JP5942611B2 - Electric vehicle battery pack cooling structure - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車に搭載されるバッテリパックの冷却構造に関するものであり、特に外気を導入してバッテリパック内部の電池を冷却する空冷式のバッテリパック冷却構造に好適なものである。 The present invention relates to a cooling structure for a battery pack mounted on an electric vehicle, and is particularly suitable for an air-cooled battery pack cooling structure that cools cells inside the battery pack by introducing outside air.
電気自動車では、駆動源であるモータを効率よく駆動させるために電圧を高く設定し、且つモータの駆動時には大きな電流が流れる。そのため、電池(バッテリモジュールともいう)を収納したバッテリパックの内部温度が上昇する。このバッテリパック冷却構造としては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。このバッテリパック冷却構造では、バッテリパックをリヤシート後方の荷室内に搭載し、バッテリパック内の電池を外気によって冷却するため、冷却用の吸気ダクト及び排気ダクトを室内内装とボディーパネルとの間に配置している。 In an electric vehicle, a voltage is set high in order to efficiently drive a motor as a driving source, and a large current flows when the motor is driven. Therefore, the internal temperature of the battery pack that houses the battery (also referred to as a battery module) increases. As this battery pack cooling structure, for example, there is one described in Patent Document 1 below. In this battery pack cooling structure, the battery pack is mounted in the cargo compartment behind the rear seat, and the batteries in the battery pack are cooled by the outside air, so the intake and exhaust ducts for cooling are arranged between the interior interior and the body panel. doing.
しかしながら、航続距離を長くするために電池を大量に搭載すると荷室空間が犠牲になる。特に、小型車に大量の電池を搭載する場合、荷室空間が確保できない。そこで、バッテリパックを車室外に搭載することになるが、車室外にバッテリパック冷却用の吸気口や排気口を設けた場合、バッテリパック内に雨水や異物が侵入しやすくなる。 However, loading a large amount of batteries in order to increase the cruising distance sacrifices the cargo space. In particular, when a large amount of batteries are mounted on a small car, a luggage space cannot be secured. In view of this, the battery pack is mounted outside the vehicle compartment. However, when an air intake and exhaust port for cooling the battery pack is provided outside the vehicle compartment, rainwater and foreign matter are likely to enter the battery pack.
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、車室外に配置されるバッテリパックを外気によって冷却する際に、バッテリパック内への雨水や異物の侵入を防止することが可能な電気自動車のバッテリパック冷却構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and prevents rainwater and foreign matter from entering the battery pack when the battery pack disposed outside the passenger compartment is cooled by outside air. It is an object of the present invention to provide a battery pack cooling structure for an electric vehicle that can be used.
上記課題を解決するために、発明の一態様は、リヤシートより後方の車室外に配置され電池を収納するバッテリパックと、前記バッテリパック内に外気を導入して内部に収容された前記電池を冷却する冷却ファンとを備えた電気自動車のバッテリパック冷却構造において、前記リヤシートより後方に配置され前記バッテリパックの上部が挿入される開口部が形成されたフロアパネルと、前記バッテリパックの上部を覆うように前記フロアパネルに取付けられるカバーパネルと、
前記バッテリパックに設けられ前記バッテリパック内に外気を導入する吸気ダクトと、前記吸気ダクトに設けられ前記カバーパネルの天井面と前記バッテリパックの頂面との間の空間に向けて開口し、前記吸気ダクトによりバッテリパック内に外気を取り入れる空気取り入れ口と連絡される吸気口と、前記バッテリパックに設けられ前記バッテリパック内部の空気を排出する排気ダクトと、前記排気ダクトに設けられ前記バッテリパック上方またはバッテリパックが車両に搭載された状態でバッテリパック後方に向けて開口し、前記バッテリパック内の空気を排気する排気口とを備えたことを特徴とする電気自動車のバッテリパック冷却構造である。
In order to solve the above-described problems, an aspect of the invention is to cool a battery pack that is disposed outside a passenger compartment behind a rear seat and stores a battery, and that the battery stored inside is introduced by introducing outside air into the battery pack. An electric vehicle battery pack cooling structure including a cooling fan configured to cover a floor panel formed behind the rear seat and having an opening into which an upper portion of the battery pack is inserted, and an upper portion of the battery pack. A cover panel attached to the floor panel;
An intake duct that is provided in the battery pack and introduces outside air into the battery pack; and is opened toward a space between a ceiling surface of the cover panel and a top surface of the battery pack that is provided in the intake duct, and An air intake port that communicates with an air intake port for taking outside air into the battery pack through the air intake duct, an exhaust duct that is provided in the battery pack and exhausts air inside the battery pack, and is provided in the exhaust duct and above the battery pack. Alternatively, the battery pack cooling structure for an electric vehicle includes an exhaust port that opens toward the rear of the battery pack when the battery pack is mounted on the vehicle and exhausts air in the battery pack.
