JP2019145440A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置面積の低減を図ることができると共に、蓄電モジュールを良好に冷却することができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置は、蓄電モジュール７と、底面および上面を含み、蓄電モジュール７を収容する収容ケース２と、収容ケース２内に冷却風を供給する送風機３，４と、送風機３，４に接続されたダクト５，６とを備え、底面および上面の少なくとも一方である機器載置面には、一方向に向けて延びる開口部２５，２６が形成されており、送風機３，４は、機器載置面のうち開口部２５，２６と隣り合う位置に設けられており、送風機３，４には、冷却風の吹出口３５，４２が形成されており、ダクト５，６は、吹出口３５，４２および開口部２５，２６を接続しており、蓄電装置を平面視すると、吹出口３５，４２から冷却風が吹き出す吹出方向に開口部２５，２６が延びるように形成された。【選択図】図１

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

従来から各種の蓄電装置が提案されている。たとえば、下記の特許文献１に記載された蓄電装置ば、バッテリモジュールと、収容ケースと、冷却ファンと、複数の導入ダクトと、複数の排気ダクトとを含む。

冷却ファンは、収容ケースから離れた位置において、フロアパネル上に配置されている。収容ケースは、略直方体形状に形成されている。収容ケースの側面には、導入用開口部と、排気用開口部とが形成されている。導入用開口部は収容ケースの一端側に形成されており、排気用開口部は収容ケースの他端側に形成されている。

導入ダクトは冷却ファンおよび導入用開口部に接続されており、排気ダクトは排気用開口部に接続されている。

バッテリモジュールは複数の蓄電セルを含み、各蓄電セルは収容ケースの一端から他端に向けて配列するように配置されている。

国際公開第２０１６／１２５３８９号

上記の蓄電装置においては、冷却ファンが収容ケースから離れた位置において、フロアパネル上に設けられている。そのため、蓄電装置全体の設置面積が広い。

そこで、蓄電装置の設置面積の低減を図るために、冷却ファンを蓄電装置の上面に配置することが考えられる。

この場合においては、側面に導入用開口部が形成されているため、冷却ファンの吹出口および導入用開口部を接続する導入ダクトを大きく曲げる必要が生じる。導入ダクトを大きく曲げると、導入ダクト内で圧損が生じやすい。さらに、収容ケースの上面側から収容ケースの側面に導入ダクトを引き回すと、導入ダクトの曲げ部分が収容ケースから横方向に張り出しやすく、周囲に機器を配置し難くなる。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、設置面積の低減を図ることができると共に、蓄電モジュールを良好に冷却することができる蓄電装置を提供することである。

蓄電装置は、蓄電モジュールと、底面および上面を含み、前記蓄電モジュールを収容する収容ケースと、前記収容ケース内に冷却風を供給する送風機と、前記送風機に接続されたダクトとを備える。上記底面および上面の少なくとも一方である機器載置面には、一方向に向けて延びる開口部が形成されている。上記送風機は、前記機器載置面のうち前記開口部と隣り合う位置に設けられており、送風機には、前記冷却風の吹出口が形成されている。上記ダクトは、前記吹出口および前記開口部を接続しており、前記蓄電装置を平面視すると、前記吹出口から前記冷却風が吹き出す吹出方向に前記開口部が延びるように形成されている。

上記の蓄電装置によれば、開口部は吹出口から吹き出される空気の吹出方向に延びるため、吹出口から吹き出された空気は良好に開口部から収容ケース内に入り込むことができる。このため、ダクト内で圧損が生じることを抑制することができる。

送風機およびダクトなどは、機器載置面に設けられており、機器載置面は収容ケースの底面または上面である。このため、送風機などによって、蓄電装置の設置面積が大きくなることが抑制されている。

開口部は機器載置面に形成されており、ダクトも機器載置面に設けられている。このため、収容ケースの側面側にダクトが張り出すことが抑制されている。

本開示に係る蓄電装置によれば、設置面積の低減を図ることができると共に、蓄電モジュールを良好に冷却することができる。

蓄電装置１を模式的に示す斜視図である。 蓄電装置１の上方から送風機３、冷却ダクト５および開口部２５を平面視したときの平面図である。 蓄電装置１の一部を示す断面図である。 比較例に係る蓄電装置１Ａを模式的に示す斜視図である。

図１から図４を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置について説明する。図１から図４に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、蓄電装置１を模式的に示す斜視図である。蓄電装置１は、たとえば、車両のリヤフロアパネルの上面に配置されている。

