JP5898926B2 - 車両用高電圧バッテリーパック装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用高電圧バッテリーパック装置に係り、より詳しくは、センターコンソール内にバッテリーパックが設置された車両用高電圧バッテリー装置に関する。

一般に、ハイブリッド電気自動車と燃料電池自動車、そして、電気自動車はすべて電気モータを利用して車両を駆動させる車両として、電気モータに駆動電力を提供する高電圧バッテリーパックの搭載が欠かせない。

従来の高電圧バッテリーパック装置は、図１に示すようにバッテリーパック１がトランクルーム２の空間に設置された構造が主であり、これによりトランクルーム２にバッテリーパック１を設置するための空間を別に設けなければならない短所があって、特に、バッテリーパック１によってトランクルーム２の空間を積極的に活用することができず、車両の商品性が減少する短所がある。
（例えば特許文献１参照）

また、高電圧バッテリーパック３を室外側でアンダーフロアパネルの車体メンバーに固定設置する構造もあるが、このような場合別に防水処理をしなければならないし、特に、外部の衝撃に耐えることができる別途の安全装置を設けなければならないなど、原価が大きく上昇する短所がある。

前記の背景技術として説明した事項は、本発明の背景に対する理解を助けるためのものであって、この技術分野で通常の知識を有した者に既に知られた従来技術に該当するだけにとどまるものではない。

特開２０１１−７９４７１号公報

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、高電圧バッテリーパックを車両室内に位置したセンターコンソール内に設置することにより、車両のトランクルームをより効率的に活用できるようにし、これを通じて車両の商品性向上を図り、特に、バッテリーパックの冷却装置の構成をコンパクトに構成できるようにして、重量減少及び原価節減に大きく寄与できる車両用高電圧バッテリーパック装置を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明に係る車両用高電圧バッテリーパック装置は、センターコンソール内でお互いに離隔設置された第１バッテリーパックと第２バッテリーパックと、前記第１、第２バッテリーパックを囲みながらフロアパネルに固定設置されたバッテリーケースと、前記センターコンソールの前方側で吸入された冷却空気を利用して、前記第１、第２バッテリーパックを冷却させた後に前記センターコンソールの後方側へ冷却空気を排出する冷却空気流れルートを具備するように前記センターコンソール内に設置された冷却装置と、前記センターコンソールの内部空間が前記第１、第２バッテリーパックが設置される第１チャンバ及び冷却空気の排出のための第２チャンバに分割されるように前記センターコンソールの後方面と前記第１、第２バッテリーパックの後方面との間に設置された隔板部材と、を更に含み、前記隔板部材の上下端には前記第１、第２チャンバを連結する上部グリル及び下部グリルがそれぞれ形成されることを特徴とする。

前記第１、第２バッテリーパックを冷却させた後、前記第１、第２バッテリーパックの後方側へ排出された冷却空気が前記センターコンソール内で前方側へ移動することを遮断できるように、前記バッテリーケースの上部面と前記センターコンソールの上面を連結する上部パッド、及び前記バッテリーケースの下部面と前記フロアパネルを連結する下部パッドと、をさらに含むことを特徴とする。

前記センターコンソールの内部空間が、前記第１、第２バッテリーパックが設置される第１チャンバ及び冷却空気排出のための第２チャンバに分割されるように、前記センターコンソールの後方面と前記第１、第２バッテリーパックの後方面の間に設置された隔板部材をさらに含み、前記隔板部材の上下端には前記第１、第２チャンバを連結する上部グリル及び下部グリルがそれぞれ形成されることを特徴とする。

前記第１バッテリーパックの上面と前記センターコンソールの上面との間の空間及び前記第２バッテリーパックの底面と前記フロアパネル間の空間には、前記第１、第２バッテリーパックを冷却した冷却空気が前記センターコンソールの後方側へ円滑に移動できるように冷却空気の流れを案内する上部通路と下部通路がそれぞれ設けられたことを特徴とする。

