JP4224669B2

JP4224669B2 - Hybrid vehicle battery-mounted device

Info

Publication number: JP4224669B2
Application number: JP2001291417A
Authority: JP
Inventors: 邦浩仁田脇
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2021-09-25
Also published as: JP2003100272A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーセットと複数の電気部品を内装したバッテリーボックスを搭載したハイブリッド自動車のバッテリー搭載装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガソリンと電気を動力源とするエンジンと電動機を組み合わせたハイブリット自動車が開発され、このハイブリッド自動車は、エンジンで駆動される発電機で発電した電力を貯蔵するためのバッテリーを備え、このバッテリーを電源として電動機を駆動して走行する。
また、ハイブリット自動車のうちガソリンエンジンをベースとする車両に、バッテリーを搭載する場合、バッテリーや他の複数の電気部品はバッテリーボックスで覆うようにして配設されるが、特にバッテリーは重量があるため車体に直接支持されることが多く、外気温の影響を受けやすい。
【０００３】
特開平１１−１１３１０３号公報には、ハイブリット電気自動車において、車体パネルに外気を取入れるファンを設け、そのファンの内側でインバータ格納室のファンと対向する側面を隔壁で仕切ると共に、ファンに対向する隔壁に、この隔壁とは別の隔壁にも通風口を形成し、この通風口にその正面を車体パネルへと下り傾斜する配列の小割り板で遮蔽するルーバを設けたインバータ格納装置が開示されている。
また、特開平９−１２６６１７号公報には、複数の電力変換装置例えば車両走行用インバータの放熱を行う沸騰冷却装置の冷媒タンクとボンネットとの間に空気通路を形成して、電力変換装置から発生した熱を冷媒タンクを介して沸騰気化し、気化冷媒は、冷媒タンクの車両後方側に配設される冷媒放熱器や冷媒放熱器と接続された放熱フィンを流れる走行風、あるいは冷却ファンの発生する冷却風により冷却されて液化する電気自動車用放熱装置が開示されている。
さらに、特開平１１−１８０１６９号公報には、走行用モータあるいは該モータに給電するバッテリーに接続された電気部品を冷却ファンからの冷却風で冷却する電気自動車において、冷却フィンからの冷却風が流れる冷却風通路と、電気部品を収納する電気部品収納室とを隣接させて、電気部品から延びる冷却フィンを冷却風通路内に突出させた電気自動車における電気部品の冷却構造が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ハイブリット電気自動車は、特にガソリンと電気を動力源として、エンジンで駆動する発電機で発電した電力を貯蔵するためにバッテリーを使用しているが、バッテリーは多種類あり使用頻度等の必要機能及びコスト面を考慮して選択している。バッテリーの種類により性能も変わり、例えば鉛バッテリーは、低温時の充放電特性が著しく悪いので、バッテリーを収納するバッテリーボックスを車体に直接固定して配設すると冬季など外気温が低い季節に車両を外に放置した場合にバッテリーの温度が車外の温度に影響されてしまう。そのためバッテリーが冷却されるとバッテリーの使用時にバッテリーボックスの熱容量との関係で温度上昇に時間がかかりバッテリーの入出力制限によりモータ使用を制限してしまう。
【０００５】
また、特開平１１−１１３１０３号公報のインバータ格納装置、特開平９−１２６６１７号公報の電気自動車用放熱装置及び特開平１１−１８０１６９号公報の電気自動車における電気部品の冷却構造は、バッテリーや電気部品等が直接外気に近接して配設されており外気温の影響を受け易い環境にある。また外気を送風フィンでバッテリーや電気部品に直接または間接的に送風して温度調節を行っているが、送風ファンで形成される空気通路が外気と近接した状態で外気温の影響を受け易い構造となっており、外気温の影響に対する対策は考慮されていない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、外気温に影響されずバッテリーの温度調整が可能なハイブリッド自動車のバッテリー搭載装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、複数のバッテリーを接続したバッテリーセットと、ヒートシンクを備えた電気部品を含む複数の電気部品とを内装したバッテリーボックスを車室内の後部フロアに搭載したハイブリット自動車のバッテリー搭載装置において、前記バッテリーセットと前記複数の電気部品を前記バッテリーセットの両側に電気部品が位置するように車両幅方向に配設し、また前記バッテリーボックスに空気取入口と空気排出口とを形成して、前記バッテリーセット及び前記電気部品と前記フロアとの間に前記空気取入口と前記空気排出口とを連通する空気通路部を形成すると共に、車両幅方向の一側の前記空気通路部内に前記電気部品のヒートシンクを配置し、前記バッテリーセットと前記ヒートシンクとの間に送風ファンを配設したことを特徴とする。
このように構成することにより、複数のバッテリーを接続してなるバッテリーセット及び複数の電気部品を内装したバッテリーボックスを車両に搭載する際、バッテリーセット及び電気部品とフロアとの間に空気通路部を設け、バッテリーセット及び電気部品を直接車体に固設しないので、バッテリーセット及び電気部品は外気温の影響を受けにくい。さらにバッテリーセット及び電気部品とフロアとの間に空気通路部を設け、この空気通路部内で、バッテリーセットとヒートシンクとの間に送風ファンを配設したので、バッテリーボックス内の空気を攪拌してバッテリー等の温度を調整することができる。
なお、複数の電気部品とは、例えば、リレーボックス及びヒートシンク付きインバータである。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記バッテリーボックスの取付部は、既設のシートまたはシートベルト固定用取付部を介して前記フロアに配設されることを特徴とする。
