JP3938066B2 - 電池ケース用ダクト、電池部材および自動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車に搭載する電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクト、電池部材および自動車に関し、より特定的には、高い信頼性を実現することが可能な電池ケース用ダクト、電池部材および自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に搭載される電池部材が知られている。この電池部材を構成する電池ケースの内部に収納された電池セルなどの構成部材を冷却するため、電池部材に冷却媒体を供給する、あるいは電池部材から冷却媒体を排出する必要がある。また、電池部材を構成する構成部材（たとえば電池セル）から排出されるガスを電池部材の外部に排出する必要もある。そのため、電池ケースには冷却媒体を供給、排出するためのダクトや上記ガスを排出するためのダクトが接続される。一方、このダクトから電池ケースの内部に水や泥などが侵入すると、電池ケースからの冷却媒体の供給、排出や上記ガスの排出に支障をきたす可能性がある。そのため、上記冷却媒体を流通させるダクトを自動車の構造材（たとえば中空のクロスメンバ）へ接続し、構造材の内部から冷却媒体としての空気（冷却風）を取込むとともに、電池セルを冷却した後の冷却風を別の構造材（たとえば中空のクロスメンバ）に接続されたダクトを介して構造材の内部へ排出する構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１では、ダクトの排気口や吸入口が直接自動車の外部に面している場合とは異なり、上述のような構造とすることによりダクトへ水滴や泥などが侵入することを防止することができるとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９３３７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の自動車では、自動車が比較的深い水溜りなどを走行して、クロスメンバの内部に水が侵入した場合（たとえば、水溜りの水面の高さがクロスメンバにまで到達するような場合）には、ダクトを介して電池ケースの内部に水が侵入する可能性がある。このように電池ケースの内部に水が侵入すると、上述のように冷却媒体の排出や供給に支障をきたす、あるいは電池部材が動作不良を起こすといった可能性がある。このため、電池部材および電池部材を搭載した自動車の信頼性が低下する可能性があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するなされたものであり、この発明の目的は、高い信頼性を有する電池部材を実現することが可能な電池ケース用ダクト、電池部材および自動車を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池ケース用ダクトは、自動車に搭載された電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクトであって、一方端部から他方端部にまで延在する管路と、管路に設置された逆止弁機構とを備える。管路の一方端部は自動車の搭乗空間の内部に配置された電池ケースに接続される。管路の他方端部は、自動車の車両下面において自動車の外部の空間に直接露出するように形成された開口部に繋がる。逆止弁機構は、他方端部側から一方端部側に異物が逆流することを防止する。逆止弁機構は、管路において他方端部側から一方端部側に液体が逆流することを防止する流体逆流防止部材を含む。流体逆流防止部材は、管路の内部に配置され上記液体に浮くことが可能なフロート部材と、管路において、フロート部材より一方端部側に位置し、管路の内壁から管路の内周側に突出する凸部とを含む。また、凸部の形状は、フロート部材が凸部と接触可能な位置に移動した際に、凸部とフロート部材とが接触することにより管路を塞ぐことができるように決定されている。
【０００８】
このようにすれば、逆止弁機構により電池ケース用ダクトの他方端部から電池ケースの内部に異物が侵入することを防止できる。このため、電池ケース用ダクトを介した電池ケースへの冷却媒体などの供給、排出が上記異物により阻害される可能性を低減できる。従って、電池部材における上記不具合に起因する動作不良の発生確率を低減できる。この結果、電池部材の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、電池ケース用ダクトを構成する管路の他方端部は自動車の車両下面に形成された開口部に繋がっているので、電池部材の位置に合わせてこの開口部の位置を決定すれば、車両における電池部材の配置の自由度を大きくすることができる。
また、この発明に従った電池ケース用ダクトは、自動車に搭載された電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクトであって、一方端部から他方端部にまで延在する管路と、管路に設置された逆止弁機構とを備える。管路の一方端部は電池ケースに接続される。管路の他方端部は、自動車の車両下面に形成された開口部に繋がる。逆止弁機構は、他方端部側から一方端部側に異物が逆流することを防止する。逆止弁機構は、管路において他方端部側から一方端部側に液体が逆流することを防止する流体逆流防止部材を含む。粒体逆流防止部材は、管路の内部に配置され上記液体に浮くことが可能なフロート部材と、管路において、フロート部材より一方端部側に位置し、管路の内壁から管路の内周側に突出する凸部とを含む。また、凸部の形状は、フロート部材が凸部と接触可能な位置に移動した際に、凸部とフロート部材とが接触することにより管路を塞ぐことができるように決定されている。
【００１０】
なお、上記電池部材は、電池ケースの内部に複数の電池セルを収容したもの、および、電池ケースの内部に単一の電池セルを収容したものを含む。つまり、上記電池ケースは、単一の電池セルを収容するものであってもよいし、複数の電池セルを収容するものであってもよい。
【００１１】
上記電池ケース用ダクトにおいて、電池部材は、電池ケースの内部に収納され端子部を有する電池セルを含み、管路の一方端部側は、電池ケースの内部において電池セルの端子部が面する空間に繋がっていてもよい。
【００１２】
このように、電池セルの端子部が面する空間に繋がったダクトに本発明を適用すれば、上記電池セルの端子部が位置する部分に異物が侵入する可能性を効果的に低減できる。
【００１３】
上記電池ケース用ダクトにおいて、自動車の車両下面に形成された開口部は、車両下面に配置された中空の部材の内周部に面するように形成されていてもよい。
【００１４】
この場合、管路の他方端部は中空の部材の内部に繋がることになる。したがって、管路の他方端部に自動車の外部から直接異物が侵入するといった可能性を低減できる。
【００１５】
上記電池ケース用ダクトにおいて、逆止弁機構は、管路において他方端部側から一方端部側に粒状の異物が流通することを防止するための流通防止部材を含んでいてもよい。
【００１６】
この場合、粒状の異物が管路の内部を逆流する（他方端部側から一方端部側へ移動する）可能性を低減できる。
【００１７】
上記電池ケース用ダクトにおいて、流通防止部材は管路を塞ぐように配置されたメッシュ状の部材であってもよい。
【００１８】
この場合、メッシュ（網目）のサイズを適宜選択しておけば、電池ケース側から管路を介して電池ケースの外部へガスを排出する際、排出されるガスはメッシュ部材を容易に通過できる一方、管路の他方端部側から侵入する粒状の異物をメッシュ状の部材で捕獲することができる。
【００２１】
この場合、液体が溜まった場所に自動車が侵入したような際に、管路の一方端部にまで液体の表面（液面）が上昇すると、フロート部材がその液面に合わせて管路中を一方端部側に移動する。そして、フロート部材と凸部とが接触することにより、管路が塞がれるので、管路においてフロート部材と凸部とが接触した部分より一方端部側（上流側）に液体が逆流する可能性を低減できる。
【００２２】
上記電池ケース用ダクトにおいて、管路は、電池部材を構成する構成部材（たとえば電池セル）から排出されるガスを自動車の外部に排出するためのものであってもよい。
【００２３】
この場合、電池ケースの内部に配置された上記構成部材の周囲の空間に管路の一方端部が接続されるため、構成部材の周囲の空間に電池ケース用ダクトを介して異物が侵入する可能性を効果的に低減できる。
【００２４】
この発明に従った電池部材は、上記電池ケース用ダクトが接続されたものである。このようにすれば、電池部材において異物の侵入により、上記ダクトを介した冷却媒体の供給、排出、あるいは電池部材からのガスの排出が阻害される可能性を効果的に低減できる。このため、信頼性の高い電池部材を得ることができる。
【００２５】
