JP2009056816A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】車両搭載時における電池格納ユニットを小型化できるようにして、車室内の占有スペースの低減と車両の軽量化を図ることのできる電気自動車を提供する。
【解決手段】車両のリヤフロア３に、車内側に窪む補強ビード５を形成する。電池格納ユニット４の筐体６のうちの電池モジュール７に臨む一面に開口１１を設ける。補強ビード５の凹部１３が筐体６の開口１１の周壁１２を跨ぐように、リヤフロア３に筐体６を取り付ける。補強ビード５と筐体６の周壁１２によって排出または導入のための通路１４を形成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、搭載した電池モジュールによって駆動電力を供給する電気自動車に関し、とりわけ、空気による電池モジュールの冷却構造を備えた電気自動車に関するものである。

電気自動車の駆動電源として、略円柱状の複数の電池モジュールを筐体内に並列に配置するとともに、電池モジュール同士を筐体内で電気的に直列接続した電池格納ユニットが用いられることがある。
この種の電池格納ユニットにおいては、電気の充放電によって各電池モジュールが熱を発するため、電池モジュールを保護し、性能を有効利用するためには、電池モジュールを効率良く冷却する必要がある。
このため、これに対処する電池格納ユニットとして、筐体に冷却空気の導入ダクトと排出ダクトを夫々接続し、導入ダクトから取り入れた冷却空気を各電池モジュールの外周面に当て、外周面を通して電池モジュール全体を冷却するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１３４８５３号公報

ところで、このような電池格納ユニットを搭載した電気自動車にあっては、複数の電池モジュールの周囲を筐体によってほぼ完全に覆い、さらにその筐体に導入ダクトと排出ダクトを接続しなければならない。そして、筐体内の複数の電池モジュールを均等に冷却し、冷却空気の導入のためのファンのエネルギー損失を低減するためには、導入ダクトと排出ダクトの充分な流路断面積を確保する必要がある。

しかし、このように導入ダクトと排出ダクトの流路断面積を大きくして、両ダクトを筐体に接続した場合には、電池格納ユニットが大型化して車室内のスペースを大きく圧迫するうえ、車両重量の増大につながることが懸念される。

そこで、この発明は、車両搭載時における電池格納ユニットを小型化できるようにして、車室内の占有スペースの低減と車両の軽量化を図ることのできる電気自動車を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、筐体（例えば、後述の実施形態における筐体６）に電池モジュール（例えば、後述の実施形態における電池モジュール７）を収容した電池格納ユニット（例えば、後述の実施形態における電池格納ユニット４）が搭載され、駆動電力をこの電池格納ユニットの電池モジュールによって供給するとともに、導入または排出のためのダクト（例えば、後述の実施形態におけるダクト９）とファン（例えば、後述の実施形態における吸引ファン１０）が前記筐体に接続されて、前記筐体内に導入される空気によって前記電池モジュールを冷却する電気自動車であって、車両のボディ部材に補強ビード（例えば、後述の実施形態における補強ビード５）が形成される一方で、前記筐体のうちの電池モジュールに臨む一面に開口（例えば、後述の実施形態における開口１１）が設けられ、前記補強ビードの凹部が前記筐体の開口の周壁（例えば、後述の実施形態における周壁１２）を跨ぐように、前記ボディ部材に筐体が取り付けられ、前記ビードと筐体の周壁によって排出または導入のための通路（例えば、後述の実施形態における通路１４）が形成されていることを特徴とする。
これにより、筐体がボディ部材に取り付けられると、筐体側の開口の周壁とボディ部材側の補強ビードの凹部が協働して、排出または導入のための通路が形成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気自動車において、前記ダクトは空気排出用のダクトであり、前記ファンの駆動により前記ビードによる通路を介して前記筐体内に空気を導入し、前記ダクトを介して筐体内の空気を外部に排出することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電気自動車において、前記ダクトは空気導入用のダクトであり、前記ファンの駆動により前記ダクトを介して前記筐体内に空気を導入し、前記ビードによる通路を介して筐体内の空気を排出することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車において、前記筐体内には、複数の電池モジュールがマトリクス状に配設され、前記筐体内の複数の電池モジュールの軸方向の端部に臨む領域には、前記電池モジュールの電極端子の並びに沿わせて直線的に冷媒を流す冷媒流路（例えば、後述の実施形態における冷媒流路２０８）が設けられ、前記ダクトはこの冷媒流路に接続されていることを特徴とする。
これにより、冷媒流路を流通する冷媒が電池モジュールの電極端子に直接的に当たり、電池モジュールが電極端子を通して冷媒によって冷却されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、筐体がボディ部材に取り付けられた状態において、筐体側の開口の周壁とボディ部材側の補強ビードの凹部が協働して、排出または導入のための通路を形成するため、通路形成のための部材容量と重量を減らし、ユニット全体の小型・軽量化を図ることができる。したがって、これにより車室内の占有スペースを低減し、車両重量の軽減を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、冷媒流路を流通する冷媒が、電池モジュールの電極端子に直接的に当たるため、電池モジュールの内部を効率良く冷却することができる。したがって、この発明においては、冷媒流路の断面積を小さくできることから、電池格納ユニットのさらなる小型化を図ることができる。