このように構成することにより、バッテリーボックスの取付部は既存のフロアに設けた既設のシートまたはシートベルト固定用取付部を利用して取付けられるため、部品を共通化して容易に取付けることができる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明において、前記送風ファンは、前記バッテリーの温度変化により送風方向を反転することを特徴とする。
このように構成することにより、送風ファンによりバッテリーの温度が低い時は、ヒートシンクからバッテリーの方向に外気を送風してバッテリーを昇温させ、バッテリーの温度が高い時は、バッテリーからヒートシンク方向に送風することでバッテリー及びインバータの温度を調整し適正に保持することができる。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した発明において、前記空気取入口と前記空気排出口は、前記送風ファンを挟んで車両幅方向の離間する位置に配設すると共に、前記バッテリーボックスの車両後方側の壁面を開口して形成したことを特徴とする。
このように構成することにより、空気取入口と空気排出口は、バッテリーセット及び電気部品に対向するバッテリーボックスの車両後方側の壁面を開口して形成して、送風ファンは車両幅方向の両側に配設された空気取入口と空気排出口との間の離れた位置に配設されるので、送風ファンの騒音はこの空気取入口と空気排出口を介して車室内へ伝達されることはない。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれかに記載した発明において、前記バッテリーボックス内に、前記送風ファンに連続する仕切壁を設け、前記バッテリーセット側と前記ヒートシンク側とを区画したことを特徴とする。
このように構成することにより、送風ファンの上方にヒートシンク側とバッテリー側とを区画する仕切壁を設けたので、送風ファンで形成された空気の流れの回り込みを防止し、送風時の温度調整効果を向上させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車のバッテリー搭載装置を図１〜図９に基いて詳細に説明する。
まず、図１及び図２に基いて本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車のバッテリー搭載装置の概要を説明する。複数のバッテリー１を接続したバッテリーセット２は、後述するバッテリートレイ１４に収納されて、車両後方部の通常リアシートが配設されるリアフロア６の直上にバッテリーセット２の長手側を車両幅方向に位置して配設している。バッテリーセット２の車両右方側にリレーボックス３を、バッテリーセット２の車両左方側に送風ファン４及びインバータ５を配設している。
また、バッテリーセット２、送風ファン４、インバータ５及びリレーボックス３を覆うバッテリーボックス１０を構成するバッテリーカバー７、８、９が後述するバッテリーボックスステイ１５、１７、２０に配設されている。そして、バッテリーセット２の電源は、バッテリーセット２の長手方向のほぼ中央部の最底部から突出して前方の左右のフロントシートの間で、フロントシートと車体メンバとの間に配設されたパワーケーブル５０を介して、エンジンルーム内のアシストモータ５１に供給される。
【００１２】
図３に基いて複数のバッテリーを接続したバッテリーセットを説明する。
バッテリーセット２は、車両幅方向に各バッテリー１の長手方向を合わせるように４列、また車両前後方向に各バッテリー１の短手方向を合わせるように４列に配列されて合計で１６個を接続して配設されている。また、各バッテリー１の上方には、バッテリーホルダ１１が車両前後方向に各バッテリー列ごとに配設されている。
バッテリーホルダ１１は、断面が凸形状チャネルで形成され、図４に示すバッテリートレイ１４に固定する取付ボルト６０の挿通孔１１ａを一定の間隔で５穴形成している。また、各バッテリー１から発生する水素ガスを車外に排出するために管状の水素ガス排気管列５２をバッテリーセット２上に配置している。水素ガス排気管列５２は、車両前後方向に配置した一列目と三列目のバッテリー列を連通する４本の排気管と、車両前後方向に配置した二列目と四列目のバッテリー列を連通する４本の排気管を、車両幅方向に配置したバッテリーの一列目と二列目との間と、三列目と四列目との間に配置した２本の排気管で連通して構成されている。
【００１３】
図３に示すバッテリーセット２を載置するバッテリートレイ１４は、図４に示すように、Ｌ字形状のアングル材で周囲を長方形状に囲むように外枠部１４ａを形成し、また、凸形状チャネルで形成された区画壁部１４ｂを、外枠１４ａの内部を車両前後方向に４つに区画するように３列に配設して車両前後方向の外枠部１４ａに固着する。区画壁部１４ｂには、取付ボルト６０を挿通する挿通孔１４ｆが所定の間隔で４穴形成されている。さらに４つの板状の突起部１４ｃを所定の間隔で配列した区画壁部１４ｄを、外枠部１４ａの内部を車両幅方向に４つに区画するように３列に配設して車両幅方向の外枠部１４ａに固着して、外枠部１４ａの内部に桝目状のバッテリー載置部を形成する。各突起部１４ｃの中央部にはバッテリートレイ１４とバッテリーボックスステイ１５と連結する取付ボルト６１を挿通する挿通孔１４ｅを形成する。外枠部１４ａの車両前方側と車両後方側には、バッテリーセット２を取付ける取付ボルト６０の挿通孔１４ｆを形成した取付フランジ１４ｇが所定の間隔で各４箇所ずつ固着されている。そして、バッテリーホルダ１１の各挿通孔１１ａと、区画壁部１４ｂと取付フランジ１４ｇの各挿通孔１４ｆに合計２０本（図４では２本に省略）の取付ボルト６０を挿通してバッテリーセット２をバッテリートレイ１４に固着する。
【００１４】
図４及び図５に示すように、バッテリーボックスステイ１５は、車両前方側に凸状に形成された外枠部１５ａを有しており、バッテリートレイ１４を載置するほぼ中央部位はバッテリートレイ１４の外枠部１４ａとほぼ同様の長方形状に形成され、バッテリートレイ１４の区画壁部１４ｄと当接するように車両前後方向にＣ形チャネルで形成された取付部１５ｂが配設されている。この取付部１５ｂには、バッテリートレイ１４を固着する取付ボルト６１を挿通する挿通孔１５ｃが所定の間隔で４穴形成されている。そして、バッテリートレイ１４の区画壁１４ｄとバッテリーボックスステイ１５の取付部１５ｂとを当接して取付ボルト６１で固着する。
