JP4415910B2

JP4415910B2 - ハイブリッド車両の構造

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Publication number: JP4415910B2
Application number: JP2005203208A
Authority: JP
Inventors: 功渡辺; 俊之細川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: KR20080032171A; KR100945888B1; JP2007022139A; CN101218118A; US7823672B2; CN100569549C; EP1901935A1; US20080164081A1; EP1901935B1; WO2007007503A1

Description

この発明は、一般的には、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の構造に関し、より特定的には、冷却風が水平方向に流れるサイドフロー型の電池パックを備えるハイブリッド車両の構造に関する。

従来のハイブリッド車両の構造に関して、たとえば、特開２００１−１３８７５３号公報には、車両前後方向の長さを短縮しつつ、低底化を図ることを目的としたハイブリッド自動車の下部車体構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたハイブリッド自動車では、バッテリを収納するバッテリケースが、車両室内のシート下に配置されている。また、エンジンの排気マニホールドに取り付けられた排気管が、フロアパネルの下部を通って、車両後方の排気口に向けて延びている。排気管は、車両を平面的に見た場合にバッテリに重ならない位置で延びている。

また、特開２００３−３２６９８０号公報には、排気管からの熱に起因する、バッテリの局所的な温度上昇を抑制することを目的とした排気管の搭載構造が開示されている（特許文献２）。特許文献１に開示されたハイブリッド車両と同様に特許文献２でも、バッテリが排気管の真上とならない位置に配置されている。

また、特開２００１−１８６６４号公報には、車両内部の空調装置を用いることなく、効率的にパワー駆動ユニットとダウンバータとを空冷することを目的とした空冷システムにおける吸排気系装置が開示されている（特許文献３）。また、特開２０００−３５１３２８号公報には、支持安定性を損なうことなく、バッテリを車体フロア下の片側に搭載することを目的とした電気自動車のバッテリ取り付け構造が開示されている（特許文献４）。
特開２００１−１３８７５３号公報特開２００３−３２６９８０号公報特開２００１−１８６６４号公報特開２０００−３５１３２８号公報

ハイブリッド車両に搭載される電池パックを冷却風の流れ方向によって区分けすると、冷却風を水平方向に流して２次電池を冷却するサイドフロー型と、冷却風を鉛直方向に流して２次電池を冷却するアップフロー型もしくはダウンフロー型とがある。サイドフロー型では、２次電池に向けて冷却風を供給する吸気チャンバと、２次電池からの冷却風を排気する排気チャンバとが、２次電池の両脇に配置される。しかしながら、この場合、アップフロー型もしくはダウンフロー型のように２次電池の下にチャンバが存在しないため、電池パックを車両のフロアパネル上に設置した場合に、フロアパネル下からの受熱の影響が大きくなってしまう。これにより、２次電池の冷却効率が低下するおそれが生じる。

これに対して、上述の特許文献１に開示されたハイブリッド自動車では、排気管が、平面的にバッテリに重ならないように設けられている。しかしながら、排気管をバッテリケースの周囲で迂回させる必要があるため、排気管がその経路上で大きく曲って形成されている。このように排気管が過度に湾曲していると、排気効率が低下し、エンジン性能が損なわれるおそれが生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、排気管の経路に大きい制約を生じさせることなく、２次電池の冷却効率の低下を抑制するハイブリッド車両の構造を提供することである。

この発明の１つの局面に従ったハイブリッド車両の構造は、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の構造である。ハイブリッド車両の構造は、車両フロア上に配置された電池パックと、排気口を有し、内燃機関から車両フロア下を通って排気口まで延びる排気通路とを備える。電池パックは、車両進行方向に積層された複数の電池セルから構成され、モータに電力を供給する２次電池と、複数の電池セルが積層された方向に直交する略水平方向に２次電池と隣り合って設けられ、複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバとを有する。排気通路は、電池パックの直下を通り、かつ吸気チャンバの直下からずれた位置を通るように設けられている。

このように構成されたハイブリッド車両の構造によれば、排気通路を内燃機関から排気口まで延ばす際、電池パックを避けて通す必要がない。このため、排気通路がその経路上で過度に曲ることを避けることができ、内燃機関の性能が低下することを防止できる。この際、排気通路は、電池パックの吸気チャンバの直下からずれた位置を通るように設けられている。このため、排気通路の熱が、吸気チャンバ内の冷却風に与える影響を小さく抑え、冷却風が、複数の電池セル間に供給される前に温度上昇することを抑制できる。これにより、２次電池の冷却効率が著しく低下することを防止できる。