また、前記吸気口を前記バッテリパックの頂面の前縁部と隣接する位置で車両前方に向けて開口することを特徴とする請求項1に記載の電気自動車のバッテリパック冷却構造である。 Further, a battery pack cooling structure for an electric vehicle according to claim 1, characterized in that opens toward the front SL inlet in front of the vehicle at a position adjacent to the front edge of the top surface of the battery pack.
また、前記吸気ダクトは、上下方向に分割可能なダクト本体部とカバー部とで構成され、空気中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを前記ダクト本体部とカバー部との間に配置したことを特徴とする電気自動車のバッテリパック冷却構造である。 Further, the intake duct is composed of a duct main body portion and a cover portion that can be divided in the vertical direction, and a filter element for removing foreign matters contained in the air is disposed between the duct main body portion and the cover portion. The battery pack cooling structure of the electric vehicle characterized by the above.
また、前記フィルタエレメントのメンテナンス作業を行うためのサービスリッドを前記カバーパネルの天井面に形成したことを特徴とする電気自動車のバッテリパック冷却構造である。 In the electric vehicle battery pack cooling structure, a service lid for performing maintenance work on the filter element is formed on a ceiling surface of the cover panel.
また、前記排気口は、前記吸気口に対して車両幅方向にずれた位置で車両後方に開口することを特徴とする電気自動車のバッテリパック冷却構造である。 The exhaust port opens to the rear of the vehicle at a position shifted in the vehicle width direction with respect to the intake port.
また、前記バッテリパック内の空気を排出する空気排出口と前記排気口との間を連絡する排気ダクトを前記カバーパネルと前記バッテリパックとの隙間に配置したことを特徴とする電気自動車のバッテリパック冷却構造である。 The battery pack of the electric vehicle, characterized in that an exhaust duct that communicates between the air discharge port for discharging the air in the battery pack and the exhaust port is disposed in a gap between the cover panel and the battery pack. Cooling structure.
而して、発明の一態様によれば、電池を収納するバッテリパックをリヤシートより後方の車室外に配置し、冷却ファンでバッテリパック内に外気を導入して内部に収容された電池を冷却する場合に、リヤシートより後方に配置されたフロアパネルにバッテリパックの上部が挿入される開口部を形成し、バッテリパックの上部を覆うようにカバーパネルをフロアパネルに取付ける。そして、バッテリパック内に冷却用の外気を吸入する吸気口をカバーパネルの天井面とバッテリパックの頂面との間の空間に開口すると共に、バッテリパック内の空気を排気する排気口を設けた。そのため、外気吸入用の吸気口の高さを高くすることができると共に、下方から跳ね上げられる雨水をバッテリパック自体、フロアパネル、カバーパネルで遮断して吸気口からのバッテリパック内への雨水や異物の侵入を防止することができる。 Thus, according to one aspect of the invention, the battery pack that houses the battery is disposed outside the vehicle compartment behind the rear seat, and the outside air is introduced into the battery pack by the cooling fan to cool the battery accommodated therein. In this case, an opening into which the upper part of the battery pack is inserted is formed in the floor panel arranged behind the rear seat, and the cover panel is attached to the floor panel so as to cover the upper part of the battery pack. In addition, an intake port for sucking outside air for cooling into the battery pack is opened in a space between the ceiling surface of the cover panel and the top surface of the battery pack, and an exhaust port for exhausting air in the battery pack is provided. . Therefore, the height of the intake port for inhaling outside air can be increased, and rainwater splashed from below is blocked by the battery pack itself, the floor panel, and the cover panel, and rainwater entering the battery pack from the intake port and Intrusion of foreign matter can be prevented.
