(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
車室外に配置されて前記バッテリを収納するバッテリボックスと、
車室外に配置されて上方に吸気口が設けられた配管を備え、当該吸気口から前記配管を通して前記バッテリボックス内に空気を導入して前記バッテリの温度調整を行なう温度調整装置と、を備えた電気自動車であって、
バッテリ制御装置、ファン制御装置、バッテリコンタクタ、および均等化回路のうち少なくとも１つの収納ケースから延びてフィルタを介して前記配管に接続される通気パイプをさらに備え、
前記配管の一部は、外方に向かって突出しており、
前記通気パイプは、当該突出した部分に接続されることを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記フィルタは、微細多孔質材からなることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記突出した部分は、前記配管の上側の部分であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記突出した部分は、チャンバ形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気自動車。
【請求項５】
前記通気パイプの前記配管に接続される部分は、前記配管の下流側に向かって開口されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気自動車。
【請求項６】
前記通気パイプは、前記収納ケースのうち２つ以上を経由することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に関する。詳しくは、車両の車室外に、バッテリと、このバッテリを制御する制御装置と、が配置された電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車輪を駆動する駆動モータと、この駆動モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリを制御する制御装置と、を備えた電気自動車が知られている。
この電気自動車では、車両の車室内のスペースを広く確保するとともに、車両の乗員の安全性を向上させるために、バッテリを車室外に配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような電気自動車では、バッテリとともに、このバッテリを制御するバッテリ制御装置も車室外に配置される。
【０００３】
特許文献１で提案された電気自動車によれば、バッテリ制御装置をバッテリとともに車室外に配置したので、バッテリとバッテリ制御装置とを接続する接続ハーネスを短く構成できる。その結果、接続ハーネスで発生するノイズを低減できる。
【０００４】
ところで、バッテリ制御装置のような電気デバイスを車室外に配置する場合、例えば、この電気デバイス専用の収納ケースに収納して、この電気デバイスに水分が付着するのを防止するとともに、この収納ケースに通気口を設けて、外気温の変化などによる収納ケースの内圧の変動を抑制する。さらに、この通気口に、空気を通すが水分を通さないフィルタを取り付けて、収納ケースの内部に水が浸入するのを防止する。
【特許文献１】特開２００４−１２７７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上の手法では、フィルタの表面に塵埃が付着したり、フィルタに水分が付着したりすると、通気口での空気の流通が妨げられ、電気デバイスの収納ケースの内圧の調整ができなくなる、という問題があった。
【０００６】
そこで、車室外の塵埃の少ない位置や車室外の上方に収納ケースを配置したり、収納ケースに通気パイプを接続して、この通気パイプの先端を車室外の上方に配置したりすることが考えられるが、この場合、電気デバイスのレイアウト性が低下する、という問題があった。
【０００７】
本発明は、電気デバイスを車室外に配置した場合に、この電気デバイスのレイアウトの自由度が高く、かつ、電気デバイスを収納する収納ケースの内圧を確実に調整できる電気自動車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】
【０００８】