また、バッテリーボックスステイ１５の車両右方側のリレーボックス３を載置する車両右方側の外枠部１５ａは、ほぼ長方体形状に形成されたリレーボックス３の外周形状とほぼ同等の長方形状に形成して、リレーボックス３を固定する取付ボルト６２の挿通孔１５ｄを形成した取付フランジ１５ｅが所定の間隔で２箇所突設されている。また、外枠部１５ａと取付フランジ１５ｅとの間には車両幅方向に１本のリブ１５ｆが配設されている。このリブ１５ｆにリレーボックス３との取付ボルト６２を挿通する挿通孔を形成した取付プレート１５ｈを突設して形成する。また、リブ１５ｆとほぼ平行で車両前方側に位置する外枠部１５ａには取付ボルト６２を挿通する挿通孔を形成した取付プレート１５ｉを突設して形成している。また、リレーボックス３には取付ボルト６２を挿通する挿通孔を形成した取付フランジ３ｂが４箇所形成されている。そして、バッテリーボックスステイ１５の取付フランジ１５ｅ、取付プレート１５ｈ及び取付プレート１５ｉにリレーボックス３の取付フランジ３ｂを当接して取付ボルト６２で固着する。
【００１５】
また、バッテリーボックスステイ１５の車両左方側のインバータ５を載置する部位は、ヒートシンク５ｃを除いたインバータ５の車両後方側を支持するようにほぼ長方形状に形成して、車両前方側にはインバータ５を連結するための取付ボルト６７を挿通する挿通孔を形成した取付プレート１５ｊを突設すると共に、車両左方最外側に取付ボルト６７を挿通する挿通孔を形成した取付フランジ１５ｋがそれぞれ形成されている。
【００１６】
図５に示すように、バッテリーボックスステイ１５にはリアフロア６と連結するための取付フランジ１６ａ〜１６ｄが外枠部１５ａの車両右方側、車両後方側、車両左方側、車両前方側に各２箇所ずつ突設するように形成して、取付ボルト６３を挿通する挿通孔を形成している。そして、この取付フランジ１６ａ〜１６ｄをリアフロア６に当接して取付ボルト６３で固着する。また車両前方側のバッテリーボックスステイ１７と連結する取付フランジ１６ｅ（図４参照）が車両前方側の外枠部１５ａに所定の間隔で４箇所形成して、取付ボルト６４を挿通する挿通孔を形成している。
【００１７】
また、図５に示すように、バッテリーボックスステイ１７は、ほぼ長方形状に形成した外枠部１７ａを有しており、この外枠部１７ａに車両前方側のバッテリーボックスカバー７と連結する取付フランジ１７ｂ、１７ｃを車両左方側、車両右方側に各４箇所ずつ形成すると共に、各取付フランジ１７ｂ、１７ｃには取付ボルト６８を挿通する挿通孔を形成している。また、外枠部１７ａにリアフロア６と連結する取付フランジ１７ｄ、１７ｅを車両左方側、車両右方側の下側に各１箇所ずつ形成すると共に、各取付フランジ１７ｄ、１７ｅには取付ボルト６５を挿通する挿通孔を形成している。更に、外枠部１７ａにはバッテリーボックスカバー８と連結する取付フランジ１７ｆをほぼ中央部に２箇所突設して形成すると共に、バッテリーボックスステイ２０と連結する取付フランジ１７ｇを中央と両端に３箇所突設するように形成して、各取付フランジ１７ｆ、１７ｇに取付ボルト６９、６６を挿通する挿通孔を形成している。
また、外枠部１７ａの内部に車両幅方向にリブを形成して、このリブにバッテリーボックスステイ１５と連結する取付フランジ１７ｉを２箇所突設して形成して、取付ボルト６４を挿通する挿通孔を形成している。また、外枠部１７ａの車両左方側の下側にはインバータ５と連結する取付フランジ１７ｈを２箇所立設して形成し、この取付フランジ１７ｈに取付ボルト６７の挿通孔を形成している。
【００１８】
次に、バッテリーボックス１０を説明する。バッテリーボックス１０は、バッテリーボックスカバー７、８、９から構成されている。バッテリーボックスカバー７はほぼ長方形状に形成されて、バッテリーボックスステイ１７と連結する取付ボルト６８の挿通孔が８孔形成されている。そして、バッテリーボックスカバー７は、バッテリーボックスステイ１７の取付フランジ１７ｂ、１７ｃを当接して取付ボルト６８で固着する。
また、バッテリーボックスカバー８はほぼ長方形状に形成されると共に、車両後方側にはバッテリーボックスカバー９がほぼ長方形状に形成され、バッテリーボックスカバー９の車両左方側、車両右方側の最外側に略長方形状の空気取入口９ａと空気排出口９ｂを各々２箇所ずつ開口して形成する。またバッテリーボックスステイ２０は、ほぼ長方形状に形成された外枠部２０ａと外枠部２０ａから両側と中央部に車両後方側に突設した３本のシャフトを形成してＥ字形状（上面視）に形成されている。バッテリーボックスカバー８と連結する取付フランジ２０ｂがＥ字形状の外周縁部の内側で、車両後方側、車両左方側、車両右方側に所定の間隔で各２箇所ずつ突設して形成され、またバッテリーボックスカバー９と連結する取付フランジ２０ｃが外枠部２０ａから所定の間隔で４箇所突設して形成され、それぞれの取付フランジ２０ｂ、２０ｃに取付ボルト６９、７０を挿通する挿通孔を形成している。また外枠部２０ａに取付ボルト７１を挿通する挿通孔を形成した取付フランジ２０ｄを所定の間隔で２箇所形成している。またバッテリーボックスステイ２０の３本のシャフトの先端部は、車両前方側のバッテリーボックスステイ１７と連結する取付ボルト６６の挿通孔が形成されている。
【００１９】
そして、バッテリーボックスステイ２０の３本のシャフトの先端部を、バッテリーボックスステイ１７の取付フランジ１７ｇに当接させて取付ボルト６６で固着する。また、バッテリーボックスカバー８とバッテリーボックスステイ１７の取付フランジ１７ｆとを当接し、バッテリーボックスカバー８とバッテリーボックスステイ２０の取付フランジ２０ｂとを当接して取付ボルト６９で固着する。さらに、バッテリーボックスカバー９とバッテリーボックスステイ２０の取付フランジ２０ｃとを当接して取付ボルト７０で固着して、バッテリーボックスステイ２０の取付フランジ２０ｄをリアフロア６に当接して取付ボルト７１で固着する。
【００２０】
また、インバータ５は、車両前方側にバッテリーボックスステイ１７と連結する取付ボルト６７の挿通する挿通孔を形成した取付フランジ５ａを２箇所形成し、車両後方側にバッテリーボックスステイ１５と連結する取付ボルト６７の挿通する挿通孔を形成した取付フランジ５ｂを２箇所形成している。そして、インバータ５の取付フランジ５ａをバッテリーボックスステイ１７の取付フランジ１７ｈに当接して取付ボルト６７で固着している。また取付フランジ５ｂをバッテリーボックスステイ１５の取付フランジ１５ｊ、１５ｋ（図４参照）に当接して取付ボルト６７で固着する。
【００２１】
このようにして、バッテリーボックス１０を構成するバッテリーボックスカバー７、８、９はバッテリーボックスステイ１５、１７、２０を介してバッテリーセット２、リレーボックス３、ヒートシンク５ｃ有したインバータ５及び送風ファン４を収納し、バッテリーボックスカバー７、８、９で覆われた状態でリアフロア６に形成した既設のシート取付孔またはシートベルト取付孔に固着されて車両に搭載される。
