(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池モジュールが一体化された組電池が、電池収容ケース内に収容された状態で自動車に搭載されている車載電池パックを冷却する装置であって、
円筒状をしたケーシング内に羽根車が配置されており、ケーシングの内周面に沿って空気が流動することにより、電池収容ケース内の冷却風を吸引する排気ファンと、
該排気ファンから下方に延出するように、一方の端部がその排気ファンのケーシングに接続されており、他方の端部の排気口が車外に開口した排気ダクトと、
前記排気ファンにおけるケーシングの周面に、そのケーシングに沿って流動する空気の一部が流入するように一方の端部が接続されるとともに、他方の端部が前記排気ファンから上方に延出して車外に開口した排気口になっており、その排気口に、ケーシング内から流入する空気によって開放される開閉弁が設けられた、該排気ダクトよりも断面積の小さな空気抜きチューブと、
を具備することを特徴とする車載電池パックの冷却装置。
【請求項２】
前記空気抜きチューブは、前記排気ファンのケーシングに対して、ケーシングの周面の接線方向に沿った状態で取り付けられている請求項１に記載の車載電池パックの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機（モーター）と内燃機関（エンジン）とを駆動源として併用するハイブリッド自動車等において、電動機の駆動源として搭載されている車載電池パックを冷却するために使用される車載電池パックの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機（モーター）と内燃機関（エンジン）とを駆動源として併用するハイブリッド自動車では、電動機の駆動源として、複数の単電池を組み合わせた組電池が使用される。このような組電池は、自動車内の限られた空間内に搭載する必要があるために、コンパクトに構成するとともに軽量化する必要がある。このために、単電池として、薄い平板状をした角型の電池モジュールが開発さている。この電池モジュールは、プラスチック製の扁平な中空直方体状の電槽を有しており、電槽の内部が複数のセルに分割されている。そして、各セル内に、電解液および電極体がそれぞれ収容されている。
【０００３】
このような電池モジュールは、複数が厚さ方向に積層されて一体化されることによって、組電池とされる。そして、組電池が電池収容ケース内に収容されて車載電池パックとされて、自動車の車体における適当な位置に取り付けられている。
【０００４】
各電池モジュールは、内部での電気化学反応によって発熱し、その温度が上昇する。各電池モジュールは、高温になると、発電効率が低下するために、例えば、電池収容ケース内に冷却風を供給して、電池収容ケース内に設けられた組電池の各電池モジュールを冷却することが行われている。
【０００５】
例えば、特開平９−２８９７０１号公報には、電池収容ケースの内部における組電池の下方に空間を設けるとともに、組電池の上方にも空間を設けて、組電池の上方の空間の空気を排気ファンによって吸引することにより、電池収容ケース内の下方の空間内に冷却風を吸引する構成が開示されている。排気ファンによって電池収容ケース内に流入した冷却風は、組電池における各電池モジュールの間を通過する間に、各電池モジュールを冷却する。そして、電池収容ケースの上部から排気ファンによって吸引されて、排気ダクトを通して車外に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
冷却風を車外に排出する排気ダクトの排気口は、車体おける適当な位置にて、車外に向かって開口している。このために、排気ファンに対して排気ダクトを上方に延出させると、車外に開口した排気口から雨水等が浸入して、排気ファン内に流入するおそれがある。これを防止するためには、排気ダクトの排気側の端部開口に、雨水の浸入を防止する開閉弁等を配置すればよい。しかしながら、比較的大きな断面積の排気口に対して開閉弁を設けると、開閉弁を開放する際に多大な冷却風量を要し、排気ダクト内を流動する冷却風の流量が低下して、電池収容ケース内の組電池を効率よく冷却することができなくなるおそれがある。
【０００７】
また、排気ダクトを排気ファンに対して下方に延出させることにより、排気ダクトの排気口を通って、排気ファン内に雨水等が流入することが防止される。しかしながら、この場合には、排気ダクトが排気ファンから下方に向かって延出しているために、排気ファンの駆動を停止させた場合に、電池収容ケース内の組電池から放出される熱を効率よく、放熱することができないおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、電池収容ケース内に収容された組電池の各電池モジュールを冷却する冷却風の流量を低下させることなく、排気ダクト内に雨水等が浸入することを防止でき、しかも、組電池を効率よく自然放熱することができる車載電池パックの冷却装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車載電池パックの冷却装置は、複数の電池モジュールが一体化された組電池が、電池収容ケース内に収容された状態で自動車に搭載されている車載電池パックを冷却する装置であって、円筒状をしたケーシング内に羽根車が配置されており、ケーシングの内周面に沿って空気が流動することにより、電池収容ケース内の冷却風を吸引する排気ファンと、該排気ファンから下方に延出するように、一方の端部がその排気ファンのケーシングに接続されており、他方の端部の排気口が車外に開口した排気ダクトと、前記排気ファンにおけるケーシングの周面に、そのケーシングに沿って流動する空気の一部が流入するように一方の端部が接続されるとともに、他方の端部が前記排気ファンから上方に延出して車外に開口した排気口になっており、その排気口に、ケーシング内から流入する空気によって開放される開閉弁が設けられた、該排気ダクトよりも断面積の小さな空気抜きチューブと、を具備することを特徴とする。
