JP2009040152A - 電源パックのダクト構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ダクトの接続時の制約を低減するとともに、その接続時の作業性を向上させる電源パックのダクト構造、を提供する。
【解決手段】バッテリパックのダクト構造は、ハイブリッド自動車に搭載されるバッテリパック１５と、バッテリパック１５に冷却風を供給するブロア２６と、バッテリパック１５とブロア２６との間を中継し、冷却風が流通するダクト５１とを備える。ダクト５１は、バッテリパック１５およびブロア２６に対して同一方向から接続される。
【選択図】図２

Description

この発明は、一般的には、電源パックのダクト構造に関し、より特定的には、車両に搭載される電源パックのダクト構造に関する。

従来の電源パックのダクト構造に関して、たとえば、特開２００１−１６７８０５号公報には、電池収容ケース内に収容された組電池の各電池モジュールを冷却する冷却風を、車外から車室内に切り換えて排気する際に、騒音の発生を低減することを目的とした車載機器の排気装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された排気装置は、第１排気ダクトを含む。第１排気ダクトは、電池収容ケースからほぼ水平に延出し、その一方の端部が電池収容ケースに接続され、他方の端部が排気ファンに接続されている。

また、実開昭６０−１６１７７１号公報には、冷却槽の大型化を抑制することを目的とした配管継手が開示されている（特許文献２）。特許文献２では、スペースが狭小な装置、たとえばヘリウム冷凍装置の保冷層内での配管構造について説明されている。

また、特開２０００−８２５０２号公報には、複数の単電池を集積して組電池を構成したときの各単電池の温度を均等化することを目的とした集積電池の温度管理装置が開示されている（特許文献３）。特許文献３では、電動機と内燃機関とを駆動源として併用するハイブリッド自動車の電池電源の構造について説明されている。
特開２００１−１６７８０５号公報 実開昭６０−１６１７７１号公報 特開２０００−８２５０２号公報

近年ますます高まりつつある省エネ・環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Hybrid
Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）が大きく注目されている。たとえば、ハイブリッド自動車は、エンジンを駆動することによって動力を得るとともに、バッテリからの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによって動力を得る。このような構成を備えるハイブリッド自動車には、バッテリパックおよびブロアが搭載される。バッテリパックは、バッテリを収容する。ブロアは、充放電に伴い発熱するバッテリを冷却するため、バッテリパックに冷却風を供給する。このバッテリパックとブロアとの間は、冷却風の流通を可能とするためダクトにより接続される。

しかしながら、バッテリパックやブロアは、車両上の限られた空間に設置される。特にハイブリッド自動車の場合、従来のエンジンに加えてバッテリが搭載されるため、許容されるスペースが非常に狭い。このため、ダクトをバッテリパックおよびブロアに接続する際に制約が生じたり、接続時の作業性が損なわれたりするおそれがある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ダクトの接続時の制約を低減するとともに、その接続時の作業性を向上させる電源パックのダクト構造を提供することである。

この発明に従った電源パックのダクト構造は、車両に搭載される電源パックと、電源パ
ックに冷却風を供給するブロアと、電源パックとブロアとの間を中継し、冷却風が流通するダクトとを備える。ダクトは、電源パックおよびブロアに対して同一方向から接続される。

このように構成された電源パックのダクト構造によれば、ダクトを一方向から移動させつつ電源パックおよびブロアに対して接続することが可能となる。これにより、ダクトの接続時の制約を低減するとともに、ダクトの接続時の作業性を向上させることができる。

また好ましくは、車両は、電源パックおよびブロアが設置され、荷物が積み込まれる空間であるラゲージルームを含む。ダクトは、ラゲージルームを区画形成する壁面に隣り合って配置される。ダクトは、ダクトを基準に壁面が位置する側とは異なる側から接続される。このように構成された電源パックのダクト構造によれば、ラゲージルームの壁面の影響を受けることなく、ダクトを電源パックおよびブロアに対して容易に接続することができる。

