JP2010080134A - 車載用電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デッドスペースを活用した各構成部品の一体的配置により、車両への搭載性を向上した車載用電池装置を提供する。
【解決手段】車載用電池装置１００は、複数個の電池モジュール５からなる電池スタック１と、電池モジュール５の長手方向の側面に直交する電池スタックの一側面５０に隣接し、当該一側面５０の長手方向幅にわたる吹出口３７を有する送風部材３０と、複数個の電池モジュール５に電気的に接続されて通電を制御するために用いられるリレー装置６３，６８と、を備える。送風部材３０は、当該一側面５０に略平行な方向に空気を吸い込む吸込口３８，３９から吹出口３７に向けて末広がりとなる流路３５を有するケーシング３３を備える。リレー装置６３，６８は、ケーシング３３の側方であって、当該一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂよりも内側を占める空間に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車走行用モータの駆動電源等として用いられる車載用電池装置に関するものである。

従来、この種の車載用電池装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この車載用電池装置は、複数個の電池の集合体である電池スタックと、電池スタックに対して冷却風を提供する送風機と、これらに関わる各種制御部品と、を含んで構成されている。
特開２００３−３４６７５９号公報

近年、車載用電池装置においては、例えば、ハイブリッド自動車のトランクルーム等に配置されるため、搭載スペースの制約が厳しく、装置全体のさらなる小型化が要求されている。そして、上記特許文献１に記載の車載用電池装置では、電池スタック、送風機および各種制御部品を一体的にまとめて構成されているものの、装置全体の体格は十分に小型化されておらず、各構成部品の配置を検討することにより、さらなる小型化の余地がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、デッドスペースを活用した各構成部品の一体的配置により、車両への搭載性を向上した車載用電池装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の車載用電池装置に係る発明は、通電可能に直列接続された複数個の電池モジュール（５）をその長手方向（Ｙ）の側面を対向させるように並べて配置し一体にしてなる電池スタック（１）と、電池モジュールの長手方向（Ｙ）の側面に略直交する電池スタック（１）の一側面（５０）に隣接して設けられ、電池スタックの一側面（５０）の長手方向（Ｘ）幅にわたる吹出口（３７）を有し、電池スタックに対して冷却風を提供する送風部材（３０）と、複数個の電池モジュールに電気的に接続され、電池スタックからの電力供給を制御するために用いられる制御部品（２４，６３，６７，６８）と、を備え、
送風部材は、電池スタックの一側面（５０）に略平行な方向に空気を吸い込む吸込口（３８，３９）が形成され、この吸込口から吹出口（３７）に向けて末広がりとなる流路（３５）を内部に形成するケーシング（３３）を有しており、
制御部品は、ケーシングの側方であって、電池スタックの一側面（５０）の長手方向端部（５０ａ，５０ｂ）よりも内側を占める空間に配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、ケーシングが末広がりの流路を有することにより、送風部材の体格は吹出口から吸込口にかけて幅が狭くなるため、送風部材の吸込口の側方に形成可能な空間を広く設定することができる。これにより、電池スタックの一側面に隣接する送風部材が占有する空間の大きさが低減され、電池スタックの一側面側の空きスペース（いわゆるデッドスペース）を大きく確保することができる。そして、ケーシングの側方で、電池スタックの一側面の長手方向端部よりも内側を占める空間に制御部品を配置することにより、制御部品が電池スタックと送風部材で形成される略直方体空間から突出することがないように設けられ、装置全体をコンパクトにまとめることができる。したがって、デッドスペースを活用した各構成部品の一体的配置により、車両への搭載性が向上する。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の制御部品は、電池スタックの正極端子（６６）および負極端子（６２）の少なくとも一方に接続され、電池スタックからの電力の供給および遮断を行うリレー装置（６３，６８）であることを特徴とする。

当該リレー装置は電池スタックから供給される大電流を制御するシステムメインリレーであるため、制御部品の中でも相当大きな体格となる。そこで、この発明によれば、当該リレー装置の配置場所として、電池スタックの長手方向幅よりも幅の小さいケーシングの側方に形成される空きスペースを選択することにより、電池スタックの長手方向の空きスペースと、ケーシングの高さ方向幅にわたる空きスペースとの両方を最大限に活用してリレー装置を設置することができる。また、当該空きスペースを大きく取れるため、リレー装置に関わる配線を引き回す設計自由度が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、送風部材はケーシング内に遠心ファン（３４）を有し、遠心ファンの回転軸（３２）は電池スタックの一側面（５０）に対して略平行となるように配されており、
リレー装置（６３，６８）は、電池スタックの一側面（５０）側に設けられる正極端子（６６）および負極端子（６２）の近傍であって、電池スタックの一側面（５０）の長手方向端部（５０ａ，５０ｂ）側にケーシングを投影して形成される空間に、リレー装置の体積の半分以上を含み、さらに吸込口（３８）から所定の間隔をあけて配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、請求項２に記載の発明が有する作用効果に加え、遠心ファンの吸込み抵抗を低減できるリレー装置の配置が可能になる。これにより、送風部材による電池冷却性能にも配慮したリレー装置の配置を提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、上記制御部品は、電池スタックの少なくとも電圧状態、温度状態を監視するとともに、送風部材の作動を制御する制御回路ユニット（２４）であることを特徴とする。

