(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネル上にバッテリを搭載した車両において、
上記フロアパネルに配設された閉断面メンバによって囲まれた空間内に上記バッテリを配置し、
該閉断面メンバは、サイドシル部と、バッテリ前後両部のクロスメンバと、フロアトンネル部とから成り、上記バッテリを囲む構成とし、
上記バッテリは、車室内の底面を形成するフロアパネルの上方に車室内に臨んで配設され、
上記フロアパネルは、前方部が一段高く形成されたフロントフロアパネルと、該フロントフロアパネルの後方に一段高く形成されたリアフロアパネルとから成り、
上記一段高く形成されたフロントフロアパネルと上記リアフロアパネルとの間のフロントフロアパネルの低い部分に上記バッテリが配設され、
上記バッテリの上方には乗員用のシートが配設され、
上記フロントフロアパネルには上記バッテリの前方位置を車幅方向に延びる上記前部クロスメンバが設けられ、
該前部クロスメンバのバッテリ前面と対向した位置に空気の吹出し孔を形成し、
該前部クロスメンバに空気を導入する空気導入手段を設ける一方、
上記バッテリの後方位置を車幅方向に延び車外と連通する部位に上記後部クロスメンバを設け、
該後部クロスメンバのバッテリ後面と対向した位置に空気の排出孔を形成した
車両用バッテリの冷却構造。
【請求項２】
前記空気導入手段を、車両用空調装置の送風機と兼用した、
請求項１記載の車両用バッテリの冷却構造。
【請求項３】
前記サイドシル部では、サイドシルトリムとサイドシル部材の間の空間を送風用ダクトとした、
請求項１記載の車両用バッテリの冷却構造。
【請求項４】
上記前部クロスメンバに、シートを固定するシート固定部を設けた、
請求項１記載の車両用バッテリの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される車両用バッテリの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電気自動車やハイブリッド自動車には、電気モータを駆動するため、バッテリが搭載されている。
【０００３】
このバッテリの搭載位置は、さまざまな場所が考えられているが、車室や荷室空間を阻害しない場所で、バッテリの重量を考慮した場合には、特開平５−２３８２７３号公報に記載されているように、車室の下部に搭載することが考えられる。
【０００４】
しかし、前記公報に記載されたように、フロアパネルの下面にバッテリを搭載した場合には、泥水などの影響を受け、バッテリとしての機能を損なう可能性もあるため、フロアパネル上面の車室側に搭載する方が望ましい。
【０００５】
また近年は、バッテリの充電性能も高まり、特にハイブリッド自動車の場合には、バッテリの充電容量もさほど必要としないため、バッテリの大きさもコンパクトにでき、車室内に搭載したとしても、さほど車室空間に影響を与えることはなくなった。
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】
ところで、こうしたバッテリは充放電する際に発熱し、またガスも発生するため、換気冷却を行なう必要がある。
【０００７】
しかし、前記のように車室内にバッテリを搭載した場合には、バッテリが直接外気に接しないため、換気冷却用のダクトを新たに設定する必要があった。
【０００８】
しかしながら、車室内に換気冷却用ダクトを新たに設定した場合には、車室内のレイアウト性を悪化させるといった問題があった。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑み発明されたもので、車室内のフロアパネル上にバッテリを搭載したものにおいて、換気冷却用ダクトを新たに設けることなく、バッテリの換気冷却を行なえるように構成した、車両用バッテリの冷却構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は以下のように構成される。
【００１１】