この発明に従った自動車は、上記電池部材を備える。このようにすれば、高い信頼性を有する電池部材を搭載することにより、高い信頼性を有する自動車を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において図中または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態１を示す断面模式図である。図２は、図１に示した自動車の平面透視模式図である。図３は、図１に示した自動車の電池パックに関連する制御を説明するためのブロック図である。図４は、図１に示した電池パックの平面透視模式図である。図５は、図４の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。図６は、図４の線分ＶＩ−ＶＩにおける拡大断面模式図である。図７は、図６に示したメッシュ部材の平面模式図である。図８は、図６の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面模式図である。図９は、図６の線分ＩＸ−ＩＸにおける断面模式図である。図１〜図９を用いて、本発明による電池パックを適用した自動車および本発明による電池パックの実施の形態１を説明する。
【００２８】
図１および図２に示すように、本発明による自動車１はその搭乗空間５０内において、フロントシート２ａ、２ｂ（図２参照）とリアシート６とが配置されている。搭乗空間５０内において、フロントシート２ａ下に本発明による電池部材としての電池パック５が配置されている。なお、図１における矢印ＵＰＲで示す方向は自動車１の天井方向（上方）を示し、矢印ＦＲで示した方向は自動車１の前方方向（進行方向）を示す。また、図２における矢印ＬＨで示す方向は、自動車１の車両左側の方向（左側側方方向）を示す。
【００２９】
図３に示すように、電池パック５が含まれる電池部９は、たとえば自動車１のエンジン（図示せず）などに設置された発電機を含むエネルギー発生部８と接続されている。自動車１では、このエネルギー発生部８において発生したエネルギーである電気を電池部９に含まれる電池パック５（図２参照）に充電することができる。すなわち、電池部９を構成する電池パック５には、充放電が可能な二次電池が配置されている。なお、電池パック５の構造は図４〜図９を用いてより詳しく説明する。
【００３０】
そして、電池部９は、自動車１に搭載されたエアコンなどの自動車に搭載された機器である動作機器１０を駆動するエネルギー源として用いられる。ここで、動作機器１０としては、上述のようにエアコンや、車両に搭載されたカーナビゲーションシステム、あるいはコンピュータシステムなど自動車を走行させる動力源となるモータなどの駆動装置以外の機器を含む。なお、動作機器１０は、自動車１を走行させる動力源となるモータなどの駆動装置であってもよい。つまり、電池部９は上記駆動装置のためのエネルギーを供給するものであってもよい。そして、エネルギー発生部８、電池部９および動作機器１０は制御部７と接続されている。この制御部７により、電池部９の充放電やエネルギー発生部８の動作、あるいは動作機器１０に対するエネルギーの供給状態などが制御される。
【００３１】
次に、図４および図５を参照して、電池パック５の構造を説明する。
電池パック５は図１に示したフロントシート２ａの下、つまり図４に示すようにクロスメンバ１２とセンタトンネル１３と自動車１（図２参照）の車両の左側の車両側壁１１とに囲まれた部分に配置されている。電池パック５は、外装部材１８、この外装部材１８の内部に配置された電池セルアセンブリ１５、この電池セルアセンブリ１５を冷却するための冷却風を電池セルアセンブリ１５に供給するための送風ファン１６、電池セルアセンブリ１５からのガスを排気するための排気ダクト１９、電流センサ２１、リレー２０およびＥＣＵ２２（Electronic Control Unit）を備える。電池セルアセンブリ１５、送風ファン１６、電流センサ２１、リレー２０およびＥＣＵ２２は外装部材１８の内部に収納されている。
【００３２】
電池セルアセンブリ１５は、電池パック５の構成部材の一例としての４つの電池セル１４ａ〜１４ｄを含む。電池セル１４ａ〜１４ｄはそれぞれ箱型の形状を有し、矢印ＦＲに示した方向に並ぶように配置されている。電池セル１４ａ〜１４ｄとしては、Ｎｉ−Ｃｄ電池やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池など、任意の種類の電池を用いることができる。なお、本実施の形態では、電池セル１４ａ〜１４ｄとしてリチウムイオン電池を用いた場合を説明する。電池セル１４ａ〜１４ｄにおいて互いに対向する壁面は、矢印ＬＨに示す方向と略平行となっている。電池セルアセンブリ１５は電池ケースとしての電池セル収納部材２８（図５参照）の内部に収納されている。送風ファン１６と電池セル収納部材２８の端部とが固定部４０ａ、４０ｂおよび送風ファン１６の下部に位置する他の固定部により接続されることにより、電池セルアセンブリ１５と送風ファン１６とが接続されている。
【００３３】
電池セル１４ｂには、図５に示すようにその上部表面に電流の入出力を行なうための端子部としての端子３０が配置されている。なお、他の電池セル１４ａ、１４ｃおよび１４ｄにおいても、その上部表面上には同様に端子が配置されている。電池セル１４ａ〜１４ｄの端子３０が形成された上部表面と、その上部表面と対向する電池セル収納部材２８の内壁との間に空間５６が形成されている。この端子３０が面する空間５６とその一方端部５７（図４参照）とが繋がるように、排気ダクト１９は配置されている。この排気ダクト１９は、電池セル１４ａ〜１４ｄの端子３０やその他の部分から排出されるガスを電池パック５から排気するためのダクトである。なお、図４および図５に示すように、電池セル収納部材２８には複数の電池セル１４ａ〜１４ｄを収納しているが、この電池セル収納部材２８の内部に単一の電池セルを収納してもよい。
【００３４】
電池セルアセンブリ１５よりセンタトンネル１３側には電流センサ２１およびリレー２０が配置されている。図４に示すように、車両側壁１１側から電池パック５を見ると、電池セルアセンブリ１５と電流センサ２１、また電池セルアセンブリ１５とリレー２０とは互いに重ならないように配置されている。
【００３５】
また、電池セルアセンブリ１５から車両側壁１１に近い側にはＥＣＵ２２が配置されている。ＥＣＵ２２は箱型の外観を有している。そして、ＥＣＵ２２の上部表面または下部表面は、図５に示すように矢印ＬＨで示した方向に対して傾斜するように配置されている。
【００３６】
外装部材１８（図４参照）のセンタトンネル１３に対向する面には、図示していないが電池セルアセンブリ１５を冷却するための冷却風を取込む吸気口が配置されている。そして、送風ファン１６を動作させることにより、図４の矢印５９に示すように外装部材１８の内部へと冷却風が取込まれる。また、電池セル収納部材２８のセンタトンネル１３側の壁面には冷却風を取込むための開口部が形成されている。取込まれた冷却風は、矢印５９に示した方向から電池セルアセンブリ１５に供給される。そして、この冷却風により電池セルアセンブリ１５を構成するそれぞれの電池セル１４ａ〜１４ｄが冷却される。具体的には、冷却風は並列に配置された電池セル１４ａ〜１４ｄの間の間隙（冷却風通路）を流通する際に、電池セル１４ａ〜１４ｄの表面から電池セル１４ａ〜１４ｄの熱を除去する。そして、電池セルアセンブリ１５を冷却した後の冷却風は送風ファン１６に取込まれた後、矢印６０に示す方向に送風ファン１６から排気される。なお、送風ファン１６には、その側面に排気口１７が形成されている。つまり、送風ファン１６は、矢印５９に示した方向から冷却風を取込み、矢印６０に示す方向に当該排気口１７から冷却風を排出するものである。
【００３７】
図６に示すように、電池セルアセンブリ１５から放出されたガスを自動車の外部へと排出するための電池パック用ダクトとしての排気ダクト１９は、自動車の車体の底面（車両下面）を構成するフロアパネル２３を貫通するように形成されている。フロアパネル２３よりも下方に突出するように形成された排気ダクト１９の先端部５３には、フロアパネル２３よりも下の部分に通気穴３３が形成されている。また、管路としての排気ダクト１９における他方端部としての先端部５３の外周面には、所定位置に鍔状のフランジ部５４が形成されている。このフランジ部５４を嵌めこむ事ができるように、フロアパネル２３には開口部５８が形成されている。フランジ部５４はフロアパネル２３の開口部５８に嵌めこまれた状態で固定されている。つまり、フランジ部５４の外周部とフロアパネル２３とは接合部２４において接続固定されている。また、排気ダクト１９の先端部５３はフロアパネル２３下に配置された中空の部材であるアンダーリーンホース２５の内部（中空の部材の内周部）に突出した状態となっている。つまり、フロアパネル２３の開口部５８はアンダーリーンホース２５の内周部に面するように形成されている。
【００３８】
