(57)【要約】【課題】冷却流路の異常を、より迅速に検出でき得る電池ユニットを提供する。【解決手段】車両に搭載される電池ユニット２０は、座席、例えば、リアシート１０のシートクッション１０ａの下に収納される電池スタック２２と、前記電池スタック２２の上部に設けられ、冷却風が流れる冷却流路２８と、少なくとも前記冷却流路２８の中心より上流側に設けられ、前記冷却流路２８の変形を検出する１以上の流路用センサ４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電池ユニットであって、
座席の下に収納される電池本体と、
前記電池本体の上部に設けられ、冷却風が流れる冷却流路と、
少なくとも前記冷却流路の中心より上流側に設けられ、前記冷却流路の変形を検出する１以上のセンサと、
を備えることを特徴とする電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電池ユニット、特に、座席の下に収納される電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）などにおいては、電池からの電力によりモータを駆動し車両が走行する。従って、必要な電力を保持する電池が車両に搭載される。そして、この電池の搭載スペースの効率化を図るため、座席、例えば、リアシートの下等に電池を収容することが提案されている（特許文献１）。また、電池は、その充放電によって、発熱する。特に、車両の電池の場合大電流を流すことが多く、発熱量が多い。電池は高温になると、劣化するため、電池を冷却することが必要である。この電池の冷却のために、電池の上部に冷却流路を設け、この冷却流路を介して冷却風を流すことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４３８５５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１３３４２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、この場合、冷却流路は、乗車箇所のすぐ下側に位置しており、冷却流路には、乗員の乗車荷重がかかることになる。通常、冷却流路は、この乗車荷重に耐えるように設計されているが、過大荷重によって、冷却流路には、塑性変形や、亀裂発生といった異常が生じることがある。かかる異常が生じると、冷却風の流れが変化し、電池の冷却性能が悪化し、電池温度が上昇する。この場合、電池の出力が制限され、車両の燃費が悪化するばかりでなく、熱により電池寿命が悪化することもある。しかし、現状、乗員は、実際に電池の出力制限がかかるまで、この冷却流路の異常を検出することはできない。なお、特許文献２には、車両の座席周辺に感圧センサを設けて、乗員の有無を検知する技術が開示されているが、乗車箇所下の電池の異常検知に関する技術は何ら開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明では、冷却流路の異常を、より迅速に検出でき得る電池ユニット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】
【０００６】
本発明の電池ユニットは、車両に搭載される電池ユニットであって、座席の下に収納される電池本体と、前記電池本体の上部に設けられ、冷却風が流れる冷却流路と、少なくとも前記冷却流路の中心より上流側に設けられ、前記冷却流路の変形を検出する１以上のセンサと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却路に設けられたセンサで、冷却路の変形を検知するため、冷却路の異常を迅速に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態である電池ユニット内への給気および排気の構成を示す図である。
【図２】電池ユニットの上面図である。
【図３】冷却路の異常検出の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態における電池ユニット２０内への給気および排気の構成を示す図である。また、図２は、電池ユニット２０周辺の上面図である。リアシート１０は、座席であるシートクッション１０ａと、シートバック１０ｂと、シートクッション１０ａの下方の電池収容スペース１０ｃを有している。電池収容スペース１０ｃの前方および側方は下トリム１２により取り囲まれている。また、電池収容スペースの底面側には、車両ボディー１４が位置している。
【００１１】
電池収容スペース１０ｃ内には、電池ユニット２０が配置され、この電池ユニット２０内に、電池本体である電池スタック２２が配置されている。この電池スタック２２は、複数の電池モジュール２４が直列接続して形成されている。
【００１２】
電池スタック２２の上側には、金属からなるアッパーケース２６が、当該電池スタック２２の上面との間に空間を開けて設けられている。このアッパーケース２６と電池スタック２２との間の空間が、冷却風が流れる冷却流路２８となる。また、電池スタック２２の下側には、金属からなるロウアーケース３０が、当該電池スタック２２の上面との間に空間を開けて設けられている。このロウアーケース３０と電池スタック２２との間の空間が、排気が流れる排気流路３２となる。複数の電池モジュール２４の間には、冷却風が通るための間隙が形成されている。冷却流路２８と排気流路３２は、このモジュール間の間隙を介して連通している。なお、図２では、アッパーケース２６の図示は省略している。
【００１３】
電池スタック２２の上方に位置する冷却流路２８の後方側には、図１（Ａ）に示すように給気ダクト２７が接続され、この給気ダクト２７が後方に伸びブロア３１の吹き出し側に接続されている。
【００１４】
電池スタック２２の下方に位置する排気流路３２の後方側には、図１（Ｂ）に示すように、排気ダクト３４が接続され、この排気ダクト３４が後方に伸び、排気口３６が上方に向けて開口している。
【００１５】
