(57)【要約】【課題】電池ユニットを効率良く冷却する。【解決手段】積層された複数の電池モジュール１３を有する電池ユニット１１は、積層された電池モジュール１３、１３間の空気通路１９が第２シール部材２８、２８によって両側からシールされている。エンドプレート２２と電池モジュール１３との間の空気通路１８は、第３シール部材によって両側からシールされている。電池ユニット１１に冷却用の空気を導入する導入ダクト１７は、樹脂材料からなる軽量な第１ダクト部材４１と金属製で剛性の高い第２ダクト部材４２とから構成され、複数の電池モジュール１３の積層方向に直交する方向から、剛性の高い第２ダクト部材４２が第１シール部材２８を介して電池ユニット１１に接続されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を空けて積層された複数の単電池を有する電池ユニットと、
一端が複数の単電池の積層方向に直交する方向から第１シール部材を介して上記電池ユニットに接続され、複数の単電池間の間隙に冷媒を導入する第１冷媒導入通路部材と、
上記第１冷媒導入通路部材の他端に一端が接続された第２冷媒導入通路部材と、
上記電池ユニットが収容されるケーシングと、を備え、
上記ケーシングは、上記電池ユニットを挟んで上記第１冷媒導入通路部材の一端と対向する冷媒排出用の冷媒排出口を有し、
上記電池ユニットは、各単電池間に間に介装され、各単電池間の間隙の両側をシールして、上記第１冷媒導入通路部材から導入された冷媒が上記複数の単電池間の間隙を流れて上記冷媒排出口から排出されるようにする第２シール部材を有し、
上記第１冷媒導入通路部材は剛性の高い材料からなり、
上記第２冷媒導入通路部材は重量の軽い材料からなることを特徴とする電池ユニット冷却装置。
【請求項２】
車両の車室後方に形成されたトランクルームのフロアパネル上に配置され、
上記第１冷媒導入通路部材及び上記第２冷媒導入通路部材は、上記電池ユニットの上方側に位置し、
上記冷媒排出口は、上記電池ユニットの下方側に位置することを特徴とする請求項１に記載の電池ユニット冷却装置。
【請求項３】
上記第２冷媒導入通路部材の他端は、車内の空間に連通することを特徴とする請求項２に記載の電池ユニット冷却装置。
【請求項４】
上記冷媒排出口に隣接して配置され、上記冷媒排出口から冷媒を吸い込み、上記第１冷媒導入通路部材の一端から上記冷媒排出口へと向かう冷媒の流れを形成し、吹出口から冷媒を排出するファンユニットを有し、
上記吹出口が、車両幅方向に向かって開口することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池ユニット冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ハイブリッド自動車等の車両に搭載される電池ユニット冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、蓄電池が収容された蓄電装置の収容ケースに対して、車室内の後部座席下から取り入れられた空気を供給するとともに、収容ケース内の空気をファンユニットにより吸引して車外に排出する構成が開示されている。
【０００３】
この特許文献１においては、車両のトランクルームに配置された収容ケースに、車両幅方向に間隔を空けて並んだ一対の直方体形状の蓄電池が収容されており、各蓄電池は複数の電池モジュールが車両前後方向に間隔を空けて配置された構成となっている。そして、この収容ケースには、吸気ダクトが接続され、この吸気ダクトにより蓄電池冷却用の空気が導入されている。収容ケース内に導入された空気は、収容ケースに接続された排気ダクトから収容ケース外に排出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような特許文献１においては、収容ケースに対して、吸気ダクトが単に接続されているにすぎず、収容ケース内に導入された空気の一部は、蓄電池を構成する複数の電池モジュール間の間隙以外の部分を流れて収容ケース外に排出されてしまう可能性もある。