この先端部５３の内部には水に浮くことが可能なフロート部材３１が配置されている。フロート部材３１は球形状の外観を有している。そして、排気ダクト１９の内周面には、排気ダクト１９の内周面に沿った形状（たとえばリング状）の凸部３２が形成されている。後述するように水がアンダーリーンホース２５内部および排気ダクト１９の先端部５３内に浸入した場合に、フロート部材３１が水に浮くことにより、フロート部材３１が排気ダクト１９の上流側（一方端部５７（図４参照）側）へ移動する。その場合、凸部３２とフロート部材３１とが接触する。凸部３２の形状は、フロート部材３１と接触することにより排気ダクト１９の内部を塞ぐことができるように決定されている。具体的には、リング状の凸部３２においてフロート部材３１と対向する部分が、全周に渡ってフロート部材３１と接触可能なように、凸部３２の形状は決定されている。このようにして、凸部３２とフロート部材３１とにより排気ダクト１９の内周を塞ぐことができる。フロート部材３１と凸部３２とにより流体逆流防止部材が構成される。
【００３９】
なお、フロート部材３１の形状は、球形状であってもよいが、他の任意の形状であってもよい。たとえば、フロート部材３１の形状として多面体形状、円錐形状、角錐形状などを用いてもよい。また、フロート部材３１と接触することにより排気ダクト１９を塞ぐ事ができれば、凸部３２の形状は任意の形状であってもよい。また、フロート部材３１の材料としては、樹脂、金属、その他の任意の材料を用いることができる。フロート部材３１は中空体であっても、中実体（内部に空隙が形成されていない物体）であってもよい。また、凸部３２は、排気ダクト１９の壁面を塑性変形させて形成してもよい（つまり、凸部３２を構成する排気ダクト１９の壁面の厚みは、凸部３２が形成された部分以外の部分における排気ダクト１９の壁面の厚みとほぼ等しくてもよい）。
【００４０】
また、排気ダクト１９の内部には、フロート部材３１が位置する先端部５３よりも上流側にメッシュ状の部材としてのメッシュ部材２６が配置されている。メッシュ部材２６は、図７に示すように網目状の構造を有している。網目のサイズは任意に選択可能であるが、特に、排気ダクト１９を介して排出されるガスの流れを妨げない範囲でできるだけ小さくすることが好ましい。メッシュ部材２６の材料としては、金属や樹脂など、適宜選択して使用できる。特に、排気ダクト１９を介して排出されるガスに対する耐久性を有する材料をメッシュ部材２６の材料として用いることが好ましい。このメッシュ部材２６により、流通防止部材が構成される。このように、排気ダクト１９には、凸部３２とフロート部材３１とからなる流体逆流防止部材と、メッシュ部材２６からなる流通防止部材とを含む逆止弁機構が設置されている。
【００４１】
このようにすれば、逆止弁機構により排気ダクト１９の先端部５３側から電池パック５の内部に水などの異物が侵入することを防止できる。このため、異物の存在に起因して、電池パック５内から外部へのガスの排出に支障をきたす可能性を低減できる。従って、ガスの排出などが阻害されることに起因して電池パック５の信頼性が低下する（たとえば、動作不良が発生する）可能性を低減できる。つまり、電池パック５および電池パック５を搭載した自動車の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、排気ダクト１９の他方端部としての先端部５３（図６参照）は自動車の車両下面を構成するフロアパネル２３に形成された開口部５８に繋がっているので、電池パック５の位置に合わせてこの開口部５８の位置を決定すれば、電池パック５から離れた位置に形成された開口部５８まで、長い排気ダクト１９を形成する必要がない。このため、排気ダクト１９の配置経路により電池パック５の搭載位置が制約される度合いを小さくできる。したがって、自動車の車両における電池パック５の配置の自由度を大きくすることができる。
【００４３】
また、図５に示すように電池セル１４ａ〜１４ｄの端子３０が面する空間５６に接続された排気ダクト１９に本発明を適用すれば、電池パック５の空間５６内部への水などの侵入を効果的に防止することができる。
【００４４】
また、図６に示すように、排気ダクト１９の先端部５３は中空の部材としてのアンダーリーンホース２５の内部に繋がっている。したがって、排気ダクト１９の先端部５３に自動車の外部から直接水や埃などの異物が飛び込んでくるといった可能性を低減できる。
【００４５】
また、アンダーリーンホース２５は、基本的には図９に示すようにフロアパネル２３の下部表面にその両方の端部５５が溶接固定されたチャネル状の部材であるが、図８に示したように局所的に通気穴が形成されている。具体的には、アンダーリーンホース２５の底壁には複数の通気穴３４（図６参照）が形成されている。また、フロアパネル２３とアンダーリーンホース２５との接合部においても局所的に通気穴３６が形成されている。なお、排気ダクト１９の先端部５３は、他の中空の部材、たとえば自動車の底面に配置されたサイドメンバやクロスメンバの内部に繋がっていてもよい。
【００４６】
次に、本発明による電池パック５（図４参照）を搭載した自動車の効果を図６、図１０および図１１を用いて説明する。図１０は、本発明による電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状況を説明するための拡大断面模式図である。図１１は、比較例としての電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状態を説明するための拡大断面模式図である。
【００４７】
まず、通常の運転時においては、図６において白抜き矢印３５で示したように、電池セルアセンブリ１５（図４参照）から排出されたガスは排気ダクト１９の内部から排気ダクト１９の先端部５３の通気穴３３を介してアンダーリーンホース２５の内部に排出される。そして、そのガスはアンダーリーンホース２５の通気穴３４あるいは通気穴３６（図８参照）を介して自動車の底面（車両下面）から外部へと排出される。
【００４８】
次に、雨天走行時において、アンダーリーンホース２５の内部に図１０に示すように水３７が浸入してきた場合を考える。この場合、本発明による電池パックを搭載した自動車では、水３７にフロート部材３１が浮くことにより、フロート部材３１と排気ダクト１９の内壁面に形成された凸部３２とが接触する。このフロート部材３１と凸部３２とが接触することにより、フロート部材３１と凸部３２とにより排気ダクト１９の内部が塞がれた状態となる。このため、凸部３２とフロート部材３１とが接触した部分より上流側の排気ダクト１９の内部に水３７が浸入することを防止できる。
【００４９】
また、フロート部材３１と凸部３２とが完全に接触する前に、水滴３８が水３７の水面から飛散したような場合、メッシュ部材２６によりこの水滴３８が捕獲される。このため、メッシュ部材２６よりも排気ダクト１９の上流側に水滴３８が浸入する可能性を低減できる。したがって、排気ダクト１９の上流側の電池セルアセンブリ１５にまで水３７や水滴３８が浸入することを防止できる。
【００５０】
一方、図１１に示した比較例の電池パックを搭載した自動車では、水３７がフロアパネル２３近くにまで上昇してきた場合に、水３７の水面から飛散した水滴３８が矢印３９に示すように排気ダクト１９内部に浸入するおそれがある。また、水３７の水位がさらに上昇した場合には、排気ダクト１９の内部に水３７が逆流してくる可能性もある。
【００５１】
このように水３７や水滴３８が排気ダクト１９の内部を逆流すると、電池セルアセンブリ１５（図４参照）を構成する電池セル１４ａ〜１４ｄ（図４参照）の端子３０（図５参照）が面する空間５６（図５参照）に水が浸入するおそれがあった。一方、既に述べたように本発明による電池パックを搭載した自動車においては、図１０に示したように排気ダクト１９の内部を水３７や水滴３８が逆流することを防止できるので、上述のように電池セル１４ａ〜１４ｄ（図４参照）の端子３０が面する空間５６に水が浸入する可能性を低減できる。
【００５２】
なお、図１〜図１０を用いて説明した電池パックは、図１からもわかるように自動車の搭乗空間５０の内部に配置されているが、図１２に示すように、床面３を構成する部材５２と車両底面４との間の空間に配置してもよい。図１２は、図１に示した本発明による自動車の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。この場合、電池パック５が配置された空間は、部材５２に形成された穴５１によって搭乗空間５０とつながっていることが好ましい。
【００５３】
このように、電池パック５は自動車１の車室内部に配置されることが好ましい。ここで、車室とは、搭乗空間５０と、この搭乗空間５０に連通する空間とを含む。たとえば、車室は、図１２の電池パック５が配置された空間や、リアシートを倒して搭乗空間５０と繋がることが可能な荷物室なども含む。また、電池パック５は、図２に示したフロントシート２ｂやリアシート６の下、あるいは車室内の他の位置に配置してもよい。
【００５４】
（実施の形態２）
図１３は、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２を示す拡大断面模式図である。図１３を用いて、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２を説明する。なお、図１３は図６に対応する。