請求項１記載の発明は、フロアパネル上にバッテリを搭載した車両において、上記フロアパネルに配設された閉断面メンバによって囲まれた空間内に上記バッテリを配置し、該閉断面メンバは、サイドシル部と、バッテリ前後両部のクロスメンバと、フロアトンネル部とから成り、上記バッテリを囲む構成とし、上記バッテリは、車室内の底面を形成するフロアパネルの上方に車室内に臨んで配設され、上記フロアパネルは、前方部が一段高く形成されたフロントフロアパネルと、該フロントフロアパネルの後方に一段高く形成されたリアフロアパネルとから成り、上記一段高く形成されたフロントフロアパネルと上記リアフロアパネルとの間のフロントフロアパネルの低い部分に上記バッテリが配設され、上記バッテリの上方には乗員用のシートが配設され、上記フロントフロアパネルには上記バッテリの前方位置を車幅方向に延びる上記前部クロスメンバが設けられ、該前部クロスメンバのバッテリ前面と対向した位置に空気の吹出し孔を形成し、該前部クロスメンバに空気を導入する空気導入手段を設ける一方、上記バッテリの後方位置を車幅方向に延び車外と連通する部位に上記後部クロスメンバを設け、該後部クロスメンバのバッテリ後面と対向した位置に空気の排出孔を形成した車両用バッテリの冷却構造である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用バッテリの冷却構造において、前記空気導入手段を、車両用空調装置の送風機と兼用したものである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の車両用バッテリの冷却構造において、前記サイドシル部では、サイドシルトリムとサイドシル部材の間の空間を送風用ダクトとしたものである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両用バッテリの冷却構造において、上記前部クロスメンバに、シートを固定するシート固定部を設けたものである。
【００１５】
【作用及び効果】
請求項１記載のバッテリの冷却構造によれば、フロアパネルに配設された前後両部の閉断面メンバによって囲まれた空間内にバッテリを配置し、その閉断面メンバ（前部クロスメンバ）に空気を導入する空気導入手段を連結し、その閉断面メンバのバッテリに対応する所定位置に空気の吹出し孔を形成したことにより、従来からフロアパネルに設置されていた閉断面メンバを換気冷却用のダクトとして有効に活用することができるため、新たにダクト等を設定する必要もなくなり、車室内のレイアウト性を悪化させることなく、車室内に配置したバッテリの換気冷却を行なうことができる。
【００１６】
また、フロアパネルに配設された閉断面メンバによって囲まれた空間内にバッテリを配置し、その閉断面メンバ（後部クロスメンバ）を車外と連通し、その閉断面メンバのバッテリに対応した所定位置に空気の排出孔を形成したことにより、従来からフロアパネルに設置されていた閉断面メンバを排出用の換気冷却ダクトとして有効に活用することができるため、新たにダクト等を設定する必要もなくなり、車室内のレイアウト性を悪化させることなく、車室内に配置したバッテリの換気冷却を行なうことができる。
【００１７】
さらに、従来から車室のフロアパネルに設置されているサイドシル部や前後両部のクロスメンバ、フロアトンネル部といった閉断面メンバを有効に利用してバッテリを囲むことにより、別途バッテリを囲むためのメンバ部材などを設けずとも、バッテリ収納部を構成することができる。
【００１８】
請求項２記載のバッテリの冷却構造によれば、空気導入手段を空調装置の送風機と兼用したことにより、バッテリの換気冷却のためだけの新たな送風機などを設ける必要もなくすことができる。
【００１９】
請求項３記載のバッテリの冷却構造によれば、サイドシル部で、サイドシルトリムとサイドシル部材の間の空間を送風用ダクトとして利用することにより、サイドシル自体をダクトとして構成する必要がないため、レイアウト性を悪化させることなく換気冷却ダクトの機能を得つつ、サイドシル自体の剛性を確保できる。
【００２０】
請求項４記載のバッテリの冷却構造によれば、前部クロスメンバにシートを固定するシート固定部を設けたことにより、前部クロスメンバでシートが固定できるため、バッテリの上方にシートを配置させることになり、車室内温度の影響をシートによって極力防ぐことができ、バッテリの換気冷却ダクトによる冷却性能を充分に確保することができる。