前記第１、第２バッテリーパックを冷却した冷却空気が前記センターコンソールの後方面下側で排出されるように前記センターコンソールの後方面下端と前記フロアパネルとの間に冷却空気排出ホールが設けられたことを特徴とする。

前記第１、第２バッテリーパックは、上下積層された構造で前記バッテリーケースに固定設置されることを特徴とする。

前記冷却装置は、前記第１、第２バッテリーパックの前方に位置するように固定設置されて内部に冷却ファンが回転可能に具備された冷却ファンハウジングと、該冷却ファンハウジングの前方側に連結されて、外部から冷却空気を吸いこむ吸入ダクトと、及び前記冷却ファンハウジングに一端が連結されて、前記第１、第２バッテリーパック間の空間で他端が配置されるように設置され、外部空気を前記第１、第２バッテリーパックに分配供給する分配ダクトと、で構成されることを特徴とする。

前記吸入ダクトは、前記冷却ファンハウジングの前方側に一端が連結されて、前記センターコンソールの前方側へ他端が配置されるように設置された前方ダクトと、及び前記前方ダクトに一端が連結されて、前記センターコンソールの両方側面部に他端がそれぞれ貫通するように設置され、車両内部空気を吸いこむ一対の側方ダクトと、で構成されることを特徴とする。

前記分配ダクトには、前記第１、第２バッテリーパックで冷却空気を分配供給するための多数個の分配用ホールが上下に開口されるように具備されることを特徴とする。

前記前方ダクトは、車両空調装置のダクトと連結されるように設置されることを特徴とする。
前記分配用ホール間の間隔は、前記第１、第２バッテリーパックを構成するバッテリーセル（ｃｅｌｌ）と同一間隔を維持するように形成されることを特徴とする。

本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置は、第１、第２バッテリーパックを含んだ冷却装置がセンターコンソール内に設置されることによって車両のトランクルームをより効率的に活用することができる。
また、分配ダクトを通じて第１、第２バッテリーパックを均一に冷却させることができるので、より効率的な冷却及び冷却性能の向上をなすことができる。

特に、１個の冷却ファンを使用して第１、第２バッテリーパックを同時に冷却させることができる構成で冷却ファンの個数を最小化できるようになり、さらにひいては冷却空気の排出のための排出ダクトが必要ない構成で、これを通じて重量減少及び原価節減を図ることができる効果がある。

従来構造によって車両用高電圧バッテリーパック装置が設置された状態を示す図面である。 本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置の斜視図である。 同じく、本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置の側面図である。 本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置の平面図である。 図４のＩ−Ｉ線断面図である。 図２でセンターコンソールをとり除いた状態の図面である。 本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置用冷却装置の斜視図である。 本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置用冷却空気排出ホールを示す背面図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例による車両用高電圧バッテリーパック装置を説明する。

本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置は、車両室内に具備されたセンターコンソール内に設置された構造である。

すなわち、図２ないし図８に示すようにセンターコンソール１０内でお互いに離隔設置された第１バッテリーパック２０と第２バッテリーパック３０と、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を囲みフロアパネル４０に固定設置されたバッテリーケース５０と、前記センターコンソール１０の前方側で吸入された冷却空気を利用して、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却させた後、前記センターコンソール１０の後方側へ冷却空気を排出する冷却空気流れルートを具備するように前記センターコンソール１０内に設置された冷却装置６０と、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却させた後前記第１、第２バッテリーパック２０、３０の後方側へ排出された冷却空気が前記センターコンソール１０内から前方側へ移動することを遮断できるように前記バッテリーケース５０の上部面と前記センターコンソール１０の上面を連結する上部パッド７０及び前記バッテリーケース５０の下部面と前記フロアパネル４０を連結する下部パッド８０と、前記センターコンソール１０の内部空間が前記第１、第２バッテリーパック２０、３０が設置される第１チャンバ１１及び冷却空気の排出のための第２チャンバ１２に分割されるように前記センターコンソール１０の後方面と前記第１、第２バッテリーパック２０、３０の後方面の間に設置された隔板部材９０を含んでなされた構成である。