この発明によれば、制御回路ユニットの配置場所として、電池スタックの長手方向幅よりも幅の小さいケーシングの側方に形成される空きスペースを選択することにより、電池スタックの長手方向の空きスペースと、ケーシングの高さ方向幅にわたる空きスペースとの両方を最大限に活用して制御回路ユニットを設置することができる。また、制御回路ユニットの形状を当該空きスペースを有効活用できるように設計すれば、車載用電池装置のさらなる小型化を実現できる。

請求項５に記載の発明によれば、上記制御部品は、さらに送風部材よりも下方に配置されていることを特徴とする。この発明によれば、送風部材の下方に形成される空きスペースも制御部品の設置空間として活用するため、電池スタックの当該一側面における短手方向幅よりも高さ方向の幅が小さい送風部材が採用された場合には、装置全体の体格をコンパクトにするとともに、設置時のすわりがよく車両搭載性に優れた車載用電池装置を提供することができる。

請求項６に記載の車載用電池装置に係る発明は、さらに、送風部材が提供する冷却風の通路にヒータ部材（６０）を備え、制御部品は、ヒータ部材に供給する電力を制御するヒータ制御回路（６１）を含むことを特徴とする。

この発明によれば、車載用電池装置に送風空気を加熱する機能を持たすことができ、さらにヒータ制御回路を装置の空きスペースに配置することにより、電池スタックの温度制御性および装置の小型化の両方に優れた車載用電池装置を提供できる。

上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本発明に係る車載用電池装置は、内燃機関と電池駆動モータとを組み合わせて走行駆動源とする周知のハイブリッド自動車に用いられ、走行用モータの駆動電源等となる電池を冷却するものである。電池は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、筐体内に収納された状態で自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに配置される。

本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施形態の車載用電池装置１００の全体的構成を説明するための斜視図である。図２は車載用電池装置１００の制御に係る構成を説明するための構成図である。図３は、車載用電池装置１００の全体的構成と、筐体２内に収納された電池スタック１の構成および冷却風の流れとを示した平面図である。図４は、車載用電池装置１００の全体的構成と、筐体２内に収納された電池スタック１の構成および冷却風の流れとを示した側面図である。各図において、直方体状の各電池モジュール５が細長く延びる方向を長手方向Ｙ（奥行き方向Ｙともいう）とし、長手方向Ｙに直交する方向を幅方向Ｘとし、長手方向Ｙと幅方向Ｘの両方に垂直な方向を高さ方向Ｚ（上下方向Ｚともいう）とする。

図１に示すように、車載用電池装置１００は、主に、複数個の電池モジュール５の集合体であるモジュール集合体としての電池スタック１と、電池スタック１を冷却する送風を供給する送風部材３０と、複数個の電池モジュール５に電気的に接続され、電池スタック１からの電力供給を制御するために用いられる制御部品とからなり、これらを一体化した単位を組み電池または電池パックとして自動車に搭載している。電池スタック１は、電気的に直列接続された複数個の電池モジュールをその長手方向Ｙの側面を対向させて並列配置し、これらを一体化して構成されたものであり、筐体２内に収納されている。

筐体２は、メンテナンスのために少なくとも一面を取り外し可能に構成された直方体状ケースであり、樹脂または鋼板で形成されている。筐体２には、車両側に筐体２をボルト締め等により固定するための取付部、および機器収納ボックスが設けられている。機器ボックスには、電池状態（例えば電圧、温度等）を監視する各種センサからの検出結果が入力される電池監視ユニットと送風部材３０のモータ３１の駆動制御や電池制御を行う制御回路とを備える制御回路ユニット２４、各機器を接続するワイヤハーネス等が収納されている。制御回路ユニット２４は、電池スタック１の状態を監視する電池ＥＣＵであり、電池スタック１と多数の配線にて接続されている。制御回路ユニット２４は外部の電子制御装置と通信するようになっている。また、制御回路ユニット２４が電池スタック１内の電子制御回路に必要な指令を発するように構成してもよい。