また、複数の電池セルは、吸気チャンバから相対的に近くに位置する第１の電池セル領域と、吸気チャンバから相対的に遠くに位置する第２の電池セル領域とを含む。好ましくは、排気通路は、第１の電池セル領域の直下を通るように設けられている。このように構成されたハイブリッド車両の構造によれば、第２の電池セル領域の電池セルは、第１の電池セル領域の電池セルを冷却した後の冷却風によって冷却されるため、第１の電池セル領域で低く、第２の電池セル領域で高い電池セルの温度分布が生じる。本発明では、第１の電池セル領域の電池セルは、排気通路の熱の影響をより大きく受けるため、第１の電池セル領域と第２の電池セル領域との間で生じる電池セルの温度分布を縮小することができる。

この発明の別の局面に従ったハイブリッド車両の構造は、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の構造である。ハイブリッド車両の構造は、車両フロア上に配置された電池パックと、排気口を有し、内燃機関から車両フロア下を通って排気口まで延びる排気通路と、排気通路の経路上に設けられ、排気ガスを浄化する触媒部とを備える。電池パックは、車両幅方向に積層された複数の電池セルから構成され、モータに電力を供給する２次電池と、複数の電池セルが積層された方向に直交する略水平方向に２次電池と隣り合って設けられ、複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバとを有する。排気通路は、電池パックの直下を通るように設けられている。触媒部は、吸気チャンバの直下からずれた位置に配置されている。

このように構成されたハイブリッド車両の構造によれば、排気通路を内燃機関から排気口まで延ばす際、電池パックを避けて通す必要がない。このため、排気通路がその経路上で過度に曲ることを避けることができ、内燃機関の性能が低下することを防止できる。この際、排気通路に設けられた触媒部は、吸気チャンバの直下からずれた位置に配置されている。このため、触媒反応によって触媒部で発生する熱が、吸気チャンバ内の冷却風に与える影響を小さく抑え、冷却風が、複数の電池セル間に供給される前に温度上昇することを抑制できる。これにより、２次電池の冷却効率が著しく低下することを防止できる。

この発明のさらに別の局面に従ったハイブリッド車両の構造は、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の構造である。ハイブリッド車両の構造は、モータに電力を供給する２次電池を有し、車両フロア上に配置された電池パックと、排気口を有し、内燃機関から車両フロア下を通って排気口まで延びる排気通路と、排気通路の経路上に設けられ、排気ガスを浄化する触媒部とを備える。排気通路は、電池パックの直下を通るように設けられている。触媒部は、電池パックの直下からずれた位置に配置されている。

このように構成されたハイブリッド車両の構造によれば、排気通路を内燃機関から排気口まで延ばす際、電池パックを避けて通す必要がない。このため、排気通路がその経路上で過度に曲ることを避けることができ、内燃機関の性能が低下することを防止できる。この際、排気通路に設けられた触媒部は、電池パックの直下からずれた位置に配置されている。このため、触媒反応によって触媒部で発生する熱によって、電池パック内に流れる冷却風が温度上昇することを抑制できる。これにより、２次電池の冷却効率が著しく低下することを防止できる。

また、２次電池は、車両進行方向に積層された複数の電池セルから構成されている。電池パックは、複数の電池セルが積層された方向に直交する略水平方向に２次電池と隣り合って設けられ、複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバをさらに有する。複数の電池セルは、吸気チャンバから相対的に近くに位置する第１の電池セル領域と、吸気チャンバから相対的に遠くに位置する第２の電池セル領域とを含む。好ましくは、排気通路は、第１の電池セル領域の直下を通るように設けられている。このように構成されたハイブリッド車両の構造によれば、第１の電池セル領域の電池セルは、排気通路の熱の影響をより大きく受けるため、第１の電池セル領域と第２の電池セル領域との間で生じる電池セルの温度分布を縮小することができる。

この発明のさらに別の局面に従ったハイブリッド車両の構造は、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の構造である。ハイブリッド車両の構造は、車両フロア上に配置された電池パックと、排気口を有し、内燃機関から車両フロア下を通って排気口まで延びる排気通路とを備える。電池パックは、車両幅方向に積層された複数の電池セルから構成され、モータに電力を供給する２次電池と、複数の電池セルが積層された方向に直交する略水平方向に２次電池と隣り合って設けられ、複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバと、２次電池に対して吸気チャンバの反対側に配置され、複数の電池セル間から冷却風を排気する排気チャンバとを有する。吸気チャンバおよび排気チャンバは、複数の電池セルが積層された方向に離れた一方端および他方端を含み、一方端から他方端に向けて延びている。冷却風が、吸気チャンバの一方端から導入され、排気チャンバの他方端から排出される場合、排気通路は、一方端よりも他方端に近い位置において電池パックの直下を通るように設けられている。冷却風が、吸気チャンバの一方端から導入され、排気チャンバの一方端から排出される場合、排気通路は、他方端よりも一方端に近い位置において電池パックの直下を通るように設けられている。

