JP2016134243A - 車載用バッテリー - Google Patents

Abstract

【課題】 電池セルに対する冷却効率の向上を図り、電池セルの発熱による温度上昇を抑制する。
【解決手段】 内部に複数の電池セル１１がそれぞれ配置された複数の電池モジュール３と、複数の電池モジュールを収納する収納ケース２と、複数の電池モジュールの内部に冷却風を送る吸気用ダクト１９、３０とを備え、冷却風が吸気用ダクトを介して電池モジュールの内部に後方から取り入れられ、電池モジュールが少なくとも三つ設けられ少なくとも二つの電池モジュールが上下２段の状態で配置され、少なくとも二つの電池モジュールが前後に並んで配置され、最も前側に一つの電池モジュールが配置された。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され寒冷地においても使用することが可能な車載用バッテリーについての技術分野に関する。

特許５２０６１１０号公報

自動車等の各種の車両にはモーターや各種の電装部品に電力を供給するための車載用バッテリーが搭載されている。

近年、特に、ＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド電気自動車）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle：プラグインハイブリッド電気自動車）等の車両が普及されつつあり、これらの電気を動力とした車両においては高い蓄電機能を有する車載用バッテリーが搭載される。

車載用バッテリーには収納ケースと収納ケースに収納された電池モジュールとが設けられ、電池モジュールは、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の複数の電池セル（２次電池）が配列されて構成されている。また、電気自動車等に搭載される車載用バッテリーにあっては、高い蓄電機能を保持するために、複数の電池モジュールが収納ケースに配置され、これらの複数の電池モジュールの各電池セルが直列又は並列に接続されている。

このような車載用バッテリーには、高い蓄電機能を保持する構成として、収納ケースに上下２段に電池モジュールが配置されたタイプがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された車載用バッテリーは、後方側の荷室に配置され、下段の電池モジュールがフロアーパネルに上方に開口して形成された凹部に挿入されることにより、荷室の広いスペースが確保されている。

ところで、車載用バッテリーにおいては、駆動時に電池セルが発熱するため、電池セルを冷却して発熱による温度上昇を抑制し電池セルや収納ケースの内部に配置される各種の制御機器等の良好な性能を確保する必要がある。特に、上記のような複数の電池モジュールが配置された車載用バッテリーにあっては、発熱量が大きくなるため、複数の電池モジュールに対する冷却効率の向上を図ることが望まれる。

そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、電池セルに対する冷却効率の向上を図り、電池セルの発熱による温度上昇を抑制することを目的とする。

第１に、本発明に係る車載用バッテリーは、内部に複数の電池セルがそれぞれ配置された複数の電池モジュールと、前記複数の電池モジュールを収納する収納ケースと、前記複数の電池モジュールの内部に冷却風を送る吸気用ダクトとを備え、冷却風が前記吸気用ダクトを介して前記電池モジュールの内部に後方から取り入れられ、前記電池モジュールが少なくとも三つ設けられ少なくとも二つの前記電池モジュールが上下２段の状態で配置され、少なくとも二つの前記電池モジュールが前後に並んで配置され、最も前側に一つの前記電池モジュールが配置されたものである。

これにより、高温になり易い最も前側に配置された電池モジュールに対して他の電池モジュールにおいて発生する熱の影響が低減される。

第２に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、最も前側に配置された前記電池モジュールが上下２段に配置された二つの前記電池モジュールに対して中段に配置されることが望ましい。

これにより、最も前側に位置された電池モジュールに対して後方に位置された電池モジュールにおいて発生する熱の影響が小さくなる。

第３に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記吸気用ダクトに連結されたファンが設けられ、前記ファンが前記収納ケースの後端部における左方又は右方の少なくとも一方に配置されることが望ましい。

これにより、吸気用ダクトの経路が短くなる。

第４に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記吸気用ダクトとして第１の吸気用ダクトと第２の吸気用ダクトが設けられ、前記第１の吸気用ダクトによって前記複数の電池モジュールのうちの少なくとも一つの前記電池モジュールに冷却風が送られ、前記第２の吸気用ダクトによって前記複数の電池モジュールのうちの別の少なくとも一つの前記電池モジュールに冷却風が送られることが望ましい。

これにより、第１の吸気用ダクトと第２の吸気用ダクトの二つの吸気用ダクトによってそれぞれ異なる電池モジュールに冷却風が送られる。

第５に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記第１の吸気用ダクトから取り込まれ前記電池モジュールを冷却した冷却風と前記第２の吸気用ダクトから取り込まれ前記電池モジュールを冷却した冷却風とが前記電池モジュールから前記収納ケースの内部にそれぞれ放出され、前記第１の吸気用ダクトから取り込まれた冷却風と前記第２の吸気用ダクトから取り込まれた冷却風とが左右に離隔した位置から放出されることが望ましい。

これにより、収納ケースの内部の温度が左右方向において平均化される。

第６に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記吸気用ダクトに、前記複数の電池モジュールの内部にそれぞれ冷却風を送る複数の流入部が設けられ、最も後側に位置する前記電池モジュールの内部に冷却風を送る前記流入部の内部に整流フィンが設けられることが望ましい。

これにより、整流フィンによって圧力損失が発生する。

第７に、上記した本発明に係る車載用バッテリーにおいては、前記複数の電池セルが一列に並んで配置され、前記電池モジュールは前記複数の電池の並び方向が左右方向となる向きで前記収納ケースの内部に配置されることが望ましい。