車載用電池装置１００の制御に係る構成を説明する。電池状態を検出するハーネスユニット７１は、各電池モジュール５の電池状態を検出する各種センサ７２と、各種センサ７２が検出した信号を制御回路ユニット２４に伝送する配線７３と、を備えている。電池スタック１の負極端子６２および正極端子６６は、長手方向Ｙの一方Ｙ１側に位置する電池スタックの一側面５０における長手方向端部５０ａ，５０ｂの近傍にそれぞれ設けられている。

走行用モータと電池スタック１との間には、電池からの電力供給を制御するための制御リレーであるリレー装置６３，６８（システムメインリレーまたはＳＭＲという）が電池スタック１の負極側、正極側にそれぞれ設けられている。リレー装置６３は低電圧側の主電流路を接続および遮断可能に構成するシステムメインリレーであり、負極端子６２に電気的に接続されている。リレー装置６８は高電圧側の主電流路を接続および遮断可能に構成するシステムメインリレーであり、正極端子６６に電気的に接続されている。すなわち、リレー装置６３，６８は、制御回路ユニット２４によって制御されて、電池スタック１に対して通電される電流の供給および遮断を行うことができる。また、両リレー装置６３，６８は、同期してオンオフされて電池スタック１と電気負荷との間の電気接続を開閉するように構成されている。

正極端子６６とリレー装置６８との間には、サービスプラグ６７が設けられている。サービスプラグ６７は、挿脱可能に構成されており、メンテナンス時等に引き抜かれることにより、主電流路を断ち切り遮断することができる。サービスプラグ６７は、例えばヒューズ一体型のサービスプラグでもよい。車載用電池装置の負極端子６５および正極端子６９は、走行用モータ等の電力供給先の装置に接続されている。車載用電池装置の正極端子６９は、リレー装置６８に接続されている。車載用電池装置の負極端子６５は、リレー装置６３と接続されており、両者の間には電池スタック１の電流を検出する電流センサ６４が設けられている。電流センサ６４で検出された電流信号は、充電電流、放電電流として制御回路ユニット２４に出力される。

車載用電池装置１００は、送風部材３０が提供する冷却風の通路に冷却風を加熱するヒータ部材６０を備えている。ヒータ部材６０は、車載用電池装置の負極端子６５と正極端子６９に接続されている。ヒータ部材６０に供給される電力は、制御回路ユニット２４からの制御信号を受信するヒータ制御回路６１によって制御される構成であり、両電極端子間の電圧差がヒータ制御回路６１で制御されて電力として供給される。ヒータ制御回路６１は、例えばパワートランジスタで構成される。

制御回路ユニット２４は、送風部材３０のファンの回転数を検出し、ファンが吸い込む空気の温度を吸気温度センサ７０によって検出する。制御回路ユニット２４は、吸気温度センサ７０で検出された吸気温度、各種センサ７２で検出した電池温度、および予め記憶された制御プログラムに基づいて演算を行い、電池温度が適正な温度範囲となるようにファン３４の回転数を制御して電池冷却を適切に調整する。また、モータ３１の駆動は制御回路ユニット２４により制御されている。制御回路ユニット２４は、例えば電圧のパルス波のデューティー比を変化させて変調するＰＷＭ制御を行う。例えば、制御回路ユニット２４は、ＰＷＭ制御によりファンの回転数を目標とする冷却能力に応じて可変制御し、温度センサ等で検出される電池スタック１の温度を制御している。制御回路ユニット２４は、通信コネクタ２３に接続される通信線を介して車両の各種制御装置と通信可能に構成されている。

正極端子６６、リレー装置６８、サービスプラグ６７および車載用電池装置の正極端子６９は、車載用電池装置１００の幅方向Ｘの一方Ｘ１側に配置されている。負極端子６２、リレー装置６３、および車載用電池装置の負極端子６５は、車載用電池装置１００の幅方向Ｘの他方Ｘ２側に配置されている。

本実施形態の制御部品は、複数個の電池モジュールに電気的に接続され、電池スタック１への通電を制御するために用いられる各種部品である。本実施形態における制御部品は、低電圧側のリレー装置６３、高電圧側のリレー装置６８、サービスプラグ６７、制御回路ユニット２４、電流センサ６４等であり、さらにヒータ制御回路６１を含むものとする。

次に、図３および図４を参照して各電池モジュール５ａ〜５ｇの位置関係に関して説明する。各電池モジュール５は、電気絶縁性樹脂の外装ケースによってその外周面を被覆された扁平状直方体である。各電池モジュール５には、正極端子および負極端子が長手方向両端側に離れて配置されており、この両端子部は外装ケースから露出している。電池モジュール５は、筐体２内で長手方向Ｙに所定間隔をあけて２個縦長に並ぶように配される。また縦長に２個並べられた一組の電池モジュール５は、幅方向Ｘに筐体２内全体を占めるように密着して複数組並べられて、幅方向Ｘに積層されるようになっている。

