JP2001167806A

JP2001167806A - 車載電池パック

Info

Publication number: JP2001167806A
Application number: JP35088399A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Eto; 豊彦江藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトな構成であって、自動車の小さなス
ペースに搭載することができる。【解決手段】複数の電池モジュール１１が直方体状に一
体化された組電池１０が電池収容ケース２０内に収容さ
れている。組電池１０は、電池収容ケース２０の底面２
１ａおよび上面２２ａに対して傾斜状態になるように配
置されている。電池収容ケース２２の内部には、組電池
１０における底面２１ａに近接した側部の全体に沿って
クロスフロー型の羽根車２６が回転可能に配置されてお
り、羽根車２６の下方に設けられた吸気口２１ｇから吸
引された冷却風が、組電池１０の上側の空間内に流入し
て、組電池１０の各電池モジュール１１の間を通過し、
各電池モジュール１１を冷却する。冷却風は、羽根車２
６の遠方側における電池収容ケース２０の下部に設けら
れた排気口２１ｅおよび通気口２１ｄから排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機（モータ
ー）と内燃機関（エンジン）とを駆動源として併用する
ハイブリッド自動車等に搭載されて、電動機の駆動源と
して使用される車載電池パックに関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機（モーター）と内燃機関（エンジ
ン）とを駆動源として併用するハイブリッド自動車で
は、電動機の駆動源として、複数の単電池を組み合わせ
た組電池が使用される。このような組電池は、自動車内
の限られた空間内に搭載する必要があるために、コンパ
クトに構成するとともに軽量にする必要がある。このた
めに、単電池として、薄い平板状をした角型の電池モジ
ュールが開発さている。この電池モジュールは、プラス
チック製の扁平な中空直方体状の電槽を有しており、電
槽の内部が複数のセルに分割されている。そして、各セ
ル内に、電解液および電極体がそれぞれ収容されてい
る。

【０００３】このような電池モジュールは、複数が厚さ
方向に積層されて一体化されることによって、組電池と
される。そして、組電池が電池収容ケース内に収容され
て車載電池パックとされて、自動車の車体における適当
な位置に取り付けられている。

【０００４】各電池モジュールは、内部での電気化学反
応によって発熱し、その温度が上昇する。各電池モジュ
ールは、高温になると発電効率が低下するために、例え
ば、電池収容ケース内に冷却風を供給して、電池収容ケ
ース内に設けられた組電池の各電池モジュールを冷却す
ることが行われている。

【０００５】例えば、特開平１１−１８０１６８号公報
には、電池収容ケースの内部に、組電池を傾斜状態で配
置するとともに、組電池の上方および下方にそれぞれ空
間を設けて、組電池の上方の空間に、電池収容ケースの
外部に設けられた冷却ファンによって冷却風を供給する
ことにより、組電池の各電池モジュール間に冷却風を通
過させる構成が開示されている。冷却ファンによって電
池収容ケース内に供給される冷却風は、組電池における
各電池モジュールの間を通過する間に、各電池モジュー
ルを冷却する。そして、各電池モジュールを冷却した冷
却風は、電池収容ケースの下部を通って、電池収容ケー
スの外部に排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、電池収容
ケース内に設けられた組電池を、電池収容ケースの外部
に設けられた冷却ファンから供給される冷却風によって
冷却する構成では、電池収容ケース以外に、冷却ファン
を配置するスペース、冷却ファンからの冷却風を電池収
容ケースに供給するダクトを配置するスペース等が必要
であり、自動車上にコンパクトに搭載することができな
いおそれがある。また、冷却風が組電池の上方および下
方に電池の積層方向にわたって長く形成された空間を流
れる構成のため、温度分布に片寄りが生じ易く、各電池
モジュールの間の温度にバラツキが大きくなって、組電
池全体の性能を十分に引き出せないという問題もある。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、コンパクトな構成であって、自動
車内における小さなスペースに容易に配置することがで
きると共に、電池モジュール間の温度のバラツキを低減
することができる車載電池パックを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の車載電池パック
は、複数の電池モジュールが直方体状に一体化された組
電池が電池収容ケース内に収容されて自動車に搭載され
た車載電池パックであって、組電池の一方の側部が電池
収容ケースの底面に近接するとともに、組電池の他方の
側部が電池収容ケースの上面に近接するように、電池収
容ケースの底面および上面に対して組電池が傾斜状態で
電池収容ケース内に配置されており、電池収容ケースの
内部には、クロスフロー型の羽根車が、電池収容ケース
の底面に近接した組電池の一方の側部全体に沿った状態
で、回転可能に配置されていることを特徴とする。

