JP2009101996A - 自動車用バッテリーの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリー及びその冷却用バッテリーを含む自動車用バッテリーを自動車に搭載する際に、その搭載を容易に行なうことを可能にする自動車用バッテリーの冷却装置を提供する。
【解決手段】自動車への搭載前に、ダクト１４が組付け作業中位置及び組付け作業後位置の間で変移可能となるように、ダクト１４がバッテリー１０に取り付けられる。バッテリー１０及びダクト１４が自動車に搭載される前に、ダクト１４は組付け作業中位置に位置している。バッテリー１０及びダクト１４が自動車に搭載された後に、ダクト１４は組付け作業後位置に位置し、そして固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用バッテリーの冷却装置に関する。

代替駆動源による自動車（例えばハイブリッド電気自動車）は、高電圧バッテリー、及び、その高電圧バッテリーを冷却するための強制空冷式熱管理システムを含み得る。この強制空冷式熱管理システムは、高電圧バッテリーを冷却するためのダクトを備えているのが一般的である。この高電圧バッテリーは、例えば、自動車用リア・シートの下方又は後方に設けられる場合がある。

高電圧バッテリー及び強制空冷式熱管理システムを自動車に取り付ける（すなわち搭載して固定する）前に、高電圧バッテリーとダクトは予め組み立てられる。すると、組み立てられたバッテリー及びダクトを自動車に搭載するときにおいて、狭いアクセス通路（例えば、ドア開口、及び／又は、トランクに至るリア・シート開口）を通過する場合があるが、予め組み立てられているが故に、そのアクセス通路を通過し難くなるという問題点が発生し得る。これは、パッケージ上の制約によって、アクセス通路を大きく設定できない場合に特に顕著となる。

本発明の実施形態は、バッテリーの冷却装置の形態を取り得る。本発明に係る装置は、バッテリーに接続され、そのバッテリーに対して組付け作業中位置及び組付け作業後位置の間で変移可能なダクトを含む。

本発明の実施形態は、自動車用バッテリー組立体におけるバッテリー・セル（電気化学電池）の冷却装置の形態を取り得る。本発明に係る装置は、バッテリー・セルを収容するためのバッテリー・ボックス（バッテリー・ユニット筐体）、及び、そのバッテリー・ボックスに接続された取付板を含むダクトを含む。ダクトは、バッテリー・ボックスに対して、組付け作業中位置と組付け作業後位置との間で変移可能である。ダクトが組付け作業後位置にある場合には、温度調節用流体がバッテリー・セルを流れるように、ダクトはバッテリー・ボックスに流体的に連通される。

本発明の実施形態は、自動車用バッテリー組立体の組付方法の形態を取り得る。本発明に係る方法は、ダクトが組付け作業中位置にあるときにバッテリー組立体を自動車に搭載する工程、及び、ダクトを組付け作業中位置から組付け作業後位置に変移させる工程、及び、ダクトを自動車に固定する工程を含む。

本発明の実施形態の幾つかは、自動車に搭載される（すなわち組み付けられる）前に、バッテリーに不完全に固定されたダクトを備えている。一旦自動車に搭載されると、ダクトは完全に固定される。部分的に固定されるとき、バッテリー及びダクトの自動車への搭載を容易にすべく、ダクトは、連結部材を介して、バッテリーに対して変移可能である。完全に固定されたときに、ダクト及びバッテリーは実質的な気密シールを形成する。

ダクトをバッテリーに連結する連結部材は、ダクトが、例えば以下の二種類の取付部材を含むのを可能にし得る。

（１）自動車におけるダクト及びバッテリーの搭載位置にて取り付け不可能な取付部材（例えば、ダクトをバッテリーに取り付ける取付部材のように、自動車への搭載前に固定されるべき取付部材）
（２）自動車におけるダクト及びバッテリーの搭載位置にて取り付け可能な取付部材（例えば、ダクトを自動車（の例えばパッケージトレイ）に取り付ける取付部材のように、自動車への搭載後に固定されるべき取付部材）
連結部材は、また、車内居住空間を占有しないように、ダクトが回転するのを可能にし得る。例えば、ダクト及びファンは、トランク内の荷室スペースを増大すべく、パッケージ・トレイの真下に格納される（或いは、たたみ込まれる）場合がある。

