(57)【要約】      （修正有）【課題】空冷構造を有するバッテリユニットの内部への水の浸入を防止すること、バッテリユニットおよびその周辺補機の搭載空間もフロアパネル下とする車両にとって最適な構造を提供すること、無駄な空きスペースを抑制しつつ搭載性を向上する。【解決手段】バッテリユニットの冷却用ダクト構造において、バッテリユニットの上方に位置し、かつ補機搭載空間の上部に向かって延出する冷却ダクトを設け、この冷却ダクトをその途中で上下に分割して上部ダクトと下部ダクトとし、この下部ダクトをバッテリユニットに連結固定してバッテリユニットと共に車両へ搭載可能とし、これら分割された上部ダクトと下部ダクトをバッテリユニットの車両への搭載固定に伴って相互連結可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロアパネルの下に上方に突出して補機を収容可能な補機搭載空間を形成した前記車両のフロアパネルの下に搭載するバッテリユニットの冷却ダクト構造であって、
外部の空気を取り込んで内部のバッテリを冷却し排出するための冷却ダクト及び冷却用ファンを備えたバッテリユニットの冷却用ダクト構造において、
前記バッテリユニットの上方に位置し、かつ前記補機搭載空間の上部に向かって延出する冷却ダクトを設け、
この冷却ダクトをその途中で上下に分割して上部ダクトと下部ダクトとし、
この下部ダクトを前記バッテリユニットに連結固定して前記バッテリユニットと共に前記車両へ搭載可能とし、
これら分割された上部ダクトと下部ダクトを前記バッテリユニットの車両への搭載固定に伴って相互連結可能とすることを特徴とするバッテリユニットの冷却用ダクト構造。
【請求項２】
前記上部ダクトを前記補機の上方に載置して前記補機と共に前記車両へ搭載可能とすることを特徴とする請求項１に記載のバッテリユニットの冷却用ダクト構造。
【請求項３】
前記上部ダクトの先端を容積のあるケースとして形成して設け、
このケースを上下に偏平な形状として前記補機搭載空間の上部に配設するとともに、下方に配設する前記補機から上方に離間して配設することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバッテリユニットの冷却用ダクト構造。
【請求項４】
前記ケースには、その外部側壁に下方に指向する開口を設け、その内部に遮水板を配設することを特徴とする請求項３に記載のバッテリユニットの冷却用ダクト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はバッテリユニットの冷却用ダクト構造に係り、特に、フロアパネル下等の車室外に搭載するバッテリユニットの内部を外気を用いて冷却するバッテリユニットの冷却用ダクト構造に関する。
【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。
さらに、特開１９９５−１６４８９３号公報には、車室外となる床下にバッテリユニットを搭載する車両において、バッテリユニットの内部を、外気を用いて冷却する構造であって、吸排気ダクトを設け、この吸排気ダクトを車両上の高所まで延ばしたり、吸排気ダクトの端部に容積室を設けたりする冷却用ダクト構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開１９９５−１６４８９３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、バッテリユニットを車室外に載置し、冷却ダクトを車室外に載置した冷却用ダクト構造の場合は、冷却用ファン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、冷却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。
また、バッテリユニット上に冷却用ファンを設け、冷却ダクトの開口を前向きに載置した冷却用ダクト構造の場合は、フロアパネル面で囲まれた空間に設けたとしても、後進の場合や前進時などでの巻上げ水がフロアパネル面に当たり、冷却ダクトの開口に浸入する可能性ある。
【０００５】
さらに、車室外床下にバッテリユニットを搭載する車両の中でも、その周辺補機の搭載空間もフロアパネル下とする場合は、広い面積にわたる大型で重量も重いバッテリユニットの搭載と、周辺補機の搭載が重なるため、取付作業が困難になる。
まず、そのように極めて大型で重いバッテリユニットに周辺補機まで部組してしまうと、さらに重高長大を助長することになり、組付け・取り外しなどの様々な場面でその取り扱いが難しくなる為、避けたいところである。
そして、冷却ダクトをフロアパネル下の高所まで延ばしたり、冷却ダクトの端部に容積室（ケース）を設けたりする場合、その下の空間であってバッテリユニット上面との間の空間が生じるので、そこに周辺補機を搭載することになるが、冷却ダクトはバッテリユニットと繋がるものであるから、バッテリユニットと一緒に搭載したく、しかし、それらに挟まれる中間高さに搭載する補機を先に取り付けしたい、という極めて困難な状況になる。
【０００６】
この発明は、空冷構造を有するバッテリユニットの内部への水の浸入を防止すること、バッテリユニットおよびその周辺補機の搭載空間もフロアパネル下とする車両にとって最適な構造を提供すること、無駄な空きスペースを抑制しつつ搭載性を向上することができるバッテリユニットの冷却用ダクト構造を実現す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上方に突出して補機を収容可能な補機搭載空間を形成した前記車両のフロアパネルの下に搭載するバッテリユニットの冷却用ダクト構造であって、外部の空気を取り込んで内部のバッテリを冷却し排出するための冷却ダクト及び冷却用ファンを備えたバッテリユニットの冷却用ダクト構造において、前記バッテリユニットの上方に位置し、かつ前記補機搭載空間の上部に向かって延出する冷却ダクトを設け、この冷却ダクトをその途中で上下に分割して上部ダクトと下部ダクトとし、この下部ダクトを前記バッテリユニットに連結固定して前記バッテリユニットと共に前記車両へ搭載可能とし、これら分割された上部ダクトと下部ダクトを前記バッテリユニットの車両への搭載固定に伴って相互連結可能とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のバッテリユニットの冷却用ダクト構造は、補機搭載空間の高さを利用することにより、冷却ダクト開口端の高さを確保して、水の浸入を防止できる。
