JP2013220674A - 車両用バッテリユニットの空調構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリモジュールの搭載性を確保しつつ、バッテリモジュールの冷却性能を向上させることができることができる車両用バッテリユニットの空調構造を提供する。
【解決手段】車室フロアは、車両前側のフロントフロア部と、該フロントフロア部よりも車両後方においてこれよりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部とを有し、フロントフロア部の下側に、空調空気を加速して下流側のバッテリモジュール２２２に送風するファン３９が配設される一方、リヤフロア部の下側にバッテリモジュール２２２が配設された。
【選択図】図４

Description

この発明は、車室フロアの下側にバッテリユニットが搭載された車両用バッテリユニットの空調構造自動車に関する。

一般に、電気自動車等の電動車両では、複数のバッテリモジュールが車室フロアの下側にユニット化された状態で搭載される。例えば特許文献１、２には、車室フロアの下側に取り付けたバッテリユニット内に、複数のバッテリモジュールを収容した構成が記載されている。

特開２０１０−７００１１号公報 特開２００６−１４１１５３号公報

ところで、バッテリモジュールは、例えば、急速充電等で温度が過度に上昇すると、バッテリ性能が低下してしまうことから、バッテリユニット内に収容している各バッテリモジュールに対しては、その温度調整（冷却）が必要になる。特許文献１、２に記載されている電気自動車では、バッテリユニット内に車室用空調装置からの空調空気を導入し、それによって、各バッテリモジュールの冷却を行うようにしている。より具体的には、バッテリユニットの前部に空調空気の導入口を形成する一方、バッテリユニットの後部に空気の排気口を形成しており、これによって、導入口からバッテリユニット内に導入した空調空気を、複数のバッテリモジュールとの間で熱交換を行わせながら車体前後方向の後方へと流して、排気口から排出するようにしている。

ところが、バッテリユニット内に収容された複数のバッテリモジュールは、その温度状態が均一であることが望ましいが、前記の各特許文献に記載された構成では、バッテリユニットの前部から導入した空調空気をそのまま車体後方に流して、後部から排気するようにしているため、バッテリユニット内を通過している間に、空調空気の温度は、バッテリモジュールとの間で行われる熱交換により次第に上昇し、熱気が車体前後方向の後側で滞留してしまうことになる。その結果、バッテリユニット内において車体前後方向の前側に配置しているバッテリモジュールは空調空気によって冷却が十分に行われる一方で、バッテリユニット内において車体前後方向の後側に配置しているバッテリモジュールは、空調空気の温度が既に上昇し、熱気が滞留してしまっていることから、冷却が十分に行われない。このことによって、複数のバッテリモジュール間に温度差が生じ、バッテリ性能が低下する虞がある。

この発明は、バッテリモジュールの搭載性を確保しつつ、バッテリモジュールの冷却性能を向上させることができる車両用バッテリユニットの空調構造を提供することを目的とする。

この発明の車両用バッテリユニットの空調構造は、車室フロアの下側に搭載された複数のバッテリモジュール及び電気部品を収容するバッテリユニットと、車室用空調装置からの空調空気をユニット内部に導入する導入口と、該導入口と前記バッテリモジュールとの間に設けられ、前記空調空気を加速して下流側の前記バッテリモジュールに送風するファンと、前記導入口と逆側に設けられた空気排出口とを備えたバッテリユニットの空調構造であって、前記車室フロアは、車両前側のフロントフロア部と、該フロントフロア部よりも車両後方においてこれよりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部とを有し、前記フロントフロア部の下側に前記ファンが配設される一方、前記リヤフロア部の下側に前記バッテリモジュールが配設されたものである。

この構成によれば、フロントフロア部よりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部の下側にバッテリモジュールを配設することで、該バッテリモジュールの搭載性を確保することができる。

そして、フロントフロア部の下側にファンを配設することで、ファンにより加速された空調空気を車体前後方向の後側に配置しているバッテリモジュールに送風することができる。この場合、バッテリモジュールの温度上昇によって発生した熱気を、前記加速された空調空気によって早期に排出することができるため、バッテリモジュールの周辺で熱気が滞留することを防止でき、その結果、バッテリモジュールの冷却を行うことができる。

要するに、バッテリモジュールをリヤフロア部の下側に配設することで、該バッテリモジュールの搭載性を確保することができると共に、フロントフロア部の下側にファンを配設することで、バッテリモジュールの冷却性能を向上させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記バッテリモジュールは、前記フロントフロア部の下側に配設され、前記フロントフロア部の下側には、前記バッテリモジュールを内部に収容する第１収容部が配設されると共に、前記リヤフロア部の下側には、前記第１収容部内に連通して、前記バッテリモジュールを内部に収容する第２収容部が配設され、前記ファンは、前記第１収容部と前記第２収容部との間に配設され、前記第１収容部に送風された空調空気を吸気、加速して第２収容部に送風するものである。

