(57)【要約】【課題】車体フロアに設けられる貫通孔が一箇所になり、車体フロア及び車室の設計自由度を保つことができる。【解決手段】電池モジュール１０１と電気機器１０２とを収納した電池パック１００が車体フロア２下に搭載された車両において、車室内に配されたブロワ３により車室内の内気が冷却風として電池パック１００内に吸気通路４を介して送り込まれ、該冷却風により電池パック１００内において電池モジュール１０１に引き続いて電気機器１０２が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路５を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備え、車体フロア２には車体フロア２を貫通し吸気通路４と排気通路５の両方が一緒に挿通される貫通孔１が設けられ、貫通孔１内において吸気通路４と排気通路５との間に断熱材６が設けられたことを特徴としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールと電気機器とを収納した電池パックが車体フロア下に搭載された車両において、
車室内に配されたブロワにより車室内の内気が冷却風として電池パック内に吸気通路を介して送り込まれ、該冷却風により該電池パック内において前記電池モジュールに引き続いて前記電気機器が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備え、前記車体フロアには該車体フロアを貫通し前記吸気通路と前記排気通路の両方が一緒に挿通される貫通孔が設けられ、該貫通孔内において前記吸気通路と前記排気通路との間に断熱材が設けられたことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックが搭載された車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車、電気自動車、或いはプラグインハイブリッド車といった電動機を駆動源の一部又は駆動源そのものとする車両には、電動機（例えば、モータジェネレータ又はモータ）に電力を供給するために電池が搭載される。この電池としては、例えば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などに代表される二次電池が用いられる。
【０００３】
上記したような二次電池は、電池セルを積層した電池モジュールにより構成されており、この電池モジュールが電池ケースの内部に収容された状態で車両に搭載される。この電池ケースとそれに付随する電気機器とを筐体に収めたものを電池パックと称している。上記電池パックは、近年、要求される容量の増大に伴って大型化の傾向にあり、その搭載場所の一つとして車体フロア下が選択される場合がある。
【０００４】
上記電池パックに収容される電池モジュールは、充放電時に内部で起こる電気化学反応により発熱し、その温度が上昇する。この充放電時の電気化学反応は温度の影響を受けやすいことから、電池モジュールが高温になるとその発電機能や充電機能が低下する。そのため、電池パックの筐体内に外部から例えば冷却風を導入し、電池モジュールを冷却している。
【０００５】
また、電池モジュールに付随する電気機器としては、電池監視ユニット、システムメインリレー、ＤＣ−ＤＣコンバータ、昇圧コンバータ及びインバータなどが挙げられる。これらの電気機器のうち内部にパワー素子を有するコンバータ、インバータなどは該パワー素子に流入する電流によって発熱し、その温度が上昇する。これらは高温になると機能が低下する可能性や損傷を受ける可能性が大きくなるため、これら電気機器も冷却されることが望まれる。
【０００６】
従来、車体フロア下に搭載された電池パックの冷却構造として、車体フロアの車幅方向中央部に車室内に突出した凸部が設けられ該凸部下側に電池パックが設けられると共に、電池パックと車室内とを連通する吸気ダクト及び排気ダクトのそれぞれが挿通される貫通孔が前記車体フロアに左、右略対称に設けられた構造が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２４５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した従来技術によれば、電池パックの冷却風に車室内の内気を用いているため外気の気温や外気に含まれる塵の影響を受けない反面、車体フロアに貫通孔を左右二箇所設ける必要があるため、車体フロア及び車室の設計自由度の低下に繋がる懸念があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の車両は、電池モジュールと電気機器とを収納した電池パックが車体フロア下に搭載された車両において、車室内に配されたブロワにより車室内の内気が冷却風として電池パック内に吸気通路を介して送り込まれ、該冷却風により該電池パック内において前記電池モジュールに引き続いて前記電気機器が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備え、前記車体フロアには該車体フロアを貫通し前記吸気通路と前記排気通路の両方が一緒に挿通される貫通孔が設けられ、該貫通孔内において前記吸気通路と前記排気通路との間に断熱材が設けられたこと、を特徴とする。
