(57)【要約】【課題】電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続作業を容易に行うことである。【解決手段】車室４の床下に搭載された車両駆動用の電池パック３０を冷却する冷却ユニット４０であって、冷却ユニット４０は、フロアパネル９０の裏面に吊り下げ固定され、冷却風を吐き出す冷却ブロア５０と、冷却風を電池パック３０に導く冷却ダクト７０とを含み、冷却ダクト７０は、この冷却ダクト７０をスライド移動する移動機構７４によって、電池パック３０側の排気口７３を電池パック３０から離間した位置から電池パック３０に接続する位置に移動する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室の床下に搭載された車両駆動用の電池パックを冷却する冷却ユニットであって、
前記冷却ユニットは、フロアパネルの裏面に吊り下げ固定され、冷却風を吐き出す冷却ブロアと、前記冷却風を前記電池パックに導く冷却ダクトとを含み、
前記冷却ダクトは、前記電池パック側の排気口を前記電池パックから離間した位置から前記電池パックに接続する位置に移動する移動機構を備えることを特徴とする車両用電池パックの冷却ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室床下に取り付けられる車両用電池パックの冷却ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車においては、モータを駆動するためのバッテリを含む電池パックが搭載されている。この電池パックは、車両構成や電池パックの大きさ等に応じて、座席の下方、フロアパネルの床下空間、荷室等の車両の様々な位置に配置される。特に、車室空間の広さを優先したときには、電池パックがフロアパネルの床下空間に配置される場合がある。
【０００３】
電池パックは充放電によって発熱し、高温になると電池パックの出力特性が低下するので、車室内の空気を床下空間に送風する冷却ブロアによって電池パックを冷却することが行われている。このような冷却ブロアの取付構造として、吸気ダクトをフロアパネルに取り付けるブラケットを利用して冷却ブロアを取り付ける構造がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８５０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では冷却ブロアやダクトを一体化して冷却ユニットとした後に、フロアパネルの床下空間に配置している。冷却ユニットは大きく、かつ、重量を有するので、電池パックと冷却ユニットのダクトとの位置合せが困難であり、組み付け作業に手間がかかる。また、電池パックと冷却ユニットのダクトとの位置合せを行うために、冷却ユニットの位置を調整する場合、床下空間には空間の余裕がないため、冷却ユニットが床下空間のボディ等に干渉してしまい位置調整も困難である。さらに、フロアパネルやその他の構成部品等によって、電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続部分の目視が困難になることがあり、電池パックと冷却ユニットのダクトの位置合わせに手間がかかることもある。
【０００６】
そこで、本発明では、電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続作業を容易に行える冷却ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用電池パックの冷却ユニットは、車室の床下に搭載された車両駆動用の電池パックを冷却する冷却ユニットであって、前記冷却ユニットは、フロアパネルの裏面に吊り下げ固定され、冷却風を吐き出す冷却ブロアと、前記冷却風を前記電池パックに導く冷却ダクトとを含み、前記冷却ダクトは、前記電池パック側の排気口を前記電池パックから離間した位置から前記電池パックに接続する位置に移動する移動機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続作業を容易に行うことができ、ダクトの接続作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態におけるハイブリッド自動車の概略側面図である。
