(57)【要約】      （修正有）【課題】空冷式バッテリユニットの内部への水の浸入を防止すること、車体構造や空冷式バッテリユニットの搭載構造を利用することで簡素な構造を用いてコンパクトに収めるものである。【解決手段】車両の左右一対のサイドフレーム３，４とそれらの間を連結する複数のクロスメンバ７，８を設け、左右一対のサイドフレーム３，４と複数のクロスメンバ７，８によって囲まれた空間を利用して搭載する空冷式バッテリユニット２２の排風構造であって、吸気ダクト２８と冷却用ファン２９と排気ダクト３０とを備えた空冷式バッテリユニットの排風構造において、冷却用ファンのケースをバッテリユニットの上面から上方に突出させて設け、この冷却用ファン２９のケースから延出するように排気ダクト３０を設け、この排気ダクト３０の開口端を、クロスメンバ背面に対向させて設ける。【選択図】図１
2012121371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロアパネルの下に車両前後方向に延びる左右一対のサイドフレームとそれらの間を連結する複数のクロスメンバを設け、
前記左右一対のサイドフレームと複数のクロスメンバによって囲まれた上下に扁平なほぼ直方体状の空間を利用して搭載する空冷式バッテリユニットの排風構造であって、
外部の空気を取り込んで内部のバッテリを冷却するための吸気ダクトと冷却用ファンと排気ダクトとを備えた空冷式バッテリユニットの排風構造において、
前記冷却用ファンのケースを前記バッテリユニットの上面から上方に突出させて設け、
この冷却用ファンのケースから延出するように前記排気ダクトを設け、
この排気ダクトの開口端を、前記クロスメンバ背面に対向させて設けることを特徴とする空冷式バッテリユニットの排風構造。
【請求項２】
前記空冷式バッテリユニットを左右一対のサイドフレームにマウントするマウント部を設け、
これらマウント部がサイドフレームを介して前記クロスメンバと連続した構造部を形成し、
この構造部が前記空冷式バッテリユニットと協働して囲まれる前記排気ダクトの開口端の前方の空間の開放面積を制限することを特徴とする請求項１に記載の空冷式バッテリユニットの排風構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は空冷式バッテリユニットの排風構造に係り、特に、車両のフロアパネル下等の車室外に搭載され、内部を外気を用いて冷却する空冷式バッテリユニットの排風構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や化石燃料の枯渇問題など地球規模での資源、環境問題が発生していることを受け、各社においてハイブリッド車（以下ＨＥＶ）の低価格での商品化が進んでいる。
これらの車両においては、バッテリを室内に載置しており、荷室、車室共にバッテリの分だけ狭くなってしまう。特に電気自動車においては、ガソリンエンジンとの併用ではなくバッテリのみでの走行となるため、走行距離を確保するために車両に搭載するバッテリ数はＨＥＶよりも遥かに多く、車室内に搭載することができない。
また、バッテリの冷却用ファンによる駆動音や通風孔などが車室内にある空冷式バッテリユニットの場合は、風音が車内に響くことがある。そこで、車室外、特に車体下に空冷式バッテリユニットを載置することで、車室スペースを確保することができ、冷却用ファンや冷却ダクト等も車室外に設けることで、風音の問題も克服することができる。
車体下に載置するバッテリユニットの内部を外気を用いて冷却する空冷式バッテリユニットの排風構造としては、特開１９９５−２４２１２４号、特開２０００−４１３０３号に開示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１９９５−２４２１２４号公報
【特許文献２】特開２０００−４１３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、空冷式バッテリユニットを車室外に載置し、冷却用ファンを車室外に載置した排風構造の場合は、冷却ダクトなどがフロアパネル下に載置されることになり、降雨時や冠水状態の路面などを走行した場合に、排気ダクトや冷却用ファンに水が浸入し、バッテリに触れることで漏電や感電などの問題が考えられる。
前記特許文献１は、サイドフレーム高さを利用して排気ダクトを設けているが、特別な水トラップはなく、開放的な空間に排気ダクトが開口しているため、動的な流れを持つ水に対する防水効果は改良の余地がある。また、前記特許文献２は、サイドフレーム高さを利用して排気ダクトを設けているが、実質的にサイドシルを排気ダクト下方に下げたことによる水トラップだけであり、開放的な空間に排気ダクトが開口しているため、動的な流れを持つ水に対する防水効果は改良の余地がある。
【０００５】
また、セダンやハッチバック、ミニバン等の車両構造においては、ガソリンタンク載置部（後席下など）上のフロアパネルが、ガソリンタンク載置部前側のフロアパネルよりも上部に上げられた構造をしている。これに対して、ワゴンタイプやトラックタイプの車両構造においては、セダンやハッチバック、ミニバン等のようにガソリンタンク載置部上のフロアパネルが、ガソリンタンク載置部前側のフロアパネルよりも上部に上げられた構造をしていないことが多い。