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態の説明においては、同一部分に同一符号を付し、重複する部分の説明を省略するものとする。

図１，図２は、この発明にかかる電気自動車の車体後部の模式的な斜視図と側面図を示すものであり、図中１は、車体の車体略前後方向に延出する左右のリヤフレームであり、２は、車体後部に配置されたリヤシートである。左右両側のリヤフレーム１，１には、ボディ部材であるリヤフロア３が結合され、リヤフロア３上の左右のリヤフレーム１，１の略中間位置には、電気自動車の駆動電源となる電池格納ユニット４が取り付けられている。リヤフロア３は任意個所に複数の補強ビード５…が形成され、その補強ビード５…によって剛性および強度の向上が図られている。リヤフロア３上の電池格納ユニット４の設置位置にも、後述するように補強ビード５が設けられている。

電池格納ユニット４は、図３の断面図に示すように略直方体状の金属製の筐体６の内部に、略円柱状の複数の電池モジュール７…が並列に収容されている。この複数の電池モジュール７…は筐体６の内部において電気的に直列接続されている。また、筐体６内には、電池モジュール７の周囲と電極端子（図示省略）を冷却するための冷媒流路８が設けられ、筐体６の上部には、別体の空気排出用のダクト９が接続されている。このダクト９は、図示しない車体の側壁まで延出し、その側壁部分に設置された吸引ファン１０に接続されている。

また、筐体６は、複数の電池モジュール７の軸方向の端面に臨む位置に開口１１が設けられ、その開口１１を取り囲む周壁１２がリヤフロア３の上面に結合されている。そして、リヤフロア３上の、筐体６の周壁１２の対向面に対応する位置には、前述の補強ビード５がそれぞれ形成されている。この両補強ビード５，５は、車幅方向に延出する凹部１３が車内側に設けられるようになっている。筐体６の周壁１２は、両補強ビード５の凹部１３を跨ぎ、車室内の冷却空気を筐体６内に導入する導入側の通路１４をこの凹部１３とともに形成する。

以上の構成において、電池格納ユニット４の使用時に吸引ファン１０が駆動されると、補強ビード５の凹部１３と筐体６の周壁１２とから構成される通路１４を通して車室内の冷却空気が筐体６内に導入され、その冷却空気が電池モジュール７…を冷却した後にダクト９を介して車外に排出される。

この電気自動車においては、電気格納ユニット４がリヤフロア３に取り付けられた状態において、筐体６の周壁１２と補強ビード５の凹部１３が協働して導入用の通路１４を形成するため、空気導入用の専用のダクトを接続する必要がないため、全体の部材容量と重量を削減することができる。また、筐体６についても下方をカバー等で閉塞する必要がないため、この点でも部材容量と重量の削減が可能となっている。したがって、この電気自動車においては、電池格納ユニット４の車室内での占有スペースの低減と、車両重量の低減を図ることができる。

図４は、この発明の第２の実施形態を示すものである。この実施形態は、第１の実施形態が電池格納ユニット４の筐体６に排出用のダクト９を介して吸引ファン１０を接続しているのに対し、筐体６の上部に導入用のダクト１０９を介して送風ファン１１０を接続している。そして、筐体６の下端の周壁１２は、補強ビード５の凹部１３とともに、冷却空気を外部に排出する排出用の通路１１４を形成するようになっている。
この実施形態の場合も、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