ダクトは、ダクトをバッテリーに連結する連結部材が完全に固定されるとき（すなわち、ダクトが組付け作業後位置にあるとき）には、ダクトが組付け作業中位置にあるときに比べて、バッテリー及びダクトの輪郭（すなわち、車室内における占有スペース）が縮小するように設計され得る。これは、バッテリー及びダクトを、狭いアクセス通路を介して、自動車に搭載するのを容易にし得る。例えば、組付け作業中位置におけるバッテリー及びダクトは、自動車用リア・シートの開口を介して、自動車用リア・シート後方の空間に搭載される。一旦搭載されると、ダクトは組付け作業後位置に変移され、バッテリー及びダクトは、自動車（のパッケージ・トレイ）に固定され得る。

実施形態の幾つかは、ダクトとバッテリーとの間のシールについて保持機構を備える。ダクトがバッテリーに完全に固定されたとき、ダクトは、バッテリーに対してシールを加圧するので、ダクトとバッテリーとの間に実質的な気密シールが形成される。例えば、ダクトは、自動車のパッケージ・トレイ後面に固定される取付部材を含む場合がある。取付部材をパッケージ・トレイに固定することによって、バッテリーに対してシールを加圧するダクトの連結部材の周りに、シールの気密を実現する回転モーメントを生成する。

図１は、バッテリー組立体１０を斜め後方から見た斜視図である。図１の実施形態において、バッテリー組立体１０は、自動車用リア・シート（不図示）の後方（すなわち、搭載位置）に位置する。しかしながら、バッテリー組立体１０は、状況に応じて、自動車内における別の搭載位置として、例えばエンジンに隣接して位置する場合がある。図１のバッテリー組立体１０は、バッテリー・ボックス１２、プレナム（空気溜り）１４、ファン１６、及びバッテリー・セル１８を含む。図１の実施形態において、プレナム１４は、例えばバッテリー・ボックス１２の下流において、そこから排気された空気を受ける構造として示されている。しかしながら、プレナム１４は、状況に応じて、その反対に、バッテリー・ボックス１２の上流に位置する場合がある。

プレナム１４はつば１７を含む。図１の実施形態において、プレナム１４は、つば１７を介してファン１６に（例えばボルトによって）取り付けられ、ファン１６は、タブ１９において自動車（不図示）に取り付けられる。代替実施形態の幾つかにおいて、ファン１６は、バッテリー・ボックス１２内に空気を押し入れるべく、例えばバッテリー・ボックス１２の流入口に位置する場合がある。別の代替実施形態において、能動エア・ポンプ（例えばタービンなど）又は受動エア・ポンプ（例えばベンチュリ管など）は如何なるものであっても、空気がバッテリー・ボックス１２を通過するように、ダクト１６及び／又はバッテリー・ボックス１２に接続される場合がある。

ファン１６は、バッテリー・セル１８を冷却すべく、例えば自動車の乗員室（不図示）からバッテリー・ボックス１２へと、空気を吸引する。空気がバッテリー・ボックス１２から流出し、プレナム１４に流入する。プレナム１４は、空気をファン１６の内部に案内し、その後、ファン１６は、その空気を、例えば自動車のトランク（不図示）内に排出する。

プレナム１４はヒンジ板２０を含む。プレナム１４は、ヒンジ板２０の開口２２（例えばねじ穴）において、バッテリー・ボックス１２に（例えばねじによって）取り付けられる。代替実施形態の幾つかにおいて、ヒンジ板２０は、バッテリー・ボックス１２に（例えばボルト又はプッシュ・ピン（ｐｕｓｈ ｐｉｎ）などによって）取り付けられる場合がある。別の代替実施形態において、ヒンジ板２０は、バッテリー・ボックス１２と一体化（例えば、バッテリーボックス１２、ヒンジ２６、及びプレナム１４が一体成形）される場合もある。プレナム１４は内部空間（空気通路）２４を更に含み、バッテリー・ボックス１２からの空気が、その内部空間２４を通ってファン１６に流れる。プレナム１４における内部空間２４に隣接する部分は、ヒンジ２６（例えば一体成形ヒンジ）を介して、ヒンジ板２０と接続される。後述するように、プレナム１４における内部空間２４に隣接する部分は、ヒンジ２６の周りに動かされ（例えば回転され）得る。