【００１０】
前記空気抜きチューブは、前記排気ファンのケーシングに対して、ケーシングの周面の接線方向に沿った状態で取り付けられている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の車載電池パックの冷却装置の実施の形態の一例を示す概略構成図、図２は、その側面図、図３は、その冷却装置に設けられた車載電池パックの断面概略図である。
車載電池パックの冷却装置は、自動車に搭載されている車載電池パック１０に設けられた組電池１１を、排気ファン１５によって発生する冷却風によって冷却するようになっている。図３に示すように、組電池１１は、扁平な直方体状をした複数の角型の電池モジュール１１ａが厚さ方向に一体的に積層されて、電池収容ケース１２内に収容されている。
【００１２】
電池モジュール１１ａは、プラスチック製の電槽を有しており、電槽の内部が、例えば、長手方向に６等分されて、６つの角型セルが形成されている。そして、各角型セル内に電解液および電極体がそれぞれ収容されている。
【００１３】
電池収容ケース１２は、収容された組電池１１の上方および下方である上部および下部には、排気チャンバー１２ａおよび吸気チャンバー１２ｂがそれぞれ形成されている。上部の排気チャンバー１２ａには、第１排気ダクト１４の一方の端部が接続されており、第１排気ダクト１４の他方の端部は、排気ファン１５に接続されている。電池収容ケース１２の下部の吸気チャンバー１２ｂには、吸気ダクト１３の一方の端部が接続されている。吸気ダクト１３は、上方に向かって延出しており、その他方の端部には、自動車の室内に開口する吸気口１３ａが設けられている。
【００１４】
第１排気ダクト１４は、電池収容ケース１２から若干上方に向かって延出しており、従って、排気ファン１５は、電池収容ケース１２よりも上方に位置している。排気ファン１５は、ケーシング１５ａ内に羽根車（図示せず）が設けられて構成されている。ケーシング１５ａは、円筒状をしたケーシング本体部１５ｂと、ケーシング本体部１５ｂの接線方向に延出した排気部１５ｃとを有している。
車載電池パック１０に一方の端部が接続された第１排気ダクト１４の他方の端部は、ケーシング１５ａにおける円筒状をしたケーシング本体部１５ｂの軸心部に、軸方向に沿った状態で接続されている。
【００１５】
ケーシング１５ａの排気部１５ｃは、斜め下方に向かって延出しており、その排気部１５ｃに、第２排気ダクト１６一方の端部が接続されている。第２排気ダクト１６の他方の端部は、自動車の外部に開口した排気口になっている。排気ファン１５は、このよう、第１排気ダクト１４および第２排気ダクト１６の最上部に位置している。
【００１６】
排気ファン１５は、内部の羽根車が回転すると、第１排気ダクト１４内の空気（冷却風）を吸引して、その冷却風をケーシング１５ａのケーシング本体部１５ｂ内に流入させる。ケーシング本体部１５ｂ内に流入した冷却風は、ケーシング本体部１５ｂの周面に沿って流動し、ケーシング本体部１５ｂに連通する排気部１５ｃを通って、第２排気ダクト１６に排出される。
【００１７】
図４は、排気ファン１５を拡大して示す正面図である。排気ファン１５におけるケーシング本体部１５ｂの最上部の周面には、連結パイプ部１５ｄが設けられている。この連結パイプ部１５ｄは、斜め下方に延出する排気部１５ｃに対して、ほぼ中心対称位置に設けられており、ケーシング本体部１５ｂの周面に対してほぼ接線方向であって、ケーシング本体部１５ｂ内の空気の流動方向に沿って延出している。連結パイプ部１５ｄの断面積は、排気部１５ｃの断面積よりも十分に小さな断面積になっている。
【００１８】
連結パイプ部１５ｄには、空気抜きチューブ１７の一方の端部が接続されている。空気抜きチューブ１７は、上方に延出しており、その他方の端部の排気口は、図５に示すように、車体の後部に設けられた大気開放部２１に取り付けられている。排気ファン１５の連結パイプ部１５ｄに取り付けられた空気抜きチューブ１７は、排気ファン１５の排気部１５ｃに取り付けられた第２排気ダクト１６の断面積よりも十分に小さくなっており、また、第１排気ダクト１４の断面積よりも小さくなっている。
【００１９】
図４に示すように、大気開放部２１は、車体に対して凹状に窪んだ状態になっており、大気開放部２１が、多数の貫通孔が設けられたカバー２２によって覆われている。空気抜きチューブ１７の排気口は、大気開放部２１内に位置しており、その排気口には開閉弁１８が設けられている。開閉弁１８は、通常は、空気抜きチューブ１７の排気口を閉鎖しており、冷却風が空気抜きチューブ１７内に流入して、大気開放部２１内の排気口から排出される際に、その冷却風によって開放される。
