JP6303256B2 - バッテリ温調装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリパックケースに収容されたバッテリモジュールの温度調整を行うバッテリ温調装置に関する。

従来、空冷式のバッテリ冷却装置において、冷却ユニットから送られた冷風をバッテリ上方に設置されたメイン送風路とサブ送風路によりバッテリに吹き付ける構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１３４６１５号公報

しかしながら、従来のバッテリ冷却装置にあっては、バッテリを均一に冷却するためにメイン送風路に対して複数のサブ冷却送風路を設けているため、コスト・重量が増加してしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保するバッテリ温調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のバッテリ温調装置は、略直方体形状のバッテリモジュールと、前記バッテリモジュールを複数収納したバッテリパックケースと、前記バッテリモジュールの温度を調整する温調ユニットと、前記温調ユニットに接続され、前記温調ユニットからの温調風を前記バッテリモジュールに送る配風ダクトと、を備える。
このバッテリ温調装置において、前記バッテリパックケースの内部空間を、境界線を隔てて、バッテリモジュール搭載領域と、電装品搭載領域とに分ける。
前記バッテリモジュール搭載領域には、前記バッテリモジュールを短辺方向に複数積層し、互いに隙間通路を形成して並設したバッテリスタックを複数備える。
前記電装品搭載領域には、前記温調ユニットと強電遮断スイッチとジャンクションボックスを搭載する。
前記複数のバッテリスタックは、第１バッテリスタックに対して前記バッテリパックケースに対する搭載方向が異なる第２バッテリスタックと第３バッテリスタックを有する。
前記第２バッテリスタックと前記第３バッテリスタックの対向面に隙間を持たせることで形成される中央通路と、前記第１バッテリスタックと前記第２，第３バッテリスタックの対向面に隙間を持たせることで形成される横断通路と、によるＴ字隙間スペース域を有する。
前記配風ダクトは、一端が前記温調ユニットのユニットダクトに接続され、前記Ｔ字隙間スペース域の中央通路による空間を利用して配置された等幅ダクト部と、前記Ｔ字隙間スペース域の横断通路の上部空間を利用して配置された拡幅ダクト部により構成され、前記配風ダクトを出た温調風を、前記複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、同一の長辺に沿って流す第１吹き出し開口部と第２吹き出し開口部と第３吹き出し開口部を有する。
前記第１吹き出し開口部は、前記拡幅ダクト部に設けられ、前記第１バッテリスタックのスタック正面上部域に沿って温調風を吹き出す。
前記第２，第３吹き出し開口部は、前記等幅ダクト部の両側に設けられ、前記第２，第３バッテリスタックの前記隙間通路に向けて温調風を吹き出す。

このように、バッテリパックケースの内部空間を、バッテリモジュール搭載領域と、電装品搭載領域とに分けた。温調風を送るダクト部材を、バッテリモジュール搭載領域に備える複数のバッテリモジュール間に有するＴ字隙間スペース域に配置された配風ダクトとしたため、メイン送風路に対して複数のサブ冷却送風路を設ける場合に比べ、コスト・重量の増加が抑えられる。
そして、配風ダクトのうち、拡幅ダクト部に設けられた第１吹き出し開口部により、第１バッテリスタックのスタック正面上部域に沿って温調風が吹き出される。配風ダクトのうち、等幅ダクト部の両側に設けられた第２，第３吹き出し開口部により、第２，第３バッテリスタックの隙間通路に向けて温調風が吹き出される。これにより、効率よく各バッテリモジュールの温調が行われるとともに、バッテリパック内のバッテリモジュールが均一に温調される。
この結果、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保することができる。

実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す概略側面図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す概略底面図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPを示す全体斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPを示すバッテリパックケースアッパーカバーを外した斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPのケース内部空間の領域区分構成を示す平面図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPの内部構成と温調風の流れを示すバッテリパックケースアッパーカバーを外した平面図である。 温調ユニット周囲における温調構成と温調風の流れを示す図６のＡ部拡大図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された温調ユニット及び配風ダクトを示す斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第１バッテリスタックと配風ダクトの第１吹き出し開口部の関係を示す斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第１バッテリスタックを構成するバッテリモジュールを示す斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第２バッテリスタックと配風ダクトの第２吹き出し開口部及び第３吹き出し開口部との関係を示す平面図である。 第２バッテリスタックと配風ダクトの第２吹き出し開口部の詳細構成を示す図１１のＧ部拡大図である。

以下、本発明のバッテリ温調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１のバッテリ温調装置における構成を、「バッテリパックBPの車載構成」、「バッテリパックBPの全体詳細構成」、「パックケース内部空間の領域区分構成」、「バッテリ温調装置の詳細構成」に分けて説明する。

［バッテリパックBPの車載構成］
図１及び図２は、実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す。以下、図１及び図２に基づき、バッテリパックBPの車載構成を説明する。

前記バッテリパックBPは、図１に示すように、フロアパネル１００の下部である床下のホイールベース中央部位置に配置される。フロアパネル１００は、モータルーム１０１と車室１０２を画成するダッシュパネル１０４との接続位置から車両後端位置まで設けられ、車両前方から車両後方までのフロア面凹凸を抑えたフラット形状としている。車室１０２には、インストルメントパネル１０５と、センターコンソールボックス１０６と、エアコンユニット１０７と、乗員シート１０８と、を有する。なお、車両前方のモータルーム１０１には、エアコンユニット１０７で用いる冷媒を圧縮するエアコンコンプレッサ１０３が配置される。