【００２１】
【実施例】
本発明の実施例を以下、図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明のバッテリ冷却構造が採用された車両の全体レイアウト図である。
【００２２】
車両Ｖ前部のエンジンルーム１には駆動ユニットとしてエンジン／モータユニットＵが搭載され、車室Ｃ中央のフロアパネル２上面にはモータに電力を供給するハイブリッド用のコンパクトなバッテリＢが搭載され、その後方のフロアパネル２下面にはエンジンに燃料を供給する燃料タンクＴが搭載されている。
【００２３】
バッテリＢ前方のフロアパネル２上面には、車幅方向に延びた第一クロスメンバ３が接合され、バッテリＢ後方の隆起したフロアパネル２下面には、車幅方向に延びた第二クロスメンバ４が接合されている。
【００２４】
また、車室Ｃ内のバッテリＢ上方には、第一クロスメンバ３と第二クロスメンバ４にボルト等によって固定されるカバーパネル５が設置され、さらにその上方には、第一クロスメンバ３に固定されるシートスライダー６ａを介してフロントシート６が設置されている。
【００２５】
車室Ｃとエンジンルーム１を仕切るダッシュパネル７の車室側には空調用ブロワ８が設置され、その下側には空調用ブロワ８からバッテリＢに新しい空気（以下新気）を送風する送風ダクト９が連結されている。
【００２６】
なお、Ｐは乗員、１０はインパネ、Ｄ１はフロントドア、Ｄ２はリアドア、１１は前輪、１２は後輪を示す。
【００２７】
図２はフロントシート等の装備品を取り外したフロアパネル２にバッテリＢを搭載した状態の上方斜視図である。
【００２８】
フロアパネル２は、フロントフロアパネル２４と、リアフロアパネル２３によって構成され、このうちフロントフロアパネル２４には、車両中央でセンタートンネル２１が前後方向に隆起して形成され、そのセンタートンネル２１の側面中央２１ａには、前記第一クロスメンバ３が車両両側端で前後方向に設けられたサイドシル２２から車両中央に延びて、各々接合されている。
【００２９】
リアフロアパネル２３は、フロントフロアパネル２４から一段高く平坦状に形成され、このリアフロアパネル２３とフロントフロアパネル２４との間には、傾斜した傾斜フロアパネル２５が形成され、またリアフロアパネル２３と傾斜フロアパネル２５がなす陵部の下面には、前記第二クロスメンバ４が車幅方向全幅に渡り接合されている。
【００３０】
このように形成されたフロアパネル２の中央には前記バッテリが左右２つ搭載され、その周囲にはセンタートンネル２１と、第一クロスメンバ３と、第二クロスメンバ４と、サイドシル２２といったメンバ部材が位置し、センタートンネルの側面２１ｂと、サイドシルの車室側面２２ａと、第一クロスメンバの後面３ａと第二クロスメンバ４に対応する傾斜フロアパネル２５により、凹設されたバッテリ収納部ＢＲが構成されている。
【００３１】
このバッテリ収納部ＢＲは前記カバーパネル５によって、車室から遮断され、独立したバッテリ収納空間を構成している。
【００３２】
前記第一クロスメンバ３の後面３ａ中央には、バッテリ収納部ＢＲ内に空調用ブロワ８から送風された新気を吹き出す吹出し孔３ｂが穿設され、また第二クロスメンバ４に対応する傾斜フロアパネル２５には、バッテリ収納部ＢＲ内の空気を排出する排出孔２５ｂが穿設され、この吹出し孔３ｂと排出孔２５ｂにより、バッテリ収納部ＢＲ内の換気を行なうようにしている。
【００３３】
このバッテリＢの換気冷却経路の簡略図を図３に示す。
【００３４】
図３は車室内を平面視で簡略化したものであり、換気冷却経路を分かり易くするためにサイドシル、クロスメンバ等を一部開放断面で描いている。
【００３５】
２６はヒンジピラー、２７はセンターピラーで、その他の部材については、他図と同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
まず、空調用ブロワ８から送風される新気は、ダッシュパネル７に沿って配置された導風ダクト９内を導風され、その導風ダクト９で導風された新気は、導風ダクト９からヒンジピラー２６を貫通してサイドシル２２上に導風される。
【００３７】