この構成によれば、フロントフロア部の下側に第１収容部を配設して、その内部にバッテリモジュールを収容することで、バッテリモジュールの搭載性を向上させることができる。そして、第１収容部と第２収容部との間にファンを配設し、第１収容部に送風された空調空気を吸気、加速して第２収容部に送風することで、第２収容部内部のバッテリモジュールの冷却を確実に行うことができる。

この発明の一実施態様においては、前記第２収容部を通過する空調空気の流速が、前記第１収容部を通過する空調空気の流速よりも速くなるように設定されたものである。

この構成によれば、流速の速い空調空気をより確実に第２収容部に送風することができる。

この発明の一実施態様においては、前記ファンの上側には、後席乗員の足置き場が設定されるものである。

この構成によれば、車高を高く設定しなくても、バッテリモジュールの搭載性を確保しつつ、足置き場を確保することができる。

この発明の一実施態様においては、前記空気排出口は、前記リヤフロア部の下側に配設されたバッテリモジュールの後部上側に配設されているものである。

この構成によれば、空調空気をスムーズに車両後部から排出することができる。
具体的には、空調空気は、バッテリモジュールとの間で熱交換を行った時、自身の温度上昇によって自然と上方に流れることから、バッテリモジュールの後部上側に空気排出口を配設することで、前記空調空気をスムーズに車両後部から排出することができる。

この発明の一実施態様においては、前記リヤフロア部の下側には、複数のバッテリモジュールが上下に重なって配設され、前記ファンから送風される空調空気を前記複数のバッテリモジュールの下方に導入して、上方の前記空気排出口に排出させる流路を備えたものである。

この構成によれば、空調空気を下方から上方に確実に流すことができる。このため、前記空調空気をよりスムーズに車両後部から排出することができ、その結果、上下に重ねた複数のバッテリモジュールの冷却を確実に行うことができる。

この発明によれば、バッテリモジュールをリヤフロア部の下側に配設することで、該バッテリモジュールの搭載性を確保することができると共に、フロントフロア部の下側にファンを配設することで、バッテリモジュールの冷却性能を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用バッテリユニットの空調構造を示す底面図。 バッテリユニットを示す斜視図。 バッテリユニットの上側カバー部材を外した状態を示す斜視図。 バッテリユニットの分解斜視図。 車室用空調装置とバッテリユニットとの接続構造を説明する斜視図。 バッテリユニット内の空調空気の流れを説明する平面説明図。 図６のＡ−Ａ線矢視断面図。 図６のＢ−Ｂ線矢視断面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
以下、車両用バッテリユニットの空調構造の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、例示である。図１は、電動車両（本実施形態では、電気自動車であり、以下、単に車両という）の車室フロアパネル１（車室フロアを構成する）の下側の構造を示し、図２は、前記車室フロアパネル１の下側に搭載されたバッテリユニット２１を示す。この車両は特に、内燃機関を搭載した既存の車両を電気自動車に改造したコンバージョンＥＶ（Electric Vehicle）である。この車両についての前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。また、図中、矢印Ｆは車両の前方、矢印Ｒは車両の後方を示す。

前記車室フロアパネル１は、図１、図２に示すように、フロントフロア部１ａと、該フロントフロア部１ａよりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部１ｂとから構成されている。フロントフロア部１ａとリヤフロア部１ｂとの間には、図２に二点鎖線で示すように、段差状のキックアップ部１ｃが設けられ、このキックアップ部１ｃにより、リヤフロア部１ｂの高さ位置がフロントフロア部１ａよりも高くなっている。

リヤフロア部１ｂの上面には、図２に示すような後席シート２が配置されており、フロントフロア部１ａの後部の上面が、該後席シート２に着座した乗員の足置き場Ｓ（図２参照）である。フロントフロア部１ａの前部の上面には、運転席シート及び助手席シート（共に図示せず）が車幅方向に並んで配置される。

フロントフロア部１ａの前端部は、ダッシュパネル１１（図５参照）の下端部に結合されている。フロントフロア部１ａの車幅方向両端部は、前後方向に延びる左右一対のサイドシル１２に結合されている。

フロントフロア部１ａの下面における車幅方向両端部よりも車幅方向内側の部分（図示省略のフロアトンネル部の車幅方向両外側）には、前後方向に延びる左右一対のフロントフロアフレーム７が車室フロアパネル１と一体に設けられている。各フロントフロアフレーム７は、後方に向かって車幅方向内側に僅かに傾斜している。すなわち、左右のフロントフロアフレーム７の間隔が後方に向かって小さくなっている。左右のフロントフロアフレーム７の前端部は、左右のフロントサイドフレーム８の後端部に、該後端部における中空断面内に挿入された状態でそれぞれ連結されている。