また好ましくは、ダクトは、筒状に延在し、冷却風が流通する空間を規定する周壁を含む。ダクトには、周壁が部分的に切り欠かれ、電源パックおよびブロアに対して差し込まれる差し込み部が形成される。このように構成された電源パックのダクト構造によれば、電源パックおよびブロアに対して同一方向から接続されるダクトを、簡易な構成で得ることができる。

以上説明したように、この発明に従えば、ダクトの接続時の制約を低減するとともに、その接続時の作業性を向上させる電源パックのダクト構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるバッテリパックのダクト構造が適用されたハイブリッド自動車を示す斜視図である。図中には、ハイブリッド自動車のラゲージルーム周辺が、リヤシートが省略された状態で示されている。

図１を参照して、ハイブリッド自動車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、車両駆動用のモータとを動力源とする。

ハイブリッド自動車には、車両室内４２およびラゲージルーム４４が形成されている。車両室内４２は、乗員が搭乗する空間である。ラゲージルーム４４は、主に荷物を積むための空間である。ラゲージルーム４４は、車両後部に形成されている。車両室内４２とラゲージルーム４４との間は、パーティションパネル３１により区画されている。

ハイブリッド自動車は、バッテリパック１５を含む。バッテリパック１５は、ラゲージルーム４４に設置されている。バッテリパック１５は、ラゲージルーム４４の床面上に設置されている。ラゲージルーム４４には、図示しないデッキボードが設けられている。デッキボードの上に荷物が載置され、その下にバッテリパック１５と、後述のブロア２６、吸気ダクト２３および排気ダクト２５とが配置される。

バッテリパック１５は、バッテリ２０およびバッテリケース２１を含む。バッテリ２０は、ハイブリッド自動車の走行用である。すなわち、バッテリ２０は、ハイブリッド自動
車に搭載された車両駆動用のモータに電力供給する。バッテリ２０は、充放電可能な２次電池であれば特に限定されず、たとえば、ニッケル水素電池であってもよいし、リチウムイオン電池であってもよい。バッテリ２０は、バッテリケース２１に収容されている。バッテリケース２１は、筐体形状を有する。バッテリケース２１は、略直方体形状を有する。バッテリケース２１は、ハイブリッド自動車を平面的に見た場合に、車両幅方向に延在する長辺と、車両前後方向に延在する短辺とを含む。

本実施の形態におけるハイブリッド自動車においては、車両駆動用のモータを駆動する際、バッテリ２０から放電された直流電流がインバータによって交流電流に変換され、モータに供給される。モータをジェネレータとして機能させ、エネルギ回生を行なう際には、モータが発電した交流電流がインバータによって直流電流に変換され、バッテリ２０に充電される。

バッテリパック１５には、充放電に伴って発熱するバッテリ２０を冷却するため、冷却機構が設けられている。その構造について説明すると、ハイブリッド自動車は、吸気ダクト２３を含む。吸気ダクト２３は、車両室内４２と、ラゲージルーム４４に設置されたバッテリパック１５との間で延びる。吸気ダクト２３は、パーティションパネル３１を貫通する。吸気ダクト２３は、図示しないリヤシートの下を配索されている。吸気ダクト２３は、吸気口２４を含む。吸気口２４は、車両室内４２で開口する。吸気口２４は、リヤシートの足元の空間で開口する。リヤシートの足元の空間は、直射日光の影響を受け難く、一般的に温度が低いため、バッテリ２０に低温の空気を冷却風として導入することができる。

ハイブリッド自動車は、排気ダクト２５を含む。排気ダクト２５は、バッテリパック１５と、ラゲージルーム４４のトリム（内装）およびボディ間の空間との間で延びる。排気ダクト２５は、ラゲージルーム４４内に配索されている。排気ダクト２５は、排気口６１および６２を含む。排気口６１は、ラゲージルーム４４内で開口する。排気口６２は、ラゲージルーム４４のトリムおよびボディ間の空間で開口する。

