JP2020053222A - バッテリー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリー装置の収容部内に迅速に空気を流入させる。【解決手段】バッテリー装置１は、バッテリー１０を収容する収容部２０と、収容部２０の外方へ傾斜した側壁２１ａに設けられ、空気が収容部２０内へ流入する流入口２２ａが形成された流入部２２と、収容部２０内で鉛直方向に沿って配置されるように側壁２１ａに支持され、流入口２２ａの周囲を流れる気体の圧力によって回動して流入口２２ａを開閉する開閉弁４０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリー装置に関する。

電動パワートレインを搭載する車両には、駆動用モータ及び補機類に電力を供給するためのバッテリー装置が搭載されている。バッテリー装置のバッテリーは、収容部内に収容されている。収容部には、バッテリーを冷却するために空気を流入させる流入口が設けられている。例えば、ファンを動作させて、車室内の空気を流入口から流入させることで、バッテリーが冷却される。一方で、バッテリーに異常が発生した際に、バッテリーから放出されたガスが流入口を介して車室へ向かうことを防止するため、流入口には逆止弁（開閉弁）が設けられている。

特開２０１７−５００５５号公報

上記のように流入口に逆止弁を設ける構成において、通常時は逆止弁が流入口を閉じているため、空気を収容部内に流入させるために閉位置から開位置へ逆止弁を移動させる必要がある。このため、収容内への空気の流入までに時間がかかり、迅速にバッテリーを冷却できない恐れがある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、バッテリー装置の収容部内に迅速に空気を流入させることを目的とする。

本発明の一の態様においては、バッテリーを収容する収容部と、前記収容部の外方へ傾斜した傾斜側壁に設けられ、空気が前記収容部内へ流入する流入口が形成された流入部と、前記収容部内で鉛直方向に沿って配置されるように前記傾斜側壁に支持され、前記流入口の周囲を流れる気体の圧力によって回動して前記流入口を開閉する開閉弁と、を備える、バッテリー装置を提供する。

また、前記開閉弁の上端部が、前記傾斜側壁に回動可能に支持されており、前記開閉弁は、下端部が前記流入口から離れた状態で前記鉛直方向に沿って配置されていることとしてもよい。

また、前記バッテリー装置は、前記収容部の空気の流出部側に設けられ、動作することで前記収容部内へ空気を流入させるファンを更に備え、前記開閉弁は、前記ファンが動作する際に、前記流入口から更に離れるように回動することとしてもよい。

また、前記収容部の断面形状は、台形形状であることとしてもよい。

本発明によれば、バッテリー装置の収容部内に迅速に空気を流入できるという効果を奏する。

本発明の一の実施形態に係るバッテリー装置１の構成を説明するための模式図である。 バッテリー装置１の内部構成を説明するための模式図である。 開閉弁４０の開位置を説明するための模式図である。 開閉弁４０の閉位置を説明するための模式図である。

＜バッテリー装置の構成＞
本発明の一の実施形態に係るバッテリー装置の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１は、一の実施形態に係るバッテリー装置１の構成を説明するための模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ方向から見たバッテリー装置１の内部構成を説明するための模式図である。

バッテリー装置１は、乗用車等の車両に搭載されており、車両の駆動用モータや電装品等に電力を供給する装置である。バッテリー装置１は、図１及び図２に示すように、バッテリー１０と、収容部２０と、流入部２２と、流出部２４と、ダクト部３０と、ファン３２と、開閉弁４０とを有する。

バッテリー１０は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などの二次電池から成る。バッテリー１０は、例えば、並列された複数の電池セルを含む電池アセンブリである。なお、バッテリー１０は、例えば温度が上昇して異常が発生すると、気体であるガスを放出する。

収容部２０は、バッテリー１０を収容する。すなわち、図２に示すように、収容部２０の内部の収容空間２０ａに、バッテリー１０が配置されている。収容部２０の断面形状は、ここでは図２に示すように、台形形状である。収容部２０内では、収容部２０外から流入した空気が流れて、当該空気によってバッテリー１０が冷却される。