つまり、収容ケースに導入された空気の一部は、蓄電池を構成する電池モジュールの冷却に十分に寄与することなく排気ダクトから排出されている可能性があり、収容ケース内に蓄電池を冷却する上で、蓄電装置の構成には更なる改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電池ユニット冷却装置は、所定の間隔を空けて積層された複数の単電池を有する電池ユニットと、一端が複数の単電池の積層方向に直交する方向から第１シール部材を介して上記電池ユニットに接続され、複数の単電池間の間隙に冷媒を導入する第１冷媒導入通路部材と、上記第１冷媒導入通路部材の他端に一端が接続された第２冷媒導入通路部材と、上記電池ユニットが収容されるケーシングと、を備え、上記ケーシングは、上記電池ユニットを挟んで上記第１冷媒導入通路部材の一端と対向する冷媒排出用の冷媒排出口を有し、上記電池ユニットは、各単電池間に間に介装され、各単電池間の間隙の両側をシールして、上記第１冷媒導入通路部材から導入された冷媒が上記複数の単電池間の間隙を流れて上記冷媒排出口から排出されるようにする第２シール部材を有し、上記第１冷媒導入通路部材は剛性の高い材料からなり、上記第２冷媒導入通路部材は重量の軽い材料からなることを特徴としている。
【０００７】
より具体的には、電池ユニット冷却装置は、車両の車室後方に形成されたトランクルームのフロアパネル上に配置され、上記第１冷媒導入通路部材及び上記第２冷媒導入通路部材は、上記電池ユニットの上方側に位置し、上記冷媒排出口は、上記電池ユニットの下方側に位置している。
【０００８】
上記第２冷媒導入通路部材の他端は、車内の空間に連通するように構成してもよい。
【０００９】
また、上記冷媒排出口に隣接して配置され、上記冷媒排出口から冷媒を吸い込み、上記第１冷媒導入通路部材の一端から上記冷媒排出口へと向かう冷媒の流れを形成し、吹出口から冷媒を排出するファンユニットを有し、上記吹出口が、車両幅方向に向かって開口するように、電池ユニット冷却装置を構成してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、重量の増加を招くことなく、第１冷媒導入通路部材と複数の単電池との間のシール性を確保することができ、冷媒が単電池間の隙間の外へ漏れでることがなく、複数の単電池に対する冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電池ユニット冷却装置が搭載された車両を模式的に示した説明図。
【図２】本発明に係る電池ユニット冷却装置を模式的に示した平面図。
【図３】電池ユニットがケーシングに収容された状態を示す斜視図。
【図４】電池モジュール集合体の分解斜視図。
【図５】本発明に係る電池ユニット冷却装置の分解斜視図。
【図６】電池モジュールの積層方向に沿った電池ユニット冷却装置の要部断面図。
【図７】電池モジュールの積層方向に対して直交する平面に沿った電池ユニット冷却装置の要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の電池ユニット冷却装置１が搭載された車両２の後方部分を模式的に示した説明図である。
【００１３】
電池ユニット冷却装置１は、車両２の車室３後方に形成されたトランクルーム４のフロアパネル４ａ上に配置されている。車室３とトランクルーム４とは、仕切部材５とリアパーセル６とによって仕切られている。仕切部材５は、後部座席７の背面に沿って配置され、後部座席７の外形状に沿って傾斜している板状の部材である。リアパーセル６は、後部座席７のヘッドレスト７ａ後方に位置する板状の部材である。
【００１４】
なお、本実施例においては、トランクリッド８開口部を通して見た際の見栄えを良くするために、電池ユニット冷却装置１の後方側が板状部材９により覆われる。この板状部材９は、例えば、樹脂材料からなる母材をトランクルーム４の内張りと同一の表皮材（例えば不織布）よって被覆してなるものである。
【００１５】
この電池ユニット冷却装置１は、複数の扁平な直方体形状の電池モジュール（単電池）１３を有する電池ユニット１１と、細長い直方体形状で金属製のケーシング１５と、ケーシング１５内に冷媒としての空気の流れを生成する冷媒移送手段としての排出ファンユニット１６と、ケーシング１５内の電池ユニット１１に車室３内の空気を供給する導入ダクト１７と、から大略構成されている。
