JP2014175183A - バッテリーケースの排気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】水の浸入を防ぐと共に、省スペースであり、かつ取付構造が簡易であるバッテリーケースを提供する。
【解決手段】複数の電池が収納されるバッテリーケースであって、バッテリーケースには、バッテリーケース内の排気が通過する排気口と、該排気口を覆うカバー部材（排気口カバー１２）とが設けられ、排気口は、筒状部１３により画成される複数の開口部（開口１４）から構成され、カバー部材は、筒状部との間に第１の間隙（間隙３２）を形成した状態で設けられていると共に、バッテリーケース１との間に第２の間隙（間隙３１）を形成した状態で設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明はバッテリーケースの排気構造に関する。

従来、電気自動車などの電動車両には、複数のバッテリー（二次電池）からなるバッテリーモジュールと、バッテリーモジュールが収納されるバッテリーケースからなるバッテリーユニットが搭載されている。バッテリーユニットは、モーターに電力を供給するためのものであり、荷室内やフロア下面に設置される。

バッテリーに異常が生じるとガスが発生し、バッテリーケースが膨張してしまうことが考えられるため、バッテリーケースにはこのガスの排気を行うための排気口が形成されている必要がある。上述のようにバッテリーユニットはフロア下に設置されることも多いので、排気口は、水の浸入を防止できるような構成であることが求められる。

そこで、排気口からの水の浸入を防止すべく、排気ダクトが筐体の上面から立位の姿勢で固定されると共に、コの字状のダクト形状をなして前記筐体の上面に先端を近接対向させているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４０３９２０６号公報

特許文献１に記載された排気ダクトによれば水の浸入を防ぐことはできるかもしれないが、フロア下の狭い空間にはこのような立位した形状のダクトを設けるようなスペースがなく、また、ダクトの取付構造が複雑であるという問題がある。

そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、水の浸入を防ぐと共に、省スペースであり、かつ取付構造が簡易であるバッテリーケースの排気構造を提供しようとするものである。

本発明のバッテリーケースの排気構造は、複数の電池が収納されるバッテリーケースの排気構造であって、前記バッテリーケース内の排気が通過する排気口と、該排気口を覆う排気口カバー部材とを備え、前記排気口は、筒状部により画成される複数の開口部から構成され、前記排気口カバー部材は、前記筒状部との間に第１の間隙が形成された状態で設けられていると共に、前記バッテリーケースとの間に第２の間隙が形成された状態で設けられていることを特徴とする。本発明のバッテリーケースの排気構造では、前記排気口カバー部材は、前記筒状部との間に第１の間隙が形成された状態で設けられていると共に、前記バッテリーケースとの間に第２の間隙が形成された状態で設けられていることで、筒状部内部、即ちバッテリーケース内部への水の浸入を防ぐと共に、カバーを設ける構造であることで、省スペースであり、かつ取付構造が簡易である。さらに、この場合に排気口が複数の開口部から構成されることで、排気効率もよい。

前記排気口カバー部材の下端面は、前記筒状部の上端よりも下方に位置することが好ましい。このように構成することで、より防水性を高めることができる。

前記バッテリーケース上に突出して形成される取付部を更に備え、前記筒状部は、前記取付部に複数立設されて前記複数の開口部を形成し、前記取付部の壁部は、前記バッテリーケースから前記筒状部に向かって登り傾斜していることが好ましい。このように構成することで、バッテリーケース内の排気を筒状部まで効果的に誘導することができる。

本発明の好ましい実施形態としては、前記筒状部の上端と前記カバー部材との間にはフィルターが設けられていることが挙げられる。

前記開口部の総面積が、前記開口部を底面とすると共に前記第１の間隙を高さとした仮想の柱状体の側面の面積の総面積と同一であるように前記筒状体が構成されたことが好ましい。このように構成することで、最も排気効率を高くすることができる。

本発明のバッテリーケースの排気構造によれば、水の浸入を防ぐと共に、省スペースであり、かつ取付構造が簡易であるという優れた効果を奏し得る。

実施形態１にかかるバッテリーケースの斜視図。 実施形態１にかかるバッテリーケースにおけるバッテリーカバーの要部斜視図。 （１）図２のＡ−Ａ線における断面図、（２）図２のＢ−Ｂ線における断面図。 仮想の柱状体について説明するための要部拡大斜視図。 実施形態１にかかるバッテリーケースにおけるバッテリーカバーの要部上面図。 他の実施形態にかかるバッテリーケースの要部上面図。 他の実施形態にかかるバッテリーケースの要部上面図。

