(57)【要約】【課題】高電圧バッテリーパックのアンダーカバー内に存在する水分の水位がバッテリーモジュールおよびＢＭＳ等の高電圧部品の損傷を招く危険水位に到達したとき、水分をアンダーカバーの外部へ強制的に自動排出する高電圧バッテリーパックの水分排出装置を提供する。【解決手段】高電圧バッテリーパックのアンダーカバー内に固定設置され、アンダーカバー内に存在する水分の水位を検出する水位感知センサと、アンダーカバー内に固定設置され、水位感知センサが検出した水位情報の伝達を受けて、基準値との比較を行ない、水位が基準値以上かまたは基準値未満かを判別するＢＭＳと、アンダーカバー内に固定設置され、ＢＭＳの制御信号によって駆動され、アンダーカバー内に存在する水分をアンダーカバーの外部へ強制的に排出する水分排出機と、を含むことを特徴とする。【選択図】図３
2012119307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧バッテリーパックのアンダーカバー内に固定設置され、前記アンダーカバー内に存在する水分の水位を検出する水位感知センサと、
前記アンダーカバー内に固定設置され、前記水位感知センサが検出した水位情報の伝達を受けて、基準値との比較を行ない、水位が基準値以上かまたは基準値未満かを判別するＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と、
前記アンダーカバー内に固定設置され、前記ＢＭＳの制御信号によって駆動され、前記アンダーカバー内に存在する水分を前記アンダーカバーの外部へ強制的に排出する水分排出機と、
を含むことを特徴とする高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項２】
前記水位感知センサは、水位変化による抵抗値の変化を前記ＢＭＳに電気的な信号として伝達する一つ以上の静電容量型レベルセンサであることを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項３】
前記水位感知センサは、前記アンダーカバーの底面と当接して固定設置されたことを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項４】
前記水位感知センサは、前記アンダーカバーの前後左右方向の側面のそれぞれにおいて、前記アンダーカバーの底面に当接して、少なくとも１個が固定設置されたことを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項５】
前記ＢＭＳが前記水位感知センサで検出された水位情報と比較を行なう基準値は、前記アンダーカバーの底面から、前記バッテリーモジュールを構成する単位セルの端子までの高さを基準に設定されることを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項６】
前記ＢＭＳが前記水位感知センサで検出された水位情報と比較を行なう基準値は、
前記アンダーカバーの底面から、前記アンダーカバー内に搭載されたバッテリーモジュール備えられたセル電圧センシングコネクターまでの高さを基準に設定されることを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項７】
前記水分排出機は、前記アンダーカバー内に存在する水分を強制的にポンピングできるウォーターポンプであり、
前記ウォーターポンプには、水分を吸入して排出するための吸入パイプおよび排出パイプが一体に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【請求項８】
前記ウォーターポンプの１つと前記水位感知センサの１つが一対をなして設置されたことを特徴とする請求項７に記載の高電圧バッテリーパックの水分排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧バッテリーパックの水分排出装置に係り、より詳しくは、高電圧バッテリーパックのアンダーカバー内に存在する水分を検出して、危険水位に到達したときにアンダーカバーの外部へ水分を自動で排出する高電圧バッテリーパックの水分排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車と燃料電池自動車と電気自動車とは、すべて電気モーターを用いて車両を駆動させる車両であって、電気モーターに駆動電力を提供する高電圧バッテリーパックが必須装備として装着される。