ハイブリッド自動車は、ブロア２６を含む。ブロア２６は、排気ダクト２５の経路上に配置されている。ブロア２６は、吸気ダクト２３および排気ダクト２５にバッテリ２０を冷却するための冷却風を流通させる。ブロア２６は、ラゲージルーム４４に設置されている。ブロア２６は、ラゲージルーム４４の床面上に設置されている。ブロア２６は、バッテリパック１５とは別体に設けられている。ブロア２６は、回転ファンの中央部から回転軸方向に吸気して、回転軸の半径方向に冷却風を排出する電動のシロッコファンである。ブロア２６は、バッテリパック１５から冷却風を吸引する引き込み型のファンである。

ブロア２６は、たとえばホイルハウスに固定されてもよい。ホイルハウスは、後輪と、後輪に接続され、車体を支持するサスペンションとを収容する車両ボディである。ホイルハウスは、ラゲージルーム４４を区画形成する壁面を構成する。ブロア２６の種類は、シロッコファンに限られず、たとえば、クロスフロー型のファンやプロペラファンであってもよい。

ブロア２６を駆動させると、車両室内４２の空気が吸気口２４を通じて吸気ダクト２３に取り込まれる。空気は、吸気ダクト２３を通り、冷却風としてバッテリパック１５に導入される。バッテリ２０の冷却によって温度上昇した冷却風は、排気ダクト２５を通り、その一部が排気口６１を通じてラゲージルーム４４に排出され、残りが排気口６２およびベントグリル６３を通じて車外に排出される。

図２は、図１中の排気ダクトの組み立て工程を示す図である。図２中には、ラゲージル
ーム４４内の平面図が示されている。図１および図２を参照して、排気ダクト２５は、ダクト５１を含む。ダクト５１は、バッテリパック１５とブロア２６との間を中継する。ダクト５１は、バッテリパック１５からブロア２６に向けて冷却風を流通させる。ダクト５１は、ラゲージルーム４４内でバッテリパック１５およびブロア２６によって支持されている。

ラゲージルーム４４は、壁面としての側面４４ｄを含む。ダクト５１は、側面４４ｄに隣り合って設けられている。ブロア２６は、側面４４ｄに隣り合って設けられている。車両幅方向において、側面４４ｄとバッテリパック１５との間にダクト５１およびブロア２６が配置されている。ダクト５１は、側面４４ｄと、ラゲージルーム４４の床面と、バッテリパック１５と、図示しないデッキボードとに囲まれた空間に配置されている。

ダクト５１は、一方端５１ｐおよび他方端５１ｑを含む。ダクト５１は、一方端５１ｐと他方端５１ｑとの間で筒状に延びる。一方端５１ｐおよび他方端５１ｑは、それぞれ、バッテリパック１５およびブロア２６に対して接続される。バッテリパック１５およびブロア２６は、それぞれ接続部２２および接続部２７を含む。接続部２２および２７は、冷却風が流通する筒形状を有する。一方端５１ｐおよび他方端５１ｑは、所定の嵌め代を有した状態で、それぞれ接続部２２および接続部２７に嵌合されている。

ダクト５１は、バッテリパック１５およびブロア２６に対して同一方向から接続されている。本実施の形態では、ダクト５１が、バッテリパック１５およびブロア２６に対して車両前方から車両後方に向かう一方向（図２中の矢印１０１に示す方向）から接続されている。ダクト５１は、ダクト５１を基準にして側面４４ｄが位置する側とは異なる側から接続されている。ダクト５１の接続方向は、一方端５１ｐおよび他方端５１ｑにおいてダクト５１が延びる方向と一致する。一方端５１ｐおよび他方端５１ｑは、車両後方に向けて開口する。ダクト５１は、一方端５１ｐと他方端５１ｑとの間でＵ字状に曲がって延びている。