また、バッテリパック内に外気を取り入れる空気取り入れ口と吸気口との間を連絡する吸気ダクトをバッテリパックの頂面に配置し、バッテリパックの頂面の前縁部と隣接する位置で車両前方に向けて吸気口を開口する。そのため、吸気口の車両前方でバッテリパックの上方まで跳ね上げられた雨水はバッテリパックの車両前方にて落下し、雨水が吸気口内に侵入することを防止することができる。 In addition, an air intake duct that communicates between the air intake port for taking outside air into the battery pack and the air intake port is arranged on the top surface of the battery pack, and is positioned in front of the vehicle at a position adjacent to the front edge of the battery pack top surface. Open the air inlet. Therefore, the rain water splashed up to the upper side of the battery pack in front of the vehicle at the intake port can be prevented from falling in front of the battery pack and entering the intake port.
また、上下方向に分割可能なダクト本体部とカバー部とで吸気ダクトを構成し、空気中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントをダクト本体部とカバー部との間に配置する。そのため、異物がバッテリパック内に侵入するのを防止することができる。 In addition, an intake duct is constituted by a duct main body part and a cover part that can be divided in the vertical direction, and a filter element for removing foreign substances contained in the air is disposed between the duct main body part and the cover part. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from entering the battery pack.
また、フィルタエレメントのメンテナンス作業を行うためのサービスリッドをカバーパネルの天井面に形成する。そのため、フィルタエレメントのメンテナンス作業性が向上する。 In addition, a service lid for performing maintenance work of the filter element is formed on the ceiling surface of the cover panel. Therefore, the maintenance workability of the filter element is improved.
また、吸気口に対して車両幅方向にずれた位置で排気口を車両後方に開口する。そのため、排気口からの暖かい空気が吸気口から吸入されるのを防止することができる。 Further, the exhaust port is opened to the rear of the vehicle at a position shifted in the vehicle width direction with respect to the intake port. Therefore, warm air from the exhaust port can be prevented from being sucked from the intake port.
また、バッテリパック内の空気を排出する空気排出口と排気口との間を連絡する排気ダクトをカバーパネルとバッテリパックとの隙間に配置する。そのため、排気口の高さを高くすることができると共に、下方から跳ね上げられる雨水をバッテリパック自体、フロアパネル、カバーパネルで遮断して排気口からのバッテリパック内への雨水や異物の侵入を防止することができる。 In addition, an exhaust duct that communicates between the air discharge port that discharges air in the battery pack and the exhaust port is disposed in a gap between the cover panel and the battery pack. Therefore, the height of the exhaust port can be increased, and rainwater splashed from below is blocked by the battery pack itself, the floor panel, and the cover panel to prevent rainwater and foreign matter from entering the battery pack from the exhaust port. Can be prevented.
次に、本発明の電気自動車のバッテリパック冷却構造の第1実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態のバッテリパック冷却構造が適用された電気自動車の左側縦断面図である。本実施形態の電気自動車はフロントシート1、リヤシート2の2列座席の小型車両である。リヤシート2の後方には、一般にラゲッジルームと呼ばれる荷室3が車室4に連続して設けられている。本実施形態では、この荷室3の下方の車室外にバッテリパック5を搭載する。図2に示すように、バッテリパック5の内部には電池(バッテリモジュール)6が収納されており、それら電池6の電力で図示しないモータを駆動し、車両の駆動力とする。なお、バッテリパック5内には、外気を導入して電池6を冷却するための冷却ファン8が設けられている。