【００５５】
図１３に示すように、この発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２は基本的には図１〜図９に示した自動車と同様の構造を備えるが、排気ダクト１９の先端部５３がアンダーリーンホース２５（図６参照）内部ではなく自動車の下の空間（フロアパネル２３下であって、自動車の外部の空間）に直接露出するように構成されている。また、図１３に示した排気ダクト１９の先端側に形成されたフランジ部２７には角部４１が形成されている。このため、このフランジ部２７とフロアパネル２３とを接続した場合に、排気ダクト１９の先端部５３はフランジ部２７によって形成された凹部４２の内部に配置された状態となる。
【００５６】
このようにすれば、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態１と基本的に同様の効果を得られるとともに、フロアパネル２３の下面から排気ダクト１９の先端部５３の突出量（突出高さ）を小さくすることができる。そのため、自動車の走行時に排気ダクト１９の先端部５３が路面の障害物などと接触する可能性を低減できる。また、アンダーリーンホース２５（図６参照）の配置に関係無く排気ダクト１９の配置を決定できるので、排気ダクト１９および電池パック５の配置の自由度を向上させることができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図１４は、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態３を示す平面透視模式図である。図１５は、図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける拡大断面模式図である。図１４および図１５を用いて、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態３を説明する。
【００５８】
図１４に示すように、電池パックは基本的には図１〜図９に示した本発明による電池パックの実施の形態１と同様の構造を備えるが、送風ファン１６から冷却風を排出する排気口に、電池セル１４ａ〜１４ｄを冷却した後の冷却風を自動車の外部へ排出するための冷却風排気ダクト４５が接続されている点が異なる。
【００５９】
冷却風排気ダクト４５は、図１５に示すようにフロアパネル２３下のアンダーリーンホース２５の内部空間にその先端部５３が突出するように形成されている。冷却風排気ダクト４５の先端部５３の形状は、基本的に図６に示した排気ダクト１９の先端部５３の構造と同様である。また、冷却風排気ダクト４５の内部には、先端部５３よりも上流側にメッシュ部材２６が配置されている。また、先端部５３の内部にはフロート部材３１が配置され、フロート部材３１よりも上流側にはフロート部材と接触可能なように、冷却風排気ダクト４５の内周面に凸部３２が形成されている。
【００６０】
冷却風排気ダクト４５の先端部５３にはフランジ部５４が形成されている。このフランジ部５４の端部とフロアパネル２３とは接合部２４において接続固定されている。冷却風排気ダクト４５の先端部５３の壁面には通気穴３３が形成されている。また、アンダーリーンホース２５の壁面にも通気穴３４が形成されている。
【００６１】
したがって、図１４の送風ファン１６が動作した場合には、電池セルアセンブリ１５を冷却した冷却風は送風ファン１６から冷却風排気ダクト４５の内部に送り出される。そして、送り出された冷却風は、図１５の白抜きの矢印４６に示したように冷却風排気ダクト４５の内部から通気穴３３および通気穴３４を介して自動車の底面下の空間へと排出される。
【００６２】
このようにすれば、本発明の実施の形態１における電池パックの排気ダクト１９（図５参照）と同様に、冷却風排気ダクト４５において水などの異物が逆流する可能性を低減できるとともに、自動車における電池パック５の配置の自由度を大きくすることができる。
【００６３】
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。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、電池部材の内部にダクトから異物が侵入する可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態１を示す断面模式図である。
【図２】 図１に示した自動車の平面透視模式図である。
【図３】 図１に示した自動車の電池パックに関連する制御を説明するためのブロック図である。
【図４】 図１に示した電池パックの平面透視模式図である。
【図５】 図４の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。
【図６】 図４の線分ＶＩ−ＶＩにおける拡大断面模式図である。
【図７】 図６に示したメッシュ部材の平面模式図である。
【図８】 図６の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【図９】 図６の線分ＩＸ−ＩＸにおける断面模式図である。
【図１０】 本発明による電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状況を説明するための拡大断面模式図である。
【図１１】 比較例としての電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状態を説明するための拡大断面模式図である。
【図１２】 図１に示した本発明による自動車の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。
【図１３】 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２を示す拡大断面模式図である。
【図１４】 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態３を示す平面透視模式図である。
【図１５】 図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける拡大断面模式図である。
【符号の説明】
１ 自動車、２ａ，２ｂ フロントシート、３ 床面、４ 車両底面、５ 電池パック、６ リアシート、７ 制御部、８ エネルギー発生部、９ 電池部、１０ 動作機器、１１ 車両側壁、１２ クロスメンバ、１３ センタトンネル、１４ａ〜１４ｄ 電池セル、１５ 電池セルアセンブリ、１６ 送風ファン、１７ 排気口、１８ 外装部材、１９ 排気ダクト、２０ リレー、２１ 電流センサ、２２ ＥＣＵ、２３ フロアパネル、２４ 接合部、２５ アンダーリーンホース、２６ メッシュ部材、２７，５４ フランジ部、２８ 電池セル収納部材、３０ 端子、３１ フロート部材、３２ 凸部、３３，３４，３６ 通気穴、３５，３９，４６，５９，６０ 矢印、３７ 水、３８ 水滴、４０ａ，４０ｂ 固定部、４１ 角部、４２ 凹部、４５ 冷却風排気ダクト、５０ 搭乗空間、５１ 穴、５２ 部材、５３ 先端部、５５ 端部、５６ 空間、５７一方端部、５８ 開口部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車に搭載する電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクト、電池部材および自動車に関し、より特定的には、高い信頼性を実現することが可能な電池ケース用ダクト、電池部材および自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に搭載される電池部材が知られている。この電池部材を構成する電池ケースの内部に収納された電池セルなどの構成部材を冷却するため、電池部材に冷却媒体を供給する、あるいは電池部材から冷却媒体を排出する必要がある。また、電池部材を構成する構成部材（たとえば電池セル）から排出されるガスを電池部材の外部に排出する必要もある。そのため、電池ケースには冷却媒体を供給、排出するためのダクトや上記ガスを排出するためのダクトが接続される。一方、このダクトから電池ケースの内部に水や泥などが侵入すると、電池ケースからの冷却媒体の供給、排出や上記ガスの排出に支障をきたす可能性がある。