左側のフロントサイドフレーム８の後端部と左側のサイドシル１２の前端部との間、及び、右側のフロントサイドフレーム８の後端部と右側のサイドシル１２の前端部との間には、フロントサイドフレーム８とサイドシル１２とを結合するトルクボックス１５がそれぞれ配設されている。前述の通り、フロントサイドフレーム８の後端部にフロントフロアフレーム７の前端部が挿入されていることから、トルクボックス１５は、フロントフロアフレーム７とサイドシル１２とを結合すると言い換えてもよい。これらトルクボックス１５は、フロントサイドフレーム８の高さ位置が変化する（後側に向かって徐々に低くなる）キック部の曲げ剛性を高めて、車両の前面衝突時に該部分で折れ曲がらないようにするものである。

リヤフロア部１ｂの後端部は、荷室フロアパネル３の前端部に繋がる。この荷室フロアパネル３には、図には明示しないスペアタイヤパンが、下側に膨出するように形成されている。リヤフロア部１ｂ及び荷室フロアパネル３の下面における車幅方向両端部には、前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレーム９がそれぞれ設けられている。左右のリヤサイドフレーム９の前端部は、前記左右のサイドシル１２の後端部にそれぞれ連結されている。リヤフロア部１ｂの下面の後端部には、車幅方向に延びかつ前記左右のリヤサイドフレーム９同士を連結するリヤクロスメンバ１０が設けられている。左右のリヤサイドフレーム９の間隔は、左右のフロントフロアフレーム７の間隔よりも大きい。

フロントサイドフレーム８のキック部に対応する前後位置（後述のバッテリユニット２１の前側）には、車幅方向に延びかつ左右の前輪サスペンションアーム１７を支持するサスペンションクロスメンバ１６が配設されている。図示は省略するが、サスペンションクロスメンバ１６の前部は、その左右両側が左右のフロントサイドフレーム８におけるキック部よりも前側の部分にそれぞれ結合されている。また、サスペンションクロスメンバ１６の後端縁は、図１に端的に示されるように、車幅方向の中央部がその両端部よりも前方に位置するように湾曲して形成されており、その車幅方向の両端部に、左右のトルクボックス１５の下面にそれぞれ結合される後側結合部１６ｂ（トルクボックス１５の下面から下方に延びるボルト軸が挿通される貫通孔が形成されている部分）が設けられている。

前記サスペンションクロスメンバ１６の直ぐ前側には、前記車両を駆動するパワーユニット７１が設けられている。このパワーユニット７１は、その詳細な構成は省略するが、モータを含むモータユニット７２と、該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構（減速機構及び差動機構）を含むトランスアクスル７３とが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるものである。モータユニットのモータ軸（つまり駆動軸）の軸心、トランスアクスル（減速機構）におけるモータ軸と連結される入力軸の軸心、及び、パワーユニット７１の出力軸（つまりトランスアクスル（差動機構）の出力軸）であるジョイントシャフト（等速ジョイントを介して前輪駆動軸に連結される）の軸心は、車幅方向に延びている。また、パワーユニット７１全体としての軸心も車幅方向に延びている。

前記パワーユニット７１の車幅方向両端部は、不図示のブラケットと、ゴムブッシュを含むマウント本体とを介して、左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれ弾性支持されている。また、図１に示すように、パワーユニット７１の車幅方向の中央部の下部は、トルクロッド１０１を介して前記サスペンションクロスメンバ１６に連結されている。パワーユニット７１の車幅方向両端部における前記弾性支持により、パワーユニット７１全体が車幅方向に延びる軸回りに回動（揺動）することになるが、前記トルクロッド１０１は、パワーユニット７１全体が前記軸回りに回動し過ぎるのを規制する。トルクロッド１０１の前端部は、ゴムブッシュ１０２を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能にパワーユニット７１の車幅方向中央部に連結され、トルクロッド１０１の後端部は、ゴムブッシュ１０３を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能にサスペンションクロスメンバ１６の車幅方向中央部に連結されている。

前記パワーユニット７１、前記サスペンションクロスメンバ１６及び後述のバッテリユニット２１は、前側から後側に向かってこの順に並びかつ、詳細な図示は省略するが上下方向において互いに重なりを持って配置されている。すなわち、サスペンションクロスメンバ１６とバッテリユニット２１とが同じ高さ位置にあるとともに、これらがパワーユニット７１の下部と同じ高さ位置（トルクロッド１０１と同じ高さ位置）にある。

次に、図２〜図８を参照して、バッテリユニット２１の構造を詳細に説明する。尚、以下に説明するバッテリユニット２１についての前、後、左、右、上及び下は、それぞれ、バッテリユニット２１が前記車両に搭載された状態での前、後、左、右、上及び下のことであり、前記車両についての前、後、左、右、上及び下と同じである。