蓄電装置１は、収容ケース２と、送風機３，４と、冷却ダクト５，６と、蓄電モジュール７とを含む。

収容ケース２は蓄電モジュール７を収容しており、収容ケース２はアッパカバー１０おおびロアーカバー１１を含む。

アッパカバー１０は、側壁１５および側壁１６と、上壁１７とを含む。アッパカバー１０は、側壁１５および側壁１６が車両の前後方向に配列するように配置されている。

上壁１７は、天板１８と、チャンバー１９とを含む。天板１８は、側壁１５の上辺および側壁１６の上辺に接続されている。チャンバー１９は、天板１８の車両前後方向の中央部に形成されており、天板１８から上方に突出するように形成されている。

チャンバー１９は、側面部２０，２１と、上面部２２とを含む。側面部２０，２１の下辺は天板１８に接続されており、側面部２０，２１の上辺は上面部２２に接続されている。チャンバー１９は車両左右方向に延びるように形成されている。チャンバー１９は、中空状に形成されており、蓄電モジュール７の上面に向けて開口している。

チャンバー１９内には、スペーサ３０と、スペーサ３１と、スペーサ３２とが間隔をあけて配置されている。スペーサ３０はチャンバー１９の右端部に配置されており、スペーサ３２はチャンバー１９の左端部に設けられている。スペーサ３１はチャンバー１９の車両幅方向の中央に設けられている。

各スペーサ３０，３１，３２は、側面部２０から側面部２１に達するように形成されている。そして、チャンバー１９とスペーサ３０とスペーサ３１とによって、チャンバー１９内にチャンバー空間４５が形成されている。チャンバー１９とスペーサ３１とスペーサ３２とによって、チャンバー１９内にチャンバー空間４６が形成されている。

チャンバー１９の上面部２２には、開口部２５および開口部２６が形成されている。開口部２５は、チャンバー空間４５に連通しており、開口部２６はチャンバー空間４６に連通している。

開口部２５および開口部２６は、車両幅方向に延びるように形成されている。開口部２５は、車両前後方向において上面部２２の中央よりも後側に形成されており、開口部２６は、車両前後方向において上面部２２の中央よりも前側に形成されている。

開口部２５は、上面部２２のうち、スペーサ３０およびスペーサ３１の間に位置する部分に形成されている。開口部２６は、上面部２２のうち、スペーサ３１およびスペーサ３２の間に位置する部分に形成されている。

送風機３および送風機４と、冷却ダクト５および冷却ダクト６とは、上面部２２の上面に設けられている。

送風機３は、上面部２２のうち開口部２５に対して車両幅方向に隣り合う位置に設けられており、上面部２２のうちスペーサ３０およびスペーサ３１の間に位置する部分に設けられている。

送風機３は、冷却ファン３３およびケース３４を含む。冷却ファン３３は、たとえば、シロッコファンである。ケース３４は、冷却ファン３３を内部に収容している。ケース３４には、上方に向けて開口する吸入口３６と、右方向に向けて開口する吹出口３５とが形成されている。吸入口３６には、図示されていない吸気ダクトが接続されている。

冷却ダクト５は吹出口３５に接続されており、冷却ダクト５は吹出口３５および開口部２５を接続する。冷却ダクト５は、開口部２５を覆うように形成されており、冷却ダクト５の下面には大きな開口部が形成されている。

図２は、蓄電装置１の上方から送風機３、冷却ダクト５および開口部２５を平面視したときの平面図である。

送風機３の開口部２５から吹き出される空気は、主に、開口部２５の開口面から垂直に吹出される。この図２においては、空気は、開口部２５から吹出方向Ｄ１に吹出されている。その一方で、開口部２５は、吹出方向Ｄ１に長尺に延びるように形成されている。

そして、冷却ダクト５も吹出方向Ｄ１に延びるように形成されている。このため、開口部２５から吹き出された空気は冷却ダクト５によって良好に開口部２５に案内され、冷却ダクト５内で圧損が生じることが抑制されている。

図１に戻って、送風機４は、送風機３と同様に形成されている。送風機４は、上面部２２のうち開口部２６に対して車両幅方向に隣り合う位置に設けられており、上面部２２のうちスペーサ３１およびスペーサ３２の間に位置する部分に設けられている。

送風機４は、冷却ファン４０およびケース４１を含む。ケース４１は冷却ファン４０を収容しており、冷却ファン４０には、吹出口４２および吸入口４３が形成されている。吸入口４３には図示されていない吸気ダクトが接続されており、吹出口４２には冷却ダクト６が接続されている。冷却ダクト６は、吹出口４２および開口部２６を接続するように形成されており、冷却ダクト６は開口部２６を覆うように形成されている。