【図２】冷却ユニット及びアンダーボディの斜視図である。
【図３】冷却ユニットの分解斜視図である。
【図４】冷却ブロア及びフロアパネルの分解斜視図である。
【図５】冷却ブロア及び吸気ダクトの分解斜視図である。
【図６】冷却ユニットと電池パックの正面図である。
【図７】冷却ダクトの接続口及び排気口の拡大図であり、図７（Ａ）は冷却ダクトが電池パックに接続する前の状態を示し、図７（Ｂ）は冷却ダクトが電池パックに接続した後の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
最初に、ハイブリッド自動車１の駆動用モータに電力を供給するバッテリを含む電池パック３０の配置位置について説明する。図１に示すように、ハイブリッド自動車１は、フロントシート２及びリアシート３が設置される車室４の床面を構成する車室床面パネル１０と、車室４の床下空間を構成するアンダーボディ２０とを備えている。
【００１１】
フロントシート２とリアシート３との間の床下空間には、駆動用モータに電力を供給する電池パック３０が配置されている。電池パック３０は、車幅方向の右側に配置されており、車幅方向において電池パック３０に隣接する位置、すなわち、車幅方向の左側には、車室４の空気を電池パック３０に送風する冷却ユニット４０が配置されている。
【００１２】
図２に示すように、アンダーボディ２０は、車幅中央で前後に延びるフロアトンネル２１と、車幅両側で前後に延びるサイドシル２２と、車幅方向に延びるクロスメンバ２３と、フロアトンネル２１、サイドシル２２及びクロスメンバ２３に囲われた部分の底部である底パネル２４とを備えている。なお、図２において矢印ＦＲは車両が進行する方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＬＨは車両の前進方向を向いたときの左側を示している。矢印ＦＲ、ＵＰ、ＬＨの関係は他の図面においても同様である。
【００１３】
アンダーボディ２０には、フロアトンネル２１、サイドシル２２、クロスメンバ２３及び底パネル２４によって囲われた２つの凹部２５ａ、２５ｂが形成されている。凹部２５ａ、２５ｂは、フロントシート２とリアシート３との間に位置している。
【００１４】
凹部２５ａには電池パック３０が収容される。また、凹部２５ｂには、送風口が電池パック３０に向くようにして冷却ユニット４０が収容される。収容された冷却ユニット４０は、後述するように、冷却風を吐き出す冷却ブロア５０と、車室内の空気を取り込む吸気ダクト６０と、冷却風を電池パック３０に導く冷却ダクト７０とを含み、冷却ブロア５０、吸気ダクト６０及び冷却ダクト７０は車室床面パネル１０の一部を形成するフロアパネル９０に吊り下げ固定されている。
【００１５】
フロアパネル９０には、このフロアパネル９０をアンダーボディ２０のクロスメンバ２３に取り付けるための４つの取付孔９３Ｄが設けられている。このように冷却ブロア５０、吸気ダクト６０及び冷却ダクト７０を固定したフロアパネル９０は、４つの取付孔９３Ｄを介して４本のボルトＤによりクロスメンバ２３に固定される。また、吸気ダクト６０の端部には、この吸気ダクト６０をアンダーボディ２０のクロスメンバ２３に取り付けるための取付孔６４Ｃが設けられている。そして、吸気ダクト６０は、取付孔６４Ｃを介してクリップＣによりクロスメンバ２３に固定される。
【００１６】
クロスメンバ２３には、フロアパネル９０を固定するためのボルトＤに対応するネジ穴２３Ｄ及び吸気ダクト６０を固定するためのクリップＣに対応する固定穴２３Ｃが設けられている。また、フロアトンネル２１には、フロアパネル９０を固定するためのボルトＤに対応するネジ孔２１Ｄを有するブラケット２１ａが設けられる。
【００１７】
電池パック３０の上方は、クロスメンバ２３に取り付けられる図示しない別のフロアパネルによって覆われる。このフロアパネルは冷却ユニット４０の冷却ダクト７０の上方も覆う。冷却ユニット４０のフロアパネル９０及び電池パック３０の上方を覆う別のフロアパネルは車室４の車室床面パネル１０の一部を構成している。
【００１８】
次に、図３〜５を参照して冷却ユニット４０について説明する。図３〜５では、図２に示す冷却ユニット４０を上下逆にして示している。つまり、図３〜５では冷却ユニット４０を下側から見た状態を示している。
【００１９】
