JP2012099288A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】限られた体格のなかで、電池モジュールの冷却に必要十分とされる冷却媒体（空気）の吸入を容易としつつ、外気に含まれる水分や塵の侵入をも好適に抑制することのできる電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック１０は、二次電池を収容する収容ケース１１を有するとともに、該収容ケース１１に収容された二次電池に対する冷却機能を有する。電池パック１０は、収容ケース１１内に冷却媒体を導入するために収容ケース１１の側面に開口された開口部をケース外方に所定間隔だけ離間して覆う導入カバー３０を有し、冷却媒体を収容ケース１１と導入カバー３０との間の空間に導入する吸入口３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄが設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉型二次電池からなる電池モジュールが複数連結されて構成される電池スタックを収容した電池パックに関し、特に電池パックに収容される電池モジュールの冷却構造の改良に関する。

周知のように、電気自動車やハイブリッド自動車では、動力源もしくは補助動力源として電動モータが用いられている。そして、この電動モータの電力源としては、複数の電池モジュールが直列接続された電池スタックが、電池パックに収納された状態で用いられることが知られている。こうした電池パックは、乗用車などでは車室内に配置されることもあるが、車室内空間の制限されるトラックなどでは、車室外となる車台（フレーム）に設置されることも多い。

ところで、充放電などに伴う温度上昇により性能が低下する電池モジュールは、温度上昇を抑制して性能維持を図るために空冷等による冷却が施されることが一般的であり、特に多数の電池モジュールが収容される発熱量の大きい電池パックには大きな冷却能力を有する空冷構造が欠かせない。そして、通常、車室外に設置された電池パックは、外気を電池パックに導入することで電池スタックを空冷するようにしている。一方、外気には、絶縁性を低下させるなど、電池パックの動作に不調を生じさせるおそれのある水分や塵が多く含まれるため、車室外に設置されている電池パックは、その内部への水分や塵などの侵入を抑制する工夫が必要となる。

例えば、外気に含まれる水分や塵などの電池パック内への侵入を抑制する技術の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の電池パックは、車室外となるフロアパネルの下面に設置されるものであり、そのフロント側の側面には同側面を貫通する外気導入部材が設けられている。また、外気導入部材の空気流路の途中には凹部が形成されているとともに、この凹部には上側面から空気の流入線に直交方向に垂設されたバッフルプレートが設けられている。このため、外気はバッフルプレートにより一旦下向きに流路が変更され、蛇行しながら電池ボックスに導入される。すなわち、空気流路に流入した水滴を含んだ外気は、バッフルプレートに吹き当たって一旦下向きに変更されることから、外気とともに流入した水滴は自重により凹部の底部に落下するようになり、外気のみがバッフルプレートをくぐり抜けて電池モジュールに到達するようになる。

特開平７−２３２５６５号公報

ところで近年、電池モジュールの収容量が増えるなど、電池パックとしての発熱量も大きくなることに伴って、空冷に必要とされる空気の量も増加する傾向にある。しかしながら、特許文献１に記載の電池パックは、上記凹部とバッフルプレートとにより空気流路の拡張が図られているとはいえ、流路長そのものは決して十分とはいえず、同空気流路における水分や塵の除去が不十分になるおそれがある。しかも、空気流路が短い距離で大きく曲げられることによる吸気抵抗の増大により、必要量の空気の確保すら難しくなるおそれもある。

そこで従来は、例えば、図６に斜視構造を、また図７に平面方向からの断面構造を示すように、空気流路としての流路長を吸気ダクト３２の距離によって確保するとともに、吸気ダクト３２の開口部１３ｈには吸気抵抗の小さいフィン１３０を設けて、必要とされる空気量をファン４０により強制的に確保するようにした電池パックも実用されている。しかしこの場合であれ、電池パックとしての大きさの制約が、空気の吸入量に影響する吸気ダクト３２の長さや開口部１３ｈの大きさに課す制約が無視できず、特に車室外に設置される電池パックとして、水分や塵の侵入を防ぎつつ、空気の吸入量を十分に確保しようとすると、実用上は未だ改善の余地が残されている。また、空気以外の気体を冷却媒体として電池パックの冷却に用いる場合にも、上記と同様に実用上の改善の余地がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、限られた体格のなかで、電池モジュールの冷却に必要十分とされる冷却媒体（空気）の吸入を容易としつつ、外気に含まれる水分や塵の侵入をも好適に抑制することのできる電池パックを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、二次電池を収容する収容ケースを有するとともに、該収容ケースに収容された二次電池に対する冷却機能を有する電池パックであって、前記収容ケース内に冷却媒体を導入するために同収容ケースに開口された開口部をケース外方に所定間隔だけ離間して覆う導入カバーを有し、前記冷却媒体を前記収容ケースと前記導入カバーとの間の空間に導入する吸入口が設けられることを要旨とする。

このような構成によれば、導入カバーによって収容ケースの外方に冷却媒体（空気）を導入する空間を設けることにより冷却媒体の流路を長くすることができるため、冷却媒体の流路において水分や塵はその自重などにより冷却媒体からの除去が促進される。これにより、電池パックへの水分や塵などの侵入が抑制されるようになる。

