(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続及び分離可能とされた上部および下部と前部および後部と２つの側部とにより形成される収納部と、
前記収納部内において互いに分離可能に接続され、複数の電池の中心軸線の方向を前記２つの側部が対向する方向に平行とし、これらの電池を千鳥配列に保持する複数の保持部材と、
前記前部に設けた冷媒導入口および前記後部に設けた冷媒排出口と、
前記冷媒導入口に配置され、前記冷媒導入口から前記収納部内に導入される冷却媒体の流通方向を変更し、前記冷却媒体が前記電池に直接に吹き付けられることを抑制する遮蔽部材と、
前記冷媒排出口に配置され、前記電池周辺での前記冷却媒体の流通路を狭め、前記冷却媒体の流通速度を増大し、前記冷却媒体の流通方向を変更する整流部材と
を備え、
前記保持部材は外面上に少なくとも一対の凸部および凹部を有し、複数の前記保持部材は、互いの前記凹部に前記凸部が着脱可能に嵌合されており、
前記前部および前記後部は前記保持部材を着脱可能に支持する支持手段を有し、
前記保持部材の前記凸部と前記支持手段に設けられた凹部とが、または、前記保持部材の前記凹部と前記支持手段に設けられた凸部とが、嵌合していることを特徴とするバッテリーボックス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池を収容可能なバッテリーボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平９−８６１８８号公報に開示された電気自動車のバッテリ構造のように、略箱形のバッテリケース内に、複数の円柱状のバッテリセルを、各バッテリセルの中心軸が所定格子の各格子点を貫くように配置した状態で抱持する複数のリブ壁を備え、各バッテリセルの中心軸に直交する方向で対向するバッテリケースの上下壁に冷却空気を流通させる通気口を形成し、バッテリケース内にて上下方向に冷却空気を流通させることで、リブ壁に抱持された複数のバッテリセルを冷却するバッテリ構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係るバッテリ構造においては、バッテリケースの上下壁に設けられた通気口に対して、冷却空気の導入側の通気口近傍に配置されたバッテリセルと、冷却空気の排出側の通気口近傍に配置されたバッテリセルとの間で、冷却状態の差異が生じ、温度差が増大してしまうという問題が生じる。
【０００４】
例えば、冷却空気の排出側の通気口近傍においては、冷却空気の導入側の通気口近傍に比べて、各バッテリセルの周囲における冷却空気の流通性が低下することで、各バッテリセルに対する冷却量が低下してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の電池を収容可能なバッテリボックス内において、各電池の温度分布に不均一状態が生じることを抑制することが可能なバッテリーボックスを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のバッテリーボックス（例えば、後述する実施の形態におけるバッテリーボックス１０）は、互いに接続及び分離可能とされた上部（例えば、後述する実施の形態におけるボックス上部１１）および下部（例えば、後述する実施の形態におけるボックス下部１２）と前部（例えば、後述する実施の形態におけるボックス前部１３）および後部（例えば、後述する実施の形態におけるボックス後部１４）と２つの側部（例えば、後述する実施の形態におけるボックス右側部１５およびボックス左側部１６）とにより形成される収納部（例えば、後述する実施の形態における内部空間２１）と、前記収納部内において互いに分離可能に接続され、複数の電池（例えば、後述する実施の形態におけるバッテリー１８）の中心軸線の方向を前記２つの側部が対向する方向に平行とし、これらの電池を千鳥配列に保持する複数の保持部材（例えば、後述する実施の形態におけるバッテリー保持部材１７）と、前記前部に設けた冷媒導入口（例えば、後述する実施の形態における前部開口２２）および前記後部に設けた冷媒排出口（例えば、後述する実施の形態における後部開口２３）と、前記冷媒導入口に配置され、前記冷媒導入口から前記収納部内に導入される冷却媒体の流通方向を変更し、前記冷却媒体が前記電池に直接に吹き付けられることを抑制する遮蔽部材（例えば、後述する実施の形態における第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５）と、前記冷媒排出口に配置され、前記電池周辺での前記冷却媒体の流通路を狭め、前記冷却媒体の流通速度を増大し、前記冷却媒体の流通方向を変更する整流部材（例えば、後述する実施の形態における第１，第２整流部材３２，３３）とを備え、前記保持部材は外面上に少なくとも一対の凸部（例えば、後述する実施の形態における凸部５１）および凹部（例えば、後述する実施の形態における凹部５２）を有し、複数の前記保持部材は、互いの前記凹部に前記凸部が着脱可能に嵌合されており、前記前部および前記後部は前記保持部材を着脱可能に支持する支持手段（例えば、後述する実施の形態における前後部凹部４７および前後部凸部４８）を有し、前記保持部材の前記凸部と前記支持手段に設けられた凹部とが、または、前記保持部材の前記凹部と前記支持手段に設けられた凸部とが、嵌合していることを特徴としている。