このように構成されたハイブリッド車両の構造によれば、排気通路を内燃機関から排気口まで延ばす際、電池パックを避けて通す必要がない。このため、排気通路がその経路上で過度に曲ることを避けることができ、内燃機関の性能が低下することを防止できる。この際、冷却風が、吸気チャンバの一方端から導入され、排気チャンバの他方端から排出される場合には、電池セル間に流れる冷却風の流量が、一方端よりも他方端に近い位置で大きくなり、他方端に近い位置で低く、一方端に近い位置で高い電池セルの温度分布が生じる。また、冷却風が、吸気チャンバの一方端から導入され、排気チャンバの一方端から排出される場合には、電池セル間に流れる冷却風の流量が、他方端よりも一方端に近い位置で大きくなり、一方端に近い位置で低く、他方端に近い位置で高い電池セルの温度分布が生じる。本発明では、それぞれの場合に、他方端および一方端に近い位置で排気通路が延びるため、排気通路の熱によって、電池セルの温度分布を縮小することができる。

以上説明したように、この発明に従えば、排気管の経路に大きい制約を生じさせることなく、２次電池の冷却効率の低下を抑制するハイブリッド車両の構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるハイブリッド自動車を示す側面図である。図２は、図１中のハイブリッド自動車の平面図である。図１および図２を参照して、ハイブリッド自動車１０は、ガソリンエンジン１４（以下、単にエンジン１４と呼ぶ）と、充放電可能な２次電池（バッテリ）３２から電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車である。

エンジン１４は、車両前方に形成されたエンジンルーム１６に収容されている。エンジン１４のエキゾーストマニホールドには、排気管２１が接続されている。排気管２１は、エンジンルーム１６内からフロアパネル１５の下を通って、車両後方に向けて延びている。フロアパネル１５は、車体の床板を構成しており、地面と対向して延在している。排気管２１は、車両後方に向けて延びる先に、車外に開口する排気口２４を有する。エンジン１４から出された排気ガスは、排気管２１を通って車両後方に導かれ、排気口２４から車外に排出される。

排気管２１の経路上には、エンジン１４から近い順に、排気ガスを浄化する３元触媒２２と、エンジンの各気筒内における燃焼音を抑制するマフラー２３とが設けられている。３元触媒２２は、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ（炭化水素）およびＮＯｘ（窒化酸化物）をそれぞれ、ＣＯ_２、Ｈ_２ＯおよびＮ_２に同時に変化させる触媒であり、たとえば、モノリス基材に、アルミナ担体、白金やロジウムのような貴金属成分を含むコート層を形成して構成される。

ハイブリッド自動車１０の車両室内には、運転席１１と助手席１２とが車両幅方向に並んで設けられている。車両幅方向は、車両進行方向に直交する方向である。運転席１１と助手席１２との間には、樹脂製のセンターコンソール１３が設けられている。センターコンソール１３は、たとえば、車両室内のインテリア性を向上させる目的や、飲料容器を載置するためのカップホルダや、小物類を載置するための凹部を設けるために設置されている。

２次電池３２を収容する電池パック３１は、フロアパネル１５上であって、たとえばセンターコンソール１３の内部に設けられている。電池パック３１は、車両進行方向においてエンジン１４と排気口２４との間に配置されており、本実施の形態では、エンジン１４と排気口２４とを結ぶ直線上に重なるように配置されている。電池パック３１は、車両上方から見た場合に、エンジン１４と排気口２４との間に位置するように設けられている。電池パック３１と排気管２１とは、フロアパネル１５を介在させて互いに隣接して設けられている。

図３は、図１中の電池パックを示す斜視図である。図中では、電池パックの外装をなすケース体が透視して描かれている。図２および図３を参照して、電池パック３１に収容された２次電池３２は、複数の電池セル３３から構成されており、本実施の形態では、並列に並べられた電池セル３３ｍおよび３３ｎの組が、車両進行方向に積層されて構成されている。複数の電池セル３３は、図示しないバスバーにより、互いに電気的に直列に接続されている。電池セル３３は、リチウムイオン電池から形成されている。なお、電池セル３３は、充放電可能な２次電池であれば特に限定されず、たとえばニッケル水素電池であっても良い。