このように筐体２内全体に配されたすべての電池モジュール５は、図３左下隅の第１の電池モジュール５ａにおける負極端子８から始まって、各電池モジュール５間を接続する導電部材としての各電極部４によって筐体２内を電池モジュールの長手方向Ｙに往復しながら幅方向一方Ｘ１側（図３の右方側）の第７の電池モジュール５ｇにつながるように直列接続されており、図３右下隅の第７の電池モジュール５ｇの正極端子７に至るまで通電可能に接続されている。図３左下隅の第１の電池モジュール５ａの負極端子８は、電池スタック１の負極端子６２に接続されており、図３右下隅の第７の電池モジュール５ｇの正極端子７は、電池スタック１の正極端子６６に接続されている。

したがって、第１の電池モジュール５ａの負極端子８と通電可能に接続されている電極部４は、電池スタック１の負電極部に相当する。また、第７の電池モジュール５ｇの正極端子７は、電池スタック１の正電極部に相当する。第１の電池モジュール５ａの長手方向他方Ｙ２側（図３における上方側）の正極端子７は、第２の電池モジュール５ｂの長手方向一方Ｙ１側の負極端子８に長手方向Ｙに延びる電極部４によって接続されて、両者は通電する。さらに、第２の電池モジュール５ｂの長手方向他方Ｙ２側の正極端子７は、幅方向一方Ｘ１（図２における右方側）に隣接する第３の電池モジュール５ｃの長手方向他方Ｙ２側の負極端子８に幅方向Ｘに延びる電極部４によって接続されて、両者は通電する。第３の電池モジュール５ｃよりも長手方向一方Ｙ１側にある第４の電池モジュール５ｄの負極端子８は、第３の電池モジュール５ｃの長手方向一方Ｙ１側の正極端子７に長手方向Ｙに延びる電極部４によって接続される。さらに第４の電池モジュール５ｄの幅方向一方Ｘ１に隣接する第５の電池モジュール５ｅは、幅方向Ｘに延びる電極部４によって第４の電池モジュール５ｄと通電されている。

以降同様に、隣り合う位置にある異極端子（正極端子７および負極端子８）は、両者を接続する電極部４によって、第７の電池モジュール５ｇに至るまで長手方向Ｙに往復して蛇行するように直列接続されている。第７の電池モジュール５ｇの負極端子８は、電極部４によって長手方向一方Ｙ２側である図３の右上隅の第６の電池モジュール５ｆの正極端子７と通電している。換言すれば、筐体２内のすべての電池モジュール５は、第１の電池モジュール５ａの長手方向一方Ｙ１側の電極部４から第７の電池モジュール５ｇの長手方向他方Ｙ２側の電極部４に至るまで、電流がジグザク状または蛇行状に流れるように電極部４を介して電気的に直列接続されている。

また、各電極部４の上に電池モジュール５からの熱が伝わる冷却フィン５１ａ〜５１ｄ（以下、不特定の冷却フィンを示すときには符号５１を付して示す）が設けられる。冷却フィン５１は、筐体２内の電池モジュール５における正極端子７および負極端子８の上方向Ｚ１に各端子（正極端子７または負極端子８）毎にそれぞれ設けられる。冷却フィン５１は、アルミニウム合金等で構成される周知の波形状フィンであり、山部および谷部が幅方向Ｘに交互に繰り返され、山部と谷部の間を冷却風の吹出し方向に流れるように長手方向Ｙに伸長するように形成されている。

冷却風の下流側に位置する冷却フィン５１は、冷却風の上流側に位置する冷却フィン５１より表面積が大きくなるように構成される。また好ましくは、冷却風の下流側に位置する冷却フィン５１は、冷却風の下流側に位置する冷却フィン５１と冷却風への放熱量が略等しく（この「略等しい」は等しいを含むものとする）なるように構成される。換言すると、長手方向一方Ｙ１側に位置する冷却フィン５１は、長手方向他方Ｙ２側に位置する冷却フィン５１と放熱量が略等しい。各冷却フィン５１の冷却風への放熱量は、冷却フィン５１および冷却風の温度差と冷却フィン５１の表面積との積に比例する。冷却風の温度は、上流側より下流側の方が冷却フィン５１との熱交換によって上昇するが、このように温度が上昇した冷却風であっても放熱量が略等しくなるように各冷却フィン５１が構成される。換言すると、各冷却フィン５１は、同じ温度の冷却風が通過したと仮定すると、放熱量は最も長手方向一方Ｙ１側に位置する冷却フィン５１ａが最も小さく、順次、長手方向他方Ｙ２側に向かうにつれて各冷却フィン５１の放熱量が大きくなる。

