JP6511279B2 - バッテリユニット - Google Patents
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Description
複数のバッテリ(例えば、後述の実施形態のバッテリ11a)を有するバッテリモジュール(例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール11)と、
車両(例えば、後述の実施形態の車両1)の骨格部材に対し該バッテリモジュールを保持するバッテリフレーム(例えば、後述の実施形態のバッテリフレーム14)と、を備え、
前記車両のフロア下(例えば、後述の実施形態の下方空間5)に配置される、バッテリユニット(例えば、後述の実施形態のバッテリユニット100)であって、
前記バッテリフレームは、前記バッテリモジュールの上方に配置される上側剛体(例えば、後述の実施形態のフレーム組立体20)と、前記バッテリモジュールの下方に配置される下側剛体(例えば、後述の実施形態の下側剛体30)と、該上側剛体及び該下側剛体を連結する連結部材(例えば、後述の実施形態の連結部材40)と、を有し、
前記下側剛体は金属製であり、
前記下側剛体の下面側に補機(例えば、後述の実施形態のDC−DCコンバータ12)が設けられ、
少なくとも2つの前記バッテリモジュールが、第1方向(例えば、後述の実施形態の前後方向)に並べて配置されてバッテリモジュール群(例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール群11L,11R)を構成し、
前記バッテリユニットは、前記バッテリモジュール群に冷媒を供給して熱を外部に放出する冷却機構(例えば、後述の実施形態の冷却機構18)を備え、
前記冷却機構は、前記第1方向に並べて配置された前記バッテリモジュール間に設けられた冷媒溜り部(例えば、後述の実施形態の冷媒溜り部112b)から前記冷媒が前記下側剛体へ流れる開口(例えば、後述の実施形態の右側開口123,左側開口124)が形成された冷却部形成部材(例えば、後述の実施形態の冷却部形成部材120)を有する。
前記冷却部形成部材は、前記下側剛体の上面と対向して、前記冷媒が流れる空間である補機冷却部(例えば、後述の実施形態の補機冷却部121)を形成し、
前記補機は、上面に放熱部(例えば、後述の実施形態の冷却フィン12b)を有し、該放熱部が前記補機冷却部内に露出する。
前記冷却部形成部材は樹脂製である。
少なくとも2つの前記バッテリモジュール群が、前記第1方向に直交する第2方向(例えば、後述の実施形態の左右方向)に並べて配置され、
前記第2方向は、前記バッテリモジュールの長手方向であって、
前記冷却部形成部材には、一方側(例えば、後述の実施形態の左側)に位置する前記バッテリモジュール群を構成する前記バッテリモジュール間に設けられた前記冷媒溜り部から前記冷媒が前記下側剛体へ流れる第1開口(例えば、後述の実施形態の左側開口124)と、他方側(例えば、後述の実施形態の右側)に位置する前記バッテリモジュール群を構成する前記バッテリモジュール間に設けられた前記冷媒溜り部から前記冷媒が前記下側剛体へ流れる第2開口(例えば、後述の実施形態の右側開口123)と、が形成され、
前記補機冷却部には、
前記第1方向において前記第1開口を挟んで一方側(例えば、後述の実施形態の前側)に前記放熱部が露出するとともに、他方側(例えば、後述の実施形態の後側)に前記冷媒を排出するための冷媒排出口(例えば、後述の実施形態の冷媒排出口125)が形成され、
前記第2開口の前記一方側に前記第2開口から流入する前記冷媒を前記放熱部に向けて誘導する整流部(例えば、後述の実施形態の整流フィン126,127,128)が形成されている。
前記第2開口の開口面積は、前記第1開口の開口面積より大きい。
前記バッテリモジュール、前記バッテリフレーム及び前記補機は、ケース(例えば、後述の実施形態のケース15)に収容された状態で前記車両のフロア下に配置され、
前記補機は、前記下側剛体の車両前方側に配置され、
前記ケースは、前記補機が収容される下方に膨出した膨出部(例えば、後述の実施形態の膨出部15a)を有し、
前記膨出部が前記車両のフロア下に配置されるクロスメンバ(例えば、後述の実施形態のクロスメンバ8)の前側に位置する。
また、バッテリモジュール群に供給された冷媒は、補機が設けられた下側剛体へ流れるので、当該冷媒によってバッテリモジュールを冷却しつつ補機をも冷却することができる。