本発明のバッテリーケースの排気構造について、図１〜図５を用いて説明する。

バッテリーケース１は、例えば車両のフロアパネル下などに設置される。バッテリーケース１は、バッテリートレイ２とバッテリーカバー３とからなり、バッテリートレイ２とバッテリーカバー３とから画成される内部空間に複数のバッテリーセルからなるバッテリーモジュール４が複数収納される。バッテリーケース１のバッテリーカバー３の上面には、バッテリーケース１内の内部空間の排気を行う排気部１０が設けられている。

排気部１０は、バッテリーカバー３と一体的に設けられ、バッテリーカバー３上面よりも若干上方に突出するように形成された取付部１１と、取付部１１の中央部上面を覆う排気口カバー（排気口カバー部材）１２とからなる。

取付部１１の中央部上面には、詳しくは後述するが上方に若干突出した突出部３３が形成されている。

取付部１１の中央部上面の突出部３３には、さらに上方向に突出した筒状部１３が立設されている。本実施形態では、複数（本実施形態では５個）の筒状部１３が互いに離間して並設されている。バッテリーカバー３における排気口カバー１２を取り外した状態を示す図５に示すように筒状部１３は、上面視において並設方向とは直交する方向に長い略矩形形状である。この筒状部１３により、それぞれ開口（開口部）１４が画成される。そして、この複数の開口１４により、バッテリーケース１内の排気が通過する排気口が構成されている。

図１に戻り、取付部１１のこの筒状部１３の並設方向における両端には、凸部１５が形成されている。凸部１５は、ネジ穴１６が設けられている。

また、排気口カバー１２は、取付部１１の中央部上面を覆う中空箱状のカバー部１７と、カバー部１７の長手方向に延設されたフランジ部１８とを備える。カバー部１７は、上面視において矩形状であり、上方に突出した中空箱状であり、下方面が開放されている。フランジ部１８にはネジ挿通口１９が設けられている。なお、カバー部１７の側面からフランジ部１８に向かってリブ２０が形成されている。

排気口カバー１２のフランジ部１８のネジ挿通口１９とネジ穴１６とをそれぞれ対応させてネジ２１で固定することで、排気口カバー１２をバッテリーカバー３上面に固定する（図２参照）。この状態で、排気口カバー１２内部では筒状部１３による開口１４が取付部１１の上面よりも上方に突出しつつ、排気口カバー１２の下端面が開口１４よりも下方に位置するように、排気口カバー１２及び筒状部１３が構成されている。

このように、排気口カバー１２はネジ穴１６が形成された凸部１５の２点により支持され、その結果、凸部１５により支持された領域以外は、取付部１１の上面から離間した状態で支持される。即ち、図３に示すように、排気口カバー１２は、その長手方向の両端では凸部１５により支持され、短手方向の両端においては、排気口カバー１２と取付部１１の上面との間に間隙３１（第２の間隙）が形成される（図３（２）参照）。また、排気口カバー１２の上面内部と筒状部１３の上端との間には間隙３２（第１の間隙）が形成される。

筒状部１３及び排気口カバー１２との間に間隙３２、また、取付部１１及び排気口カバー１２との間に間隙３１が形成されることで、バッテリーケース１内の排気を行うことができる。即ち、開口１４から排出された排気は、排気口カバー１２の上面内部と筒状部１３の上端との間の間隙３２を通過した後に、排気口カバー１２と取付部１１の上面との間の間隙３１からバッテリーケース１外へ排出される。

かかる排気部１０では、間隙３１から水が浸入したとしても、排気口カバー１２内部では筒状部１３により開口１４が取付部１１の上面よりも上方に突出しているので、排気口に入りにくい。特に、仮にバッテリーケースが水没するような状況であっても、筒状部１３の上端が排気口カバー１２の下端よりも上方に位置しているので、空気圧により水が間隙３１から浸入しにくい。

また、本実施形態では複数の筒状部１３により複数の開口１４を形成しているので、複数の筒状部１３を設けた領域に一つの筒状部を設けた場合よりも開口の総面積が小さくなるので、結果として水は一つの筒状部を設けた場合よりも浸入しにくい。