流入部２２は、収容部２０内に空気が流入する部分である。流入部２２には、図２に示すように、開口である流入口２２ａが形成されている。例えば車両の車室の空気が、流入口２２ａを通過して収容部２０内に流入して、バッテリー１０を冷却する。流入部２２は、図２に示すように、収容部２０の側壁２１ａに設けられている。なお、詳細は後述するが、側壁２１ａは、収容部２０の外方へ傾斜した傾斜側壁である。

流出部２４は、収容部２０内の空気を収容部２０外へ排出するための部分である。流出部２４には、空気が流出する流出口（不図示）が形成されている。例えばバッテリー１０を冷却した空気が、流出口を介して流出する。流出部２４は、図１に示すように、収容部２０の側壁２１ｂに設けられている。

ダクト部３０は、側壁２１ｂ（具体的には、流出部２４）と繋がっており、流出口を介して流出した空気が流れる通路を形成している。流出部２４から流出した空気は、ダクト部３０を流れて、車両外へ排出される。

ファン３２は、収容部２０の流出部２４側に設けられている。具体的には、ファン３２は、ダクト部３０に設けられている。ファン３２は、動作することで、収容部２０内へ空気を流入させる。すなわち、ファン３２は、動作することで、空気を流入口２２ａを介して収容空間２０ａへ引き込んだ後に、流出口から空気を流出させる流れを引き起こす。このような空気の流れによって、バッテリー１０が冷却される。

開閉弁４０は、流入部２２の流入口２２ａを開閉する弁である。開閉弁４０は、ここではワンウェイバルブである。開閉弁４０が開いている際に、空気が流入口２２ａを通過して収容部２０内に流入する。具体的には、開閉弁４０が開いている状態でファン３２が動作することで、空気が収容部２０内に流入する。

開閉弁４０は、図２に示すように側壁２１ａに支持されている。例えば、開閉弁４０の上端部４１ａが、側壁２１ａに回動可能に支持されている（吊るされている）。開閉弁４０は、例えば流入口２２ａの周囲を流れる気体（例えば空気やガス）の圧力を受けて、軸４２を中心に回動する。開閉弁４０は、通常時は、図２に示すように上端部４１ａから下端部４１ｂが亘って鉛直方向に沿って配置されるように位置している。なお、図２に示す開閉弁４０の位置を、以下では通常位置と呼ぶ。

側壁２１ａは、図２に示すように、鉛直方向に沿って立設した壁ではなく、傾斜している壁である。ここでは、側壁２１ａは、下端側が上端側よりも外方へ位置するように傾斜している。すなわち、側壁２１ａは、下広がりとなるように傾斜している。このため、開閉弁４０は、通常時は重力の影響を受けて、図２に示す通常位置を保持する。この際、開閉弁４０は、下端部４１ｂが流入口２２ａから離れた状態で鉛直方向に沿って位置している。このため、開閉弁４０が通常位置に位置する際に、流入口２２ａは開放されており、空気が流入口２２ａを通過可能である。

開閉弁４０は、ファン３２が動作して空気を収容部２０内へ流入させる際には、図２に示す通常位置から図３に示す開位置へ回動する。すなわち、収容部２０内のバッテリー１０を冷却するためにファン３２が動作する際には、開閉弁４０が開位置へ回動する。

図３は、開閉弁４０の開位置を説明するための模式図である。開閉弁４０は、通常位置から開位置へ回動することで、下端部４１ｂが流入口２２ａから更に離れるように回動する。例えば、開閉弁４０は、ファン３２の動作に伴い流入口２２ａを通過した空気Ａの圧力を受けて通常位置から時計方向へ回動して、開位置に位置する。開閉弁４０が開位置に位置することで、流入口２２ａと開閉弁４０の間の空間が広がり、多量の空気Ａが収容部２０内へ流入しやすくなる。この結果、バッテリー１０の冷却効率を高めることが可能となる。また、前述したように開閉弁４０が通常位置に位置する際に流入口２２ａが既に開いているので、ファン３２が動作を開始してから空気Ａの流入が迅速に行われる。このため、ファン３２の出力を大きくしなくても、バッテリー１０を効果的に冷却できる。