図1は、本実施形態に係るバッテリユニット100が配置された車両1の荷室3を示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係るバッテリユニット100が配置された車両1は、リヤシート2の後方に荷室3を有している。荷室3の下方には、タイヤパン4によって凹形状の下方空間5が形成されており、この下方空間5に本実施形態のバッテリユニット100が配置される。
図2は、本実施形態に係るバッテリユニット100の分解斜視図であり、図3は、バッテリフレーム14の分解斜視図であり、図4は、バッテリモジュール11及びダクト類を示す斜視図であり、図5は、タイヤパン4の前方を示す断面図である。
図2〜図5に示すように、本実施形態のバッテリユニット100は、複数のバッテリ11aを有するバッテリモジュール11と、補機としてのDC−DCコンバータ12と、電装部品としてのバッテリECU13と、バッテリモジュール11、DC−DCコンバータ12及びバッテリECU13を保持するバッテリフレーム14と、これらを収容するケース15と、ケース15の上部開口を覆うカバー16と、バッテリモジュール11及びDC−DCコンバータ12を冷却して熱を外部に放出する冷却機構18と、を備えており、図1に示すように、ケース15から左右に突出するバッテリフレーム14の固定部14aを車両1の骨格部材(不図示)に固定することにより、荷室3の下方空間5に配置される。
バッテリモジュール11は、矩形状であり、その長手方向が左右方向(車幅方向)に沿うようにバッテリユニット100内に配置される。各バッテリモジュール11内には、縦置きされる複数のバッテリ11aが左右方向に並べて配置されている。ここで、縦置きとは、三辺のうち最短の辺が左右方向に延びることを意味している。また、隣り合うバッテリ11a間には、後述する冷却風の流路である冷却流路11bが前後方向に沿って形成されている。冷却流路11bは、前側及び後側が開口しており、上側及び下側は気密に塞がれている。
バッテリフレーム14は、図3に示すように、バッテリモジュール11の上方に配置される上側剛体としてのフレーム組立体20と、バッテリモジュール11の下方に配置される下側剛体30と、下側剛体30とフレーム組立体20とを連結する複数の連結部材40と、バッテリモジュール11の後方に配置される後部保護部材50と、を備えている。下側剛体30の上面には、下側剛体30と共に内部に補機冷却部121を形成する冷却部形成部材120が設けられる。
フレーム組立体20は、バッテリモジュール11の長手方向である左右方向に延びる前部フレーム部材21及び後部フレーム部材22と、前部フレーム部材21及び後部フレーム部材22を連結する4本の連結剛体23と、を有する平面視梯子形状の枠状フレームである。
下側剛体30は、バッテリユニット100の底部を構成する金属製の板状剛体であり、本実施形態の下側剛体30は、アルミダイカストにより形成されている。下側剛体30は、連結部材40の下端部と連結され、該連結部材40を介してフレーム組立体20に吊り下げ状態で保持されている。
本実施形態の連結部材40は、金属板材の打ち抜き及び曲げ加工を経て形成されており、その上端部には、フレーム組立体20に固定される上側固定部41が設けられる一方、その下端部には、下側剛体30に固定される下側固定部42が設けられている。また、連結部材40の上下中間部には、バッテリ取付部43が形成されており、このバッテリ取付部43にバッテリモジュール11の左右端部を取り付けることにより、バッテリモジュール11が連結部材40を介してフレーム組立体20に吊り下げ状態で保持される。
後部保護部材50は、図3に示すように、車両後突時にバッテリユニット100の後部を保護するとともに、車両後突時の衝撃をフレーム組立体20及び下側剛体30に伝達するための部材であり、本実施形態の後部保護部材50は、金属板材の打ち抜き及び曲げ加工を経て形成されている。後部保護部材50の上端部には、フレーム組立体20の後部フレーム部材22に固定される4つの上側固定部51が設けられる一方、下端部には、下側剛体30に固定される4つの下側固定部52が設けられている。4つの上側固定部51は、後側ダクト113の上部に延設された左右2本の上部取付アーム部113b(図4参照)とともに、連結剛体23の後方位置で後部フレーム部材22の後面に固定される。このように上側固定部51が後部フレーム部材22に固定されることにより、フレーム組立体20の主要なロードパス経路である連結剛体23に後突荷重を確実に伝達できる。また、4つの下側固定部52は、後側ダクト113の下部に延設された左右2本の下部取付アーム部113d(図4参照)ともに、下側剛体30の各リブ群31の後端部31aに固定されることにより、下側剛体30の主要なロードパス経路であるリブ群31に後突荷重を確実に伝達するようになっている。