これにより、車載用バッテリーの前後方向における長さを短縮した上で収納ケースに収納可能な電池セルの数を増やすことが可能になる。

本発明によれば、高温になり易い最も前側に配置された電池モジュールに対して他の電池モジュールにおいて発生する熱の影響が低減されるため、複数の電池モジュールに対する冷却効率の向上が図られ、電池セルの発熱による温度上昇を抑制することができる。

図２乃至図１４と共に本発明車載用バッテリーの実施の形態を示すものであり、本図は、車載用バッテリーの斜視図である。 車載用バッテリーを一部を省略した状態で示す斜視図である。 車載用バッテリーにおける電池モジュールの配置状態等を示す概略図である。 電池モジュールとジョイントダクトを示す概略分解斜視図である。 第１の冷却ユニットの斜視図である。 第２の冷却ユニットの斜視図である。 整流フィンが配置された状態を示す拡大断面図である。 図９乃至図１２と共に電池モジュールとジョイントダクトを示すものであり、本図は、第１の電池モジュールと第１のジョイントダクトを示す斜視図である。 第２の電池モジュールと第２のジョイントダクトを示す斜視図である。 第３の電池モジュールと第３のジョイントダクトを示す斜視図である。 第４の電池モジュールと第４のジョイントダクトを示す斜視図である。 第５の電池モジュールと第５のジョイントダクトを示す斜視図である。 電池セルと温度の関係等を示すグラフ図である。 第２の吸気用ダクトの一部を示す概略背面図である。

以下に、本発明車載用バッテリーを実施するための形態について添付図面を参照して説明する。

車載用バッテリー１は収納ケース２と電池モジュール３、３、・・・を有している（図１乃至図３参照）。車載用バッテリー１は、例えば、車両の荷室に配置されている。

収納ケース２は上方に開口された収納部４と収納部４の開口を上方から閉塞する平板状の蓋部５とを有している。

収納部４は前後方向を向く前面壁６と前面壁６の後側に位置され前後方向を向く後面壁７と左右に離隔して位置された側面壁８、８と上下方向を向く底面壁９とを有している。前面壁６と後面壁７と側面壁８、８と底面壁９は何れも、例えば、アルミニウム等の押出成形によって形成され、中空断面の形状に形成されている。

前面壁６には、例えば、左右に延び上下に並ぶ図示しない複数の空洞部が形成され、後面壁７には、例えば、左右に延び上下に並ぶ図示しない複数の空洞部が形成されている。側面壁８、８には、例えば、それぞれ前後に延び上下に並ぶ図示しない複数の空洞部が形成されている。底面壁９には、例えば、それぞれ左右に延び前後に並ぶ図示しない複数の空洞部が形成されている。

前面壁６は上側の略半部が傾斜部６ａとして設けられ、傾斜部６ａは上方へ行くに従って後方に変位するように傾斜されている。

底面壁９は前端部が他の部分より一段高い位置にある上段部９ａとして設けられている（図３参照）。底面壁９は、上段部９ａに連続する後側の部分が略前後方向を向く段差部９ｂとして設けられ、段差部９ｂに連続する後側の部分が下段部９ｃとして設けられている。

電池モジュール３、３、・・・は、例えば、五つが前後上下に並んで収納ケース２に収納されている。電池モジュール３、３、・・・としては、最も前側に位置された第１の電池モジュール３Ａと第１の電池モジュール３Ａの後側に位置された第２の電池モジュール３Ｂと第２の電池モジュール３Ｂの後側に位置された第３の電池モジュール３Ｃと第１の電池モジュール３Ａの後側に位置され第２の電池モジュール３Ｂの真上に位置された第４の電池モジュール３Ｄと第４の電池モジュール３Ｄの後側に位置され第３の電池モジュール３Ｃの真上に位置された第５の電池モジュール３Ｅとが設けられている。

第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃと第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅは電線によって直列に接続されている。

電池モジュール３はケース体１０とケース体１０の内部に収容された複数の電池セル１１、１１、・・・とを有している（図４参照）。

ケース体１０は、上方及び後方に開口された横長の箱状に形成され、前後方向を向く横長の前面部１２と左右方向を向き左右に離隔して位置された側面部１３、１３と上下方向を向く横長の底面部１４とを有している。ケース体１０の内部空間は収容空間として形成されている。

前面部１２には右端部、左端部又は左右方向における中央部の何れかの位置に前後に貫通された放出孔１２ａが形成されている。具体的には、第１の電池モジュール３Ａには前面部１２の右端部に放出孔１２ａが形成され、第２の電池モジュール３Ｂには前面部１２の左端部に放出孔１２ａが形成され、第３の電池モジュール３Ｃには前面部１２の左右方向における中央部に放出孔１２ａが形成され、第４の電池モジュール３Ｄには前面部１２の右端部に放出孔１２ａが形成され、第５の電池モジュール３Ｅには前面部１２の左右方向における中央部に放出孔１２ａが形成されている。尚、図４には、前面部１２の右端部に放出孔１２ａが形成された例を示している。

電池セル１１、１１、・・・は、例えば、厚み方向が左右方向とされる向きで左右に等間隔に並んだ状態で収容空間に収容されてケース体１０に保持されている。電池セル１１、１１、・・・は、例えば、１９個がケース体１０に保持されている。電池セル１１、１１、・・・がケース体１０に保持された状態においては、電池セル１１、１１、・・・間にそれぞれ一定の隙間が形成される。電池セル１１、１１、・・・は直列に接続されている。