電池セル３３ｍおよび３３ｎの組は、たとえば、ポリプロピレン（polypropylene）等の樹脂材料から形成された樹脂枠４３によって保持されている。樹脂枠４３は、電池セル３３ｍおよび３３ｎを保持した状態で、車両進行方向に複数、並べられている。その複数並べられた樹脂枠４３の両側には、エンドプレート４０および４１が配置されている。エンドプレート４０とエンドプレート４１とは、複数の樹脂枠４３を挟み込んだ状態で、拘束バンド４２によって互いに結合されている。

電池パック３１には、２次電池３２の両側に位置して、吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５が形成されている。吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５は、電池セル３３が積層された車両進行方向に直交する水平方向、すなわち車両幅方向に２次電池３２と隣り合っている。車両進行方向に積層された複数の電池セル３３ｍは、吸気チャンバ３４に隣接して設けられており、車両進行方向に積層された複数の電池セル３３ｎは、排気チャンバ３５に隣接して設けられている。

樹脂枠４３には、車両進行方向に隣り合う電池セル３３の間を通る冷却風通路４４が形成されている。冷却風通路４４は、２次電池３２の両側で吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５に連通している。車両室内から電池パック３１に導入された冷却風は、吸気チャンバ３４から冷却風通路４４に流れ込む。冷却風は、冷却風通路４４を流れる間、まず電池セル３３ｍを冷却し、その後、電池セル３３ｎを冷却する。電池セル３３との熱交換によって温度上昇した冷却風は、冷却風通路４４から排気チャンバ３５に排出される。

図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線上に沿った電池パックの断面図である。図３および図４を参照して、排気管２１は、電池パック３１の直下であって、かつ吸気チャンバ３４の直下からずれた位置、すなわち、ハイブリッド自動車１０を平面的に見た場合に、吸気チャンバ３４以外の電池パック３１と重なり合う位置で延びている。排気管２１は、車両上方から見た場合に、電池パック３１に重なり、かつ吸気チャンバ３４に重ならないように延びている。排気管２１は、車両上方から見た場合に、吸気チャンバ３４と間隔を設けるとともに電池パック３１と重なりながら、車両進行方向に延びている。排気管２１は、排気管２１から伝達される熱量が、吸気チャンバ３４で相対的に小さく、吸気チャンバ３４以外の電池パック３１で相対的に大きくなるように設けられている。本実施の形態における排気管２１は、車両上方から見た場合に、複数の電池セル３３を両側から拘束するエンドプレート４０とエンドプレート４１との双方に交差するように延びている。排気管２１は、電池セル３３ｍの直下に広がる領域１０２、電池セル３３ｎの直下に広がる領域１０３または排気チャンバ３５の直下に広がる領域１０４に位置して延びている。排気管２１が延びる領域は、上述の領域のうち複数の領域に渡っていても良い。

排気管２１が、吸気チャンバ３４の直下に広がる領域１０１で延びている場合を想定すると、排気管２１に流れる高温の排気ガスの影響によって、吸気チャンバ３４内の冷却風の温度が上昇する。この場合、温度上昇した冷却風が、２次電池３２に供給されることとなるため、冷却風と電池セル３３との熱交換が効率良く行なわれない。このため、２次電池３２の冷却効率が著しく低下するおそれが生じる。これに対して、本実施の形態では、領域１０１からずれた領域１０２、１０３または１０４で、排気管２１が延びているため、排気管２１の熱の影響を受けて２次電池３２の冷却効率が低下することを抑制できる。

排気管２１が、排気チャンバ３５の直下に広がる領域１０４で延びている場合、２次電池３２の冷却効率の低下を最も効果的に抑制することができる。また、排気管２１が、電池セル３３の直下に広がる領域１０２または領域１０３で、電池セル３３の積層方向である車両進行方向に沿って延びている場合には、排気管２１の熱の影響によって、車両進行方向に並ぶ電池セル３３間で温度差が生じることを防止できる。

また、排気管２１が、電池セル３３ｍの直下に広がる領域１０２で延びている場合には、排気管２１の熱の影響を受けて、電池セル３３ｍの温度が上昇する。しかしながら、冷却風流れの上流側に位置する電池セル３３ｍの温度は、冷却風流れの下流側に位置する電池セル３３ｎの温度よりも低くなる傾向があるため、電池セル３３ｍと電池セル３３ｎとの間の温度差を小さくすることができる。