【００２０】
このような構成の車載電池パックの冷却装置では、排気ファン１５が駆動されると、第１排気ダクト１４内の空気がケーシング１５ａ内に吸引されて、ケーシング本体部１５ｂの周面に沿って流動して排気部１５ｃから第２排気ダクト１６に排出される。これにより、排気チャンバー１２ａ内の空気が第１排気ダクト１４内に吸引され、電池収容ケース１２内が減圧されて、吸気チャンバー１２ｂ内に、吸気ダクト１３を介して、自動車の室内の空気が電池収容ケース１２内に吸引される。
【００２１】
電池収容ケース１２内の吸気チャンバー１２ｂ内に吸引された空気（冷却風）は、吸気チャンバー１２ｂの内部全域にわたって拡散されて、組電池１１における各電池モジュール１１ａの間を通って、排気チャンバー１２ａ内に流入する。
これにより、各電池モジュール１１ａがそれぞれ冷却される。排気チャンバー１２ａ内の冷却風は、排気ダクト１４を通って排気ファン１５のケーシング１５ａ内に吸引される。
【００２２】
排気ファン１５のケーシング１５ａ内に流入した冷却風は、ケーシング本体部１５ｂの周面に沿って流動し、排気部１５ｃを通って第２排気ダクト１６に流入した後に、第２排気ダクト１６の排気口から車外に放出される。
【００２３】
このとき、ケーシング本体部１５ｂ内を流動する冷却風の一部は、ケーシング１５ａの上部に設けられた連結パイプ部１５ｄを通って、空気抜きチューブ１７内に流入する。空気抜きチューブ１７内を流動する冷却風は、空気抜きチューブ１７の排気口に設けられた開閉弁１８を開放して大気開放部２１内に排出され、大気開放部２１内を通って車外に放出される。
【００２４】
排気ファン１５は、第１排気ダクト１４および第２排気ダクト１６に対して最上部に位置している。従って、第２排気ダクト１６の排気口を通って、雨水等が第２排気ダクト１６および排気ファン１５内に流入するおそれがない。空気抜きチューブ１７は、排気ファン１５から上方に延出して、その排気口が車外に開口した状態になっているが、その排気口には開閉弁１８が設けられているために、空気抜きチューブ１７内に雨水等が流入するおそれがない。
【００２５】
また、空気抜きチューブ１７の断面積は、第１排気ダクト１４および第２排気ダクト１６断面積も十分に小さくなっており、従って、空気抜きチューブ１７の排気口に設けられた開閉弁１８は、空気抜きチューブ１７内を流動する小さな風量の冷却風によって開放することができる。従って、電池収容ケース１２内における冷却風の流量が低下するおそれがなく、電池収容ケース１２内の組電池１１を効率よく冷却することができる。
【００２６】
排気ファン１５の駆動を停止させた状態では、電池収容ケース１２内の空気は、第１排気ダクト１４を通って、排気ファン１５内に流入して、空気抜きチューブ１７を通って車外に排出されるために、組電池１１を自然放熱によって効率よく冷却することができる。
【００２７】
空気抜きチューブ１７は、排気ファン１５のケーシング１５ａにおけるケーシング本体部１５ｂに対して、ケーシング本体部１５ｂの周面のほぼ接線方向に沿った状態で取り付けられており、第１排気ダクト１４からケーシング１５ａ内に流入してケーシング本体部１５ｂ内を流動する空気が、空気抜きチューブ１７内に流入するようになっているために、排気ファン１５を駆動させる際に、空気抜きチューブ１７を通して、車外の空気が排気ファン１５のケーシング１５ａ内に流入するおそれがなく、従って、空気抜きチューブ１７の排気口に設けられた開閉弁１８が振動したり、開閉弁１８が排気口に圧着するおそれもない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の車載電池パックの冷却装置は、このように、冷却風の流量を損なうことなく、排気ファン内に雨水等が浸入することを確実に防止することができる。
しかも、電池収容ケース内の組電池の自然放熱が損なわれるおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車載電池パックの冷却装置の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】その側面図である。
【図３】その冷却装置に設けられた車載電池パックの断面概略図である。
【図４】その冷却装置に設けられた排気ファンを拡大して示す正面図である。
【図５】その冷却装置に設けられた空気抜きチューブの排気口が設けられた大気開放部の位置を示す自動車の側面図である。
【符号の説明】
１０  車載電池パック
１１  組電池
１１ａ  電池モジュール
１２  電池収容ケース
１２ａ  排気チャンバー
１２ｂ  吸気チャンバー
１３  吸気ダクト
１４  第１排気ダクト
１５  排気ファン
１５ａ  ケーシング
１５ｂ  ケーシング本体部
１５ｃ  排気部
１５ｄ  連結パイプ部
１６  第２排気ダクト
１７  空気抜きチューブ
１８  開閉弁
２１  大気開放部
２２  カバー
【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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