JP5364915B2 - バッテリーモジュールの保持装置 - Google Patents

Description

本発明はバッテリーモジュールの保持装置に係り、さらに詳しくは、バッテリーモジュールの冷却性能の向上、部品構造の単純化及び部品重量の低減が達成できるバッテリーモジュールの保持装置に関する。

一般に、ハイブリッド自動車に使用されるバッテリーモジュールは、ボックス状の保持装置の内部で複数列に一定の方向性を有するように配置され、それぞれのバッテリーモジュールは互いに電気的に接続されるとともに機械的に連結された状態で保持される。
すなわち、従来のバッテリーモジュールの保持装置は、図１に示すように、空気の流れ方向に対して複数の入出口を形成する外壁１ａと隔壁１ｂを備えたハウジング１と、複数の行及び列で外壁１ａと隔壁１ｂの対応する位置を貫通し、バッテリーモジュール３が挿入される貫通孔５とを備える。この場合、貫通孔５の形成方向は、空気の流れ方向に対して交差する方向に設定される。

また、外壁１ａと隔壁１ｂとの間、及び隔壁１ｂと隔壁１ｂとの間にそれぞれ形成された空間には図２に示すように、整流フィン７が挿入される。整流フィン７は、ハウジング１の入口を通じて流入した空気によって、バッテリーモジュール３が均一に冷却できるようにする役目を有する。
このために、整流フィン７は、外壁１ａと隔壁１ｂとの間、及び隔壁１ｂと隔壁１ｂとの間にそれぞれ形成された空間に挿入される平板部材７ａと、平板部材７ａに形成された貫通孔５に隣接する部位で外側に突出する遮断板７ｂと、平板部材７ａの一端部に結合され、ハウジング１の上下側外壁１ａにネジで固定されるフランジ部７ｃとを一体に備えた構造からなる。

すなわち、従来のバッテリーモジュール３の保持装置は、バッテリーモジュール３の収納のためのハウジング１と、バッテリーモジュール３の均一な冷却のための整流フィン７とがそれぞれ別個に形成されて組み立てられる構造を成しているものである。
したがって、前記のような構成を有する従来のバッテリーモジュール３の保持装置は次のような問題点があった。

１．ハウジング１の内部に整流フィン７を組込むため、保持装置の全体的な構造が複雑になる。
２．整流フィン７に備えられた遮断板７ｂと外壁１ａまたは隔壁１ｂとの間の隙間を通じて流入する空気によって、バッテリーモジュール３に局部的な過冷却部位が発生する。
すなわち、遮断板７ｂの後方に位置するバッテリーモジュール３の部位と、遮断板７ｂと外壁１ａまたは隔壁１ｂとの間に形成される隙間の後方に位置するバッテリーモジュール３の部位での冷却の程度に差が発生する。
また、平板部材７ａの貫通孔５に接触するバッテリーモジュール３の部位では空気との接触ができず、全く冷却されない。
この結果、バッテリーモジュール３の全部位にわたって均一な冷却効果を期待することができず、これによりバッテリーモジュール３の冷却性能低下をもたらす。

３．ハウジング１に整流フィン７を組み立てる際に、外壁１ａにフランジ部７ｃをネジで締結する必要があるため、部品点数の増大及び、それによる無駄な費用増大をもたらす。
４．ハウジング１に整流フィン７を組み付けることによる組立性の低下とともに部品の全重量を増加させる。
特開２００４−１３９９３４号公報

本発明は、前記のような問題点に鑑みてなされたもので、バッテリーモジュールを収納するハウジングの内部に、空気の均一な流動を誘導する整流フィンを一体に形成して、保持装置の構造の単純化とともに冷却性能の向上を図ることにその目的がある。
また、本発明は、ハウジングの内部の整流フィンの設置構造を単純化することで、保持装置の組立性を改善するとともに、製造費用の低減を図ることにその目的がある。

前記のような目的を達成するための本発明は、左右一対の外壁と、前記外壁の間で等間隔に設置した複数の隔壁と、前記外壁と前記隔壁との間および前記隔壁と前記隔壁との間を水平に連結する連結壁と、前記外壁と前記隔壁の上端または下端、あるいは、上、下端のそれぞれ対応する位置に形成された半円状の貫通孔とを備え、前記外壁、隔壁および連結壁からなる構造体が層状に複数個積層され、内部に空気の流れ方向に沿って複数に分割された空間を形成するハウジングと、
前記連結壁と前記隔壁と前記外壁に囲まれた空間、及び、前記連結壁と２つの前記隔壁に囲まれた空間で前記連結壁の上面に取り付けられ、前記空気の流れ方向に沿った前記分割された空間の断面の一部を遮蔽する整流フィンと，
を含んでなるとともに， 前記連結壁からの前記整流フィンの高さは、空気の流れ方向に沿って次第に減少するように設定されることを特徴とする。