前記バッテリパックBPは、図２に示すように、車体強度部材である車体メンバに対して８点支持される。車体メンバは、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ１０９，１０９と、一対のサイドメンバ１０９，１０９を車幅方向に連結する複数のクロスメンバ１１０，１１０，…と、を有して構成される。バッテリパックBPの両側は、一対の第１サイドメンバ支持点Ｓ１，Ｓ１と一対の第１クロスメンバ支持点Ｃ１，Ｃ１と一対の第２サイドメンバ支持点Ｓ２，Ｓ２により６点支持される。バッテリパックBPの後側は、一対の第２クロスメンバ支持点Ｃ２，Ｃ２により２点支持されている。

前記バッテリパックBPは、図１に示すように、ダッシュパネル１０４に沿って車両前後方向に配索した充放電ハーネス１１１を介し、モータルーム１０１に配置されている強電モジュール１１２（DC/DCコンバータ＋充電器）と接続される。このモータルーム１０１には、強電モジュール１１２以外に、インバータ１１３と、モータ駆動ユニット１１４（走行用モータ＋減速ギヤ＋デファレンシャルギヤ）と、を有する。また、車両前面位置には、充電ポートリッドを有する充電ポート１１５（急速充電/普通充電）が設けられ、充電ポート１１５は、充電ハーネス１１７により強電モジュール１１２に接続される。

前記バッテリパックBPは、図外のＣＡＮケーブル等の双方向通信線を介し、外部の電子制御システムと接続されるとともに、インストルメントパネル１０５内に配置されているエアコンユニット１０７を備えた車載空調システムと接続される。すなわち、バッテリ放電制御（力行制御）やバッテリ充電制御（急速充電制御・普通充電制御・回生制御）等が行われるとともに、バッテリパックBPの内部温度（バッテリ温度）が、冷風及び温風による温調風によって管理制御される。

［バッテリパックBPの全体詳細構成］
図３及び図４は、実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPの詳細を示す。以下、図３及び図４に基づき、バッテリパックBPの全体詳細構成を説明する。

実施例１のバッテリパックBPは、図３及び図４に示すように、バッテリパックケース１と、バッテリスタック２と、温調ユニット３と、サービス・ディスコネクト・スイッチ４（強電遮断スイッチ：以下、「SDスイッチ」という。）と、ジャンクションボックス５と、リチウムイオン・バッテリ・コントローラ６（以下、「LBコントローラ」という。）と、を備えていている。

前記バッテリパックケース１は、図３及び図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１とバッテリパックアッパーカバー１２の２部品によって構成される。そして、バッテリパックロアフレーム１１とバッテリパックアッパーカバー１２の外周縁に沿って連続する環状のシール部材を介装し、２部品をボルト締結により固定することで、外部からの水浸入を阻止する水密構造とされている。

前記バッテリパックロアフレーム１１は、図４に示すように、車体メンバに対し支持固定されるフレーム部材である。このバッテリパックロアフレーム１１には、バッテリスタック２や他のパック構成要素３，４，５，６を搭載する方形凹部空間を有する。このバッテリパックロアフレーム１１のフレーム前端縁には、冷媒管コネクタ端子１３と充放電コネクタ端子１４と強電コネクタ端子１５（車室内空調用）と弱電コネクタ端子１６とが取り付けられている。

前記バッテリパックアッパーカバー１２は、図３に示すように、バッテリパックロアフレーム１１を水密状態で覆うカバー部材である。このバッテリパックアッパーカバー１２には、バッテリパックロアフレーム１１に搭載される各パック構成要素２，３，４，５，６のうち、特にバッテリスタック２の凹凸高さ形状に対応した凹凸段差面形状によるカバー面を有する。

前記バッテリスタック２（＝バッテリモジュール群）は、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１に搭載され、第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３との３分割スタックにより構成される。各バッテリスタック２１，２２，２３は、二次電池（リチウムイオンバッテリ等）による略直方体形状のバッテリモジュール（＝バッテリ単位）を構成単位とし、複数個のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねた積層体構造である。なお、略直方体形状のバッテリモジュールは、図４に示すように、長辺、中辺、短辺の３辺を有する。各バッテリスタック２１，２２，２３の詳しい構成は、下記の通りである。

前記第１バッテリスタック２１は、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両後部領域に搭載される。この第１バッテリスタック２１は、複数個のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねたものを用意しておき、バッテリモジュールの積み重ね方向と車幅方向を一致させて搭載する縦積み（例えば、２０枚縦積み）により構成している。