本発明の電気自動車（例えば、後述の燃料電池車両１）は、バッテリ（例えば、後述のバッテリ４１）と、車室外に配置されて前記バッテリを収納するバッテリボックス（例えば、後述のバッテリボックス４２）と、車室外に配置されて上方に吸気口（例えば、後述の吸気口５１２）が設けられた配管（例えば、後述の吸気配管５１）を備え、当該吸気口から前記配管を通して前記バッテリボックス内に空気を導入して前記バッテリの温度調整を行なう温度調整装置（例えば、後述の温度調整装置５０）と、を備えた電気自動車であって、バッテリ制御装置（例えば、後述のバッテリ制御装置６１）、ファン制御装置（例えば、後述のファン制御装置５４１）、バッテリコンタクタ（例えば、後述のバッテリコンタクタ７１）、および均等化回路（例えば、後述の均等化回路８１）のうち少なくとも１つの収納ケース（例えば、後述のバッテリ制御装置収納ケース６２、ファン制御装置収納ケース５４２、均等化回路収納ケース８２およびコンタクタボックス７２）から延びてフィルタ（例えば、後述のフィルタ９１）を介して前記配管に接続される通気パイプ（例えば、後述の通気パイプ９０）をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、バッテリボックス内に空気を導入する配管と、バッテリ制御装置、ファン制御装置、バッテリコンタクタ、および均等化回路といった電気デバイスの収納ケースのうち少なくとも１つとを、フィルタを介して通気パイプで接続した。よって、通気パイプおよび配管を通して、電気デバイスの収納ケースの内部に空気を流通させることができ、電気デバイスの収納ケースの内圧を確実に調整できる。
また、通気パイプを配管に接続したので、上方に位置する配管の吸気口の高さまで、通気パイプを延出させたのと同様の効果が得られる。
また、車室外の下方のような水没しやすい位置に電気デバイスを配置しても、通気パイプおよび配管を通して電気デバイスの収納ケースの内圧を調整できるので、電気デバイスのレイアウトが制限されず、電気デバイスのレイアウトの自由度が向上する。
【００１０】
この場合、前記フィルタは、微細多孔質材からなることが好ましい。
【００１１】
微細多孔質材は、空気を通過させるが水を通過させない性質を有するものである。そこで、この発明によれば、フィルタを微細多孔質材で形成したので、通気パイプから電気デバイスの収納ケースの内部に水が浸入するのを防止しつつ、空気を流通させることができる。よって、電気デバイスの収納ケースの防水性を向上できる。
【００１２】
この場合、前記配管の一部は、外方に向かって突出しており、前記通気パイプは、当該突出した部分（例えば、後述の突出部５１３、５１３Ａ）に接続されることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、配管の一部を外方に向かって突出させ、通気パイプをこの突出した部分に接続させた。これにより、通気パイプと配管との接続部分は、吸気口からバッテリボックスに向かう空気の流れの障害とならないので、この接続部分が圧力損失とならず、配管内部の空気を効率よく流通させることができる。
【００１４】
この場合、前記突出した部分は、前記配管の上側の部分であることが好ましい。
【００１５】
塵、埃、水分などの異物が配管の内部に侵入した場合、この異物は、配管の下側に溜まりやすい。
そこで、この発明によれば、配管の上側の部分を外方に向かって突出させた。これにより、配管の内部に異物が侵入しても、この異物がフィルタに付着するのを防止できる。
【００１６】
この場合、前記突出した部分は、チャンバ形状であることが好ましい。
【００１７】
この発明によれば、突出した部分をチャンバ形状とした。これにより、配管が水没して配管の内部に水が浸入した場合にも、突出した部分には空気溜まりが形成されるので、この水が電気デバイスの収納ケースに到達するのを防止して、電気デバイスの収納ケースの内圧を効果的に調整できる。
【００１８】
この場合、前記通気パイプの前記配管に接続される部分は、前記配管の下流側に向かって開口されていることが好ましい。
【００１９】
配管の内部では、吸気口からバッテリボックスに向かって空気が流れるので、配管の内部に塵埃や水分が侵入すると、これら塵埃や水分は、空気とともにバッテリボックスに向かって移動する。
そこで、この発明によれば、通気パイプの配管に接続される部分を、配管の下流側に向かって開口させた。よって、配管の内部に侵入した塵埃や水分がフィルタに到達するのを防止でき、フィルタに塵埃や水分が付着するのを効果的に抑制できる。
【００２０】
この場合、前記通気パイプは、前記収納ケースのうち２つ以上を経由することが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、通気パイプを、２つ以上の電気デバイスの収納ケースを経由させたので、これら２つ以上の電気デバイスの収納ケースの内圧を調整できる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、バッテリボックス内に空気を導入する配管と、バッテリ制御装置、ファン制御装置、バッテリコンタクタ、および均等化回路といった電気デバイスの収納ケースのうち少なくとも１つと、を、フィルタを介して通気パイプで接続した。よって、通気パイプおよび配管を通して、電気デバイスの収納ケースの内部に空気を流通させることができ、電気デバイスの収納ケースの内圧を確実に調整できる。また、通気パイプを配管に接続したので、上方に位置する配管の吸気口の高さまで、通気パイプを延出させたのと同様の効果が得られる。