【０００６】
上記構成のバッテリーボックスによれば、複数の保持部材により電池を千鳥配列可能であり、収納部内における電池の配置効率を向上させ、バッテリーボックスを小型化することができる。このとき、収納部内における電池の配置密度が相対的に増大することで、冷却媒体が流通する空間が相対的に減少した場合であっても、冷媒導入口近傍に配置した遮蔽部材と、冷媒排出口近傍に配置した整流部材とによって、複数の電池の温度分布に不均一が生じてしまうことを抑制し、冷却効率を向上させることができる。
【０００７】
例えば、冷媒導入口から収納部内に導入される冷却媒体が電池に直接に吹き付けられることを抑制するために、冷媒導入口に臨む電池表面に向かう冷却媒体の流通を遮るようにして遮蔽部材を配置することにより、冷媒導入口近傍の電池が過剰に冷却され、冷媒導入口近傍において冷却媒体の温度が過剰に高温になってしまうことを防止することができる。
【０００８】
また、冷媒排出口近傍における冷却媒体の冷却効率を向上させるために、電池周辺での冷却媒体の流通路を狭め、冷却媒体の流通速度を増大させる整流部材を配置することにより、冷媒排出口近傍の電池に対する所望の冷却性能を確保することができ、冷媒排出口近傍において電池の温度が相対的に高温になってしまうことを抑制することができる。
【００１０】
上記構成のバッテリーボックスによれば、複数の保持部材は収納部内において、前部および後部によって両側から挟み込まれるようにして固定される。
【００１２】
上記構成のバッテリーボックスによれば、複数の保持部材の接続状態においては、一方の保持部材の凹部に他方の保持部材の凸部が嵌合し、他方の保持部材の凹部に一方の保持部材の凸部が嵌合することによって、保持部材同士が固定される。ここで、互いの凹部と凸部とは着脱可能とされていることから、複数の保持部材は容易に接続及び分離ができ、収納部内での配置を容易に変更可能である。また、収納部をなす前部および後部に支持部材として、一対の凸部および凹部を備えることによって、前部および後部と保持部材とを容易に接続及び分離可能とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るバッテリーボックスについて添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るバッテリーボックス１０の斜視図であり、図２は図１に示すバッテリーボックス１０の分解斜視図であり、図３は図１に示すバッテリーボックス１０の断面図であり、図４は図３に示すバッテリー保持部材１７の要部拡大断面図である。
【００１４】
本実施の形態によるバッテリーボックス１０は、例えばハイブリッド車両等の車両に搭載される蓄電装置とされ、分解可能な箱状をなすボックス上部１１およびボックス下部１２およびボックス前部１３およびボックス後部１４およびボックス右側部１５およびボックス左側部１６と、バッテリー保持部材１７とを備えて構成されている。
【００１５】
このバッテリーボックス１０は、例えば円柱状の複数のバッテリー１８，…，１８（例えば、直径３２．４ｍｍ等）を、各バッテリー１８の中心軸線がバッテリーボックス１０の前後方向と直交する横方向に対して平行となるように配置すると共に、この横方向に対する断面において複数（例えば、２０個等）のバッテリー１８，…，１８の中心軸線が千鳥配列（例えば、隣り合うバッテリー１８，１８間の間隔は７ｍｍ等）となるように保持する。
【００１６】
バッテリーボックス１０は、例えば剛性の高い材料（例えば、ＰＡ（ポリアセタール）にガラス繊維２０％（重量）を混入した材料等）から形成されており、後述するように、バッテリーボックス１０の内部空間２１は、ボックス前部１３に設けられた前部開口２２から導入され、ボックス後部１４に設けられた後部開口２３から排出される冷却空気が流通する通路とされている。すなわち、バッテリーボックス１０の内部空間２１内に導入される冷却空気は、複数のバッテリー１８，…，１８の間を通過する際に、各バッテリー１８，…，１８と熱交換を行い、各バッテリー１８，…，１８を冷却する。
【００１７】
ボックス上部１１およびボックス下部１２は、例えば長方形板状の同等形状に形成され、バッテリーボックス１０の上面および下面をなすボックス上部１１およびボックス下部１２の各表面１１Ａ，１２Ａ上には、各表面１１Ａ，１２Ａから突出する格子状の補強リブ３１が設けられている。
【００１８】
また、バッテリーボックス１０の内面をなすボックス上部１１およびボックス下部１２の各裏面１１Ｂ，１２Ｂ上には、バッテリーボックス１０のボックス後部１４側にずれた位置において、横方向に伸びる複数、例えば２つの第１，第２整流部材３２，３３が各裏面１１Ｂ，１２Ｂ上から突出するようにして設けられている。
【００１９】
各第１，第２整流部材３２，３３は、例えば図３に示すように、バッテリーボックス１０の後方側から前方側に向かい、突出方向の高さを低下させるようにして下降傾向に傾斜する各傾斜面３２Ａ，３３Ａを備えており、各傾斜面３２Ａ，３３Ａは、バッテリー１８の後方側の外周面１８Ａに対して所定間隔をおいて沿うような形状の曲面状に形成されている。