図３に示すように、冷却ユニット４０を構成する冷却ブロア５０、吸気ダクト６０及び冷却ダクト７０は、フロアパネル９０の下面に吊り下げられる。フロアパネル９０の下面には、フロアパネル９０を補強する骨格部材１００，１０１が固定されており、このうちの一方の骨格部材１００には、冷却ブロア５０が固定されている。骨格部材１００は、フロアパネル９０の下面に強固に固定され、冷却ブロア５０を振動などに対抗できるように固定保持する。また、冷却ブロア５０の吸気口５１には吸気ダクト６０が連接され、この吸気ダクト６０は車室内の空気を冷却ブロア５０に導くことができる（図５参照）。一方、冷却ブロア５０の吐出口５２には冷却ダクト７０の接続口７１が嵌め込まれ、冷却ブロア５０から吐出した冷却風が冷却ダクト７０により電池パック３０に導かれる。
【００２０】
冷却ブロア５０は防水トレイ８０によって外部からの水の浸入が防止されており、この防水トレイ８０も骨格部材１００，１０１に固定保持されている。防水トレイ８０は樹脂から構成されており、その四隅には、骨格部材１００，１０１に固定するための取付孔８０Ｅが設けられている。また、この取付孔８０Ｅの位置に対応して、骨格部材１００，１０１には取付孔１００Ｅ，１０１Ｅがそれぞれ設けられている。
【００２１】
図４に示すように、骨格部材１００，１０１が固定されたフロアパネル９０の下面には、冷却ブロア５０及び吸気ダクト６０が固定される。骨格部材１００には、冷却ブロア５０を固定するための２つのスタッドボルト１００Ａが設けられ、フロアパネル９０の下面にも、冷却ブロア５０を固定するための１つのスタッドボルト９２Ａが設けられている。これらスタッドボルト９２Ａ、１００Ａに対応して、冷却ブロア５０は、この冷却ブロア５０を固定するための取付孔５０Ａを有しており、ナットＡによってスタッドボルト９２Ａ、１００Ａに固定される。
【００２２】
フロアパネル９０の下面には、吸気ダクト６０を固定するためのクリップ固定孔９４Ｂを有するブラケット９５が設けられている。このクリップ固定孔９４Ｂに対応して、吸気ダクト６０には、この吸気ダクト６０を固定するための取付孔６４Ｂが設けられており、クリップＢによって吸気ダクト６０はフロアパネル９０のブラケット９５に固定される。
【００２３】
フロアパネル９０は、車幅方向に延びる複数のビード９１が形成された薄肉板金から構成されており、凹部２５ｂを覆う形状を有している。フロアパネル９０に固定される骨格部材１００，１０１は、フロアパネル９０の両端であって、ビード９１と直交する方向に配置されている。
【００２４】
骨格部材１００には、骨格部材１００をアンダーボディ２０のクロスメンバ２３に取り付けるための取付孔１００Ｄが設けられている。一方の骨格部材１０１にも、この骨格部材１０１をアンダーボディ２０のクロスメンバ２３に取り付けるための取付孔１０１Ｄが設けられている。取付孔１００Ｄ，１０１Ｄは、フロアパネル９０の取付孔９３Ｄに対応する位置に配置されている。このため、骨格部材１００，１０１は、ボルトＤによってフロアパネル９０とともにクロスメンバ２３に固定される（図２参照）。
【００２５】
骨格部材１００，１０１は所定の厚さを有する金属板材からなる。なお、板金を折り曲げて形成してもよい。骨格部材１００，１０１は、フロアパネル９０を補強することから所望の剛性が要求される。特に、骨格部材１００には冷却ブロア５０が固定されることから、冷却ブロア５０の振動に耐えられる剛性も要求される。そこで、骨格部材１００，１０１は、フロアパネル９０を補強でき、かつ、冷却ブロア５０の振動に耐えられる剛性となるように、その固定位置、形状、材質が設定されている。本実施形態では、冷却ブロア５０が取り付けられる骨格部材１００を幅広形状としている。
【００２６】
図４、５に示すように、冷却ブロア５０は、図示しない回転ファンの中央部から回転軸方向に吸気する吸気口５１と、回転軸の半径方向に空気を吐出する吐出口５２とを有するシロッコファンである。冷却ブロア５０には、この冷却ブロア５０をフロアパネル９０及び骨格部材１００に取り付けるための取付孔５０Ａを有する３つの脚５３が設けられている。また、冷却ブロア５０には、図示しない電源ケーブルが接続されている。
【００２７】
冷却ブロア５０の吸気口５１には、吸気ダクト６０が接続されている。吸気ダクト６０は、車室４に開口する吸気口６１（図１、２参照）と、この吸気口６１から連続する湾曲したダクト６２と、冷却ブロア５０の吸気口５１に接続する接続口６３とを備える。吸気ダクト６０と冷却ブロア５０とは、接続口６３と吸気口５１とを連接した状態で、図示しないクリップによって互いに固定される。
