体と、本体に流入した水の浮力によって浮くフローティング部材と、フローティング部材が設定高さまで上昇すると電気的に導通（ＯＮ）するスイッチ部と、フローティング部材に水の浮力が作用しない時、フローティング部材が定められた位置にあるようにフローティング部材と本体の底面とを連結する弾性部材とを含んで構成される。
【０００９】
本発明のバッテリパックアセンブリに係る一実施形態において、スイッチ部は、フローティング部材の上面に設けられた導電体と、本体の設定高さに設けられ、導電体が接触した時、電気的に閉回路を形成する端子部とを含むことができる。
【００１０】
本発明のバッテリパックアセンブリに係る一実施形態において、スイッチ部は、本体の設定高さに設けられ、フローティング部材が接触した時にオン（ＯＮ）となるオン／オフスイッチを含んでいる。
【００１１】
本発明のバッテリパックアセンブリに係る一実施形態において、弾性部材は、本体に流入した水の浮力より小さい弾性力を有するスプリングである。
本発明のバッテリパックアセンブリに係る一実施形態において、スプリングは、少なくとも２つ以上設置できる。
本発明のバッテリパックアセンブリに係る一実施形態において、スイッチ部の閉回路信号またはオン（ＯＮ）信号を受信して警報を発生する警報部をさらに含んでいる。
【００１２】
また、本発明のバッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内の水溜まり感知方法は、バッテリパックアセンブリの水密ケース内に流入した水の浮力によって浮くフローティング部材の上昇高さを検出するステップと、上昇高さが設定高さになったか否かによって設置部位内の水溜まりが危険水位まで達したことを判断するステップとを含んで構成される。
【００１３】
本発明の水溜まり感知方法に係る一実施形態において、フローティング部材の上昇高さが設定高さになったか否かは、フローティング部材によってオン／オフになるスイッチのオン（ＯＮ）信号によって判断する。
本発明の水溜まり感知方法に係る一実施形態において、フローティング部材の上昇高さが設定高さになったか否かは、フローティング部材の上面に組み立てられた導電体と接触する端子が閉回路を形成したか否かによって判断する。
本発明の水溜まり感知方法に係る一実施形態において、フローティング部材の上昇高さが設定高さになると、警報を発生するステップをさらに含んでいる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バッテリパックアセンブリが設けられる設置部位（例；タイヤウェル）内に危険水準以上の水溜まりが発生すると、これを感知することにより、設置部位内の水溜まりによるバッテリパックおよび／またはバッテリパックアセンブリの故障を事前に防止することができる。
バッテリパックアセンブリが設けられる設置部位内における危険水準以上の水溜まりを感知することにより、水溜まりによるバッテリパックアセンブリの故障発生の可能性を未然に防止することができ、バッテリパックアセンブリと、電気自動車あるいはハイブリッド自動車の信頼性、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バッテリパックアセンブリを設置できるタイヤウェルおよびバッテリパックアセンブリを概念的に示す斜視図である。
【図２】従来技術によるバッテリパックを水から保護するための水密ケースの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリに備えられた水溜まり感知装置の断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリに備えられた水溜まり感知装置の外観斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリに備えられた水溜まり感知装置の内部透視斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリに備えられた水溜まり感知装置の内部透視斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る水溜まり感知装置が設けられた水密ケースの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリの正面構成図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリが搭載された車両の概念図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る水溜まり感知方法のフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係るバッテリパックアセンブリに備えられた水溜まり感知装置に適用されるオン／オフスイッチの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明において、本発明の実施形態での構成部材が従来技術の構成部材と同じである場合には、同じ図面番号を付している。
以下、本発明の実施形態の説明において、バッテリパックアセンブリが設けられる設置部位をタイヤウェル（ｔｉｒｅ  ｗｅｌｌ）として説明するが、これは、通常、スペアタイヤが装着される空間にバッテリパックアセンブリが装着される場合を例として説明するためにタイヤウェルとしたに過ぎず、本発明の保護範囲はこれに限定するものではない。
