JP2016130096A - Vehicle battery pack cooling unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車室床下に取り付けられる車両用電池パックの冷却ユニットに関する。 The present invention relates to a cooling unit for a vehicle battery pack that is mounted under a passenger compartment floor.
電気自動車やハイブリッド自動車においては、モータを駆動するためのバッテリを含む電池パックが搭載されている。この電池パックは、車両構成や電池パックの大きさ等に応じて、座席の下方、フロアパネルの床下空間、荷室等の車両の様々な位置に配置される。特に、車室空間の広さを優先したときには、電池パックがフロアパネルの床下空間に配置される場合がある。 In electric vehicles and hybrid vehicles, a battery pack including a battery for driving a motor is mounted. The battery pack is disposed at various positions of the vehicle such as the lower part of the seat, the underfloor space of the floor panel, and the luggage compartment according to the vehicle configuration, the size of the battery pack, and the like. In particular, when priority is given to the size of the passenger compartment space, the battery pack may be disposed in the under floor space of the floor panel.
電池パックは充放電によって発熱し、高温になると電池パックの出力特性が低下するので、車室内の空気を床下空間に送風する冷却ブロアによって電池パックを冷却することが行われている。このような冷却ブロアの取付構造として、吸気ダクトをフロアパネルに取り付けるブラケットを利用して冷却ブロアを取り付ける構造がある(例えば、特許文献1参照)。 The battery pack generates heat due to charge / discharge, and the output characteristics of the battery pack deteriorate when the battery pack becomes hot. Therefore, the battery pack is cooled by a cooling blower that blows air in the passenger compartment to the underfloor space. As such a cooling blower mounting structure, there is a structure in which a cooling blower is mounted using a bracket for mounting an intake duct to a floor panel (see, for example, Patent Document 1).
近年では冷却ブロアやダクトを一体化して冷却ユニットとした後に、フロアパネルの床下空間に配置している。冷却ユニットは大きく、かつ、重量を有するので、電池パックと冷却ユニットのダクトとの位置合せが困難であり、組み付け作業に手間がかかる。また、電池パックと冷却ユニットのダクトとの位置合せを行うために、冷却ユニットの位置を調整する場合、床下空間には空間の余裕がないため、冷却ユニットが床下空間のボディ等に干渉してしまい位置調整も困難である。さらに、フロアパネルやその他の構成部品等によって、電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続部分の目視が困難になることがあり、電池パックと冷却ユニットのダクトの位置合わせに手間がかかることもある。 In recent years, cooling blowers and ducts are integrated into a cooling unit and then placed in the under floor space of the floor panel. Since the cooling unit is large and heavy, it is difficult to align the battery pack with the duct of the cooling unit, and the assembling work is troublesome. Also, when adjusting the position of the cooling unit in order to align the battery pack and the duct of the cooling unit, there is no room in the underfloor space, so the cooling unit may interfere with the body in the underfloor space. End position adjustment is also difficult. In addition, the floor panel and other components may make it difficult to visually check the connection between the battery pack and the cooling unit duct, and it may take time to align the battery pack and the cooling unit duct. .
そこで、本発明では、電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続作業を容易に行える冷却ユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling unit that can easily connect the battery pack and the duct of the cooling unit.
本発明の車両用電池パックの冷却ユニットは、車室の床下に搭載された車両駆動用の電池パックを冷却する冷却ユニットであって、前記冷却ユニットは、フロアパネルの裏面に吊り下げ固定され、冷却風を吐き出す冷却ブロアと、前記冷却風を前記電池パックに導く冷却ダクトとを含み、前記冷却ダクトは、前記電池パック側の排気口を前記電池パックから離間した位置から前記電池パックに接続する位置に移動する移動機構を備えることを特徴とする。 The vehicle battery pack cooling unit of the present invention is a cooling unit for cooling a vehicle driving battery pack mounted under the floor of a passenger compartment, the cooling unit is suspended and fixed to the back surface of the floor panel, A cooling blower for discharging cooling air; and a cooling duct for guiding the cooling air to the battery pack. The cooling duct connects an exhaust port on the battery pack side to the battery pack from a position away from the battery pack. A moving mechanism that moves to a position is provided.
本発明によれば、電池パックと冷却ユニットのダクトとの接続作業を容易に行うことができ、ダクトの接続作業性を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the connection operation | work of a battery pack and the duct of a cooling unit can be performed easily, and the connection work property of a duct can be improved.