さらにその新気は連結ダクト２８を介して、第一クロスメンバ３内に導風され、第一クロスメンバ３の吹き出し孔３ｂからバッテリ収納部ＢＲ内に吹き出される。
【００３８】
こうして、バッテリ収納部ＢＲ内に新気が吹き出されることにより、バッテリ収納部ＢＲ内の古い空気（以下、古気）は、傾斜フロア部の排出孔２５ｂから第二クロスメンバ内４に排出され、この排出された古気は第二クロスメンバ４内を通じて車両側方から車外に放出される。
【００３９】
なお、矢印は空気の流れを示したものである。
【００４０】
こうして換気冷却経路を構成することにより、バッテリ収納部ＢＲ内のバッテリＢの冷却やガスの排出を空調用ブロワ８の送風によって行なうことができる。
【００４１】
さらに、図４〜図６でこの換気冷却経路の連結部分等について詳細に説明する。
【００４２】
まず、車室前方の換気冷却経路を、図４の車室前方コーナー部の後方斜視図によって説明する。
【００４３】
車室前方のダッシュパネル７は車幅方向に立設され、その端部は前後方向に立設したカウルサイドパネル２９と、その下側で車室内側に膨出したホイールハウス３０に接合されている。
【００４４】
カウルサイドパネル２９の後端には、ヒンジピラーインナ２６ａが接合され、そのカウルサイドパネル２９と共にヒンジピラー２６を構成し、そのヒンジピラー２６の下端後方にはサイドシル２２が前後方向に配設されている。
【００４５】
ダッシュパネル７の後方には、空調用ブロワ８からの新気を左右のサイドシル２２上に導風する導風ダクト９が配置され、その導風ダクト９は上下方向に延びて空調用ブロワ（図示せず）に連結される中央導風部９ａと、その下端で車幅方向に分岐する左右導風部９ｂとにより構成されている。
【００４６】
この左右導風部９ｂは、ダッシュパネル７、ホイールハウス３０、カウルサイドパネル２９に沿って配置され、その両端はヒンジピラーインナ２６ａに穿設された貫通孔２６ｂを貫通して、ヒンジピラー２６内に配置されている。
【００４７】
このように車室の隅部に換気冷却経路が配置されることにより、車室前方の他のインパネ部材などに影響を与えることなく、レイアウト性の悪化を極力防ぐことができる。
【００４８】
次にサイドシル上の換気冷却経路を、図５のサイドシル部分の断面図によって説明する。
【００４９】
前後方向に延びるサイドシル２２はアウタパネル２２ａとインナパネル２２ｂによって構成され、サイドシル２２の上面には、樹脂部材で構成されたサイドシルトリム２２Ａが装着されている。
【００５０】
このサイドシルトリム２２Ａの車室側端部には延長部２２Ａａが設けられ、その延長部２２Ａａは、クリップ部材２２Ｃによってインナパネル２２ｂに固定されている。
【００５１】
このサイドシルトリム２２Ａの延長部２２Ａａの裏側に位置するインナパネル２２ｂには、内方に凹設された凹部２２ｂ１が形成され、サイドシルトリム２２Ａの延長部２２Ａａとの間に空間を構成している。
【００５２】
この空間をサイドシルトリム２２Ａに形成したリブ２２Ａｂによって仕切ることにより、下側に新気を導風する導風空間ＡＳ、上側にハーネスを挿通させるハーネス空間ＨＳを形成し、サイドシル２２上にハーネス空間ＨＳとは別の新気の換気冷却経路を構成している。
【００５３】
こうしてハーネス空間ＨＳとは別の導風空間ＡＳを設けることにより、新気の導風がハーネスにより阻害されることなく、またハーネスにも結露等が生じないため、それぞれの機能を満足できる。
【００５４】
次に、サイドシル２２上から第一クロスメンバ３内への換気冷却経路を、図６に示す車室中央の前方斜視図の分解図によって説明する。
【００５５】
第一クロスメンバ３が接合されるサイドシル２２の前方には、サイドシルトリム２２Ａの延長部２２Ａａの後端部に形成した開口孔２２Ｂと、第一クロスメンバ３前面の端部に形成した開口孔３ｃとを連結する連結ダクト２８が配設されている。
【００５６】
この連結ダクト２８は筒形状で構成され、各開口部をサイドシル２２と第一クロスメンバ３にボルト等によって連結固定されている。
【００５７】
この連結ダクト２８により、サイドシル２２上の導風空間ＡＳと第一クロスメンバ３の内部空間が連通され、サイドシル２２上から第一クロスメンバ３内への新気の換気冷却経路が構成されている。