この発明のバッテリユニットの冷却用ダクト構造は、長く延出する冷却ダクト全体のとりまわしが、バッテリユニットの配設位置と重なっても、気密性を確保して、冷却ダクトを設けることができる。組付性も良い。
【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はバッテリユニットを搭載した車体の拡大断面図である。（実施例）
【図５】図５は冷却用空気の流れを示す車体の平面図である。（変形例）
【図６】図６はケースの断面図である。（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、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との上にフロアパネル１２（図４参照）を設置し、フロアパネル１２上に車室１３を形成している。
車両１は、前席シート下方に位置するフロアパネル１２下に、図４に破線で示すように、補機を収容可能な補機搭載空間１４を上方に突出させて形成している。補機は、インバータ等の高電圧電装部品や空調ユニットである。これらの補機は、図１・図２に示すように、車両１に左右一対設ける右サイドフレーム３及び左サイドフレーム４どうしを掛け渡すように連結した補機搭載用のサブフレーム１５・１６を設け、このサブフレーム１５・１６の幅方向中間を前後方向に延びて連結したサブメンバ１７を設け、これらサブフレーム１５・１６及びサブメンバ１７に載置して固定している。
また、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１８を形成している。空間１８の前端付近上方には、前記補機搭載空間１４が連通されている。
車両１は、この空間１８を利用して、空間１８の中心に一致するように配置しつつ、その空間１８の下方に位置させて、直方体形状のバッテリユニット１９を搭載している。バッテリユニット１９は、ハウジング２０内に複数のバッテリを内蔵している。
バッテリユニット１９は、図３に示すように、ハウジング２０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マウント部２１・２２及び左マウント部２３・２４を有している。バッテリユニット１９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、それぞれ右マウント部２１・２２及び左マウント部２３・２４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マウント部２１・２２及び左マウント部２３・２４の間のハウジング２０には、中間部右側の側面に、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。
【００１２】
前記バッテリユニット１９のハウジング２０上面は、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２０上面には、バッテリユニット１９の幾つかの機能部が上方に突出するように設けてある。このバッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、ハウジング２０の前端付近左側にバッテリ冷却用の空気を取り入れる吸気側冷却ダクト２５を設け、ハウジング２０の後端付近右側にバッテリ冷却用の空気を排出する排気側冷却ダクト２６及び冷却用ファン２７を設けている。排気側冷却ダクト２６は、冷却用ファン２７のファンケース２８前面から車両右側を前方に延びるように配置している。
また、ハウジング２０の中間部右側には、図１に示すように、高電圧バッテリの導通を遮断するサービスプラグ部２９を設けている。サービスプラグ部２９上方のフロアパネル１２には、図４に示すように、サービスプラグ部２９にアクセスするためのサービスホール３０を形成している。サービスホール３０には、サービスパネル３１を着脱可能に設けている。
前記吸気側冷却ダクト２５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１９のハウジング２０内部は、その下流側（後部側）に設けられる冷却用ファン２７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。よって、このバッテリユニット１９は、空冷式である。
前記吸気側冷却ダクト２５、排気側冷却ダクト２６及び冷却用ファン２７、サービスプラグ部２９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１８を利用して、配設している。また、この空間１８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１５・１６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１５・１６は、幅方向中間を前後方向に延びる前記サブメンバ１７により連結している。
前記バッテリユニット１９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。
【００１３】
前記バッテリユニット１９は、前記排気側冷却ダクト２６を、バッテリユニット１９に重なるように位置して、バッテリユニット１９の上方にハウジング２０上面に沿い、前後方向に延びるよう設ける。排気側冷却ダクト２６は、図５に示すように、冷却用ファン２７の排気を車両１の前方に導き、排気する。また、バッテリユニット１９は、この排気側冷却ダクト２６を、前席シート下の補機搭載空間１４の上部に向かって上方に延出するように設けている。バッテリユニット１９は、この排気側冷却ダクト２６を、その途中で上下に分割して、上側の上部ダクト３２と、下側の下部ダクト３３としている。上部ダクト３２と下側の下部ダクト３３とには、それぞれ上部連結板３４と、下部連結板３５とを設けている。
