JP2013119338A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池パックが搭載された車両に関する。 The present invention relates to a vehicle equipped with a battery pack.
ハイブリッド車、電気自動車、或いはプラグインハイブリッド車といった電動機を駆動源の一部又は駆動源そのものとする車両には、電動機(例えば、モータジェネレータ又はモータ)に電力を供給するために電池が搭載される。この電池としては、例えば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などに代表される二次電池が用いられる。 A vehicle having an electric motor as a part of a driving source or the driving source itself, such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a plug-in hybrid vehicle, is equipped with a battery for supplying electric power to the electric motor (for example, a motor generator or a motor). . As this battery, for example, a secondary battery represented by a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, a lithium ion battery, or the like that can be repeatedly charged and discharged is used.
上記したような二次電池は、電池セルを積層した電池モジュールにより構成されており、この電池モジュールが電池ケースの内部に収容された状態で車両に搭載される。この電池ケースとそれに付随する電気機器とを筐体に収めたものを電池パックと称している。上記電池パックは、近年、要求される容量の増大に伴って大型化の傾向にあり、その搭載場所の一つとして車体フロア下が選択される場合がある。 The secondary battery as described above is configured by a battery module in which battery cells are stacked, and this battery module is mounted on a vehicle in a state of being accommodated in a battery case. A battery pack in which the battery case and its associated electrical equipment are housed is referred to as a battery pack. In recent years, the battery pack tends to increase in size as the required capacity increases, and there is a case where the lower part of the vehicle body floor is selected as one of the mounting locations.
上記電池パックに収容される電池モジュールは、充放電時に内部で起こる電気化学反応により発熱し、その温度が上昇する。この充放電時の電気化学反応は温度の影響を受けやすいことから、電池モジュールが高温になるとその発電機能や充電機能が低下する。そのため、電池パックの筐体内に外部から例えば冷却風を導入し、電池モジュールを冷却している。 The battery module housed in the battery pack generates heat due to an electrochemical reaction that occurs inside during charging and discharging, and its temperature rises. Since the electrochemical reaction at the time of charging / discharging is easily affected by temperature, the power generation function and the charging function are deteriorated when the battery module becomes high temperature. Therefore, for example, cooling air is introduced from the outside into the casing of the battery pack to cool the battery module.
また、電池モジュールに付随する電気機器としては、電池監視ユニット、システムメインリレー、DC−DCコンバータ、昇圧コンバータ及びインバータなどが挙げられる。これらの電気機器のうち内部にパワー素子を有するコンバータ、インバータなどは該パワー素子に流入する電流によって発熱し、その温度が上昇する。これらは高温になると機能が低下する可能性や損傷を受ける可能性が大きくなるため、これら電気機器も冷却されることが望まれる。 In addition, examples of the electrical equipment associated with the battery module include a battery monitoring unit, a system main relay, a DC-DC converter, a boost converter, and an inverter. Of these electric devices, converters, inverters, and the like having power elements therein generate heat due to current flowing into the power elements, and the temperature rises. Since these products have a high possibility of their function being reduced or being damaged at a high temperature, it is desired that these electric devices are also cooled.
従来、車体フロア下に搭載された電池パックの冷却構造として、車体フロアの車幅方向中央部に車室内に突出した凸部が設けられ該凸部下側に電池パックが設けられると共に、電池パックと車室内とを連通する吸気ダクト及び排気ダクトのそれぞれが挿通される貫通孔が前記車体フロアに左、右略対称に設けられた構造が提案されていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a cooling structure for a battery pack mounted under the vehicle body floor, a convex portion protruding into the vehicle interior is provided at the vehicle width direction central portion of the vehicle body floor, and the battery pack is provided below the convex portion. There has been proposed a structure in which through holes through which each of an intake duct and an exhaust duct communicating with a vehicle interior are inserted are provided symmetrically on the left and right sides of the vehicle body floor (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記した従来技術によれば、電池パックの冷却風に車室内の内気を用いているため外気の気温や外気に含まれる塵の影響を受けない反面、車体フロアに貫通孔を左右二箇所設ける必要があるため、車体フロア及び車室の設計自由度の低下に繋がる懸念があった。 However, according to the above-described prior art, the inside air in the passenger compartment is used as the cooling air for the battery pack, so that it is not affected by the temperature of the outside air or the dust contained in the outside air. Since it is necessary to provide it, there existed a concern which led to the fall of the design freedom of a vehicle body floor and a vehicle interior.