スペアタイヤが装着されない車両またはバッテリパックアセンブリがタイヤウェルでない他の空間に設置される場合でも、バッテリパックアセンブリが設けられる空間に陥没部（ｒｅｃｅｓｓ）があって水溜まりの可能性があれば、本発明の技術的思想は適用可能である。
【００１７】
図３ないし図６を参照すると、本発明のバッテリパックアセンブリに備えられた水溜まり感知装置１００は、バッテリパックアセンブリ（バッテリパック＋水密ケース）が設けられる設置部位、例えば、タイヤウェル１０内の水溜まりを感知することができる。
本明細書において、バッテリパックアセンブリは、バッテリパックと水密ケースとが結合された形態である。このため、水溜まり感知装置１００は、タイヤウェル１０に溜まっている水が流入する水流入孔１１２が形成された本体１１０を含むことができる。
【００１８】
図３において、水流入孔１１２を介して流入する水の流れ方向を矢印で示した。水流入孔１１２は、水の流入を円滑にできる多様な形状（例；円形、楕円形など）とすることができる。
本体１１０には、後述する水密ケース２００に組み立てるためのブラケット１１４が形成できる。本体１１０は、円筒形のシリンダ形態が好ましいが、本発明の保護範囲がこれに限定されるものではない。例えば、本体１１０は、楕円形、四角形のシリンダなど、設計的な側面および費用経済的な側面を考慮して多様にすることができる。
本体１１０は、プラスチック材質が好ましいが、本発明の保護範囲がこれに限定されるものではない。例えば、本体１１０は、耐久性向上のために金属材質とすることができる。
本体１１０内には、本体１１０の水流入孔１１２を介して流入した水の浮力によって浮く（ｆｌｏａｔｉｎｇ）フローティング部材１２０が、本体１１０内に可動に設けられる。図３において、フローティング部材１２０が動く方向を大きい矢印で示した。
【００１９】
フローティング部材１２０は、好ましくは、低密度の材質、例えば、コルク、発泡スチロール、あるいはこれに相当する材質とすることができる。つまり、フローティング部材１２０は、水による浮力によって浮く部材であればいかなるものでも使用することができる。
【００２０】
フローティング部材１２０の上面には導電体１３２が設置される。そして、本体１１０の定められた高さには、導電体１３２が接触した時に電気的に閉回路を形成可能な端子１３４が設置される。端子１３４は、電気が流れる導体であればいかなるものでも構わないが、銅またはこれに相当する金属が好ましい。
この定められた高さは、タイヤウェル１０に水が危険水準以上に溜まっている状態と判断できる高さ（Ｈ；図８参照）であって、この高さは実験を通して設定することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、本体蓋１５０が本体１１０に組み立てられた時、本体蓋１５０の底面が前記の定められた高さに相当するようにする。このようにしたとき、端子１３４は、図６に示すように、本体蓋１５０の底面に設けられることが好適である。
【００２２】
フローティング部材１２０の上昇によって導電体１３２が端子１３４に接触したときに閉回路が形成されるようにし、タイヤウェル１０内の危険水準の水溜まりを感知することができる。しかし、導電体１３２および端子１３４が水または水分に露出しやすいため、腐食しやすい可能性がある。
【００２３】
したがって、本発明の別の実施形態として、導電体１３２および端子１３４の代わりに、図１１に示すように、オン／オフスイッチ１３６を設けることができる。オン／オフスイッチは、広く公知されたものをそのまま用いることができるが、防水型オン／オフスイッチが好適である。
【００２４】
オン／オフスイッチ１３６の設置位置は、フローティング部材１２０が前記の定められた高さまで上昇し、フローティング部材１２０の上面がオン／オフスイッチ１３６に接触した時にオン／オフスイッチ１３６がオンになる位置である。あるいは、オン／オフスイッチ１３６は、端子１３４の設置位置に対応するように設けることもできる。
オン／オフスイッチ１３６の設置は公知技術によって当業者が容易に実施できるものであるので、本明細書においてこれに関する具体的な説明は省略する。
【００２５】
本発明の一実施形態は、フローティング部材１２０に水の浮力が作用しない時、フローティング部材１２０が定められた位置、例えば、本体１１０の中間部位に位置するようにフローティング部材１２０と本体１１０の底面とを連結する弾性部材１４０を設けることができる。
【００２６】
弾性部材１４０は、本体１１０の内部に水が流入した時、水の浮力によって浮かなければならないため、弾性部材１４０の弾性力または弾性抵抗力は水の浮力より小さいものを選ぶ。
弾性部材１４０は、上記のように水の浮力より小さい弾性抵抗力を有するものであればいかなるものでも構わないが、コイルスプリングまたは板スプリングが好ましい。
【００２７】
フローティング部材１２０および弾性部材１４０は自体の重量があるため、フローティング部材１２０に作用する水の浮力は弾性部材１４０の弾性抵抗力とフローティング部材１２０と弾性部材１４０に作用する重力とを合わせたものよりも大きくなければならないことは当業者に自明である。
【００２８】
一方、上記で弾性部材１４０の弾性抵抗力が水の浮力より小さいものであればいかなるものでも構わないとしたが、本体１１０に一定の衝撃が加えられても、フローティング部材１２０を現在位置に維持させる程度の弾性抵抗力を持たせることが好ましい。
