(57)【要約】【課題】  冷却ダクトから混入する水分が、電池パックの電池モジュールおよび機器部品、特に機器部品に至らない構造を有する吸気ダクトを備えた、電池パックを提供する。【解決手段】  冷却ダクト３の途中領域には、開口部７ａが設けられ、この開口部７ａには、鉛直下方に向い、冷却ダクト３とは異なる経路を構成する通路７が連結されている。通路７の出口領域には、水分を蓄えるトレイ６が配設されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールと、前記電池モジュールを収容したケースと、前記電池モジュールよりも上方に設けられ冷却風を吸入する吸気口と、前記吸気口と前記ケースを接続し、前記電池モジュールに冷却風を供給する冷却ダクト、とを備える電池パックであって、
前記冷却ダクトの途中領域には、鉛直下方向であってケースを避けた位置に開口する開口部を有することを特徴とする、電池パック。
【請求項２】
電池モジュールと、前記電池モジュールを収容したケースと、前記電池モジュールよりも上方に設けられ冷却風を吸入する吸気口と、前記吸気口と前記ケースを接続し、前記電池モジュールに冷却風を供給する冷却ダクト、とを備える電池パックであって、
前記冷却ダクトの途中領域には、鉛直下方向に開口部を有し、前記ケースには、前記開口部に至った水分を貯留する貯留部を載置することを特徴とする、電池パック。
【請求項３】
前記ケース内には、前記電池モジュールと電気的に接続された機器部品が、前記電池モジュールと並んで収容されており、前記開口部と前記機器部品との距離は、前記開口部と前記電池モジュールとの距離よりも遠いことを特徴とする、請求項１または２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記機器部品が収容されるケースと前記電池モジュールが収容されるケースとは、同一のケースである、請求項１から３のいずれかに記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池パックに関し、より特定的には、電気自動車などの電動機を駆動源として用いる自動車に搭載される電池パックの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されてきている。このような電気自動車などには、電動機などにエネルギーである電気を供給するための電池が搭載されている。この電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。
【０００３】
このような二次電池を含む電池パックは、複数の電池セルを積層した電池モジュールと、システムメインリレーその他の電気部品を含む機器部品とが、電池ケース内に収容されている。
【０００４】
二次電池は、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。二次電池は、高温になると発電効率が低下する。そこで、たとえば電池ケースに設けられた吸気口から冷却風を吸入し、電池モジュールおよび機器部品に冷却風を供給し、電池モジュールおよび機器部品を冷却するための吸気ダクトが、電池ケースに設けられている。電池ケースに吸気ダクトを併設させる機構を開示するものとして、下記特許文献１から４が挙げられる。
【０００５】
ここで、吸気ダクトからの電池パック内への水分の混入の課題が知られている。電池パック内に水分が混入した場合には、電池ケースの内部、電池モジュールおよび機器部品が被水した場合には、水分に起因する腐食、故障、漏電等の発生が考えられる。特に、機器部品の被水は漏電発生の確率を高めることとなる。下記特許文献１から４においても、吸気ダクトから電池パック内への水分の混入の課題が挙げられ、たとえば、特許文献１においては、冷却風に含まれる水分を分離するための溝部を設ける構造が開示されている。しかし、分離された水分の処理についての言及はない。
【特許文献１】特開平７−２３２５６５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２０１号公報
【特許文献３】特開平８−２４４４７３号公報
【特許文献４】特開２００４−１５８２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、吸気ダクトから冷却風を電池モジュール、さらには機器部品が収容されるケースの内部に取り込む際に、電池パック内に水分が混入するおそれがある点にある。したがって、この発明の目的は、電池パックにおいて、吸気ダクトから混入する水分が、電池パックの電池モジュールおよび機器部品、特に機器部品に至らない構造を有する吸気ダクトを備えた、電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に基づいた、電池パックの一つの局面においては、電池モジュールと、上記電池モジュールを収容したケースと、上記電池モジュールよりも上方に設けられ冷却風を吸入する吸気口と、上記吸気口と上記ケースを接続し、上記電池モジュールに冷却風を供給する冷却ダクトとを備える電池パックであって、上記冷却ダクトの途中領域には、鉛直下方向であってケースを避けた位置に開口する開口部を有することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に基づいた、電池パックの他の局面においては、電池モジュールと、上記電池モジュールを収容したケースと、上記電池モジュールよりも上方に設けられ冷却風を吸入する吸気口と、上記吸気口と上記ケースを接続し、上記電池モジュールに冷却風を供給する冷却ダクトとを備える電池パックであって、上記冷却ダクトの途中領域には、鉛直下方向に開口部を有し、上記ケースには、上記開口部に至った水分を貯留する貯留部を載置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成からなる電池パックによれば、冷却ダクトの途中領域には、鉛直下方向に向く開口部が設けられている。