そのため、上記冷却媒体を流通させるダクトを自動車の構造材（たとえば中空のクロスメンバ）へ接続し、構造材の内部から冷却媒体としての空気（冷却風）を取込むとともに、電池セルを冷却した後の冷却風を別の構造材（たとえば中空のクロスメンバ）に接続されたダクトを介して構造材の内部へ排出する構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１では、ダクトの排気口や吸入口が直接自動車の外部に面している場合とは異なり、上述のような構造とすることによりダクトへ水滴や泥などが侵入することを防止することができるとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９３３７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の自動車では、自動車が比較的深い水溜りなどを走行して、クロスメンバの内部に水が侵入した場合（たとえば、水溜りの水面の高さがクロスメンバにまで到達するような場合）には、ダクトを介して電池ケースの内部に水が侵入する可能性がある。このように電池ケースの内部に水が侵入すると、上述のように冷却媒体の排出や供給に支障をきたす、あるいは電池部材が動作不良を起こすといった可能性がある。このため、電池部材および電池部材を搭載した自動車の信頼性が低下する可能性があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するなされたものであり、この発明の目的は、高い信頼性を有する電池部材を実現することが可能な電池ケース用ダクト、電池部材および自動車を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池ケース用ダクトは、自動車に搭載された電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクトであって、一方端部から他方端部にまで延在する管路と、管路に設置された逆止弁機構とを備える。管路の一方端部は自動車の搭乗空間の内部に配置された電池ケースに接続される。管路の他方端部は、自動車の車両下面において自動車の外部の空間に直接露出するように形成された開口部に繋がる。逆止弁機構は、他方端部側から一方端部側に異物が逆流することを防止する。逆止弁機構は、管路において他方端部側から一方端部側に液体が逆流することを防止する流体逆流防止部材を含む。流体逆流防止部材は、管路の内部に配置され上記液体に浮くことが可能なフロート部材と、管路において、フロート部材より一方端部側に位置し、管路の内壁から管路の内周側に突出する凸部とを含む。また、凸部の形状は、フロート部材が凸部と接触可能な位置に移動した際に、凸部とフロート部材とが接触することにより管路を塞ぐことができるように決定されている。
【０００８】
このようにすれば、逆止弁機構により電池ケース用ダクトの他方端部から電池ケースの内部に異物が侵入することを防止できる。このため、電池ケース用ダクトを介した電池ケースへの冷却媒体などの供給、排出が上記異物により阻害される可能性を低減できる。従って、電池部材における上記不具合に起因する動作不良の発生確率を低減できる。この結果、電池部材の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、電池ケース用ダクトを構成する管路の他方端部は自動車の車両下面に形成された開口部に繋がっているので、電池部材の位置に合わせてこの開口部の位置を決定すれば、車両における電池部材の配置の自由度を大きくすることができる。
また、この発明に従った電池ケース用ダクトは、自動車に搭載された電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクトであって、一方端部から他方端部にまで延在する管路と、管路に設置された逆止弁機構とを備える。管路の一方端部は電池ケースに接続される。管路の他方端部は、自動車の車両下面に形成された開口部に繋がる。逆止弁機構は、他方端部側から一方端部側に異物が逆流することを防止する。逆止弁機構は、管路において他方端部側から一方端部側に液体が逆流することを防止する流体逆流防止部材を含む。粒体逆流防止部材は、管路の内部に配置され上記液体に浮くことが可能なフロート部材と、管路において、フロート部材より一方端部側に位置し、管路の内壁から管路の内周側に突出する凸部とを含む。また、凸部の形状は、フロート部材が凸部と接触可能な位置に移動した際に、凸部とフロート部材とが接触することにより管路を塞ぐことができるように決定されている。
【００１０】
なお、上記電池部材は、電池ケースの内部に複数の電池セルを収容したもの、および、電池ケースの内部に単一の電池セルを収容したものを含む。つまり、上記電池ケースは、単一の電池セルを収容するものであってもよいし、複数の電池セルを収容するものであってもよい。
【００１１】
上記電池ケース用ダクトにおいて、電池部材は、電池ケースの内部に収納され端子部を有する電池セルを含み、管路の一方端部側は、電池ケースの内部において電池セルの端子部が面する空間に繋がっていてもよい。
【００１２】
このように、電池セルの端子部が面する空間に繋がったダクトに本発明を適用すれば、上記電池セルの端子部が位置する部分に異物が侵入する可能性を効果的に低減できる。
【００１３】
上記電池ケース用ダクトにおいて、自動車の車両下面に形成された開口部は、車両下面に配置された中空の部材の内周部に面するように形成されていてもよい。
【００１４】
この場合、管路の他方端部は中空の部材の内部に繋がることになる。したがって、管路の他方端部に自動車の外部から直接異物が侵入するといった可能性を低減できる。
【００１５】
上記電池ケース用ダクトにおいて、逆止弁機構は、管路において他方端部側から一方端部側に粒状の異物が流通することを防止するための流通防止部材を含んでいてもよい。
【００１６】
この場合、粒状の異物が管路の内部を逆流する（他方端部側から一方端部側へ移動する）可能性を低減できる。
【００１７】
上記電池ケース用ダクトにおいて、流通防止部材は管路を塞ぐように配置されたメッシュ状の部材であってもよい。
【００１８】
この場合、メッシュ（網目）のサイズを適宜選択しておけば、電池ケース側から管路を介して電池ケースの外部へガスを排出する際、排出されるガスはメッシュ部材を容易に通過できる一方、管路の他方端部側から侵入する粒状の異物をメッシュ状の部材で捕獲することができる。
【００２１】
この場合、液体が溜まった場所に自動車が侵入したような際に、管路の一方端部にまで液体の表面（液面）が上昇すると、フロート部材がその液面に合わせて管路中を一方端部側に移動する。そして、フロート部材と凸部とが接触することにより、管路が塞がれるので、管路においてフロート部材と凸部とが接触した部分より一方端部側（上流側）に液体が逆流する可能性を低減できる。
【００２２】
上記電池ケース用ダクトにおいて、管路は、電池部材を構成する構成部材（たとえば電池セル）から排出されるガスを自動車の外部に排出するためのものであってもよい。
【００２３】
この場合、電池ケースの内部に配置された上記構成部材の周囲の空間に管路の一方端部が接続されるため、構成部材の周囲の空間に電池ケース用ダクトを介して異物が侵入する可能性を効果的に低減できる。
【００２４】
この発明に従った電池部材は、上記電池ケース用ダクトが接続されたものである。このようにすれば、電池部材において異物の侵入により、上記ダクトを介した冷却媒体の供給、排出、あるいは電池部材からのガスの排出が阻害される可能性を効果的に低減できる。このため、信頼性の高い電池部材を得ることができる。
【００２５】
この発明に従った自動車は、上記電池部材を備える。このようにすれば、高い信頼性を有する電池部材を搭載することにより、高い信頼性を有する自動車を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において図中または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態１を示す断面模式図である。図２は、図１に示した自動車の平面透視模式図である。図３は、図１に示した自動車の電池パックに関連する制御を説明するためのブロック図である。図４は、図１に示した電池パックの平面透視模式図である。図５は、図４の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。図６は、図４の線分ＶＩ−ＶＩにおける拡大断面模式図である。図７は、図６に示したメッシュ部材の平面模式図である。図８は、図６の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面模式図である。図９は、図６の線分ＩＸ−ＩＸにおける断面模式図である。図１〜図９を用いて、本発明による電池パックを適用した自動車および本発明による電池パックの実施の形態１を説明する。
【００２８】
図１および図２に示すように、本発明による自動車１はその搭乗空間５０内において、フロントシート２ａ、２ｂ（図２参照）とリアシート６とが配置されている。搭乗空間５０内において、フロントシート２ａ下に本発明による電池部材としての電池パック５が配置されている。なお、図１における矢印ＵＰＲで示す方向は自動車１の天井方向（上方）を示し、矢印ＦＲで示した方向は自動車１の前方方向（進行方向）を示す。また、図２における矢印ＬＨで示す方向は、自動車１の車両左側の方向（左側側方方向）を示す。
【００２９】