また、吸入口がケース側面に沿うため、該ケース側面に開口された開口部とは非平行となるため、これによっても導入される空気は、流路が変更され、蛇行されながら開口に案内されることから、水分や塵などの侵入が抑制されるようになる。

さらに、吸入口がケース側面に沿うため、ケース上方からの水分や塵などの侵入を防ぐことができるようにもなる。
このようなことから、電池パックは、導入カバーで冷却媒体に混じっている塵や水分の進入を防ぎつつ、吸入口から、離間した空間を通じて、冷却に十分な冷却媒体を導入することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電池パックにおいて、前記吸入口から導入される冷却媒体を前記収容ケースの開口部に案内する態様で設けられた案内部材を備えることを要旨とする。

このような構成によれば、導入される空気は、案内部材により形成される流路に案内されるようになる。例えば、開口部までの流路を蛇行させるように案内部材を設けるようにすれば、冷却媒体に混じっている（含まれている）水分や塵などの慣性を有する物質はその自重で冷却媒体の流れから外れて落下などしやすくなる。すなわち冷却媒体に含まれている水分や塵などが案内部材へ付着したり、案内部材などから落ちたりするようになり、水分や塵などの電池パックへの侵入が抑制されるようになる。これにより、電池パックへの水分や塵などの侵入が抑制されるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電池パックにおいて、前記吸入口の開口面積を、前記収容ケースの開口部の開口面積に比べて大きく形成したことを要旨とする。

このような構成によれば、収容ケースの開口部の開口面積よりも、該開口部を覆う導入カバーの吸入口の開口面積が大きく形成されることから、開口部の吸気抵抗よりも吸入口の吸気抵抗を小さくなるので、吸入口は電池パックによる必要量の冷却媒体の確保を妨げない。それどころか、吸入口により水分等が除去されることから開口部には案内部材が不要となり、吸気抵抗をより小さくすることも可能となる。これにより、冷却媒体の確保が容易になる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の電池パックにおいて、前記案内部材は、前記吸入口から導入される冷却媒体を導入カバー上方に偏向させつつ前記収容ケースの開口部に案内するものであることを要旨とする。

このような構成によれば、水分や塵が自重などにより案内部材上に落下しやすくなるため、電池パックに導入する冷却媒体から水分や塵が好適に除去されるようになる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、前記導入カバーの重力方向下方は開放端となっていることを要旨とする。

このような構成によれば、冷却媒体の流れから外れたりすることで落下した水分や塵などが導入カバーの開放端から排出されるようになる。これにより、電池パックへの水分などの侵入がより一層抑制される。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、前記収容ケースは、相互に開口が向かい合わされて結合される箱状からなる下部ケースと上部ケースとからなるとともに、前記下部ケース及び前記上部ケースには、それぞれ前記結合に際して互いに面対向されるように相互の開口から外周に沿って延出されたフランジが設けられていて、それらフランジ同士の連結によって前記下部ケース及び前記上部ケースが連結されるものであり、前記導入カバーは、前記上部ケースのフランジよりも重力方向上方に設けられていることを要旨とする。

このような構成によれば、車両などにおいて下方から飛散する水分などの、フランジの上方に設けられている導入カバーへの到達が抑制されるようになる。特に、下方に開放端を有する導入カバーは、開放端からの水分等の侵入を許すおそれもあるが、開放端の下方にフランジが配置されることで下方からの水分等の侵入が抑制される。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、前記収容ケースには、前記導入された冷却媒体の流路長を拡張するダクトが併せて収容されており、前記収容ケースの開口部は前記ダクトの吸入部に連結されていることを要旨とする。

このような構成によれば、導入カバーによる冷媒媒体の流路と、ダクトによる冷媒媒体の流路との相乗効果により、電池パックへの水分や塵の侵入がより一層抑制されるようになる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、前記導入カバーは、樹脂製からなることを要旨とする。
このような構成によれば、導入カバーへの案内部材の形成自由度が高くなるので、水分等の侵入抑制に好適な案内部材形状などの設計自由度の向上が図られるようになる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電池パックにおいて、前記電池パックは、前記収容ケースが車両の車室外となる車台に支持されて、外気を前記冷却用の冷却媒体として導入することを要旨とする。

このような構成によれば、車室外に配置されており冷却媒体（空気）として水分や塵が混じっているおそれの高い外気を用いる電池パックであれ、外気に含まれる水分（雨水）や塵などの侵入を抑制できるようになることから、電池パックとしての冷却性能が維持されて電池モジュールの性能維持が図られるとともに、電池パックとしての信頼性の向上が図られるようになる。

本発明にかかる電池パックによれば、限られた体格のなかで、電池モジュールの冷却に必要十分とされる冷却媒体（空気）の吸入を容易としつつ、外気に含まれる水分や塵の侵入をも好適に抑制することのできる電池パックを提供することができるようになる。

本発明の電池パックを具体化した一実施形態について、その設置態様を示す斜視図。 同電池パックの図１の２−２線における断面構造を示す断面図。 同電池パックの図１の３−３線における部分的な端面構造示す部分端面図。 同電池パックの導入カバーの斜視構造を示す斜視図であって、（ａ）は前面側の構造を示す斜視図、（ｂ）は背面側の構造を示す斜視図。 同導入カバーの構造を電池パックに対向する背面を中心に示す図であって、（ａ）は導入カバーの右側面図、（ｂ）は導入カバーの背面図、（ｃ）は導入カバーの左側面図、（ｄ）は導入カバーの底面図。 従来の電池パックを具体化した態様を示す斜視図。 同電池パックの水平断面構造を示す断面図。