上記のように、車載用バッテリー１にあっては、電池セル１１、１１、・・・の並び方向が左右方向となる向きで電池モジュール３、３、・・・が収納ケース２の内部に配置されている。

従って、電池モジュール３、３、・・・が横長の形状になり、車載用バッテリー１の前後方向における長さを短縮した上で収納ケース２に収納可能な電池セル１１、１１、・・・の数を増やすことが可能であり、車載用バッテリー１の小型化を確保した上で性能の向上を図ることができる。

ケース体１０には左右に延びる排煙管１５が取り付けられている。排煙管１５は上下方向を向くベース板部１５ａとベース板部１５ａの上面に位置された筒状部１５ｂとを有している。筒状部１５ｂはベース板部１５ａの前後方向における中央部に位置されている。排煙管１５はベース板部１５ａがケース体１０の上側の開口を閉塞する状態でケース体１０に取り付けられている。

排煙管１５の下面には図示しないガス流動孔が左右に等間隔に並んで形成されている。排煙管１５はガス流動孔がそれぞれ電池セル１１、１１、・・・の真上に位置される。

排煙管１５におけるベース板部１５ａの前後両端部にはそれぞれ横長の形状に形成された基板１６、１６が取り付けられている。基板１６、１６にはそれぞれ後述する電線が接続され、電線及び基板１６、１６を介して電池セル１１、１１、・・・に対する電気的な制御等が行われる。

電池セル１１、１１、・・・にはそれぞれ内部に連通可能な図示しない弁が設けられ、各弁がそれぞれ排煙管１５のガス流動孔に連通されている。電池セル１１において、万が一、異常が発生したときには内部でガスが発生する場合があるが、ガスが発生すると電池セル１１の内圧が上昇して弁が開放され、発生したガスが弁からガス流動孔を介して排煙管１５に流動される。

電池モジュール３、３、・・・はそれぞれ収納ケース２に図示しない取付板によって取り付けられそれぞれ所定の位置に配置されている（図３参照）。第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃは下段に配置され、第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅは上段に配置され、第１の電池モジュール３Ａは第２の電池モジュール３Ｂ、第３の電池モジュール３Ｃ、第４の電池モジュール３Ｄ、第５の電池モジュール３Ｅに対して中段に配置されている。尚、第１の電池モジュール３Ａは、第２の電池モジュール３Ｂ及び第３の電池モジュール３Ｃと同じ位置において下段に配置されていてもよく、第４の電池モジュール３Ｄ及び第５の電池モジュール３Ｅと同じ位置において上段に配置されていてもよい。

電池モジュール３、３、・・・の駆動時には、電池モジュール３、３、・・・の内部に第１の吸気ユニット１７と第２の吸気ユニット１８によってそれぞれ冷却風が取り込まれる（図１、図３、図５及び図６参照）。

第１の吸気ユニット１７は第１の吸気用ダクト１９と第１の吸気用ファン２０と第１の吸気管２１とジョイントダクト２２、２２、２２を有している（図１及び図５参照）。

第１の吸気用ダクト１９は第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃの内部に冷却風を取り込む機能を有している。第１の吸気用ダクト１９は取入部２３と中間部２４と第１の流入部２５と第２の流入部２６と第３の流入部２７を有している。

取入部２３は右方に位置され略くの字状に形成され、一方の略半部が略上下に延び他方の略半部が略左右に延びる形状に形成されている。中間部２４は左右に延び右端部が取入部２３の左端部に連続されている。

第１の流入部２５は前端部を除く部分が前後に延び前端部が他の部分に対して上方に屈曲され、後端部が中間部２４の左端部に連続されている。第２の流入部２６は前端部を除く部分が前後に延び前端部が他の部分に対して上方に屈曲され、後端部が中間部２４の右端部に連続されている。第３の流入部２７は前後に延び、後端部が中間部２４の左右方向における略中央部に連続されている。第１の流入部２５と第２の流入部２６と第３の流入部２７は前後方向における長さが順に短くなるように形成されている。

第１の吸気用ファン２０は取入部２３の上端部に連結されている。

第１の吸気管２１は下端部が第１の吸気用ファン２０に連結されている。従って、第１の吸気用ファン２０が回転されると、第１の吸気管２１から冷却風が取り込まれ、取り込まれた冷却風が第１の吸気用ダクト１９へ向けて流動される。

ジョイントダクト２２、２２、２２としては第１のジョイントダクト２２Ａと第２のジョイントダクト２２Ｂと第３のジョイントダクト２２Ｃが設けられている。第１のジョイントダクト２２Ａは第１の電池モジュール３Ａの内部に冷却風を取り込む機能を有し、第２のジョイントダクト２２Ｂは第２の電池モジュール３Ｂの内部に冷却風を取り込む機能を有し、第３のジョイントダクト２２Ｃは第３の電池モジュール３Ｃの内部に冷却風を取り込む機能を有している。第１のジョイントダクト２２Ａと第２のジョイントダクト２２Ｂと第３のジョイントダクト２２Ｃは前側から順に位置されている。

ジョイントダクト２２は横長の略矩形状に形成された本体部２８と本体部２８から突出された連結部２９とを有している。ジョイントダクト２２は内部に空間を有している。本体部２８には前方に突出された吐出用突部２８ａ、２８ａ、・・・が左右に等間隔に離隔して設けられている。吐出用突部２８ａは先端が開口されている。