ガソリンタンク載置部上のフロアパネルが上部に上げられた構造のワゴンタイプやトラックタイプであっても、フロアパネルが上部に上がっている段差部分の面は、セダン等のガソリンタンクの搭載位置の場合は後輪から前方に離れた位置にあり、一方、ワゴンやトラックタイプの車両構造の場合は後輪に近づいた位置となる。バッテリユニットをセダンタイプやワゴン、トラックタイプのように車室下に載置し、上部に上がっているフロアパネル下の空間に排気ダクトを設けた場合、後輪の近傍に排気ダクトが設けられる形となり、特にワゴン、トラックタイプの車両構造においてはセダンタイプよりも後輪に近くなるため、後輪の巻き上げた水が排気ダクトの開口に入りやすくなる。
【０００６】
この発明は、空冷式バッテリユニットの内部への水の浸入を防止すること、車体構造や空冷式バッテリユニットの搭載構造を利用することにより簡素な構造を用いてコンパクトに収めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、車両のフロアパネルの下に車両前後方向に延びる左右一対のサイドフレームとそれらの間を連結する複数のクロスメンバを設け、前記左右一対のサイドフレームと複数のクロスメンバによって囲まれた上下に扁平なほぼ直方体状の空間を利用して搭載する空冷式バッテリユニットの排風構造であって、外部の空気を取り込んで内部のバッテリを冷却するための吸気ダクトと冷却用ファンと排気ダクトとを備えた空冷式バッテリユニットの排風構造において、前記冷却用ファンのケースを前記バッテリユニットの上面から上方に突出させて設け、この冷却用ファンのケースから延出するように前記排気ダクトを設け、この排気ダクトの開口端を、前記クロスメンバ背面に対向させて設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の空冷式バッテリユニットの排風構造は、サイドフレーム等で囲まれた空間の中で水の浸入を防ぐトラップ構造とした上で、さらに排気ダクトの開口近傍にクロスメンバを利用して水を遮蔽する構造を形成することで、排気ダクトからバッテリユニットの上面付近における直接的な水の浸入を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は車体の平面図である。（実施例）
【図２】図２は車体の斜視図である。（実施例）
【図３】図３は車体から空冷式バッテリユニットを外した状態の斜視図である。（実施例）
【図４】図４は空冷式バッテリユニットの冷却用空気の流れを示す車体の拡大側面図である。（実施例）
【図５】図５は車体に搭載した空冷式バッテリユニット部分の拡大斜視図である。（実施例）
【図６】図６はクロスメンバと冷却用ファン及び排気ダクトとの位置関係を示す断面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図１〜図３において、１は車両、２は車体である。車両１は、車体２として、車両前後方向に延びる左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４を左右方向に延びる複数のクロスメンバ５〜１１により連結している。サイドフレーム３及び左サイドフレーム４は、後側のクロスメンバ８から後方の部分を傾斜する部分を介して上部に上げている。右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４とクロスメンバ５〜１１との上には、図６に示すよう、フロアパネル１２を設置し、フロアパネル１２上に車室１３を形成している。
前側のクロスメンバ６と中間のクロスメンバ７との間の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４には、これらを掛け渡すように、補機搭載用のサブフレーム１４・１５を連結している。補機搭載用のサブフレーム１４・１５は、幅方向中間を前後方向に延びるサブメンバ１６で連結している。これらサブフレーム１４・１５及びサブメンバ１６には、インバータ等の高電圧電装部品や空調ユニットからなる補機を載置して固定している。
車両１は、前端のクロスメンバ５と前側のクロスメンバ６との間の右サイドフレーム３外側及び左サイドフレーム４外側に、それぞれ右前輪１７及び左前輪１８を配置している。また、車両１は、後側のクロスメンバ８と後端のクロスメンバ１１との間の上部に上げた右サイドフレーム３外側及び左サイドフレーム４外側に、それぞれ右後輪１９及び左後輪２０を配置している。
【００１２】
この車両１は、図３に示すように、前後方向中間部に位置するフロアパネル１２下に、車両前後方向に延びる左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４とそれらの間を連結する複数のクロスメンバ６〜８とによって囲まれた、前後に長く上下に扁平なほぼ直方体状の空間２１を形成している。車両１は、この空間２１を利用して、この空間２１の中心に一致するように配置しつつ、その空間２１の下方に位置させて、直方体形状の空冷式バッテリユニット２２を搭載している。空冷式バッテリユニット２２は、ハウジング２３内に複数のバッテリを内蔵している。