【０００３】
図１に車両のトランクルームに設置された従来の高電圧バッテリーパックの斜視図を示した。高電圧バッテリーパック１０は、上側に開口されたボックス形状であり、外部と内部を区分する構造のアンダーカバー１１と、アンダーカバー１１内に装着された複数のバッテリーモジュール１２と、アンダーカバー１１内に装着され、バッテリーモジュール１２を構成する各単位電池の電圧、電流および温度などを感知し、高電圧バッテリーパックの電力を制御するＢＭＳ１３（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）とを含んで構成される。
【０００４】
アンダーカバー１１を備えた高電圧バッテリーパック１０は、通常、外部と区分された構造を有し、車両のトランクルームの空間に設置され、アンダーカバー１１は、外部からの異物流入および水分浸透を防止するための筐体構造を基本的に有している（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
従来の高電圧バッテリーパック１０は、冬期に結露現象によってアンダーカバー１１内に水分が発生したり、アンダーカバー１１の開口された上側を通して外部から水分が浸透したりした場合、自らアンダーカバー１１の外側に水分を排出できない構造であるため、水分がアンダーカバー１１内に溜まり、この現象が長期間持続した場合、水分の水位が高まり、高価なバッテリーモジュール１２およびＢＭＳ１３等が水分によって損傷するという問題があった。
言い換えれば、従来の高電圧バッテリーパック１０には、水分を排出することのできる装置が設けられていないため、水分による被害が発生したのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１９３６９５号公報
【特許文献２】特開２００９−０８３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、高電圧バッテリーパックのアンダーカバー内に存在する水分の水位がバッテリーモジュールおよびＢＭＳ等の高電圧部品の損傷を招く危険水位に到達したとき、水分をアンダーカバーの外部へ強制的に自動排出する高電圧バッテリーパックの水分排出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するためになされた本発明の高電圧バッテリーパックの水分排出装置は、高電圧バッテリーパックのアンダーカバー内に固定設置され、アンダーカバー内に存在する水分の水位を検出する水位感知センサと、アンダーカバー内に固定設置され、水位感知センサが検出した水位情報の伝達を受けて、基準値との比較を行ない、水位が基準値以上かまたは基準値未満かを判別するＢＭＳと、アンダーカバー内に固定設置され、ＢＭＳの制御信号によって駆動され、アンダーカバー内に存在する水分をアンダーカバーの外部へ強制的に排出する水分排出機と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
水位感知センサは、水位変化による抵抗値の変化をＢＭＳに電気的な信号として伝達する一つ以上の静電容量型レベルセンサであることが好ましい。
また、水位感知センサは、アンダーカバーの底面と当接して固定設置され、より詳しくは、アンダーカバーの前後左右方向の側面のそれぞれにおいて、アンダーカバーの底面と当接して、少なくとも１個が固定設置されることが好ましい。
【００１０】
ＢＭＳが水位感知センサで検出された水位情報と比較を行なう基準値は、アンダーカバーの底面から、バッテリーモジュールを構成する単位セルの端子までの高さ、または、アンダーカバーの底面から、アンダーカバー内に搭載されたバッテリーモジュール備えられたセル電圧センシングコネクターまでの高さを基準に設定されることが好ましい。
水分排出機は、アンダーカバー内に存在する水分を強制的にポンピングできるウォーターポンプであり、ウォーターポンプには水分を吸入して排出するための吸入パイプおよび排出パイプが一体に設けられることが好ましい。
