(57)【要約】【課題】本発明は、床面の上昇を抑制し、一体で車体に配設することのできる電池パック構造を提供する。【解決手段】電池パック(100)は、車両(200)のサイドメンバ(202)間にバッテリモジュール(110)が配設されたベースプレート(136)の中央部(136a)を収めるようにし、更にサイドメンバ(202)から車両(200)の外側方向にはみ出さないようにサイドメンバ(202)上にジャンクションフューズボックス(120)、左側エンドプレート(133)及び右側エンドプレート(135)を収めるように配設され、プレートフレーム(151,152)の両端部(151b,152b)が、車両(200)の車体両側に車体前後方向に設けられているサイドメンバ(202)にボルトで固定される。【選択図】図６
2012190644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として搭載された電動車両の電動機に電力を供給する電池パックの構造であって、
前記電池パックは、電池モジュールと、前記電池モジュールの補機と、前記電池モジュール及び前記補機を収納する筐体とを備え、
前記電池モジュールは前記電動車両の車体構成部材間に配置されるとともに、前記補機は前記車体構成部材の上部に配置されることを特徴とする電池パックの構造。
【請求項２】
前記車体構成部材は、前記電動車両の車体の両側に、前記車体の前後方向に延びて配設されるサイドメンバであることを特徴とする、請求項１に記載の電池パックの構造。
【請求項３】
前記補機は、前記サイドメンバから前記車体の外側方向へはみ出さないように配設されることを特徴とする、請求項２に記載の電池パックの構造。
【請求項４】
前記補機は、前記電池モジュールを管理する電池モジュール管理手段であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の電池パックの構造。
【請求項５】
前記補機は、電池モジュールを冷却する冷却手段であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の電池パックの構造。
【請求項６】
前記冷却手段は、吸気チャンバと、排気チャンバとからなり、
前記吸気チャンバは、吸気上流側から断面積が滑らかに拡大して、前記筐体に接続するように形成され、
前記排気チャンバは、前記筐体から吸気下流側に向けて断面積が滑らかに縮小するように形成されることを特徴とする、請求項５に記載の電池パックの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の電池パックに係り、詳しくは、電池パックの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源として電動機（モータ）を備えるハイブリット自動車或いは電気自動車等の電動車両では、電力を蓄電し、蓄電した電力をモータへ供給する繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池等の電池パックが設けられている。
電池パックの構造として、特許文献１乃至３にあるようにバッテリモジュールとバッテリモジュールのジャンクションフューズボックス等の補機、或いは冷却空気の吸排気口や整流構造等のバッテリ冷却機構を水平方向に隣接し、カバーとべースプレートとで直方体に形成される筐体内に配設するようにしている。
【０００３】
しかしながら、バッテリモジュール等を直方体に形成された筐体内に配設した電池パックとすると、電池パックの長手方向を車両幅方向に合わせて車両に搭載した場合、大容量の電池パックでは、車両を構成するサイドメンバやクロスメンバ等の車両構成部材の上に配設しなければならなくなり、車室或いは荷室の床面の高さが高くなる問題がある。
そこで、特許文献４では、電池パックを車両構造部材の間の空間に配設し、空間を有効に利用するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５２９５６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８４９４７号公報
【特許文献３】特開２００６−３２４０４１号公報