送風部材３０は、筐体２の上下面以外の面であって、電池モジュールの長手方向Ｙの側面に略直交する電池スタックの一側面５０に隣接して一体的に設けられている。送風部材３０は、電池スタックの一側面５０の幅方向Ｘ（電池スタック１の長手方向）の幅にわたる吹出口３７を有し、電池スタック１に対して冷却風を提供する。送風部材３０は、主に遠心ファンの一例である２個のシロッコファン３４と、シロッコファン３４を回転駆動するモータ３１と、シロッコファン３４が収納されている２個のケーシング３３とから構成されている。送風部材３０のケーシング３３は、電池スタックの一側面５０に略平行な方向（幅方向Ｘ）に空気を吸い込む吸込口３８，３９が形成されており、吸込口３８，３９から吹出口３７に向けて末広がりとなる流路３５を内部に含んでいる。

シロッコファン３４は略水平に配されたモータ３１の回転軸３２の両端にそれぞれ固定されている。ファンの回転軸３２は、対向する電池スタック１の上下方向の高さ寸法Ｈの間にその軸心高さが含まれるように配置されている。ケーシング３３は、モータ３１の両側に固定支持された２個のシロッコファン３４のそれぞれの周囲を囲むスロール部有するケーシングであり、１個のケーシング３３について軸方向の両側面に開口する吸込口３８、３９を備えている。ケーシング３３は一体に形成された取付脚４０をボルト等の締結手段により締め付けることにより車両側部品または機器収納ボックスに固定されている。

ケーシング３３は、吸込口３８、３９から吸い込まれた空気を電池スタック１の上部表面に向けて吹き出す吹出口３７を備えている。ケーシング３３の内壁面とシロッコファン３４の前向きブレードとの間に形成される通路から吹出口３７に至る通風路には、吹出口３７側に末広がりとなる流路３５が設けられている。当該末広がりの通風路はシロッコファン３４の上方に配され、吹出口３７は筐体２内の上部に臨むように配置されている。吹出口３７の幅方向Ｘの長さは、電池スタック１の幅方向Ｘの長さ寸法Ｌ２に略等しい。ケーシング３３のスクロール部の軸方向（幅方向Ｘ）の長さは、電池スタック１の幅方向Ｘの長さ寸法Ｌ２より短くなっている。これにより、ケーシング３３の側方に延びる空間は、電池スタックの一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂに至るまで大きな空きスペースとなっている。

吹出口３７から吹き出される冷却風は、電池スタック１の上部表面に向かって流れ、吹出し方向上部側および下流側の各電池モジュール５の上部表面に達する。筐体２には、吹出口３７から吹き出された空気が冷却フィン５１で吸熱した後、排出される排出口２６が設けられている。この排出口２６は、吹出口３７と向き合うように筐体２の側面に設けられている。換言すると、排出口２６は、筐体２の長手方向他方Ｙ２側であって、幅方向Ｘに延びる側面の上方向Ｚ１に設けられる。排出口２６は、好ましくは図４に示すように、吹出口３７および冷却フィン５１と略同じ高さに設けられる。

図４に示すように、配線ユニット５５は、電池状態を監視する各種センサ７２、たとえば温度センサと制御回路ユニット２４とを電気的に接続する配線７３などが挿通する挿通空間５６を形成する。電池状態を監視する各種センサ７２は、電池モジュール５毎に設けられ、その配線７３は各電池モジュール５の上部表面から引き出される。したがって、電池モジュール５毎に配線７３が引き出されるので、配線ユニット５５はこの配線７３を幅方向他方Ｘ２側に導くために設けられている。

ヒータ部材６０は、電池モジュール長手方向の最も一方Ｙ１側に位置する冷却フィン５１ａと、送風部材３０の吹出口３７との間に設けられる。ヒータ部材６０は、例えば、吹出口３７近傍で送風部材３０のケーシング３３に一体に設けられる。ヒータ部材６０は、前述のように、電気式のものが好適である。ヒータ部材６０は、通風抵抗をより小さく抑え、冷却風に対して極力抵抗とならないように構成される。ヒータ部材６０は、電気式の発熱体とし、例えばニクロム線（高電気抵抗線）が用いられる。したがって、ヒータ部材６０は、ニクロム線に通電が行われることにより、電気抵抗による発熱を伴って冷却風を加熱する。