【０００９】前記電池収容ケースは、羽根車の下方に吸
気口または排気口を有するとともに、羽根車の遠方側に
位置する組電池の他方の側部の下方に、排気口または吸
気口を有している。

【００１０】前記電池収容ケースにおける羽根車の遠方
側に位置する組電池の他方の側部の下方に設けられた排
気口または吸気口は、車外に連通している。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の車載電池パッ
クの実施の形態の一例を示す概略構成図、図２は、その
断面図である。この電池電源装置は、扁平な直方体状を
した複数の角型の電池モジュール１１が厚さ方向に一体
的に積層されて直方体状に構成された組電池１０と、こ
の組電池１０が収容された電池ケース２０とを有してい
る。

【００１２】電池モジュール１１は、扁平な直方体状を
したプラスチック製の電槽を有しており、電槽の内部
が、例えば、長手方向に６等分されて、６つの角型セル
が形成されている。そして、各角型セル内に電解液およ
び電極体がそれぞれ収容されている。各電池モジュール
１１は、それぞれが厚さ方向に積層されて、各電池モジ
ュール１１の積層方向に長くなった直方体状に形成され
て一体化されている。

【００１３】各電池モジュール１１が厚さ方向に積層さ
れた組電池１０を収容する電池ケース２０は、自動車に
おける車体の水平な載置面３１上に取り付けられる下側
ケース体２１と、この下側ケース体２１に一体的に取り
付けられる上側ケース体２２とを有している。

【００１４】下側ケース体２１は、車体の水平な載置面
３１上に載置される水平な底面２１ａを有しており、底
面２１ａ上に、各電池モジュール１１が一体化された組
電池１０が配置されている。底面２１ａ幅方向の一方の
側縁部には、上方に向かって立ち上げられた通気部２１
ｂが設けられており、この通気部２１ｂに連続して垂直
な側面２１ｃが設けられている。通気部２１ｂには、そ
れぞれが底面２１ａの長手方向に沿って延びる複数の通
気孔２１ｄが設けられている。また、この通気部２１ｂ
に近接した底面２１ａの側部には、長手方向に沿って開
口した排気口２１ｅが設けられている。側面２１ｃの上
側縁部には、外側に突出したフランジ部２１ｈが設けら
れている。

【００１５】底面２１ａにおける幅方向の側縁部には、
底面２１ａよりも若干上方に配置された円弧状の吸気部
２１ｆが連続して設けらけれている。この吸気部２１ｆ
は、底面２１ａから離れるにつれて順次上方に位置する
ように円弧状に湾曲している。吸気部２１ｆには、それ
ぞれが底面２１ａの長手方向に沿って延びる複数の吸気
口２１ｇがそれぞれ設けられている。吸気部２１ｆの上
側縁部には、外側に突出したフランジ部２１ｈが設けら
れている。

【００１６】上側ケース体２２は、下側ケース体２１の
吸気部２１ｆ、底面２１ａ、通気部２１ｂ全体を覆う上
面２２ａを有している。この上面２２ａは、下側ケース
体２１の吸気部２１ｆとの対向部以外の部分が水平状態
になっており、吸気部２１ｆに対向した部分は、外側に
なるにつれて順次下側に位置するように、円弧状に湾曲
している。そして、この湾曲した部分に連続した側縁部
には、外方に突出したフランジ部２２ｂが設けられてい
る。また、上面２２ａにおける水平状態になった部分の
側縁部は、下方に垂直に屈曲されており、その下側の側
縁部に外方に突出したフランジ部２２ｂが設けられてい
る。