【特許文献４】特開２００２−２０５５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献４の電池パックの構造では、補機やバッテリ冷却機構を備えておらず、新たに補機等を配設するには、新たに補機等の搭載スペースを確保するために設計を変更する必要があり好ましいことではない。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、床面の上昇を抑制し、一体で車体に配設することのできる電池パック構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の電池パックの構造では、動力源として搭載された電動車両の電動機に電力を供給する電池パックの構造であって、前記電池パックは、電池モジュールと、前記電池モジュールの補機と、前記電池モジュール及び前記補機を収納する筐体とを備え、前記電池モジュールは前記電動車両の車体構成部材間に配置されるとともに、前記補機は前記車体構成部材の上部に配置されることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の電池パックの構造では、請求項１において、前記車体構成部材は、前記電動車両の車体の両側に、前記車体の前後方向に延びて配設されるサイドメンバであることを特徴とする。
また、請求項３の電池パックの構造では、請求項２において、前記補機は、前記サイドメンバから前記車体の外側方向へはみ出さないように配設されることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４の電池パックの構造では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記補機は、前記電池モジュールを管理する電池モジュール管理手段であることを特徴とする。
また、請求項５の電池パックの構造では、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記補機は、電池モジュールを冷却する冷却手段であることを特徴とする。
また、請求項６の電池パックの構造では、請求項５において、前記冷却手段は、吸気チャンバと、排気チャンバとからなり、前記吸気チャンバは、吸気上流側から断面積が滑らかに拡大して、前記筐体に接続するように形成され、前記排気チャンバは、前記筐体から吸気下流側に向けて断面積が滑らかに縮小するように形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、電池モジュールを車体構成部材の間に位置するように、補機を車体構成部材の上に配設するようにしている。
従って、電池モジュールの搭載スペースを確保しつつ、補機を電池モジュールと一体的に構成することが可能となる。そして、電池モジュールを車体構成部材の間に配設することから車両の床面の上昇を抑制することができ、荷室或いは車室の容積を容易に確保することができる。
【００１０】
また、請求項２の発明によれば、車両のサイドメンバの間に電池モジュールを配設しているので、例えば、車両が衝突した時でも、サイドメンバにて電池モジュールを保護することができる。
また、請求項３の発明によれば、補機をサイドメンバから車体の外側方向へはみ出さないように配設しているので、例えば、車両が衝突した時でもサイドメンバにて補機を保護することができる。
【００１１】
また、請求項４の発明によれば、電池パック内に、電池モジュールを管理する電池モジュール管理手段を配設することができるので、別に電池モジュール管理手段を配設する必要がないので省スペース化することができる。
また、請求項５の発明によれば、電池パック内に、電池モジュールを冷却する冷却手段を配設することができるので、別に冷却手段を配設する必要がないので省スペース化することができる。
【００１２】
また、請求項６の発明によれば、電池パックは、吸気上流側から断面積が滑らかに拡大する吸気チャンバを有しているので電池モジュールを冷却するための空気を筐体内にまんべんなく行き渡せることができ、更に吸気下流側に向けて断面積が滑らかに縮小する排気チャンバを有しているので電池モジュールを冷却した空気を確実に排出することができるので、電池モジュールを確実に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電池パックの構成を示す展開図である。
【図２】本発明に係る電池パックの上面視図である。
【図３】図２の矢視Ａを示す図である。
【図４】図２の矢視Ｂを示す図である。