【００２２】
図６〜図８に示すように、車両に搭載されたバッテリーボックス１０のバッテリーセット２とリアフロア６との間に空間を形成して、バッテリーボックスカバー９の空気取入口９ａと空気排出口９ｂと連通する空気通路部２１を車両幅方向に形成する。またバッテリーセット２とヒートシンク５ｃとの間には送風ファン４を空気通路部２１内の内気を矢印の方向（車両幅方向）に送風するように３台配設する。またバッテリーセット２とインバータ５を区画するように、空気通路部２１を除いて、送風ファン４の上方に連続して車両前後方向にほぼ長方形状の仕切壁２２を形成している。
そして、冷却風はバッテリーボックスカバー９の車両左方側に形成された空気取入口９ａから取入れて車内の空気が取入れられ、インバータ５のヒートシンク５ｃを通過して送風ファン４に導かれる。そして送風ファン４からバッテリーセット２とリアフロア６との間の空気通路部２１を通過し、車両右方側に形成された空気排出口９ｂから車内へ放出される。また空気通路部２１内の冷却風は、上方に配設されている各バッテリー１の隙間にも流れてバッテリーセット２の温度調節ができる。
【００２３】
図９に示すように、空気通路部２１内の内気は、バッテリーセット側温度センサー３０とヒートシンク側温度センサー３１により、それぞれバッテリーセット２とヒートシンク５ｃの温度を感知して、制御部３２へ転送し送風方向を切り換えることができる。バッテリーセット２及びヒートシンク５ｃの温度が所定の温度より低下している場合には、内気がヒートシンク５ｃからバッテリーセット２側に流動するように制御部３２からファンモータ３３へ回転方向の指示が出され送風ファン４が作動する。また、バッテリーセット２及びヒートシンク５ｃの温度が所定の温度より上昇している場合には、内気がバッテリーセット２からヒートシンク５ｃ側に流動するように制御部３２からファンモータ３３へ回転方向の指示が出され送風ファン４が作動する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、複数のバッテリーを接続してなるバッテリーセット及び複数の電気部品を内装したバッテリーボックスを車両に搭載する際、バッテリー及び電気部品とフロアとの間に空気通路部を設け、バッテリーセット及び電気部品を直接車体に固設しないので、バッテリーセット及び電気部品は外気温の影響を受けにくい。さらにバッテリーセット及び電気部品とフロアとの間に空気通路部を設け、この空気通路部内で、バッテリーセットとヒートシンクとの間に送風ファンを配設したので、バッテリーボックス内の空気を攪拌してバッテリー等の温度を調整することができる。
【００２５】
請求項２に記載した発明によれば、バッテリーボックスの取付部は既存のフロアに設けられた既設のシートまたはシートベルト固定用取付部を利用して取付けられるため、部品を共通化して容易に取付けることができる。また、部品を共通化することにより費用を削減することができる。
【００２６】
請求項３に記載した発明によれば、送風ファンによりバッテリーの温度が低い時は、ヒートシンクからバッテリーの方向に空気を送風してバッテリーを昇温させ、バッテリーの温度が高い時は、バッテリーからヒートシンク方向に送風することでバッテリー及びインバータの温度を調整し適正に保持することができる。
【００２７】
請求項４に記載した発明によれば、空気取入口と空気排出口は、バッテリーセット及び電気部品に対向するバッテリーボックスの車両後方側の壁面を開口して形成して、送風ファンは車両幅方向の両側に配設された空気取入口と空気排出口との間の離れた位置に配設されるので、送風ファンの騒音はこの空気取入口と空気排出口を介して車室内へ伝達されず、運転席には送風ファンの騒音は伝達されない。
【００２８】
請求項５に記載した発明によれば、送風ファンの上方に連続して仕切壁を設けて、ヒートシンク側とバッテリーセット側とを区画したので、送風ファンで形成された空気の流れをヒートシンク側とバッテリーセット側との間での回り込みを防止し、送風時の温度調整効果を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るバッテリーを搭載したハイブリッド自動車の平面図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、バッテリーセットを示す斜視図である。
【図４】図４は、バッテリーセットを搭載するバッテリートレイ及びバッテリーボックスステイの分解組立図である。
【図５】図５は、車両フロアに取付けるバッテリーボックスステイとバッテリーボックスカバーの分解組立図である。
【図６】図６は、バッテリーセット、インバータ及びリレーボックスを内装したバッテリーボックスの平面図である。
【図７】図７は、バッテリーボックスの側面図である。
【図８】図８は、バッテリーボックスの正面図である。
【図９】図９は、送風ファンの回転制御図である。
【符号の説明】
１バッテリー
２バッテリーセット
４送風ファン
５インバータ
５ｃヒートシンク
６リアフロア
９ａ空気取入口
９ｂ空気排出口
１０バッテリーボックス
２１空気通路部
２２仕切壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery mounting device for a hybrid vehicle equipped with a battery set and a battery box having a plurality of electrical components.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a hybrid vehicle has been developed that combines an engine that uses gasoline and electricity as a power source and an electric motor. The hybrid vehicle includes a battery for storing electric power generated by a generator driven by the engine. It runs by driving an electric motor as a power source.