【００１０】
この特定事項により、車体フロアに設けられる貫通孔が一箇所になり、車体フロア及び車室の設計自由度を保つことができる。また、電池モジュールを冷却し温度上昇した冷却風を更に温度の高い電気機器の冷却に再利用しているため、電気機器の機能低下を抑制することや電気機器の製品寿命を延ばすことができる。さらに、冷却風として車室内の内気を還流させるため、外気の気温や外気に含まれる塵の影響を受ける虞がなく、また、車室内が負圧になり送風量が減少してしまうことも防止できる。その上、貫通孔内において吸気通路と排気通路との間に断熱材が設けられたため、吸気通路内の冷却風と排気通路内の冷却風との熱交換を抑制することができ、当該熱交換により生じる上流側の冷却風の温度上昇によって電池パックの冷却効率が下がるといった懸念もない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車体フロアに設けられる貫通孔が一箇所になるため、車体フロア及び車室の設計自由度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る車両の一実施形態における車体フロアの上側を示す部分斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。なお、図中の矢印は冷却風の流れる方向を表す。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略断面図である。なお、図中の矢印は冷却風の流れる方向を表す。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る車両における車体フロアの上側を示す部分斜視図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略断面図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【００１５】
本発明に係る車両は、図２及び図３に示すように、電池モジュール１０１と電気機器１０２とを収納した電池パック１００が車体フロア２下に搭載された車両である。このような車両において、車室内に配されたブロワ３により車室内の内気が冷却風として電池パック１００内に吸気通路４を介して送り込まれ、該冷却風により電池パック１００内において電池モジュール１０１に引き続いて電気機器１０２が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路５を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備えている。車体フロア２には車体フロア２を貫通し吸気通路４と排気通路５の両方が一緒に挿通される貫通孔１が設けられ、貫通孔１内において吸気通路４と排気通路５との間に断熱材６が設けられている。
【００１６】
電池パック１００は、外装部材として横断面が略台形である筐体１１０を有している。筐体１１０は車両前後方向の後端に上方に向けて延設され開口した雨水浸入防止用ダクト７を備えている。筐体１１０の内部は、車両前後方向の後方に設けられた収納部１１５と、前方に設けられた上下間連通部１１６とに分かれている。収納部１１５はさらに、略水平に延設された隔壁１１１により、電池モジュール１０１が収納される下側収納部１１２と、電気機器１０２が収納される上側収納部１１３とに仕切られる。上下間連通部１１６は、この上側収納部１１３と下側収納部１１２とを連通する空間であり、この空間には電池モジュール１１４が収納される。下側収納部１１２の後端は後述する吸気通路４の導出部４２に接続され、前端は上下間連通部１１６に開放されている。上側収納部１１３の後端は後述する排気通路５の導入部５２に接続され、前端は上下間連通部１１６に開放されている。
【００１７】
電池モジュール１０１、１１４は、複数の電池セルを積層したモジュールの群により構成されている。電池セルとしては例えば、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電池セルは、いわゆる角型平板状の外形を有している。各モジュールの間には隙間が形成され、この隙間に冷却風を流すことで電池モジュール１０１、１１４が冷却される。
【００１８】