前記整流フィンは、前記ハウジングの連結壁と一体に成形されることを特徴とする。

前記ハウジングは、前記外壁と前記隔壁との間、及び前記隔壁と隔壁との間がそれぞれ前記整流フィンで連結されたことを特徴とする。

前記整流フィンは、前記外壁、前記隔壁及び前記連結壁に対してそれぞれ着脱可能な差し込み方式で結合され、前記外壁、前記隔壁及び前記連結壁には、前記整流フィン取付けのための挿入溝が形成されることを特徴とする。

前記整流フィンは、前記外壁と隔壁との間、及び前記隔壁と隔壁との間を連結する連結壁に載せられて固定される水平板材と、前記水平板材から直立又は傾斜するように結合される垂直又は傾斜板材とを含んでなることを特徴とする。

本発明によるバッテリーモジュールの保持装置によれば、バッテリーモジュールを収納するハウジングの内部に設置される整流フィンが従来に比べて簡素化した構造であるため、バッテリーモジュールの保持装置の部品点数を減らすことができるとともに部品の全体重量及び体積を減らすことができ、製造原価の低減及び組立性の改善が可能となる。

また、整流フィンによって冷却風、温風の流れる空間がハウジングの入口から出口に向かって次第に増加するため、バッテリーモジュールの均一な冷却効果を期待することができる。
この場合、整流フィンは従来に比べて簡素化した構造であるため、バッテリーモジュールが空気と接触する面積の拡張を期待することができ、バッテリーモジュールの冷却性能を向上させることができる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の第１実施例は、図３、図４及び図５に示す通り、左右一対の外壁１０ａと、外壁１０ａの間に設置した隔壁１０ｂと、外壁１０ａと隔壁１０ｂとの間を水平に連結する連結壁１０ｃと、外壁１０ａと隔壁１０ｂの上端または下端、あるいは、上、下端のそれぞれ対応する位置に形成された半円状の貫通孔１４とを備え、外壁１０ａ、隔壁１０ｂおよび連結壁１０ｃからなる構造体が層状に複数個積層され、内部に空気の流れ方向に沿って複数に分割された空間を形成するハウジング１０と、各貫通孔１４の両側に位置し、空気の流れ方向に沿った分割された空間の断面の一部を遮蔽する整流フィン１６と、を含んでなる。

半円状の貫通孔１４は、ハウジングに組み立てると完全な円形を形成して、バッテリーモジュール１２を収納する。
また、ハウジング１０は、層状に積層結合されて空気の流れ方向に沿った複数の分割空間を形成する。
ハウジングの４隅には、積層後のネジ結合のための締結孔１０ｄが形成されている。
そして、貫通孔１４は、左右外壁１０ａと複数の隔壁１０ｂの各々対応する位置に設けられ、左右外壁１０ａの間に複数本のバッテリーモジュール１２が貫通するようになっている。左右外壁１０ａの間に設けられる貫通孔は、水平方向では同一線上に設けられるが、上下方向は互いにずれた位置に配置される。

図５に示すように、ハウジング１は、外壁１０ａと隔壁１０ｂとの間、及び隔壁１０ｂと隔壁１０ｂとの間がそれぞれ整流フィン１６で連結され、整流フィン１６は、ハウジング１の連結壁１０ｃと一体に成形されることが望ましい。
第２実施例では、図６に示すように、整流フィン１６は、外壁１０ａ、隔壁１０ｂ及び連結壁１０ｃに対してそれぞれ着脱可能な差し込み方式で結合される。
このために、外壁１０ａ、隔壁１０ｂ及び連結壁１０ｃには、整流フィン１６の収容のための挿入溝１０ｅが形成される。

そして、本発明の第３実施例は、図７に示すように、整流フィン１６は、外壁１０ａと隔壁１０ｂとの間、及び隔壁１０ｂと隔壁１０ｂとの間を連結する連結壁１０ｃに載せられてボルト締め又は接着剤又は溝への挿入等により固定される水平板材１６ａと、水平板材１６ａから立設して結合される垂直又は傾斜板材１６ｂとからなる。
この場合、連結壁１０ｃからの整流フィン１６の高さは、空気の流れ方向に沿って次第に減少するように設定される。これは、空気の流れ方向内でハウジング１０の入口から出口に向かってそれぞれ順次配置されるバッテリーモジュール１２の上流側が冷えやすく、下流側が冷えにくい特性を無くし、均一な冷却性能を確保するためである。