図５は、排気管が、冷却風流れの下流側に配置された電池セルの直下で延びている場合の電池パックの変形例を示す断面図である。図５を参照して、排気管２１が、電池セル３３ｎの直下に広がる領域１０３で延びている場合、複数の電池セル３３ｍ間で延びる冷却風通路と、排気チャンバ３５とを短絡させるバイパス流路５１を樹脂枠４３に形成しても良い。バイパス流路５１は、電池セル３３ｎと排気管２１との間を通って延びる。バイパス流路５１は、複数の電池セル３３ｍ間を流れた冷却風を、複数の電池セル３３ｎ間を通過させることなく、排気チャンバ３５に導く。

このような構成により、排気管２１の熱が、バイパス流路５１に流れる冷却風によって運び去られるため、電池セル３３ｎの温度上昇をより小さく抑えることができる。これにより、電池セル３３ｍと電池セル３３ｎとの間の温度差をより小さく抑えることができる。

図６は、排気管が、冷却風流れの下流側に配置された電池セルの直下で延びている場合の電池パックの別の変形例を示す断面図である。図６を参照して、排気管２１が、電池セル３３ｎの直下に広がる領域１０３で延びている場合、バイパス流路５１に加えて、吸気チャンバ３４と、複数の電池セル３３ｎ間で延びる冷却風通路とを短絡させるバイパス流路５２を樹脂枠４３に形成しても良い。バイパス流路５２は、電池セル３３ｎに対してフロアパネル１５の反対側で延びており、排気管２１の熱の影響を受け難い位置に形成されている。バイパス流路５２は、吸気チャンバ３４に流れる冷却風を、複数の電池セル３３ｍ間を通過させることなく、複数の電池セル３３ｎ間に導く。

このような構成により、バイパス流路５２によって、電池セル３３ｍとの間で熱交換が行なわれていない冷却風が、電池セル３３ｎとの熱交換に用いられる。この方法であれば、図５に示す変形例と比較して、電池セル３３ｎ間に流れる冷却風の流量を、電池セル３３ｍ間に流れる冷却風の流量と同一もしくは大きくすることが可能となり、電池セル３３ｎの温度をより低く設定することができる。これにより、電池セル３３ｍと電池セル３３ｎとの間の温度差をさらに小さくすることができる。

この発明の実施の形態１におけるハイブリッド車両としてのハイブリッド自動車１０の構造は、車両フロアとしてのフロアパネル１５上に配置された電池パック３１と、排気口２４を有し、内燃機関としてのエンジン１４からフロアパネル１５下を通って排気口２４まで延びる排気通路としての排気管２１とを備える。電池パック３１は、車両進行方向に積層された複数の電池セル３３から構成され、モータに電力を供給する２次電池３２と、複数の電池セル３３が積層された方向に直交する略水平方向に２次電池３２と隣り合って設けられ、複数の電池セル３３間に冷却風を供給する吸気チャンバ３４とを有する。排気管２１は、電池パック３１の直下を通り、かつ吸気チャンバ３４の直下からずれた位置を通るように設けられている。

このように構成された、この発明の実施の形態１におけるハイブリッド自動車１０の構造によれば、排気管２１を電池パック３１の直下を通すことによって、排気管２１を電池パック３１の周りで迂回させる必要がなくなり、排気管２１の取り回しの自由度が向上する。これにより、排気管２１が、エンジン１４と排気口２４との間で過度に湾曲したり折れ曲ったりすることを防止し、エンジン１４の性能の向上を図ることができる。また、本実施の形態では、２次電池３２とフロアパネル１５との間に吸気チャンバ３４または排気チャンバ３５が配置されていないため、電池パック３１は、フロアパネル１５下の外部環境の影響を受け易い構造となっている。しかしながら、排気管２１は、吸気チャンバ３４の直下からずれた位置を通るため、２次電池３２の冷却効率が著しく低下することを防止できる。

なお、本実施の形態では、電池パック３１がセンターコンソール１３の内部に設置されている場合について説明したが、これに限定されず、電池パック３１は、たとえば運転席１１または助手席１２のシート下や、後部座席１８のシート下、ラゲージルームなどに配置されていても良い。また、エンジン１４は、ガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジンであっても良い。

（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２におけるハイブリッド自動車を示す平面図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線上に沿った電池パックの断面図である。以下において、実施の形態１におけるハイブリッド自動車１０と重複する構造については説明を繰り返さない。