以下、本発明にかかる電池パックを具体化した一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態の電池パック１０は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車としてのトラックの動力源もしくは補助動力源となる電動モータに電力を供給する電力源（電源）である電力ユニットとして用いられる。

図１に示すように、電池パック１０は、前記トラックの車体側面の車室外に対して左右に伸びる態様で同トラックの車台の一部である車両フレームＦｒに、同左右方向を長手方向とする横長の箱形状の装置として設置されている。電池パック１０は、その外装として下部ケース１２と上部ケース１３から構成される収容ケース１１を備えている。すなわち収容ケース１１は、直方体状、いわゆる横長の箱形状に形成されており、その一側面として、車両フレームＦｒに対向する側面であるフレーム側の側面を備える。また、収容ケース１１は、フレーム側の側面の長手方向両端から車両フレームＦｒから離間する方向に延出される短手方向の各側面に、同収容ケース１１を車両フレームＦｒに固定するブラケット１５が結合されている（図１において影となる側面のブラケット１５は図示略）。そして、それらブラケット１５の車両フレーム側がそれぞれ車両フレームＦｒに結合されることにより、同ブラケット１５に支持される態様で収容ケース１１が当該車両フレームＦｒに取り付けられる。

下部ケース１２は、金属材料を加工することにより、上部に開口を有するとともに下部
に底面を有する横長の箱形状に形成される。下部ケース１２は、フレーム側の側面の下部から車両フレームＦｒから離間する方向に延出される底面と、同底面の延出方向先端から上部に延出されることでフレーム側の側面に対向するように設けられた長手方向に延びる前側面とを備える。前側面の底面から垂直方向（上方）への長さは、フレーム側の側面の底面からの垂直方向長さよりも短く形成されている。また、下部ケース１２の短手方向の各側面は、フレーム側の側面の長手方向端部と、底面の長手方向端部と、前側面の長手方向端部とに接続されるようにして形成されていることから、底面に対して垂直方向に離間する側の（上部の）辺は、フレーム側の側面の上部の辺と、前側面の上部の辺とを結ぶ傾斜辺として形成される。これにより、フレーム側の側面の上辺と、短手方向の両側面の上辺と、前側面の上辺とにより形成される下部ケース１２の開口は、車両フレームＦｒから離間する方向に（前方向）に開口を向ける態様となる。このような下部ケース１２の上部に形成される開口の全周には、下部ケース１２の各側面に対して外側に延出される環状のフランジ部１４が開口から外周に沿って延出されている。

上部ケース１３は、金属材料を加工することにより、下部に開口を有する横長の箱形状に形成される。上部ケース１３の形状は、下部ケース１２を、長手方向を軸に１８０度回転させた形状と略同様の形状である。すなわち、上部ケース１３は、フレーム側の側面の上部から車両フレームＦｒから離間する方向に延出される天面と、同天面の延出方向先端から下部に延出されることでフレーム側の側面に対向するように設けられた長手方向に延びる前側面とを備える。前側面の天面からの垂直方向（下方）への長さは、フレーム側の側面の底面からの垂直方向長さよりも長く形成されている。また、上部ケース１３の短手方向の各側面は、フレーム側の側面の長手方向端部と、底面の長手方向端部と、前側面の長手方向端部とに接続されるようにして形成されていることから、天面に対して垂直方向に離間する側の（下部の）辺が、フレーム側の側面の下部の辺と、前側面の下部の辺とを結ぶ傾斜辺として形成される。これにより、フレーム側の側面の下辺と、短手方向の両側面の下辺と、前側面の下辺とにより形成される上部ケース１３の開口は、車両フレームＦｒに向かう方向に開口を向ける態様となる。このような上部ケース１３の下部に形成される開口の全周には、上部ケース１３の各側面に対して外側に延出される環状のフランジ部１４が開口から外周に沿って延出されている。

そして、下部ケース１２と上部ケース１３とをそれぞれの開口を向き合わせて、それらの間に図示しないガスケット等を介して重ね合わせることにより、下部ケース１２のフランジ部１４と上部ケース１３のフランジ部１４とがガスケット等を介して重なり合うようになる。そして、対向して重なり合う２つのフランジ部１４が図示しないボルトなどによって相互に結合されることによって収容ケース１１が構成される。このように、収容ケース１１は、下部ケース１２の上側の開口に上部ケース１３の下側の開口が組み合わせられることにより、収容ケース１１としては、横長の箱形状として構成されている。

収容ケース１１は、フレーム側の側面から車両フレームＦｒから離間する方向に対向する側面である前側面が、下部ケース１２の前側面と上部ケース１３の前側面１３ａとにより構成される。ところで、上部ケース１３の前側面１３ａの垂直方向長さは下部ケース１２の前側面の垂直方向長さよりも長いため、収容ケース１１の前側面は、下部ケース１２の前側面が占める面積よりも上部ケース１３の前側面１３ａが占める面積の方が広い。また上部ケース１３の前側面１３ａは、下部ケース１２のフランジ部１４と上部ケース１３のフランジ部１４とに対して垂直方向上側に配置されることとなる。