【００５８】
以上のような換気冷却経路により、空調用ブロワ８から新気をバッテリ収納部ＢＲ内へ導風する。
【００５９】
次に、この換気冷却経路へ新気を取り込む導風システムについて、図７〜図９により説明する。
【００６０】
図７は空調用ブロワ８からエアコン側に送風される新気を、バッテリへの換気冷却経路へ切替える送風切替え機構の模式図である。
【００６１】
この送風切替え機構は、空調用ブロワ８からエアコン４４(図８参照)に新気を送風するダクト３０内に切替えフラップ３１と分流フラップ３２を設け、それぞれを第１の駆動手段３３、第２の駆動手段３４で開閉駆動することにより、導風ダクト９内に新気を送風するものである。
【００６２】
切替えフラップ３１を第１の駆動手段３３で開放すると、空調用ブロワ８から送風された新気が全て導風ダクト９内に導かれ、分流フラップ３２を第２の駆動手段３４で開放すると、新気の約半分が導風ダクト９内に導かれるように構成されている。
【００６３】
図８は送風切替え機構の制御ユニットのブロック図である。
【００６４】
制御ユニットのＣＰＵ４０には、検出要素としてエアコン４４の操作スイッチ４１と、車室内温度を検出する車室温センサ４２と、バッテリ収納部内の温度を検出するバッテリ温センサ４３とが連結され、制御要素としてエアコン４４と、空調用ブロワ８と、第１の駆動手段３３と、第２の駆動手段３４とが連結され、これら制御要素は検出要素の信号に基づいて制御されるように構成されている。
【００６５】
図９はこの制御ユニットの制御フローチャートであり、この制御フローチャートにより制御フローを説明する。
【００６６】
まず、ステップＳ１で、各検出要素の検出信号を読み込む。
【００６７】
次にステップＳ２で、エアコンスイッチ４１のＯＮ、ＯＦＦを判断し、ＯＮであればステップＳ３に進み空調用ブロワ８を駆動し、ＯＦＦであればステップＳ４に進みバッテリ温センサ４３の温度が所定値以上か否かの判断を行なう。
【００６８】
ステップＳ３に進んだ場合には、空調用ブロワ８を駆動した上で、ステップＳ５で、車室内温度と目標温度との差が所定値以上か否かの判断を行なう。
【００６９】
その差が所定値以上の場合には、ステップＳ６に進みバッテリ温センサ４３の温度が所定値以上かの判断を行ない、所定値以上であればステップＳ７で第１の駆動手段をＯＦＦ、第２の駆動手段をＯＮとして制御し、所定値以上でなければステップＳ８で第１の駆動手段をＯＦＦ、第２の駆動手段をＯＦＦとして制御する。
【００７０】
ステップＳ５で差が所定値以上でない場合にも、ステップＳ９に進みバッテリ温センサ４３の温度が所定値以上か否かの判断を行ない、所定値以上であればステップＳ１０で第１の駆動手段３３をＯＮ、第２の駆動手段３４をＯＦＦとして制御し、所定値以上でなければステップＳ１１で第１の駆動手段３３をＯＦＦ、第２の駆動手段３４をＯＦＦとして制御する。
【００７１】
一方、ステップＳ４に進んだ場合には、バッテリ温センサ４３の温度が所定値以上であればステップＳ１２で空調用ブロワ８を駆動し、所定値以上でなければステップＳ１３で空調用ブロワ８を停止する。
【００７２】
ステップＳ１２で空調用ブロワ８を駆動した場合には、ステップＳ１４で第１の駆動手段３３をＯＮ、第２の駆動手段３４をＯＦＦとして制御し、ステップＳ１３で空調用ブロワ８を停止した場合には、ステップＳ１５で第１の駆動手段３３をＯＦＦ、第２駆動手段３４をＯＦＦとして制御する。
【００７３】
以上のように制御することにより、エアコン４４を使用している場合には、可及的に空調用ブロワ８から送風される新気をエアコン４４側に送風するようにし、特に車室内温度が目標値から大きく外れている場合には、各ステップＳ７、Ｓ８に示したように、常にエアコン４４側に新気を送風するようにして、エアコン４４の空調性能が低下しないように制御している。
【００７４】
但し、バッテリ収納部ＢＲ内の温度が高まってしまうとやはり、バッテリ性能が低下するため、車室内温度が目標値から大きく外れていない場合には、ステップＳ１０に示したように、全ての新気を導風ダクト９に送風するように制御している。
【００７５】