前記第２バッテリスタック２２と前記第３バッテリスタック２３のそれぞれは、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち、第１バッテリスタック２１より前側の車両中央部領域に車幅方向に左右分かれて一対搭載される。この第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３は、全く同じパターンによる平積み構成としている。すなわち、複数枚（例えば、４枚と５枚）のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねたものを複数個（例えば、４枚積みを１組、５枚積みを２組）用意しておく。そして、バッテリモジュールの積み重ね方向と車両上下方向を一致させた平積み状態としたものを、例えば、車両後方から車両前方に向かって順に４枚平積み・５枚平積み・５枚平積みというように、車両前後方向に整列させることで構成している。第２バッテリスタック２２は、図４に示すように、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂと、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂより高さ寸法がさらに１枚分低い後側バッテリスタック部２２ｃと、を有する。第３バッテリスタック２３は、図４に示すように、前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂと、前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂより高さ寸法がさらに１枚分低い後側バッテリスタック部２３ｃと、を有する。

前記温調ユニット３は、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両前側空間の右側領域に配置され、バッテリパックBPの後述する配風ダクト９に温調風（冷風、温風）を送風する。

前記SDスイッチ４は、図３及び図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両前側空間の中央部領域に配置され、手動操作によりバッテリ強電回路を機械的に遮断するスイッチである。バッテリ強電回路は、内部バスバーを備えた各バッテリスタック２１，２２，２３と、ジャンクションボックス５と、SDスイッチ４と、を互いにバスバーを介して接続することで形成される。このSDスイッチ４は、強電モジュール１１２やインバータ１１３等の点検や修理や部品交換等を行う際、手動操作によりスイッチ入とスイッチ断が切り替えられる。

前記ジャンクションボックス５は、図３及び図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両前側空間の左側領域に配置され、リレー回路により強電の供給/遮断/分配を集中的に行う。このジャンクションボックス５には、温調ユニット３の制御を行う温調用リレー５１と温調用コントローラ５２が併設されている。ジャンクションボックス５と外部の強電モジュール１１２は、充放電コネクタ端子１４と充放電ハーネス１１１を介して接続される。ジャンクションボックス５と外部の電子制御システムは、弱電ハーネスを介して接続される。

前記LBコントローラ６は、図４に示すように、第１バッテリスタック２１の左側端面位置に配置され、各バッテリスタック２１，２２，２３の容量管理・温度管理・電圧管理を行う。このLBコントローラ６は、温度検出信号線からの温度検出信号、バッテリ電圧検出線からのバッテリ電圧検出値、バッテリ電流検出信号線からのバッテリ電流検出信号に基づく演算処理により、バッテリ容量情報やバッテリ温度情報やバッテリ電圧情報を取得する。そして、LBコントローラ６と外部の電子制御システムは、リレー回路のオン/オフ情報やバッテリ容量情報やバッテリ温度情報等を伝達する弱電ハーネスを介して接続される。

［パックケース内部空間の領域区分構成］
図５は、実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPのケース内部空間の領域区分構成を示す。以下、図５に基づき、パックケース内部空間の領域区分構成を説明する。

実施例１のバッテリパックBPは、図５に示すように、バッテリパックケース１の内部空間を、車幅方向に引かれる境界線Ｌを隔てて、車両後方側のバッテリモジュール搭載領域７と車両前方側の電装品搭載領域８の２つの車両前後方向領域に分けている。バッテリモジュール搭載領域７は、車両後方端から車両前方寄りの境界線Ｌまでのケース内部空間の大半の領域を占有する。電装品搭載領域８は、車両前方端から車両前方寄りの境界線Ｌまでのバッテリモジュール搭載領域７より狭い領域を占有する。

前記バッテリモジュール搭載領域７は、Ｔ字通路（中央通路３６と横断通路３７）により第１分割矩形領域７１と第２分割矩形領域７２と第３分割矩形領域７３の三つの分割矩形領域に区分される。第１分割矩形領域７１には、一側面にLBコントローラ６を有する第１バッテリスタック２１が搭載される。第２分割矩形領域７２には、第２バッテリスタック２２が搭載される。第３分割矩形領域７３には、第３バッテリスタック２３が搭載される。

前記電装品搭載領域８は、車幅方向に分けられた第１区分領域８１と第２区分領域８２と第３区分領域８３の三つの区分領域に分けられる。第１区分領域８１から第２区分領域８２の下部にかけては、温調ユニット３が搭載される。第２区分領域８２の上部には、SDスイッチ４が搭載される。第３区分領域８３には、ジャンクションボックス５が搭載される。

前記バッテリパックBPのバッテリモジュール搭載領域７には、温調ユニット３に接続される配風ダクト９（図６及び図８参照）の配置を確保するとともに、温調風の内部循環を確保する温調風通路を形成している。この温調風通路は、各バッテリスタック２１，２２，２３を分割矩形領域に搭載したときの隙間を利用したもので、車両前後方向の中央通路３６と、該中央通路３６に交差する車幅方向の横断通路３７と、流れ込んできた温調風を温調ユニット３に戻す環状通路３８と、を有する。中央通路３６は、第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の対向面に隙間を持たせることで形成される。横断通路３７は、第１バッテリスタック２１と第２，第３バッテリスタック２２，２３の対向面に隙間を持たせることで形成される。環状通路３８は、バッテリパックロアフレーム１１と各パック構成要素２，３，４，５，６との間に隙間余裕を持たせることで形成される。なお、温調風通路としては、中央通路３６と横断通路３７と環状通路３８以外に、ケース内部空間にパック構成要素２，３，４，５，６を搭載することにより形成される隙間や間隔や空間も含まれる。