In addition, when a battery is mounted on a hybrid vehicle based on a gasoline engine, the battery and a plurality of other electrical parts are arranged so as to be covered with a battery box, but the battery is particularly heavy. It is often supported directly by the car body and is easily affected by outside air temperature.
[0003]
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-113103, in a hybrid electric vehicle, a fan for taking outside air is provided in a vehicle body panel, and a side surface facing the fan of the inverter housing chamber is partitioned by a partition inside the fan, and is opposed to the fan. Disclosed is an inverter storage device in which a ventilation hole is formed in a partition wall other than the partition wall, and a louver is provided at the ventilation port to shield the front surface of the partition wall with a small plate that is inclined downward toward the vehicle body panel. ing.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-126617 discloses that a plurality of power conversion devices, for example, an air passage is formed between a refrigerant tank and a bonnet of a boiling cooling device that dissipates heat from a vehicle running inverter, and is generated from the power conversion device. The generated heat is boiled and vaporized through the refrigerant tank, and the vaporized refrigerant is generated on the refrigerant radiator disposed on the vehicle rear side of the refrigerant tank or traveling wind flowing through the radiation fin connected to the refrigerant radiator or a cooling fan. An electric vehicle heat dissipation device that is cooled and liquefied by cooling air is disclosed.
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-180169, cooling air from cooling fins flows in an electric vehicle that cools an electric component connected to a traveling motor or a battery that supplies power to the motor with cooling air from a cooling fan. A cooling structure for an electric component in an electric vehicle is disclosed in which a cooling air passage and an electric component storage chamber for storing an electric component are adjacent to each other and cooling fins extending from the electric component are projected into the cooling air passage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a hybrid electric vehicle uses a battery to store electric power generated by a generator driven by an engine, particularly using gasoline and electricity as a power source. Selected in consideration of the necessary functions and cost. The performance varies depending on the type of battery.For example, lead batteries have extremely poor charge / discharge characteristics at low temperatures, so if the battery box that holds the battery is fixed directly to the vehicle body, the vehicle can be used in winter when the outside temperature is low. If left outside, the temperature of the battery will be affected by the temperature outside the vehicle. For this reason, when the battery is cooled, it takes time to rise in temperature in relation to the heat capacity of the battery box when the battery is used, and the use of the motor is restricted due to the battery input / output restriction.
[0005]
In addition, an inverter storage device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-113103, a heat dissipation device for an electric vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-126617, and a cooling structure for an electric component in an electric vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-180169 include a battery and an electric component. Etc. are arranged in close proximity to the outside air and are easily affected by the outside air temperature. In addition, the temperature is adjusted by blowing air directly or indirectly to the battery and electrical parts with the blower fins, but the air passage formed by the blower fan is easily affected by the outside air temperature in the state of being close to the outside air. Therefore, measures against the influence of outside temperature are not considered.
The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a battery mounting device for a hybrid vehicle that can adjust the temperature of the battery without being affected by the outside air temperature.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, as means for solving the above-described problems, the invention described in claim 1 is a battery in which a battery set in which a plurality of batteries are connected and a plurality of electrical components including an electrical component having a heat sink are incorporated. In a battery mounting apparatus for a hybrid vehicle in which a box is mounted on the rear floor of the vehicle interior, the battery set and the plurality of electrical components are arranged in the vehicle width direction so that the electrical components are located on both sides of the battery set, and An air intake port and an air discharge port are formed in the battery box, and an air passage portion is formed between the battery set, the electrical component, and the floor to communicate the air intake port and the air discharge port. together, the electrical components of the heat sink is disposed in the air passage of the one side in the vehicle width direction, the battery cell Wherein the bets and were provided with blowing fan between the heat sink.
With this configuration, when a battery set including a plurality of batteries connected and a battery box including a plurality of electrical components are mounted on a vehicle, an air passage portion is provided between the battery set and the electrical components and the floor. Since the battery set and the electrical parts are not directly fixed to the vehicle body, the battery set and the electrical parts are not easily affected by the outside air temperature. Furthermore, an air passage portion is provided between the battery set and electrical parts and the floor, and a blower fan is disposed between the battery set and the heat sink in the air passage portion. Etc. can be adjusted.
Note that the plurality of electrical components are, for example, a relay box and an inverter with a heat sink.
[0007]
The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the mounting portion of the battery box is disposed on the floor via an existing seat or seat belt fixing mounting portion. To do.
With this configuration, the battery box mounting portion can be mounted using the existing seat or seat belt fixing mounting portion provided on the existing floor, so that the components can be easily mounted in common.
[0008]
The invention described in claim 3 is characterized in that, in the invention described in claim 1 or 2, the blower fan reverses the blowing direction by a temperature change of the battery.
With this configuration, when the battery temperature is low by the blower fan, the outside air is blown from the heat sink toward the battery to raise the temperature of the battery, and when the battery temperature is high, the air is blown from the battery toward the heat sink. By doing so, the temperature of the battery and the inverter can be adjusted and properly maintained.
[0009]
The invention described in claim 4 is the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein the air intake port and the air discharge port are disposed at positions separated from each other in the vehicle width direction across the blower fan. In addition, the battery box is formed by opening a wall surface on the vehicle rear side.
With this configuration, the air intake port and the air discharge port are formed by opening the wall surface on the vehicle rear side of the battery box facing the battery set and the electrical parts, and the blower fans are arranged on both sides in the vehicle width direction. Since the air fan is disposed at a distance between the air intake port and the air exhaust port, the noise of the blower fan is not transmitted to the vehicle interior via the air intake port and the air exhaust port. .