図７および図８を参照して、本実施に形態では、２次電池３２が、並列に並べられた電池セル３３ｍおよび３３ｎの組が車両幅方向に積層されて構成されている。吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５は、電池セル３３が積層された車両幅方向に直交する水平方向、すなわち車両進行方向に２次電池３２と隣り合っている。排気管２１は、電池パック３１の直下で延びており、吸気チャンバ３４の直下に広がる領域１０１、電池セル３３ｍおよび３３ｎの直下でそれぞれ広がる領域１０２および１０３、ならびに排気チャンバ３５の直下で広がる領域１０４を順に通って延びている。

本実施の形態では、さらに、３元触媒２２が、吸気チャンバ３４の直下からずれた位置、すなわち、ハイブリッド自動車１０を平面的に見た場合に、吸気チャンバ３４と重ならない位置に設けられている。３元触媒２２は、領域１０２、領域１０３、領域１０４または電池パック３１の直下からずれた領域１００および１０５に位置して設けられている。３元触媒２２が配置される領域は、上述の領域のうち複数の領域に渡っていても良い。

なお、３元触媒２２に替えて、酸化触媒、リーンＮＯｘ触媒、酸化触媒付きＤＰＦ（diesel particulate filter）またはＨＣ吸着浄化触媒などの触媒反応によって排気ガスを浄化する装置が設けられていても良い。また、３元触媒２２は、エンジン始動時に早期に活性温度となるようにエキゾーストマニホールドのすぐ下流側に設けられた触媒であっても良い。

排気ガスが３元触媒２２を通過すると触媒反応が起こるため、３元触媒２２が温度上昇する。本実施の形態では、吸気チャンバ３４の直下に広がる領域１０１からずれた領域１００、１０２、１０３、１０４または１０５に３元触媒２２が配置されるため、３元触媒２２で発生する熱の影響を受けて、２次電池３２の冷却効率が著しく低下することを抑制できる。

この発明の実施の形態２におけるハイブリッド自動車の構造は、フロアパネル１５上に配置された電池パック３１と、排気口２４を有し、エンジン１４からフロアパネル１５下を通って排気口２４まで延びる排気管２１と、排気管２１の経路上に設けられ、排気ガスを浄化する触媒部としての３元触媒２２とを備える。電池パック３１は、車両幅方向に積層された複数の電池セル３３から構成され、モータに電力を供給する２次電池３２と、複数の電池セル３３が積層された方向に直交する略水平方向に２次電池３２と隣り合って設けられ、複数の電池セル３３間に冷却風を供給する吸気チャンバ３４とを有する。排気管２１は、電池パック３１の直下を通るように設けられている。３元触媒２２は、吸気チャンバ３４の直下からずれた位置に配置されている。

このように構成された、この発明の実施の形態２におけるハイブリッド自動車の構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図９は、この発明の実施の形態３におけるハイブリッド自動車を示す平面図である。以下において、実施の形態１および２におけるハイブリッド自動車と重複する構造については説明を繰り返さない。

図９を参照して、本実施の形態では、２次電池３２が、電池セル３３が車両進行方向に積層されて構成されている。吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５は、電池セル３３が積層された車両進行方向に直交する水平方向、すなわち車両幅方向に２次電池３２と隣り合っている。排気管２１は、電池パック３１の直下で延びており、３元触媒２２は、電池パック３１の直下からずれた位置に配置されている。つまり、ハイブリッド自動車１０を平面的に見た場合に、排気管２１は、電池パック３１と重なり合う位置で延びており、３元触媒２２は、電池パック３１とは重ならない位置に配置されている。このような構成により、本実施の形態では、３元触媒２２で発生する熱の影響を受けて、２次電池３２の冷却効率が著しく低下することを抑制できる。

なお、実施の形態１と同様に、排気管２１が、図４中の電池セル３３ｍの直下に広がる領域１０２で延びている場合には、電池セル３３ｍと電池セル３３ｎとの間の温度差を小さくすることができる。また、排気管２１が、電池セル３３ｎの直下に広がる領域１０３で延びている場合には、図５および図６に示すバイパス流路を、図９中に示すハイブリッド自動車に適用しても良い。

図１０は、図９中のハイブリッド自動車の変形例を示す平面図である。図１０を参照して、電池セル３３が車両幅方向に積層された本変形例においても、排気管２１は、電池パック３１の直下で延びるように設けられ、３元触媒２２は、電池パック３１の直下からずれた位置に配置される。

この発明の実施の形態３におけるハイブリッド自動車は、モータに電力を供給する２次電池３２を有し、フロアパネル１５上に配置された電池パック３１と、排気口２４を有し、エンジン１４からフロアパネル１５下を通って排気口２４まで延びる排気管２１と、排気管２１の経路上に設けられ、排気ガスを浄化する３元触媒２２とを備える。排気管２１は、電池パック３１の直下を通るように設けられている。３元触媒２２は、電池パック３１の直下からずれた位置に配置されている。