電気機器１０２は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータや電池監視ユニットなどにより構成されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは電池モジュールからの直流出力を降圧し、コンピュータやオーディオ機器などに電力を供給する。電池監視ユニットは、電池モジュールの電流値、電圧値、温度などを測定し、その測定結果をコンピュータへ送信する。このうちＤＣ−ＤＣコンバータは、その内部のパワー素子が発熱するため、冷却が必要になる。この冷却には電池モジュールの冷却に使用された冷却風を再利用する。冷却風の流れについては後に詳述する。
【００１９】
車体フロア２には、図１に示すように、車幅方向中央部で車室内に突出したフロアトンネル部８が設けられている。このフロアトンネル部８の下に電池パック１００の筐体１１０が、例えば図略のボルトとナットとで固定されている。フロアトンネル部８には円形の貫通孔１が設けられ、図３に示すように、雨水浸入防止用ダクト７が上端を車室内に突出して貫通孔１に挿通されている。このように、雨水浸入防止用ダクト７の上端が車体フロア２より高い位置に設けられることで、車体フロア２上に溜まった雨水は雨水浸入防止用ダクト７の側面で堰き止められ、該雨水が電池パック１００内部に浸入することを防止できる。
【００２０】
吸気通路４は、例えばダクトで構成され、車室内で横方向に向けて開口する吸気口４１を備えた空気吸込部４５と、空気吸込部４５に隣接して車室内に車両前後方向に延びる水平部４３と、水平部４３に隣接して鉛直方向に延びる垂直部４４と、垂直部４４に隣接して斜め下方に延び下側収納部１１２の後端に開放される導出部４２とを備えている。水平部４３内部にはブロワ３が設けられている。垂直部４４は、貫通孔１に挿通された雨水浸入防止用ダクト７の内部に挿通されている。垂直部４４の水平断面は、図４に示すように、半円に近い弦月状とされている。
【００２１】
排気通路５は、例えばダクトで構成され、車室内で斜め下方向に向けて開口する排気口５１を備えた排出路５５と、排出路５５に隣接して車幅方向に延びる水平部５３と、水平部５３に隣接して鉛直方向に延びる垂直部５４と、垂直部５４に隣接して斜め下方に延び上側収納部１１３の後端に開放される導入部５２とを備えている。垂直部５４も、上記した吸気通路４の垂直部４４と同様に、貫通孔１に挿通された雨水浸入防止用ダクト７の内部に挿通されている。垂直部５４の水平断面は、図４に示すように、垂直部４４の水平断面と同様、半円に近い弦月状とされている。
【００２２】
吸気通路４の垂直部４４と排気通路５の垂直部５４との水平断面形状は同一であるため、それぞれの流路断面積は等しくされている。これにより、車室内から電池パック内に供給された内気が電池パック内で滞留し車室内に負圧が発生することを防止することができる。
【００２３】
吸気通路４の垂直部４４と排気通路５の垂直部５４との間には、図４に示すように、断熱材６が設けられている。これら垂直部４４と垂直部４５との間に断熱材６が設けられることで、吸気通路４を通過する冷却風と排気通路５を通過する冷却風との熱交換が抑制され、該冷却風の上流側での温度を低く保つことができる。これにより、電池パック１００の冷却効率を高めることができる。
【００２４】
車室内の内気は、ブロワ３が駆動されることにより、冷却風として空気吸込部４５の吸気口４１から吸気通路４に入り、吸気通路４の水平部４３、垂直部４４を通り抜け、導出部４２から電池パック１００内の下側収納部１１２に送られる。該冷却風は下側収納部１１２において、下側収納部１１２に収納された電池モジュール１０１の各モジュールの隙間を後方から前方へ向かい通り抜ける間に、電池モジュール１０１を冷却する。その後、電池モジュール１０１から受熱した該冷却風は、熱膨張により密度が低下し、上下間連通部１１６において電池モジュール１１４の各モジュールの隙間を通り抜けながら上昇する。該上昇の間に、冷却風は電池モジュール１１４を冷却する。その後、冷却風は、上側収納部１１３に入り、上側収納部１１３を前方から後方に向かい通り抜ける間に、上側収納部１１３に収納された電気機器１０２を冷却する。その後、冷却風は、導入部５２から排気通路５に入り、排気通路５の垂直部５４、水平部５３を通り抜け、排出路５５の排気口５１から車室内に戻される。
【００２５】
なお、電気機器１０２には平滑用キャパシタ、昇圧コンバータやインバータなどが含まれていてもよく、これらの発熱要素が該冷却風により冷却されてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  貫通孔
２  車体フロア
３  ブロワ
４  吸気通路
５  排気通路
６  断熱材
１００  電池パック
１０１  電池モジュール
１０２  電気機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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