上記課題を解決するため、本発明の車両は、電池モジュールと電気機器とを収納した電池パックが車体フロア下に搭載された車両において、車室内に配されたブロワにより車室内の内気が冷却風として電池パック内に吸気通路を介して送り込まれ、該冷却風により該電池パック内において前記電池モジュールに引き続いて前記電気機器が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備え、前記車体フロアには該車体フロアを貫通し前記吸気通路と前記排気通路の両方が一緒に挿通される貫通孔が設けられ、該貫通孔内において前記吸気通路と前記排気通路との間に断熱材が設けられたこと、を特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vehicle according to the present invention is a vehicle in which a battery pack containing a battery module and an electric device is mounted under a vehicle body floor. As shown in the figure, the electric device is sent into the battery pack through the intake passage, and the electric equipment is sequentially cooled by the cooling air in succession to the battery module in the battery pack. A cooling air circulation path that is circulated into the passenger compartment is provided, and the vehicle body floor is provided with a through hole that passes through the vehicle body floor and through which both the intake passage and the exhaust passage are inserted. A heat insulating material is provided between the intake passage and the exhaust passage.
この特定事項により、車体フロアに設けられる貫通孔が一箇所になり、車体フロア及び車室の設計自由度を保つことができる。また、電池モジュールを冷却し温度上昇した冷却風を更に温度の高い電気機器の冷却に再利用しているため、電気機器の機能低下を抑制することや電気機器の製品寿命を延ばすことができる。さらに、冷却風として車室内の内気を還流させるため、外気の気温や外気に含まれる塵の影響を受ける虞がなく、また、車室内が負圧になり送風量が減少してしまうことも防止できる。その上、貫通孔内において吸気通路と排気通路との間に断熱材が設けられたため、吸気通路内の冷却風と排気通路内の冷却風との熱交換を抑制することができ、当該熱交換により生じる上流側の冷却風の温度上昇によって電池パックの冷却効率が下がるといった懸念もない。 By this specific matter, the through hole provided in the vehicle body floor becomes one place, and the design freedom of the vehicle body floor and the passenger compartment can be maintained. Moreover, since the cooling air which cooled the battery module and raised the temperature is reused for cooling the electric device having a higher temperature, it is possible to suppress the deterioration of the function of the electric device and extend the product life of the electric device. Furthermore, since the inside air of the vehicle interior is recirculated as cooling air, there is no risk of being affected by the temperature of the outside air or dust contained in the outside air, and it is also possible to prevent the air volume from being reduced due to negative pressure inside the vehicle interior. it can. In addition, since a heat insulating material is provided between the intake passage and the exhaust passage in the through hole, heat exchange between the cooling air in the intake passage and the cooling air in the exhaust passage can be suppressed, and the heat exchange Therefore, there is no concern that the cooling efficiency of the battery pack is lowered due to the temperature rise of the cooling air upstream.
本発明によれば、車体フロアに設けられる貫通孔が一箇所になるため、車体フロア及び車室の設計自由度を保つことができる。 According to the present invention, since the through hole provided in the vehicle body floor is provided at one place, the design freedom of the vehicle body floor and the vehicle compartment can be maintained.