【００２０】
ここで、例えば、第１，第２整流部材３２，３３は、順次、ボックス上部１１またはボックス下部１２の近傍において最も後方側に位置するバッテリー１８、後方側から２番目のバッテリー１８の各外周面１８Ａ，１８Ａに対して、各傾斜面３２Ａ，３３Ａが所定間隔をおいて沿うように配置されている。そして、より後方側の整流部材（つまり、第２整流部材３３に比する第１整流部材３２）ほど、突出方向の高さが高くなるように形成され（例えば、第１整流部材３２の最大高さは７．５ｍｍ、第２整流部材３３の最大高さは３．０ｍｍ等）、バッテリー１８の後方側の外周面１８Ａと各傾斜面３２Ａ，３３Ａとの間の間隔がより狭くなるように設定されている。（なお、ボックス上部１１およびボックス下部１２の各裏面１１Ｂ，１２Ｂと、バッテリー１８の外周面１８Ａとの最小距離は、例えば３．５ｍｍ等とされ、ボックス上部１１およびボックス下部１２の各裏面１１Ｂ，１２Ｂ間の距離は、例えば１０８ｍｍ等とされている。）
【００２１】
なお、第２整流部材３３は、ボックス上部１１またはボックス下部１２の近傍を流通する冷却空気の流通方向を、ボックス上部１１の内面１１Ｂまたはボックス下部１２の内面１２Ｂに沿った方向から、上下方向の中央部に向かう方向へと変更させることができ、特に、後部開口２３近傍の中央部に配置されたバッテリー１８，…，１８を冷却することができる。
【００２２】
なお、例えば図２に示すように、最も後方側に位置する第１整流部材３２には、後述するバッテリー保持部材１７の配置位置と干渉することを防止するために、横方向の所定位置において切り欠けられた切欠部３２ａが設けられている。
また、例えば図３に示すように、ボックス上部１１およびボックス下部１２の各裏面１１Ｂ，１２Ｂ上には、後述するバッテリー保持部材１７の各凸部５１，…，５１および凹部５２，…，５２に対して着脱可能に嵌合する上下部凹部３５，…，３５および上下部凸部３６，…，３６が形成されている。
【００２３】
ボックス前部１３およびボックス後部１４は、例えば長方形板状に形成され、ボックス上部１１およびボックス下部１２の側部に設けられた複数のボルト穴３５，…，３５に臨む複数のボルト貫通孔４１，…，４１が端部近傍に設けられている。そして、各ボルト貫通孔４１に挿入され、ボルト穴３５に螺着される締結ボルト３６によって、ボックス上部１１およびボックス下部１２と、ボックス前部１３およびボックス後部１４とは着脱可能とされている。
【００２４】
ボックス前部１３には、バッテリーボックス１０の横方向に配列された複数、例えば３つの前部開口２２，２２，２２が設けられている。
また、バッテリーボックス１０の内面をなすボックス前部１３の裏面１３Ｂには、横方向に伸びる複数、例えば３つの第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５が前部開口２２，２２，２２に掛け渡されるようにして設けられている。ここで、第１遮蔽部材４３は、例えばボックス前部１３の裏面１３Ｂからバッテリーボックス１０の内部に向かい突出する複数の突出部４６，…，４６の突出端部４６ａ，…，４６ａを接続するようにして形成されている。
【００２５】
各第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５は、例えば図３に示すように、バッテリーボックス１０の横方向に伸びると共に、バッテリーボックス１０の前方側に向かって屈曲する板状に形成され、バッテリーボックス１０の横方向に対する断面において、断面視略Ｖ字形となるように形成されている。
【００２６】
ここで、例えば、第１遮蔽部材４３は、前部開口２２，２２，２２近傍のバッテリー１８，…，１８のうち、上下方向の中心位置近傍に配置されるバッテリー１８の前方側の外周面１８Ａを覆うようにして配置され、第２，第３遮蔽部材４４，４５は前部開口２２，２２，２２近傍のバッテリー１８，…，１８のうち、上下方向の中心位置近傍のバッテリー１８から各上下方向にずれた位置に配置されるバッテリー１８，１８の各前方側の外周面１８Ａ，１８Ａを覆うようにして配置されている。
【００２７】
そして、上下方向において、より中心位置近傍の遮蔽部材（つまり、第２，第３遮蔽部材４４，４５に比する第１遮蔽部材４３）ほど、上下方向の幅が大きくなるように形成され（例えば、第１遮蔽部材４３の幅は２２ｍｍ、第２，第３遮蔽部材４４，４５の幅は１６ｍｍ等）、前部開口２２，２２，２２から内部空間２１へ導入される冷却空気が直接にバッテリー１８の外周面１８Ａに吹き付けられることを抑制するように設定されている。
【００２８】
ボックス後部１４には、ボックス前部１３の各前部開口２２，２２，２２に臨むようにして複数、例えば３つの後部開口２３，２３，２３が設けられている。
また、隣り合う後部開口２３，２３間において、バッテリーボックス１０の内面をなすボックス後部１４の裏面１４Ｂからバッテリーボックス１０の内部に向かい突出する複数の突出部４６，…，４６が設けられている。
【００２９】