従って、本実施形態の排気部１０によれば、排気口カバー１２をネジ２１により二カ所で固定するという簡易な構成でバッテリーケース１内に水が浸入することを防止できる。また、筒状部１３は立設されているとしてもこの筒状部１３を長く形成する必要がないため、全体としてバッテリーケース１はコンパクトな形状とすることができる。

また、本実施形態の排気部１０によれば、バッテリーケース１内部で発生したガスの排出面積が広いので排出性能が高い。即ち、各筒状部１３の開口１４から排出されるガスは、筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間の間隙３２を通過して間隙３１を通過することから、間隙３２がガスが通過する排気通路として機能する。具体的には、図３（１）（２）及び図４に示すように、各筒状部１３を通過したガスは、筒状部１３の上端の開口１４を底面とすると共に間隙３２の隙間長さＨを高さとする仮想の柱状体３５の側面３６（図４のグレー部分）を通過する。従って、この側面３６の領域がガスの排気通路として機能する。つまり、本実施形態では、各筒状部１３に対して、それぞれ仮想の柱状体３５が排気通路として存在している。従って、各筒状部１３に対応するこの仮想の柱状体３５の側面３６の面積の総面積が大きいほど、間隙３２におけるガスの排気通路が広くなる。例えば、この複数の筒状部１３の開口１４の総面積と等しい開口面積を有する筒状部を一つ設けた場合は、本実施形態と筒状部１３を通過する排気量は同一であるが、ガスが通過する通路面積、即ち上述した筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間隙における仮想の柱状体３５の側面３６の面積が小さくなるので排気が十分に行われず、排気効率が低くなる。

これに対し、本実施形態では、複数の筒状部１３を複数設けていることで、筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間の間隙３２における仮想の柱状体３５の側面３６の総面積を広くすることができ、この結果、ガスが通過する排気通路の面積を広くしているのである。これにより、ガスを排出しやすいので排気をより行いやすい。

ちなみに、排気口カバー１２の高さを高くして筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間の間隙３２を広くすることで排気効率を上げることも考えられるが、コンパクトな形状にするという要求に反するので好ましくない。従って、本実施形態で示すように筒状部１３を複数設けることで排気通路の面積を広くすることが好ましい。

また、筒状部１３の高さを高くするとコンパクトな形状にするという要求に反するが、水の浸入を抑制することができるという効果を得ることができる。他方で、筒状部１３における抵抗が高くなるため排気効率が低下する可能性があるため、筒状部１３の高さは本実施形態に示す程度の高さとすることが好ましい。

また、本実施形態では、図３に示すように、取付部１１の上壁部３４は筒状部１３の基端部に向かって登り傾斜となっている。即ち、取付部１１の上壁部３４は傾斜している。このように取付部１１の上壁部３４が筒状部１３の基端部に向かって登り傾斜となっていることで、バッテリーケース１内の排気が筒状部１３まで誘導されやすい。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、突出部３３の側壁部も、筒状部１３の基端部に向かって登り傾斜となっている。このように突出部３３の側壁部が筒状部１３の基端部に向かって登り傾斜となっていることで、バッテリーケース１内の排気が筒状部１３まで誘導されやすい。

このように、本実施形態では、これらの取付部１１及び突出部３３によりバッテリーケース１内の筒状部１３から排気が排出されやすいように構成されている。

また、本実施形態では、この５つの筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間の間隙３２における仮想の柱状体３５の側面３６の総面積より５つの開口１４の開口面積の総面積の方が大きくなるように構成されているが、この５つの筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間の間隙３２における仮想の柱状体３５の側面３６の総面積と、５つの開口１４の開口面積の総面積とが等しくなるように設ける方が好ましい。この状態が、筒状部１３を通過する排気量を保持するとともに、排気がスムーズに排気通路（筒状部１３の上端面）に流れていくことができることから最も排気効率がよいからである。仮に、５つの排気通路である側面３６の総面積よりも、５つの開口１４の開口面積の総面積の方が大きい場合、筒状部１３の開口１４を通過する排気量よりも、間隙３２を通過できる排気量が小さくなるため、排気効率は低くなる。また仮に、５つの排気通路である側面３６の総面積よりも、５つの開口１４の開口面積の総面積の方が小さい場合、筒状部１３の開口１４を通過する排気はそのまま間隙３２を通過することができるが、間隙３２を通過する排気量が筒状部１３を通過する排気量よりも大きくなるということはないので、必要以上に間隙３２を広く設けていることになり、排気効率が低い。