開閉弁４０は、バッテリー１０からガスが発生した際には、ガスが流入口２２ａを通過することを防止する逆止弁として機能する。すなわち、開閉弁４０は、バッテリー１０から発生したガスが流入口２２ａへ流れる際には、図４に示すように流入口２２ａを閉じる閉位置へ回動する。

図４は、開閉弁４０の閉位置を説明するための模式図である。開閉弁４０は、流入口２２ａへ向かうガスＧの圧力を受けて通常位置から反時計方向へ回動して、閉位置に位置する。開閉弁４０が閉位置に位置することで、流入口２２ａが閉塞され、ガスＧが流入口２２ａを通過できない。この結果、流入口２２ａを通過したガスＧが車室に向かうことを防止できる。

なお、上記では、収容部２０内にバッテリー１０のみが収容されていることとしたが、これに限定されない。例えば、収容部２０内に、バッテリー１０に加えて、ＤＣＤＣコンバータが収容されていてもよい。この場合でも、上述した開閉弁４０の構成によって、バッテリー１０及びＤＣＤＣコンバータを効果的に冷却することが可能となる。

また、上記では、収容部２０の側壁２１ａのみに開閉弁４０が設けられていることとしたが、これに限定されない。例えば、側壁２１ａと対向する側壁２１ｃ（図２）にも、開閉弁４０が設けられてもよい。

また、上記では、収容部２０の断面形状が台形形状であることとしたが、これに限定されない。例えば、収容部２０の側壁２１ａは傾斜しているが、側壁２１ｃは傾斜していなくてもよい。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態において、流入口２２ａを開閉する開閉弁４０は、収容部２０の外方へ傾斜している側壁２１ａに回動可能に支持されている。そして、開閉弁４０は、通常位置（図２）に位置している際には流入口２２ａが開放されており、空気が流入する際に更に流入口２２ａを開く。一方で、開閉弁４０は、バッテリー１０のガスが発生した際には、ガスの圧力によって閉位置（図４）へ回動して、流入口２２ａを閉じる。
これにより、収容部２０内のバッテリー１０を冷却するためにファン３２が動作を開始する際に、開閉弁４０が通常位置に位置することで流入口２２ａが開放されているので、多量の空気が流入口２２ａを迅速に通過しやすくなる。この結果、早期にバッテリー１０を冷却できるので、冷却効率を高めることが可能となる。また、開閉弁４０が通常位置に位置する際にファン３２が動作を開始することで、ファン３２の出力が小さくても、収容部２０内に空気を適切に流入させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

１ バッテリー装置
１０ バッテリー
２０ 収容部
２１ａ 側壁
２２ 流入部
２２ａ 流入口
３２ ファン
４０ 開閉弁

Claims (4)

1. バッテリーを収容する収容部と、
   前記収容部の外方へ傾斜した傾斜側壁に設けられ、空気が前記収容部内へ流入する流入口が形成された流入部と、
   前記収容部内で鉛直方向に沿って配置されるように前記傾斜側壁に支持され、前記流入口の周囲を流れる気体の圧力によって回動して前記流入口を開閉する開閉弁と、
   を備える、
   バッテリー装置。
2. 前記開閉弁の上端部が、前記傾斜側壁に回動可能に支持されており、
   前記開閉弁は、下端部が前記流入口から離れた状態で前記鉛直方向に沿って配置されている、
   請求項１に記載のバッテリー装置。
3. 前記収容部の空気の流出部側に設けられ、動作することで前記収容部内へ空気を流入させるファンを更に備え、
   前記開閉弁は、前記ファンが動作する際に、前記流入口から更に離れるように回動する、
   請求項１又は２に記載のバッテリー装置。
4. 前記収容部の断面形状は、台形形状である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリー装置。
   

Images