また、ボックス前部１３の裏面１３Ｂからバッテリーボックス１０の内部に向かい突出する複数の突出部４６，…，４６のうち、隣り合う前部開口２２，２２間に設けられた突出部４６，…，４６、および、ボックス後部１４の裏面１４Ｂからバッテリーボックス１０の内部に向かい突出する複数の突出部４６，…，４６の各表面上には、後述するバッテリー保持部材１７の各凸部５１，…，５１および凹部５２，…，５２に対して着脱可能に嵌合する前後部凹部４７，…，４７および前後部凸部４８，…，４８が形成されている。
【００３０】
ボックス右側部１５およびボックス左側部１６は、例えば長方形板状に形成され、図示しないボルトによってボックス上部１１およびボックス下部１２に着脱可能に締め付け固定される。
これらのボックス右側部１５およびボックス左側部１６は、内部空間２１に収納された複数のバッテリー１８，…，１８の各中心軸線方向において、これらのバッテリー１８，…，１８を両側から挟み込むようにして保持すると共に、電気的に直列状態に接続するものであって、ボックス右側部１５およびボックス左側部１６には、互いに異なる組み合わせの隣り合うバッテリー１８，１８の端子電極に当接し、これらのバッテリー１８，１８を直列に接続するための導電材からなる複数のバスバー４９，…，４９を備えている。
また、ボックス右側部１５およびボックス左側部１６は、バッテリー１８の中心軸線方向の端部から突出する端子部が嵌合可能な凹部を備えており、端子部及び凹部の形状は、バッテリー１８の端子部が凹部に嵌合した際に、バッテリー１８が中心軸線周りに回転することが無いように形成されている。
【００３１】
バッテリー保持部材１７は、例えば図３および図４に示すように、断面形状の外周が正十二角形、内周が円形に形成された環状の複数のグロメット６１，…，６１（例えば、径方向の厚さは、１．５〜３ｍｍであって、例えば２ｍｍ等であり、中心軸方向の幅は、例えば１２．４ｍｍ等）と、隣り合うグロメット６１，６１同士を接続する複数の接続部材６２，…，６２とを備えて構成され、例えばバッテリーボックス１０の前後方向で隣り合うグロメット６１，６１が接続部材６２によって接続されている。
【００３２】
グロメット６１は、多面（例えば、十二面等）状の外周面６１Ａを有し、この外周面６１Ａをなし、互いに等しい角度で交差するようにして周方向に沿って隣接する複数（例えば、十二個等）の当接面６１ａ，…，６１ａには一対の凸部５１および凹部５２（例えば、深さ１．５〜２ｍｍ等、内径２〜４ｍｍ等）が設けられている。
【００３３】
各当接面６１ａの表面上から突出する凸部５１は、当接面６１ａの中心位置から周方向の一方の方向に向かいずれた位置に配置され、この凸部５１が着脱可能に嵌合する大きさに形成された凹部５２は、当接面６１ａの中心位置から周方向の他方の方向に向かいずれた位置に配置されている。
【００３４】
そして、隣接するグロメット６１，６１は、互いの外周面６１Ａ，６１Ａの何れかの当接面６１ａ，６１ａ同士を当接させると共に、一方および他方の当接面６１ａ，６１ａに設けられた各凸部５１，５１を、他方および一方の当接面６１ａ，６１ａに設けられた各凹部５２，５２に着脱可能に嵌合させている。
【００３５】
例えば十二面状の外周面６１Ａを有する適宜のグロメット６１の周囲を取り囲むようにして、複数のグロメット６１，…，６１を配置する場合には、適宜のグロメット６１の外周面６１Ａをなす十二個の当接面６１ａ，…，６１ａのうち、周方向の１つおきに配置される６個の各当接面６１ａ，…，６１ａ毎に、異なるグロメット６１の当接面６１ａが当接することとなる。さらに、この適宜のグロメット６１を取り囲む６つのグロメット６１，…，６１においては、隣接するグロメット６１，６１同士が互いの当接面６１ａ，６１ａを当接させることとなる。
これにより、バッテリーボックス１０の内部空間２１内において、複数のグロメット６１，…，６１は、バッテリーボックス１０の横方向に対する断面において中心軸線が千鳥配列となるように配置されている。
【００３６】
また、グロメット６１の内周面６１Ｂ上には、例えば周方向に所定間隔をおいて配置され、バッテリーボックス１０の横方向に向かって伸びる複数（例えば、６つ等）の突出部５３，…，５３（例えば、突出方向の高さ０．６５ｍｍ等）が設けられており、グロメット６１に装着されるバッテリー１８の外周面１８Ａがこれらの突出部５３，…，５３に当接するように設定されている。
【００３７】
接続部材６２は、例えば隣接するグロメット６１，６１において互いに当接する各当接面６１ａ，６１ａから周方向の接線方向に延出する各延出部６４，６４の端部が接続されて形成されており、この端部を回転中心として延出部６４，６４のなす角は適宜に変更可能とされている。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、例えば図２に示すように、バッテリーボックス１０の内部空間２１内に収納された複数のバッテリー１８，…，１８に対して、バッテリーボックス１０の横方向に複数（例えば、２個等）のバッテリー保持部材１７，…，１７が備えられている。
なお、複数のバッテリー保持部材１７，…，１７は、バッテリーボックス１０の横方向において、所定の等間隔毎に配置されてもよいし、適宜の位置に配置されてもよい。
【００３９】
そして、複数のバッテリー１８，…，１８をバッテリーボックス１０の内部空間２１内に収納する際には、先ず、各バッテリー１８がグロメット６１に挿入され、次に、隣接する複数のグロメット６１，…，６１が互いの当接面６１ａ，…，６１ａを当接させるようにして配置される。