【図５】本発明に係る電池パックの車両搭載状態での概略構成図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る電池パックの構成を示す展開図である。また、図２は、電池パックの上面視図である。また、図３及び図４は、図２の矢視Ａ及び矢視Ｂをそれぞれ示す図である。以下、電池パックの構成を説明する。
本発明の電池パック１００は、車両の走行装置としてモータ（電動機）を備える電気自動車或いは、モータの他に更に内燃機関を備えるハイブリッド自動車用のニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池等の二次電池で構成されるものである。また、本発明の電池パック１００は、複数の電池セルを一つのモジュールとし、更に複数のモジュールで構成されるバッテリモジュール（電池モジュール）１１０を備えるものである。
【００１５】
図１、図２、図３及び図４に示すように、本発明の電池パック１００は、バッテリモジュール１１０と、ジャンクションフューズボックス（電池モジュール管理手段）１２０と、バッテリモジュール１１０及びジャンクションフューズボックス１２０を収めるバッテリケース（筐体）１３０と、バッテリモジュール１１０をバッテリケース１３０内に固定するモジュール固定用フレーム１４１，１４２と、バッテリケース１３０を車体に固定するプレートフレーム１５１，１５２と、それぞれの部品を締結するための複数のボルト１６１とで構成されている。
【００１６】
バッテリケース１３０は、カバー１３１と、フロント側ベースプレート１３２と、左側エンドプレート１３３と、リヤ側ベースプレート１３４と、右側エンドプレート１３５と、ベースプレート１３６とで構成されている。
カバー１３１は、金属の薄板で、下方が開放した断面ハット形状で、更に断面方向視で前後端が開放されて形成されている。また、カバー１３１のジャンクションフューズボックス１２０側となる一端の角部は、ジャンクションフューズボックス１２０の形状に合わせ、矩形に切り落とされている。更にカバー１３１の一方の側面の一部分は、ジャンクションフューズボックス１２０を取り付けるために矩形に切り落とされている。
【００１７】
フロント側ベースプレート１３２は、金属の薄板で、下端部１３２ａを電池パック１００の組み立て時にバッテリモジュール１１０側となる方向に直角に曲げ、上端部１３２ｂを下端部１３２ａとは反対方向に直角に曲げられた断面略Ｚ状の棒状に形成されている。
左側エンドプレート１３３は、金属の薄板で、上端部１３３ａと両側端１３３ｂを電池パック１００の組み立て時にバッテリモジュール１１０側となる方向に直角に曲げ、下端部１３３ｃを上端部１３３ａとは反対方向に直角に曲げられた棒状で形成されている。また、左側エンドプレート１３３の側面１３３ｄには、バッテリモジュール１１０を冷却して温風となった空気を排出する排気口１３３ｅが形成されている。更に、左側エンドプレート１３３には、バッテリモジュール１１０を冷却して温風となった空気を効率よく排気口１３３ｅに導くための排気チャンバ１３３ｆが形成されている。
【００１８】
排気チャンバ１３３ｆは、排気口１３３ｅから側面１３３ｄに向かって滑らかに広がり、内部に空間を形成するように上端部１３３ａとは反対方向に突出している。
リヤ側ベースプレート１３４は、金属の薄板で、両端部が閉塞された断面コの字形状の棒状に形成されている。
右側エンドプレート１３５は、金属の薄板で、ジャンクションフューズボックス１２０の形状に合わせて一側面１３５ａが他側面１３５ｂに対して電池パック１００の組み立て時にバッテリモジュール１１０側となるようにオフセットして形成されている。また、右側エンドプレート１３５の上端部１３５ｃは、電池パック１００の組み立て時にバッテリモジュール１１０側となる方向に直角に曲げられている。そして、右側エンドプレート１３５の下端部１３５ｄは、上端部１３５ｃとは反対方向に曲げられている。更に右側エンドプレート１３５の一側面１３５ａには、バッテリモジュール１１０を冷却する空気を吸入する吸気口１３５ｅが形成されている。
【００１９】
ベースプレート１３６は、金属の薄板で、中央部１３６ａが凹んだ断面ハット形状で、更に断面視方向で前後端が開放されて形成されている。また、ベースプレート１３６のジャンクションフューズボックス１２０側となる一端部１３６ｂの角部は、ジャンクションフューズボックス１２０の形状に合わせ、矩形に切り落とされている。
モジュール固定用フレーム１４１，１４２は、金属の薄板で、断面略Ｌ字形状の棒状に形成されている。
【００２０】