第１のジョイントダクト２２Ａの連結部２９は本体部２８の左端部から下方に突出して設けられ、第２のジョイントダクト２２Ｂの連結部２９は本体部２８の右端部から下方に突出して設けられ、第３のジョイントダクト２２Ｃの連結部２９は本体部２８の左右方向における中央部から後方に突出して設けられている。

第２の吸気ユニット１８は第２の吸気用ダクト３０と第２の吸気用ファン３１と第２の吸気管３２とジョイントダクト２２、２２を有している（図１及び図６参照）。

第２の吸気用ダクト３０は第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅの内部に冷却風を取り込む機能を有している。第２の吸気用ダクト３０は取入部３３と中間部３４と第４の流入部３５と第５の流入部３６を有している。

取入部３３は左方に位置され略くの字状に形成され、一方の略半部が略上下に延び他方の略半部が略左右に延びる形状に形成されている。中間部３４は左右に延び左端部が取入部３３の右端部に連続されている。

第４の流入部３５は前端部を除く部分が前後に延び前端部が他の部分に対して右方に屈曲され、後端部が中間部３４の左端部に連続されている。第５の流入部３６は前後に延び、後端部が中間部３４の右端部に連続されている。第４の流入部３５は第５の流入部３６より前後方向における長さが長く形成されている。

第２の吸気用ファン３１は取入部３３の上端部に連結されている。

第２の吸気管３２は下端部が第２の吸気用ファン３１に連結されている。従って、第２の吸気用ファン３１が回転されると、第２の吸気管３２から冷却風が取り込まれ、取り込まれた冷却風が第２の吸気用ダクト３０へ向けて流動される。

ジョイントダクト２２、２２としては第４のジョイントダクト２２Ｄと第５のジョイントダクト２２Ｅが設けられている。第４のジョイントダクト２２Ｄは第４の電池モジュール３Ｄの内部に冷却風を取り込む機能を有し、第５のジョイントダクト２２Ｅは第５の電池モジュール３Ｅの内部に冷却風を取り込む機能を有している。第４のジョイントダクト２２Ｄは第５のジョイントダクト２２Ｅより前側に位置されている。

第４のジョイントダクト２２Ｄの連結部２９は本体部２８の左端部から左方に突出して設けられ、第５のジョイントダクト２２Ｅの連結部２９は本体部２８の左右方向における中央部から後方に突出して設けられている。

第１の吸気ユニット１７において最も後側に位置された第３のジョイントダクト２２Ｃの連結部２９の内部と第２の吸気ユニット１８において後側に位置された第５のジョイントダクト２２Ｅの連結部２９の内部とには、それぞれ整流フィン３７、３７、３７が設けられている（図７参照）。整流フィン３７、３７、３７は左右に離隔して位置され、中央に位置された整流フィン３７が左右方向を向く状態で位置され、左側に位置された整流フィン３７が前方へ行くに従って中央に位置する整流フィン３７から遠去かるように傾斜された状態で位置され、右側に位置された整流フィン３７が前方へ行くに従って中央に位置する整流フィン３７から遠去かるように傾斜された状態で位置されている。

第１の吸気ユニット１７は、図１に示すように、第１の吸気用ファン２０が収納ケース２の後端部における右方に位置され、第１の吸気用ダクト１９の中間部２４が収納ケース２における後面壁７の後側に対向して位置された状態で収納ケース２に対して配置される。

第１の吸気ユニット１７が収納ケース２に対して配置された状態においては、第１の流入部２５の後端部が後面壁７を貫通され、第１のジョイントダクト２２Ａの本体部２８が第１の電池モジュール３Ａの電池セル１１、１１、・・・の後面に対向して位置される（図８参照）。第１の流入部２５は収納ケース２の内部において第２の電池モジュール３Ｂ及び第３の電池モジュール３Ｃの下側に位置される。

第１の流入部２５の後端部は後面壁７から後方に突出された状態で後面壁７に結合される（図２参照）。第１の流入部２５の後側の開口は第１の電池モジュール３Ａの内部に冷却風を取り込むための第１の空気取込口３８として機能する。

また、第１の吸気ユニット１７が収納ケース２に対して配置された状態においては、第２の流入部２６の後端部が後面壁７を貫通され（図１参照）、第２のジョイントダクト２２Ｂの本体部２８が第２の電池モジュール３Ｂの電池セル１１、１１、・・・の後面に対向して位置される（図９参照）。第２の流入部２６は収納ケース２の内部において第３の電池モジュール３Ｃの下側に位置される。

第２の流入部２６の後端部は後面壁７から後方に突出された状態で後面壁７に結合される（図２参照）。第２の流入部２６の後側の開口は第２の電池モジュール３Ｂの内部に冷却風を取り込むための第２の空気取込口３９として機能する。

さらに、第１の吸気ユニット１７が収納ケース２に対して配置された状態においては、第３の流入部２７が後面壁７を貫通され（図１参照）、第３のジョイントダクト２２Ｃの本体部２８が第３の電池モジュール３Ｃの電池セル１１、１１、・・・の後面に対向して位置される（図１０参照）。

第３の流入部２７は後面壁７から後方に突出された状態で後面壁７に結合される（図２参照）。第３の流入部２７の後側の開口は第３の電池モジュール３Ｃの内部に冷却風を取り込むための第３の空気取込口４０として機能する。