これにより、当接する一方の当接面６１ａに設けられた一対の凸部５１および凹部５２が、他方の当接面６１ａに設けられた一対の凹部５２および凸部５１に着脱可能に嵌合することで、隣接する複数のグロメット６１，…，６１が固定される。
【００４０】
そして、接続された複数のグロメット６１，…，６１を覆うようにして、ボックス上部１１およびボックス下部１２およびボックス前部１３およびボックス後部１４およびボックス右側部１５およびボックス左側部１６が配置される。
このとき、ボックス上部１１およびボックス下部１２の各裏面１１Ｂ，１２Ｂ上に設けられた上下部凹部３５，…，３５および上下部凸部３６，…，３６、および、ボックス前部１３およびボックス後部１４に設けられた前後部凹部４７，…，４７および前後部凸部４８，…，４８に、複数のグロメット６１，…，６１の各凸部５１，…，５１および凹部５２，…，５２が着脱可能に嵌合し、バッテリーボックス１０の内部空間２１内において複数のグロメット６１，…，６１が固定される。
【００４１】
本実施の形態によるバッテリーボックス１０は上記構成を備えており、次に、このバッテリーボックス１０の内部空間２１内に収納された複数のバッテリー１８，…，１８を冷却する動作について説明する。
【００４２】
車室内空気が冷却空気として、バッテリーボックス２０の前部開口２２を介して内部空間２１に流入し、内部空間２１内のバッテリー１８，…，１８の間を通って後方へと流れる。このとき、内部空間２１を流れる冷却空気はバッテリー１８，…，１８と熱交換を行い、その結果、バッテリー１８，…，１８は冷却され、冷却空気は加熱されて若干温度上昇する。そして、冷却空気はバッテリーボックス２０の後部開口２３を介して外部に排出されることとなる。
【００４３】
ここで、前部開口２２，２２，２２近傍のバッテリー１８，…，１８の前方側の外周面を覆うようにして第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５が配置されていることから、前部開口２２，２２，２２から内部空間２１へ導入される冷却空気が直接にバッテリー１８の外周面１８Ａに吹き付けられることが抑制される。これにより、前部開口２２，２２，２２近傍のバッテリー１８，…，１８が過剰に冷却され、前部開口２２，２２，２２近傍において冷却空気の温度が過剰に高温になり、内部空間２１の後方側において冷却空気による冷却能力が低下してしまうことを防止することができる。
【００４４】
さらに、後部開口２３近傍のボックス上部１１およびボックス下部１２に、バッテリー１８の後方側の外周面１８Ａに対して所定間隔をおいて沿うような曲面状の各傾斜面３２Ａ，３３Ａを有する第１，第２整流部材３２，３３が設けられていることにより、これらの第１，第２整流部材３２，３３が省略されている場合に比べて、バッテリー１８の外周面１８Ａに沿って流通する冷却空気の流通速度が増大し、バッテリー１８に対する冷却性を向上させることができる。
【００４５】
これにより、後部開口２３近傍のバッテリー１８，…，１８に対して冷却空気による冷却能力が低下してしまうことを防止して、バッテリーボックス１０に収容された複数のバッテリー１８，…，１８の温度分布に不均一が生じることを抑制することができる。
【００４６】
上述したように、本実施の形態によるバッテリーボックス１０によれば、バッテリー保持部材１７によりバッテリー１８，…，１８を千鳥配列可能であり、内部空間２１におけるバッテリー１８，…，１８の配置効率を向上させ、バッテリーボックス１０を小型化することができる。このとき、内部空間２１におけるバッテリー１８，…，１８の配置密度が相対的に増大することで、冷却空気が流通する空間が相対的に減少した場合であっても、前部開口２２，２２，２２近傍に配置した第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５と、後部開口２３，２３，２３近傍に配置した第１，第２整流部材３２，３３とによって、複数のバッテリー１８，…，１８の温度分布に不均一が生じてしまうことを抑制し、冷却効率を向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５は、バッテリーボックス１０の前方側に向かって屈曲する板状に形成され、バッテリーボックス１０の横方向に対する断面において、２つの直線が交差してなる断面視略Ｖ字形に形成されるとしたが、これに限定されず、断面形状が、例えば適宜の曲線状や凹凸状等のその他の形状であってもよい。要するに、前部開口２２，２２，２２から内部空間２１へ導入され、バッテリー１８の外周面１８Ａに向かい吹き付けられる冷却空気の流通方向が、バッテリーボックス１０の後方側に向かう適宜の方向に変更される形状であればよい
【００４８】
以下に、本実施の形態によるバッテリーボックス１０内に収容したバッテリー１８，…，１８に対する冷却試験の結果について添付図面を参照しながら説明する。