このように構成された、この発明の実施の形態３におけるハイブリッド自動車によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図１１は、この発明の実施の形態４におけるハイブリッド自動車を部分的に示す平面図である。以下において、実施の形態１から３におけるハイブリッド自動車と重複する構造については説明を繰り返さない。

図１１を参照して、本実施の形態では、２次電池３２が、電池セル３３が車両幅方向に積層されて構成されている。吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５は、電池セル３３が積層された車両幅方向に直交する水平方向、すなわち車両進行方向に２次電池３２と隣り合っている。吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５は、車両幅方向に離間した一方端５５および他方端５６を有し、一方端５５から他方端５６に向かって互いに平行に延びている。冷却風は、吸気チャンバ３４の一方端５５から導入され、電池パック３１内でＵターンして、排気チャンバ３５の一方端５５から排出される。排気管２１は、他方端５６よりも一方端５５に近い位置において、電池パック３１の直下で延びている。

本実施の形態では、吸気チャンバ３４に冷却風が導入される位置と、排気チャンバ３５から冷却風が排出される位置とが、吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５が延びる方向の同じ側に設けられている。このため、冷却風は、吸気チャンバ３４に流れ込むと、吸気チャンバ３４の他方端５６に向かうよりもむしろ、電池セル３３の間を通って排気チャンバ５５に向かおうとする。したがって、本実施の形態では、他方端５６よりも一方端５５に近い位置で、電池セル３３間に流れる冷却風の流量が大きくなる。これに対して、排気管２１は、他方端５６よりも一方端５５に近い位置で延びているため、車両幅方向に並ぶ電池セル３３間で生じる温度差を小さくすることができる。

図１２は、図１１中の電池パックの変形例を示す平面図である。図１２を参照して、本変形例では、冷却風が、吸気チャンバ３４の一方端５５から導入されて、排気チャンバ３５の他方端５６から排出される。排気管２１は、一方端５５よりも他方端５６に近い位置において、電池パック３１の直下で延びている。

この場合、吸気チャンバ３４に冷却風が導入される位置と、排気チャンバ３５から冷却風が排出される位置とが、吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５が延びる方向の反対側に設けられている。このため、冷却風は、吸気チャンバ３４の一方端５５に流れ込むと、電池セル３３の間を通って排気チャンバ５５に向かうよりもむしろ、吸気チャンバ３４の他方端５６に向けて勢い良く流れようとする。したがって、一方端５５よりも他方端５６に近い位置で、電池セル３３間に流れる冷却風の流量が大きくなる。これに対して、排気管２１は、一方端５５よりも他方端５６に近い位置で延びているため、車両幅方向に並ぶ電池セル３３間で生じる温度差を小さくすることができる。

この発明の実施の形態４におけるハイブリッド自動車の構造は、フロアパネル１５上に配置された電池パック３１と、排気口２４を有し、エンジン１４からフロアパネル１５下を通って排気口２４まで延びる排気管２１とを備える。電池パック３１は、車両幅方向に積層された複数の電池セル３３から構成され、モータに電力を供給する２次電池３２と、複数の電池セル３３が積層された方向に直交する略水平方向に２次電池３２と隣り合って設けられ、複数の電池セル３３間に冷却風を供給する吸気チャンバ３４と、２次電池３２に対して吸気チャンバ３４の反対側に配置され、複数の電池セル３３間から冷却風を排気する排気チャンバ３５とを有する。吸気チャンバ３４および排気チャンバ３５は、複数の電池セル３３が積層された方向に離れた一方端５５および他方端５６を含み、一方端５５から他方端５６に向けて延びている。

冷却風が、吸気チャンバ３４の一方端５５から導入され、排気チャンバ３５の他方端５６から排出される場合、排気管２１は、一方端５５よりも他方端５６に近い位置において電池パック３１の直下を通るように設けられている。冷却風が、吸気チャンバ３４の一方端５５から導入され、排気チャンバ３５の一方端５５から排出される場合、排気管２１は、他方端５６よりも一方端５５に近い位置において電池パック３１の直下を通るように設けられている。

このように構成された、この発明の実施の形態４におけるハイブリッド自動車によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。また、電池セル３３間の温度のばらつきを小さく抑えることで、２次電池３２の電池性能や電池寿命の向上を図ることができる。

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。本発明の範囲は上記した説明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。