上部ケース１３の前側面１３ａにあって長手方向の中央部付近に、樹脂材料からなる樹脂製の導入カバー３０が図示しないねじなどによって取り付けられている。導入カバー３０は、上部ケース１３の前側面１３ａに対してケース外方に所定の間隔だけ離間するとともに、天面から前側面１３ａに渡る壁面（前壁面３１０など）を有している。その一方、
導入カバー３０は、上部ケース１３の長手方向に対する両端部及び下端部にそれぞれ、壁面を有さない開放端としての吸入口（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ）を有している。このことから導入カバー３０は、その壁面と上部ケース１３の前側面１３ａとの間に、吸入口から空気を導入する空間である導入空間を形成する。なお、本実施形態では、長手方向に対して左側に配置される吸入口を左側吸入口３０Ａとし、長手方向に対して右側に配置される吸入口を右側吸入口３０Ｂとする。詳述すると、左側吸入口３０Ａは、導入カバー３０の長手方向左側の端面と、上部ケース１３の前側面１３ａの一部であって前記左側の端面の上下両端部を結ぶ部分とにより区画形成される。また、右側吸入口３０Ｂは、導入カバー３０の長手方向右側の端面と、上部ケース１３の前側面１３ａの一部であって前記右側の端面の上下両端部を結ぶ部分とにより区画形成される。同様に、下端部の各吸入口３０Ｃ，３０Ｄは、導入カバー３０の下端面（下壁面３１３）に形成された開放端（３１５，３１６）と、上部ケース１３の前側面１３ａの一部であって同開放端（３１５，３１６）の左右両端部を結ぶ部分とにより区画形成される。

図２に示すように、収容ケース１１は、複数の二次電池としての電池モジュール２０から構成される二次電池群としての電池スタック２１を内部に収容する。また、収容ケース１１には、同収容ケース１１（電池パック１０）の外気を冷却用の空気（冷却媒体）として用いることで電池スタック２１を冷却する冷却構造が設けられている。

冷却構造は、上部ケース１３の前側面１３ａに形成され、電池スタック２１の冷却に用いる外部の空気を収容ケース１１に取り込ませる開口部１３ｈと、収容ケース１１内に配置され、開口部１３ｈに接続される空気流路としての吸気ダクト３２とを有している。また、冷却構造は、収容ケース１１内に、吸気ダクト３２を介して冷却用の空気を強制吸入するファン４０と、同ファン４０から供給される冷却用の空気を電池スタック２１に導く供給ダクト４１とを有している。

開口部１３ｈは、上部ケース１３の前側面１３ａに略矩形状に開口されているが、特に開口される形状に制限はない。開口部１３ｈの開口面積は、その吸気抵抗が、少なくとも吸気ダクト３２の有する吸気抵抗よりも小さくなるような面積となるように確保されている。上述のように開口部１３ｈは、導入カバー３０に覆われていることから、導入カバー３０が開口部１３ｈに吸入させる空気を、左側吸入口３０Ａもしくは右側吸入口３０Ｂから導入空間に導入してから開口部１３ｈに案内する。なお、導入カバー３０は、開口部１３ｈを覆う大きさであることから、開口部１３ｈよりも垂直方向の高さを高くすることができるとともに前側面１３ａと前壁面３１０の間などの距離を調整することによって、左側吸入口３０Ａの開口面積や右側吸入口３０Ｂの開口面積を調整することができる。そしてこのような調整により、左側吸入口３０Ａの開口面積と、右側吸入口３０Ｂの開口面積と、下端部の２つの吸入口３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれの開口面積との和が開口部１３ｈの開口面積よりも大きくなるように形成されている。これにより、導入カバー３０で水分（雨）や塵の進入を防ぎつつ、冷却に十分な量の空気を吸入口から取り込むことができる。

なお左側吸入口３０Ａの開口面積とは、長手方向左から見た左側吸入口３０Ａの平面面積であり、右側吸入口３０Ｂの開口面積とは、長手方向右から見た右側吸入口３０Ｂの平面面積であり、下端部の各吸入口３０Ｃ，３０Ｄの開口面積は、長手方向下から見たそれぞれの吸入口３０Ｃ，３０Ｄの平面面積である。

吸気ダクト３２は、上部ケース１３の開口部１３ｈから、収容ケース１１の一方の端部に向かい同収容ケース１１の長手方向に沿って延びる筒状に形成された樹脂材料からなるダクトである。これにより、吸気ダクト３２の長さは、収容ケース１１の長手方向の長さの半分程度の長さとなる。吸気ダクト３２は、上部ケース１３の開口部１３ｈに接続される吸入部３３と、ファン４０に接続される接続端３５とを有している。この吸気ダクト３
２は、吸入部３３と接続端３５との間にダクト内流路３４を確保することにより、吸入部３３から吸入した空気を、ダクト内流路３４を通じて接続端３５から出力させる空気流路を形成する。なお、冷却構造に構成される空気流路としては、その経路中において最も大きな吸気抵抗の部分が、直列構成される空気流路の吸気抵抗として大きな影響を及ぼすため、ダクト内流路３４の吸気抵抗を小さくすることはもとより、それ以外の部分はダクト内流路３４の吸気抵抗よりも小さな吸気抵抗となるように構成される。なお、ダクト内流路３４は、その長さを用いて、同ダクト内流路３４を流通する空気に含まれる水分や塵などの自重による落下を促進させ、電池スタック２１に供給される冷却用の空気に水分や塵などが含まれることを抑制するようにする。