図５は本実施形態の第１実施例および比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における温度および温度差の時間変化を示すグラフ図であり、図６は本実施形態の第１実施例および比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における熱通過係数に応じた到達温度の変化を示すグラフ図であり、図７は本実施形態の第１実施例および比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱停止時における温度および温度差の時間変化を示すグラフ図であり、図８は本実施形態の比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における各到達温度を示す図であり、図９は本実施形態の第１実施例に係るバッテリーボックス１０に収容された複数のバッテリー１８，…，１８の発熱時における各到達温度を示す図であり、図１０は本実施形態の第２実施例に係るバッテリーボックス１０に収容された複数のバッテリー１８，…，１８の発熱時における各到達温度を示す図であり、図１１は本実施形態の第１参考例に係るバッテリーボックス１０に収容された複数のバッテリー１８，…，１８の発熱時における各到達温度を示す図であり、図１２は本実施形態の第２参考例に係るバッテリーボックス１０に収容された複数のバッテリー１８，…，１８の発熱時における各到達温度を示す図である。
【００４９】
ここで、本実施形態の比較例に係るバッテリーボックスでは、例えば図８に示すように、バッテリーボックスの横方向に対する断面において、例えば２０個のバッテリー１８，…，１８の各中心軸線が所定の格子点を貫くように配置されている。そして、前部開口２２近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８間には、各バッテリー１８毎に周囲を区画するような板状の遮蔽部材７１，…，７１が配置され、後部開口２３近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８間には、隣り合うバッテリー１８，１８間における冷却空気の流通路を狭めるような整流部材７２，…，７２が配置されている。
【００５０】
本実施形態の第１実施例に係るバッテリーボックス１０では、例えば図９に示すように、例えば２０個のバッテリー１８，…，１８の中心軸線が千鳥配列となるように配置され、前部開口２２近傍には各バッテリー１８，…，１８の前方側の外周面１８Ａ，…，１８Ａを覆う第１〜第３遮蔽部材４３，４４，４５が配置され、後部開口２３近傍には各バッテリー１８，…，１８の後方側の外周面１８Ａ，…，１８Ａに所定間隔をおいて沿う第１，第２整流部材３２，３３が配置されている。
【００５１】
また、例えば図１０に示すように、第１実施例に係るバッテリーボックス１０において第２，第３遮蔽部材４４，４５が省略され、第１整流部材３２の突出方向の高さが、より高くなるように形成されたものが、本実施形態の第２実施例に係るバッテリーボックス１０とされ、さらに、例えば図１１に示すように、第２実施例に係るバッテリーボックス１０において第１，第２整流部材３２，３３が省略されたものが、本実施形態の第１参考例に係るバッテリーボックス１０とされ、さらに、例えば図１２に示すように、第１参考例に係るバッテリーボックス１０において第１遮蔽部材４３が省略されたものが、本実施形態の第２参考例に係るバッテリーボックス１０とされている。
【００５２】
先ず、第１の試験として、本実施の形態に係るバッテリーボックスを搭載した車両の走行時において、発熱状態のバッテリー１８，…，１８に対して冷却空気により冷却を行うシミュレーションの結果について説明する。
ここで、複数のバッテリー１８，…，１８の平均発熱量を１００Ｗとし、バッテリーボックスに冷却空気を供給するファン（図示略）の駆動電圧を１２Ｖとし、冷却空気の風量を６０ｍ3／時とし、バッテリーボックス内における冷却空気の圧力損失を４３Ｐａとした。
そして、第１実施例および比較例のバッテリーボックスに対して、所定の最大熱通過係数と最小熱通過係数での各バッテリー１８の温度の時間変化、および、最大熱通過係数でのバッテリー１８と最小熱通過係数でのバッテリー１８との温度差の時間変化を算出した。
【００５３】
図５に示すように、このシミュレーションの結果から、比較例では、最小熱通過係数でのバッテリー１８の温度は約５０．０℃、最大熱通過係数でのバッテリー１８の温度は約４２．０℃であるのに対して、第１実施例では、最小熱通過係数でのバッテリー１８の温度は約４５．０℃、最大熱通過係数でのバッテリー１８の温度は約４０．０℃となり、比較例に比べて第１実施例の方がより冷却されていると判断することができる。
しかも、比較例での温度差は、８．０（＝５０．０−４２．０）℃であるのに対して、第１実施例での温度差は５．０（＝４５．０−４０．０）℃となり、第１実施例の方が比較例よりも、温度分布が均一化していると判断することができ、冷却性能が向上していると結論することができる。
【００５４】
次に、第２の試験として、本実施の形態に係るバッテリーボックスを搭載した車両の走行時において、発熱状態のバッテリー１８，…，１８に対して冷却空気により冷却を行うシミュレーションの結果について説明する。
