JP6729031B2 - バッテリパック - Google Patents

Description

この発明は、バッテリパックに関し、特に、車両に搭載されるバッテリパックに関する。

特開２００８−１１７７０８号公報（特許文献１）は、車両に搭載されるバッテリパックを開示する。このバッテリパックは、第１及び第２のバッテリパック（バッテリスタック）を含む。第１及び第２のバッテリパックの各々は、積層された複数のバッテリセルを含む。このバッテリパックにおいては、第１及び第２のバッテリパックを別々に冷却するための２つの冷却系統が形成されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１１７７０８号公報

車両に搭載されるバッテリパックにおいて、たとえば車両のセンターコンソール内にバッテリパックを収容するために、第１及び第２のバッテリスタックを、車両の前後方向に並べて配置することも考えられる。この場合には、第１及び第２のバッテリスタックをバランス良く冷却するためにバッテリスタックごとに冷却系統を形成しつつ、各冷却系統の排気風をその後の排気風のコントロールの観点から車両の前後方向のいずれかにおいて同一方向に排気することが好ましい。しかしながら、排気風の排気方向を調整するためにバッテリパックの外部において排気ダクトを別途設けることとすると、部品点数が増加するため好ましくない。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の前後方向に並べて配置される第１及び第２のバッテリスタックの各々を異なる冷却系統において冷却するバッテリパックにおいて、部品点数の増加を抑えつつ、各冷却系統の排気風の排気方向を揃えることができるバッテリパックを提供することである。

この発明のある局面に従うバッテリパックは、車両に搭載されるバッテリパックである。バッテリパックは、第１及び第２のバッテリスタックと、ケースとを備える。第１及び第２のバッテリスタックは、車両の前後方向に並べて配置される。ケースは、アッパーケース及びロアケースを有し、第１及び第２のバッテリスタックを収容する。ロアケースと第１及び第２のバッテリスタックとの間には、それぞれ第１及び第２の吸気チャンバが形成されている。アッパーケースと第１及び第２のバッテリスタックとの間には、それぞれ第１及び第２の排気チャンバが形成されている。アッパーケースの側方上部においてアッパーケースの上面の凹部を覆うようにカバーが設けられることによりアッパーケースの側面とカバーとの間に排気経路が形成され、かつ、アッパーケースの側面には開口部が形成されている。ケース内には、第１の冷却系統と、第２の冷却系統とが形成される。第１の冷却系統においては、第１のバッテリスタックを冷却する冷却風が、第１の吸気チャンバに取り込まれ、第１のバッテリスタック、第１の排気チャンバ、上記開口部、及び上記排気経路を通って第１の排気口から排気される。第２の冷却系統においては、第２のバッテリスタックを冷却する冷却風が、第２の吸気チャンバに取り込まれ、第２のバッテリスタック及び第２の排気チャンバを通って第２の排気口から排気される。第１及び第２の排気口は、車両の前後方向のいずれかにおいて、同一方向に排気するように構成される。

このバッテリパックにおいては、第１の冷却系統において第１の排気口に排気風を導く排気経路の一部にケースの外壁が用いられている。したがって、このバッテリパックによれば、既存の部品を用いることによって、第１の冷却系統における排気方向を第２の冷却系統における排気方向に揃えることができる。

この発明によれば、車両の前後方向に並べて配置される第１及び第２のバッテリスタックの各々を異なる冷却系統において冷却するバッテリパックにおいて、部品点数の増加を抑えつつ、各冷却系統の排気風の排気方向を揃えることができる。

バッテリパックを示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った端面を矢印Ｂ方向に見た図である。 バッテリパックにおける冷却風の経路を詳細に説明するための図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に従うバッテリパックを示す斜視図である。図中のバッテリパックは、たとえば、電力を用いて車両の走行駆動力を生成するモータと、ガソリンエンジン等の内燃機関とを備えるハイブリッド車両に搭載される。たとえば、バッテリパックは、車両内のセンターコンソール内に収容される。なお、バッテリパックは、必ずしもハイブリッド車両に搭載される必要はなく、たとえば、内燃機関を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として燃料電池をさらに備える燃料電池車に搭載されてもよい。なお、図中、矢印Ｕは鉛直方向上方を示し、矢印Ｄは鉛直方向下方を示す。矢印Ｆは車両の前方向を示し、矢印Ｂは車両の後ろ方向を示す。矢印Ｌ，Ｒは、車両の左方向及び右方向をそれぞれ示す。

図１を参照して、バッテリパック１は、ロアケース１０と、バッテリスタック１２，１４と、アッパーケース２０と、セパレータ３１，３２Ａ，３２Ｂ，３３，３５と、カバー５２Ａ，５２Ｂとを備える。バッテリパック１においては、吸気口２５，２７（後述）から冷却風が取り込まれ、取り込まれた冷却風によりバッテリスタック１２，１４が冷却される。

バッテリスタック１２，１４の各々は、複数のバッテリモジュールを矢印Ｆ，Ｂ方向（車両の前後方向）に積層することにより構成される。バッテリスタック１２，１４は、車両の前後方向に並べて配置される。バッテリスタック１２，１４は、ケース（ロアケース１０及びアッパーケース２０）に収容される。