空冷式バッテリユニット２２は、ハウジング２３の左右両側それぞれに、前後方向に離間し幅方向に突出させて設けた複数の右前マウント部２４・右後マウント部２５及び左前マウント部２６・左後マウント部２７を有している。空冷式バッテリユニット２２は、左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４の前後方向中間部の下面に、それぞれ右前マウント部２４・右後マウント部２５及び左前マウント部２６・左後マウント部２７を取り付け、車体２へ強固に固定する。また、前後方向に離間して設けた複数の右前マウント部２４・右後マウント部２５及び左前マウント部２６・左後マウント部２７の間のハウジング２２には、中間部一側の側面に、高電圧ケーブル類を接続する接続部を、奥に引込むように凹ませて設けている。
【００１３】
前記空冷式バッテリユニット２２のハウジング２３上面は、図３・図４に示すように、下面同様に、全体的にほぼ水平な平面状に形成している。ハウジング２３上面には、空冷式バッテリユニット２２の幾つかの機能部が上方に突出するように設けてある。機能部は、例えば、吸気ダクト２８、冷却用ファン２９及び排気ダクト３０、サービスプラグ部３１などからなる。
前記吸気ダクト２８は、ハウジング２３上面の前端付近左側に設けられ、バッテリ冷却用の空気を取り入れる。前記冷却用ファン２９及び排気ダクト３０は、ハウジング２３上面の後端付近右側に設けられ、バッテリ冷却用の空気を排出する。冷却用ファン２９は、ケース３２をハウジング２３上面から上方に突出させて設けている。排気ダクト３０は、冷却用ファン２９のケース３２前面から車両右側において前方に延出し、前方に向けて開口３３を形成している。また、前記サービスプラグ部３１は、ハウジング２３上面の中間右側に設けられ、高電圧バッテリの導通を遮断する。
前記吸気ダクト２８は、フロアパネル１２を貫通するように上方へ延出し、車室１３内の比較的清浄な空気を取り込むことができる。バッテリユニット２２のハウジング２３内部は、図４に矢印で示すように、その下流側（後部側）に設けられる冷却用ファン２９の吸出し動作によって冷却風の流れを生じさせ、概ね一方通行であり、配列された個々のバッテリを均一的に冷却する。冷却後の冷却風は、排気ダクト３０の開口３３から前方に排出する。
前記吸気ダクト２８、冷却用ファン２９及び排気ダクト３０、サービスプラグ部３１は、いずれも、前述した前後に長く上下に扁平なほぼ直方体状の空間２１を利用して、配設している。また、この空間２１には、中間の複数のクロスメンバ６〜８を左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４の間を連結するように設けてあるとともに、前記補機搭載用のサブフレーム１４・１５を左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４の間を連結するように設けてある。サブフレーム１４・１５は、幅方向中間を前後方向に延びる前記サブメンバ１６により連結している。
前記空冷式バッテリユニット２２の後方には、図示しないパワーユニットを搭載するサブフレームを配設し、左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４や後方のクロスメンバ９〜１１に固定している。
【００１４】
前記空冷式バッテリユニット２２は、図３・図４に示すように、冷却用ファン２９のケース３２を、右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４とクロスメンバ７及びクロスメンバ８に囲まれた空間３４に、ハウジング２３上面から上方に突出させて設けている。この冷却用ファン２９のケース３２の前面からは、図５・図６に示すように、前方に延出するように排気ダクト３０を設けている。排気ダクト３０は、開口３３の端部を中間のクロスメンバ７の背面に対向させて設けている。
前記クロスメンバ７は、図６に示すように、車両幅方向に延びる底壁部３５と、この底壁部３５の両側から上方に広がるように対向して立ち上がり、且つ車両幅方向に延びる２枚の縦壁部３６・３７とにより、上部に開口部３８を有する断面略Ｕ字形状部材に形成している。クロスメンバ７は、底面部３５の幅Ｗ１よりも開口部３８の幅Ｗ２が大きくなるように形成している（Ｗ１＜Ｗ２）。クロスメンバ７は、バッテリユニット２２のハウジング２３の上面と底壁部３５との間に隙間３９を有して、車両幅方向両端を右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４に連結している。
前記冷却用ファン２９のケース３２の前面から前方に延出するように設けた排気ダクト３０は、図５・図６に示すように、側面視で略Ｚ字形状に折り曲げて開口３３を上方に持ち上げ、開口端を中間のクロスメンバ７の背面にある後側の縦壁部３７に対向させて設けている。
