JP6627254B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、車両の電池パックに関する。

従来、電池パックを備えたハイブリッド自動車や電気自動車等が知られている。自動車用に用いられる電池パックは充放電が可能であり、密閉されている上に使用時において発熱するため、これを抑制すべく冷却構造を備えたものが提案されている。一例として、複数の電池モジュール間を流れて２次電池を冷却した冷却風を排気口に向けて流す排気ダクトを備えた電池パックが開示されている（例えば「特許文献１」参照）。

また、補機用のバッテリを備えた車両において、衝突時等の車両に大きな衝撃が作用した場合に補機用のバッテリが移動したり破損したりすると、バッテリから漏洩した液体によって車室内が腐食してしまう虞がある。そこで、バッテリを支持するブラケットの縦壁と緩衝ブラケットの対向面との間に電池パックを冷却する冷却装置に連通した中空の通気ダクトを配置し、衝突等によりバッテリが移動した際に通気ダクトを変形及び押しつぶすことにより、衝撃エネルギを吸収してバッテリの損傷を最小限に抑えることが可能な技術が開示されている（例えば「特許文献２」参照）。

特開２００６−３２４０４１号公報 特開２００２−１８６１０１号公報

「特許文献１」に開示された技術では、衝突等の車両に大きな衝撃が作用した場合に、移動する排気ダクトによって電池セルやモジュールが破壊されてしまうという問題点がある。また、「特許文献２」に開示された技術は、密閉された電池パックに対して簡単に適用することはできない。
本発明は上述の問題点を解決し、密閉された空間内を冷却することが可能であると共に、衝突等の車両に大きな衝撃が作用した場合に電池セルやモジュールの破壊や損傷を防止することが可能な電池パックの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、電池と、前記電池が載置されるトレーと、前記トレーを覆うカバーと、前記カバーの内部に設けられ前記電池に対して供給される冷却のための空気流が通過する閉断面を有するダクトとを備え、前記ダクトは、外力が作用した際に、前記ダクトの前記電池側の壁面を前記外力が作用する前の位置に留めた状態で前記閉断面を破断させる破断部を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電池パックにおいて、さらに前記カバーの壁面が前記ダクトの壁面を構成することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電池パックにおいて、さらに前記破断部は前記カバーの上面と接する部位に設けられていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一つに記載の電池パックにおいて、さらに前記トレーと前記ダクトとを接続するブラケットを有することを特徴とする。

本発明によれば、カバーの変形に伴い冷却空気が通過する閉断面が破断してダクトがカバーと共に移動することが防止されてダクトがその場に留まることから、ダクトが移動して電池に衝突して電池が損傷してしまうという不具合の発生を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態を適用可能な車両の概略図である。 従来の電池パックを説明する概略図である。 従来の電池パックの問題点を説明する概略図である。 本発明の一実施形態を適用した電池パックを説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるダクト本体及び送風部を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる送風部の取付態様を説明する概略図である。 本発明の一実施形態を適用した電池パックの作用効果を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の変形例に用いられる電池パックを説明する概略図である。

図１は、本発明を適用可能な車両を示している。同図において車両である電気自動車１は、車体２、前輪３、後輪４を有しており、前輪３と後輪４との間の部位に電池パック５を備えている。

電池パック５は、図２に示すように、シートクロスメンバ６よりも下方に入り込む形で配設されており、その外側をフロア７によって覆われている。電池パック５は、図示しない複数の電池セルにより構成され２次電池として機能する電池としての電池モジュール８と、電池モジュール８が載置されるモジュール固定部材９と、モジュール固定部材９に載置された電池モジュール８を収容して固定ブラケット２５を介してサイドメンバ２６に支持されるトレー１０と、トレー１０を覆い閉空間１２を形成するカバー１１と、閉空間１２内に設けられ電池モジュール８を冷却するための空気流が通過する閉断面を有するダクト１３とを備えている。図１に示すように、ダクト１３は車体２の一側方に位置するように配置されている。固定ブラケット２５は、図２に示すように、その底壁面がトレー１０の底面にスポット溶接によって固着され、側壁面が外フレーム２８の側面に図示しないボルトで締結され、さらに上壁面がボルト２７によってサイドメンバ２６に締結されている。

ここで、従来技術の問題点について説明する。上述した構成において、車両１に対して図１における左方から衝突等の大きな衝撃が作用した場合には、図３に示すようにフロア７及びカバー１１が変形し、カバー１１の変形に伴いダクト１３が移動して電池モジュール８に衝突し、電池モジュール８が損傷してしまう。この問題点の発生を防止した本発明の構成を以下に説明する。

図４は、本発明の一実施形態を適用した電池パックを備えた電気自動車を示している。電池パック１４は電池パック５と同様に配設されており、その外側をフロア７によって覆われ、電池モジュール８と、モジュール固定部材９と、閉空間１２を形成するトレー１０及びカバー１１と、閉空間１２内に設けられ電池モジュール８を冷却するための空気流が通過する閉断面１５を有するダクト１６とを備えている。ダクト１６は、ダクト１３と同様に車体２の一側方に位置するように配置されている。