ファン４０は、例えば電動ファンであって、吸気ダクト３２が形成する空気流路を通じて外気を強制的に吸入するとともに、その吸入した外気を、電池スタック２１を冷却する空冷用の空気として供給ダクト４１に供給する。供給ダクト４１は、ファン４０と電池スタック２１とに接続されており、ファン４０から供給される空冷用の空気を電池スタック２１に供給して、電池スタック２１を空冷させる。

次に、図３〜５を参照して、導入カバー３０を中心に説明する。
図３に示すように、導入カバー３０は、前記前壁面３１０と、前壁面３１０の上部から上部ケース１３の天面に向かって湾曲する断面弧状の曲面３１１と、曲面３１１の先端からケース方向に水平方向に延出されて上部ケース１３の天面に接続される上壁面３１２とを有している。また、導入カバー３０は、上部ケース１３のフランジ部１４に対して所定の離間距離を有する前壁面３１０の下部から上部ケース１３の前側面１３ａの方向に延出される下壁面３１３を有している。下壁面３１３は、一部分が上部ケース１３の前側面１３ａに到達する長さに延出される一方、その他の部分は前側面１３ａに到達せずに所定の距離離間する開放端として形成されている。すなわち導入空間は、前側面１３ａと前壁面３１０とに挟まれるとともに、上部が上壁面３１２と曲面３１１とに囲まれ、下部が下壁面３１３に囲まれるようにして確保される。

導入空間にあって、収容ケース１１内においてダクト内流路３４が延出されている方向（左側吸入口３０Ａの側）には、図４（ａ），（ｂ）などに示すように、前壁面３１０から上部ケース１３の前側面１３ａの方向に延出される第１のフィン３２０が設けられている。また、導入空間にあって、収容ケース１１内においてダクト内流路３４が延出されていない方向（右側吸入口３０Ｂの側）には、図４（ｂ）に示すように、上述した第１のフィン３２０を導入カバー３０の長手方向中央の垂線を軸に鏡像させた態様の形状からなる第２のフィン３４０が設けられている。すなわち、第１のフィン３２０は、前壁面３１０を左側吸入口３０Ａから右側吸入口３０Ｂの方向に向かって延設されている一方、第２のフィン３４０は、前壁面３１０を右側吸入口３０Ｂから左側吸入口３０Ａの方向に向かって延設されている。なお、本実施形態では、導入カバー３０の長手方向中央よりも左側吸入口３０Ａ寄りで第１のフィン３２０が途切れているとともに、導入カバー３０の長手方向中央よりも右側吸入口３０Ｂ寄りで第２のフィン３４０が途切れていることから、第１のフィン３２０と第２のフィン３４０との間には、フィンの設けられていない空間が形成される。なお、第１及び第２のフィン３２０，３４０の延出される長さは、水分や塵などが好適に除去されるとともに、吸気抵抗が開口部１３ｈの吸気抵抗や、ダクト内流路３４の吸気抵抗よりも小さくなるように形成される。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のフィン３２０は、４つのフィン３２１，３２２，３２３，３２４を有する。各フィン３２１〜３２４は、前壁面３１０に対して垂直に突出されるとともに、左側吸入口３０Ａよりも導入カバー３０の中央寄りが垂直方向に対して高くなる長手方向に対する傾斜面として形成されているため、導入カバー３０の中央に進入するにつれてその傾斜面が上壁面３１２に接近する。

本実施形態では、第１のフィン３２０にはさらに、４つのフィン３２１〜３２４に隣接する２列目の複数のフィン３３１〜３３４が設けられている。２列目の複数のフィン３３１〜３３４は、４つのフィン３２１〜３２４がぞれぞれ導入カバー３０の長手方向に中央寄りに水平移動された態様に配置されており、それらの構成は、４つのフィン３２１〜３２４と同様の構成となっている。すなわち、第１のフィン３２０は、８つのフィンから構成されるが、第１のフィン３２０を構成するフィンの数は８つには限られない。

また上述のように、右側吸入口３０Ｂにも、第１のフィン３２０の鏡像に対応する第２のフィン３４０が設けられている。すなわち第２のフィン３４０は、右側吸入口３０Ｂよりに４つのフィン３４１〜３４３（１つは図示略）を有し、中央寄りに４つのフィン３５１〜３５３（１つは図示略）を有している。図４（ｂ）には斜視図の制約により、第１のフィン３２０を構成する２つのフィン３２４，３３４のそれぞれ対応する、第２のフィン３４０におけるフィンの図示が省略される。

図５は、導入カバー３０の構造を、電池パック１０に対向する背面を中心に示す図である。導入カバー３０を背面から見たことから、図５（ａ）は導入カバーの右側面図であり、図５（ｂ）は導入カバーの背面図であり、図５（ｃ）は導入カバーの左側面図であり、図５（ｄ）は導入カバーの底面図である。