【００１６】
排出ファンユニット１６は、いわゆるシロッコファンであり、当該排出ファンユニット１６に対する空気の流入方向と当該排出ファンユニット１６からの空気の吹き出し方向とが直交している。この排出ファンユニット１６は、空気吹き出し口１６ａからの空気の吹き出し方向が、車両側方を向くように配置されている。なお、図２中の４ｂは、トランクルーム４の車両前後方向に沿ったサイドパネルである。
【００１７】
電池ユニット１１は、図３に示すように、複数の電池モジュール１３が最も広い側面が向き合うように積層されてなる一対の電池モジュール集合体１２ａ、１２ｂと、これら一対の電池モジュール集合体１２ａ、１２ｂの充放電の制御等を行うコントローラとしてのバッテリコントローラ２１と、から大略構成され、細長い直方体形状のケーシング１５内に収容されている。
【００１８】
図４は、電池モジュール集合体１２の概略構成を模式的に示した分解斜視図である。電池モジュール集合体１２は、５個の電池モジュール１３と、この５個の電池モジュール１３を当該電池モジュール１３の積層方向で挟み込む一対のエンドプレート２２、２２と、各電池モジュール１３、１３間の両側に介装されたスペーサ２３、２３と、５つの電池モジュール１３を電気的に接続するバスバー２４と、から大略構成されている。
【００１９】
エンドプレート２２は、矩形板状を呈し、隣接する電池モジュール１３とは所定の間隔を空けて離間している。電池モジュール１３に対向するエンドプレート２２の内側面２２ａの両側には、電池モジュール１３に密着する細長い第３シール部材２５、２５が縦方向に延接して取り付けられている。これら第３シール部材２５、２５によって、エンドプレート２２と電池モジュール１３との間には、空気通路１８（図６参照）が形成されている。
【００２０】
スペーサ２３は、細長い矩形板状の部材を折曲してなり、電池モジュール１３、１３間に挟み込まれる基部２６と、電池モジュール１３の積層方向に基部２６から折曲された両側の端部２７ａ、２７ｂと、から大略構成され、電池モジュール１３、１３間に所定の間隔を設定する。
【００２１】
基部２６には、電池モジュール１３、１３間にあって両者に密着する第２シール部材２８が取り付けられている。これら第２シール部材２８によって、電池モジュール１３、１３間には、空気通路１９（図６参照）が形成されている。第２シール部材２８と第３シール部材２５とは、平面でみて一直線状に並ぶように配置される。
【００２２】
スペーサ２３の両側にスペーサ２３が略コ字状になるように折曲されて形成されている端部２７には、それぞれネジ部３０が取り付けられている。スペーサ２３の端部２７ａ、２７ｂのうち、車両２搭載時に上方側（図４における上方側）となる端部２７ａ側のネジ部３０により、導入ダクト１７の第２ダクト部材４２（図５参照）が電池モジュール集合体１２と連結される。スペーサ２３の端部２７ａ、２７ｂのうち、車両２搭載時に下方側（図４における下方側）となる端部２７ｂ側のネジ部３０により、ケーシング１５の底面に電池モジュール集合体１２が連結される。詳細は後述する。
【００２３】
バスバー２４は、ナット３１と電池モジュール１３の対向する位置に突設されたネジ部（図示せず）により複数の電池モジュール１３に跨って連結されている。
【００２４】
電池モジュール集合体１２においては、各電池モジュール１３の略４隅を貫通するボルト３２と、これらボルト３２と螺合するナット３３と、により５個の電池モジュール１３が互いに連結されている。ボルト３２は、エンドプレート２２、２２の４隅を貫通するとともに、電池モジュール１３の積層方向で各スペーサ２３の基部２６をも貫通している。また、電池モジュール１３、エンドプレート２２及びスペーサ２３に形成されるボルト３２の貫通穴３４、３５、３６は、ボルト３２の軸部よりも大径となるように形成されている。
【００２５】
図５は、電池ユニット冷却装置１の分解斜視図である。導入ダクト１７は、上流端がリアパーセル６に開口し、下流端が後述する第１ダクト部材４１に連通する上流ダクト部材４０と、下流側が二股形状に分岐して後述の第２ダクト部材４２に連通する中空の第１ダクト部材４１と、第１ダクト部材４１の下流端に環状のシール材４３を介して連通接続された第２ダクト部材４２と、を有している。