前記バッテリユニット２１は、図１〜４に示すように、複数のバッテリモジュール２２１、２２２と、該複数のバッテリモジュール２２１、２２２を支持する支持部材としてのフレーム部材４０、６０と、上側カバー部材２３及び下側カバー部材２４とを有している。すなわち、車室フロアパネル１の下側に、複数のバッテリモジュール２２１、２２２がユニット化された状態で搭載されている。バッテリユニット２１は、フロントフロア部１ａの下側に搭載された第１収容部２１ａと、該第１収容部２１ａの後側に連通して設けられかつ前記リヤフロア部１ｂの下側に搭載された第２収容部２１ｂとを有している。そうして詳しくは後述するが、このバッテリユニット２１では、複数のバッテリモジュール２２１、２２２を、第１収容部２１ａと第２収容部２１ｂとのそれぞれに収容することによって、前側のフロントフロア部１ａと後側のリヤフロア部１ｂとに分散して配置している。

第１収容部２１ａは、該第１収容部２１ａにおける複数のバッテリモジュール２２１を支持するフレーム部材４０を有し、第２収容部２１ｂは、該第２収容部２１ｂにおける複数のバッテリモジュール２２２を支持するフレーム部材６０を有している。

第１収容部２１ａのフレーム部材４０は、前部４１ａ、後部４１ｂ及び左右一対の側部４１ｃを含む枠状に形成されている。フレーム部材４０の前部４１ａは車幅方向に延びて、その両端部が前後方向に延びる左右の側部４１ｃの前端部とそれぞれ連結されている。フレーム部材４０の後部４１ｂは、左右の側部４１ｃよりも車幅方向外側まで延びており、両側部４１ｃは、後部４１ｂの車幅方向中間部に連結されている。すなわち、両側部４１ｃは、第１収容部２１ａの車幅方向両側の端部にそれぞれ設けられていて、第２収容部２１ｂの前端部から前側に向かって、フロントフロアフレーム７、７に沿うように傾斜しながら延びている。フレーム部材４０の前部４１ａには、後述するインバータ接続用端子３１を支持するインバータ接続用端子支持部４４が設けられている。フレーム部材４０の
後部４１ｂ及び両側部４１ｃは、断面矩形で内部が中空とされている。

前記フレーム部材４０の各側部４１ｃの車幅方向外側の面には、側方結合部４８が、所定の間隔を開けて４つずつ設けられている。各側方結合部４８は、左右のフロントフロアフレーム７に、ボルトによって締結固定される。この内、最も前側の左右２つの側方結合部４８は、図１に示すように、フロントフロアフレーム７とフロントサイドフレーム８との連結部（フロントフロアフレーム７とフロントサイドフレーム８とが重なり合った部分であって、トルクボックス１５の近傍に位置する）に固定される。すなわち、最も前側の側方結合部４８は、フロントフロアフレーム７におけるトルクボックス１５の近傍に結合されている。このように、バッテリユニット２１をボルト結合によって車体に取り付けることにより、バッテリユニット２１の脱着が容易になり、バッテリユニット２１の組み付け性やメンテナンス性を高めることができる。

前記フレーム部材４０の後部４１ｂの左右両端部４９は、左側のリヤサイドフレーム９と左側のサイドシル１２との連結部、及び、右側のリヤサイドフレーム９と右側のサイドシル１２との連結部にそれぞれ締結固定される。

前記第２収容部２１ｂのフレーム部材６０は、車幅方向に延びる前部及び後部、並びに、前記前部及び後部の車幅方向両端部同士をそれぞれ連結する左右一対の側部を含む枠状に形成されている。このフレーム部材６０の前部は、前記第１収容部２１ａのフレーム部材４０の後部４１ｂと連結されて一体化されている。フレーム部材６０の両側部の間隔は、フレーム部材４０の両側部４１ｃの間隔よりも大きい。すなわち、第２収容部２１ｂの車幅方向の長さが、第１収容部２１ａの車幅方向の長さよりも大きくされている。

前記上側カバー部材２３及び下側カバー部材２４は、前記複数のバッテリモジュール２２１、２２２の周囲を覆っている。すなわち、上側及び下側カバー部材２３，２４間に、バッテリモジュール２２１、２２２及びフレーム部材４０，６０が収容される空間が形成されている。但し、フレーム部材４０，６０の一部は、上側カバー部材２３の周縁部と下側カバー部材２４の周縁部との間から外側にはみ出しており、これにより、フレーム部材４０，６０の外側面の一部が外気に面している。

上側カバー部材２３は、第１部２３ａ及び第２部２３ｂに分割されており、第１部２３ａは第１収容部２１ａに位置し、第２部２３ｂは第２収容部２１ｂに位置する。第２部２３ｂの上面は、フロントフロア部１ａ及びリヤフロア部１ｂの高さ位置に対応して、第１部２３ａの上面よりも上側の高さ位置に位置する。

第１部２３ａの前側部分には、インバータ接続用端子支持部４４を覆うように膨出する膨出部２３１が、車幅方向の中央部であって、第１部２３ａの前端から後方に所定距離だけ延びて形成されている。