図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第１のフィン３２０を構成する各フィンの先端は、上部ケース１３の前側面１３ａの外面形状に対応する形状に形成されているため、同前側面１３ａに接触、又は近傍まで接近する。これにより、前壁面３１０と上部ケース１３の前側面１３ａとの間の車両フレームＦｒから離間する方向に対する離間距離は、垂直方向において下部よりも上部が長くなるため、各フィンは、垂直方向下部よりも垂直方向上部の方が前壁面３１０から長く延出される。また、図５（ａ）及び（ｄ）に示すように、第２のフィン３４０を構成する各フィンの先端も、第１のフィン３２０を構成する各フィンの先端と同様に、上部ケース１３の前側面１３ａの外面形状に適合する形状に形成されているため、前側面１３ａに接触、又は近傍まで接近する。すなわち第２のフィン３４０を構成する各フィンも、垂直方向下部よりも垂直方向上部の方が前壁面３１０から長く延出される。これにより、図５（ｂ）に示すように、上部ケース１３に取り付けられた際、導入カバー３０は、第１のフィン３２０を構成する各フィンにより区分される各別の空気流路Ｐｆを形成するとともに、第２のフィン３４０を構成する各フィンにより区分される各別の空気流路Ｐｒを形成する。

図５（ｂ）に示すように、導入カバー３０は、蛇行した空気流路Ｐｆや空気流路Ｐｒを形成することにより、これら空気流路Ｐｆ，Ｐｒを通り抜ける空気に含まれる水分や塵をその自重や慣性によって空気の流れから外してフィンに衝突させたり、速度を低下させて自重により落下させたりするようにする。このとき、第１のフィン３２０は、各フィン上面に付着した水分や、同上面に落下した塵を、各フィンの傾斜面に従って左側吸入口３０Ａに移動させて導入カバー３０から排出するようにする。また、空気にのって第１のフィン３２０をくぐり抜けた水分や塵について、それらの速度を低下させることにより落下を早めさせて、下壁面３１３に形成された開放端３１５，３１６から排出するようにする。なお、第２のフィン３４０についても同様であることから、その説明を省略する。

さらに、導入通路から開口部１３ｈへの空気流路も略直角に変化され、大きく蛇行されるので、ここでも空気に含まれる水分や塵の除去が促進されるようになる。そして、吸気ダクト３２内でも、従来通り、空気に含まれる水分や塵が除去される。このことから、導入カバー３０は、電池パック１０内の構成からの制約を課されることなく、電池パック１０の外に吸気ダクト３２の空気流路を延長させる導入空間を形成するようになることから
、導入空間を通じて吸引される空気からの水分や塵の除去がより一層促進させるようになる。

以上説明したように、本実施形態の電池パックによれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）導入カバー３０によって、塵や水分（雨）の進入を防ぎつつ、吸入口からの、十分な冷却用の空気を挿入することができる。また、導入カバー３０によって収容ケース１１の外方に冷却媒体（空気）を導入する導入空間を設けて空気流路を長くしたため、空気流路において水分や塵はその自重などにより空気からの除去が促進される。また、導入される空気は、第１及び第２のフィン３２０，３４０の傾斜により流路が変更され、蛇行されながら開口部１３ｈに案内されることから、含まれている水分や塵などの慣性を有する物質はその自重で空気の流れから外れて落下などしやすくなる。すなわち空気に含まれている水分や塵などが第１及び第２のフィン３２０，３４０へ付着したり、第１及び第２のフィン３２０，３４０などから落ちたりするようになり、水分や塵などの電池パックへの侵入が抑制されるようになる。これにより、電池パックへの水分や塵などの侵入が抑制されるようになる。

（２）左側及び右側吸入口３０Ａ，３０Ｂがそれぞれケース側面に沿う（本実施形態では、ケース側面に対して略垂直方向に延出するように沿っている）ため、該ケース側面に開口された開口部１３ｈとは非平行となる。これによっても導入される空気は、流路が変更され、蛇行されながら開口に案内されることから、水分や塵などの侵入が抑制されるようになる。さらに、左側及び右側吸入口３０Ａ，３０Ｂがケース側面に沿うため、ケース上方からの水分や塵などの侵入を防ぐことができるようにもなる。

（３）収容ケース１１の開口部１３ｈの開口面積よりも、該開口部１３ｈを覆う導入カバー３０の吸入口の開口面積を大きく形成した。これにより、開口部１３ｈの吸気抵抗よりも左側及び右側吸入口３０Ａ，３０Ｂ、及び下端部の２つの吸入口３０Ｃ，３０Ｄの吸気抵抗が小さくなるので、左側及び右側吸入口３０Ａ，３０Ｂ、及び下端部の２つの吸入口３０Ｃ，３０Ｄは電池パック１０による必要量の空気の確保を妨げない。それどころか、左側及び右側吸入口３０Ａ，３０Ｂや下端部の２つの吸入口３０Ｃ，３０Ｄにより水分等が除去されることから開口部１３ｈにはフィンが不要となり、吸気抵抗をより小さくすることも可能となる。これにより、冷却用の空気の確保が容易になる。