前記隔板部材９０の上下端には前記第１、第２チャンバ１１、１２を連結する上部グリル９１及び下部グリル９２がそれぞれ形成される。

前記第１バッテリーパック２０の上面と前記センターコンソール１０の上面間の空間及び前記第２バッテリーパック３０の底面と前記フロアパネル４０との間の空間には前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却させた冷却空気が前記センターコンソール１０の後方側へ円滑に移動できるように冷却空気の流れを案内する上部通路１３と下部通路１４がそれぞれ設けられる。

すなわち、前記上部通路１３に上部パッド７０が設置されて、前記下部通路１４に下部パッド８０が設置された構造である。

前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却させた冷却空気が前記センターコンソール１０の後方面下側で排出されるように前記センターコンソール１０の後方面下端と前記フロアパネル４０との間には冷却空気排出ホール９３が設けられる。

したがって、本発明による装置は、冷却装置６０を通じて吸入された冷却空気が第１、第２バッテリーパック２０、３０に分配されて通過し、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却させ、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を通過した空気は上、下部通路１３、１４を通じてセンターコンソール１０の後方側へ移動した後、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０と隔板部材９０との間に設けられた後方通路１５及び前記センターコンソール１０の後方面と隔板部材９０との間に設けられた第２チャンバ１２を通じて移動して、最終的には前記センターコンソール１０の後方面の下端とフロアパネル４０との間に設けられた冷却空気排出ホール９３を通じて後方側へ排出される構造である。

ここで、隔板部材９０に形成された上部グリル９１は、上部通路１３と第２チャンバ１２を連結し、前記隔板部材９０に形成された下部グリル９２は下部通路１４と第２チャンバ１２を連結した構造である。

一方、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０は、上下積層された構造で前記バッテリーケース５０に固定設置された構造である。

そして、前記冷却装置６０は、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０の前方に位置するように固定設置され、内部に冷却ファン６１が回転可能に具備された冷却ファンハウジング６２と、該冷却ファンハウジング６２の前方側に連結されて外部から冷却空気を吸いこむ吸入ダクト６３と、前記冷却ファンハウジング６２に一端が連結されて前記第１、第２バッテリーパック２０、３０の間の空間で他端が配置されるように設置されて、外部空気を前記第１、第２バッテリーパック２０、３０で分配供給する分配ダクト６４で構成される。

ここで、前記冷却ファンハウジング６２は、ハウジングブラケット６２ａを媒介しバッテリーケース５０と連結されるように固定設置される構造である。

前記吸入ダクト６３は、前記冷却ファンハウジング６２の前方側に一端が連結されて、前記センターコンソール１０の前方側へ他端が配置されるように設置された前方ダクト６３ａと、前記前方ダクト６３ａに一端が連結されて前記センターコンソール１０の両方側面部に他端がそれぞれ貫通するように設置されて、車両の内部空気を吸いこむ一対の側方ダクト６３ｂで構成される。

前記センターコンソール１０の両方側面部には、それぞれダクトグリル１６が一体で具備されているので、前記側方ダクト６３ｂの各末端は前記ダクトグリル１６と連結された構造で設置され、前記ダクトグリル１６によって側方ダクト６３ｂの内部は異物侵入が防止される。

前記前方ダクト６３ａは、車両空調装置のダクトと連結するように設置されることが望ましい。

すなわち、側方ダクト６３ｂを通じて車両の内部空気が吸入されるが、車両内部空気は室内環境によって第１、第２バッテリーパック２０、３０を充分に冷却できない状況が発生したりする。