以下、本発明の一実施の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明に係る車両における車体フロアの上側を示す部分斜視図である。図2は、図1におけるII−II線に沿う概略断面図である。図3は、図2におけるIII−III線に沿う概略断面図である。図4は、図3におけるIV−IV線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a partial perspective view showing an upper side of a vehicle body floor in a vehicle according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
本発明に係る車両は、図2及び図3に示すように、電池モジュール101と電気機器102とを収納した電池パック100が車体フロア2下に搭載された車両である。このような車両において、車室内に配されたブロワ3により車室内の内気が冷却風として電池パック100内に吸気通路4を介して送り込まれ、該冷却風により電池パック100内において電池モジュール101に引き続いて電気機器102が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路5を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備えている。車体フロア2には車体フロア2を貫通し吸気通路4と排気通路5の両方が一緒に挿通される貫通孔1が設けられ、貫通孔1内において吸気通路4と排気通路5との間に断熱材6が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the vehicle according to the present invention is a vehicle in which a
電池パック100は、外装部材として横断面が略台形である筐体110を有している。筐体110は車両前後方向の後端に上方に向けて延設され開口した雨水浸入防止用ダクト7を備えている。筐体110の内部は、車両前後方向の後方に設けられた収納部115と、前方に設けられた上下間連通部116とに分かれている。収納部115はさらに、略水平に延設された隔壁111により、電池モジュール101が収納される下側収納部112と、電気機器102が収納される上側収納部113とに仕切られる。上下間連通部116は、この上側収納部113と下側収納部112とを連通する空間であり、この空間には電池モジュール114が収納される。下側収納部112の後端は後述する吸気通路4の導出部42に接続され、前端は上下間連通部116に開放されている。上側収納部113の後端は後述する排気通路5の導入部52に接続され、前端は上下間連通部116に開放されている。
The
電池モジュール101、114は、複数の電池セルを積層したモジュールの群により構成されている。電池セルとしては例えば、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電池セルは、いわゆる角型平板状の外形を有している。各モジュールの間には隙間が形成され、この隙間に冷却風を流すことで電池モジュール101、114が冷却される。
The
電気機器102は、例えば、DC−DCコンバータや電池監視ユニットなどにより構成されている。DC−DCコンバータは電池モジュールからの直流出力を降圧し、コンピュータやオーディオ機器などに電力を供給する。電池監視ユニットは、電池モジュールの電流値、電圧値、温度などを測定し、その測定結果をコンピュータへ送信する。このうちDC−DCコンバータは、その内部のパワー素子が発熱するため、冷却が必要になる。この冷却には電池モジュールの冷却に使用された冷却風を再利用する。冷却風の流れについては後に詳述する。
The
車体フロア2には、図1に示すように、車幅方向中央部で車室内に突出したフロアトンネル部8が設けられている。このフロアトンネル部8の下に電池パック100の筐体110が、例えば図略のボルトとナットとで固定されている。フロアトンネル部8には円形の貫通孔1が設けられ、図3に示すように、雨水浸入防止用ダクト7が上端を車室内に突出して貫通孔1に挿通されている。このように、雨水浸入防止用ダクト7の上端が車体フロア2より高い位置に設けられることで、車体フロア2上に溜まった雨水は雨水浸入防止用ダクト7の側面で堰き止められ、該雨水が電池パック100内部に浸入することを防止できる。
As shown in FIG. 1, the
吸気通路4は、例えばダクトで構成され、車室内で横方向に向けて開口する吸気口41を備えた空気吸込部45と、空気吸込部45に隣接して車室内に車両前後方向に延びる水平部43と、水平部43に隣接して鉛直方向に延びる垂直部44と、垂直部44に隣接して斜め下方に延び下側収納部112の後端に開放される導出部42とを備えている。水平部43内部にはブロワ3が設けられている。垂直部44は、貫通孔1に挿通された雨水浸入防止用ダクト7の内部に挿通されている。垂直部44の水平断面は、図4に示すように、半円に近い弦月状とされている。
The intake passage 4 is formed of, for example, a duct, and includes an
排気通路5は、例えばダクトで構成され、車室内で斜め下方向に向けて開口する排気口51を備えた排出路55と、排出路55に隣接して車幅方向に延びる水平部53と、水平部53に隣接して鉛直方向に延びる垂直部54と、垂直部54に隣接して斜め下方に延び上側収納部113の後端に開放される導入部52とを備えている。垂直部54も、上記した吸気通路4の垂直部44と同様に、貫通孔1に挿通された雨水浸入防止用ダクト7の内部に挿通されている。垂直部54の水平断面は、図4に示すように、垂直部44の水平断面と同様、半円に近い弦月状とされている。