［バッテリ温調装置の詳細構成］
図６〜図１２は、バッテリパックBPに搭載された実施例１のバッテリ温調装置の詳細を示す。以下、図６〜図１２に基づき、バッテリ温調装置の詳細構成を説明する。

前記バッテリ温調装置は、図６に示すように、第１バッテリスタック２１と、第２バッテリスタック２２と、第３バッテリスタック２３と、温調ユニット３と、配風ダクト９と、を備える。

前記第１バッテリスタック２１は、バッテリパックケース１の内部空間の車両後方領域に収納配置される。前記第２，第３バッテリスタック２２，２３は、バッテリパックケース１の内部空間のうち、第１バッテリスタック２１よりも車両前方領域に収納配置されるとともに、スタックの高さ寸法が第１バッテリスタック２１よりも低く設定される。

前記温調ユニット３は、図７に示すように、ユニットケース３１の内部に、風流れ方向の上流側から、エバポレータ３２と、ブロアファン３３（送風機）と、PTCヒータ３４（ヒータ）と、を有して構成される。この温調ユニット３は、車両前後方向の略中央の床下位置に配置されたバッテリパックケース１の内部空間のうち、車両前方のモータルーム１０１に配置されたエアコンコンプレッサ１０３に近い側の位置に配置される。

前記ユニットケース３１は、電装品搭載領域８のうち、隅部の第１区分領域８１に配置され、その吐出口にユニットダクト３５が接続される。このユニットダクト３５は、車幅方向から車両前後方向へと曲がるＬ字形状とされ、中央通路３６に臨む端部位置に、配風ダクト９が接続される配風口３５ａを有する。

前記エバポレータ３２は、エアコンユニット１０７（車室内エアコン）の冷媒を用いて熱交換を行い、通過する空気から熱を奪って冷風を作り出す。エアコンユニット１０７からの冷媒は、フレーム前端縁に取り付けられた冷媒管コネクタ端子１３を介して、エバポレータ３２に導入される。このエバポレータ３２は、図７に示すように、ブロアファン３３よりも車両前方位置に配置され、車両前方のフレーム内側面１１ａと略平行かつ対面するように一方のコア面３２ａを配置している。

前記ブロアファン３３は、パックケース内気を循環させるもので、ブロアモータを水から隔離する防水構造を有する。このブロアファン３３は、図７に示すように、エバポレータ３２の他方のコア面３２ｂとサクション側３３ａ（＝吸込み側）が略平行かつ対面するように配置している。

前記PTCヒータ３４は、PTCサーミスタ（Positive Temperature Coefficient Thermistor）と呼ばれるセラミック素子（PTC素子）を用い、PTC素子に電流を流すと発熱し、通過する空気に熱を与えて温風を作り出す。PTCヒータ３４としては、例えば、PTC素子の発熱量を大きくするための放熱用フィンを備えたフィンタイプPTCヒータを用いている。

前記配風ダクト９は、図６及び図８に示すように、一端がユニットダクト３５の配風口３５ａに接続され、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３によるＴ字隙間スペース域に配置された等幅ダクト部９４と拡幅ダクト部９５により構成される。この配風ダクト９は、図６に示すように、車両前後方向で上面視略長方形状とされたバッテリパックロアフレーム１１の中央部長辺方向に沿って設けられている。

前記等幅ダクト部９４は、ユニットダクト３５の配風口３５ａに接続され、図８に示すように、車幅方向の寸法が一定の縦長断面形状を持ち、車両前後方向に延設される。この等幅ダクト部９４の配置には、ダクト断面形状と相似な形状を持つＴ字隙間スペース域の中央通路３６による空間が利用される。

前記拡幅ダクト部９５は、等幅ダクト部９４に接続され、図８に示すように、車両後方に向かって車幅方向寸法を徐々に拡大するのに合わせ車両上下方向寸法を徐々に縮小することで形成される。この拡幅ダクト部９５の配置には、Ｔ字隙間スペース域の中央通路３６と、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂより高さ寸法がさらに１枚分低い後側バッテリスタック部２２ｃ，２３ｃの上部に形成される隙間空間と、Ｔ字隙間スペース域の横断通路３７の上部空間と、が利用される。

前記配風ダクト９には、図８に示すように、ダクトを出た直後の温調風を、バッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、同一の長辺に沿って流す第１吹き出し開口部９１と第２吹き出し開口部９２と第３吹き出し開口部９３（複数の開口部）を有する。

前記第１吹き出し開口部９１は、図８及び図９に示すように、拡幅ダクト部９５の車両後端部に設けられ、第１バッテリスタック２１のスタック正面上部域２１ａ（図４参照）に沿って車幅方向の広い範囲で温調風を吹き出す３分割のスリット状開口とされる。そして、第１吹き出し開口部９１から吹き出される温調風を受ける第１バッテリスタック２１の各バッテリモジュール２００は、図１０に示すように、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル２００ｄを内部に有する。そして、ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅが、バッテリモジュール２００の温調面２００ｆに面している。なお、バッテリモジュール２００は、カシメ固定される縦２分割のセルホルダー２００ａ，２００ａによりラミネートセル２００ｄの外側を保持することで構成される。そして、セルホルダー２００ａ，２００ａには、第１吹き出し開口部９１から長辺方向に沿って流れる温調風をセルホルダー２００ａ，２００ａ内に導く流入開口２００ｂと、流入した温調風を排出する流出開口２００ｃと、を有する。なお、第２，３バッテリスタック２２，２３の各バッテリモジュールについても、温調風の内部循環流れをスムーズにするように同様の構成としている。