前述の制御部品は、ケーシング３３の側方であって、電池スタックの一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂよりも内側を占める空間に配置されている。また、制御部品は、吸込口３８または吸込口３９の側方で、電池スタックの一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂよりも内側を占める空間に配置されていてもよい。換言すれば、制御部品は、電池スタック１の上下方向の高さ寸法Ｈと、電池スタック１の幅方向Ｘの長さ寸法Ｌ２と、電池モジュールの長手方向における送風部材３０の長さ寸法Ｌ３と、で囲まれる直方体の内部空間のどこかに配置されている。つまり、この内部空間において送風部材３０が占有していない空きスペースは本来デッドスペースとなるため、制御部品は、この空きスペースを有効に活用すべく配置される。したがって、制御部品は、この直方体の内部空間に配置されるため、その外側に突出することなく、装置全体としての小型化が促進され、高い車両への搭載性が得られる。

さらに、制御部品の一例であるリレー装置６３およびリレー装置６８の少なくとも一方は、電池スタックの一側面５０側に設けられる正極端子６６および負極端子６２の近傍であって、電池スタックの一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂ側にケーシング３３を投影して形成される空間に、当該リレー装置の体積の半分以上を含み、さらに吸込口３８から所定の間隔をあけて配置されている。リレー装置とケーシング３３との間にこのような位置関係があることにより、リレー装置がファンの通風抵抗にならないで、通常デッドスペースになり得る空きスペースに配置されて空きスペースの有効活用が図れる。これにより、送風部材による電池冷却性能にも配慮したリレー装置の配置を提供でき、装置全体をコンパクトにすることができる。

次に、送風部材３０の構成について図５および図６を参照して説明する。図５は、車載用電池装置１００における送風部材３０の構成を示した平面図である。図６は、送風部材３０の構成を示した正面図であり、図５のＶＩ方向の矢視図である。ケーシング３３は、平面視で、遠心ファンの回転軸方向両側部から回転軸方向外方かつ吹出口３７側に向かって拡がる形状の拡がり部と、拡がり部から吹出口３７に向かって平行に伸びる筒部３６と、を備えている。このように吹出口３７側に向かう末広がりの流路３５を形成する拡がり部を備えることにより、吹出し風を筐体２内の横方向の広範囲に均等化するように吹出口３７に導くことができる。また、ケーシング３３の吹出し方向（高さ方向Ｚ、図６の上下方向）の寸法を小さく形成できる。

また、送風部材３０において、ひとつのモータ３１の両側に位置づけられた一対のケーシング３３は、拡がり部が中央に向けての拡がり度合いよりも、外側に向けて大きく広がっている。換言すれば、各ケーシング３３には、シロッコファン３４がケーシング３３の幅方向Ｘの中央部よりもモータ寄りに配置されており、これに伴ってケーシング３３の幅方向Ｘの形状は、スクロール部が電池スタック１の幅方向Ｘの中央部寄りに位置し、重心が幅方向Ｘの中央部側に偏ったものとなっている。これにより、電池スタックの一側面５０側の空きスペースを幅方向Ｘの両端部側に大きく形成することができる。

筒部３６の先端に設けられた吹出口３７は、高さ方向Ｚの長さ（上下方向長さ）が横幅よりも短い扁平状開口である。図５に示すように、回転軸３２の軸方向に並んでいる２個の吹出口３７が占める横幅は、対向する電池スタック１の横方向（電池モジュール５の積層方向、幅方向Ｘ）の全幅と同等程度となるように構成されている。吹出口３７は、シロッコファン３４よりも高い位置で、シロッコファン３４よりも電池スタック１に近い位置で開口している。ケーシング３３は、シロッコファン３４の上方から拡がり部によってシロッコファン３４の側方および電池スタック１側に膨出する形状であり、さらに筒部３６を介して吹出口３７に達している。

このような構成の吹出口３７から吹き出される冷却風は、電池スタック１の上部表面に対して低風量であるが比較的流速が速く高静圧の流れとなる。このような拡がり部および吹出口３７を備えることにより、小型化したケーシング３３内および筐体２内に形成される狭い流路に対しても騒音を抑えた冷却風を提供することができる。そして、吸込口３８，３９から吸い込まれた冷却風は、ケーシング３３内の末広がりの流路３５を通って吹出口３７から吹き出されるが、その高さ位置は筐体２内の上部であり、その横方向範囲は送風部材３０が対向する電池スタック１の略横幅に及んでいるので、冷却風は筐体２内の上部全体に行き渡ることになる。