第２の吸気ユニット１８は、図１に示すように、第２の吸気用ファン３１が収納ケース２の後端部における左方に位置され、第２の吸気用ダクト３０の中間部３４が収納ケース２における後面壁７の後側に対向して位置された状態で収納ケース２に対して配置される。中間部３４は第１の吸気ユニット１７の中間部２４の上側に位置される。従って、中間部２４と中間部３４が前後で重ならず、車載用バッテリー１の前後方向における小型化を図ることができる。

第２の吸気ユニット１８が収納ケース２に対して配置された状態においては、第４の流入部３５の後端部が後面壁７を貫通され（図１参照）、第４のジョイントダクト２２Ｄの本体部２８が第４の電池モジュール３Ｄの電池セル１１、１１、・・・の後面に対向して位置される（図１１参照）。第４の流入部３５は収納ケース２の内部において第５の電池モジュール３Ｅの左側に位置される。

第４の流入部３５の後端部は後面壁７から後方に突出された状態で後面壁７に結合される（図２参照）。第４の流入部３５の後側の開口は第４の電池モジュール３Ｄの内部に冷却風を取り込むための第４の空気取込口４１として機能する。

また、第２の吸気ユニット１８が収納ケース２に対して配置された状態においては、第５の流入部３６が後面壁７を貫通され（図１参照）、第５のジョイントダクト２２Ｅの本体部２８が第５の電池モジュール３Ｅの電池セル１１、１１、・・・の後面に対向して位置される（図１２参照）。

第５の流入部３６は後面壁７から後方に突出された状態で後面壁７に結合される（図２参照）。第５の流入部３６の後側の開口は第５の電池モジュール３Ｅの内部に冷却風を取り込むための第５の空気取込口４２として機能する。

上記したように、ジョイントダクト２２、２２、・・・はそれぞれ本体部２８、２８、・・・が電池セル１１、１１、・・・の後面に対向して位置される（図８乃至図１２参照）。このとき本体部２８の吐出用突部２８ａ、２８ａ、・・・がそれぞれ電池セル１１、１１、・・・間に位置される（図７参照）。従って、吐出用突部２８ａ、２８ａ、・・・からそれぞれ吐出される冷却風はそれぞれ電池セル１１、１１、・・・間に形成された隙間を通って前方へ向かう。

以下に、冷却風の流動経路について説明する。

第１の吸気用ファン２０と第２の吸気用ファン３１が回転されると、それぞれ第１の吸気管２１と第２の吸気管３２から収納ケース２の外部に存在する空気が冷却風として第１の吸気用ダクト１９と第２の吸気用ダクト３０に取り込まれる。

第１の吸気用ダクト１９に取り込まれた冷却風は取入部２３から中間部２４に流動され第１の流入部２５と第２の流入部２６と第３の流入部２７に分流され、それぞれ第１のジョイントダクト２２Ａと第２のジョイントダクト２２Ｂと第３のジョイントダクト２２Ｃへ向けて流動され、それぞれ第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃの内部に吐出される。

このとき第１の吸気ユニット１７において最も後側に位置された第３のジョイントダクト２２Ｃにおける連結部２９の内部には整流フィン３７、３７、３７が設けられているため、整流フィン３７、３７、３７によって圧力損失が発生する。

従って、中間部２４に流動された冷却風が第１の流入部２５と第２の流入部２６にも流入され易くなり、第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃに対する冷却風の流量が平均化され冷却効率の向上を図ることができる。

また、整流フィン３７、３７、３７は、左側に位置された整流フィン３７が前方へ行くに従って中央に位置する整流フィン３７から遠去かるように傾斜され、右側に位置された整流フィン３７が前方へ行くに従って中央に位置する整流フィン３７から遠去かるように傾斜されている。

従って、第３のジョイントダクト２２Ｃに対して左右方向における中央部から流入される冷却風が左右に流動され易く、第３の電池モジュール３Ｃの内部に左右方向において均一な冷却風が吐出され易く、第３の電池モジュール３Ｃにおける電池セル１１、１１、・・・に対する冷却効率の向上を図ることができる。

第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃの内部に吐出された冷却風は電池セル１１、１１、・・・間に形成された隙間を通って前方へ向かい、冷却風によって電池セル１１、１１、・・・の冷却が行われる。電池セル１１、１１、・・・間に形成された隙間を通って前方へ向かった冷却風は前面部１２の放出孔１２ａから収納ケース２の内部空間に排出される。

一方、第２の吸気用ダクト３０に取り込まれた冷却風は取入部３３から中間部３４に流動され第４の流入部３５と第５の流入部３６に分流され、それぞれ第４のジョイントダクト２２Ｄと第５のジョイントダクト２２Ｅへ向けて流動され、それぞれ第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅの内部に吐出される。

このとき第２の吸気ユニット１８において後側に位置された第５のジョイントダクト２２Ｅにおける連結部２９の内部には整流フィン３７、３７、３７が設けられているため、整流フィン３７、３７、３７によって圧力損失が発生する。

従って、中間部３４に流動された冷却風が第４の流入部３５と第５の流入部３６にも流入され易くなり、第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅに対する冷却風の流量が平均化され冷却効率の向上を図ることができる。

また、整流フィン３７、３７、３７は、左側に位置された整流フィン３７が前方へ行くに従って中央に位置する整流フィン３７から遠去かるように傾斜され、右側に位置された整流フィン３７が前方へ行くに従って中央に位置する整流フィン３７から遠去かるように傾斜されている。