前記第２吹き出し開口部９２は、図８及び図１１に示すように、等幅ダクト部９４の両側の上下位置にそれぞれ（合計４つ）設けられ、車幅方向両側の第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の隙間通路に向けて温調風を車幅方向に吹き出す。第２バッテリスタック２２の隙間通路は、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂの間に長辺方向に沿って形成される。第３バッテリスタック２３の隙間通路は、第２バッテリスタック２２の隙間通路と同様に、前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂの間に長辺方向に沿って形成される。この第２吹き出し開口部９２は、図１２に示すように、円形状の開口とする円筒部９２ａと、円筒部９２ａよりも温調風の流れ下流位置に形成した配風量調整凹部９２ｂと、を有する。この配風量調整凹部９２ｂの深さや形状の設定により、温調ユニット３からの温調風のうち、一部の温調風を受け止め、第２吹き出し開口部９２から吹き出す配風量を調整する。

前記第３吹き出し開口部９３は、図８及び図１１に示すように、拡幅ダクト部９５の両側の下位置にそれぞれ（合計２つ）設けられ、車幅方向両側の第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の隙間通路に向けて温調風を車幅方向に吹き出す。第２バッテリスタック２２の隙間通路は、前側バッテリスタック部２２ｂと後側バッテリスタック部２２ｃの間に長辺方向に沿って形成される。第３バッテリスタック２３の隙間通路は、第２バッテリスタック２２の隙間通路と同様に、前側バッテリスタック部２３ｂと後側バッテリスタック部２３ｃの間に長辺方向に沿って形成される。この第３吹き出し開口部９３は、図８に示すように、第２吹き出し開口部９２と同様に、円筒部９３ａと、円筒部９３ａよりも温調風の流れ下流位置に形成した配風量調整凹部９３ｂと、を有する。

次に、作用を説明する。
実施例１のバッテリ温調装置における作用を、「バッテリパックBPのバッテリ温度調整作用」、「各バッテリスタックの温度調整作用」に分けて説明する。

［バッテリパックBPのバッテリ温度調整作用］
バッテリは温度依存度が高く、バッテリ温度が高過ぎても、また、バッテリ温度が低過ぎてもバッテリ性能が低下する。したがって、低外気温時や高外気温時に高いバッテリ性能を維持するためには、バッテリ温度を最適温度域に調整することが好ましい。以下、図６及び図７に基づき、これを反映するバッテリパックBPのバッテリ温度調整作用を説明する。

まず、LBコントローラ６により行われるバッテリパックBPの温調制御作用を述べる。例えば、バッテリ充放電負荷の継続や高い外気温度の影響を受けて、バッテリパックBPの内部温度が第１設定温度より高くなると、冷媒を温調ユニット３のエバポレータ３２に導入し、ブロアファン３３を回す。これによって、図７に示すように、エバポレータ３２を通過する風から熱が奪われて冷風が作り出される。この冷風を、配風ダクト９を介して第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３が搭載されているケース内部空間を循環させることにより、バッテリパックBPの内部温度（＝バッテリ温度）を低下させる。

これに対し、例えば、冷風循環や低い外気温度の影響を受けて、バッテリパックBPの内部温度が第２設定温度より低くなると、温調ユニット３のPTCヒータ３４に通電し、ブロアファン３３を回す。これによって、図７に示すように、PTCヒータ３４を通過する風に熱が与えられて温風が作り出される。この温風を、配風ダクト９を介して第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３が搭載されているケース内部空間を循環させることにより、バッテリパックBPの内部温度（＝バッテリ温度）を上昇させる。

このように、バッテリパックBPの温調制御を行うことで、バッテリパックBPの内部温度を、高いバッテリ性能が得られる第１設定温度〜第２設定温度の範囲内の温度に維持することができる。このとき、第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の温度分布が均等になるように、温調風を吹き出しながら循環させることが重要である。以下、温調風によるバッテリ温度調整作用を述べる。

温調ユニット３の吹き出し口３５ａからの温調風（冷風、温風）のうち、主流を形成する温調風は、配風ダクト９を通過して車両前方から車両後方に向かって流れる。そして、配風ダクト９の第１吹き出し開口部９１から、図６の矢印Ｂに示すように、第１バッテリスタック２１のスタック正面上部域２１ａに沿って車幅方向の広い範囲で温調風を吹き出される。したがって、配風ダクト９の第１吹き出し開口部９１から吹き出される温調風と第１バッテリスタック２１の間で熱交換が行われ、第１バッテリスタック２１との間で熱交換した温調風は、図６の矢印Ｃ，Ｃに示すように、車幅方向の両側に分かれて環状通路３８に流れ込む。