図３に示すように、電池パック５が含まれる電池部９は、たとえば自動車１のエンジン（図示せず）などに設置された発電機を含むエネルギー発生部８と接続されている。自動車１では、このエネルギー発生部８において発生したエネルギーである電気を電池部９に含まれる電池パック５（図２参照）に充電することができる。すなわち、電池部９を構成する電池パック５には、充放電が可能な二次電池が配置されている。なお、電池パック５の構造は図４〜図９を用いてより詳しく説明する。
【００３０】
そして、電池部９は、自動車１に搭載されたエアコンなどの自動車に搭載された機器である動作機器１０を駆動するエネルギー源として用いられる。ここで、動作機器１０としては、上述のようにエアコンや、車両に搭載されたカーナビゲーションシステム、あるいはコンピュータシステムなど自動車を走行させる動力源となるモータなどの駆動装置以外の機器を含む。なお、動作機器１０は、自動車１を走行させる動力源となるモータなどの駆動装置であってもよい。つまり、電池部９は上記駆動装置のためのエネルギーを供給するものであってもよい。そして、エネルギー発生部８、電池部９および動作機器１０は制御部７と接続されている。この制御部７により、電池部９の充放電やエネルギー発生部８の動作、あるいは動作機器１０に対するエネルギーの供給状態などが制御される。
【００３１】
次に、図４および図５を参照して、電池パック５の構造を説明する。
電池パック５は図１に示したフロントシート２ａの下、つまり図４に示すようにクロスメンバ１２とセンタトンネル１３と自動車１（図２参照）の車両の左側の車両側壁１１とに囲まれた部分に配置されている。電池パック５は、外装部材１８、この外装部材１８の内部に配置された電池セルアセンブリ１５、この電池セルアセンブリ１５を冷却するための冷却風を電池セルアセンブリ１５に供給するための送風ファン１６、電池セルアセンブリ１５からのガスを排気するための排気ダクト１９、電流センサ２１、リレー２０およびＥＣＵ２２（Electronic Control Unit）を備える。電池セルアセンブリ１５、送風ファン１６、電流センサ２１、リレー２０およびＥＣＵ２２は外装部材１８の内部に収納されている。
【００３２】
電池セルアセンブリ１５は、電池パック５の構成部材の一例としての４つの電池セル１４ａ〜１４ｄを含む。電池セル１４ａ〜１４ｄはそれぞれ箱型の形状を有し、矢印ＦＲに示した方向に並ぶように配置されている。電池セル１４ａ〜１４ｄとしては、Ｎｉ−Ｃｄ電池やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池など、任意の種類の電池を用いることができる。なお、本実施の形態では、電池セル１４ａ〜１４ｄとしてリチウムイオン電池を用いた場合を説明する。電池セル１４ａ〜１４ｄにおいて互いに対向する壁面は、矢印ＬＨに示す方向と略平行となっている。電池セルアセンブリ１５は電池ケースとしての電池セル収納部材２８（図５参照）の内部に収納されている。送風ファン１６と電池セル収納部材２８の端部とが固定部４０ａ、４０ｂおよび送風ファン１６の下部に位置する他の固定部により接続されることにより、電池セルアセンブリ１５と送風ファン１６とが接続されている。
【００３３】
電池セル１４ｂには、図５に示すようにその上部表面に電流の入出力を行なうための端子部としての端子３０が配置されている。なお、他の電池セル１４ａ、１４ｃおよび１４ｄにおいても、その上部表面上には同様に端子が配置されている。電池セル１４ａ〜１４ｄの端子３０が形成された上部表面と、その上部表面と対向する電池セル収納部材２８の内壁との間に空間５６が形成されている。この端子３０が面する空間５６とその一方端部５７（図４参照）とが繋がるように、排気ダクト１９は配置されている。この排気ダクト１９は、電池セル１４ａ〜１４ｄの端子３０やその他の部分から排出されるガスを電池パック５から排気するためのダクトである。なお、図４および図５に示すように、電池セル収納部材２８には複数の電池セル１４ａ〜１４ｄを収納しているが、この電池セル収納部材２８の内部に単一の電池セルを収納してもよい。
【００３４】
電池セルアセンブリ１５よりセンタトンネル１３側には電流センサ２１およびリレー２０が配置されている。図４に示すように、車両側壁１１側から電池パック５を見ると、電池セルアセンブリ１５と電流センサ２１、また電池セルアセンブリ１５とリレー２０とは互いに重ならないように配置されている。
【００３５】
また、電池セルアセンブリ１５から車両側壁１１に近い側にはＥＣＵ２２が配置されている。ＥＣＵ２２は箱型の外観を有している。そして、ＥＣＵ２２の上部表面または下部表面は、図５に示すように矢印ＬＨで示した方向に対して傾斜するように配置されている。
【００３６】
外装部材１８（図４参照）のセンタトンネル１３に対向する面には、図示していないが電池セルアセンブリ１５を冷却するための冷却風を取込む吸気口が配置されている。そして、送風ファン１６を動作させることにより、図４の矢印５９に示すように外装部材１８の内部へと冷却風が取込まれる。また、電池セル収納部材２８のセンタトンネル１３側の壁面には冷却風を取込むための開口部が形成されている。取込まれた冷却風は、矢印５９に示した方向から電池セルアセンブリ１５に供給される。そして、この冷却風により電池セルアセンブリ１５を構成するそれぞれの電池セル１４ａ〜１４ｄが冷却される。具体的には、冷却風は並列に配置された電池セル１４ａ〜１４ｄの間の間隙（冷却風通路）を流通する際に、電池セル１４ａ〜１４ｄの表面から電池セル１４ａ〜１４ｄの熱を除去する。そして、電池セルアセンブリ１５を冷却した後の冷却風は送風ファン１６に取込まれた後、矢印６０に示す方向に送風ファン１６から排気される。なお、送風ファン１６には、その側面に排気口１７が形成されている。つまり、送風ファン１６は、矢印５９に示した方向から冷却風を取込み、矢印６０に示す方向に当該排気口１７から冷却風を排出するものである。
【００３７】
図６に示すように、電池セルアセンブリ１５から放出されたガスを自動車の外部へと排出するための電池パック用ダクトとしての排気ダクト１９は、自動車の車体の底面（車両下面）を構成するフロアパネル２３を貫通するように形成されている。フロアパネル２３よりも下方に突出するように形成された排気ダクト１９の先端部５３には、フロアパネル２３よりも下の部分に通気穴３３が形成されている。また、管路としての排気ダクト１９における他方端部としての先端部５３の外周面には、所定位置に鍔状のフランジ部５４が形成されている。このフランジ部５４を嵌めこむ事ができるように、フロアパネル２３には開口部５８が形成されている。フランジ部５４はフロアパネル２３の開口部５８に嵌めこまれた状態で固定されている。つまり、フランジ部５４の外周部とフロアパネル２３とは接合部２４において接続固定されている。また、排気ダクト１９の先端部５３はフロアパネル２３下に配置された中空の部材であるアンダーリーンホース２５の内部（中空の部材の内周部）に突出した状態となっている。つまり、フロアパネル２３の開口部５８はアンダーリーンホース２５の内周部に面するように形成されている。
【００３８】
この先端部５３の内部には水に浮くことが可能なフロート部材３１が配置されている。フロート部材３１は球形状の外観を有している。そして、排気ダクト１９の内周面には、排気ダクト１９の内周面に沿った形状（たとえばリング状）の凸部３２が形成されている。後述するように水がアンダーリーンホース２５内部および排気ダクト１９の先端部５３内に浸入した場合に、フロート部材３１が水に浮くことにより、フロート部材３１が排気ダクト１９の上流側（一方端部５７（図４参照）側）へ移動する。その場合、凸部３２とフロート部材３１とが接触する。凸部３２の形状は、フロート部材３１と接触することにより排気ダクト１９の内部を塞ぐことができるように決定されている。具体的には、リング状の凸部３２においてフロート部材３１と対向する部分が、全周に渡ってフロート部材３１と接触可能なように、凸部３２の形状は決定されている。このようにして、凸部３２とフロート部材３１とにより排気ダクト１９の内周を塞ぐことができる。フロート部材３１と凸部３２とにより流体逆流防止部材が構成される。
【００３９】
なお、フロート部材３１の形状は、球形状であってもよいが、他の任意の形状であってもよい。たとえば、フロート部材３１の形状として多面体形状、円錐形状、角錐形状などを用いてもよい。また、フロート部材３１と接触することにより排気ダクト１９を塞ぐ事ができれば、凸部３２の形状は任意の形状であってもよい。また、フロート部材３１の材料としては、樹脂、金属、その他の任意の材料を用いることができる。フロート部材３１は中空体であっても、中実体（内部に空隙が形成されていない物体）であってもよい。また、凸部３２は、排気ダクト１９の壁面を塑性変形させて形成してもよい（つまり、凸部３２を構成する排気ダクト１９の壁面の厚みは、凸部３２が形成された部分以外の部分における排気ダクト１９の壁面の厚みとほぼ等しくてもよい）。
【００４０】