このバッテリユニット１９は、これら上部ダクト３２と下部ダクト部３３とを上部連結板３４と下部連結板３５とにより相互連結可能とし、バッテリユニット１９の車体２への搭載固定に伴って連結可能としている。上部ダクト３２と下部ダクト部３３との連結は、気密性を確保できるように、上部連結板３４と下部連結板３５とをボルト３６による締結にて強固に連結してある。また、その連結する方向は、サービスホール３０からのアクセスを考慮して、後下方から前上方の補機搭載空間１４に向かい傾斜している。なお、上部連結板３４と下部連結板３５とのボルト３６による締結は、バッテリユニット１９の車両搭載後に可能であるが、それだけでなく、バッテリユニット１９を車両１に搭載する前でも可能であり、部組も可能な構造となっている。
これにより、このバッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、補機搭載空間１４の高さを利用することにより、排気側冷却ダクト２６の開口端の高さを確保して、水の浸入を防止できる。また、このバッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、長く延出する排気側冷却ダクト２６全体のとりまわしが、バッテリユニット１９の配設位置と重なっても、気密性を確保して、排気側冷却ダクト２６を設けることができ、組付性も良い。
【００１４】
前記バッテリユニット１９は、上部ダクト３２を、補機搭載空間１４に配置した補機の上方に載置するようにして、補機と共に車両１へ搭載可能としている。これにより、バッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、上部ダクト３２を補機搭載空間１４の高い位置に搭載できるとともに、補機との部組搭載も可能である。
このバッテリユニット１９は、この上部ダクト３２の下流側先端を、容積のあるケース３７として形成している。また、このケース３７は、車両１の幅方向に長く上下に偏平な直方体形状として、より高い位置に配設可能するとともに、左右の寸法は大きくして容量を確保しつつ補機ヘのアクセスも可能している。バッテリユニット１９は、このケース３７をより高い位置に配設するために、図６に示すように、補機搭載用のサブフレーム１５・１６及びサブメンバ１７にケース用フレーム３８を設けた上で、これに固定し、補機搭載空間１４の上部に配設している。そのため、ケース３７は、補機搭載空間１４の下方に配設する補機から上方に離間して配設することができる。
これにより、バッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、下方に補機搭載空間１４を確保した上で、さらに離間して上にケース３７を配置しているので、極めて高い位置にケース３７を搭載することを可能とし、より高く水位が上がっても水液の浸入を防止できる。
【００１５】
前記下部ダクト３３は、その上流側端部を、バッテリユニット１９の冷却用ファン２７のファンケース２８に連結固定している。この下部ダクト３３は、バッテリユニット１９のハウジング２０上面に沿うようにしてほぼ水平に車両前後方向に延びるように配設してあり、バッテリユニット１９と共に車両１へ搭載可能となる。下部ダクト３３は、図５に示すように、他部品との干渉を避けるために、ややクランク状に曲折している。
前記上部ダクト３２のケース３７には、図５・図６に示すように、後側の外部側壁３８に上部ダクト３２の主管部分が接続される排気口３９を設け、その上部ダクト３２の主管部分が接続された後側の外部側壁３８から離間する右側の外部側壁４０に、下方に指向する開口４１を設けている。開口４１は、バッテリユニット１９のハウジング２０と、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６・７と、フロアパネル１２とによる車体構造によって、概ね閉塞された位置となるため、勢いのある水液が直接到来することはない。
ケース３７には、図６に示すように、その内部に、開口４１近傍で上板４２から下板４３に向かって延びる遮水板４４と、排気口３９近傍で下板４３から上板４２に向かって延びる遮水板４５とを配設している。ケース３７は、開口４１と排気口３９との間に複数枚の遮水板４４・４５を設けることで、たとえ開口４１からケース３７内に水が浸入しも、侵入した水は遮水板４４・４５によって遮られ、排気口３９に流れ込まないようにしている。
これにより、バッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、バッテリユニット１９内部への水液の浸入をより確実に防止できる。また、このバッテリユニット１９の冷却用ダクト構造は、補機搭載空間１４を形成する車体２のフロアパネル１２の構造と協働して、水液浸入の防止効果を高めることができる。
なお、上述実施例では、ケース３２の形伏を比較的大きくし、大容量としているが、比較的小さな容量とすることによって、補機やバッテリユニット１９上面のサービスプラグ部２９へのアクセス性を向上させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は、バッテリユニットの内部への水の浸入を防止しつつ、組付性も良い構造であり、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】
【００１７】
１  車両
２  車体
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
１４  補機搭載空間
１８  空間
１９  バッテリユニット
２５  吸気側冷却ダクト
２６  排気側冷却ダクト
２７  冷却用ファン
２９  サービスプラグ部
３０  サービスホール
３２  上部ダクト
３３  下部ダクト
３７  ケース
３９  排気口
４１  開口
４４・４５  遮水板
【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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