【００１７】上側ケース体２２の各フランジ部２２ｂ
は、下側ケース体２１の各フランジ部２１ｈにそれぞれ
突き当てられて、結合部材２３によって、相互に気密に
シールされた状態で一体的に結合されている。

【００１８】電池収容ケース２０内に収容される直方体
状の組電池１０は、幅方向の一方側部が電池収容ケース
２０の底面２１ａに近接するように、電池収容ケース２
０の底面２１ａおよび上面２２ａに対して傾斜した状態
になっている。組電池１０の底面２１ａに近接した下側
側部は、下側ケース体２１の底面２１ａにおける吸気部
２１ｆに近接して、底面２１ａの長手方向に沿って配置
されており、その側部と、底面２１ａとの間が、底面２
１ａの長手方向に沿って配置されたシール部材２４によ
って、長手方向の全体にわたって気密にシールされてい
る。

【００１９】電池収容ケース２０の底面２１ａから離れ
た状態になっている組電池１０の他方の側部は、下側ケ
ース体２１の通気部２１ｂにおける側面２１ｃに近接し
て、底面２１ａの長手方向に沿って配置されており、そ
の側部と、底面２１ａとの間が、底面２１ａの長手方向
に沿って配置されたシール部材２５によって、長手方向
の全体にわたって気密にシールされている。組電池１０
は、このように、下側ケース体２１の下部における底面
２１ａおよび通気部２１ｂとの間に、気密状態の適当な
空間が形成されるように、傾斜状態で配置されている。

【００２０】下側ケース体２１の吸気部２１ｆ上には、
クロスフロー型の羽根車２６が、組電池１０の長手方向
に沿って配置されている。クロスフロー型の羽根車２６
は、組電池１０の長手方向の全体にわたって沿った状態
で、回転可能に配置されており、その回転によって、下
側ケース体２１の吸気部２１ｆに設けられた吸気口２１
ｇから電池収容ケース２０内に空気を吸引して、上側ケ
ース体２２の上面２２ａに沿って空気を流動させるよう
になっている。

【００２１】上側ケース体２２の上面２２ａに沿って流
動する空気（冷却風）は、組電池１０の各電池モジュー
ル１１間を通過して、組電池１０の下方の空間内に流入
して、底面２１ａに設けられた排気口２１ｅおよび通気
部２１ｂに設けられた通気口２１ｄを通って、電池収容
ケース２０の外部に排出される。

【００２２】下側ケース体２１が取り付けられる車体の
電池載置面３１には、下側ケース体２１の底面２１ａに
設けられた排気口２１ｅに対向するように排気開口部３
１ａが設けられている。この排気開口部３１ａに対向す
る電池載置面３１の下方には、排気ガイド３２が設けら
れており、電池収容ケース２０の排気口２１ｅから排出
される冷却風が排気ガイド３２内に排出される。排気ガ
イド３２には、水平状態に配置された排気ダクト３３の
一方の端部が接続されており、排気ガイド３２内に流入
した冷却風は、排気ガイド３２に案内されて、排気ダク
ト３３内に流入する。排気ダクト３３の先端部は、車外
に向かって開口しており、排気ダクト３３内を流動する
冷却風は、その開口部から車外に排出される。

【００２３】このような構成の車載電池パック２０で
は、クロスフロー型の羽根車２６が回転することによ
り、下側ケース体２１の吸気部２１ｆに設けられた吸気
口２１ｇを通って電池収容ケース２０の内部に空気（冷
却風）が、長手方向の全体にわたって吸引される。電池
収容ケース２０内に吸引された冷却風は、長手方向の全
体にわたって、上側ケース体２２の上面２２ａに沿って
流動し、組電池１０と上面２２ａとの間の空間内に流入
して、組電池１０の各電池モジュール１１の間へと流動
する。