プレートフレーム１５１、１５２は、金属の薄板と、断面ハット形状に形成された金属の薄板とを、凸部が外側となるように溶接され、それぞれ棒状に形成されている。
プレートフレーム１５１は、ベースプレート１３６が取り付けられる中央部１５１ａが両端部１５１ｂに対して断面ハット形状の凸部側にオフセットして形成されている。また、プレートフレーム１５１の両端部１５１ｂは、車両搭載時に前方となる方向に中央部１５１ａに対してオフセットして形成されている。
【００２１】
プレートフレーム１５２は、ベースプレート１３６が取り付けられる中央部１５２ａが両端部１５２ｂに対して断面ハット形状の凸部側にオフセットして形成されている。また、プレートフレーム１５２の両端部１５２ｂは、車両搭載時に後方となる方向に曲げられて形成されている。
次に、このように構成された電池パック１００の組立について説明する。
【００２２】
バッテリモジュール１１０は、ベースプレート１３６の中央部１３６ａにそれぞれ一定の間隙を有し、車両搭載時の前方或いは後方となるバッテリモジュール１１０のそれぞれの上角部をモジュール固定用フレーム１４１，１４２の断面略Ｌ字形状の内面で押さえつけるようにして図示しないボルトで固定される。
フロント側ベースプレート１３２及びリヤ側ベースプレート１３４は、バッテリモジュール１１０を一定の間隙を有して挟み込むようにベースプレート１３６の中央部１３６ａにボルト１６１で固定される。
【００２３】
ジャンクションフューズボックス１２０は、ベースプレート１３６の一端部１３６ｂに図示しないボルトで固定される。
左側エンドプレート１３３及び右側エンドプレート１３５は、車両搭載時の横方向よりバッテリモジュール１１０及びジャンクションフューズボックス１２０を一定の間隙を有して挟み込むようにベースプレート１３６にボルト１６１で固定される。
【００２４】
カバー１３１は、バッテリモジュール１１０及びジャンクションフューズボックス１２０を一定の間隙を有して覆うように、フロント側ベースプレート１３２、リヤ側ベースプレート１３４及びベースプレート１３６にボルト１６１で固定される。
プレートフレーム１５１，１５２は、それぞれの中央部１５１ａ，１５２ａにベースプレート１３６が収まるように、ベースプレート１３６に溶接される。
【００２５】
次に、このように組み立てられた本発明の電池パックの車両への搭載について説明する。
図５は、電池パック１００の車両搭載状態での概略構成図である。また、図６は、図５のＣ−Ｃ線での断面図である。また、図中矢印「上」は車両上方向、矢印「前」は車両前方向、矢印「横」は車両幅方向をそれぞれ示す。
【００２６】
図５に示すように、電池パック１００は、車両２００の後方に搭載される。
図６に示すように、プレートフレーム１５１，１５２の両端部１５１ｂ，１５２ｂは、車両２００の構成部品であるリヤフロアパン２０１を介して、車両２００の車体両側に車体前後方向に設けられている車両２００の構成部品であるサイドメンバ２０２に図示しないボルトで固定される。詳しくは、電池パック１００は、車両２００のサイドメンバ２０２の間にバッテリモジュール１１０が配設されたベースプレート１３６の中央部１３６ａを収めるようにし、更にサイドメンバ２０２から車両２００の外側方向にはみ出さないようにサイドメンバ２０２上にジャンクションフューズボックス１２０、左側エンドプレート１３３及び右側エンドプレート１３５を収めるように配設される。
【００２７】
左側エンドプレート１３３の排気口１３３ｅには排気通路２０３が、右側エンドプレート１３５の吸気口１３５ｅには吸気通路２０４が電池パック１００に連通するようにそれぞれ接続される。
そして、車両２００に配設された電池パック１００の上方に荷室との間仕切りである荷室ボード２０５が配設される。
【００２８】
このように、本発明に係る電池パックの構造では、ベースプレート１３６の中央部１３６ａが凹んだ断面ハット形状に形成し、そこにバッテリモジュール１１０を配設することで車両２００のサイドメンバ２０２の間に配設するようにしている。また、ベースプレート１３６の一端部１３６ｂにジャンクションヒューズ１２０を配設し、サイドメンバ２０２上に配設するようにしている。
【００２９】
従って、電池パック１００を車両２００へ搭載してもバッテリモジュール１１０をサイドメンバ２０２の間に配設できるので電池パック１００を一体で構成しても車両２００の床面の上昇を抑制することができ、荷室の容積を容易に確保することができる。また、例えば、車両が衝突した時でもサイドメンバ２０２でバッテリモジュール１１０を保護することができる。