Next, a first embodiment of a battery pack cooling structure for an electric vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a left longitudinal sectional view of an electric vehicle to which the battery pack cooling structure of the present embodiment is applied. The electric vehicle of this embodiment is a small vehicle having a two-row seat of a front seat 1 and a
車室4及び荷室3の下方にはフロアパネル7が設けられている。フロアパネル7は、文字通り、車室4及び荷室3の床面を構成するものであり、車室4の前面の所謂ダッシュパネルから荷室3の後端まで一連に設けられている。本実施形態では、図3に示すように、リヤシート2の後方、荷室3のフロアパネル7に開口部9を形成し、その開口部9内にバッテリパック5の上部を挿入する。バッテリパック5は、例えば図示しないサブフレームに搭載した状態で車体に取付けられ、図4に示すように、結果的にフロアパネル7の開口部9を上下方向に貫通した状態となる。なお、図5に示すように、フロアパネル7の開口部9を貫通するバッテリパック5の上部は荷室3側に突出するカバーパネル12で覆われ、カバーパネル12はフロアパネル7に取付けられる。
A
本実施形態では、バッテリパック5内に外気を導入するための吸気ダクト10及びバッテリパック5内部の空気を排気するための排気ダクト11がバッテリパック5の頂面に設けられている。図6に示すように、吸気ダクト10は、バッテリパック5内に外気を取り入れる空気取り入れ口13と吸気口14とを連絡するものである。また、排気ダクト11は、バッテリパック5内の空気を排出する空気排出口15と排気口16とを連絡するものである。つまり、吸気ダクト10及び排気ダクト11は、何れもカバーパネル12とバッテリパック5の間の隙間に位置し、吸気口14及び排気口16は、カバーパネル12の天井面とバッテリパック5の頂面との間の空間に開口している。なお、前述した冷却ファン8は空気排出口15の上流側のバッテリパック5内部側に取付けられている。
In the present embodiment, an
本実施形態では、吸気口14はバッテリパック5の頂面の前縁部と隣接する位置で車両前方に向けて開口し、排気口16はバッテリパックの頂面の後縁部と隣接する位置で車両後方に向けて開口している。また、吸気ダクト10及び排気ダクト11を車両幅方向にずらして配置しているため、吸気口14と排気口16も車両幅方向にずれている。つまり、排気口16は吸気口14の開口方向と反対方向に開口しているため、排気口16から排気された暖かい空気が吸気口14から導入されるのを防止することができる。
In the present embodiment, the
吸気ダクト10は、上下方向に分割可能なバッテリパック5の頂面側のダクト本体部17と上に被せるカバー部18とで構成される。また、ダクト本体部17とカバー部18との間には、空気中に含まれる異物を除去するフィルタエレメント19が配置されている。図6に実線の矢印で示すように、吸気口14から吸い込まれた外気はフィルタエレメント19を通過して空気取り入れ口13からバッテリパック5の内部に取り入れられる。その際、外気(空気)中に含まれる異物がフィルタエレメント19に捕集される。また、図6に破線の矢印で示すように、空気取り入れ口13からバッテリパック5内に取り入れられた外気は内部の電池6を冷却し、冷却ファン8を経て空気排出口15から排気口16に排気される。
The
また、本実施形態では、カバーパネル12の天井板(天井面)は脱着可能となっており、その天井板がサービスリッド20となっている。前述のフィルタエレメント19をメンテナンスする場合には、カバーパネル12のサービスリッド20を開き、吸気ダクト10のカバー部18を開いて行う。フィルタエレメント19のメンテナンス後は吸気ダクト10のカバー部18を閉じ、次いでカバーパネル12のサービスリッド20を閉じる。このサービスリッド20によりフィルタエレメント19のメンテナンスが容易になる。
In the present embodiment, the ceiling panel (ceiling surface) of the
図7は、本発明の電気自動車のバッテリパック冷却構造の第2実施形態を示すバッテリパック5の斜視図である。本実施形態のバッテリパック5は前記第1実施形態のバッテリパック5と類似しており、同等の構成も多い。そこで、同等の構成には同等の符号を付してその詳細な説明を省略する。本実施形態では、排気ダクト11がバッテリパック5の頂面ではなく、車両後側面に設けられている。排気口16は車両後方に開口している。本実施形態でも、排気ダクト11はカバーパネル12とバッテリパック5の隙間に配置される。
FIG. 7 is a perspective view of the
このように前記実施形態の電気自動車のバッテリパック冷却構造では、電池6を収納するバッテリパック5をリヤシート2より後方の車室4外に配置し、冷却ファン8でバッテリパック5内に外気を導入して内部に収容された電池6を冷却する場合に、リヤシート2より後方に配置されたフロアパネル7にバッテリパック5の上部が挿入される開口部9を形成し、バッテリパック5の上部を覆うようにカバーパネル12をフロアパネル7に取付ける。そして、バッテリパック5内に冷却用の外気を吸入する吸気口14をカバーパネル12の天井面とバッテリパック5の頂面との間の空間に開口すると共に、バッテリパック5内の空気を排気する排気口16を設けた。そのため、外気吸入用の吸気口14の高さを高くすることができると共に、下方から跳ね上げられる雨水をバッテリパック5自体、フロアパネル7、カバーパネル12で遮断して吸気口14からのバッテリパック5内への雨水や異物の侵入を防止することができる。
As described above, in the battery pack cooling structure of the electric vehicle according to the embodiment, the
また、バッテリパック5内に外気を取り入れる空気取り入れ口13と吸気口14との間を連絡する吸気ダクト10をバッテリパック5の頂面に配置し、バッテリパック5の頂面の前縁部と隣接する位置で車両前方に向けて吸気口14を開口する。そのため、吸気口14の車両前方でバッテリパック5の上方まで跳ね上げられた雨水はバッテリパック5の車両前方にて落下し、雨水が吸気口14内に侵入することを防止することができる。
In addition, an
また、上下方向に分割可能なダクト本体部17とカバー部18とで吸気ダクト10を構成し、空気中に含まれる異物を除去するフィルタエレメント19をダクト本体部17とカバー部18との間に配置する。そのため、異物がバッテリパック5内に侵入するのを防止することができる。
The
また、フィルタエレメント19のメンテナンス作業を行うためのサービスリッド20をカバーパネル12の天井面に形成する。そのため、フィルタエレメント19のメンテナンス作業性が向上する。