【００１５】
前記排気ダクト３０は、図６に示すように、排気を、冷却用ファン２９のケース３２の車両前方に指向する前面から導出し、その高さから一段上方にクランク状に曲げて流れ方向を変更し、車両前後方向中央付近のクロスメンバ７の車両幅方向に延びる後側の縦壁面３７に対向するように向けた高い位置の開口３３から排出する。
これにより、空冷式バッテリユニット２２の排風構造は、開口３３から排出された空気の流れ方向の延長先に、開口３３を遮蔽するような構造壁を設けることができ、クロスメンバ７によって前方から流れてくる水を遮り、高い位置に開口３３を設けることでハウジング２３上面を流れる水の侵入を極力抑え、直接、開口３３が水を被る可能性を低減できる。
また、前記排気ダクト３０は、右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４とクロスメンバ７及びクロスメンバ８によって囲まれた前後に長く上下に扁平なほぼ直方体状の空間３４の高さを利用して設けてあり、開口３３を中間のクロスメンバ７の後方近傍（背面）に位置して設けている。開口３３の端部付近の排気ダクト３０の形状は、一段上方に延びるダクト形状により上下方向長さを確保している。右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４とクロスメンバ７及びクロスメンバ８による空間３４の所定高さの縦壁に囲まれた直方体状の空間３４と協働するトラップを設けることになる。
これにより、空冷式バッテリユニット２２の排風構造は、ウオータ・ストップ機能ないし気液分離を行っている。排気ダクト３０の開口３３は、車両進行方向に沿っているが、慣性によって前後方向に流れやすい水液の直接的な浸入を防止している。
このように、空冷式バッテリユニット２２の排風構造は、右サイドフレーム３等で囲まれた空間３４の中で水の浸入を防ぐトラップ構造とした上で、さらに排気ダクト３０の開口３３近傍にクロスメンバ７を利用して水を遮蔽する構造を形成することで、排気ダクト３０から空冷式バッテリユニット２２のハウジング２３の上面付近における直接的な水の浸入を防止できる。
【００１６】
前記空冷式バッテリユニット２２は、ハウジング２３を左右一対の右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４にマウントする、右前マウント部２４・右後マウント部２５及び左前マウント部２６・左後マウント部２７を設けている。これら右前マウント部２４・右後マウント部２５及び左前マウント部２６・左後マウント部２７が、右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４を介して前記クロスメンバ７及びクロスメンバ８と連続した構造部４０を形成している。そして、この構造部４０が、空冷式バッテリユニット２２のハウジング２３上面と協働して鉛直方向に環状となるよう囲まれる構造を呈し、これにより冷却ダクト３０の間口３３端の前方の空間の開放面積（隙間３９）を制限することになる。
これにより、空冷式バッテリユニット２２の排風構造は、概ねコ字形状に連続した構造部４０が、空冷式バッテリユニット２２のハウジング２３上面との隙間３９をより制限することになり、すなわち、上下方向の隙間３９を制限するだけでなく、右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４と右後マウント部２５及び左後マウント部２７とにより車両幅方向の両端を閉塞し、トラップ構造の閉塞性をより高めることができる。とくに、斜め前方からの水を偏平な空間３４に入り込み難くできる。さらに、この空冷式バッテリユニット２２の排風構造は、水の浸入防止効果を高められるので、ダクト形状を簡素化することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明は、空冷式バッテリユニットの内部への水の浸入を防止しつつ、ダクト形状を簡素化することができる構造であり、電気自動車だけでなくハイリッド車に搭載したバッテリユニットにも適用することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１  車両
３  右サイドフレーム
４  左サイドフレーム
５〜１１  クロスメンバ
１２  フロアパネル
２１  空間
２２  空冷式バッテリユニット
２３  ハウジング
２４  右前マウント部
２５  右後マウント部
２６  左前マウント部
２７  左後マウント部
２８  吸気ダクト
２９  冷却用ファン
３０  排気ダクト
３２  ケース
３３  開口
３４  空間
３５  底壁部
３６  縦壁部
３７  縦壁部
３８  開口部
３９  隙間
４０  構造部
【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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