したがって、車両空調装置から排出される冷たい空気を必要によって前方ダクト６３ａを通じ吸いこむことにより、より効率的に第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却するように構成する。

そして、前記分配ダクト６４には、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０で冷却空気を分配供給するための多数個の分配用ホール６４ａが上下に開口されるように具備される。

前記分配用ホール６４ａは第１、第２バッテリーパック２０、３０を向けてそれぞれ開口された構造で、前記分配用ホール６４ａの間の間隔は前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を構成するバッテリーセル（ｃｅｌｌ）と同一間隔を維持するように形成されることが望ましい。

すなわち、バッテリーパック２０、３０は、それぞれ多数個のバッテリーセルが一定なパターンで結合されるので、前記分配用ホール６４ａの間の間隔がバッテリーセルと同一であると、前記分配用ホール６４ａは第１、第２バッテリーパック２０、３０を構成するそれぞれのバッテリーセルと向い合う構造になる。

したがって、分配用ホール６４ａを通じて排出される冷却空気は、第１、第２バッテリーパック２０、３０を構成するそれぞれのバッテリーセルを直接冷却させることができるので、第１、第２バッテリーパック２０、３０をより効果的に冷却させることができ、これを通じて冷却性能の向上を図ることができる。

冷却装置６０が作動を始めれば、冷却ファン６１の回転によって吸入ダクト６３で冷却空気が吸入され、吸入された冷却空気は冷却ファンハウジング６２を通過した後、分配ダクト６４に移動する。

分配ダクト６４に移動した冷却空気は、分配用ホール６４ａを通じて第１、第２バッテリーパック２０、３０に向けて排出されるので、この時、分配用ホール６４ａを通じて排出された冷却空気は第１、第２バッテリーパック２０、３０を構成するバッテリーセルを直接通過して前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を冷却する。
そして、前記第１、第２バッテリーパック２０、３０を通過した冷却空気は、上、下部通路１３、１４を通じてセンターコンソール１０の後方側へ移動するが、以後冷却空気の排出過程は前述した内容と同一であるため説明を略する。

以上説明したように本発明による車両用高電圧バッテリーパック装置は、第１、第２バッテリーパック２０、３０を含んだ冷却装置６０がセンターコンソール１０内に設置された構造で、車両のトランクルームや、または車両外部のアンダーフロアパネルに設置しなくても良いので、これによって車両のトランクルームをより効率的に活用することができ、また、別途の防水処理及び衝撃保護のための装置を使わなくても良いので、重量減少及び原価節減を図れる長所がある。

また、センターコンソール１０内に設置された構造によってコンパクトに構成できる長所もある。

また、分配ダクト６４を通じて第１、第２バッテリーパック２０、３０を均一に冷却できるので、より効率的な冷却が可能になって、ひいては冷却性能を大きく向上できる長所がある。

また、本発明は、１個の冷却ファン６１を使用して第１、第２バッテリーパック２０、３０を同時に冷却できる構成なので、冷却ファン６１の個数を最小化できる上、特に、冷却空気排出のための排出ダクトを必要としない構成であるので、これを通じて重量減少及び原価節減を図ることができる長所もある。

本発明は、特定の実施例について図示し説明したが、特許請求範囲によって提供する本発明の技術的思想を脱しない限度内で、本発明を多様に改良し、変化させることは当業界で通常の知識を有した者において自明である。

本発明は、センターコンソール内にバッテリーパックを設置した車両用高電圧バッテリー装置の分野に適用できる。

１０ センターコンソール
２０ 第１バッテリーパック
３０ 第２バッテリーパック
４０ フロアパネル
５０ バッテリーケース
６０ 冷却装置
７０ 上部パッド
８０ 下部パッド
９０ 隔板部材

Claims (10)