また、排気ダクト１９の内部には、フロート部材３１が位置する先端部５３よりも上流側にメッシュ状の部材としてのメッシュ部材２６が配置されている。メッシュ部材２６は、図７に示すように網目状の構造を有している。網目のサイズは任意に選択可能であるが、特に、排気ダクト１９を介して排出されるガスの流れを妨げない範囲でできるだけ小さくすることが好ましい。メッシュ部材２６の材料としては、金属や樹脂など、適宜選択して使用できる。特に、排気ダクト１９を介して排出されるガスに対する耐久性を有する材料をメッシュ部材２６の材料として用いることが好ましい。このメッシュ部材２６により、流通防止部材が構成される。このように、排気ダクト１９には、凸部３２とフロート部材３１とからなる流体逆流防止部材と、メッシュ部材２６からなる流通防止部材とを含む逆止弁機構が設置されている。
【００４１】
このようにすれば、逆止弁機構により排気ダクト１９の先端部５３側から電池パック５の内部に水などの異物が侵入することを防止できる。このため、異物の存在に起因して、電池パック５内から外部へのガスの排出に支障をきたす可能性を低減できる。従って、ガスの排出などが阻害されることに起因して電池パック５の信頼性が低下する（たとえば、動作不良が発生する）可能性を低減できる。つまり、電池パック５および電池パック５を搭載した自動車の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、排気ダクト１９の他方端部としての先端部５３（図６参照）は自動車の車両下面を構成するフロアパネル２３に形成された開口部５８に繋がっているので、電池パック５の位置に合わせてこの開口部５８の位置を決定すれば、電池パック５から離れた位置に形成された開口部５８まで、長い排気ダクト１９を形成する必要がない。このため、排気ダクト１９の配置経路により電池パック５の搭載位置が制約される度合いを小さくできる。したがって、自動車の車両における電池パック５の配置の自由度を大きくすることができる。
【００４３】
また、図５に示すように電池セル１４ａ〜１４ｄの端子３０が面する空間５６に接続された排気ダクト１９に本発明を適用すれば、電池パック５の空間５６内部への水などの侵入を効果的に防止することができる。
【００４４】
また、図６に示すように、排気ダクト１９の先端部５３は中空の部材としてのアンダーリーンホース２５の内部に繋がっている。したがって、排気ダクト１９の先端部５３に自動車の外部から直接水や埃などの異物が飛び込んでくるといった可能性を低減できる。
【００４５】
また、アンダーリーンホース２５は、基本的には図９に示すようにフロアパネル２３の下部表面にその両方の端部５５が溶接固定されたチャネル状の部材であるが、図８に示したように局所的に通気穴が形成されている。具体的には、アンダーリーンホース２５の底壁には複数の通気穴３４（図６参照）が形成されている。また、フロアパネル２３とアンダーリーンホース２５との接合部においても局所的に通気穴３６が形成されている。なお、排気ダクト１９の先端部５３は、他の中空の部材、たとえば自動車の底面に配置されたサイドメンバやクロスメンバの内部に繋がっていてもよい。
【００４６】
次に、本発明による電池パック５（図４参照）を搭載した自動車の効果を図６、図１０および図１１を用いて説明する。図１０は、本発明による電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状況を説明するための拡大断面模式図である。図１１は、比較例としての電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状態を説明するための拡大断面模式図である。
【００４７】
まず、通常の運転時においては、図６において白抜き矢印３５で示したように、電池セルアセンブリ１５（図４参照）から排出されたガスは排気ダクト１９の内部から排気ダクト１９の先端部５３の通気穴３３を介してアンダーリーンホース２５の内部に排出される。そして、そのガスはアンダーリーンホース２５の通気穴３４あるいは通気穴３６（図８参照）を介して自動車の底面（車両下面）から外部へと排出される。
【００４８】
次に、雨天走行時において、アンダーリーンホース２５の内部に図１０に示すように水３７が浸入してきた場合を考える。この場合、本発明による電池パックを搭載した自動車では、水３７にフロート部材３１が浮くことにより、フロート部材３１と排気ダクト１９の内壁面に形成された凸部３２とが接触する。このフロート部材３１と凸部３２とが接触することにより、フロート部材３１と凸部３２とにより排気ダクト１９の内部が塞がれた状態となる。このため、凸部３２とフロート部材３１とが接触した部分より上流側の排気ダクト１９の内部に水３７が浸入することを防止できる。
【００４９】
また、フロート部材３１と凸部３２とが完全に接触する前に、水滴３８が水３７の水面から飛散したような場合、メッシュ部材２６によりこの水滴３８が捕獲される。このため、メッシュ部材２６よりも排気ダクト１９の上流側に水滴３８が浸入する可能性を低減できる。したがって、排気ダクト１９の上流側の電池セルアセンブリ１５にまで水３７や水滴３８が浸入することを防止できる。
【００５０】
一方、図１１に示した比較例の電池パックを搭載した自動車では、水３７がフロアパネル２３近くにまで上昇してきた場合に、水３７の水面から飛散した水滴３８が矢印３９に示すように排気ダクト１９内部に浸入するおそれがある。また、水３７の水位がさらに上昇した場合には、排気ダクト１９の内部に水３７が逆流してくる可能性もある。
【００５１】
このように水３７や水滴３８が排気ダクト１９の内部を逆流すると、電池セルアセンブリ１５（図４参照）を構成する電池セル１４ａ〜１４ｄ（図４参照）の端子３０（図５参照）が面する空間５６（図５参照）に水が浸入するおそれがあった。一方、既に述べたように本発明による電池パックを搭載した自動車においては、図１０に示したように排気ダクト１９の内部を水３７や水滴３８が逆流することを防止できるので、上述のように電池セル１４ａ〜１４ｄ（図４参照）の端子３０が面する空間５６に水が浸入する可能性を低減できる。
【００５２】
なお、図１〜図１０を用いて説明した電池パックは、図１からもわかるように自動車の搭乗空間５０の内部に配置されているが、図１２に示すように、床面３を構成する部材５２と車両底面４との間の空間に配置してもよい。図１２は、図１に示した本発明による自動車の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。この場合、電池パック５が配置された空間は、部材５２に形成された穴５１によって搭乗空間５０とつながっていることが好ましい。
【００５３】
このように、電池パック５は自動車１の車室内部に配置されることが好ましい。ここで、車室とは、搭乗空間５０と、この搭乗空間５０に連通する空間とを含む。たとえば、車室は、図１２の電池パック５が配置された空間や、リアシートを倒して搭乗空間５０と繋がることが可能な荷物室なども含む。また、電池パック５は、図２に示したフロントシート２ｂやリアシート６の下、あるいは車室内の他の位置に配置してもよい。
【００５４】
（実施の形態２）
図１３は、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２を示す拡大断面模式図である。図１３を用いて、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２を説明する。なお、図１３は図６に対応する。
【００５５】
図１３に示すように、この発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２は基本的には図１〜図９に示した自動車と同様の構造を備えるが、排気ダクト１９の先端部５３がアンダーリーンホース２５（図６参照）内部ではなく自動車の下の空間（フロアパネル２３下であって、自動車の外部の空間）に直接露出するように構成されている。また、図１３に示した排気ダクト１９の先端側に形成されたフランジ部２７には角部４１が形成されている。このため、このフランジ部２７とフロアパネル２３とを接続した場合に、排気ダクト１９の先端部５３はフランジ部２７によって形成された凹部４２の内部に配置された状態となる。
【００５６】
このようにすれば、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態１と基本的に同様の効果を得られるとともに、フロアパネル２３の下面から排気ダクト１９の先端部５３の突出量（突出高さ）を小さくすることができる。そのため、自動車の走行時に排気ダクト１９の先端部５３が路面の障害物などと接触する可能性を低減できる。また、アンダーリーンホース２５（図６参照）の配置に関係無く排気ダクト１９の配置を決定できるので、排気ダクト１９および電池パック５の配置の自由度を向上させることができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図１４は、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態３を示す平面透視模式図である。図１５は、図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける拡大断面模式図である。図１４および図１５を用いて、本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態３を説明する。