以上のように構成されるバッテリユニット100は、予め組み立てられ、ユニットとして車両1に取り付けられる。具体的には、ケース15から左右に突出するバッテリフレーム14の固定部14aを車両1の骨格部材に固定することにより、荷室3の下方空間5にバッテリユニット100が配置される。このとき、図5に示すように、DC−DCコンバータ12が収容されるケース15の膨出部15aは、タイヤパン4(下方空間5)の下方に配置されるクロスメンバ8の前側に位置するよう、バッテリユニット100は配置される。
次に、DC−DCコンバータ12の冷却構造について、図6(a),(b)及び図7を参照しながら説明する。図6(a)は、下側剛体30の上面に設けられる冷却部形成部材120の下面側を示す斜視図であり、(b)は冷却部形成部材120の上面側を示す斜視図である。図7は、補機冷却部121を含む下側剛体30の上面図である。
3 荷室
5 下方空間
11 バッテリモジュール
11a バッテリ
11L,11R バッテリモジュール群
12 DC−DCコンバータ(補機)
12b 冷却フィン(放熱部)
14 バッテリフレーム
18 冷却機構
20 フレーム組立体(上側剛体)
30 下側剛体
40 連結部材
100 バッテリユニット
112b 冷媒溜り部
120 冷却部形成部材
121 補機冷却部
123 右側開口(第2開口)
124 左側開口(第1開口)
125 冷媒排出口
126,127,128 整流フィン(整流部)
Claims (6)
- 複数のバッテリを有するバッテリモジュールと、
車両の骨格部材に対し該バッテリモジュールを保持するバッテリフレームと、を備え、
前記車両のフロア下に配置される、バッテリユニットであって、
前記バッテリフレームは、前記バッテリモジュールの上方に配置される上側剛体と、前記バッテリモジュールの下方に配置される下側剛体と、該上側剛体及び該下側剛体を連結する連結部材と、を有し、
前記下側剛体は金属製であり、
前記下側剛体の下面側に補機が設けられ、
少なくとも2つの前記バッテリモジュールが、第1方向に並べて配置されてバッテリモジュール群を構成し、
前記バッテリユニットは、前記バッテリモジュール群に冷媒を供給して熱を外部に放出する冷却機構を備え、
前記冷却機構は、前記第1方向に並べて配置された前記バッテリモジュール間に設けられた冷媒溜り部から前記冷媒が前記下側剛体へ流れる開口が形成された冷却部形成部材を有する、バッテリユニット。 - 請求項1に記載のバッテリユニットであって、
前記冷却部形成部材は、前記下側剛体の上面と対向して、前記冷媒が流れる空間である補機冷却部を形成し、
前記補機は、上面に放熱部を有し、該放熱部が前記補機冷却部内に露出する、バッテリユニット。 - 請求項2に記載のバッテリユニットであって、
前記冷却部形成部材は樹脂製である、バッテリユニット。 - 請求項2又は3に記載のバッテリユニットであって、
少なくとも2つの前記バッテリモジュール群が、前記第1方向に直交する第2方向に並べて配置され、
前記第2方向は、前記バッテリモジュールの長手方向であって、
前記冷却部形成部材には、一方側に位置する前記バッテリモジュール群を構成する前記バッテリモジュール間に設けられた前記冷媒溜り部から前記冷媒が前記下側剛体へ流れる第1開口と、他方側に位置する前記バッテリモジュール群を構成する前記バッテリモジュール間に設けられた前記冷媒溜り部から前記冷媒が前記下側剛体へ流れる第2開口と、が形成され、
前記補機冷却部には、
前記第1方向において前記第1開口を挟んで一方側に前記放熱部が露出するとともに、他方側に前記冷媒を排出するための冷媒排出口が形成され、
前記第2開口の前記一方側に前記第2開口から流入する前記冷媒を前記放熱部に向けて誘導する整流部が形成された、バッテリユニット。 - 請求項4に記載のバッテリユニットであって、
前記第2開口の開口面積は、前記第1開口の開口面積より大きい、バッテリユニット。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のバッテリユニットであって、
前記バッテリモジュール、前記バッテリフレーム及び前記補機は、ケースに収容された状態で前記車両のフロア下に配置され、
前記補機は、前記下側剛体の車両前方側に配置され、
前記ケースは、前記補機が収容される下方に膨出した膨出部を有し、
該膨出部が前記車両のフロア下に配置されるクロスメンバの前側に位置する、バッテリユニット。
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