1. センターコンソール（１０）内でお互いに離隔設置された第１バッテリーパック（２０）と第２バッテリーパック（３０）と、
   前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）を囲みながらフロアパネル（４０）に固定設置されたバッテリーケース（５０）と、
   前記センターコンソール（１０）の前方側で吸入された冷却空気を利用して、前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）を冷却させた後前記センターコンソール（１０）の後方側へ冷却空気を排出する冷却空気流れルートを具備するように前記センターコンソール（１０）内に設置された冷却装置（６０）と、
   前記センターコンソール（１０）の内部空間が前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）が設置される第１チャンバ（１１）及び冷却空気の排出のための第２チャンバ（１２）に分割されるように前記センターコンソール（１０）の後方面と前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）の後方面との間に設置された隔板部材（９０）と、を更に含み、
   前記隔板部材（９０）の上下端には前記第１、第２チャンバ（１１、１２）を連結する上部グリル（９１）及び下部グリル（９２）がそれぞれ形成されることを特徴とする車両用高電圧バッテリーパック装置。
2. 前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）を冷却させた後前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）の後方側へ排出された冷却空気が前記センターコンソール（１０内で前方側へ移動することを遮断できるように前記バッテリーケース（５０）の上部面と前記センターコンソール（１０）の上面を連結する上部パッド（７０）及び前記バッテリーケース（５０）の下部面と前記フロアパネル（４０）を連結する下部パッド（８０）と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
3. 前記第１バッテリーパック（２０）の上面と前記センターコンソール（１０）の上面間の空間及び前記第２バッテリーパック（３０）の底面と前記フロアパネル（４０）との間の空間には前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）を冷却させた冷却空気が前記センターコンソール（１０）の後方側へ円滑に移動できるように冷却空気の流れを案内する上部通路（１３）と下部通路（１４）がそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
4. 前記第１、第２バッテリーパック（２０、３０）を冷却させた冷却空気が前記センターコンソール（１０）の後方面下側で排出されるように前記センターコンソール（１０）の後方面下端と前記フロアパネル（４０）との間には冷却空気排出ホール（９３）が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
5. 前記第１、第２バッテリーパック（１０、２０）は、上下積層された構造で前記バッテリーケース（５０）に固定設置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
6. 前記冷却装置（６０）は、前記第１、第２バッテリーパック（１０、２０）の前方に位置するように固定設置されて、内部に冷却ファン（６１）が回転可能に具備された冷却ファンハウジング（６２）と、
   前記冷却ファンハウジング（６２）の前方側に連結されて、外部から冷却空気を吸いこむ吸入ダクト（６３）と、
   前記冷却ファンハウジング（６２）に一端が連結されて前記第１、第２バッテリーパック（１０、２０）の間の空間で他端が配置されるように設置されて、外部空気を前記第１、第２バッテリーパック（１０、２０）で分配供給する分配ダクト（６４）と、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
7. 前記吸入ダクト（６３）は、前記冷却ファンハウジング（６２）の前方側に一端が連結されて、前記センターコンソール（１０）の前方側へ他端が配置されるように設置された前方ダクト（６３ａ）と、
   前記前方ダクト（６３ａ）に一端が連結されて、前記センターコンソール（１０）の両方側面部に他端がそれぞれ貫通するように設置されて、車両内部空気を吸いこむ一対の側方ダクト（６３ｂ）と、で構成されることを特徴とする請求項６に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
8. 前記分配ダクト（６４）には、前記第１、第２バッテリーパック（１０、２０）に冷却空気を分配供給するための多数個の分配用ホール（６４ａ）が上下に開口されるように具備されることを特徴とする請求項６に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
9. 前記前方ダクト（６３ａ）は、車両空調装置のダクトと連結されるように設置されることを特徴とする請求項７に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
10. 前記分配用ホール（６４ａ）の間の間隔は、前記第１、第２バッテリーパック（１０、２０）を構成するバッテリーセル（ｃｅｌｌ）と同一間隔を維持するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の車両用高電圧バッテリーパック装置。
    

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