また、下側カバー部材２４は、図１に示すように、第１部２４ａ及び第２部２４ｂに分割されており、第１部２４ａは第１収容部２１ａに位置し、第２部２４ｂは第２収容部２１ｂに位置する。下側カバー部材２４の第１部２４ａ及び第２部２４ｂの下面は同じ高さ位置にある。従って、第１収容部２１ａは、前後方向の長さが比較的長いと共に、上下方向の高さが相対的に低いため、扁平な形状であるのに対し、第２収容部２１ｂは、第１収容部２１ａよりも上下方向の高さが高くかつ、車幅方向の幅が長い一方で、前後方向の長さが短い概略直方体の箱状である。

上側カバー部材２３には、バッテリユニット２１内（バッテリモジュール２２１、２２２が収容される空間）に空気を導入するための空気導入口３７が形成されると共に、該空気導入口３７と逆側には、バッテリユニット２１内の空気を排出するための空気排出口３８とが形成されている。空気導入口３７は、第１部２３ａにおける上面の前後方向の中央部に、上向きに開口するように２つ形成されている。２つの空気導入口３７、３７は、図５に示すように、ダッシュパネル１１の近傍に配設された車室用の空調装置１８における空気吹出口用のダクト、正確には、運転席シート及び助手席シートの下側に配置されて、後席シート２に着座した乗員の足下に空調空気を吹き出す吹出口まで空調空気を導くために、車室フロアパネル１上に配設された既存のダクト１８１、１８１から分岐する接続部材１８２、１８２に接続されている。尚、ダクト１８１、１８１は、センターコンソールの下方に配置してもよい。

空気排出口３８は、第２部２３ｂにおける上面の前後方向の後端部であって、車幅方向の中央部に上向きに開口するように形成されている。そして、この空気排出口３８は、図４に示すように、第２収容部２１ｂに搭載されたバッテリモジュール２２２の後部上側に配設されている。これにより、図５に一点鎖線で示すように、この空気排出口３８は、車室フロアパネル１の下側であって、後席シート２のシートバック２ａに相当する車体前後位置付近（リヤクロスメンバ１０付近）に位置する。

バッテリユニット２１内には、空気導入口３７に接続されると共に、空調装置１８から送られかつ、空気導入口３７からバッテリユニット２１内に導入された空調空気を、各バッテリモジュール２２１、２２２に供給するためのダクト８００が配設されている。ダクト８００は、図３、４に示すように、上側カバー部材２３の裏面に取り付けられる。ダクト８００は、分配部８０と、分配部８０から前方に向かって延びる供給ダクト８１と、を備えて構成されている。

分配部８０は、上端が開放した上下方向に厚みの薄い矩形箱状で、車幅方向に対して、前述した２つの空気導入口３７、３７の間隔に相当する幅を有している。分配部８０は、その上端が上側カバー部材２３の第１部２３ａの裏面に当接することによって、この第１部２３ａと共に閉空間を形成する。

供給ダクト８１は、分配部の前面における車幅方向内方側で、所定の間隔を空けて平行に配設された左側ダクト８１１と、右側ダクト８１２とを含んで構成されている。左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２はそれぞれ、その基端側の部分（分配部８０側の部分）が、上下方向の高さが前後方向の長さに比べて大幅に低いような扁平形状を有している。それに連続する先端側の部分は、膨出部２３１の高さに対応する断面三角形状になっており、左側及び右側ダクト８１１、８１２はそれぞれ、その断面形状が、途中で扁平形状から縦長形状へと切り替わっている。

供給ダクト８１の左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２はそれぞれ、第１部２３ａの前端付近にまで延びており、この位置は、後述するバッテリモジュール２２１の前端に相当する。また、詳細な図示は省略するが、左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２には、その車幅方向の外側方を向いた面に、空調空気を車幅方向の外方に向かって吹き出す吹出口が、前後方向に並んで複数個形成されている。これによって、第１収容部２１ａ内においては、図６、７に矢印で示すように、相対的に上側に配置された供給ダクト８１から、前後方向の所定の範囲に亘って、車幅方向の両側外方に空調空気が吹き出される。

バッテリユニット２１の前端部には、パワーユニット７１の上側に配設された不図示のインバータとバッテリユニット２１とを電気的に接続するためのインバータ接続用端子３１が配設されている。インバータを介してバッテリユニット２１からパワーユニット７１におけるモータユニット７２のモータへ電力が供給される。インバータ接続用端子３１は、前述の如くフレーム部材４０の前部４１ａに設けたインバータ接続用端子支持部４４（図３参照）に支持されている。