[0010]
The invention described in claim 5 is the invention described in any one of claims 1 to 4, wherein a partition wall continuous to the blower fan is provided in the battery box, and the battery set side and the heat sink side are provided. It is characterized by being partitioned.
By configuring in this way, the partition wall that partitions the heat sink side and the battery side is provided above the blower fan, so that the air flow formed by the blower fan is prevented from flowing around, and the temperature adjustment effect at the time of blown air To improve.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a battery mounting device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, an outline of a battery mounting device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A battery set 2 to which a plurality of batteries 1 are connected is housed in a battery tray 14 to be described later, and the longitudinal side of the battery set 2 is positioned in the vehicle width direction directly above the rear floor 6 on which a normal rear seat at the rear of the vehicle is disposed. Are arranged. A relay box 3 is disposed on the vehicle right side of the battery set 2, and a blower fan 4 and an inverter 5 are disposed on the vehicle left side of the battery set 2.
Further, battery covers 7, 8, and 9 constituting a battery box 10 that covers the battery set 2, the blower fan 4, the inverter 5, and the relay box 3 are disposed in battery box stays 15, 17, and 20 described later. The power source of the battery set 2 is a power cable disposed between the front seat and the vehicle body member between the front left and right front seats that protrudes from the bottom of the battery set 2 in the longitudinal center. 50 is supplied to the assist motor 51 in the engine room.
[0012]
A battery set in which a plurality of batteries are connected will be described with reference to FIG.
The battery set 2 is arranged in four rows so that the longitudinal direction of each battery 1 is aligned in the vehicle width direction and in four rows so that the short direction of each battery 1 is aligned in the vehicle longitudinal direction, for a total of 16 pieces connected. Arranged. In addition, a battery holder 11 is disposed above each battery 1 for each battery row in the vehicle front-rear direction.
The battery holder 11 is formed with a channel having a convex cross section, and has five insertion holes 11a for the mounting bolts 60 fixed to the battery tray 14 shown in FIG. 4 at regular intervals. A tubular hydrogen gas exhaust pipe row 52 is arranged on the battery set 2 in order to discharge hydrogen gas generated from each battery 1 to the outside of the vehicle. The hydrogen gas exhaust pipe row 52 includes four exhaust pipes that communicate the first and third battery rows arranged in the vehicle longitudinal direction, and the second and fourth battery rows arranged in the vehicle longitudinal direction. Four communicating exhaust pipes communicate with each other with two exhaust pipes arranged between the first and second rows of batteries arranged in the vehicle width direction and between the third and fourth rows. It is configured.
[0013]
As shown in FIG. 4, the battery tray 14 on which the battery set 2 shown in FIG. 3 is mounted is formed with an outer frame portion 14a so as to surround the periphery in a rectangular shape with an L-shaped angle material. The partition wall portions 14b formed by the channels are arranged in three rows so as to partition the inside of the outer frame 14a into four in the vehicle front-rear direction, and are fixed to the outer frame portion 14a in the vehicle front-rear direction. Four holes 14f through which the mounting bolts 60 are inserted are formed in the partition wall portion 14b at predetermined intervals. Further, partition wall portions 14d in which four plate-like projections 14c are arranged at a predetermined interval are arranged in three rows so as to partition the inside of the outer frame portion 14a into four in the vehicle width direction, and in the vehicle width direction. The outer frame portion 14a is fixed to the outer frame portion 14a to form a cell-like battery placement portion. An insertion hole 14e is formed in the center of each protrusion 14c for inserting the mounting bolt 61 that connects the battery tray 14 and the battery box stay 15. At the vehicle front side and the vehicle rear side of the outer frame portion 14a, four mounting flanges 14g each having an insertion hole 14f for the mounting bolt 60 for mounting the battery set 2 are fixed at predetermined intervals. Then, a total of 20 mounting bolts 60 (omitted from two in FIG. 4) are inserted through the insertion holes 11a of the battery holder 11 and the insertion holes 14f of the partition wall portion 14b and the mounting flange 14g. It adheres to the battery tray 14.
[0014]
As shown in FIGS. 4 and 5, the battery box stay 15 has an outer frame portion 15 a formed in a convex shape on the front side of the vehicle, and the battery tray 14 has a substantially central portion on which the battery tray 14 is placed. A mounting portion 15b formed in a C-shaped channel in the vehicle front-rear direction is disposed so as to be in contact with the partition wall portion 14d of the battery tray 14 and is formed in a substantially similar rectangular shape to the outer frame portion 14a. In the attachment portion 15b, four insertion holes 15c through which the attachment bolts 61 for fixing the battery tray 14 are inserted are formed at predetermined intervals. Then, the partition wall 14 d of the battery tray 14 and the mounting portion 15 b of the battery box stay 15 are brought into contact with each other and fixed by the mounting bolt 61.
Further, the outer frame portion 15a on the right side of the vehicle on which the relay box 3 on the right side of the battery box stay 15 is placed is a rectangle that is substantially the same as the outer peripheral shape of the relay box 3 formed in a substantially rectangular shape. Two mounting flanges 15e formed in a shape and having insertion holes 15d for mounting bolts 62 for fixing the relay box 3 are projected at predetermined intervals. In addition, a single rib 15f is disposed in the vehicle width direction between the outer frame portion 15a and the mounting flange 15e. The rib 15f is formed by projecting a mounting plate 15h having an insertion hole through which the mounting bolt 62 with the relay box 3 is inserted. Further, a mounting plate 15i formed with an insertion hole through which the mounting bolt 62 is inserted is formed on the outer frame portion 15a that is substantially parallel to the rib 15f and positioned on the front side of the vehicle. The relay box 3 is provided with four mounting flanges 3b each having an insertion hole through which the mounting bolt 62 is inserted. Then, the mounting flange 3 b of the relay box 3 is brought into contact with the mounting flange 15 e, the mounting plate 15 h and the mounting plate 15 i of the battery box stay 15 and is fixed by the mounting bolt 62.