ここで、複数のバッテリー１８，…，１８の平均発熱量を１００Ｗとし、バッテリーボックスに冷却空気を供給するファン（図示略）の駆動電圧を１２Ｖとし、冷却空気の風量を６０ｍ3／時とし、第１実施例および比較例のバッテリーボックスに対して、熱通過係数とバッテリー１８の到達温度との変化を算出した。
【００５５】
図６に示すように、このシミュレーションの結果から、比較例では、熱通過係数の最大値が０．７２５Ｗ／Ｋ、最小値が０．３３７Ｗ／Ｋであり、熱通過係数の差が０．３９（≒０．７２５−０．３３７）Ｗ／Ｋ、到達温度の温度差が８．１℃であるのに対して、第１実施例では、熱通過係数の最大値が１．１４７Ｗ／Ｋ、最小値が０．５２０Ｗ／Ｋであり、熱通過係数の差が０．６３（≒１．１４７−０．５２０）Ｗ／Ｋ、到達温度の温度差が５．０℃となり、第１実施例の方が比較例よりも、温度分布が均一化していると判断することができ、冷却性能が向上していると結論することができる。
【００５６】
次に、第３の試験として、発熱が停止された高温状態（例えば、５０℃）のバッテリー１８，…，１８に対して冷却空気により冷却を行うシミュレーションの結果について説明する。
ここで、バッテリーボックスに冷却空気を供給するファン（図示略）の駆動電圧を１２Ｖとし、冷却空気の風量を６０ｍ3／時とし、第１実施例および比較例のバッテリーボックスに対して、所定の最大熱通過係数と最小熱通過係数での各バッテリー１８の温度の時間変化、および、最大熱通過係数でのバッテリー１８と最小熱通過係数でのバッテリー１８との温度差の時間変化を算出した。
【００５７】
図７に示すように、このシミュレーションの結果から、第１実施例の方が比較例よりも、迅速に冷却されていると判断することができ、冷却効率が向上していると結論することができる。
また、所定時間経過後においては、第１実施例の方が比較例よりも、温度分布が均一化していると判断することができ、冷却性能が向上していると結論することができる。
【００５８】
次に、第４の試験として、発熱状態のバッテリー１８，…，１８に対して冷却空気により冷却を行うシミュレーションの結果について説明する。
ここで、複数のバッテリー１８，…，１８の平均発熱量を１００Ｗとし、バッテリーボックスに冷却空気を供給するファン（図示略）の駆動電圧を１２Ｖとし、冷却空気の風量を６０ｍ3／時とし、供給される冷却空気の温度を３５℃とし、比較例および第１〜４実施例バッテリーボックスに対して、複数のバッテリー１８，…，１８の温度分布を算出した。
【００５９】
先ず、図８に示すように、比較例においては、前部開口２２近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８に対して、冷却空気が吹き付けられることを抑制する板状の遮蔽部材７１，…，７１が配置されていることによって、これらのバッテリー１８，…，１８の温度が相対的に過剰に高温（例えば、５２．０℃等）となっている。また、後部開口２３近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８に対して、冷却空気の流通速度を増大させる整流部材７２，…，７２が配置されていることによって、これらのバッテリー１８，…，１８の温度が相対的に過剰に低温（例えば、４７．０℃等）となっている。そして、温度差は５．０（＝５２．０−４７．０）℃となり、冷却空気の圧力損失は５３．１Ｐａとなっている。
【００６０】
これに対して、図９に示すように、本実施形態の第１実施例のバッテリーボックスにおいては、前部開口２２近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８の温度は４２．０〜４３．０℃となり、後部開口２３近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８の温度は４６．０℃となり、比較例に比べて、より一層効率的に冷却されていると判断することができる。すなわち、前部開口２２近傍において、バッテリー１８，…，１８が過剰に高温状態となるように遮蔽されたり、後部開口２３近傍において過剰に冷却されてしまうことを防止することができる。
しかも、この第１実施例のバッテリーボックスにおいて、温度差は４．０（＝４６．０−４２．０）℃程度となり、比較例に比べて、より一層、温度分布が均一化していると判断することができ、冷却性能が向上していると結論することができる。
さらに、この第１実施例のバッテリーボックスにおいて、冷却空気の圧力損失は５０．１Ｐａであって、比較例に比べて、より一層、効率的に冷却を行うことができることがわかる。
【００６１】
また、図１０に示すように、本実施形態の第２実施例のバッテリーボックスにおいては、冷却空気の圧力損失は５３．７Ｐａであって、比較例とほぼ同等の値でありながら、前部開口２２近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８の温度は４３．０℃となり、後部開口２３近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８の温度は４６．０〜４７．０℃となり、比較例に比べて、より一層効率的に冷却されていると判断することができる。しかも、温度差は４．０（＝４７．０−４３．０）℃程度となり、比較例に比べて、より一層、温度分布が均一化していると判断することができ、冷却性能が向上していると結論することができる。