プレナム１４は、取付位置２８において、自動車のパッケージ・トレイ３８（図３参照）に（例えばボルト、ねじ、又はプッシュ・ピンなどによって）取り付けられる。代替実施形態において、プレナム１４は、自動車のパッケージ・トレイの代わりに、バッテリー・ボックス１２に（例えば、ボルト、ねじ、又はプッシュ・ピンなどによって）取り付けられる場合がある。

シール３０（例えば発泡体やパッキングなど）が、バッテリー・ボックス１２とプレナム１４との間に、実質的な気密シールを形成する。図１の実施形態において、プレナム１４が取付位置２８にて自動車のパッケージ・トレイ３８（図３参照）に取り付けられるときに、シール３０は加圧される。

図２は、プレナム１４を斜め下方から見た斜視図である。図２の実施形態において、シール３０は、プレナム１４に（例えば接着によって）固定される。代替実施形態において、シール３０は、バッテリー・ボックス１２に固定される場合がある。

図３は、バッテリー組立体１０の概略図である。バッテリー組立体１０を自動車に搭載する（すなわち組み付ける）ときに、プレナム１４及びファン１６は二点鎖線にて示される位置（すなわち組付け作業中位置）に存在する。この組付け作業中位置は、バッテリー組立体１０が、狭いアクセス通路（例えば、ドア開口、及び／又は、トランクに至るリア・シート開口）を通過して自動車に搭載されるのを可能にする。一旦自動車に搭載されると、プレナム１４及びファン１６は、ヒンジ２６の周りに、実線にて示される位置（すなわち、組付け作業後位置）へと動かされ（例えば回転され）得る。この組付け作業後位置は、上述のようにバッテリー・ボックス１２からの空気がプレナム１４の内部空間２４に流入し得るように、プレナム１４が、バッテリー・ボックス１２に係合するのを可能にする。プレナム１４はその後、自動車のパッケージ・トレイ３８に（例えば、プッシュ・ピン又はねじなどによって）取り付けられる。

図３の実施形態において、プレナム１４及びファン１６が組付け作業後位置にあるならば、バッテリー組立体１０を、ドア開口及び／又はリアシート開口（不図示）を通して自動車内に搭載する際に、パッケージ・トレイ３８が邪魔となる場合がある。或いは、組付け作業後位置のままでバッテリー組立体１０を自動車に搭載するのを可能にするためには、別のパッケージ上の制約が引き起こされる場合がある。

図４は、バッテリー組立体１１０の概略図である。１００だけ異なる参照番号が付された構成要素（例えば、バッテリー・ボックスについて、１２と１１２）は、必ずしも同一ではないものの、類似した記載内容を有している。

ダクト１４０は、バッテリー・ボックス１１２から空気を受ける内部空間（空気通路）１４２を含む。ダクト１４０は、バッテリー・ボックス１１２に（例えば、締結、接着などによって）固定された取付板１４４を含む。取付位置１２８にてダクト１４０をパッケージ・トレイ１３８に（例えばボルトなどによって）取付ける前に、ダクト１４０における内部空間（空気通路）１４２に隣接する部分は、上述のように、（例えばウェビング（Ｗｅｂｂｉｎｇ）、ファブリック（Ｆａｂｒｉｃ）、テープ（Ｔａｐｅ）などの）可撓性連結部材１４６によって、組付け作業中位置と組付け作業後位置との間で動かされ得る。

図４の実施形態において、可撓性連結部材１４６は、ダクト１４０及び取付板１４４に（例えば接着によって）結合される。代替実施形態の幾つかにおいて、可撓性連結部材１４６は、ダクト１４０及び取付板１４４に（例えばリベット又はボルトなどによって）機械的に締結される場合がある。他の代替実施形態において、可撓性連結部材１４６は、状況に応じて、例えば一時的に（すなわち取り付け作業後に取り外されるように）、ダクト１４０及び取付板１４４に取り付けられる場合もある。