[0015]
The portion of the battery box stay 15 on which the inverter 5 on the left side of the vehicle is placed is formed in a substantially rectangular shape so as to support the vehicle rear side of the inverter 5 excluding the heat sink 5c. A mounting plate 15j having an insertion hole through which the mounting bolt 67 for connecting the inverter 5 is inserted protrudes, and an attachment flange 15k having an insertion hole through which the mounting bolt 67 is inserted is formed on the outermost left side of the vehicle. Has been.
[0016]
As shown in FIG. 5, the battery box stay 15 has mounting flanges 16a to 16d for connecting to the rear floor 6 on the vehicle right side, the vehicle rear side, the vehicle left side, and the vehicle front side of the outer frame portion 15a. An insertion hole is formed so as to protrude at two locations, and through which the mounting bolt 63 is inserted. Then, the mounting flanges 16 a to 16 d are brought into contact with the rear floor 6 and fixed with mounting bolts 63. Further, four mounting flanges 16e (see FIG. 4) connected to the battery box stay 17 on the front side of the vehicle are formed at predetermined intervals on the outer frame portion 15a on the front side of the vehicle to form insertion holes for inserting the mounting bolts 64. is doing.
[0017]
As shown in FIG. 5, the battery box stay 17 has an outer frame portion 17a formed in a substantially rectangular shape, and a mounting flange connected to the battery box cover 7 on the front side of the vehicle on the outer frame portion 17a. 17b and 17c are formed on each of the left side and the right side of the vehicle, and through holes for inserting the mounting bolts 68 are formed in the mounting flanges 17b and 17c. In addition, mounting flanges 17d and 17e that are connected to the rear floor 6 are formed on the outer frame portion 17a on the left side of the vehicle and on the lower side of the right side of the vehicle, and mounting bolts 65 are provided on the mounting flanges 17d and 17e. The insertion hole which penetrates is formed. Furthermore, the outer frame portion 17a is formed with two mounting flanges 17f that are connected to the battery box cover 8 at approximately the center, and three mounting flanges 17g that are connected to the battery box stay 20 are provided at the center and at both ends. Formed so as to project, insertion holes for inserting the mounting bolts 69 and 66 are formed in the mounting flanges 17f and 17g.
Further, a rib is formed in the vehicle width direction inside the outer frame portion 17a, and two mounting flanges 17i that are connected to the battery box stay 15 are formed on the rib so as to be inserted through the mounting bolt 64. A hole is formed. Further, two mounting flanges 17h connected to the inverter 5 are formed upright on the lower side of the outer frame portion 17a on the left side of the vehicle, and insertion holes for mounting bolts 67 are formed in the mounting flange 17h. .
[0018]
Next, the battery box 10 will be described. The battery box 10 includes battery box covers 7, 8 and 9. The battery box cover 7 is formed in a substantially rectangular shape, and eight insertion holes for mounting bolts 68 connected to the battery box stay 17 are formed. The battery box cover 7 is fixed to the battery box stay 17 with the mounting bolts 68 in contact with the mounting flanges 17 b and 17 c of the battery box stay 17.
The battery box cover 8 is formed in a substantially rectangular shape, and a battery box cover 9 is formed in a substantially rectangular shape on the rear side of the vehicle. The outermost side of the battery box cover 9 on the left side and the right side of the vehicle. Are formed with two substantially rectangular air inlets 9a and air outlets 9b. The battery box stay 20 is formed in an E-shape (viewed from above) by forming an outer frame portion 20a formed in a substantially rectangular shape and three shafts protruding from the outer frame portion 20a on both sides and in the central portion on the vehicle rear side. ). A mounting flange 20b connected to the battery box cover 8 is formed by protruding from the rear side of the vehicle, the left side of the vehicle, and the right side of the vehicle at two predetermined intervals on the inner side of the outer periphery of the E shape. In addition, mounting flanges 20c connected to the battery box cover 9 are formed to protrude from the outer frame portion 20a at predetermined intervals, and through holes for inserting mounting bolts 69 and 70 are respectively inserted into the mounting flanges 20b and 20c. Forming. Also, two mounting flanges 20d are formed at predetermined intervals in which an insertion hole for inserting the mounting bolt 71 is formed in the outer frame portion 20a. In addition, the front end portions of the three shafts of the battery box stay 20 are formed with insertion holes for mounting bolts 66 connected to the battery box stay 17 on the front side of the vehicle.
[0019]
Then, the tip portions of the three shafts of the battery box stay 20 are brought into contact with the mounting flange 17g of the battery box stay 17 and fixed with the mounting bolts 66. Further, the battery box cover 8 and the mounting flange 17 f of the battery box stay 17 are brought into contact with each other, and the battery box cover 8 and the mounting flange 20 b of the battery box stay 20 are brought into contact with each other and fixed with the mounting bolts 69. Further, the battery box cover 9 and the mounting flange 20c of the battery box stay 20 are brought into contact with each other and fixed with the mounting bolt 70, and the mounting flange 20d of the battery box stay 20 is brought into contact with the rear floor 6 and fixed with the mounting bolt 71.
[0020]
Further, the inverter 5 has two mounting flanges 5a formed with insertion holes through which mounting bolts 67 connected to the battery box stay 17 are inserted on the front side of the vehicle, and mounting bolts connected to the battery box stay 15 on the rear side of the vehicle. Two mounting flanges 5b each having an insertion hole 67 for insertion are formed. The mounting flange 5 a of the inverter 5 is in contact with the mounting flange 17 h of the battery box stay 17 and is fixed by a mounting bolt 67. Further, the mounting flange 5 b is brought into contact with the mounting flanges 15 j and 15 k (see FIG. 4) of the battery box stay 15 and fixed with the mounting bolts 67.