本実施形態の車載用電池装置１００がもたらす作用効果について述べる。車載用電池装置１００は、複数個の電池モジュール５からなる電池スタック１と、電池モジュール５の長手方向の側面に直交する電池スタックの一側面５０に隣接して設けられ、電池スタックの一側面５０の長手方向幅にわたる吹出口３７を有し、電池スタック１に対して冷却風を提供する送風部材３０と、複数個の電池モジュール５に電気的に接続され、電池スタック１への通電を制御するために用いられるリレー装置６３，６８と、を備えている。送風部材３０は、電池スタックの一側面５０に略平行な方向に空気を吸い込む吸込口３８，３９が形成され、吸込口３８，３９から吹出口３７に向けて末広がりとなる流路３５を内部に形成するケーシング３３を有している。リレー装置６３，６８は、ケーシング３３の側方であって、電池スタックの一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂよりも内側を占める空間に配置されている。

この構成によれば、ケーシング３３が末広がりの流路３５を有することにより、送風部材３０の体格は吹出口３７から吸込口３８，３９にかけて幅が狭くなり、ケーシング３３の側方に形成可能な空きスペースを広く設定することができる。これにより、電池スタックの一側面５０に隣接する送風部材３０の占有空間が低減され、電池スタックの一側面５０側のいわゆるデッドスペースを大きく確保することができる。そして、制御部品が、ケーシング３３の側方で、電池スタックの一側面５０の長手方向端部５０ａ，５０ｂよりも内側を占める空間に配置されるため、制御部品が電池スタック１と送風部材３０で形成される略直方体空間から突出することがなく、装置全体をコンパクトにまとめタ状態で、車両に設置することができる。上記構成では、換言すれば、電池スタック１と送風部材３０の大きさや形状（例えば、拡がり部を有するケーシング３３の特有な形状）の違いによるデッドスペースを有効活用した制御部品の配置が提供できる。

また、送風部材３０は、末広がりの流路３５を備えることにより、電池スタック１に対して均一化した流速分布の冷却風を提供できるとともに、送風部材の体格を小さくすることができ、空きスペースを確保することができる。

さらに、送風部材３０は、末広がりの流路３５に加え、遠心ファンを備えることにより、高静圧の冷却風を提供でき、小型化に伴う狭い流路に送風を行っても低騒音で省エネルギーの冷却装置となる。

さらに、吹出口３７は高さの低い扁平状の吹出口であることにより、小風量でも流速の速い冷却風を提供できるので、低騒音化を満たしつつも電池モジュール５の冷却する能力を確保することができる。

また、制御部品は、電池スタック１の正極端子６６および負極端子６２の少なくとも一方に接続され、電池スタック１からの電力の供給および遮断を行うリレー装置６３，６８であることが好ましい。

この構成を採用した場合には、電池スタックから供給される大電流を制御するシステムメインリレーとしての大型のリレー装置を、電池スタック１の長手方向の空きスペースと、ケーシング３３の高さ方向幅にわたる空きスペースとの両方を最大限に活用して設置することができる。さらに、リレー装置を配置可能な空きスペースは大きく取れるため、リレー装置に関わる配線を引き回す設計自由度が向上する。

また、制御部品は、電池スタック１の少なくとも電圧状態、温度状態を監視するとともに、送風部材３０の作動を制御する制御回路ユニット２４であることが好ましい。この構成を採用した場合には、電池スタック１の長手方向（幅方向Ｘ）の空きスペースと、ケーシング３３の高さ方向Ｚの幅にわたる空きスペースとの両方を最大限に活用して制御回路ユニット２４を設置することができる。さらに、制御回路ユニット２４の形状を当該空きスペースを有効活用する設計が可能になり、車載用電池装置１００のさらなる小型化が図れる。

また、制御部品、特に制御回路ユニット２４は、さらに送風部材３０よりも下方に配置されていることが好ましい。この構成を採用した場合には、送風部材３０の下方に形成される空きスペースも制御部品の設置空間として活用されるため、電池スタックの一側面５０における短手方向幅（高さ方向幅）よりも高さ方向の幅が小さい送風部材３０である場合には、装置全体の体格をコンパクトにするとともに、車両に設置するときのすわりが安定し、車両搭載性に優れた車載用電池装置を提供することができる。

また、車載用電池装置１００は、さらに、送風部材３０が提供する冷却風の通路にヒータ部材６０を備えている。制御部品としては、ヒータ部材６０に供給する電力を制御するヒータ制御回路６１を含むものである。この構成によれば、車載用電池装置１００に送風空気を加熱する昇温機能を一体化させることができ、さらにヒータ制御回路６１を空きスペースに配置することにより、電池スタック１の温度制御性と装置全体の小型化の両方を満たす車載用電池装置１００が得られる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態において車載用電池装置１００は、ファンの回転軸３２が水平方向になるように構成されているが、車載用電池装置１００を自動車に設置するときには、吹出口３７が水平方向に伸長する形態で上方に位置するように設置してもよいし、あるいは、ファンの回転軸３２が鉛直方向になるように設置してもよい。前者の場合は高さが低い設置空間に適した配置であり、後者の場合は横幅の狭い設置空間に適した設置である。