【００２４】この場合、電池収容ケース２０内における
組電池１０上の空間は、下流側になるにつれて、上下方
向寸法が順次小さくなっているために、この空間内に流
入した冷却風は、組電池１０の幅方向（各電池モジュー
ル１１の長手方向）の全体にわたって、ほぼ均一な流速
にて各電池モジュール１１の間を流下することになる。
そして、各電池モジュール１１間を流下する冷却風は、
その流下の間に各電池モジュール１１を冷却する。この
ように、羽根車２６からは、組電池１０の全ての電池モ
ジュール１１に対して、各電池モジュール１１の長手方
向の全体にわたって冷却風がそれぞれ供給されることに
なり、各電池モジュール１１が全体にわたって確実に冷
却され、各電池モジュール間の温度バラツキが低減され
る。

【００２５】各電池モジュール１１間を通過した冷却風
は、電池収容ケース２０内における組電池１０の下方の
空間内に流入する。そして、冷却風の一部は、通気部２
１ｂに設けられた通気口２１ｄを通って、車内に排出さ
れるとともに、底面２１ａに設けられた排気口２１ｅ、
電池載置面３１および排気ガイド３２を通って、排気ダ
クト３３内に排出され、排気ダクト３３を通って車外に
排出される。

【００２６】なお、上記実施の形態では、クロスフロー
型の羽根車２６の下方の吸引口２１ｇから空気が吸引さ
れるように、羽根車２６を回転させて、組電池１０の他
方の側部の下方に位置する排気口２１ｅから排出する構
成であったが、羽根車２６を逆回転させて、組電池１０
における上側に位置する側部の下方に設けられた排気口
２１ｅを吸気口とし、羽根車２６の下方の吸引口２１ｇ
を排気口とするようにしてもよい。

【００２７】また、上記実施の形態では、扁平な直方体
状の角型の電池モジュール１１によって組電池１０を構
成したが、円柱状の単電池を直列接続した複数の電池モ
ジュールをそれぞれ平行に配置して直方体状の組電池を
構成してもよい。この場合には、各電池モジュールが羽
根車２６に平行するように、組電池が電池収容ケース２
０内に配置される。

【００２８】

【発明の効果】本発明の車載電池パックは、このよう
に、電池収容ケース内に傾斜状態で配置された組電池に
対して、電池収容ケース内に配置された羽根車によっ
て、組電池の全体にわたって、冷却風が供給されるよう
になっているために、コンパクトな構成であり、自動車
における小さなスペースに搭載することができる。しか
も、組電池の各電池モジュールを効率よく、かつ、均一
に冷却することができ、各電池モジュール間の温度バラ
ツキを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車載電池パックの実施の形態の一例を
示す概略斜視図である。

【図２】その車載電池パックの断面図である。

【符号の説明】

１０組電池１１電池モジュール２０電池収容ケース２１下側ケース体２１ａ底面２１ｂ通気部２１ｃ側面２１ｄ通気口２１ｅ排気口２１ｆ吸気部２１ｇ吸気口２２上側ケース体２２ａ上面２３結合部材２４シール部材２５シール部材２６羽根車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電池モジュールが直方体状に一体
化された組電池が電池収容ケース内に収容されて自動車
に搭載された車載電池パックであって、組電池の一方の側部が電池収容ケースの底面に近接する
とともに、組電池の他方の側部が電池収容ケースの上面
に近接するように、電池収容ケースの底面および上面に
対して組電池が傾斜状態で電池収容ケース内に配置され
ており、電池収容ケースの内部には、クロスフロー型の
羽根車が、電池収容ケースの底面に近接した組電池の一
方の側部全体に沿った状態で、回転可能に配置されてい
ることを特徴とする車載電池パック。
【請求項２】前記電池収容ケースは、羽根車の下方に
吸気口または排気口を有するとともに、羽根車の遠方側
に位置する組電池の他方の側部の下方に、排気口または
吸気口を有している請求項１に記載の車載電池パック。
【請求項３】前記電池収容ケースにおける羽根車の遠
方側に位置する組電池の他方の側部の下方に設けられた
排気口または吸気口は、車外に連通している請求項２に
記載の車載電池パック。