In addition, a
また、吸気口14に対して車両幅方向にずれた位置で排気口16を車両後方に開口する。そのため、排気口16からの暖かい空気が吸気口14から吸入されるのを防止することができる。
Further, the
また、バッテリパック5内の空気を排出する空気排出口15と排気口16との間を連絡する排気ダクト11をカバーパネル12とバッテリパック5との隙間に配置する。そのため、排気口16の高さを高くすることができると共に、下方から跳ね上げられる雨水をバッテリパック5自体、フロアパネル7、カバーパネル12で遮断して排気口16からのバッテリパック5内への雨水や異物の侵入を防止することができる。
Further, an
1はフロントシート
2はリヤシート
3は荷室
4は車室
5はバッテリパック
6は電池
7はフロアパネル
8は冷却ファン
9は開口部
10は吸気ダクト
11は排気ダクト
12はカバーパネル
13は空気取り入れ口
14は吸気口
15は空気排出口
16は排気口
17はダクト本体部
18はカバー部
19はフィルタエレメント
20はサービスリッド
1 is a
Claims (6)
前記バッテリパック内に外気を導入して内部に収容された前記電池を冷却する冷却ファンとを備えた電気自動車のバッテリパック冷却構造において、
前記リヤシートより後方に配置され前記バッテリパックの上部が挿入される開口部が形成されたフロアパネルと、
前記バッテリパックの上部を覆うように前記フロアパネルに取付けられるカバーパネルと、
前記バッテリパックに設けられ前記バッテリパック内に外気を導入する吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに設けられ前記カバーパネルの天井面と前記バッテリパックの頂面との間の空間に向けて開口し、前記吸気ダクトによりバッテリパック内に外気を取り入れる空気取り入れ口と連絡される吸気口と、
前記バッテリパックに設けられ前記バッテリパック内部の空気を排出する排気ダクトと、
前記排気ダクトに設けられ前記バッテリパック上方またはバッテリパックが車両に搭載された状態でバッテリパック後方に向けて開口し、前記バッテリパック内の空気を排気する排気口とを備えたことを特徴とする電気自動車のバッテリパック冷却構造。 A battery pack disposed outside the passenger compartment behind the rear seat and storing the battery;
In the battery pack cooling structure of an electric vehicle comprising a cooling fan that introduces outside air into the battery pack and cools the battery accommodated therein,
A floor panel disposed behind the rear seat and having an opening into which the upper part of the battery pack is inserted; and
A cover panel attached to the floor panel so as to cover the top of the battery pack;
An intake duct provided in the battery pack for introducing outside air into the battery pack;
An intake port that is provided in the intake duct and opens toward a space between the ceiling surface of the cover panel and the top surface of the battery pack, and communicates with an air intake port that takes outside air into the battery pack by the intake duct. When,
An exhaust duct provided in the battery pack for discharging air inside the battery pack;
An exhaust port that is provided in the exhaust duct and opens toward the rear of the battery pack when the battery pack is mounted on the vehicle or in a state in which the battery pack is mounted on the vehicle, and has an exhaust port that exhausts air in the battery pack. Electric vehicle battery pack cooling structure.
Battery pack cooling structure for an electric vehicle according to claim 1, characterized in that opening toward the front of the vehicle at a position adjacent to the front edge of the front Symbol inlet top surface of the battery pack.
空気中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを前記ダクト本体部とカバー部との間に配置したことを特徴とする請求項2に記載の電気自動車のバッテリパック冷却構造。 The intake duct is composed of a duct body portion and a cover portion that can be divided in the vertical direction,
The battery pack cooling structure for an electric vehicle according to claim 2, wherein a filter element for removing foreign substances contained in the air is disposed between the duct main body portion and the cover portion.
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