最初に、ハイブリッド自動車1の駆動用モータに電力を供給するバッテリを含む電池パック30の配置位置について説明する。図1に示すように、ハイブリッド自動車1は、フロントシート2及びリアシート3が設置される車室4の床面を構成する車室床面パネル10と、車室4の床下空間を構成するアンダーボディ20とを備えている。
First, the arrangement position of the
フロントシート2とリアシート3との間の床下空間には、駆動用モータに電力を供給する電池パック30が配置されている。電池パック30は、車幅方向の右側に配置されており、車幅方向において電池パック30に隣接する位置、すなわち、車幅方向の左側には、車室4の空気を電池パック30に送風する冷却ユニット40が配置されている。
In the underfloor space between the
図2に示すように、アンダーボディ20は、車幅中央で前後に延びるフロアトンネル21と、車幅両側で前後に延びるサイドシル22と、車幅方向に延びるクロスメンバ23と、フロアトンネル21、サイドシル22及びクロスメンバ23に囲われた部分の底部である底パネル24とを備えている。なお、図2において矢印FRは車両が進行する方向を示し、矢印UPは車両上方向を示し、矢印LHは車両の前進方向を向いたときの左側を示している。矢印FR、UP、LHの関係は他の図面においても同様である。
As shown in FIG. 2, the
アンダーボディ20には、フロアトンネル21、サイドシル22、クロスメンバ23及び底パネル24によって囲われた2つの凹部25a、25bが形成されている。凹部25a、25bは、フロントシート2とリアシート3との間に位置している。
The
凹部25aには電池パック30が収容される。また、凹部25bには、送風口が電池パック30に向くようにして冷却ユニット40が収容される。収容された冷却ユニット40は、後述するように、冷却風を吐き出す冷却ブロア50と、車室内の空気を取り込む吸気ダクト60と、冷却風を電池パック30に導く冷却ダクト70とを含み、冷却ブロア50、吸気ダクト60及び冷却ダクト70は車室床面パネル10の一部を形成するフロアパネル90に吊り下げ固定されている。
The
フロアパネル90には、このフロアパネル90をアンダーボディ20のクロスメンバ23に取り付けるための4つの取付孔93Dが設けられている。このように冷却ブロア50、吸気ダクト60及び冷却ダクト70を固定したフロアパネル90は、4つの取付孔93Dを介して4本のボルトDによりクロスメンバ23に固定される。また、吸気ダクト60の端部には、この吸気ダクト60をアンダーボディ20のクロスメンバ23に取り付けるための取付孔64Cが設けられている。そして、吸気ダクト60は、取付孔64Cを介してクリップCによりクロスメンバ23に固定される。
The
クロスメンバ23には、フロアパネル90を固定するためのボルトDに対応するネジ穴23D及び吸気ダクト60を固定するためのクリップCに対応する固定穴23Cが設けられている。また、フロアトンネル21には、フロアパネル90を固定するためのボルトDに対応するネジ孔21Dを有するブラケット21aが設けられる。
The
電池パック30の上方は、クロスメンバ23に取り付けられる図示しない別のフロアパネルによって覆われる。このフロアパネルは冷却ユニット40の冷却ダクト70の上方も覆う。冷却ユニット40のフロアパネル90及び電池パック30の上方を覆う別のフロアパネルは車室4の車室床面パネル10の一部を構成している。
The upper part of the
次に、図3〜5を参照して冷却ユニット40について説明する。図3〜5では、図2に示す冷却ユニット40を上下逆にして示している。つまり、図3〜5では冷却ユニット40を下側から見た状態を示している。
Next, the
図3に示すように、冷却ユニット40を構成する冷却ブロア50、吸気ダクト60及び冷却ダクト70は、フロアパネル90の下面に吊り下げられる。フロアパネル90の下面には、フロアパネル90を補強する骨格部材100,101が固定されており、このうちの一方の骨格部材100には、冷却ブロア50が固定されている。骨格部材100は、フロアパネル90の下面に強固に固定され、冷却ブロア50を振動などに対抗できるように固定保持する。また、冷却ブロア50の吸気口51には吸気ダクト60が連接され、この吸気ダクト60は車室内の空気を冷却ブロア50に導くことができる(図5参照)。一方、冷却ブロア50の吐出口52には冷却ダクト70の接続口71が嵌め込まれ、冷却ブロア50から吐出した冷却風が冷却ダクト70により電池パック30に導かれる。
As shown in FIG. 3, the
冷却ブロア50は防水トレイ80によって外部からの水の浸入が防止されており、この防水トレイ80も骨格部材100,101に固定保持されている。防水トレイ80は樹脂から構成されており、その四隅には、骨格部材100,101に固定するための取付孔80Eが設けられている。また、この取付孔80Eの位置に対応して、骨格部材100,101には取付孔100E,101Eがそれぞれ設けられている。
The