ウォーターポンプの１つと水位感知センサの１つが一対をなして設置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、本発明の高電圧バッテリーパックの水分排出装置は、筐体構造を有したアンダーカバー内に水分が溜まって水位が上昇したとき、ＢＭＳの制御によってウォーターポンプが作動し、アンダーカバー内の水分を外部へ強制的に排出し、アンダーカバー内に溜まった水分の水位を自動で調節することができるため、アンダーカバー内に搭載された高価なバッテリーモジュールおよびＢＭＳ等の高電圧部品が水分によって損傷することを予防する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両のトランクルームに設置された従来の高電圧バッテリーパックの斜視図である。
【図２】本発明による水分排出装置が備えられた高電圧バッテリーパックの斜視図である。
【図３】図２からアンダーカバーを除去した本発明による水分排出装置が備えられた高電圧バッテリーパックの透視図である。
【図４】本発明における基準値設定の基準を説明するための図である。
【図５】本発明における他の基準値設定の基準を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図２および図３は、それぞれ本発明による水分排出装置が備えられた高電圧バッテリーパックの斜視図および透視図である。
本発明に係る車両の高電圧バッテリーパックは、車両のトランクルームの空間に固定設置され、外部から異物質流入および水分浸透を防止するための筐体構造を有している。
すなわち、高電圧バッテリーパック１０は、図２および図３に示したとおり、上側に開口されたボックス形状であり、外部と内部を区分する構造のアンダーカバー１１と、アンダーカバー１１内に装着された複数のバッテリーモジュール１２と、アンダーカバー１１内に装着され、バッテリーモジュール１２を構成する各単位電池の電圧、電流および温度などを感知して作動を制御するＢＭＳ１３とを含んで形成される。
【００１４】
また、本発明に係る高電圧バッテリーパック１０には、アンダーカバー１１内に存在する水分を外部へ排出する水分排出装置が備えられる。水分排出装置は、水位感知センサ２１、ＢＭＳ１３および水分排出機を有し、アンダーカバー１１内に固定設置された水位感知センサ２１が、アンダーカバー１１内に存在する水分の水位を検出し、アンダーカバー１１内に固定設置されたＢＭＳ１３が、水位感知センサ２１により検出された水位情報の伝達信号を受けて、基準値と比較して、水位が基準値以上かまたは基準値未満かを判別し、ＢＭＳ１３が、基準値以上と判断したときに、ＢＭＳ１３の制御信号によって、アンダーカバー１１内に固定設置された水分排出機が駆動し、アンダーカバー１１内に存在する水分をアンダーカバー１１の外部へ強制的に排出する。
ここで、基準値とは、バッテリーモジュールおよびＢＭＳ等の高電圧部品の損傷を招く恐れのある危険水位を基準に適宜設定される値であり、通常、危険水位より低く設定される。基準値は、ＢＭＳに入力され、ＢＭＳにおいて水位感知センサ２１が検出した水位と比較される。
【００１５】
アンダーカバー１１内に固定設置される水位感知センサ２１は、水位変化による抵抗値の変化をＢＭＳ１３に電気的な信号として伝達する静電容量型レベルセンサであることが好ましいが、これに限定されるものではない。
水位感知センサ２１は、アンダーカバー１１の底面に当接して固定設置されることが好ましい。水位感知センサ２１は、アンダーカバー１１の側面に１つ以上設けられることが好ましく、アンダーカバー１１の前後左右方向の側面のそれぞれに１つ以上、アンダーカバー１１の底面に当接して固定設置されることがより好ましい。
【００１６】
上記のとおり水位感知センサ２１がアンダーカバー１１の底面に当接して設置される理由は、水分がアンダーカバー１１の底面に存在するためであり、また、水位感知センサ２１がアンダーカバー１１内の複数の位置に設置される理由は、車両の挙動（特に、傾き）により水分がアンダーカバー１１の底面に沿って移動するためである。これにより、水分がアンダーカバー１１内のいずれの位置にあっても、水位感知センサ２１は水分の水位を検出できる。
【００１７】
図４に、ＢＭＳ１３に入力される基準値の設定の例を示した。図４に示した例では、基準値は、アンダーカバー１１の底面からバッテリーモジュール１２を構成する単位セル（ｃｅｌｌ）の端子（１２ａ；陽極端子、１２ｂ；陰極端子）までの高さＨ１に設定された。Ｈ１は、バッテリーモジュール１２を損傷させる可能性のある危険水位との境界の高さである。