温調ユニット３の吹き出し口３５ａからの温調風（冷風、温風）のうち、副流を形成する温調風は、配風ダクト９の途中位置に設けられた第２吹き出し開口部９２から、図６の矢印Ｅに示すように、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂと前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂの隙間通路に向かって車幅方向両側に吹き出される。同様に、配風ダクト９の途中位置に設けられた第３吹き出し開口部９３から、図６の矢印Ｆに示すように、バッテリスタック部２２ｂ，２２ｃとバッテリスタック部２３ｂ，２３ｃの隙間通路に向かって車幅方向両側に吹き出される。したがって、配風ダクト９の第２吹き出し開口部９２及び第３吹き出し開口部９３から吹き出される温調風と、第２バッテリスタック２２及び第３バッテリスタック２３の間で熱交換が行われ、第２，第３バッテリスタック２２，２３との間で熱交換した温調風は、車幅方向の両側に分かれて環状通路３８に流れ込む。

この第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３との間で熱交換した後、環状通路３８に流れ込んできた温調風は環状通路３８にて合流し、図６の矢印Ｄ，Ｄに示すように、環状通路３８の両側通路をそれぞれ車両後方から車両前方に向かって流れる。そして、環状通路３８の前方側通路部にて合流し、温調ユニット３の吸入側に戻される。

このように、熱交換後の温調風が温調ユニット３の吸入側に戻されると、戻された温調風を吸込み、図７に示すように、温調ユニット３にて再び冷風または温風を作り出す。そして、温調ユニット３の吹き出し口３５ａから配風ダクト９に冷風または温風を送り出すという内気循環による温調作用が繰り返される。

［各バッテリスタックの温度調整作用］
上記のように、バッテリパックケース１の内部に複数のバッテリモジュールを搭載した場合、１つの配風ダクト９により均一に温調するには工夫が要求される。以下、これを反映する各バッテリスタックの温度調整作用を説明する。

実施例１では、配風ダクト９を、バッテリモジュール群により構成される各バッテリスタック２１，２２，２３の間に配置している。そして、配風ダクト９として、ダクトを出た温調風を、複数のバッテリスタック２１，２２，２３を構成するバッテリモジュールの同一の長辺に沿って流す複数の吹き出し開口部９１，９２，９３を有する構成を採用している。
このように、温調風を送るダクト部材を、各バッテリスタック２１，２２，２３の間に配置された１つの配風ダクト９とした。このため、例えば、特開２０１１−１３４６１５号公報に記載されているように、メイン送風路に対して複数のサブ冷却送風路を設ける場合に比べ、コスト・重量の増加が抑えられる。
そして、配風ダクト９に有する複数の吹き出し開口部９１，９２，９３から出た略同一の温度による温調風は、バッテリモジュールの同一の長辺（同一の部位）に沿って流される。これにより、効率よく各バッテリスタック２１，２２，２３の温調が行われるとともに、バッテリパックBP内のバッテリスタック２１，２２，２３が均一に温調（加熱・冷却）される。この結果、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能が確保される。

実施例１では、バッテリモジュールを短辺方向に複数積層したバッテリスタック２として、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３を備える。そして、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３は、短辺方向が車幅方向の縦積み搭載の第１バッテリスタック２１に対して短辺方向が車両上下方向の平積み搭載とした第２，第３バッテリスタック２２，２３を有する構成を採用している。
すなわち、第１バッテリスタック２１については、第１吹き出し開口部９１から車両後方への温調風が、流入開口２００ｂから長辺方向に沿ってセルホルダー２００ａ，２００ａ内に導かれる。よって、セルホルダー２００ａ，２００ａ内のラミネートセル２００ｄの周りに温調風が直接流れ込むことで、効率よく熱交換（抜熱、与熱）される。
また、第２，第３バッテリスタック２２，２３については、第２吹き出し開口部９２及び第３吹き出し開口部９３から両車幅方向への温調風が、バッテリスタック部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及びバッテリスタック部２３ａ，２３ｂ，２３ｃの隙間通路を介して、長辺方向に沿って導かれる。よって、バッテリモジュールの長辺に沿って温調風の流れが形成されることで、バッテリモジュールを積層した第２，第３バッテリスタック２２，２３と効率よく熱交換（抜熱、与熱）される。
このように、スタックの搭載方向が異なる場合であっても、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３を構成する複数のバッテリモジュールが均一に温調（加熱・冷却）される。

実施例１では、バッテリモジュール２００を、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル２００ｄを内部に有するものとし、ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅが、バッテリモジュール２００の温調面２００ｆに面している構成を採用した。
すなわち、配風ダクト９に有する複数の吹き出し開口部９１，９２，９３から出た略同一の温度による温調風の入口側が、ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅとなり、長辺方向に沿って効率よくラミネートセル２００ｄと熱交換（抜熱、与熱）される。
したがって、バッテリモジュール２００内のラミネートセル２００ｄが均一に温調（加熱・冷却）される。

実施例１では、バッテリパックケース１を、車両前後方向で上面視略長方形状とし、配風ダクト９が、バッテリパックケース１の中央部長辺方向に沿って配置されている構成を採用した。
すなわち、バッテリパックケース１の内部空間のうち、中央部長辺方向に沿って配置される配風ダクト９を除く空間が、複数のバッテリスタックの搭載可能空間になる。
したがって、配風ダクト９の周りに配置される数多くの第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３に対し、温調ユニット３から温調風が供給される。