図4に示すように、骨格部材100,101が固定されたフロアパネル90の下面には、冷却ブロア50及び吸気ダクト60が固定される。骨格部材100には、冷却ブロア50を固定するための2つのスタッドボルト100Aが設けられ、フロアパネル90の下面にも、冷却ブロア50を固定するための1つのスタッドボルト92Aが設けられている。これらスタッドボルト92A、100Aに対応して、冷却ブロア50は、この冷却ブロア50を固定するための取付孔50Aを有しており、ナットAによってスタッドボルト92A、100Aに固定される。
As shown in FIG. 4, the
フロアパネル90の下面には、吸気ダクト60を固定するためのクリップ固定孔94Bを有するブラケット95が設けられている。このクリップ固定孔94Bに対応して、吸気ダクト60には、この吸気ダクト60を固定するための取付孔64Bが設けられており、クリップBによって吸気ダクト60はフロアパネル90のブラケット95に固定される。
On the lower surface of the
フロアパネル90は、車幅方向に延びる複数のビード91が形成された薄肉板金から構成されており、凹部25bを覆う形状を有している。フロアパネル90に固定される骨格部材100,101は、フロアパネル90の両端であって、ビード91と直交する方向に配置されている。
The
骨格部材100には、骨格部材100をアンダーボディ20のクロスメンバ23に取り付けるための取付孔100Dが設けられている。一方の骨格部材101にも、この骨格部材101をアンダーボディ20のクロスメンバ23に取り付けるための取付孔101Dが設けられている。取付孔100D,101Dは、フロアパネル90の取付孔93Dに対応する位置に配置されている。このため、骨格部材100,101は、ボルトDによってフロアパネル90とともにクロスメンバ23に固定される(図2参照)。
The
骨格部材100,101は所定の厚さを有する金属板材からなる。なお、板金を折り曲げて形成してもよい。骨格部材100,101は、フロアパネル90を補強することから所望の剛性が要求される。特に、骨格部材100には冷却ブロア50が固定されることから、冷却ブロア50の振動に耐えられる剛性も要求される。そこで、骨格部材100,101は、フロアパネル90を補強でき、かつ、冷却ブロア50の振動に耐えられる剛性となるように、その固定位置、形状、材質が設定されている。本実施形態では、冷却ブロア50が取り付けられる骨格部材100を幅広形状としている。
The
図4、5に示すように、冷却ブロア50は、図示しない回転ファンの中央部から回転軸方向に吸気する吸気口51と、回転軸の半径方向に空気を吐出する吐出口52とを有するシロッコファンである。冷却ブロア50には、この冷却ブロア50をフロアパネル90及び骨格部材100に取り付けるための取付孔50Aを有する3つの脚53が設けられている。また、冷却ブロア50には、図示しない電源ケーブルが接続されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the cooling
冷却ブロア50の吸気口51には、吸気ダクト60が接続されている。吸気ダクト60は、車室4に開口する吸気口61(図1、2参照)と、この吸気口61から連続する湾曲したダクト62と、冷却ブロア50の吸気口51に接続する接続口63とを備える。吸気ダクト60と冷却ブロア50とは、接続口63と吸気口51とを連接した状態で、図示しないクリップによって互いに固定される。
An
吸気口61の周囲にはフランジ64が設けられており、このフランジ64には、フロアパネル90に取り付けるための取付孔64Bと、クロスメンバ23に取り付けるための取付孔64Cとが設けられている。また、図2に示すように、吸気口61には、異物の浸入を抑制するルーバ61aが設けられている。
A
次に、図3、6、7を参照して冷却ダクト70について説明する。図3に示すように、冷却ダクト70は、冷却ブロア50の吐出口52に嵌め込まれる接続口71と、この接続口71から連続して下流に向かって拡幅形状のダクト72と、電池パック30に空気を吐出するダクト端である排気口73と、この排気口73を電池パック30から離間した位置から電池パック30に接続する位置に移動する移動機構74とを備える。
Next, the cooling
図7(A)、(B)に示すように、移動機構74は、冷却ブロア50の吐出口52に嵌め込み長さLを持って冷却ダクト70の接続口71が嵌め込まれ、冷却ダクト70が嵌め込み方向にスライド可能に保持されることによって構成される。嵌め込み長さLは、冷却ダクト70の排気口73が、電池パック30から離間した位置から電池パック30に接続する位置に対応する長さである。すなわち、冷却ダクト70の接続口71を冷却ブロア50の吐出口52の奥まで嵌め込んだ状態では、冷却ダクト70の排気口73は電池パック30から離間しており、冷却ダクト70を冷却ブロア50の吐出口52の奥から引き出した状態では、冷却ダクト70の排気口73は電池パック30に接続する。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the moving