また、ステップＳ１４に示したように、エアコン４４を使用していない場合に、バッテリ収納部ＢＲ内の温度が高まったときには、空調用ブロワ８を駆動してバッテリ収納部ＢＲ内に新気を送風し、冷却するように制御している。
【００７６】
以上のようにバッテリの冷却構造が構成制御されることにより、以下のような効果を奏することができる。
【００７７】
まず、第一クロスメンバ３に空調用ブロワ８からの新気を送風して、吹出し孔３ｂから新気を吹出すことにより、従来からフロアパネル２上に設置されていた第一クロスメンバ３を換気冷却用のダクトとして有効に活用することができるため、新たにダクト等を設定する必要もなくなり、車室内のレイアウト性を悪化させることなく、車室内に配置したバッテリＢの換気冷却を行なうことができる。
【００７８】
また、第二クロスメンバ４に排出孔２５ｂを設け、バッテリ収納部ＢＲから空気を排出し、第二クロスメンバ４を排出ダクトとして利用することにより、同様に車室内のレイアウト性を悪化させることなくバッテリＢの換気冷却を行なうことができる。
【００７９】
さらに、こうした換気冷却用のダクトによって換気冷却されるバッテリ収納部ＢＲを、従来からあるサイドシル２２やトンネル２１、第一クロスメンバ３、第二クロスメンバ４によって構成することにより、収納部のために別途メンバ部材などを設けることなく構成することができる。
【００８０】
また、空気を送る空気導入手段を空調用ブロワ８としていることにより、別途バッテリ８の換気冷却のためだけに新たに送風機などの空気導入手段を設ける必要もなくすことができる。
【００８１】
また、サイドシル２２部分においては、サイドシルトリム２２Ａとサイドシル部材の間に導風空間を設けたため、サイドシル２２自体をダクトとして構成する必要がなく、レイアウト性を悪化させずに、換気冷却ダクトの機能を得つつ、サイドシル自体の剛性を確保できる
また、バッテリ収納部ＢＲの上方にシート６を配置することにより、車室内温度の影響をシート６によって極力防ぐことができ、バッテリＢの換気冷却ダクトによる冷却性能を充分に確保することができる。
【００８２】
以上、一つの実施例を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、フロアパネル２上のバッテリＢの冷却を、新たなダクトを設けることなく行なうものは全て含まれ、サイドシル２２自体をダクトとして用いるものであってもよい。
【００８３】
また、空気導入手段も、空調用ダクト以外に別途送風機などを設けるものであってもよく、さらに走行風が上手く導入できれば、送風機など設けないものでもよい。
【００８４】
この他、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜詳細構造を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバッテリ冷却構造が採用された車両の全体レイアウト図
【図２】車室のフロアパネルにバッテリを搭載した状態の上方斜視図
【図３】バッテリの換気冷却経路の簡略図
【図４】車室前方コーナー部の後方斜視図
【図５】サイドシル部分の断面図
【図６】車室中央の前方斜視の分解図
【図７】送風切替え機構の模式図
【図８】送風切替え機構の制御ブロック図
【図９】送風切替え機構の制御フローチャート
【符号の説明】
Ｂ…バッテリ
２…フロアパネル
３…第一クロスメンバ（閉断面メンバ、前部クロスメンバ）
３ｂ…吹出し孔
４…第二クロスメンバ（閉断面メンバ、後部クロスメンバ）
６…シート
８…空調用ブロワ（新気導入手段）
９…導入ダクト
２１…トンネル
２２…サイドシル
２３…リアフロアパネル
２４…フロントフロアパネル
２５ｂ…排出孔
２８…連結ダクト
【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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【図８】
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【図９】
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