【００２８】
吸気口６１の周囲にはフランジ６４が設けられており、このフランジ６４には、フロアパネル９０に取り付けるための取付孔６４Ｂと、クロスメンバ２３に取り付けるための取付孔６４Ｃとが設けられている。また、図２に示すように、吸気口６１には、異物の浸入を抑制するルーバ６１ａが設けられている。
【００２９】
次に、図３、６、７を参照して冷却ダクト７０について説明する。図３に示すように、冷却ダクト７０は、冷却ブロア５０の吐出口５２に嵌め込まれる接続口７１と、この接続口７１から連続して下流に向かって拡幅形状のダクト７２と、電池パック３０に空気を吐出するダクト端である排気口７３と、この排気口７３を電池パック３０から離間した位置から電池パック３０に接続する位置に移動する移動機構７４とを備える。
【００３０】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、移動機構７４は、冷却ブロア５０の吐出口５２に嵌め込み長さＬを持って冷却ダクト７０の接続口７１が嵌め込まれ、冷却ダクト７０が嵌め込み方向にスライド可能に保持されることによって構成される。嵌め込み長さＬは、冷却ダクト７０の排気口７３が、電池パック３０から離間した位置から電池パック３０に接続する位置に対応する長さである。すなわち、冷却ダクト７０の接続口７１を冷却ブロア５０の吐出口５２の奥まで嵌め込んだ状態では、冷却ダクト７０の排気口７３は電池パック３０から離間しており、冷却ダクト７０を冷却ブロア５０の吐出口５２の奥から引き出した状態では、冷却ダクト７０の排気口７３は電池パック３０に接続する。
【００３１】
また、冷却ダクト７０の排気口７３には、弾性部材から構成されるフランジ７３ａが設けられている。排気口７３の上側には、電池パック３０の後述する爪３３に係合する凹部７５が設けられている。
【００３２】
なお、移動機構７４を、冷却ダクト７０を途中部分で分割し、この分割部分を互いにスライド可能な嵌め込み構造としてもよい。また、嵌め込み構造に代えて蛇腹等の伸縮構造を用いてもよい。図３において排気口７３は３つに分岐されているが、１つの排気口としてもよい。
【００３３】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電池パック３０のケーシング３１の冷却ダクト７０の排気口７３に対向する部分には、冷却ダクト７０の排気口７３が接続する開口３２が設けられている。ケーシング３１の開口３２の近傍上側には、冷却ダクト７０の排気口７３の凹部７５と係合する爪３３が設けられている。また、ケーシング３１の開口３２の近傍下側には、排気口７３のフランジ７３ａと係合する爪３４が設けられている。爪３３，３４は弾性部材から構成されている。
【００３４】
次に、冷却ユニット４０の組立及びアンダーボディ２０への取り付けについて説明する。まず、フロアパネル９０の下面に、図示しないボルトによって、骨格部材１００，１０１を取り付けて固定する。一方、図５に示すように、冷却ブロア５０の吸気口５１に吸気ダクト６０の接続口６３を連接して、冷却ブロア５０と吸気ダクト６０とを図示しないクリップによって互いに固定する。
【００３５】
次に、図４に示すように、吸気ダクト６０が固定された冷却ブロア５０の脚５３の取付孔５０Ａに、骨格部材１００のスタッドボルト１００Ａ及びフロアパネル９０のスタッドボルト９２Ａを挿通してナットＡによって締結して、冷却ブロア５０を骨格部材１００及びフロアパネル９０に固定する。また、吸気ダクト６０の取付孔６４ＢにクリップＢを挿通してフロアパネル９０のクリップ固定孔９４Ｂに取り付けることによって、吸気ダクト６０のフランジ６４をフロアパネル９０に固定する。
【００３６】
さらに、図３、６に示すように、冷却ダクト７０の接続口７１を、冷却ブロア５０の吐出口５２の奥まで嵌め込み、冷却ダクト７０を冷却ブロア５０の吐出口５２に対してスライド可能に保持する。また、防水トレイ８０の取付孔８０Ｅ及び骨格部材１００，１０１の取付孔１００Ｅ，１０１Ｅに図示しないクリップを挿通して、防水トレイ８０を骨格部材１００，１０１に取り付ける。このようにして、冷却ユニット４０が組み立てられる。
【００３７】