また、冷却ダクト70の排気口73には、弾性部材から構成されるフランジ73aが設けられている。排気口73の上側には、電池パック30の後述する爪33に係合する凹部75が設けられている。
A
なお、移動機構74を、冷却ダクト70を途中部分で分割し、この分割部分を互いにスライド可能な嵌め込み構造としてもよい。また、嵌め込み構造に代えて蛇腹等の伸縮構造を用いてもよい。図3において排気口73は3つに分岐されているが、1つの排気口としてもよい。
The moving
図7(A)、(B)に示すように、電池パック30のケーシング31の冷却ダクト70の排気口73に対向する部分には、冷却ダクト70の排気口73が接続する開口32が設けられている。ケーシング31の開口32の近傍上側には、冷却ダクト70の排気口73の凹部75と係合する爪33が設けられている。また、ケーシング31の開口32の近傍下側には、排気口73のフランジ73aと係合する爪34が設けられている。爪33,34は弾性部材から構成されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, an
次に、冷却ユニット40の組立及びアンダーボディ20への取り付けについて説明する。まず、フロアパネル90の下面に、図示しないボルトによって、骨格部材100,101を取り付けて固定する。一方、図5に示すように、冷却ブロア50の吸気口51に吸気ダクト60の接続口63を連接して、冷却ブロア50と吸気ダクト60とを図示しないクリップによって互いに固定する。
Next, assembly of the cooling
次に、図4に示すように、吸気ダクト60が固定された冷却ブロア50の脚53の取付孔50Aに、骨格部材100のスタッドボルト100A及びフロアパネル90のスタッドボルト92Aを挿通してナットAによって締結して、冷却ブロア50を骨格部材100及びフロアパネル90に固定する。また、吸気ダクト60の取付孔64BにクリップBを挿通してフロアパネル90のクリップ固定孔94Bに取り付けることによって、吸気ダクト60のフランジ64をフロアパネル90に固定する。
Next, as shown in FIG. 4, the
さらに、図3、6に示すように、冷却ダクト70の接続口71を、冷却ブロア50の吐出口52の奥まで嵌め込み、冷却ダクト70を冷却ブロア50の吐出口52に対してスライド可能に保持する。また、防水トレイ80の取付孔80E及び骨格部材100,101の取付孔100E,101Eに図示しないクリップを挿通して、防水トレイ80を骨格部材100,101に取り付ける。このようにして、冷却ユニット40が組み立てられる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 6, the
この組み立てられた冷却ユニット40は、図2、6に示すように、電池パック30が収容されたアンダーボディ20の凹部25bに収容される。排気口73と電池パック30の開口32との間には隙間が形成されているので、冷却ユニット40は、この隙間の分だけ他の構成部品と干渉せずに移動することができるので、冷却ダクト70の排気口73と電池パック30の開口32との位置調整を行う。
As shown in FIGS. 2 and 6, the assembled cooling
図7(A)、(B)に示すように、冷却ダクト70の排気口73と電池パック30の開口32との概略位置が定まった後、冷却ダクト70を冷却ブロア50の吐出口52からスライドして嵌め込み長さLの長さ分引き出して、冷却ダクト70の排気口73を電池パック30の開口32に接続する。このとき、排気口73の近傍の凹部75が電池パック30の爪33に係合するとともに、排気口73のフランジ73aが電池パック30の爪34に係合して、冷却ダクト70は電池パック30に位置決めされて固定される。その後、冷却ユニット40をボルトDにより固定して、冷却ユニット40の取り付け作業が終了する。
As shown in FIGS. 7A and 7B, after the approximate positions of the
その他の構成部品や車室床面パネル10の取り付けが終了して、冷却ブロア50が駆動されると、車室4の空気を吸気口61から吸引して排気口73から吐出する。排気口73から吐出された空気は、電池パック30に送風されて電池パック30を冷却してアンダーボディ20の外部へ排出される。
When the installation of the other components and the vehicle
以上説明したように、冷却ユニット40をアンダーボディ20に取り付ける場合に、冷却ダクト70が電池パック30と離間しているので、冷却ユニット40と他の構成部品との干渉を抑制でき、冷却ユニット40の位置調整の自由度を拡大できる。また、冷却ダクト70の排気口73と電池パック30の開口32との位置調整後に、冷却ダクト70をスライドすることによって、排気口73と開口32とを接続することができ、冷却ダクト70と電池パック30との接続作業を容易に行うことができ、接続作業性を向上することができる。
As described above, when the cooling