（４）水分や塵が自重などによりフィン上に落下しやすくなるため、電池パック１０に導入する空気から水分や塵が好適に除去されるようになる。
（５）空気の流れから外れたりすることで落下した水分や塵などが導入カバー３０の開放端である左側及び右側吸入口３０Ａ，３０Ｂから排出されるようになる。これにより、電池パック１０への水分などの侵入がより一層抑制される。

（６）車両などにおいて下方から飛散する水分などの、フランジ部１４の上方に設けられている導入カバー３０への到達が抑制されるようになる。特に、下方に開放端３１５，３１６を有する導入カバー３０は、開放端３１５，３１６（下端部の吸入口３０Ｃ，３０Ｄ）からの水分等の侵入を許すおそれもあるが、開放端３１５，３１６（下端部の吸入口３０Ｃ，３０Ｄ）の下方にフランジ部１４が配置されることで下方からの水分等の侵入が抑制される。

（７）導入カバー３０による空気流路と、吸気ダクト３２による空気流路との相乗効果により、電池パック１０への水分や塵の侵入がより一層抑制されるようになる。
（８）導入カバー３０を樹脂製としたため、導入カバー３０への第１及び第２のフィン３２０，３４０の形成自由度が高くなるので、水分等の侵入抑制に好適なフィン形状など
の設計自由度の向上が図られるようになる。

（９）車室外に配置されており冷却用空気に外気を用いる電池パック１０であれ、外気に含まれる水分や塵などの侵入を抑制できるようになることから、電池パック１０としての冷却性能が維持されて電池モジュール２０の性能維持が図られるとともに、電池パック１０としての信頼性の向上が図られるようになる。

なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、電池パック１０は、トラックの電動モータに電力を供給する場合について例示したが、これに限らず、電池パックは、電動モータ以外の電気機器や電子機器であって車両に搭載されている機器に電力を供給するものでもよい。これにより、電池パックの利用可能性が向上するようになる。

・上記実施形態では、電池パック１０が車両外の車両フレームＦｒに搭載される場合について例示した。しかしこれに限らず、電池パックは車両フレーム以外のものである車体などに搭載されてもよいし、車室外に限らず車室内に配置されてもよい。これによっても、電池パックの利用可能性が向上されるようになる。

・上記実施形態では、導入カバー３０が樹脂製である場合について例示したが、これに限らず、導入カバーは、金属などの材料や、樹脂を含む複数の材料から構成されてもよい。これにより、導入カバーの設計の自由度が高められるようになる。

・上記実施形態では、吸気ダクト３２の長さは、収容ケース１１の長手方向の長さの半分程度の長さである場合について例示したが、これに限らず、吸気ダクトの長さは、収容ケースの長手方向の長さの半分程度の長さよりも短くても、逆に長くてもよい。これにより、水分や塵の除去に適した冷却構造を構成することができるようになる。

・上記実施形態では、下部ケース１２のフレーム側の側面の高さが前側面の高さよりも高い場合について例示した。しかしこれに限らず、下部ケースのフレーム側の側面の高さが前側面の高さと同じであったり、下部ケースの後側面の高さが前側面の高さよりも高くてもよい。また、下部ケースの形状に応じて上部ケースのフレーム側の側面や前側面の高さを変更してもよい。これにより、下部ケースと上部ケースとを組み合わせて構成される収納ケースの設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、収容ケース１１は、直方体状の、横長の箱形状であったが、これに限らず、収容ケースは、内部に電池スタックや空冷装置などが収容可能であれば、その形状が側面楕円形状でも、円柱形状でも多角柱形状でもよい。これにより、電池パックの設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、下部ケース１２と上部ケース１３とはフランジ部１４により結合される場合について例示した。しかしこれに限らず、下部ケースと上部ケースとの連結は、フランジ部による締結に限定されるわけではなく、両ケースを連結できるのであれば、連結方法は特に限定されない。

・上記実施形態では、導入カバー３０の下壁面３１３に開放端を設ける場合について例示したがこれに限らず、下壁面を傾斜させるなどして水分などの排除が行えるのであれば、下壁面に開放端を設けなくてもよい。これによっても、導入カバーの設計自由度が高められ、使用条件に応じた好適な導入カバーが提供できるようになる。

・上記実施形態では、導入カバー３０がフランジ部１４よりも外周方向へは突出しない
場合について例示した。しかしこれに限らず、導入カバーは、フランジ部よりも外周方向に突出してもよい。これにより、吸入口の大きさの設計自由度などが高められるようになる。このような場合であれ、導入カバーの底面の開放端をフランジ部よりも突出しないようにすることで開放端から導入カバー内の水分や塵の排出が促進されるとともに、開放端から外部の水分や塵が侵入することも抑制されるようになる。

・上記実施形態では、空気流路を上方に湾曲させるように第１及び第２のフィン３２０，３４０が形成される場合について例示した。しかしこれに限らず、複数のフィンは、空気流路を湾曲させることができる形状であればよく、例えば、空気流路を下方に湾曲させてもよいし、上方と下方とに交互に湾曲させてもよい。または、収納ケース側にも後壁面を設けて、前壁面側から突出しつつ鉛直方向に延びるフィンと、後壁面から突出しつつ鉛直方向に延びるフィンとを交互に配置して空気流路を左右に湾曲させるようにしてもよい。これにより、フィンの形状の設計自由度が高められるとともに、フィンの形状を用途に応じて水分等の除去に好適な形状にすることができるようになる。