【００３０】
また、ジャンクションフューズボックス１２０、左側エンドプレート１３３及び右側エンドプレート１３５をサイドメンバ２０２から車体の外側方向にはみ出さないように配設しているので、例えば、車両が衝突した時でもサイドメンバ２０２にてジャンクションフューズボックス１２０、左側エンドプレート１３３及び右側エンドプレート１３５を保護することができる。
【００３１】
また、電池パック１００内に、ジャンクションフューズボックス１２０、吸気チャンバ及び排気チャンバ１３３ｆを配設しているので、別にジャンクションフューズボックス１２０、吸気チャンバ及び排気チャンバ１３３ｆを配設する必要がないので省スペース化することができる。
また、電池パック１００は、カバー１３１、右側エンドプレート１３５及びベースプレート１３６とジャンクションフューズボックス１２０との間の空間で右側エンドプレート１３５の吸気口１３５ｅより吸入される空気をバッテリモジュール１１０にまんべんなく行き渡すことのできる吸気チャンバを形成し、更に左側エンドプレート１３３に排気チャンバ１３３ｆを有しているおり、吸気口１３５ｅより吸入した空気をバッテリモジュール１１０にまんべんなく行き渡せることができ、更に電池モジュールを冷却した空気を確実に排出することができるので、電池モジュールを確実に冷却することができる。
【００３２】
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態は上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、フロント側ベースプレート１３２と、リヤ側ベースプレート１３４と、ベースプレート１３６でバッテリモジュール１１０を収納するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えばそれらを一体で成型しても問題なく、本実施形態と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００３３】
また、ジャンクションフューズボックス１２０をバッテリケース１３０内に配設するようにしているが、これに限定されるものではなく、バッテリを管理するバッテリマネジメントユニット（電池モジュール管理手段）や電池セルを管理するセルモニタリングユニット或いはバッテリモジュール１１０を冷却する空気を強制循環させる冷却ファン（冷却手段）をバッテリケース１３０内に配設してもよい。
【００３４】
また、カバー１３１、右側エンドプレート１３５及びベースプレート１３６とジャンクションフューズボックス１２０との間の空間で右側エンドプレート１３５の吸気口１３５ｅより吸入される空気をバッテリモジュール１１０にまんべんなく行き渡らせることのできる吸気チャンバを形成するようにしているが、これに限定されるものではなく、右側エンドプレート１３５に吸気口１３５ｅから吸気下流側に断面積が滑らかに拡大するような吸気チャンバを形成してもよく、吸気口１３５ｅより吸入される空気をバッテリモジュール１１０に確実に行き渡すことができる。
【００３５】
また、バッテリモジュール１１０をサイドメンバ２０２の間に配設するようにしているが、これに限定されるものではなく、車両２００の車体横方向に延び、車体前後に設けられるクロスメンバの間に配設するようにしてもよい。
また、電池パック１００を車両２００の後方に搭載するようにしているが、これに限定されるものではなく、車両２００の中央或いは前方に搭載してもよく、例えば、車両２００の中央に搭載した場合には、車室の容積を容易に確保することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１００  電池パック
１１０  バッテリモジュール（電池モジュール）
１２０  ジャンクションフューズボックス（電池モジュール管理手段）
１３０  バッテリケース（筐体）
１３１  カバー
１３２  フロント側ベースプレート
１３３  左側エンドプレート
１３３ｆ  排気チャンバ
１３４  リヤ側エンドプレート
１３５  右側エンドプレート
１３６  ベースプレート
２００  車両（電動車両）
２０２  サイドメンバ
【図１】
2012190644.tif 000003
【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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