この組み立てられた冷却ユニット４０は、図２、６に示すように、電池パック３０が収容されたアンダーボディ２０の凹部２５ｂに収容される。排気口７３と電池パック３０の開口３２との間には隙間が形成されているので、冷却ユニット４０は、この隙間の分だけ他の構成部品と干渉せずに移動することができるので、冷却ダクト７０の排気口７３と電池パック３０の開口３２との位置調整を行う。
【００３８】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、冷却ダクト７０の排気口７３と電池パック３０の開口３２との概略位置が定まった後、冷却ダクト７０を冷却ブロア５０の吐出口５２からスライドして嵌め込み長さＬの長さ分引き出して、冷却ダクト７０の排気口７３を電池パック３０の開口３２に接続する。このとき、排気口７３の近傍の凹部７５が電池パック３０の爪３３に係合するとともに、排気口７３のフランジ７３ａが電池パック３０の爪３４に係合して、冷却ダクト７０は電池パック３０に位置決めされて固定される。その後、冷却ユニット４０をボルトＤにより固定して、冷却ユニット４０の取り付け作業が終了する。
【００３９】
その他の構成部品や車室床面パネル１０の取り付けが終了して、冷却ブロア５０が駆動されると、車室４の空気を吸気口６１から吸引して排気口７３から吐出する。排気口７３から吐出された空気は、電池パック３０に送風されて電池パック３０を冷却してアンダーボディ２０の外部へ排出される。
【００４０】
以上説明したように、冷却ユニット４０をアンダーボディ２０に取り付ける場合に、冷却ダクト７０が電池パック３０と離間しているので、冷却ユニット４０と他の構成部品との干渉を抑制でき、冷却ユニット４０の位置調整の自由度を拡大できる。また、冷却ダクト７０の排気口７３と電池パック３０の開口３２との位置調整後に、冷却ダクト７０をスライドすることによって、排気口７３と開口３２とを接続することができ、冷却ダクト７０と電池パック３０との接続作業を容易に行うことができ、接続作業性を向上することができる。
【００４１】
また、冷却ブロア５０はフロアパネル９０の下面に固定されるので、冷却ブロア５０はフロアパネル９０に吊り下げられる状態、すなわち、凹部２５ｂにおける上方に配置される状態となるので、アンダーボディ２０が浸水した場合でも、冷却ブロア５０への浸水を抑制できる。また、冷却ブロア５０は防水トレイ８０に覆われているので、冷却ブロア５０への浸水をさらに抑制できる。
【００４２】
さらに、冷却ブロア５０の振動に耐えられる剛性を有する骨格部材１００に、冷却ブロア５０を直接固定しているので、冷却ブロア作動時に冷却ブロア５０が振動しても、その振動はフロアパネル９０、吸気ダクト６０及び冷却ダクト７０に伝わりにくく、冷却ブロア５０の振動伝搬による騒音を抑制できる。また、骨格部材１００をアンダーボディ２０に固定しているので、骨格部材１００の剛性が高まり、冷却ブロア５０の振動伝搬による騒音をさらに抑制できる。
【００４３】
本実施形態では、フロアパネル９０を骨格部材１００，１０１により補強しているので、フロアパネル９０の上に乗員が乗っても変形しない剛性を備えており、図１に示すように、冷却ユニット４０を乗員が乗降する部分に配置することが可能となる。また、乗降の負荷による冷却ユニット４０への影響も抑制できる。フロアパネル９０にビード９１を設けることによってフロアパネル９０の剛性をさらに向上できる。
【符号の説明】
【００４４】
４  車室、１０  車室床面パネル、２０  アンダーボディ、２１  フロアトンネル、２２  サイドシル、２３  クロスメンバ、２４  底パネル、２５ａ，２５ｂ  凹部、３０  電池パック、３２  開口、３３，３４  爪、４０  冷却ユニット、５０  冷却ブロア、５２  吐出口、６０  吸気ダクト、７０  冷却ダクト、７１  接続口、７３  排気口、７３ａ  フランジ、７４  移動機構、７５  凹部、８０  防水トレイ、９０  フロアパネル、９２Ａ，１０１Ａ  スタッドボルト、９３Ｄ，１００Ｄ，１０１Ｄ  取付孔、１００，１０１  骨格部材。
【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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【図７】
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