また、冷却ブロア50はフロアパネル90の下面に固定されるので、冷却ブロア50はフロアパネル90に吊り下げられる状態、すなわち、凹部25bにおける上方に配置される状態となるので、アンダーボディ20が浸水した場合でも、冷却ブロア50への浸水を抑制できる。また、冷却ブロア50は防水トレイ80に覆われているので、冷却ブロア50への浸水をさらに抑制できる。
Further, since the
さらに、冷却ブロア50の振動に耐えられる剛性を有する骨格部材100に、冷却ブロア50を直接固定しているので、冷却ブロア作動時に冷却ブロア50が振動しても、その振動はフロアパネル90、吸気ダクト60及び冷却ダクト70に伝わりにくく、冷却ブロア50の振動伝搬による騒音を抑制できる。また、骨格部材100をアンダーボディ20に固定しているので、骨格部材100の剛性が高まり、冷却ブロア50の振動伝搬による騒音をさらに抑制できる。
Further, since the
本実施形態では、フロアパネル90を骨格部材100,101により補強しているので、フロアパネル90の上に乗員が乗っても変形しない剛性を備えており、図1に示すように、冷却ユニット40を乗員が乗降する部分に配置することが可能となる。また、乗降の負荷による冷却ユニット40への影響も抑制できる。フロアパネル90にビード91を設けることによってフロアパネル90の剛性をさらに向上できる。
In the present embodiment, since the
4 車室、10 車室床面パネル、20 アンダーボディ、21 フロアトンネル、22 サイドシル、23 クロスメンバ、24 底パネル、25a,25b 凹部、30 電池パック、32 開口、33,34 爪、40 冷却ユニット、50 冷却ブロア、52 吐出口、60 吸気ダクト、70 冷却ダクト、71 接続口、73 排気口、73a フランジ、74 移動機構、75 凹部、80 防水トレイ、90 フロアパネル、92A,101A スタッドボルト、93D,100D,101D 取付孔、100,101 骨格部材。
4 compartment, 10 compartment floor panel, 20 underbody, 21 floor tunnel, 22 side sill, 23 cross member, 24 bottom panel, 25a, 25b recess, 30 battery pack, 32 opening, 33, 34 nail, 40 cooling unit , 50 Cooling blower, 52 Discharge port, 60 Intake duct, 70 Cooling duct, 71 Connection port, 73 Exhaust port, 73a Flange, 74 Moving mechanism, 75 Recessed part, 80 Waterproof tray, 90 Floor panel, 92A, 101A Stud bolt, 93D , 100D, 101D mounting hole, 100, 101 frame member.
Claims (1)
前記冷却ユニットは、フロアパネルの裏面に吊り下げ固定され、冷却風を吐き出す冷却ブロアと、前記冷却風を前記電池パックに導く冷却ダクトとを含み、
前記冷却ダクトは、前記電池パック側の排気口を前記電池パックから離間した位置から前記電池パックに接続する位置に移動する移動機構を備えることを特徴とする車両用電池パックの冷却ユニット。
A cooling unit that cools a battery pack for driving a vehicle mounted under the floor of a passenger compartment,
The cooling unit includes a cooling blower that is suspended and fixed to the back surface of the floor panel and discharges cooling air, and a cooling duct that guides the cooling air to the battery pack.
The cooling unit for a vehicle battery pack, wherein the cooling duct includes a moving mechanism that moves an exhaust port on the battery pack side from a position separated from the battery pack to a position connected to the battery pack.
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CN109367379A (en) * | 2018-09-13 | 2019-02-22 | 伍峰 | A kind of new-energy automobile |
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