これにより、冷却ダクトから混入した水分、冷却ダクト内で凝縮した水分は、この開口部によって分離されることとなり、電池パックへの水分の混入が回避され、水分に起因する腐食、故障、漏電等の発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明に基づいた各実施の形態における電池パックについて、図を参照しながら説明する。なお、各実施の形態において、同一または相当部分は同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さないこととする。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、図１および図２を参照しながら、本実施の形態における電池パックの構造について説明する。図１は、本発明に基づいた実施の形態における電池パックの構造を示す全体斜視図であり、図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、この電池パック１００は、電池モジュール１０１と、電池モジュール１０１および電気的に接続される機器部品１０２が、電池ケース１内に収容されている。電池モジュール１０１は、ニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）、ニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池から構成される電池セルが複数積層配置されている。また、機器部品１０２は、電池モジュール１０１とインバータとを電気的に接続／遮断するためのシステムメインリレー、電池モジュールの充放電制御、ＳＯＣ(State Of Charge)管理等を行なう電池ＥＣＵ、その他の電気部品を含んでいる。電池セルのそれぞれ、および、電池モジュール１０１と機器部品１０２との間は、ケーブル（図示省略）により電気的に接続されている。
【００１３】
電池ケース１はアッパーケース１ａとロアーケース１ｂとからなり、上下から電池モジュール１０１および機器部品１０２を挟み込むように形成されている。電池モジュール１０１および機器部品１０２の上方に位置するアッパーケース１ａの、電池モジュール１０１の上方の一方端側には、電池ケース１内に冷却風を取り入れるための吸気口２ａが設けられている。また、電池モジュール１０１を挟んで、吸気口２ａの反対側に機器部品１０２が並んで配置され、この機器部品１０２の対向するロアーケース１ｂの他端側には、排気口５ａおよび排気ダクト５が連結されている。
【００１４】
また、上記吸気口２ａには、アッパーケース１ａの上方において、電池ケース１の長手方向に沿って延びる冷却ダクト３が配設され、この冷却ダクト３と吸気口２ａとの間には、吸気ファン２が設けられ、冷却ダクト３の他端には、広口の冷却風取入口４が設けられている。
【００１５】
また、冷却ダクト３の途中領域には、開口部７ａが設けられ、この開口部７ａには、鉛直下方に向かい、冷却ダクト３とは異なる経路を構成する通路７が連結されている。ここで、電池ケース１および冷却ダクト３の形態は、載置される車両に応じて変更されるものであるが、開口部７ａおよび通路７の役割は、冷却ダクト３に混入した水分を外部に排出することにあるため、電池ケース１および冷却ダクト３の形態に関係なく、開口部７ａおよび通路７は、排水を促す観点から、全体として見た場合に、鉛直下方に向かっていることが好ましいといえる。また、開口部７ａおよび通路７から見た機器部品１０２の配置位置は、開口部７ａと機器部品１０２との距離が、開口部７ａと電池モジュール１０１との距離よりも遠く配置されることとなる。さらに、この通路７の出口領域には、開口部７ａに至った水分を貯留する貯留部としてのトレイ６が配設されている。このトレイ６は、上面が全て開放された箱型の形状を有し、アッパーケース１ａの上面に載置されている。したがって、このトレイ６は、冷却ダクト３と電池モジュール１０１が収容される電池ケース１との間の領域に配設されることとなる。
【００１６】
以上、本実施の形態に基づいた電池パック１００によれば、冷却ダクト３の途中領域には、電池モジュール１０１および機器部品１０２が収容される電池ケース１とは異なる別の箇所に開口する開口部７ａおよび通路７を設けることで、冷却ダクト３から混入した水分や、吸気ダクト７内で凝縮した水分を、この開口部７ａおよび通路７から外部に排出することが可能となる。また、外部に排出された水分は、一旦トレイ６内に蓄えられるものの、電池パックの温度、および外部雰囲気により蒸発させることができる。その結果、電池パック１００内への水分の混入が回避され、水分に起因する電池ケース１、電池モジュール１０１および機器部品１０２の、腐食、故障、漏電等の発生を防止することが可能となる。また、電池ケース１の上にトレイ６を載置することで、電池ケース１の強度（耐振性、耐衝撃性）の向上を図ることも可能となる。
【００１７】
（実施の形態２）