The
吸気通路4の垂直部44と排気通路5の垂直部54との水平断面形状は同一であるため、それぞれの流路断面積は等しくされている。これにより、車室内から電池パック内に供給された内気が電池パック内で滞留し車室内に負圧が発生することを防止することができる。
Since the vertical cross section of the
吸気通路4の垂直部44と排気通路5の垂直部54との間には、図4に示すように、断熱材6が設けられている。これら垂直部44と垂直部45との間に断熱材6が設けられることで、吸気通路4を通過する冷却風と排気通路5を通過する冷却風との熱交換が抑制され、該冷却風の上流側での温度を低く保つことができる。これにより、電池パック100の冷却効率を高めることができる。
As shown in FIG. 4, a
車室内の内気は、ブロワ3が駆動されることにより、冷却風として空気吸込部45の吸気口41から吸気通路4に入り、吸気通路4の水平部43、垂直部44を通り抜け、導出部42から電池パック100内の下側収納部112に送られる。該冷却風は下側収納部112において、下側収納部112に収納された電池モジュール101の各モジュールの隙間を後方から前方へ向かい通り抜ける間に、電池モジュール101を冷却する。その後、電池モジュール101から受熱した該冷却風は、熱膨張により密度が低下し、上下間連通部116において電池モジュール114の各モジュールの隙間を通り抜けながら上昇する。該上昇の間に、冷却風は電池モジュール114を冷却する。その後、冷却風は、上側収納部113に入り、上側収納部113を前方から後方に向かい通り抜ける間に、上側収納部113に収納された電気機器102を冷却する。その後、冷却風は、導入部52から排気通路5に入り、排気通路5の垂直部54、水平部53を通り抜け、排出路55の排気口51から車室内に戻される。
When the
なお、電気機器102には平滑用キャパシタ、昇圧コンバータやインバータなどが含まれていてもよく、これらの発熱要素が該冷却風により冷却されてもよい。
Note that the
1 貫通孔
2 車体フロア
3 ブロワ
4 吸気通路
5 排気通路
6 断熱材
100 電池パック
101 電池モジュール
102 電気機器
DESCRIPTION OF
Claims (1)
車室内に配されたブロワにより車室内の内気が冷却風として電池パック内に吸気通路を介して送り込まれ、該冷却風により該電池パック内において前記電池モジュールに引き続いて前記電気機器が順次冷却され、該冷却を終えた冷却風が排気通路を介して前記車室内に環流される冷却風循環路を備え、前記車体フロアには該車体フロアを貫通し前記吸気通路と前記排気通路の両方が一緒に挿通される貫通孔が設けられ、該貫通孔内において前記吸気通路と前記排気通路との間に断熱材が設けられたことを特徴とする車両。 In a vehicle in which a battery pack containing a battery module and electrical equipment is mounted under the vehicle body floor,
The blower disposed in the vehicle interior sends the inside air of the vehicle interior as cooling air into the battery pack through the intake passage, and the cooling device sequentially cools the electric devices in the battery pack following the battery module. A cooling air circulation passage through which the cooled cooling air is circulated through the exhaust passage into the vehicle interior, and the vehicle body floor penetrates the vehicle body floor and both the intake passage and the exhaust passage are connected together. A vehicle is provided with a through hole inserted into the through hole, and a heat insulating material is provided between the intake passage and the exhaust passage in the through hole.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016137880A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | Electric vehicle |
-
2011
- 2011-12-08 JP JP2011268749A patent/JP2013119338A/en active Pending
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JP2016137880A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | Electric vehicle |
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