図３は、比較のためのバッテリパックのダクト構造を示す平面図である。図３を参照して、本比較例では、ダクト１５１が、バッテリパック１５およびブロア２６に対して互いに異なる方向から接続される。すなわち、ダクト１５１は、バッテリパック１５に対しては車両幅方向から接続され、ブロア２６に対しては車両前後方向から接続されている。

このような場合に、バッテリパック１５およびブロア２６をラゲージルーム４４の床面に設置した後、ダクト１５１をバッテリパック１５およびブロア２６に接続しようとすると、両者に対するダクト１５１の接続方向が異なるため、接続作業が難しくなる。このため、組み立て工程の順序を入れ替えるなどの制約が生じる。また、ダクト１５１とバッテリパック１５およびブロア２６との間の嵌め代を小さくした場合、接続作業は容易となるが、接続の信頼性が低下するという問題が生じる。

図２を参照して、これに対して、本実施の形態では、ダクト５１を車両前方から車両後方に向けて移動させつつバッテリパック１５およびブロア２６に対して同時に接続することができる。このため、ダクト５１の接続時の作業性を向上させることができ、さらにダクト５１とバッテリパック１５およびブロア２６との嵌め代を十分に確保することもできる。また、本実施の形態では、側面４１ｄが位置する側とは異なる側からダクト５１が接続されるため、側面４１ｄの存在に拘らず、ダクト５１の接続作業を容易に行なうことができる。

この発明の実施の形態１におけるバッテリパックのダクト構造は、車両としてのハイブリッド自動車に搭載される電源パックとしてのバッテリパック１５と、バッテリパック１
５に冷却風を供給するブロア２６と、バッテリパック１５とブロア２６との間を中継し、冷却風が流通するダクト５１とを備える。ダクト５１は、バッテリパック１５およびブロア２６に対して同一方向から接続される。

このように構成された、この発明の実施の形態１におけるバッテリパックのダクト構造によれば、ダクト５１の接続時に生じる制約を低減しつつ、その接続時の作業性を向上させることができる。本実施の形態では、バッテリパック１５およびブロア２６が、ラゲージルーム４４内の非常に狭い空間に配置される。このため、バッテリパック１５およびブロア２６間を中継するダクト５１の接続作業も、その狭い空間で行なう必要が生じる。このため、接続時の作業を容易とする効果が奏される本発明を、特に有効に利用することができる。

なお、本実施の形態では、本発明を排気ダクト２５の一部をなすダクト５１に適用した場合について説明したが、これに限らず、吸気ダクト２３に適用することもできる。この場合、吸気ダクト２３の経路上にバッテリパック１５に向けて冷却風を供給する押し込み型のブロアが設けられ、バッテリパック１５とそのブロアとの間を中継するダクトに本発明が適用される。また、ラゲージルームに限られず、たとえばシート下やコンソールボックス内に配置されるダクトに本発明が適用されてもよい。

また、本実施の形態では、内燃機関とバッテリとを動力源とするハイブリッド自動車に本発明を適用したが、これに限定されず、燃料電池とバッテリとを動力源とする燃料電池ハイブリッド自動車（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）、または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に本発明を適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド自動車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、バッテリの使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。

また、化学変化等により自ら電気を創り出すバッテリ２０を、外部からの供給により電気を蓄えるキャパシタ等の蓄電装置に置き換えても良い。

キャパシタは、活性炭と電解液との界面に発生する電気２重層を動作原理とした電気２重層キャパシタのことである。固体として活性炭、液体として電解液（奇硫酸水溶液）を用いて、これらを接触させるとその界面にプラス、マイナスの電極が極めて短い距離を隔てて相対的に分布する。イオン性溶液中に一対の電極を浸して電気分解が起こらない程度に電圧を負荷させると、それぞれの電極の表面にイオンが吸着され、プラスとマイナスの電気が蓄えられる（充電）。外部に電気を放出すると、正負のイオンが電極から離れて中和状態に戻る（放電）。