従って、第５のジョイントダクト２２Ｅに対して左右方向における中央部から流入される冷却風が左右に流動され易く、第５の電池モジュール３Ｅの内部に左右方向において均一な冷却風が吐出され易く、第５の電池モジュール３Ｅにおける電池セル１１、１１、・・・に対する冷却効率の向上を図ることができる。

第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅの内部に吐出された冷却風は電池セル１１、１１、・・・間に形成された隙間を通って前方へ向かい、冷却風によって電池セル１１、１１、・・・の冷却が行われる。電池セル１１、１１、・・・間に形成された隙間を通って前方へ向かった冷却風は前面部１２の放出孔１２ａから収納ケース２の内部空間に排出される。

上記したように、車載用バッテリー１にあっては、収納ケース２の後端部における左方と右方にそれぞれ第１の吸気用ファン２０と第２の吸気用ファン３１が配置されているため、第１の吸気用ダクト１９と第２の吸気用ダクト３０の経路が短くて済み、車載用バッテリー１の構造の簡素化及びスペース効率の向上を図ることができる。

特に、第１の吸気用ファン２０と第２の吸気用ファン３１が収納ケース２の後方に位置されず収納ケース２の後端部における左方と右方に配置されているため、収納ケース２の後方の空間を大きくすることが可能になる。車載用バッテリー１は、後述するように、例えば、車両の後部座席の後方において荷室等のフロアーパネルの上方に配置されるため、広い荷室を確保することができると共に車両の後端部に万が一の衝突が生じたときの衝撃吸収部を設けるための十分なスペースを確保することが可能になり衝突性能の向上を図ることもできる。

また、収納ケース２の後端部における左方と右方にそれぞれ第１の吸気用ファン２０と第２の吸気用ファン３１が配置されることにより、第１の吸気用ダクト１９の中間部２４と第２の吸気用ダクト３０の中間部３４とを左右に延びる略直線状に形成することが可能になる。

従って、車載用バッテリー１の前後方向における小型化を図ることができると共に中間部２４と中間部３４において圧力損失が生じ難く冷却風による冷却性能の向上を図ることができる。

さらに、第１の吸気用ダクト１９と第２の吸気用ダクト３０が設けられており、第１の吸気用ダクト１９によって第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂと第３の電池モジュール３Ｃに冷却風が送られ、第２の吸気用ダクト３０によって第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅに冷却風が送られる構成にされている。

従って、第１の吸気用ダクト１９と第２の吸気用ダクト３０の二つの吸気用ダクトによってそれぞれ電池モジュール３、３、・・・に冷却風が送られるため、車載用バッテリー１における冷却性能の向上を図ることができる。

上記したように、車載用バッテリー１にあっては、第１の吸気用ダクト１９から取り込まれ電池セル１１、１１、・・・を冷却した冷却風と第２の吸気用ダクト３０から取り込まれ電池セル１１、１１、・・・を冷却した冷却風とが収納ケース２の内部に放出される構成にされている。従って、収納ケース２の内部に配置された各電池モジュール３、３、・・・は冷却した後の冷却風の影響により上昇し、特に、第１の電池モジュール３Ａと第３の電池モジュール３Ｃの間に配置されると共に第４の電池モジュール３Ｄの下方に位置された第２の電池モジュール３Ｂの温度が上昇し易い状態にある。

図１３は、第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂの駆動時における温度状態を示すグラフ図であり、（Ａ）は第１の電池モジュール３Ａにおける電池セル１１、１１、・・・の各温度を示し、（Ｂ）は第２の電池モジュール３Ｂにおける電池セル１１、１１、・・・の各温度を示す。「セルＮｏ．１」は最も左側に位置された電池セル１１であり、「セルＮｏ．１９」は最も右側に位置された電池セル１１である。

第１の電池モジュール３Ａに対して配置される第１のジョイントダクト２２Ａは連結部２９が左端部に位置されると共に第１の電池モジュール３Ａの放出孔１２ａが右端部に位置されており、吐出用突部２８ａ、２８ａ、・・・から前方へ向けて吐出された冷却風が第１の電池モジュール３Ａの内部を左方から右方へ向けて流動される。従って、流動方向である右方へ行くほど冷却風の温度が高くなり、図１３に示す（Ａ）のように、右方に位置される電池セル１１、１１、・・・ほど高温になる傾向にある。

一方、第２の電池モジュール３Ｂに対して配置される第２のジョイントダクト２２Ｂは連結部２９が右端部に位置されると共に第２の電池モジュール３Ｂの放出孔１２ａが左端部に位置されており、吐出用突部２８ａ、２８ａ、・・・から前方へ向けて吐出された冷却風が第２の電池モジュール３Ｂの内部を右方から左方へ向けて流動される。従って、流動方向である左方へ行くほど冷却風の温度が高くなり、図１３に示す（Ｂ）のように、左方に位置される電池セル１１、１１、・・・ほど高温になる傾向にある。

このように、車載用バッテリー１にあっては、第１の電池モジュール３Ａから収納ケース２の内部に排出される冷却風の温度が左方から右方へ行くに従って次第に高くなり、第２の電池モジュール３Ｂから収納ケース２の内部に排出される冷却風の温度が右方から左方へ行くに従って次第に高くなる。

従って、第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂにおいて温度勾配が逆になり、収納ケース２の内部の温度が左右方向において平均化される（図１３に示す（Ｔ）参照）。