次に、図３を参照しながら、本実施の形態における電池パックの構造について説明する。図３は、本発明に基づいた実施の形態における電池パック１００Ａの構造を示す全体斜視図である。上記実施の形態１における電池パック１００との相違点は、トレイ６の形態にあり、他の構成は、電池パック１００と同じである。この電池パック１００Ａに採用されるトレイ８は、電池ケース１を構成するアッパーケース１ａの上面において、このアッパーケース１ａと一体となるように形成されている。
【００１８】
このように、水分を蓄える貯水部としてのトレイ８をアッパーケース１ａと一体となるように形成した場合であっても、上記実施の形態１における電池パック１００と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００１９】
（実施の形態３）
次に、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明に基づいた実施の形態における電池パック１００Ｂの構造を示す断面図であり、図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面に対応する図である。上記実施の形態１における電池パック１００との相違点は、冷却ダクト３の形態にある。本実施の形態形態における冷却ダクト３においては、冷却ダクト３の中途領域の底面に設けられた開口部７ａに向かって、冷却ダクト３の底面が下方に向かって傾斜する傾斜面３ａが設けられていることを特徴としている。その他の構成は、上記実施の形態１における電池パック１００と同じである。
【００２０】
上記構成からなる電池パック１００Ｂによっても、上記実施の形態１における電池パック１００と同様の作用効果を得ることが可能である。さらに、冷却ダクト３に設けられた開口部７ａに向かう傾斜面３ａを設けることで、冷却ダクト３内の水分の回収効率を向上させることが可能となる。
【００２１】
（その他の実施の形態）
上記各実施の形態においては、冷却ダクト３から回収された水分を蒸発させる観点から、水分を蓄える貯水部として、上面が全て開放された箱型形状のトレイ６，８を採用した場合について説明しているが、たとえば、図５に示すように、密閉型のタンク９を採用することも可能である。これにより、タンク９に蓄えられた水分が外部に洩れ出ることはないため、タンク９の配設位置としては、アッパーケース１ａの上面に限られず、図６に示すように、電池ケース１の両側面、底面等の電池ケース１を避けた任意の場所に、タンク１０，１１，１２を配設することが可能となる。また、タンク９，１０，１１，１２は、所定の空隙領域を備えていることから、断熱層としての機能も有し、外部からの電池ケース１への熱の影響を遮断して、冷却性能の向上に基づく、電池の性能の安定化、電池寿命の延命化を図ることも可能となる。なお、図６に示す通路７においては、部分的に斜め方向に傾斜する部分も含まれるが、開口部７ａおよび通路７は、排水を促す観点から、全体として見た場合には鉛直下方に向かっている。
【００２２】
また、通路７にタンクを設けることなく、図７の電池パック１００Ｃに示すように、開口部７ａおよび通路７を、全体として見た場合に鉛直下方に向かい、電池ケース１を避けるようにして配設する構成も可能である。この場合、開口部７ａおよび通路７に至る水分は、車外等に放出されることとなる。
【００２３】
なお、上記各実施の形態においては、冷却ダクト３内を流れる冷却風の風量に影響を与えずに、水分を回収する観点から、開口部７ａの形状として円形形状を採用した場合について図示したが、冷却ダクト３内を流れる冷却風の風量への影響が問題にならない場合には、開口部７ａの形状として楕円形、矩形等の形状を採用することも可能である。
【００２４】
また、上記各実施の形態においては、電池モジュール１０１と機器部品１０２とが、同一の電池ケース１内に収容される場合について説明しているが、電池モジュール１０１と機器部品１０２とが、それぞれ異なるケースに収容され、電池モジュール１０１を冷却する冷却風により機器部品１０２が冷却される構成を採用する電池パックに対して本発明を適用することによっても、同様の作用効果を得ることが可能である。
【００２５】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に基づいた実施の形態１における電池パックの構造を示す全体斜視図である。
【図２】図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】本発明に基づいた実施の形態２における電池パックの構造を示す全体斜視図である。
【図４】本発明に基づいた実施の形態３における電池パックの構造を示す断面図である。
【図５】本発明に基づいた他の実施の形態における貯留部の構造を示す断面図である。
【図６】本発明に基づいた他の実施の形態における貯留部の配置形態を示す模式断面図である。
【図７】本発明に基づいた他の実施の形態における開口部および通路の配置形態を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  電池ケース、１ａ  アッパーケース、１ｂ  ロアーケース、２  吸気ファン、２ａ  吸気口、３  冷却ダクト、３ａ  傾斜面、５  排気ダクト、５ａ  排気口、４  冷却風取入口、６，８  トレイ、７  通路、７ａ  開口部、９，１０，１１，１２  タンク、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  電池パック、１０１  電池モジュール、１０２  機器部品。
【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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