また、上記実施形態において、複数個の電池モジュール５は、筐体２内で送風部材３０からの冷却風の吹出し方向に対して垂直な方向（図３のＸ方向）に所定の隙間をあけて並べて配置するようにしてもよい。この場合には、冷却風は、吹出し方向に対して垂直な方向に並ぶ電池モジュール５の長手方向側面間に形成された複数の所定の隙間に沿うように流れ込み、これを通って筐体２に設けられた排出口に向かって流れながら各電池モジュール５を吸熱冷却し、排出口から筐体２の外部に排出される。

第１実施形態の車載用電池装置１００の全体的構成を説明するための斜視図である。 車載用電池装置１００の制御に係る構成を説明するための構成図である。 車載用電池装置１００の全体的構成と、筐体２内に収納された電池スタック１の構成および冷却風の流れとを示した平面図である。 車載用電池装置１００の全体的構成と、筐体２内に収納された電池スタック１の構成および冷却風の流れとを示した側面図である。 車載用電池装置１００における送風部材３０の構成を示した平面図である。 送風部材３０の構成を示した正面図であり、図５のＶＩ方向の矢視図である。る。

符号の説明

１…電池スタック
５…電池モジュール
２４…制御回路ユニット（制御部品）
３０…送風部材
３２…ファンの回転軸（遠心ファンの回転軸）
３４…シロッコファン（遠心ファン）
３３…ケーシング
３５…流路
３７…吹出口
３８，３９…吸込口
５０…電池スタックの一側面
５０ａ，５０ｂ…長手方向端部
６０…ヒータ部材
６１…ヒータ制御回路
６２…負極端子
６３，６８…リレー装置
６６…正極端子
６７…サービスプラグ（制御部品）

Claims (6)

1. 通電可能に直列接続された複数個の電池モジュール（５）をその長手方向（Ｙ）の側面を対向させるように並べて配置し一体にしてなる電池スタック（１）と、
   前記電池モジュールの長手方向（Ｙ）の側面に略直交する前記電池スタック（１）の一側面（５０）に隣接して設けられ、前記電池スタックの前記一側面（５０）の長手方向（Ｘ）幅にわたる吹出口（３７）を有し、前記電池スタックに対して冷却風を提供する送風部材（３０）と、
   前記複数個の電池モジュールに電気的に接続され、前記電池スタックからの電力供給を制御するために用いられる制御部品（２４，６３，６７，６８）と、
   を備え、
   前記送風部材は、前記電池スタックの前記一側面（５０）に略平行な方向に空気を吸い込む吸込口（３８，３９）が形成され、前記吸込口から前記吹出口（３７）に向けて末広がりとなる流路（３５）を内部に形成するケーシング（３３）を有しており、
   前記制御部品は、前記ケーシングの側方であって、前記電池スタックの前記一側面（５０）の長手方向端部（５０ａ，５０ｂ）よりも内側を占める空間に配置されていることを特徴とする車載用電池装置。
2. 前記制御部品は、前記電池スタックの正極端子（６６）および負極端子（６２）の少なくとも一方に接続され、前記電池スタックからの電力の供給および遮断を行うリレー装置（６３，６８）であることを特徴とする請求項１に記載の車載用電池装置。
3. 前記送風部材は前記ケーシング内に遠心ファン（３４）を有し、前記遠心ファンの回転軸（３２）は前記電池スタックの前記一側面（５０）に対して略平行となるように配されており、
   前記リレー装置（６３，６８）は、前記電池スタックの前記一側面（５０）側に設けられる前記正極端子（６６）および前記負極端子（６２）の近傍であって、前記電池スタックの前記一側面（５０）の長手方向端部（５０ａ，５０ｂ）側に前記ケーシングを投影して形成される空間に、前記リレー装置（６３，６８）の体積の半分以上を含み、さらに前記吸込口（３８）から所定の間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車載用電池装置。
4. 前記制御部品は、前記電池スタックの少なくとも電圧状態、温度状態を監視するとともに、前記送風部材の作動を制御する制御回路ユニット（２４）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用電池装置。
5. 前記制御部品は、さらに前記送風部材よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用電池装置。
6. さらに、前記送風部材が提供する前記冷却風の通路にヒータ部材（６０）を備え、
   前記制御部品は、前記ヒータ部材に供給する電力を制御するヒータ制御回路（６１）を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車載用電池装置。

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