[0021]
Thus, the battery box covers 7, 8, 9 constituting the battery box 10 are connected to the battery set 2, the relay box 3, the inverter 5 having the heat sink 5 c and the blower fan 4 through the battery box stays 15, 17, 20. It is housed and fixed to an existing seat mounting hole or seat belt mounting hole formed in the rear floor 6 in a state covered with the battery box covers 7, 8, 9 and mounted on the vehicle.
[0022]
As shown in FIGS. 6 to 8, a space is formed between the battery set 2 of the battery box 10 mounted on the vehicle and the rear floor 6, and an air inlet 9a and an air outlet 9b of the battery box cover 9 are formed. The communicating air passage portion 21 is formed in the vehicle width direction. In addition, between the battery set 2 and the heat sink 5c, three blower fans 4 are disposed so as to blow the inside air in the air passage portion 21 in the direction of the arrow (vehicle width direction). Moreover, a substantially rectangular partition wall 22 is formed in the vehicle front-rear direction continuously above the blower fan 4 except for the air passage portion 21 so as to partition the battery set 2 and the inverter 5.
Then, the cooling air is taken in from the air intake port 9 a formed on the left side of the battery box cover 9 in the vehicle, the air inside the vehicle is taken in, passes through the heat sink 5 c of the inverter 5, and is guided to the blower fan 4. And it passes through the air passage part 21 between the battery set 2 and the rear floor 6 from the blower fan 4, and is discharged | emitted in the vehicle from the air discharge port 9b formed in the vehicle right side. Further, the cooling air in the air passage portion 21 also flows through the gaps between the batteries 1 disposed above so that the temperature of the battery set 2 can be adjusted.
[0023]
As shown in FIG. 9, the inside air in the air passage portion 21 is sensed by the battery set side temperature sensor 30 and the heat sink side temperature sensor 31 to sense the temperatures of the battery set 2 and the heat sink 5 c, and transferred to the control unit 32. The blowing direction can be switched. When the temperature of the battery set 2 and the heat sink 5c is lower than a predetermined temperature, the control unit 32 issues a direction of rotation to the fan motor 33 so that the inside air flows from the heat sink 5c to the battery set 2 side. The blower fan 4 is activated. Further, when the temperature of the battery set 2 and the heat sink 5c is higher than a predetermined temperature, the control unit 32 instructs the fan motor 33 to rotate the inside air so that the inside air flows from the battery set 2 to the heat sink 5c. The blower fan 4 is activated.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when a battery set including a plurality of batteries connected and a battery box including a plurality of electric components are mounted on a vehicle , the battery, the electric components, and the floor are mounted. Since the air passage portion is provided between the battery set and the electric parts, the battery set and the electric parts are not directly fixed to the vehicle body. Furthermore, an air passage portion is provided between the battery set and electrical parts and the floor, and a blower fan is disposed between the battery set and the heat sink in the air passage portion. Etc. can be adjusted.
[0025]
According to the second aspect of the present invention, since the battery box mounting portion is mounted using the existing seat or seat belt fixing mounting portion provided on the existing floor, the parts can be easily mounted in common. be able to. Further, the cost can be reduced by sharing the parts.
[0026]
According to the third aspect of the present invention, when the temperature of the battery is low by the blower fan, the temperature of the battery is raised by blowing air from the heat sink toward the battery, and when the temperature of the battery is high, the heat sink is discharged from the battery. By blowing in the direction, the temperature of the battery and the inverter can be adjusted and properly maintained.
[0027]
According to the fourth aspect of the present invention, the air intake port and the air discharge port are formed by opening the wall surface on the vehicle rear side of the battery box facing the battery set and the electrical parts, and the blower fan is arranged in the vehicle width direction. The fan fan noise is not transmitted to the vehicle interior via the air intake port and the air exhaust port. The noise of the blower fan is not transmitted to the driver's seat.
[0028]
According to the invention described in claim 5, since the partition wall is provided continuously above the blower fan and the heat sink side and the battery set side are partitioned, the air flow formed by the blower fan is changed to the heat sink side. It is possible to prevent wraparound between the battery set side and reliably improve the temperature adjustment effect during blowing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a hybrid vehicle equipped with a battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a battery set.
FIG. 4 is an exploded view of a battery tray on which a battery set is mounted and a battery box stay.
FIG. 5 is an exploded view of a battery box stay and a battery box cover attached to a vehicle floor.
FIG. 6 is a plan view of a battery box equipped with a battery set, an inverter, and a relay box.
FIG. 7 is a side view of the battery box.
FIG. 8 is a front view of the battery box.
FIG. 9 is a rotation control diagram of the blower fan.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Battery set 4 Blower fan 5 Inverter 5c Heat sink 6 Rear floor 9a Air intake 9b Air exhaust 10 Battery box 21 Air passage part 22 Partition wall

Claims

In a battery mounting device for a hybrid vehicle in which a battery box having a battery set in which a plurality of batteries are connected and a plurality of electrical components including an electrical component including a heat sink are mounted on the rear floor of the vehicle interior,
The battery set and the plurality of electrical components are arranged in a vehicle width direction so that electrical components are located on both sides of the battery set, and an air intake port and an air discharge port are formed in the battery box, An air passage portion that communicates the air intake port and the air discharge port is formed between the battery set and the electrical component and the floor, and the electrical component is disposed in the air passage portion on one side in the vehicle width direction . A battery mounting apparatus for a hybrid vehicle, wherein a heat sink is disposed, and a blower fan is disposed between the battery set and the heat sink.

2. The battery mounting device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the mounting portion of the battery box is disposed on the floor via an existing seat or seat belt fixing mounting portion.

The battery mounting device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the blower fan reverses a blowing direction according to a temperature change of the battery.

The air intake port and the air discharge port are disposed at positions spaced apart from each other in the vehicle width direction with the blower fan interposed therebetween, and are formed by opening a wall surface on the vehicle rear side of the battery box. The battery mounting apparatus of the hybrid vehicle in any one of Claims 1-3.

The battery mounting of the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein a partition wall continuous to the blower fan is provided in the battery box to partition the battery set side and the heat sink side. apparatus.