図５，図６は、この発明の第３の実施形態を示すものである。この実施形態は、筐体６の周壁１２と補強ビード５を利用して通路２１４Ａ，２１４Ｂを形成する点等は第１，第２の実施形態とほぼ同様であるが、電池格納ユニット２０４の内部の構造が若干異なっている。

電池格納ユニット２０４の筐体６の内部には複数の電池モジュール７…が並列に配置され、電池モジュール７…の軸方向の一端側で電極端子同士を直列に接続するバスバー３０が下方に臨んで配置されている。そして、筐体６の周壁１２の下端の対向位置には、導入口３１と排出口３２が切り欠いて形成され、これらの導入口３１と排出口３２がそれぞれリヤフロア３の補強ビード５，５を跨ぐようになっている。導入口３１と補強ビード５による通路２１４Ａと、排出口３２と補強ビード５による通路２１４Ｂは、筐体６の下方に直線的に冷却空気を流す冷媒流路２０８を構成している。排出口３２と補強ビード５による流路２１４Ｂは排出用のダクト９を介して吸引ファン１０に接続されている。
また、電池モジュール７…は筐体６内にマトリクス状に配置され、隣接する電池モジュール７の間に冷却空気の通過を許容する隙間３５が形成されている。そして、筐体６の上部には冷却空気の取り入れ口３６が形成されている。

この実施形態の場合、吸引ファン１０が駆動すると、下端の冷媒流路２０８に冷却空気が取り入れられ、その冷却空気によって各電池モジュール７の電極端子とバスバー３０が直接冷却されるとともに、冷媒流路２０８の流れに引き込まれて、取り入れ口３６から導入された冷却空気が電池モジュール７の周囲の隙間３５に流れ込み、このとき電池モジュール７の外周面が冷却される。

この実施形態の場合、第１，第２の実施形態と同様の基本的な効果を得ることができるうえ、冷媒通路２０８を直線的に流れる冷却空気によって電極端子とバスバー３０を直接的に冷却することができるため、電池モジュール７に対する冷却効率を高めることができる。したがって、流路断面積を小さくして、電池格納ユニット２０４のさらなる小型化を図ることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の第１の実施形態の電気自動車の模式的な斜視図。 同実施形態の電気自動車の模式的な側面図。 同実施形態の電気自動車の電池格納ユニット搭載部の模式的な断面図。 この発明の第２の実施形態の電気自動車の電池格納ユニット搭載部の模式的な断面図。 この発明の第３の実施形態の電気自動車の図６のＡ−Ａ断面に対応する断面図。 同実施形態の電気自動車の図５のＢ矢視に対応する平面図。

符号の説明

３…リヤフロア（ボディ部材）
４…電池格納ユニット
５…補強ビード
６…筐体
７…電池モジュール
９，１０９…ダクト
１０…吸引ファン
１１…開口
１２…周壁
１３…凹部
１４，１１４…通路
１１０…送風ファン

Claims (4)

1. 筐体に電池モジュールを収容した電池格納ユニットが搭載され、駆動電力をこの電池格納ユニットの電池モジュールによって供給するとともに、
   導入または排出のためのダクトとファンが前記筐体に接続されて、前記筐体内に導入される空気によって前記電池モジュールを冷却する電気自動車であって、
   車両のボディ部材に補強ビードが形成される一方で、
   前記筐体のうちの電池モジュールに臨む一面に開口が設けられ、
   前記補強ビードの凹部が前記筐体の開口の周壁を跨ぐように、前記ボディ部材に筐体が取り付けられ、
   前記ビードと筐体の周壁によって排出または導入のための通路が形成されていることを特徴とする電気自動車。
2. 前記ダクトは空気排出用のダクトであり、前記ファンの駆動により前記ビードによる通路を介して前記筐体内に空気を導入し、前記ダクトを介して筐体内の空気を外部に排出することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記ダクトは空気導入用のダクトであり、前記ファンの駆動により前記ダクトを介して前記筐体内に空気を導入し、前記ビードによる通路を介して筐体内の空気を排出することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
4. 前記筐体内には、複数の電池モジュールがマトリクス状に配設され、
   前記筐体内の複数の電池モジュールの軸方向の端部に臨む領域には、前記電池モジュールの電極端子の並びに沿わせて直線的に冷媒を流す冷媒流路が設けられ、
   前記ダクトはこの冷媒流路に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気自動車。

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