実施例１では、温調ユニット３を、バッテリパックケース１の内部に配置される。そして、温調ユニット３から吹き出され、モジュール長辺と熱交換した温調風を、各バッテリスタック２１，２２，２３とバッテリパックケース１の内面との間の環状通路３８を通って温調ユニット３に戻る構成を採用した。
すなわち、環状通路３８を通って温調ユニット３に戻る間に、熱交換した戻り温調風とバッテリパックケース１の内面の間で熱交換される。
したがって、熱交換後の戻り温調風を、更にバッテリパックケース１の内面の間で熱交換させることで、熱交換効率が向上する。

次に、効果を説明する。
実施例１のバッテリ温調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 略直方体形状のバッテリモジュール（バッテリスタック２）と、
前記バッテリモジュールを複数収納したバッテリパックケース１と、
前記バッテリモジュールの温度を調整する温調ユニット３と、
前記温調ユニット３に接続され、前記温調ユニット３からの温調風を前記バッテリモジュールに送る配風ダクト９と、
を備えたバッテリ温調装置において、
前記配風ダクト９は、前記バッテリモジュール間に配置され、かつ、前記配風ダクト９を出た温調風を、前記複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、何れか同一の辺に沿って流す複数の開口部（第１吹き出し開口部９１、第２吹き出し開口部９２、第３吹き出し開口部９３）を有する（図８）。
このため、コスト・重量を増加させることなく、効率よく均一な温調性能を確保することができる。

(2) 前記バッテリモジュールを短辺方向に複数積層したバッテリスタック（第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３）を複数備え、
前記複数のバッテリスタック（第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３）は、少なくとも１つのバッテリスタック（第１バッテリスタック２１）に対して前記バッテリパックケース１に対する搭載方向が異なる他のバッテリスタック（第２バッテリスタック２２，第３バッテリスタック２３）を有する（図６）。
このため、(1)の効果に加え、スタックの搭載方向が異なる場合であっても、複数のバッテリスタック（第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３）を構成する複数のバッテリモジュールを均一に温調（加熱・冷却）することができる。

(3) 前記バッテリモジュール２００は、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル２００ｄを内部に有し、
前記ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅが、前記バッテリモジュール２００の温調面２００ｆに面している（図１０）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、バッテリモジュール２００内のラミネートセル２００ｄを均一に温調（加熱・冷却）することができる。

(4) 前記バッテリパックケース１は、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
前記配風ダクト９が、前記バッテリパックケース１の中央部長辺方向に沿って配置されている（図６）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、配風ダクト９の周りに配置される数多くのバッテリモジュール（第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３）に対し、温調ユニット３から温調風を供給することができる。

(5) 前記温調ユニット３は、前記バッテリパックケース１の内部に配置され、
前記温調ユニット３から吹き出され、モジュール長辺と熱交換した温調風は、前記バッテリスタック（第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３）と前記バッテリパックケース１の内面との間の環状通路３８を通って前記温調ユニット３に戻る（図６）。
このため、(4)の効果に加え、熱交換後の戻り温調風を、更にバッテリパックケース１の内面の間で熱交換させることで、熱交換効率を向上させることができる。

(6) 前記バッテリパックケース１は、車両の床下位置に配置されている（図１及び図２）。
このため、(5)の効果に加え、バッテリパックケース１のケース外面が外気と接しているため、熱交換後の戻り温調風を、更にバッテリパックケース１の内面の間で熱交換させる効果を増大させることができる。

(7) 前記温調ユニット３は、車室内エアコン（エアコンユニット１０７）の冷媒を導入するエバポレータ３２と、ブロワファン３３（送風機）と、PTCヒータ３４（加熱用のヒータ）と、を有する（図７）。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、バッテリパックケース１の内部に搭載された複数のバッテリモジュールに対し冷却のみならず加熱によりバッテリ温度調整を行うことができる。

以上、本発明のバッテリ温調装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、バッテリパックBPを車両の床下に配置する例を示した。しかし、バッテリパックを車両のラゲージルーム等に配置するような例としても良い。

実施例１では、バッテリモジュールとして、バッテリモジュールが複数積層されたバッテリスタック２（バッテリモジュール群）の例を示した。しかし、バッテリモジュールとしては、複数積層されることなく配置されたバッテリモジュールも含まれる。

実施例１では、バッテリモジュールの長辺方向に沿って温調風を流す例を示した。しかし、長辺、中辺、短辺を有する略直方体形状のバッテリモジュールにおいて、中辺に沿って温調風を流す例としても良いし、また、短辺に沿って温調風を流す例としても良い。つまり、配風ダクトから出た略同一温度の温調風を、同一の部位（バッテリモジュールの長辺、中辺、短辺の何れか）に沿って流すものであれば良い。

実施例１では、第２吹き出し開口部９２及び第３吹き出し開口部９３として、円形開口による例を示した。しかし、第２吹き出し開口部及び第３吹き出し開口部としては、長円形によるスリット開口、スリット開口と円形開口の組み合わせ等であっても良く、開口形状は実施例１に限られない。更に、開口部の数も、バッテリモジュールやバッテリスタックの配置に応じて適宜に設定しても良い。