（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２におけるバッテリパックのダクト構造を示す平面図である。図５は、図４中の２点鎖線Ｖで囲まれた部位の中継ダクトの組み立て工程を示す斜視図である。本実施の形態におけるバッテリパックのダクト構造は、実施の形態１におけるバッテリパックのダクト構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図４および図５を参照して、本実施の形態では、図２中のダクト５１に換えてダクト７１が設けられている。ダクト７１は、周壁７３を含む。周壁７３は、冷却風が流れる空間を規定するように筒状に延在する。ダクト７１は、一方端７１ｐおよび他方端７１ｑを含む。一方端７１ｐおよび他方端７１ｑは、筒状に延びる周壁７３の両端に配置されている。一方端７１ｐおよび他方端７１ｑは、閉塞されている。

ダクト７１には、差し込み部７２が形成されている。差し込み部７２は、周壁７３が部分的に切り欠かれることにより形成されている。差し込み部７２は、一方端７１ｐに隣り合って形成されている。接続部２２は、周壁８３を含む。周壁８３は、冷却風が流れる空間を規定するように筒状に延在する。接続部２２には、スリット８１ｇおよび８１ｈが形成されている。スリット８１ｇおよび８１ｈは、周壁８３が部分的に切り欠かれることにより形成されている。

差し込み部７２が接続部２２に差し込まれることにより、ダクト７１がバッテリパック１５に対して接続されている。より具体的には、差し込み部７２は、差し込み片７２ｇおよび７２ｈを含む。差し込み片７２ｇおよび差し込み片７２ｈが、それぞれスリット８１ｇおよびスリット８１ｈに差し込まれている。接続部２２には、バッテリパック１５とダクト７１との間で冷却風の流通を可能とする通気口８４が形成されている。ダクト７１は、同様の構造によりブロア２６に対して接続されている。このような構成により、本実施の形態では、ダクト７１が、バッテリパック１５およびブロア２６に対して上方から下方に向かう一方向から接続されている。ダクト７１は、一方端７１ｐと他方端７１ｑとの間でＬ字状に曲がって形成されている。

このように構成された、この発明の実施の形態２におけるバッテリパックのダクト構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施の形態では、ダクト７１を差し込み構造とすることによって、バッテリパック１５およびブロア２６に対して同一方向から接続するダクト７１を簡易な構成とできる。これにより、ダクト７１の製造コストを削減するとともに、ダクト７１により円滑に冷却風を流すことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１におけるバッテリパックのダクト構造が適用されたハイブリッド自動車を示す斜視図である。 図１中の排気ダクトの組み立て工程を示す図である。 比較のためのバッテリパックのダクト構造を示す平面図である。 この発明の実施の形態２におけるバッテリパックのダクト構造を示す平面図である。 図４中の２点鎖線Ｖで囲まれた部位の中継ダクトの組み立て工程を示す斜視図である。

符号の説明

１５ バッテリパック、２６ ブロア、４４ ラゲージルーム、４４ｄ 側面、５１，７１ ダクト、７２ 差し込み部、７３ 周壁。

Claims (3)

1. 車両に搭載される電源パックと、
   前記電源パックに冷却風を供給するブロアと、
   前記電源パックと前記ブロアとの間を中継し、冷却風が流通するダクトとを備え、
   前記ダクトは、前記電源パックおよび前記ブロアに対して同一方向から接続される、電源パックのダクト構造。
2. 前記車両は、前記電源パックおよび前記ブロアが設置され、荷物が積み込まれる空間であるラゲージルームを含み、
   前記ダクトは、前記ラゲージルームを区画形成する壁面に隣り合って配置され、
   前記ダクトは、前記ダクトを基準に前記壁面が位置する側とは異なる側から接続される、請求項１に記載の電源パックのダクト構造。
3. 前記ダクトは、筒状に延在し、冷却風が流通する空間を規定する周壁を含み、
   前記ダクトには、前記周壁が部分的に切り欠かれ、前記電源パックおよび前記ブロアに対して差し込まれる差し込み部が形成される、請求項１または２に記載の電源パックのダクト構造。

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