ブロア３１を駆動すると、車室内の空気がブロア３１に吸い込まれる。ブロア３１からの吐出空気は、給気ダクト２７を介し、電池ユニット２０内の上方に位置する冷却流路２８に供給される。電池ユニット２０内には電池スタック２２が配置されるが、電池スタック２２の各電池モジュール２４間には間隙があるため、この間隙を通って空気が下方に流れ、各電池モジュール２４が効果的に冷却される。ここで、電池スタック２２の周辺と、電池ユニット２０の周辺内壁との間を閉じておくことで、積層された電池モジュール２４の間隙に冷却空気を通すことができる。なお、電池温度は、電池スタック２２の上流側に設置された温度センサの検出温度に基づいてコントロールされている。車両の制御部、たとえばＥＣＵ等は、この温度センサで検知された温度に基づいて、電池の出力や、ブロア３１の駆動を制御する。
【００１６】
排気は電池ユニット２０内の下方空間（排気流路３２）から、排気ダクト３４、排気口３６を介して外部に排出される。
【００１７】
ところで、これまでの説明で明らかな通り、本実施形態では、電池ユニット２０の上面ケースであるアッパーケース２６と、電池スタック２２との間を冷却流路２８として利用している。また、この電池ユニット２０は、座席であるシートクッション１０ａのすぐ下側に配置している。そのため、冷却流路２８を構成するアッパーケース２６には、乗員の乗車荷重がかかることになる。この乗員荷重が繰り返しかかる、あるいは、過大な乗員荷重がかかることにより、アッパーケース２６が塑性変形したり、アッパーケース２６に亀裂が生じたりし、冷却流路２８に異常が生じることがある。この場合、電池モジュール２４を適切に冷却できず、電池温度が上昇する。電池温度が上昇すると、電池出力が制限され、車両の燃費が悪化するばかりでなく、電池寿命の悪化も招く。しかし、従来、こうした冷却流路２８の異常を迅速に検出することは困難であった。
【００１８】
そこで、本実施形態では、冷却流路２８の上流側に、冷却流路２８（アッパーケース２６）の変形を検知する流路用センサ４０を設けている。流路用センサ４０は、アッパーケース２６の変形を検知できるものであれば、その種類は特に限定されず、例えば、変位センサ、歪みセンサ、面圧センサ等を用いることができる。
【００１９】
流路用センサ４０は、少なくとも、冷却流路２８の中心より上流側に設けてあれば、その個数は特に制限されない。本実施形態では、アッパーケース２６のうち冷却流路２８の上流端（入口）近傍、および、冷却流路２８の略中心に、流路用センサ４０を設けている。この二つの流路用センサ４０は、図２に示すように、いずれも、流路２８の幅方向の略中心に設置されている。
【００２０】
流路用センサ４０を上流側に設置するのは、電体内部の温度が、当該上流側の温度に基づいてコントロールされているためである。また、上流側の流路２８の変形は、下流側の流路２８の変形に比べて影響が大きいことも理由の一つである。すなわち、下流側において流路２８が変形した場合には、当該下流側の風流れが変化するだけであるのに対し、上流側において流路２８が変形すると、当該上流側および下流側の両方の風流れが変化する。よって、本実施形態では、流路用センサ４０を、冷却流路２８の上流側に設置し、当該上流側における流路の変形を検出している。もちろん、流路用センサ４０は、追加的に下流側にも設置することができる。
【００２１】
また、冷却流路２８の幅方向の略中心は、アッパーケース２６の周縁に設けられた他部材との締結点から最も遠く、変形量が大きくなりやすい。そのため、本実施形態では、流路用センサ４０を、この変形量が大きい箇所、すなわち、冷却流路２８の幅方向の略中心に設置している。
【００２２】
車両の制御部、例えば、ＥＣＵ等は、当該流路用センサ４０からの検出結果に基づいて、冷却流路２８の異常の有無を検知し、必要に応じて、診断メッセージを出力する。図３は、この冷却流路２８の異常の有無を検知の流れを示すフローチャートである。
【００２３】
車両が起動されると、ＥＣＵは、流路用センサ４０での検出結果を定期的にモニタリングし続ける（Ｓ１０）。ＥＣＵは、この検出結果に基づいて、冷却流路２８の変形量を算出し、当該変形が「異常」に該当するか否かを判断する（Ｓ１２）。「異常」と判定する基準としては、種々考えられるが、例えば、変形量が、規定の基準値を超えた場合、変形が規定時間以上、維持されており復元しない（塑性変形した）場合等には、「異常有り」と判断することができる。「異常無し」と判定された場合には、車両が停止するまで、変形量の検出を継続して行う（Ｓ１６，Ｓ１０）。一方、「異常有り」と判定された場合、ＥＣＵは、当該異常に応じた診断メッセージを出力し、乗員に点検を促す（Ｓ１４）。そして、冷却流路２８の点検を行い、必要に応じて修繕を行うことで、流路の変形や亀裂発生といった異常が迅速に検出、対応することができ、電池スタック２２の過度な温度上昇、電池寿命の悪化を防止できる。
【００２４】
以上の説明から明らかな通り、本実施形態によれば、冷却流路２８の中心より上流側に、流路２８の変形を検出する流路用センサ４０を設けているため、冷却流路２８の異常に対して迅速に対応することができる。その結果、電池の出力制限に伴う燃費の悪化や、電池寿命の悪化を効果的に防止できる。
【００２５】
なお、これまで説明した構成は、一例であり、冷却流路２８の上流側に流路２８の変形を検出する流路用センサ４０を設けるのであれば、その他の構成は適宜、変更されてもよい。例えば、本実施形態では、上流側に加え、下流側にも流路用センサ４０を設けてもよい。特に、電池の温度コントロールを下流側における電池温度に基づいて行う電池ユニット２０の場合、下流側にも流路用センサ４０を設けることが望ましい。また、本実施形態では、リアシート１０の下部に電池ユニット２０を配しているが、電池ユニット２０は、座席の下部であれば他の箇所、例えば、フロントシートの下部等でもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０  リアシート、１０ａ  シートクッション、１０ｂ  シートバック、１０ｃ  電池収容スペース、１２  下トリム、１４  車両ボディー、２０  電池ユニット、２２  電池スタック、２４  電池モジュール、２６  アッパーケース、２７  給気ダクト、２８  冷却流路、３０  ロウアーケース、３１  ブロア、３２  排気流路、３４  排気ダクト、３６  排気口、４０  流路用センサ。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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