上記のように車載用バッテリー１にあっては、第１の電池モジュール３Ａの内部における冷却風の流動方向と第２の電池モジュール３Ｂにおける冷却風の流動方向とを逆にし、第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂからそれぞれ放出される冷却風が左右に離隔した位置から放出される。

従って、第１の電池モジュール３Ａと第２の電池モジュール３Ｂにおいて温度勾配が逆になり、収納ケース２の内部の温度が左右方向において平均化され、収納ケース２の内部に配置された各部に対して熱の偏った影響が低減され、収納ケース２の内部に配置された各部の適正な動作状態を確保することが可能になる。

上記したように、第２の電池モジュール３Ｂは第１の電池モジュール３Ａと第３の電池モジュール３Ｃの間に配置されると共に第４の電池モジュール３Ｄの下方に位置されているため温度が上昇し易い状態にあるが、第１の冷却ユニット１７において、第２の電池モジュール３Ｂに向かう第２の流入部２６の長さが第１の電池モジュール３Ａに向かう第１の流入部２５の長さより短くされている。

従って、第２の流入部２６を流動される冷却風は流動距離が短いため、流動過程において収納ケース２の内部温度等の影響を受け難く、第２の電池モジュール３Ｂの電池セル１１、１１、・・・に対する高い冷却性能を確保することができる。

また、車載用バッテリー１にあっては、第１の冷却ユニット１７において第１の流入部２５と第２の流入部２６が左右両端部に位置され第３の流入部２７が左右方向における中央部に位置され、第２の冷却ユニット１８において第４の流入部３５と第５の流入部３６が左右両端部に位置されているため、第１の冷却ユニット１７と第２の冷却ユニット１８が略左右対称の構成にされている。

従って、寒冷地における電池モジュール３、３、・・・に対する加熱を行うためのヒーターを電池モジュール３、３、・・・の下面側に配置する場合に、ヒーターを左右対称な状態で配置し易くなり、電池モジュール３、３、・・・に対する加熱性能の均一化を図ることが可能になる。

さらに、第１の流入部２５と第２の流入部２６と第３の流入部２７が左右に離隔して位置されると共に第４の流入部３５と第５の流入部３６が左右に離隔して位置されているため、第１の流入部２５と第２の流入部２６と第３の流入部２７が上下方向において重ならないと共に第４の流入部３５と第５の流入部３６が上下方向において重ならないため、車載用バッテリー１の上下方向における小型化を図ることができる。

尚、第２の吸気ユニット１８の取入部３３は第２の吸気用ファン３１を所定の位置に配置するために、一部に左右方向において屈曲された屈曲部３３ａが設けられている（図１４参照）。従って、第２の吸気ユニット１８には屈曲部３３ａの存在により圧力損失が生じ、冷却風の流動性が第１の吸気ユニット１７に対して稍低下する可能性がある。

そこで、車載用バッテリー１にあっては、第２の吸気ユニット１８によって冷却される電池モジュール３の数を少なくして二つにし、電池モジュール３の数を少なくして冷却風の流動経路も短くし、第４の電池モジュール３Ｄと第５の電池モジュール３Ｅに対する十分な冷却性能が確保されるように構成されている。

電池モジュール３、３、・・・の左方には排煙ダクト４３が配置されている（図２参照）。排煙ダクト４３は電池モジュール３、３、・・・の上側に配置された排煙管１５、１５、・・・に連結され、上下に離隔し互いに連結された連結部４４、４４（一方の連結部４４のみ図示する。）と一方の連結部４４から左方に突出された突状部４５と突状部４５に連結された排気部４６とを有している。

連結部４４、４４は収納ケース２の内部空間に配置されている。連結部４４には右方に突出された結合用突部４４ａ、４４ａ、４４ａが設けられ、結合用突部４４ａ、４４ａ、４４ａがそれぞれ排煙管１５、１５、・・・の左端部に結合されている。

突状部４５は収納ケース２の側面壁８を貫通されている。

排気部４６は側面壁８の外側において側面壁８に沿って配置され、先端の開口が排気口４６ａとして形成されている。

電池セル１１、１１、・・・において異常が発生したときのガスは、排煙管１５、１５、・・・から連結部４４、４４及び突状部４５を順に通って排気部４６に流動され、排気口４６ａから収納ケース２の外部に排出される。

収納ケース２の内部空間にはそれぞれ電池モジュール３、３、・・・を制御する制御機器として機能する第１のジャンクションボックス４７と第２のジャンクションボックス４８が配置されている（図１参照）。第１のジャンクションボックス４７と第２のジャンクションボックス４８は左右に並んで配置され、第１の電池モジュール３Ａの上側で第４の電池モジュール３Ｄの前側に位置されている。

第１のジャンクションボックス４７と第２のジャンクションボックス４８はそれぞれ電流等の制御を行う制御部品４９、４９、・・・を有し、制御部品４９、４９・・・としては、例えば、リレーやヒューズやコネクター端子等が設けられている。第１のジャンクションボックス４７と第２のジャンクションボックス４８は後述する導電線によって車両の床下に搭載された図示しない電源回路（インバーター）に接続されている。

収納ケース２の内部空間における第１のジャンクションボックス４７及び第２のジャンクションボックス４８が配置された領域には、ジョイントダクト２２、２２、・・・から吐出され電池モジュール３、３、・・・の電池セル１１、１１、・・・を冷却した冷却風が流入され、この冷却風によって第１のジャンクションボックス４７及び第２のジャンクションボックス４８が冷却される。