そして、本発明の第４実施例は、図８及び図９にそれぞれ示すように、左右一対の外壁１０ａと、外壁１０ａの間で等間隔で離隔した位置に設置された複数の隔壁１０ｂと、外壁１０ａと隔壁１０ｂの上端、下端または上下両端の対応する同一位置に半円状に形成された貫通孔１４とを備え、複数が層状に積層結合され、内部に空気の流れ方向に沿って複数に分割された空間を形成するハウジング１と、各貫通孔１４の両側に位置し、空気の流れ方向に沿った分割された空間の断面の一部を遮蔽する整流フィン１６と、を含んで構成される。
整流フィン１６は、空気の流れ方向に垂直な上下方向の断面が多角形である多角柱、あるいは、楕円や円形である楕円柱や円柱に形成され、図９に示すように流入する空気に対する整流フィン１６の抵抗を最小にするように配置される。

この結果、外壁１０ａと隔壁１０ｂとの間、及び隔壁１０ｂと隔壁１０ｂとの間を連結する連結壁１０ｃは除去することができるため、ハウジングの上段・中段・下段間を冷却風が自由に流れることになる。そして、整流フィンの傾斜角度を調整することにより、例えば、冷却風の流れを下段のホルダーから中段に向けることも可能となり、各モジュールの温度調節範囲が広まる。
また、整流フィン１６の高さは空気の流れ方向に沿って次第に減少するように設定される。これは、空気の流れ方向内でハウジング１０の入口から出口に向かってそれぞれ順次配置されるバッテリーモジュール１２に対する均一な冷却性能を確保するためである。

本発明は、バッテリーモジュールの冷却性能の向上、部品構造の単純化及び部品重量の低減を行なう場合に適用可能である。

従来のバッテリーモジュールの保持装置を示す斜視図である。 従来のバッテリーモジュールの保持装置の入口を示す正面図である。 （ａ）は、本発明によるバッテリーモジュールの保持装置を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明によるバッテリーモジュールの保持装置を示す正面図である。 図３（ａ）の分解斜視図である。 本発明の第１実施例による整流フィンの構成を示す図である。 本発明の第２実施例による整流フィンの構成を示す図である。 本発明の第３実施例による整流フィンの構成を示す図である。 本発明の第４実施例による整流フィンの構成を示す図である。 図８の整流フィンを採用したバッテリーモジュールの保持装置の側面を示す図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１０ａ 外壁
１０ｂ 隔壁
１０ｃ 連結壁
１０ｄ 締結孔
１０ｅ 挿入溝
１２ バッテリーモジュール
１４ 貫通孔
１６ 整流フィン
１６ａ 水平板材
１６ｂ 垂直板材、傾斜板材

Claims (6)

1. 左右一対の外壁と、前記外壁の間で等間隔に設置した複数の隔壁と、前記外壁と前記隔壁との間および前記隔壁と前記隔壁との間を水平に連結する連結壁と、前記外壁と前記隔壁の上端または下端、あるいは、上、下端のそれぞれ対応する位置に形成された半円状の貫通孔とを備え、前記外壁、隔壁および連結壁からなる構造体が層状に複数個積層され、内部に空気の流れ方向に沿って複数に分割された空間を形成するハウジングと、
   前記連結壁と前記隔壁と前記外壁に囲まれた空間、及び、前記連結壁と２つの前記隔壁に囲まれた空間で前記連結壁の上面に取り付けられ、前記空気の流れ方向に沿った前記分割された空間の断面の一部を遮蔽する整流フィンと，
   を含んでなるとともに， 前記連結壁からの前記整流フィンの高さは、空気の流れ方向に沿って次第に減少するように設定されることを特徴とするバッテリーモジュールの保持装置。
2. 前記整流フィンは、前記ハウジングの連結壁と一体に成形されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュールの保持装置。
3. 前記ハウジングは、前記外壁と前記隔壁との間、及び前記隔壁と隔壁との間がそれぞれ前記整流フィンで連結されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーモジュールの保持装置。
4. 前記整流フィンは、前記外壁、前記隔壁及び前記連結壁に対してそれぞれ着脱可能な差し込み方式で結合されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュールの保持装置。
5. 前記外壁、前記隔壁及び前記連結壁には、前記整流フィン取付けのための挿入溝が形成されることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーモジュールの保持装置。
6. 前記整流フィンは、前記外壁と隔壁との間、及び前記隔壁と隔壁との間を連結する連結壁に載せられて固定される水平板材と、前記水平板材から直立又は傾斜するように結合される垂直又は傾斜板材とを含んでなることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーモジュールの保持装置。

Images