また、図５に、ＢＭＳ１３に入力される基準値の他の例を示した。図５は、バッテリーモジュール１２にセル電圧センシングコネクター１２ｃが備えられた例であり、基準値は、アンダーカバー１１の底面からセル電圧センシングコネクター１２ｃまでの高さＨ２に設定された。Ｈ２は、バッテリーモジュール１２を損傷させる可能性のある危険水位との境界の高さである。
【００１８】
すなわち、アンダーカバー１１内に存在する水分の水位が単位セルの端子１２ａ、１２ｂまでの高さＨ１、または、セル電圧センシングコネクター１２ｃまでの高さＨ２よりも高くなると、バッテリーモジュール１２を含む高価なＢＭＳ１３装備などが浸水して損傷を受けることがあり、これを防止するためにＢＭＳ１３に入力される基準値は、上記の高さＨ１、Ｈ２以下に設定されることが好ましい。
【００１９】
一方、水分排出機は、アンダーカバー１１内に存在する水分を強制的にポンピングできるウォーターポンプ２２である。ウォーターポンプ２２には、水分を吸入して排出するための吸入パイプ２２ａおよび排出パイプ２２ｂが一体に設けられる。吸入パイプ２２ａの水分を吸入する吸入口は、アンダーカバー１１内の底面近傍に開口されることが好ましく、一方、排出パイプ２２ｂの水分を排出する排出口は、アンダーカバー１１の外部に開口されることが好ましい。
水分排出機は、ウォーターポンプ２２の１つと水位感知センサ２１の１つが一対をなして構成され、設置されることが好ましい。対になったウォーターポンプ２２と水位感知センサ２１のセットは、１つのアンダーカバー１１当り、１〜８セット設置されることが好ましく、通常の乗用車で４セット程度である。
【００２０】
以下、本発明の実施形態の作用について説明する。
冬期の結露現象によって、アンダーカバー１１内に水分が発生したり、アンダーカバー１１の開口された上側を通して外部から水分が浸透したりすると、アンダーカバー１１の筐体構造によって、水分はアンダーカバー１１の外側に排出できず、アンダーカバー１１の内部に溜まる。
アンダーカバー１１内に水分が溜まれば、水位感知センサ２１がこれを検出してＢＭＳ１３へ水分の水位についての情報をＢＭＳ１３に持続的に伝達する。ＢＭＳ１３は、水位感知センサ２１から伝達された水位情報と既に設定された基準値とを比較して、水位情報が基準値以上かまたは基準値未満かを判別する。
【００２１】
ＢＭＳ１３は、水位感知センサ２１から伝達された水位が基準値以上と判断すると、制御信号を送ってウォーターポンプ２２を駆動させる。これにより、アンダーカバー１１内に溜まった水分は吸入パイプ２２ａを介して吸入された後、排出パイプ２２ｂを介してアンダーカバー１１の外部に強制的に排出される。
そうすると、アンダーカバー１１内に溜まった水分の水位は次第に低くなる。ＢＭＳ１３は、水位感知センサ２１から伝達された水位情報と基準値とを比較して、水位が基準値未満と判断すると、制御信号を送ってウォーターポンプ２２の駆動を終了させる。
【００２２】
本発明に係る実施形態は、アンダーカバー１１内に溜まった水分の水位を検知し、アンダーカバー１１内に溜まった水分の水位によって、ウォーターポンプ２２の駆動と停止を繰り返すことにより、アンダーカバー１１内の水位を自動で調節するものであり、この結果、アンダーカバー１１内に搭載された高価なバッテリーモジュール１２やＢＭＳ１３等の高電圧部品が水分によって損傷されることを予防することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ・・・高電圧バッテリーパック
１１  ・・・アンダーカバー
１２  ・・・バッテリーモジュール
１２ａ  ・・・陽極端子
１２ｂ  ・・・陰極端子
１２ｃ  ・・・セル電圧センシングコネクター
１３  ・・・ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）
２１  ・・・水位感知センサ
２２  ・・・ウォーターポンプ
２２ａ  ・・・吸入パイプ
２２ｂ  ・・・排出パイプ
Ｈ１、Ｈ２  ・・・基準値設定の基準となる高さ
【図１】
2012119307.tif 000003
【図２】
2012119307.tif 000004
【図３】
2012119307.tif 000005
【図４】
2012119307.tif 000006
【図５】
2012119307.tif 000007