【００２６】
上流ダクト部材４０及び第１ダクト部材４１は、例えば樹脂材料等の重量の軽い材料からなり、二股形状に分岐した下流側の分岐管部４４、４４の外周面に鍔状のフランジ４４ａが形成されている。このフランジ４４ａは、ケーシング１５の上面に短いボルト４５（後述の図６を参照）で固定される。
【００２７】
第２ダクト部材４２は、金属等の剛性の高い材料からなり、二股形状の第１ダクト部材４１の分岐管部４４の下流端に夫々対応する２つの空気導入路４６、４６を有している。空気導入路４６、４６の下流側端は、対応する電池モジュール集合体１２に対して環状の第１シール部材４７、４７を介してそれぞれ接続されている。すなわち、導入ダクト１７は、一端が電池モジュール１３の積層方向に直交する方向から第１シール部材４７を介して電池ユニット１１に接続される第１冷媒導入通路部材としての第２ダクト部材４２と、第２ダクト部材４２の他端にシール材４３を介して接続された第２冷媒導入通路部材としての第１ダクト部材４１と、を有している。
【００２８】
ケーシング１５は、断面が略コ字形の細長いアッパー部材５１と、アッパー部材５１の一側面の開口５２を覆うカバー部材５３と、細長い矩形板状のロア部材５４と、矩形板状の一対のサイド部材５５、５５と、から構成されている。
【００２９】
アッパー部材５１には、第１ダクト部材４１の下流端である分岐管部４４が挿入される２つのアッパー開口部５６、５６が上部に形成されている。
【００３０】
カバー部材５３は、アッパー部材５１の一側面の開口５２から突出する電池ユニット１１のバッテリコントローラ２１を覆うものであり、略皿形状を呈している。カバー部材５３は、アッパー部材５１に、スポット溶接等により接合される。
【００３１】
ロア部材５４には、アッパー部材５１の２つのアッパー開口部５６、５６と対向するように冷媒排出口としての２つのロア開口部５７、５７が形成されている。各ロア開口部５７の下方には、排出ファンユニット１６（図７参照）がそれぞれ配置される。サイド部材５５は、アッパー部材５１とロア部材５４とを接合してなる筒状体の両端を塞ぐものであり、３辺がアッパー部材５１に対してスポット溶接等により接合される。このロア部材５４とサイド部材５５の１辺は、アッパー部材５１にボルト（図示せず）により接合される。
【００３２】
２つの電池モジュール集合体１２ａ、１２ｂからなる電池ユニット１１は、スペーサ２３（図４参照）の下方側となる端部２７ｂのネジ部３０をロア部材５４の孔５４ａに貫通させてナット（図示せず）によりロア部材５４に連結される。また、電池ユニット１１は、電池モジュール１３の積層方向に直交する上方向から第１シール部材４７を介して、スペーサ２３の上方側となる端部２７ａのネジ部３０を第２ダクト部材４２の孔４２ａに貫通させて図外のナットにより第２ダクト部材４２に締結されて、第２ダクト部材４２の空気導入路４６に接続されている。
【００３３】
第１シール部材４７は、図６、図７に示すように、各第２シール部材２８の上端及び各第３シール部材２５の上端に密接する。つまり上方からみた場合に、各第２シール部材２８と各第３シール部材２５は、第１シール部材４７と重なる位置に配置されている。図６は、電池モジュール１３の積層方向に沿った電池ユニット冷却装置１の要部断面図であり、図７は、電池モジュール１３の積層方向に対して直交する平面に沿った電池ユニット冷却装置１の要部断面図である。なお、図６及び図７中の６１は、スペーサ２３の端部２７ａに形成され第２ダクト部材４２を貫通するネジ部３０に螺合するナットである。
【００３４】
各電池モジュール１３、１３間に形成された空気通路１９は、第１シール部材４７と第２シール部材２８とによって画成され、電池モジュール１３とエンドプレート２２との間に形成された空気通路１８は、第１シール部材４７と第３シール部材２５とによって画成される。
【００３５】
導入ダクト１７から導入される空気で電池モジュール１３を効率よく冷却するために、導入された空気が電池モジュール１３の最も広い側面上を流れるのが望ましい。つまり、導入ダクト１７から電池モジュール集合体１２に導入された空気が、電池モジュール１３、１３間の空気通路１９や、電池モジュール１３とエンドプレート２２との間の空気通路１８を効率良く流れる。