図３に示すように、バッテリユニット２１における複数のバッテリモジュール２２１、２２２の内、第１収容部２１ａに搭載されるバッテリモジュール２２１と、第２収容部２１ｂに搭載されるバッテリモジュール２２２と、は、その形状が互いに異なる。第１収容部２１ａに搭載されるバッテリモジュール２２１は、前後方向の長さが、車幅方向の幅や上下方向の高さと比較して大幅に長く、前後方向に細長い形状を有している。この長いバッテリモジュール２２１は、第１収容部２１ａにおいて、車幅方向に間隔を空けて２つ配置されている。従って、図６、７に端的に示すように、各バッテリモジュール２２１は、前述した供給ダクト８１の左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２に対し車幅方向の両側外方位置であって、左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２よりも下側に、それらの
ダクト８１１、８１２に沿うように配置されている。

これに対し、第２収容部２１ｂに搭載されるバッテリモジュール２２２は、第１収容部２１ａに搭載される長いバッテリモジュール２２１に対して、その前後方向の長さが半分程度にされている。この短いバッテリモジュール２２２は、第１収容部２１ａよりも相対的に、車幅方向の長さが長くかつ、上下方向の高さが高く構成された第２収容部２１ｂにおいて、図６、８に端的に示すように、車幅方向に４つ並んで配置されると共に、その各々について上下方向に３つ積層されており、第２収容部２１ｂには、短いバッテリモジュール２２２が合計で１２個配置されている。従って、第２収容部２１ｂにおいては、第２供給ダクト８２に対して、後方位置及び側方位置のそれぞれに、バッテリモジュール２２２が配設されている。

バッテリユニット２１内にはまた、バッテリモジュール２２１、２２２に対する充放電制御等に関連するＥＣＵや、コンタクタ等の電気部品２５が複数個、配置されており、これらの電気部品２５は、第１収容部２１ａにおける２つのバッテリモジュール２２１の間の位置、第１収容部２１ａにおけるバッテリモジュール２２１よりも後方の位置、及び、第２収容部２１ｂにおけるバッテリモジュール２２２の上方位置にそれぞれ配置されている。

バッテリユニット２１内にはさらに、図３に示すように、第１収容部２１ａ内の空気を吸気して第２収容部２１ｂに送風するためのファン３９が配設されている。ファン３９は、空気導入口３７と、第２収容部２１ｂにおけるバッテリモジュール２２２との間の位置において、車幅方向の中央部に配置されている。そして、このファン３９は、第１収容部２１ａに搭載されたバッテリモジュール２２１と、第２収容部２１ｂに搭載されたバッテリモジュール２２２との間の位置であって、フロントフロア部１ａ及び供給ダクト８１よりも下側の位置に配置されている。これにより、ファン３９の上側には、後席シート２に着座した乗員の足置き場Ｓが設定されている。

また、このファン３９から、第２収容部２１ｂに向かって後方に延びる送風ダクト３１０がバッテリユニット２１内に配設されている。本実施形態では、送風ダクト３１０が、車幅方向の中央部に配置され、ファン３９から第２収容部２１ｂの前部（バッテリモジュール２２２の前部）まで延びている。

以上の構成により、バッテリユニット２１内の空調は次のようにして行われる、すなわち、先ず空調装置１８からダクト１８１を通じて送られた空調空気は、空気導入口３７を通じてバッテリユニット２１内の分配部８０に導入される。空調空気は、分配部８０に接続された左側ダクト８１１と右側ダクト８１２とを通じて第１収容部２１ａの方に流れる。

第１収容部２１ａにおいては、前述したように、左側ダクト８１１と右側ダクト８１２とには、その車幅方向の外側面に複数の吹出口が形成されているため、空調空気は、各吹出口を通じて車幅方向の外方へと吹き出される。吹き出された空調空気は、図６、７に矢印で示すように、左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２に対し車幅方向の両側外方の下側に配置されたバッテリモジュール２２１に供給される。そうして、第１収容部２１ａに収容されている２つのバッテリモジュール２２１のそれぞれについて、冷却が行われる。

その後、空調空気は、バッテリユニット２１内の底面に沿って、車幅方向の外方から内方へと流れるようになり、２つのバッテリモジュール２２１の間に配設されている電気部品２５に対する冷却が行われる。

そうして、空調空気は、バッテリモジュール２２１及び電気部品２５の冷却を行った後に、車幅方向の中央部を車体後方側へと流れるようになり、バッテリモジュール２２１の後方に配置されたファン３９に吸い込まれる。

これに対し、第２収容部２１ｂ内では、ファン３９により吸い込まれた空調空気が、ファン３９の作動によって加速され、送風ダクト３１０後端部の吹出口から、後方に向かって吹き出される。これによって、第２収容部２１ｂを通過する空調空気は、ファン３９の作動により、第１収容部２１ａを通過する空調空気よりも速い流速で第２収容部２１ｂ内を通過するようになっている。そして、空調空気は、前後方向についての長さが比較的短い矩形箱状の第２収容部２１ｂ内で、前後方向の後方、車幅方向の両側外方、及び、上下方向のそれぞれに拡がるように流れて、そこに収容されている各バッテリモジュール２２２の冷却を行う。