この発明の実施の形態１におけるハイブリッド自動車を示す側面図である。図１中のハイブリッド自動車の平面図である。図１中の電池パックを示す斜視図である。図２中のＩＶ−ＩＶ線上に沿った電池パックの断面図である。排気管が、冷却風流れの下流側に配置された電池セルの直下で延びている場合の電池パックの変形例を示す断面図である。排気管が、冷却風流れの下流側に配置された電池セルの直下で延びている場合の電池パックの別の変形例を示す断面図である。この発明の実施の形態２におけるハイブリッド自動車を示す平面図である。図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線上に沿った電池パックの断面図である。この発明の実施の形態３におけるハイブリッド自動車を示す平面図である。図９中のハイブリッド自動車の変形例を示す平面図である。この発明の実施の形態４におけるハイブリッド自動車を部分的に示す平面図である。図１１中の電池パックの変形例を示す平面図である。

符号の説明

１０ハイブリッド自動車、１４エンジン、１５フロアパネル、２１排気管、２４排気口、３１電池パック、３２２次電池、３３，３３ｍ，３３ｎ電池セル、３４吸気チャンバ、３５排気チャンバ、５５一方端、５６他方端。

Claims

内燃機関とモータとを備えるハイブリッド車両の構造であって、
車両進行方向に配置された複数の電池セルから構成され、前記モータに電力を供給する２次電池と、前記複数の電池セルが配置された方向に直交する略水平方向に前記２次電池と隣り合って設けられ、前記複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバと、前記２次電池に対して前記吸気チャンバの反対側に配置され、前記複数の電池セル間から冷却風を排気する排気チャンバとを有し、車両フロア上に配置された電池パックと、
排気口を有し、前記内燃機関から車両フロア下を通って前記排気口まで延びる排気通路とを備え、
前記複数の電池セルは、前記吸気チャンバから相対的に近くに位置する第１の電池セル領域において電池セルが車両進行方向に配置されてなる第１の電池セル群と、前記吸気チャンバから相対的に遠くに位置し、前記第１の電池セル領域と車両幅方向に隣り合う第２の電池セル領域において電池セルが車両進行方向に配置されてなる第２の電池セル群とから構成され、
前記排気通路は、前記第１の電池セル領域の直下を通るように設けられている、ハイブリッド車両の構造。
前記排気通路の経路上に設けられ、排気ガスを浄化する触媒部をさらに備え、
前記触媒部は、前記電池パックの直下からずれた位置に配置されている、請求項１に記載のハイブリッド車両の構造。
内燃機関とモータとを備えるハイブリッド車両の構造であって、
車両幅方向に配置された複数の電池セルから構成され、前記モータに電力を供給する２次電池と、前記複数の電池セルが配置された方向に直交する略水平方向に前記２次電池と隣り合って設けられ、前記複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバと、前記２次電池に対して前記吸気チャンバの反対側に配置され、前記複数の電池セル間から冷却風を排気する排気チャンバとを有し、車両フロア上に配置された電池パックと、
排気口を有し、前記内燃機関から車両フロア下を通って前記排気口まで延びる排気通路とを備え、
前記吸気チャンバおよび前記排気チャンバは、前記複数の電池セルが配置された方向に離れた一方端および他方端を含み、前記一方端から前記他方端に向けて延びており、
冷却風が、前記吸気チャンバの前記一方端から導入され、前記排気チャンバの前記他方端から排出され、
前記排気通路は、前記一方端よりも前記他方端に近い位置において前記電池パックの直下を通るように設けられている、ハイブリッド車両の構造。
内燃機関とモータとを備えるハイブリッド車両の構造であって、
車両幅方向に配置された複数の電池セルから構成され、前記モータに電力を供給する２次電池と、前記複数の電池セルが配置された方向に直交する略水平方向に前記２次電池と隣り合って設けられ、前記複数の電池セル間に冷却風を供給する吸気チャンバと、前記２次電池に対して前記吸気チャンバの反対側に配置され、前記複数の電池セル間から冷却風を排気する排気チャンバとを有し、車両フロア上に配置された電池パックと、
排気口を有し、前記内燃機関から車両フロア下を通って前記排気口まで延びる排気通路とを備え、
前記吸気チャンバおよび前記排気チャンバは、前記複数の電池セルが配置された方向に離れた一方端および他方端を含み、前記一方端から前記他方端に向けて延びており、
冷却風が、前記吸気チャンバの前記一方端から導入され、前記排気チャンバの前記一方端から排出され、
前記排気通路は、前記他方端よりも前記一方端に近い位置において前記電池パックの直下を通るように設けられている、ハイブリッド車両の構造。