図４においてダクト１６は、カバー１１の壁面の一部に塗装等によって設けられた断熱材１７と、断熱材１７と共にダクト１６を形成するダクト本体１８とを有している。樹脂製のダクト本体１８は、図５に示すように、電池モジュール８に対して送風を行う部位であり上面及び後面が開放された送風部１９と、送風部１９に向けて空気流が通過する筒状の通風部２０とを有している。送風部１９及び通風部２０は電池モジュール８の配置に応じて複数設けられており、通風部２０は接続部２４を介してその端部をトレー１０内に配設された図示しない冷却ファンの接続部に接続されていると共に、複数箇所を図示しない不動部材に固定されている。

図５及び図６に示すように、送風部１９はその前面に複数の通風孔１９ａを有しており、開放された上面及び後面をカバー１１に密接させる態様でカバー１１に取り付けられており、この状態で閉断面１５が形成されている。送風部１９とカバー１１との間には図示しないシール材が設けられており、通風孔１９ａ以外の部分から空気が漏れないように構成されている。そして通風部１９は、図６に示すようにその上面部及び後面部において、カバー１１に対して接着剤２１によって固定されている。この接着剤２１によってカバー１１の上面に固定された通風部１９の上面により、ダクト１６の破断部が形成される。

上述した構成において、車両１に対して図１における左方から衝突等の大きな衝撃が作用した場合には、図７に示すようにフロア７及びカバー１１が変形する。しかしこのとき、カバー１１の変形に伴い接着剤２１がカバー１１から剥離し、これによりダクト本体１８の送風部１９が形成する閉断面１５が破断してダクト本体１８が上カバー１１と共に移動することが防止され、ダクト１６がその場に留まることとなる。これにより、ダクト１６が移動して電池モジュール８に衝突し、電池モジュール８が損傷してしまうという不具合の発生を確実に防止することができる。

上述の構成において、カバー１１の壁面がダクト１６の壁面を構成することにより、ダクト１６の壁面を別途製作する構成に比してダクト１６の構成を簡略化することができ、コストダウンを図ることができると共に軽量化を図ることができる。また、破断部である接着剤２１による送風部１９の固定部がカバー１１の上面と接する部位に設けられていることにより、外力を受けてカバー１１が変形した際に破断部がカバー１１から容易に離脱することができる。これにより閉断面１５の破断が容易に行われ、外力が小さい場合であっても電池モジュール８の損傷を確実に防止することができる。

図８は、本発明の一実施形態の変形例を示している。この変形例は、上述した実施形態と比較すると、ダクト１６に代えてダクト２２を有する点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。ダクト２２は、ダクト本体１８とトレー１０とを接続するブラケット２３を有している。金属からなるブラケット２３は、その一端をトレー１０に溶接やねじ止め等の方法によって固定されており、他端側においてダクト本体１８の送風部１９の外壁を保持している。

この構成により、上記実施形態に比して送風部１９の下側においてカバー１１の壁面に接着剤２１によって接着されている部位がカバー１１から剥離しにくくなる。これにより、フロア７及びカバー１１が外力により変形した際に、図７に示すように接着剤２１によってカバー１１の上面に固定された通風部１９の上面である破断部が断熱材１７から剥離し易くなる。これにより、ダクト２２が移動して電池モジュール８に衝突し、電池モジュール８が損傷してしまうという不具合の発生をより確実に防止することができる。

また、図８に示す構成によれば、トレー１０に対してカバー１１を被せる際に、ブラケット２３にダクト本体１８を支持させた状態でカバー１１をトレー１０に対して取り付けることができる。これにより、カバー１１にダクト本体１８を固定せずともトレー１０に対してカバー１１を取り付けることができ、作業の簡易化を図ることができる。

さらに図８に示す構成によれば、ダクト本体１８をトレー１０に予め取り付けた状態となるので、トレー１０内に配設された図示しない冷却ファンとダクト本体１８とを予め接続した状態でカバー１１がトレー１０に組み付けられる。ここで図５では、カバー１１をトレー１０に組み付ける際に、カバー１１に取り付けられたダクト本体１８とトレー１０内に配設された図示しない冷却ファンとを接続するため組み付け公差を考慮して形成された接続部２４を示したが、図８に示す構成では接続部２４を省略することができ、電池パック５内のスペースをより一層有効活用することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

８・・・電池モジュール、１０・・・トレー、１１・・・カバー、１４・・・電池パック、１５・・・閉断面、１６，２２・・・ダクト、２３・・・ブラケット

Claims (4)

1. 電池と、前記電池が載置されるトレーと、前記トレーを覆うカバーと、前記カバーの内部に設けられ前記電池に対して供給される冷却のための空気流が通過する閉断面を有するダクトとを備え、
   前記ダクトは、外力が作用した際に、前記ダクトの前記電池側の壁面を前記外力が作用する前の位置に留めた状態で前記閉断面を破断させる破断部を有する電池パック。
2. 請求項１記載の電池パックにおいて、
   前記カバーの壁面が前記ダクトの壁面を構成することを特徴とする電池パック。
3. 請求項１または２記載の電池パックにおいて、
   前記破断部は前記カバーの上面と接する部位に設けられていることを特徴とする電池パック。
4. 請求項１ないし３の何れか一つに記載の電池パックにおいて、
   前記トレーと前記ダクトとを接続するブラケットを有することを特徴とする電池パック。

Images