・上記実施形態では、第１のフィン３２０と第２のフィン３４０との間には、フィンの設けられていない空間が形成される場合について例示した。しかしこれに限らず、水分等の除去が好適になされるのであれば、複数のフィンと複数のフィンとの間にフィンのない空間が形成されなくてもよい。すなわち、開口部１３ｈに対応する位置に導入カバーのフィンが設けられていてもよい。これにより、フィンの配置や形状の自由度が高められるようになる。

・上記実施形態では、導入カバー３０は、上部ケース１３の長手方向に対する両端部及び下端部にそれぞれ、壁面を有さない吸入口（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ）を区画する場合について例示した。しかしこれに限らず、冷却用の空気が確保できるのであれば、導入カバーは、上部ケースの長手方向に対する各端部の一部に壁面を有していてもよい。これにより、吸入口の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、導入カバー３０により、左側吸入口３０Ａと、右側吸入口３０Ｂと、下端部の吸入口３０Ｃ，３０Ｄとが区画される場合について例示した。しかしこれに限らず、導入カバーは、電池パックの冷却に必要とされる空気の量の確保ができるのであれば、左側吸入口及び右側吸入口及び下端部の各吸入口のうちの少なくとも一つだけを区画するようにしてもよい。また、電池パックの冷却に必要とされる空気の量を確保することができるのであれば、導入カバーは、左側吸入口や右側吸入口や下端部の各吸入口の形状を変形してもよい。これにより、導入カバーの設計自由度が高められ、使用条件に応じた好適な導入カバーが提供できるようになる。

・上記実施形態では、左側吸入口３０Ａや、右側吸入口３０Ｂや、下端部の各吸入口３０Ｃ，３０Ｄが、導入カバー３０の対応する端面と上部ケース１３の前側面１３ａとにより区画される場合について例示した。しかしこれに限らず、吸入口は導入カバーに開口される穴により区画形成されてもよい。これにより、吸入口の配置や形成の自由度が高められるようになる。

・上記実施形態では、冷却媒体を空気とする場合について例示したが、これに限らず、冷却媒体は、例えば空気以外の気体であってもよい。これにより、電池パックに対する導入カバーの適用環境が拡げられるようになる。

１０…電池パック、１１…収容ケース、１２…下部ケース、１３…上部ケース、１３ａ…前側面、１３ｈ…開口部、１４…フランジ部、１５…ブラケット、２０…電池モジュー
ル、２１…電池スタック、３０…導入カバー、３０Ａ…左側吸入口、３０Ｂ…右側吸入口、３０Ｃ，３０Ｄ…下端部の吸入口、３２…吸気ダクト、３３…吸入部、３４…ダクト内流路、３５…接続端、４０…ファン、４１…供給ダクト、３１０…前壁面、３１１…曲面、３１２…上壁面、３１３…下壁面、３１５，３１６…開放端、３２０…案内部材としての第１のフィン、３２１〜３２４，３３１〜３３４…案内部材を構成するフィン、３４０…案内部材としての第２のフィン、３４１〜３４３，３５１〜３５３…案内部材を構成するフィン、Ｆｒ…車両フレーム、Ｐｆ…空気流路、Ｐｒ…空気流路。

Claims (9)

1. 二次電池を収容する収容ケースを有するとともに、該収容ケースに収容された二次電池に対する冷却機能を有する電池パックであって、
   前記収容ケース内に冷却媒体を導入するために同収容ケースに開口された開口部をケース外方に所定間隔だけ離間して覆う導入カバーを有し、
   前記冷却媒体を前記収容ケースと前記導入カバーとの間の空間に導入する吸入口が設けられる
   ことを特徴とする電池パック。
2. 前記吸入口から導入される冷却媒体を前記収容ケースの開口部に案内する態様で設けられた案内部材を備える
   請求項１に記載の電池パック。
3. 前記吸入口の開口面積を、前記収容ケースの開口部の開口面積に比べて大きく形成した
   請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記案内部材は、前記吸入口から導入される冷却媒体を導入カバー上方に偏向させつつ前記収容ケースの開口部に案内するものである
   請求項２に記載の電池パック。
5. 前記導入カバーの重力方向下方は開放端となっている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池パック。
6. 前記収容ケースは、相互に開口が向かい合わされて結合される箱状からなる下部ケースと上部ケースとからなるとともに、前記下部ケース及び前記上部ケースには、それぞれ前記結合に際して互いに面対向されるように相互の開口から外周に沿って延出されたフランジが設けられていて、それらフランジ同士の連結によって前記下部ケース及び前記上部ケースが連結されるものであり、
   前記導入カバーは、前記上部ケースのフランジよりも重力方向上方に設けられている
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池パック。
7. 前記収容ケースには、前記導入された冷却媒体の流路長を拡張するダクトが併せて収容されており、前記収容ケースの開口部は前記ダクトの吸入部に連結されている
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池パック。
8. 前記導入カバーは、樹脂製からなる
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の電池パック。
9. 前記電池パックは、前記収容ケースが車両の車室外となる車台に支持されて、外気を前記冷却用の冷却媒体として導入する
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の電池パック。

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