【００５８】
図１４に示すように、電池パックは基本的には図１〜図９に示した本発明による電池パックの実施の形態１と同様の構造を備えるが、送風ファン１６から冷却風を排出する排気口に、電池セル１４ａ〜１４ｄを冷却した後の冷却風を自動車の外部へ排出するための冷却風排気ダクト４５が接続されている点が異なる。
【００５９】
冷却風排気ダクト４５は、図１５に示すようにフロアパネル２３下のアンダーリーンホース２５の内部空間にその先端部５３が突出するように形成されている。冷却風排気ダクト４５の先端部５３の形状は、基本的に図６に示した排気ダクト１９の先端部５３の構造と同様である。また、冷却風排気ダクト４５の内部には、先端部５３よりも上流側にメッシュ部材２６が配置されている。また、先端部５３の内部にはフロート部材３１が配置され、フロート部材３１よりも上流側にはフロート部材と接触可能なように、冷却風排気ダクト４５の内周面に凸部３２が形成されている。
【００６０】
冷却風排気ダクト４５の先端部５３にはフランジ部５４が形成されている。このフランジ部５４の端部とフロアパネル２３とは接合部２４において接続固定されている。冷却風排気ダクト４５の先端部５３の壁面には通気穴３３が形成されている。また、アンダーリーンホース２５の壁面にも通気穴３４が形成されている。
【００６１】
したがって、図１４の送風ファン１６が動作した場合には、電池セルアセンブリ１５を冷却した冷却風は送風ファン１６から冷却風排気ダクト４５の内部に送り出される。そして、送り出された冷却風は、図１５の白抜きの矢印４６に示したように冷却風排気ダクト４５の内部から通気穴３３および通気穴３４を介して自動車の底面下の空間へと排出される。
【００６２】
このようにすれば、本発明の実施の形態１における電池パックの排気ダクト１９（図５参照）と同様に、冷却風排気ダクト４５において水などの異物が逆流する可能性を低減できるとともに、自動車における電池パック５の配置の自由度を大きくすることができる。
【００６３】
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。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、電池部材の内部にダクトから異物が侵入する可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態１を示す断面模式図である。
【図２】 図１に示した自動車の平面透視模式図である。
【図３】 図１に示した自動車の電池パックに関連する制御を説明するためのブロック図である。
【図４】 図１に示した電池パックの平面透視模式図である。
【図５】 図４の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。
【図６】 図４の線分ＶＩ−ＶＩにおける拡大断面模式図である。
【図７】 図６に示したメッシュ部材の平面模式図である。
【図８】 図６の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面模式図である。
【図９】 図６の線分ＩＸ−ＩＸにおける断面模式図である。
【図１０】 本発明による電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状況を説明するための拡大断面模式図である。
【図１１】 比較例としての電池パックを搭載した自動車が雨天走行を行なった場合の排気ダクト先端部の状態を説明するための拡大断面模式図である。
【図１２】 図１に示した本発明による自動車の実施の形態１の変形例を示す断面模式図である。
【図１３】 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態２を示す拡大断面模式図である。
【図１４】 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態３を示す平面透視模式図である。
【図１５】 図１４の線分ＸＶ−ＸＶにおける拡大断面模式図である。
【符号の説明】
１ 自動車、２ａ，２ｂ フロントシート、３ 床面、４ 車両底面、５ 電池パック、６ リアシート、７ 制御部、８ エネルギー発生部、９ 電池部、１０ 動作機器、１１ 車両側壁、１２ クロスメンバ、１３ センタトンネル、１４ａ〜１４ｄ 電池セル、１５ 電池セルアセンブリ、１６ 送風ファン、１７ 排気口、１８ 外装部材、１９ 排気ダクト、２０ リレー、２１ 電流センサ、２２ ＥＣＵ、２３ フロアパネル、２４ 接合部、２５ アンダーリーンホース、２６ メッシュ部材、２７，５４ フランジ部、２８ 電池セル収納部材、３０ 端子、３１ フロート部材、３２ 凸部、３３，３４，３６ 通気穴、３５，３９，４６，５９，６０ 矢印、３７ 水、３８ 水滴、４０ａ，４０ｂ 固定部、４１ 角部、４２ 凹部、４５ 冷却風排気ダクト、５０ 搭乗空間、５１ 穴、５２ 部材、５３ 先端部、５５ 端部、５６ 空間、５７一方端部、５８ 開口部。
Claims (9)
- 自動車に搭載された電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクトであって、
自動車の搭乗空間の内部に配置された電池ケースに接続された一方端部から、前記自動車の車両下面において前記自動車の外部の空間に直接露出するように形成された開口部に繋がる他方端部にまで延在する管路と、
前記管路に設置され、前記他方端部側から前記一方端部側に異物が逆流することを防止する逆止弁機構とを備え、
前記逆止弁機構は、前記管路において前記他方端部側から前記一方端部側に液体が逆流することを防止する流体逆流防止部材を含み、
前記流体逆流防止部材は、
前記管路の内部に配置され、前記液体に浮くことが可能なフロート部材と、
前記管路において、前記フロート部材より前記一方端部側に位置し、前記管路の内壁から前記管路の内周側に突出する凸部とを含み、
前記凸部の形状は、前記フロート部材が前記凸部と接触可能な位置に移動した際に、前記凸部と前記フロート部材とが接触することにより前記管路を塞ぐことができるように決定されている、電池ケース用ダクト。 - 自動車に搭載された電池部材を構成する電池ケースに接続される電池ケース用ダクトであって、
電池ケースに接続された一方端部から、自動車の車両下面に形成された開口部に繋がる他方端部にまで延在する管路と、
前記管路に設置され、前記他方端部側から前記一方端部側に異物が逆流することを防止する逆止弁機構とを備え、
前記逆止弁機構は、前記管路において前記他方端部側から前記一方端部側に液体が逆流することを防止する流体逆流防止部材を含み、
前記流体逆流防止部材は、
前記管路の内部に配置され、前記液体に浮くことが可能なフロート部材と、
前記管路において、前記フロート部材より前記一方端部側に位置し、前記管路の内壁から前記管路の内周側に突出する凸部とを含み、
前記凸部の形状は、前記フロート部材が前記凸部と接触可能な位置に移動した際に、前記凸部と前記フロート部材とが接触することにより前記管路を塞ぐことができるように決定されている、電池ケース用ダクト。 - 前記自動車の車両下面に形成された開口部は、前記車両下面に配置された中空の部材の内周部に面するように形成されている、請求項２に記載の電池ケース用ダクト。
- 前記電池部材は、前記電池ケースの内部に収納され端子部を有する電池セルを含み、
前記管路の一方端部側は、前記電池ケースの内部において前記電池セルの端子部が面する空間に繋がっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池ケース用ダクト。 - 前記逆止弁機構は、前記管路において前記他方端部側から前記一方端部側に粒状の異物が流通することを防止するための流通防止部材を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池ケース用ダクト。
- 前記流通防止部材は、前記管路を塞ぐように配置されたメッシュ状の部材である、請求項５に記載の電池ケース用ダクト。
- 前記管路は、前記電池ケースの内部に配置された前記電池部材の構成部材から排出されるガスを、自動車の外部に排出するためのものである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池ケース用ダクト。
- 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池ケース用ダクトが接続された電池部材。
- 請求項８に記載の電池部材を備える自動車。
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