図５は、バッテリー組立体２１０の概略図である。取付位置２２８にてダクト２４０をバッテリー・ボックス２１２に（例えばねじなどによって）取付ける前に、ダクト２４０における内部空間（空気通路）２４２に隣接する部分は、上述のように、可撓性蛇腹部材２４８によって、組付け作業中位置と組付け作業後位置との間で動かされ得る。

図５の実施形態において、可撓性蛇腹部材２４８は、バッテリー・ボックス２１２及びダクト２４０と一体成形される。代替実施形態において、可撓性蛇腹部材２４８は、ダクト２４０及びバッテリー・ボックス２１２に（例えば、ねじ又はボルトなどによって）機械的に締結又は取り付けられる場合がある。

図６は、自動車内にバッテリー組立体１０を搭載する方法の一例についてのフロー・チャートである。ステップ６０において、（組付け作業中位置にある）バッテリー組立体１０が自動車に搭載される。ステップ６２において、プレナム１４が、組付け作業中位置から組付け作業後位置に動かされる。ステップ６４において、（組付け作業後位置にある）プレナム１４が自動車（のパッケージ・トレイ）に固定される。

本発明の実施形態を示し、記述してきたが、これらの実施形態は、本発明の実行可能な全ての形態を示し、そして記述することを意図したものではない。また、明細書中で使用される単語は、限定というよりも寧ろ説明するためのものであり、本発明の技術思想と範囲から逸脱することなく、種々の変更がなされ得ることを理解すべきである。

代替駆動源による自動車におけるバッテリー組立体の一例を斜め後方から見た斜視図である。 図１のダクト、シール、及びファンを斜め下方から見た斜視図である。 図１のバッテリー組立体の断面図である。 代替駆動源による自動車におけるバッテリー組立体の別例の断面図である。 代替駆動源による自動車におけるバッテリー組立体の更なる別例の断面図である。 自動車へのバッテリー組立体の搭載方法の一例についてのフロー・チャートである。

符号の説明

１０、１１０、２１０ バッテリー組立体
１２、１１２、２１２ バッテリー・ボックス
１４ プレナム
１６ ファン
２０ ヒンジ板
２４、１４２、２４２ 内部空間
２６ ヒンジ
３０ シール
３８、１３８ パッケージ・トレイ
１４０、２４０ ダクト
１４４ 取付板
１４６ 可撓性連結部材
２４８ 可撓性蛇腹部材

Claims (9)

1. 自動車用バッテリーの冷却装置であって、
   バッテリー、及び、
   上記バッテリーに接続され、上記バッテリーに対して組付け作業中位置及び組付け作業後位置の間で変移可能なダクト、を備える冷却装置。
2. 上記ダクトは、一体成形ヒンジを介して上記バッテリーに接続される、請求項１に記載の冷却装置。
3. 上記ダクトは、可撓性蛇腹部材を介して上記バッテリーに接続される、請求項１に記載の冷却装置。
4. 上記ダクトは、ウェビングを介して上記バッテリーに接続される、請求項１に記載の冷却装置。
5. 上記ダクトは、ファブリックを介して上記バッテリーに接続される、請求項１に記載の冷却装置。
6. 上記ダクトは、テープを介して上記バッテリーに接続される、請求項１に記載の冷却装置。
7. 上記ダクトに取付けられ、上記バッテリーに対して組付け作業中位置及び組付け作業後位置の間で変移可能なエア・ポンプ、を更に備える請求項１乃至６のいずれかに記載の冷却装置。
8. 上記ダクトが上記組付け作業後位置にあるならば、上記ダクトが上記バッテリーと流体的に連通される、請求項１乃至７のいずれかに記載の冷却装置。
9. 上記バッテリーとダクトとの間の空気漏れを低減するためのシール、を更に備える請求項１乃至８のいずれかに記載の冷却装置。

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