そして、送風機４が駆動すると、吹出口４２から空気が吹出され、冷却ダクト６および開口部２６は、吹出口４２から空気が吹き出される吹出方向に延びるように形成されている。ロアーカバー１１は、蓄電モジュール７の下面側に配置されている。

図３は、蓄電装置１の一部を示す断面図である。冷却ダクト５は、送風機３の吹出口３５から開口部２５に向けて延びるように形成されており、冷却ダクト５には、開口部２５と略同一形状の開口部３７が形成されている。

蓄電モジュール７は、複数の蓄電セル５０と、複数の樹脂板５１と、エンドプレート５２およびエンドプレート５３とを含む。

蓄電セル５０は間隔をあけて車両幅方向に配列するように配置されており、各樹脂板５１は蓄電セル５０の間に配置されている。各樹脂板５１と各蓄電セル５０との間には、上下方向に延びる通風路が形成されている。たとえば、板状に形成された樹脂板５１の表裏面に上下方向に延びる溝が形成されている。そして、樹脂板５１が蓄電セル５０の表面と接触することで、溝および蓄電セル５０によって通風路が形成されている。

エンドプレート５２は蓄電モジュール７の右側端部に設けられており、エンドプレート５３は蓄電モジュール７の左側端部に設けられている。なお、エンドプレート５２およびエンドプレート５３は、図示されていない拘束バンドによって接続されており、エンドプレート５２およびエンドプレート５３によって、複数の蓄電セル５０および複数の樹脂板５１が拘束されている。

スペーサ３０はエンドプレート５２の上面に配置されており、スペーサ３１はエンドプレート５３の上面に配置されている。スペーサ３１は、車両幅方向において、蓄電モジュール７の中央に配置されている。このため、チャンバー空間４５は、スペーサ３０およびスペーサ３１の間に位置する複数の樹脂板５１および複数の蓄電セル５０の上方に位置している。

ロアーカバー１１内には、スペーサ５５が配置されている。スペーサ５５は、車両幅方向において、蓄電モジュール７の中央に配置されている。このスペーサ５５によって、蓄電モジュール７およびロアーカバー１１の間の空間は、排気チャンバー６０および排気チャンバー６１に区画されている。

排気チャンバー６０の右側端部には排気口６２が形成されており、排気チャンバー６１の左側端部には、排気口６３が形成されている。

図１および図２において、送風機３が駆動すると、吸入口３６を通して吸気された空気が、吹出口３５から吹き出される。

吹出口３５から吹き出された空気は、冷却ダクト５を通り、冷却ダクト５の開口部３７と、チャンバー１９の開口部２５とを通り、チャンバー空間４５内に入り込む。

ここで、開口部２５が吹出方向Ｄ１に延びるように形成されており、冷却ダクト５内で圧損が生じることが抑制されているので、吹出口３５から吹き出された空気は良好にチャンバー空間４５内に入り込む。

上面部２２に形成された開口部２５は、スペーサ３１の近傍からスペーサ３０の近傍に亘って延びるように形成されている。そのため、冷却ダクト６から吹き出された空気は、スペーサ３０およびスペーサ３１の間に位置する複数の蓄電セル５０に直接的に噴き付けられやすい。

仮に、たとえば、チャンバー空間４５内において、スペーサ３１側からスペーサ３０に向かう方向に空気が広がると、チャンバー空間４５内を空気が広がる間に、蓄電セル５０の熱によって空気が暖められる。その結果、スペーサ３０側に位置する蓄電セル５０および樹脂板５１に空気が達する際には、空気の温度が高くなってしまう。

その一方で、本実施の形態においては、開口部２５はスペーサ３１側からスペーサ３０側に亘って長尺に形成されている。そのため、スペーサ３１の近傍に位置する蓄電セル５０および樹脂板５１に直接的に空気を供給することができる。

そして、チャンバー空間４５内に入り込んだ空気は、蓄電セル５０および樹脂板５１の間の通風路を通る。通風路を通る際に蓄電セル５０を冷却する。このように、本実施の形態に係る蓄電装置１によれば、各蓄電セル５０を良好に冷却することができる。

樹脂板５１を通り、蓄電セル５０を冷却した空気は、排気チャンバー６０内に入り込み、排気口６２から蓄電装置１の外部に排出される。

なお、上記においては、送風機３によって供給される空気によって、蓄電セル５０を冷却する場合について説明したが、送風機４によっても同様に各蓄電セル５０を良好に冷却することができる。

なお、図４は、比較例に係る蓄電装置１Ａを模式的に示す斜視図である。蓄電装置１Ａは、蓄電モジュール７０と、送風機７１と、ダクト７２，７３と、排気カバー７４とを備える。