また、車室外の下方のような水没しやすい位置に電気デバイスを配置しても、通気パイプおよび配管を通して電気デバイスの収納ケースの内圧を調整できるので、電気デバイスのレイアウトが制限されず、電気デバイスのレイアウトの自由度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の電気自動車の一実施形態に係る燃料電池車両１の概略構成を示す側面図である。
燃料電池車両１は、燃料電池１０と、燃料電池１０の後方に配置されるバッテリシステム２０と、バッテリシステム２０の後方に配置され燃料電池１０に供給する水素ガスを貯留する水素タンク３０と、を備える。
【００２４】
燃料電池１０、バッテリシステム２０、および水素タンク３０は、燃料電池車両１の車室の床となるフロアパネル１１の下方、すなわち車室外に設けられる。
また、燃料電池１０、バッテリシステム２０および水素タンク３０は、フロアパネル１１の下方に設けられたアンダーカバー１２により各々の底部側が覆われている。
【００２５】
燃料電池１０は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。
この燃料電池１０には、図示しない反応ガス供給装置により、アノード電極（陽極）側に水素タンク３０から水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含むエアが供給される。すると、燃料電池１０は、電気化学反応により発電する。また、この燃料電池１０により発電された電力は、図示しない駆動モータに供給される。
【００２６】
図２は、バッテリシステム２０の斜視図であり、図３は、バッテリシステム２０の平面図である。
バッテリシステム２０は、箱状のバッテリユニット４０と、このバッテリユニット４０の上面に設けられたバッテリ制御ユニット６０と、バッテリユニット４０の後面に設けられたコンタクタユニット７０と、バッテリユニット４０の後面にコンタクタユニット７０に隣接して設けられた均等化回路ユニット８０と、バッテリユニット４０の側面から後面に亘って設けられバッテリユニット４０の温度を調整する温度調整装置５０と、を備える。
【００２７】
バッテリユニット４０は、バッテリ４１と、このバッテリ４１を収納する箱状のバッテリボックス４２と、を備える。
バッテリ４１は、図示しない複数のバッテリセルを備え、燃料電池１０で発電した電力や、減速時における図示しない駆動モータからの回生電力などを蓄電する。また、バッテリ４１に蓄電された電力は、運転状態に応じて駆動モータに適宜供給される。
【００２８】
バッテリ制御ユニット６０は、バッテリ制御装置６１と、このバッテリ制御装置６１を収納する箱状のバッテリ制御装置収納ケース６２と、を備える。
バッテリ制御装置６１は、バッテリ４１の温度や電圧を検出して、このバッテリ４１を制御する。これらバッテリ制御装置６１とバッテリ４１とは、図示しない接続ハーネスで接続される。
【００２９】
コンタクタユニット７０は、バッテリコンタクタ７１と、このバッテリコンタクタ７１を収納する箱状のコンタクタボックス７２と、を備える。
バッテリコンタクタ７１は、バッテリ４１と、図示しない駆動モータや補機類などの電気負荷とを電気的に接続および遮断する。
【００３０】
均等化回路ユニット８０は、均等化回路８１と、この均等化回路８１を収納する箱状の均等化回路収納ケース８２と、を備える。
均等化回路８１は、例えば、バッテリ４１を放電させて、このバッテリ４１を構成する複数のバッテリセルそれぞれの電池容量のバラつきを解消する。
【００３１】
温度調整装置５０は、バッテリユニット４０の側面から延出しバッテリユニット４０の上方に至る吸気配管５１と、バッテリユニット４０の側面から後方に向かって延びる排気配管５２と、この排気配管５２の内部に配置されたバッテリファン５３と、この排気配管５２の側面に設けられたファン制御ユニット５４と、を備える。
【００３２】
吸気配管５１は、バッテリユニット４０の後面に設けられて上方に延びる吸気チャンバ５１１と、バッテリユニット４０の両側面から延びてこの吸気チャンバ５１１に接続される吸気配管本体５１０Ａ、５１０Ｂと、を備える。
吸気チャンバ５１１の上端側には、後方に向かって開口した吸気口５１２が形成されている。この吸気口５１２は、バッテリ制御ユニット６０よりも上方に位置する。
【００３３】
バッテリファン５３は、吸気配管５１を通してバッテリボックス４２内に空気を導入するとともに、排気配管５２を通してバッテリボックス４２内に導入された空気を排気する。