コイルスプリングまたは板スプリングの弾性部材１４０は、少なくとも２箇所以上対称的に設けられることが好ましい。これは、弾性部材１４０を１つだけ設置した場合、本体１１０に衝撃が加えられる時にフローティング部材１２０が揺れて誤作動を起こす可能性を低減するためである。
【００２９】
本発明の一実施形態において、導電体１３２の接触によって端子１３４が閉回路を形成した時、またはオン／オフスイッチ１３６がオンになった時、この時の閉回路信号またはオン信号は、信号線１３５に沿ってバッテリ管理システム（ＢＭＳ；Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）制御モジュール６００に入力できる。
【００３０】
ＢＭＳ制御モジュール６００に閉回路信号またはオン信号が入力された時、ＢＭＳ制御モジュール６００は、警報ランプ６１０または警報ブザー６２０を介してタイヤウェル１０内に水が危険水準まで溜まっていることを警報することができる。
警報ランプ６１０または警報ブザー６２０は、車両にすでに装着されているランプまたはブザーをそのまま活用することができる。あるいは、水溜まり警報専用のランプおよび／またはブザーを別途に設けることもできる。
【００３１】
本発明の一実施形態に係る水溜まり感知装置１００が、ＢＭＳ制御モジュール６００、警報ランプ６１０またはブザー６２０と結合して構成されると、水溜まり警報装置としての役割を果たせることは当業者に自明である。
水溜まり感知装置１００は、図７および図８に示すように、水密ケース２００に組み立てられて使用できる。水溜まり感知装置１００が水密ケース２００に組み立てられる時、本体ブラケット１１４が使用できる。
【００３２】
本発明の一実施形態のバッテリパック２０は、一般に水溜まり感知装置１００が組み立てられた水密ケース２００内に設置されるので、バッテリパック２０が水密ケース２００に設けられた形態は、前述のように、水溜まり感知装置が備えられたバッテリパックアセンブリ３００となる。
【００３３】
本発明の一実施形態にかかる水溜まり感知装置が備えられたバッテリパック３００は、図９に示すように、ハイブリッド自動車（ＨＣ）または電気自動車のタイヤウェル１０内に搭載できる。
【００３４】
上記のように構成された本発明の水溜まり感知装置に基づいて本発明の一実施形態の作用および動作を、図３ないし図１１を参照して説明する。
例えば、ハイブリッド自動車のタイヤウェル１０内には、多様な原因、例えば、結露および外部からの水の流入により水溜まりが発生することがある。タイヤウェル１０内に水が溜まり、水溜まり感知装置１００が備えられたバッテリパックアセンブリ３００の水密ケース２００が水によって浸り始めると、水溜まり感知装置１００の本体１１０に形成された水流入孔１１２を介して本体１１０の内部に水が流入する（Ｓ１００）。
【００３５】
本体１１０の内部に流入した水がフローティング部材１２０まで達すると、フローティング部材１２０は水の浮力によって上昇し始める（Ｓ２００）。
フローティング部材１２０が水の浮力によって上昇できるのは、前述のように、コイルスプリング弾性部材１４０の弾性抵抗力が水の浮力より小さいからである。
【００３６】
タイヤウェル１０内の水溜まり量が、図８に示すように危険水準（Ｈ）になると、本体１１０内に流入する水の量が増加し、このため、フローティング部材１２０は上昇し続け、フローティング部材１２０の上面に設けられた導電体１３２が本体蓋１５０の下部に設けられた端子１３４と接触するようになる（Ｓ３００）（Ｓ４００）。
【００３７】
導電体１３２が端子１３４と接触すると、分離されていた端子１３４が接続されて電気的に閉回路を形成し、これによる閉回路信号がＢＭＳ制御モジュール６００に入力される。
閉回路信号がＢＭＳ制御モジュール６００に入力されると、ＢＭＳ制御モジュール６００は、ランプ６１０を点灯させたりおよび／またはブザー６２０を動作させ、運転者（または使用者）にタイヤウェル１０内に水溜まりが危険水準まで達していることを認識させる。
【００３８】
上記のように水溜まり警報があれば、運転者（または使用者）は、直接またはＡ／Ｓによってタイヤウェル１０内に溜まっている水を排出し、バッテリパックアセンブリ３００の故障を未然に防止することができる。
【００３９】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等と認められる範囲のすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００４０】
１００：水溜まり感知装置
１１０：本体
１１２：水流入孔
１２０：フローティング部材
１３０：スイッチ部材
１４０：弾性部材
１５０：本体蓋
２００：水密ケース
３００：バッテリパックアセンブリ
【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】
2014036016.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014036016.tif 000011
【図１０】
2014036016.tif 000012
【図１１】
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