【００３６】
電池モジュール１３、１３間の空気通路１９は、第２シール部材２８によって両側がシールされるため、この空気通路１９から電池モジュール１３の両側に空気が流れ出てしまうことはない。電池モジュール１３とエンドプレート２２との空気通路１８は、第３シール部材２５によって両側がシールされるため、この空気通路１８から電池モジュール１３の両側に空気が流れ出てしまうこともない。
【００３７】
電池モジュール１３、１３間の空気通路１９や、電池モジュール１３とエンドプレート２２との間の空気通路１８に、導入ダクト１７からの空気が全て流れ込むようにするには、電池モジュール集合体１２と導入ダクト１７との接続部分のシール性が重要となる。
【００３８】
上述したように、寸法誤差を許容して組立てることができるようにするために、電池モジュール１３の４隅に形成された各貫通穴３４，３５，３６は挿入されるボルト３２よりも大径となっている。そのため、組立てた後の電池モジュール集合体１２において、各電池モジュール１３同士が互いに少しもずれることなく重なり合うように連結することは難しい。つまり、各電池モジュール１３の上端面が厳密に同一平面上に位置するように、電池モジュール集合体１２を組み立てることは難しく、導入ダクト１７の下流端を電池モジュール集合体１２の上端端面に突き当てただけでは、電池モジュール集合体１２の上端面の位置が面一にならない場合が多く、導入ダクト１７からの空気の一部が導入ダクト１７の下流端と電池モジュール集合体１２の上端端面との間の隙間から電池モジュール集合体１２の外側に流出してしまう。
【００３９】
電池モジュール集合体１２に接続される導入ダクト１７は、全て樹脂製とすれば軽量になるものの剛性が低下するため、変形により当該導入ダクト１７と電池モジュール集合体１２との連結部分のシール性が確保できなくなる虞がある。
【００４０】
また、導入ダクト１７を全て剛性の高い金属製とすれば、導入ダクト１７の変形は防止できるものの重量が増加してしまう。
【００４１】
本実施例では、電池ユニット１１に空気を導入する導入ダクト１７を樹脂材料からなる軽量な第１ダクト部材４１と金属製で剛性の高い第２ダクト部材４２とから構成し、剛性の高い第２ダクト部材４２を第１シール部材４７を介して電池ユニット１１に押し当てて接続することで、各電池モジュール１３の上端が同一平面内になくても第１シール部材４７が剛性の高い第２ダクト部材４２で押さえつけられることで変形して、シール機能を発揮させることができ、導入ダクト１７の重量増加を招くことなく導入ダクト１７と電池ユニット１１との間のシール性を確保することができる。
【００４２】
そのため、第２ダクト部材４２の空気導入路４６から電池モジュール集合体１２に導入された空気は、電池モジュール１３、１３間の空気通路１９もしくは電池モジュール１３とエンドプレート２２との間の空気通路１８のいずれかを電池モジュール集合体１２の下端まで流れてケーシング１５のロア開口部５７から排出されることになり、空気通路１９及び空気通路１８の外側といった電池モジュール集合体１２の外周側に導入ダクト１７からの空気が分散して流れてしまう場合に比べて、各電池モジュール１３を効率良く冷却することができる。
【００４３】
上述した実施例では、エンドプレート２２と電池モジュール１３との間に吸気通路１８を設定したが、この吸気通路１８を設定しないようにしてもよい。この場合には、電池ユニットの冷却効率が相対的には低下するものの、エンドプレート２２に取り付けられた第３シール部材２５を省略できる。
【符号の説明】
【００４４】
１…電池ユニット冷却装置
１１…電池ユニット
１２…電池モジュール集合体
１３…電池モジュール
１５…ケーシング
１６…排出ファンユニット
１７…導入ダクト
２２…エンドプレート
２３…スペーサ
２５…第３シール部材
２８…第２シール部材
４１…第１ダクト部材
４２…第２ダクト部材
４７…第１シール部材
【図１】
2015118823.tif 000003
【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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