【００３４】
ファン制御ユニット５４は、ファン制御装置５４１と、このファン制御装置５４１を収納するファン制御装置収納ケース５４２と、を備える。
ファン制御装置５４１は、バッテリ４１の温度に応じて、バッテリファン５３を制御する。
【００３５】
また、以上のバッテリ制御ユニット６０のバッテリ制御装置収納ケース６２、ファン制御ユニット５４のファン制御装置収納ケース５４２、コンタクタユニット７０のコンタクタボックス７２、均等化回路ユニット８０の均等化回路収納ケース８２、および温度調整装置５０の吸気配管５１は、通気パイプ９０で接続されている。すなわち、通気パイプ９０は、バッテリ制御装置収納ケース６２から延びてファン制御装置収納ケース５４２、コンタクタボックス７２、および均等化回路収納ケース８２を経由して、フィルタ９１を介して吸気配管５１に接続される。
【００３６】
図４および図５は、吸気配管５１と通気パイプ９０との接続部分を示す斜視図および断面図である。
吸気配管５１の吸気配管本体５１０Ａには、この吸気配管本体５１０Ａの一部が外方に向かって突出して突出部５１３が形成されている。具体的には、突出部５１３は、吸気配管本体５１０Ａの上側が突出して形成され、吸気チャンバ５１１側からバッテリユニット４０側に向かうに従って突出量が小さくなる形状である。
【００３７】
この突出部５１３の吸気チャンバ５１１側の側面には、通気パイプ９０がフィルタ９１を介して接続される。これにより、通気パイプ９０の先端は、バッテリユニット４０側に向かって開口することになる。
【００３８】
具体的には、通気パイプ９０の先端には、継手５１６が取り付けられており、この継手５１６を突出部５１３にねじ止めすることで、通気パイプ９０は、突出部５１３に接続される。
継手５１６は、基端側が通気パイプ９０に接続されかつ先端側に凹部が形成された筒状の継手本体５１４と、先端側にフィルタ９１が取り付けられてこの継手本体５１４の凹部に嵌合された筒状の治具５１５と、を備える。
フィルタ９１は、空気を通過させるが水を通過させない性質を有する微細多孔質材から形成される。
【００３９】
以上の温度調整装置５０は、例えば、以下のように動作する。
バッテリ４１の温度が上昇すると、ファン制御装置５４１は、このバッテリ４１の温度上昇を検知し、バッテリファン５３を駆動させる。すると、図３中矢印で示すように、吸気配管５１の吸気口５１２から吸気チャンバ５１１に空気が導入され、この導入された空気は、２つに分かれて、吸気配管本体５１０Ａ、５１０Ｂを通って、バッテリボックス４２内に到達する。その後、このバッテリボックス４２内に到達した空気は、排気配管５２を通して外部に排出される。このようにして、バッテリ４１が冷却される。
【００４０】
また、通気パイプ９０および吸気配管５１に空気が流通して、バッテリ制御装置収納ケース６２、ファン制御装置収納ケース５４２、コンタクタボックス７２、および均等化回路収納ケース８２のそれぞれの内圧が調整される。
【００４１】
本実施形態の燃料電池車両１によれば、以下の効果を奏する。
（１）バッテリボックス４２内に空気を導入する吸気配管５１と、バッテリ制御装置収納ケース６２とを、フィルタ９１を介して通気パイプ９０で接続したので、通気パイプ９０および吸気配管５１を通して、バッテリ制御装置収納ケース６２の内部に空気を流通させることができ、バッテリ制御装置収納ケース６２の内圧を確実に調整できる。
【００４２】
（２）通気パイプ９０を吸気配管５１に接続したので、バッテリ制御装置６１よりも上方に位置する吸気配管５１の吸気口５１２の高さまで、通気パイプ９０を延出させたのと同様の効果が得られる。
【００４３】
（３）車室外の下方のような水没しやすい位置にバッテリ制御装置６１を配置しても、通気パイプ９０および吸気配管５１を通してバッテリ制御装置収納ケース６２の内圧を調整できるので、バッテリ制御装置６１のレイアウトが制限されず、バッテリ制御装置６１のレイアウトの自由度が向上する。
【００４４】
（４）フィルタ９１を微細多孔質材で形成したので、通気パイプ９０からバッテリ制御装置収納ケース６２の内部に水が浸入するのを防止しつつ、空気を流通させることができる。よって、バッテリ制御装置収納ケース６２の防水性を向上できる。
【００４５】
（５）吸気配管５１の一部を外方に向かって突出させて突出部５１３を形成し、通気パイプ９０をこの突出部５１３に接続させた。これにより、通気パイプ９０と吸気配管５１との接続部分は、吸気口５１２からバッテリボックス４２に向かう空気の流れの障害とならないので、この接続部分が圧力損失とならず、吸気配管５１内部の空気を効率よく流通させることができる。
【００４６】
（６）塵、埃、水分などの異物が吸気配管５１の内部に侵入した場合、この異物は、吸気配管５１の下側に溜まりやすい。よって、突出部５１３を、吸気配管５１の上側の部分を外方に向かって突出させて形成したので、吸気配管５１の内部に異物が侵入しても、この異物がフィルタ９１に付着するのを防止できる。