具体的には、送風ダクト３１０の吹出口が、図８に一点鎖線で示すように、第２収容部２１ｂの車幅方向の中央部の下部に配置されると共に、第２部２３ｂ、２４ｂとバッテリモジュール２２２との間に隙間が形成され、この隙間によってバッテリモジュール２２２の後方、下方、両側外方、及び上下方向には、空調空気の流路５０が形成されている。

ここで、詳細な図示は省略するが、第２部２４ｂの底面には、例えば、バッテリモジュール２２２の少なくとも四隅の位置に対応して底上げ部が一体に形成されるか、または別部材で配設されており、バッテリモジュール２２２がこの底上げ部上に載置されることで、バッテリモジュール２２２と第２部２４ｂとの間に隙間（流路５０）が形成されている。

送風ダクト３１０後端部の吹出口から吹き出された空調空気は、急速充電等で温度が上昇しているバッテリモジュール２２２との間で熱交換を行うことによって自身の温度が上昇するため、自然と上方に流れることになる。このため、本実施形態では、空調空気が、第２収容部２１ｂ内において、図６、８に矢印で示すように、バッテリモジュール２２２の下方、外側方、上方の順に流路５０を流れる。

このように、空調空気が、第２収容部２１ｂ内で、前後方向の後方、車幅方向の両側外方、及び、上下方向のそれぞれに拡がるように流れる過程において、これがバッテリモジュール２２２の周辺の流路５０を流れることにより、熱気の滞留が防止され、その結果、バッテリモジュール２２２の冷却が行われる。

その後、空調空気は、バッテリモジュール２２２の上方の流路５０に沿って空気排出口３８ｂに至り、最終的には、空気排出口３８からバッテリユニット２１の外へと排出される。

このように、本実施形態では、フロントフロア部１ａよりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部１ｂの下側にバッテリモジュール２２２を配設することで、該バッテリモジュール２２２の搭載性を確保することができる。

そして、フロントフロア部１ａの下側にファン３９を配設することで、ファン３９により加速された空調空気を車体前後方向の後側に配置しているバッテリモジュール２２２に送風することができる。この場合、バッテリモジュール２２２の温度上昇によって発生した熱気を、前記加速された空調空気によって早期に排出することができるため、バッテリモジュール２２２の周辺（ここでは、第２収容部２１ｂ内）で熱気が滞留することを防止でき、その結果、バッテリモジュール２２２の冷却を行うことができる。

要するに、本実施形態では、バッテリモジュール２２２をリヤフロア部１ｂの下側に配設することで、該バッテリモジュール２２２の搭載性を確保することができると共に、フロントフロア部１ａの下側にファン３９を配設することで、バッテリモジュール２２２の冷却性能を向上させることができる。

また、フロントフロア部１ａの下側に第１収容部２１ａを配設して、その内部にバッテリモジュール２２１を収容することで、バッテリモジュール２２１、２２２の搭載性を向上させることができる。そして、第１収容部２１ａと第２収容部２１ｂとの間にファン３９を配設し、第１収容部２１ａに送風された空調空気を吸気、加速して第２収容部２１ｂに送風することで、第２収容部２１ｂ内部のバッテリモジュール２２２の冷却を確実に行うことができる。

また、ファン３９の作動によって、第２収容部２１ｂを通過する空調空気の流速を、第１収容部２１ａを通過する空調空気の流速よりも速くなるように設定することで、流速の速い空調空気をより確実に第２収容部２１ｂに送風することができる。

また、ファン３９の上側に後席乗員の足置き場Ｓを設定することで、車高を高く設定しなくても、バッテリモジュール２２２の搭載性を確保しつつ、足置き場Ｓを確保することができる。

また、空調空気は、バッテリモジュール２２２との間で熱交換を行った時、自身の温度上昇によって自然と上方に流れることから、前述のようにバッテリモジュール２２２の後部上側に空気排出口３８を配設することで、前記空調空気をスムーズに車両後部から排出することができる。

また、リヤフロア部１ｂの下側に、複数のバッテリモジュール２２２を上下に重ねて配設すると共に、ファン３９から送風される空調空気を複数のバッテリモジュール２２２の下方に導入して、上方の空気排出口３８に排出させる流路５０を備えることで、前記空調空気を下方から上方に確実に流すことができる。このため、前記空調空気をよりスムーズに車両後部から排出することができ、その結果、上下に重ねた複数のバッテリモジュール２２２の冷却を確実に行うことができる。

また、そのように車幅方向中央部において、第１収容部２１ａ内を前後方向に延びるように配設された供給ダクト８１（左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２）に対して、バッテリモジュール２２１は、左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２の下方位置であって、車幅方向の両側外方において、その左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２に沿うように配設されている一方で、それらの左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２からは車幅方向の両側外方に向かって空調空気が吹き出される。このため、バッテリモジュール２２１に対して、効率的に空調空気を供給することが可能である。