【００６２】
なお、図１１に示すように、第１遮蔽部材４３を備える効果を説明する本実施形態の第１参考例のバッテリーボックスにおいては、特に、第１遮蔽部材４３を備えたことによって、前部開口２２近傍に配置されたバッテリー１８，…，１８の温度は４２．０〜４３．０℃となり、冷却空気が直接にバッテリー１８に吹き付けられることを防止すると共に、過剰に高温状態となるように遮蔽されることを防止し、比較例に比べて、より一層、適切に冷却を行うことができる。
また、図１２に示すように、複数のバッテリー１８，…，１８の中心軸線が千鳥配列である効果を説明する本実施形態の第２参考例のバッテリーボックスにおいては、特に、複数のバッテリー１８，…，１８の中心軸線が千鳥配列となるように配置されることで、比較例に比べて、冷却性能を向上させることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明のバッテリーボックスによれば、複数の保持部材により電池を千鳥配列に保持でき、収納部内における電池の配置効率を向上させ、バッテリーボックスを小型化することができる。しかも、冷媒導入口近傍に配置した遮蔽部材と、冷媒排出口近傍に配置した整流部材との作用によって、複数の電池の温度分布に不均一が生じてしまうことを抑制し、冷却媒体による冷却効率を向上させることができる。
さらに、複数の保持部材は収納部内において、前部および後部によって両側から挟み込まれるようにして固定され、例えば保持部材を挟み込むための特別な部材を設ける必要無しに、単に、収納部をなす前部および後部に支持部材を備えるだけで、容易に保持部材を固定することができる。
【００６４】
さらに、接続される保持部材同士の互いの凹部と凸部とは着脱可能とされていることから、複数の保持部材は容易に接続及び分離ができ、収納部内での配置を容易に変更可能である。また、収納部をなす前部および後部に支持部材として、一対の凸部および凹部を備えることによって、前部および後部と保持部材とを容易に接続及び分離可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るバッテリーボックスの斜視図である。
【図２】  図１に示すバッテリーボックスの分解斜視図である。
【図３】  図１に示すバッテリーボックスの断面図である。
【図４】  図３に示すバッテリー保持部材の要部拡大断面図である。
【図５】  本実施形態の第１実施例および比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における温度および温度差の時間変化を示すグラフ図である。
【図６】  本実施形態の第１実施例および比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における熱通過係数に応じた到達温度の変化を示すグラフ図である。
【図７】  本実施形態の第１実施例および比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱停止時における温度および温度差の時間変化を示すグラフ図である。
【図８】  本実施形態の比較例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における各到達温度を示す図である。
【図９】  本実施形態の第１実施例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における各到達温度を示す図である。
【図１０】  本実施形態の第２実施例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における各到達温度を示す図である。
【図１１】  本実施形態の第１参考例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における各到達温度を示す図である。
【図１２】  本実施形態の第２参考例に係るバッテリーボックスに収容された複数のバッテリーの発熱時における各到達温度を示す図である。
【符号の説明】
１０  バッテリーボックス
１１  ボックス上部（上部）
１２  ボックス下部（下部）
１３  ボックス前部（前部）
１４  ボックス後部（後部）
１５  ボックス右側部（側部）
１６  ボックス左側部（側部）
１８  バッテリー（電池）
１８Ａ  バッテリーの外周面（電池の外周面）
１７  バッテリー保持部材（電池保持部材）
２１  内部空間（収納部）
２２  前部開口（冷媒導入口）
２３  後部開口（冷媒排出口）
３２  第１整流部材（整流部材）
３３  第２整流部材（整流部材）
４３  第１遮蔽部材（遮蔽部材）
４４  第２遮蔽部材（遮蔽部材）
４５  第３遮蔽部材（遮蔽部材）
４７  前後部凹部（支持手段）
４８  前後部凸部（支持手段）
５１  凸部
５２  凹部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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