蓄電モジュール７０は、複数の蓄電セル７６と、複数の樹脂板７７とを含む。樹脂板７７には、通風路が形成されており、この通風路は、側面から下面に向けて空気が流れるように形成されている。

ダクト７２およびダクト７３は、送風機７１の吹出口に接続されている。ダクト７２は蓄電モジュール７０の一方の側面の略全面から蓄電モジュール７０に空気を供給しており、ダクト７３は蓄電モジュール７０の他方の側面の略全面から蓄電モジュール７０に空気を供給している。

排気カバー７４は、蓄電モジュール７０の下面側に配置されており、排気カバー７４および蓄電モジュール７０の下面の間に排気通路７５が形成されている。

上記の蓄電装置１Ａにおいては、ダクト７２，７３から供給される空気は、蓄電モジュール７０の側面と接触しながら、ダクト７２内を流れる。そして、各樹脂板７７に形成された通風路内に入り込む。そのため、左端部側に位置する樹脂板７７に達した空気は、複数の蓄電セル７６によって既に暖められている。

さらに、ダクト７２およびダクト７３は、蓄電モジュール７０の側面から張り出すように形成されており、蓄電装置１Ａの設置面積が蓄電モジュール７０の設置面積よりも遥かに大きくなっている。

その一方で、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、冷却ダクト５，６は、蓄電モジュール７の上面側に配置されており、蓄電装置１の設置面積が大きくなることが抑制されている。

また、蓄電装置１Ａにおいては、送風機７１は、蓄電モジュール７０から離れた位置に配置されており、送風機７１によっても設置面積が大きくなっている。

その一方で、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、送風機３，４は、蓄電モジュール７の上面側に配置されており、送風機３，４による設置面積の増大が抑制されている。

蓄電装置１Ａにおいては、各蓄電セル７６を均一に冷却することが困難であり、蓄電セル７６の温度ばらつきが生じやすい。その一方で、本実施の形態に係る蓄電装置１においては、各蓄電セル５０を均等に冷却することができ、各蓄電セル５０の温度ばらつきが生じることを抑制することができる。

なお、上記の実施の形態においては、蓄電装置１の上面である上壁１７に送風機３，４および冷却ダクト５，６を配置したり、上壁１７に開口部２５，２６を形成している。その一方で、蓄電装置１の底面側に、送風機３，４および冷却ダクト５，６を配置すると共に、開口部２５，２６を底面側に形成するようにしてもよい。この場合には、アッパカバー１０を蓄電モジュール７の下面側に配置し、ロアーカバー１１を蓄電モジュール７の上面側に配置することになる。

また、送風機４および冷却ダクト６を蓄電装置１の底面側に配置して開口部２６を蓄電装置１の底面に形成すると共に、送風機３および冷却ダクト５を蓄電装置１の上面に配置して開口部２５を蓄電装置１の上面に形成するようにしてもよい。

すなわち、蓄電装置１の上面または底面の少なくとも一方が、送風機やダクトなどが配置される機器載置面である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。

１，１Ａ 蓄電装置、２ 収容ケース、３，４，７１ 送風機、５，６ 冷却ダクト、７，７０ 蓄電モジュール、１０ アッパカバー、１１ ロアーカバー、１５，１６ 側壁、１７ 上壁、１８ 天板、１９ チャンバー、２０，２１ 側面部、２２ 上面部、２５，２６，３７ 開口部、３０，３１，３２，５５ スペーサ、３３，４０ 冷却ファン、３４，４１ ケース、３５，４２ 吹出口、３６，４３ 吸入口、４５，４６ チャンバー空間、５０，７６ 蓄電セル、５１，７７ 樹脂板、５２，５３ エンドプレート、６０，６１ 排気チャンバー、６２，６３ 排気口、７２，７３ ダクト、７４ 排気カバー、７５ 排気通路、Ｄ１，Ｄ２ 吹出方向。

Claims (1)

1. 蓄電モジュールと、
   底面および上面を含み、前記蓄電モジュールを収容する収容ケースと、
   前記収容ケース内に冷却風を供給する送風機と、
   前記送風機に接続されたダクトと、
   を備えた蓄電装置であって、
   前記底面および上面の少なくとも一方である機器載置面には、一方向に向けて延びる開口部が形成されており、
   前記送風機は、前記機器載置面のうち前記開口部と隣り合う位置に設けられており、
   前記送風機には、前記冷却風の吹出口が形成されており、
   前記ダクトは、前記吹出口および前記開口部を接続しており、
   前記蓄電装置を平面視すると、前記吹出口から前記冷却風が吹き出す吹出方向に前記開口部が延びるように形成された、蓄電装置。

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