尚、一般に、温度管理において電池モジュール３は６０°Ｃ以下に設定されることが望ましく、第１のジャンクションボックス４７及び第２のジャンクションボックス４８は１００°Ｃ以下に設定されることが望ましい。従って、第１のジャンクションボックス４７及び第２のジャンクションボックス４８が電池セル１１、１１、・・・を冷却し温度が上昇した冷却風によって冷却されても、冷却風によって第１のジャンクションボックス４７及び第２のジャンクションボックス４８に対する十分な冷却性能が確保される。

収納ケース２の内部空間における右端部には補助機器５０と図示しないコントロールユニットが上下に並んで配置されている。補助機器５０は夜間等の車両の非走行時における充電を行うための機器であり、コントロールユニットは車載用バッテリー１の全体を制御するユニットである。

電池セル１１、１１、・・・を冷却した冷却風は収納ケース２の内部空間における補助機器５０が配置された領域にも流入され、この冷却風によって補助機器５０及びコントロールユニットが冷却される。

上記したように、車載用バッテリー１にあっては、冷却風が第１の吸気用ダクト１９と第２の吸気用ダクト３０を介して電池モジュール３、３、・・・の内部に後方から取り入れられ、五つの電池モジュール３、３、・・・が設けられ、第２の電池モジュール３Ｂと第４の電池モジュール３Ｄが上下２段の状態で配置され、第３の電池モジュール３Ｃと第５の電池モジュール３Ｅが上下２段の状態で配置され、最も前側に一つの第１の電池モジュール３Ａが配置されている。

従って、高温になり易い最も前側に配置された第１の電池モジュール３Ａに対して他の電池モジュール３、３、・・・において発生する熱の影響が低減されるため、電池モジュール３、３、・・・に対する冷却効率の向上が図られ、電池セル１１、１１、・・・の発熱による温度上昇を抑制することができる。

また、最も前側に配置された第１の電池モジュール３Ａが上下２段に配置された電池モジュール３、３に対して中段に配置されているため、後方に位置された電池モジュール３、３、・・・において発生する熱の影響が一層小さくなり、電池セル１１、１１、・・・の発熱による温度上昇を一層抑制することができる。

尚、上記には、五つの電池モジュール３、３、・・・が配置された例を示したが、収納ケース２の内部に配置される電池モジュール３の数は少なくとも三つであればよく、少なくとも二つの電池モジュール３、３が上下２段の状態で配置され、最も前側に一つの電池モジュール３が配置されていればよい。

１…車載用バッテリー、２…収納ケース、３…電池モジュール、１１…電池セル、１９…第１の吸気用ダクト、２０…第１の吸気用ファン、２５…第１の流入部、２６…第２の流入部、２７…第３の流入部、３０…第２の吸気用ダクト、３１…第２の吸気用ファン、３５…第４の流入部、３６…第５の流入部、３７…整流フィン

Claims (7)

1. 内部に複数の電池セルがそれぞれ配置された複数の電池モジュールと、
   前記複数の電池モジュールを収納する収納ケースと、
   前記複数の電池モジュールの内部に冷却風を送る吸気用ダクトとを備え、
   冷却風が前記吸気用ダクトを介して前記電池モジュールの内部に後方から取り入れられ、
   前記電池モジュールが少なくとも三つ設けられ少なくとも二つの前記電池モジュールが上下２段の状態で配置され、
   少なくとも二つの前記電池モジュールが前後に並んで配置され、
   最も前側に一つの前記電池モジュールが配置された
   車載用バッテリー。
2. 最も前側に配置された前記電池モジュールが上下２段に配置された二つの前記電池モジュールに対して中段に配置された
   請求項１に記載の車載用バッテリー。
3. 前記吸気用ダクトに連結されたファンが設けられ、
   前記ファンが前記収納ケースの後端部における左方又は右方の少なくとも一方に配置された
   請求項１又は請求項２に記載の車載用バッテリー。
4. 前記吸気用ダクトとして第１の吸気用ダクトと第２の吸気用ダクトが設けられ、
   前記第１の吸気用ダクトによって前記複数の電池モジュールのうちの少なくとも一つの前記電池モジュールに冷却風が送られ、
   前記第２の吸気用ダクトによって前記複数の電池モジュールのうちの別の少なくとも一つの前記電池モジュールに冷却風が送られる
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車載用バッテリー。
5. 前記第１の吸気用ダクトから取り込まれ前記電池モジュールを冷却した冷却風と前記第２の吸気用ダクトから取り込まれ前記電池モジュールを冷却した冷却風とが前記電池モジュールから前記収納ケースの内部にそれぞれ放出され、
   前記第１の吸気用ダクトから取り込まれた冷却風と前記第２の吸気用ダクトから取り込まれた冷却風とが左右に離隔した位置から放出される
   請求項４に記載の車載用バッテリー。
6. 前記吸気用ダクトに、前記複数の電池モジュールの内部にそれぞれ冷却風を送る複数の流入部が設けられ、
   最も後側に位置する前記電池モジュールの内部に冷却風を送る前記流入部の内部に整流フィンが設けられた
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の車載用バッテリー。
7. 前記複数の電池セルが一列に並んで配置され、
   前記電池モジュールは前記複数の電池の並び方向が左右方向となる向きで前記収納ケースの内部に配置された
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の車載用バッテリー。

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