また、左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２から吹き出された空調空気は、第１収容部２１ａ内を循環するように流れるから、空調空気とバッテリモジュール２２１との熱交換を効率的に行って、バッテリモジュール２２１の冷却を効率的に行うことを可能になると共に、その後に、電気部品２５の冷却をも効率的に行うことが可能になる。特に、バッテリモジュール２２１と電気部品２５とを比較したときには、バッテリモジュール２２１の方が冷却に対する要求が高いため、左側ダクト８１１及び右側ダクト８１２からの空調空気を、先にバッテリモジュール２２１に供給し、その後に電気部品２５に供給することは、バッテリモジュール２２１及び電気部品２５のそれぞれを、適切に冷却することを可能にする。

これに対して第２収容部２１ｂにおいては、その前端部でかつ車幅方向の中央部に吹出口を配置し、そこから後方に向かって空調空気を吹き出すことで、第２収容部２１ｂ内で空調空気を効率的に循環させて、多数のバッテリモジュール２２２の冷却を効率的に行うことが可能である。

また、バッテリユニット２１に導入する空気は、車室用空調装置１８の空調空気であるため、バッテリモジュール２２１、２２２の冷却を効率的に行うことが可能である。この構成において、このバッテリユニット２１の空気導入口３７は、前後方向の中間部に形成していて、ダッシュパネル１１近傍の空調装置１８から離れているため、ダクトが必要になるものの、前記の構成では、既存のダクト１８１、１８１を利用してバッテリユニット２１に空調空気を導入（供給）するため、新たなダクトが不要であるという利点がある。

尚、分配部８０及び前方の第１収容部２１ａに向かって延びる供給ダクトとを備えるダクトの構成は前記の構成には限定されず、第１収容部２１ａ内のバッテリモジュールの配置構成（例えばバッテリモジュールの形状、数等）と、第２収容部２１ｂ内のバッテリモジュールの配置構成とに応じて、適宜設定すればよい。

また、前述した実施形態では、フロントフロア部１ａの下側に第１収容部２１ａを配設して、その内部にバッテリモジュール２２１を収容する構成としたが、本発明では、フロントフロア部１ａの下側に必ずしも第１収容部２１ａ（バッテリモジュール２２１）を配設しなくてもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の、導入口は、空気導入口３７に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１ａ…フロントフロア部
１ｂ…リヤフロア部
２…後席シート
２１…バッテリユニット
２１ａ…第１収容部
２１ｂ…第２収容部
２５…電気部品
３７…空気導入口
３８…空気排出口
３９…ファン
５０…流路
２２１、２２２…バッテリモジュール
Ｓ…足置き場

Claims (6)

1. 車室フロアの下側に搭載された複数のバッテリモジュール及び電気部品を収容するバッテリユニットと、
   車室用空調装置からの空調空気をユニット内部に導入する導入口と、
   該導入口と前記バッテリモジュールとの間に設けられ、前記空調空気を加速して下流側の前記バッテリモジュールに送風するファンと、
   前記導入口と逆側に設けられた空気排出口とを備えたバッテリユニットの空調構造であって、
   前記車室フロアは、車両前側のフロントフロア部と、
   該フロントフロア部よりも車両後方においてこれよりも上側の高さ位置に位置するリヤフロア部とを有し、
   前記フロントフロア部の下側に前記ファンが配設される一方、
   前記リヤフロア部の下側に前記バッテリモジュールが配設された
   車両用バッテリユニットの空調構造。
2. 前記バッテリモジュールは、前記フロントフロア部の下側に配設され、
   前記フロントフロア部の下側には、前記バッテリモジュールを内部に収容する第１収容部が配設されると共に、
   前記リヤフロア部の下側には、前記第１収容部内に連通して、前記バッテリモジュールを内部に収容する第２収容部が配設され、
   前記ファンは、前記第１収容部と前記第２収容部との間に配設され、
   前記第１収容部に送風された空調空気を吸気、加速して第２収容部に送風する
   請求項１記載の車両用バッテリユニットの空調構造。
3. 前記第２収容部を通過する空調空気の流速が、前記第１収容部を通過する空調空気の流速よりも速くなるように設定された
   請求項２記載の車両用バッテリユニットの空調構造。
4. 前記ファンの上側には、後席乗員の足置き場が設定される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用バッテリユニットの空調構造。
5. 前記空気排出口は、前記リヤフロア部の下側に配設されたバッテリモジュールの後部上側に配設されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用バッテリユニットの空調構造。
6. 前記リヤフロア部の下側には、複数のバッテリモジュールが上下に重なって配設され、
   前記ファンから送風される空調空気を前記複数のバッテリモジュールの下方に導入して、上方の前記空気排出口に排出させる流路を備えた
   請求項５記載の車両用バッテリユニットの空調構造。

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