【００４７】
（７）吸気配管５１の内部では、吸気口５１２からバッテリボックス４２に向かって空気が流れるので、吸気配管５１の内部に塵埃や水分が侵入すると、これら塵埃や水分は、空気とともにバッテリボックス４２に向かって移動する。よって、通気パイプ９０の吸気配管５１に接続される部分を、吸気配管５１の下流側に向かって開口させたので、吸気配管５１の内部に侵入した塵埃や水分がフィルタ９１に到達するのを防止でき、フィルタ９１に塵埃や水分が付着するのを効果的に抑制できる。
【００４８】
（８）温度調整装置５０を、バッテリファン５３、ファン制御装置５４１、およびファン制御装置収納ケース５４２を含んで構成し、通気パイプ９０を、このファン制御装置収納ケース５４２を経由させたので、通気パイプ９０により、ファン制御装置収納ケース５４２の内圧も調整できる。
【００４９】
（９）バッテリコンタクタ７１およびコンタクタボックス７２を設け、通気パイプ９０を、コンタクタボックス７２を経由させたので、通気パイプ９０により、コンタクタボックス７２の内圧も調整できる。
【００５０】
（１０）均等化回路８１および均等化回路収納ケース８２を設け、通気パイプ９０を、均等化回路収納ケース８２を経由させたので、通気パイプ９０により、均等化回路収納ケース８２の内圧も調整できる。
【００５１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【００５２】
例えば、本実施形態では、突出部５１３を、吸気チャンバ５１１側からバッテリユニット４０側に向かうに従って突出量が小さくなる形状としたが、これに限らない。すなわち、図６に示すように、突出部５１３Ａを、箱状のチャンバ５１７と、このチャンバ５１７と吸気配管本体５１０Ａとを接続する通気配管５１８と、で構成する。そして、通気配管５１８の内径をチャンバ５１７の内径よりも小さくして、突出部５１３Ａをチャンバ形状としてもよい。
【００５３】
このようにすれば、上述の（１）〜（１０）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（１１）突出した部分をチャンバ形状としたので、吸気配管５１が水没してこの吸気配管５１の内部に水が浸入した場合にも、突出部５１３Ａには、空気溜まりが形成される。よって、吸気配管５１の内部に浸入した水がバッテリ制御装置収納ケース６２に到達するのを防止して、バッテリ制御装置収納ケース６２の内圧を効果的に調整できる。
【００５４】
また、本実施形態では、バッテリ制御装置収納ケース６２、ファン制御装置収納ケース５４２、均等化回路収納ケース８２およびコンタクタボックス７２の全てに対して、通気配管５１８を接続したが、これに限らない。すなわち、これら収納ケースおよびコンタクタボックスのうちの任意のものに対してのみ、通気配管を接続してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の電気自動車の一実施形態に係る燃料電池車両の概略構成を示す側面図である。
【図２】前記実施形態に係るバッテリシステムを示す斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るバッテリシステムを示す平面図である。
【図４】前記実施形態に係る吸気配管と通気パイプとの接続部分を示す斜視図である。
【図５】前記実施形態に係る吸気配管と通気パイプとの接続部分を示す断面図である。
【図６】前記実施形態の変形例の吸気配管と通気パイプとの接続部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    燃料電池車両（電気自動車）
１０    燃料電池
２０    バッテリシステム
４１    バッテリ
４２    バッテリボックス
５０    温度調整装置
５１    吸気配管（配管）
５３    バッテリファン
６１    バッテリ制御装置
６２    バッテリ制御装置収納ケース
７１    バッテリコンタクタ
７２    コンタクタボックス
８１    均等化回路
８２    均等化回路収納ケース
９０    通気パイプ
９１    フィルタ
５１２    吸気口
５１３    突出部（突出した部分）
５４１    ファン制御装置
５４２    ファン制御装置収納ケース
【図１】
0004932784.tif 000002
【図２】
0004932784.tif 000003
【図３】
0004932784.tif 000004
【図４】
0004932784.tif 000005
【図５】
0004932784.tif 000006
【図６】
0004932784.tif 000007