実施例１では、温調ユニット３として、冷風と温風を共に作り出すユニットの例を示した。しかし、温調ユニットとしては、エバポレータを有し、冷風のみを作り出すユニットの例としても良い。また、温調ユニットとしては、ヒータを有し、温風のみを作り出すユニットの例としても良い。さらに、バッテリパックBP内の空気を循環させるブロアファンのみの例としても良い。

実施例１では、バッテリパックケース１の内部空間に、温調ユニット３と配風ダクト９を配置する例を示した。しかし、バッテリパックケースの内部空間に温調ユニットのみを配置し、ユニットダクトからバッテリスタックの隙間を経由してバッテリスタックに配風するような配風ダクト無しの例としても良い。

実施例１では、本発明のバッテリ温調装置を走行用駆動源として走行用モータのみを搭載した電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明のバッテリ温調装置は、走行用駆動源として走行用モータとエンジンを搭載したハイブリッド車に対しても適用することができる。

BP バッテリパック
１ バッテリパックケース
１１ バッテリパックロアフレーム
１２ バッテリパックアッパーカバー
２ バッテリスタック（バッテリモジュール群）
２１ 第１バッテリスタック
２２ 第２バッテリスタック
２３ 第３バッテリスタック
３ 温調ユニット
３１ ユニットケース
３２ エバポレータ
３３ ブロアファン（送風機）
３４ PTCヒータ（加熱用のヒータ）
３５ ユニットダクト
３５ａ 配風口
４ SDスイッチ
５ ジャンクションボックス
６ LBコントローラ
７ バッテリモジュール搭載領域
８ 電装品搭載領域
９ 配風ダクト
９１ 第１吹き出し開口部（開口部）
９２ 第２吹き出し開口部（開口部）
９３ 第３吹き出し開口部（開口部）
９４ 等幅ダクト部
９５ 拡幅ダクト部
２００ バッテリモジュール
２００ａ セルホルダー
２００ｂ 流入開口
２００ｃ 流出開口
２００ｄ ラミネートセル
２００ｅ 封止部
２００ｆ 温調面

Claims (6)

1. 略直方体形状のバッテリモジュールと、
   前記バッテリモジュールを複数収納したバッテリパックケースと、
   前記バッテリモジュールの温度を調整する温調ユニットと、
   前記温調ユニットに接続され、前記温調ユニットからの温調風を前記バッテリモジュールに送る配風ダクトと、
   を備えたバッテリ温調装置において、
   前記バッテリパックケースの内部空間を、境界線を隔てて、バッテリモジュール搭載領域と、電装品搭載領域とに分け、
   前記バッテリモジュール搭載領域には、前記バッテリモジュールを短辺方向に複数積層し、互いに隙間通路を形成して並設したバッテリスタックを複数備え、
   前記電装品搭載領域には、前記温調ユニットと強電遮断スイッチとジャンクションボックスを搭載し、
   前記複数のバッテリスタックは、第１バッテリスタックに対して前記バッテリパックケースに対する搭載方向が異なる第２バッテリスタックと第３バッテリスタックを有し、
   前記第２バッテリスタックと前記第３バッテリスタックの対向面に隙間を持たせることで形成される中央通路と、前記第１バッテリスタックと前記第２，第３バッテリスタックの対向面に隙間を持たせることで形成される横断通路と、によるＴ字隙間スペース域を有し、
   前記配風ダクトは、一端が前記温調ユニットのユニットダクトに接続され、前記Ｔ字隙間スペース域の中央通路による空間を利用して配置された等幅ダクト部と、前記Ｔ字隙間スペース域の横断通路の上部空間を利用して配置された拡幅ダクト部により構成され、
   前記配風ダクトを出た温調風を、前記複数のバッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、同一の長辺に沿って流す第１吹き出し開口部と第２吹き出し開口部と第３吹き出し開口部を有し、
   前記第１吹き出し開口部は、前記拡幅ダクト部に設けられ、前記第１バッテリスタックのスタック正面上部域に沿って温調風を吹き出し、
   前記第２，第３吹き出し開口部は、前記等幅ダクト部の両側に設けられ、前記第２，第３バッテリスタックの前記隙間通路に向けて温調風を吹き出す
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
2. 請求項１に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記バッテリモジュールは、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセルを内部に有し、
   前記ラミネートセルの封止部が、前記バッテリモジュールの温調面に面している
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
3. 請求項１又は２に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記バッテリパックケースは、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
   前記配風ダクトが、前記バッテリパックケースの中央部長辺方向に沿って配置されている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
4. 請求項３に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記温調ユニットは、前記バッテリパックケースの内部に配置され、
   前記温調ユニットから吹き出され、モジュール長辺と熱交換した温調風は、前記バッテリスタックと前記バッテリパックケースの内面との間の環状通路を通って前記温調ユニットに戻る
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
5. 請求項４に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記バッテリパックケースは、車両の床下位置に配置されている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
6. 請求項１から５までの何れか１項に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記温調ユニットは、車室内エアコンの冷媒を導入するエバポレータと、送風機と、加熱用のヒータと、を有する
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。