なお、筒状部１３の上端と排気口カバー１２との間の間隙３２に対応する仮想の柱状体３５の側面３６の総面積を単に増やすために開口１４を小さくして筒状部１３の数を増やすだけでは、筒状部１３を通過する排気の総量が増えないために好ましくない。従って、筒状部１３を通過する排気量を確保しつつ、各筒状部１３の上端の開口１４の周長の合計を長くするように、筒状部１３の数と開口１４の開口面積とを設定することが必要である。

このように、本実施形態では、排気部１０は、水の浸入を防ぐと共に、かつ取付構造が簡易である。そして、バッテリーケース１全体としては省スペースであり、例えばフロア下などに設置するのに最適であるといえる。

本発明は上述した実施形態に限定されない。

上述した実施形態では、排気部１０を構成する筒状部１３は、上面視において並設方向とは直交する方向に長い略矩形形状であったが、これに限定されない。例えば、排気部１０Ａにおいて、図６に示すように、図１における並設方向にその長手方向が沿った二つの筒状部１３Ａから構成されていてもよい。また、図７に示すように、４つの筒状部１３Ｂを設けてもよい。図７では、図１における並設方向に、長手方向が沿った二つの筒状部１３Ｂが２列、合計で４つの筒状部１３Ｂが設けられている。また、もちろん筒状部１３は上面視において略矩形状である必要もなく、円形状などであってもよい。

また、筒状部１３と排気口カバー１２との間にフィルターが設けられていてもよい。このフィルターによりさらに水の浸入を防止すると共に、防虫効果を得ることも可能である。

上述した実施形態では、各筒状部１３の高さは本実施形態では同一であったが、これに限定されない。例えば、並設方向の両端側の開口においては筒状部の高さが相対的に高くなるように取付部に一部溝を設けてもよい。このように構成することで、外部からの水の浸入を防ぎやすく、かつ、排気をしやすくすることができる。

排気口カバー１２の取付は、上述した実施形態に示すものに限定されない。例えば、排気口カバー１２を、３つのネジ２１により固定できるように構成してもよい。

本実施形態では、取付部１１では、上壁部３４が中央に向かって登り傾斜しているが、これに限定されない。取付部１１の側壁部が中央に向かって登り傾斜しても良く、さらには上壁部３４及び側壁部がそれぞれ傾斜して傾斜面を構成してもよい。

本発明のバッテリーケースは水の浸入を防ぐと共に、省スペースであり、かつ取付構造が簡易であるという効果を奏する。従って、自動車製造業において利用可能である。

１ バッテリーケース
２ バッテリートレイ
３ バッテリーカバー
４ バッテリーモジュール
１０ 排気部
１１ 取付部
１２ 排気口カバー
１３ 筒状部
１４ 開口
１５ 凸部
１６ ネジ穴
１７ カバー部
１８ フランジ部
１９ ネジ挿通口
２０ リブ
２１ ネジ
３１ 間隙（第２の間隙）
３２ 間隙（第１の間隙）
３３ 突出部
３４ 上壁部
３５ 仮想の柱状体

Claims (5)

1. 複数の電池が収納されるバッテリーケースの排気構造であって、
   前記バッテリーケース内の排気が通過する排気口と、該排気口を覆う排気口カバー部材とを備え、
   前記排気口は、筒状部により画成される複数の開口部から構成され、
   前記排気口カバー部材は、前記筒状部との間に第１の間隙が形成された状態で設けられていると共に、前記バッテリーケースとの間に第２の間隙が形成された状態で設けられていることを特徴とするバッテリーケースの排気構造。
2. 前記排気口カバー部材の下端面は、前記筒状部の上端よりも下方に位置することを特徴とする請求項１記載のバッテリーケースの排気構造。
3. 前記バッテリーケース上に突出して形成される取付部を更に備え、
   前記筒状部は、前記取付部に複数立設されて前記複数の開口部を形成し、
   前記取付部の壁部は、前記バッテリーケースから前記筒状部に向かって登り傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリーケースの排気構造。
4. 前記筒状部の上端と前記排気口カバー部材との間にはフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーケースの排気構造。
5. 前記開口部の総面積が、前記開口部を底面とすると共に前記第１の間隙を高さとした仮想の柱状体の側面の面積の総面積と同一であるように前記筒状体が構成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバッテリーケースの排気構造。