バッテリスタック１２，１４は、ロアケース１０の上部に取り付けられる。ロアケース１０と、バッテリスタック１２，１４との間には、冷却風の吸気チャンバとして機能する空間が形成される。ロアケース１０とバッテリスタック１２，１４との間には、セパレータ３５が挟み込まれる。セパレータ３５は、ロアケース１０とバッテリスタック１２，１４との間に形成される空間を、バッテリスタック１２の下部に形成される空間とバッテリスタック１４の下部に形成される空間との２つの空間に分離する。また、ロアケース１０とバッテリスタック１２との間においては、矢印Ｂ方向の端面において吸気口２５が形成され、ロアケース１０とバッテリスタック１４との間においては、矢印Ｆ方向の端面において吸気口２７が形成される。

アッパーケース２０は、バッテリスタック１２，１４の上部に取り付けられる。アッパーケース２０の上面においては、両角において凹部が形成されている。アッパーケース２０とバッテリスタック１２，１４との間には、排気チャンバとして機能する空間が形成される。アッパーケース２０とバッテリスタック１２，１４との間には、セパレータ３１，３３が挟み込まれる。セパレータ３３は、アッパーケース２０とバッテリスタック１２，１４との間に形成される空間を、バッテリスタック１２の上部に形成される空間とバッテリスタック１４の上部に形成される空間との２つの空間に分離する。セパレータ３１は、矢印Ｆ方向の端面において、バッテリスタック１４とアッパーケース２０とによって形成される開口部を遮蔽する。バッテリスタック１２とアッパーケース２０との間には、矢印Ｂ方向の端面において、排気口４０が形成される。バッテリスタック１４の上方に位置する、アッパーケース２０の矢印Ｒ，Ｌ方向の側面には、開口部３０Ａ，３０Ｂがそれぞれ設けられている。

カバー５２Ａ，５２Ｂの各々は、アッパーケース２０の側方上部においてアッパーケース２０の上面の凹部を覆うように、矢印Ｆ，Ｂ方向に沿って設けられる。カバー５２Ａとアッパーケース２０との間には、排気口４２Ａに続く排気経路が形成される。排気口４２Ａは、カバー５２Ａとアッパーケース２０との間において、矢印Ｂ方向の端面に形成される。排気口４２Ａは、バッテリスタック１４の冷却風を排気する排気口であり、排気口４０と同一方向に排気風を排気する。カバー５２Ａとアッパーケース２０との間には、セパレータ３２Ａが挟み込まれる。セパレータ３２Ａは、カバー５２Ａとアッパーケース２０とによって形成される矢印Ｆ方向の開口部を遮蔽する。

カバー５２Ｂとアッパーケース２０との間には、排気口４２Ｂに続く排気経路が形成される。排気口４２Ｂは、カバー５２Ｂとアッパーケース２０との間において、矢印Ｂ方向の端面に形成される。排気口４２Ｂは、バッテリスタック１４の冷却風を排気する排気口であり、排気口４０と同一方向に排気風を排気する。カバー５２Ｂとアッパーケース２０との間には、セパレータ３２Ｂが挟み込まれる。セパレータ３２Ｂは、カバー５２Ｂとアッパーケース２０とによって形成される矢印Ｆ方向の開口部を遮蔽する。

詳細については後述するが、バッテリパック１においては、上記の構成によって、バッテリスタック１２を冷却する冷却系統と、バッテリスタック１４を冷却する冷却系統との２つの冷却系統が形成される。各冷却系統の排気風は、その後の排気風のコントロールの観点からバッテリパック１が搭載される車両の前後方向のいずれかにおいて同一方向に排気されることが好ましい。しかしながら、排気風の排気方向を調整するためにバッテリパック１の外部において排気ダクトを別途設けることとすると、部品点数が増加するため好ましくない。そこで、本実施の形態に従うバッテリパック１においては、上記の構成によって、追加部品をなるべく用いることなく、各冷却系統の排気風の排気方向を揃えている。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を矢印Ｂ方向に見た図である。図２を参照して、バッテリスタック１４の矢印Ｌ方向の側面にはバスバー５０Ａが設けられ、バッテリスタック１４の矢印Ｒ方向の側面にはバスバー５０Ｂが設けられる。バスバー５０Ａ，５０Ｂは、バッテリスタック１４に含まれる複数のバッテリモジュールを電気的に接続するための部材である。

バッテリスタック１４とロアケース１０との間には、吸気チャンバ４３が形成される。アッパーケース２０とバッテリスタック１４の矢印Ｌ方向の側面との間には、バスバー５０Ａを収容するためのスペースが形成される。アッパーケース２０とバッテリスタック１４の矢印Ｒ方向の側面との間には、バスバー５０Ｂを収容するためのスペースが形成される。アッパーケース２０とバッテリスタック１４の上面との間には、排気チャンバ４４が形成される。アッパーケース２０とカバー５２Ａとの間には、排気経路４６Ａが形成される。アッパーケース２０とカバー５２Ｂとの間には、排気経路４６Ｂが形成される。

吸気チャンバ４３に取り込まれた冷却風は、バッテリスタック１４に含まれる複数のバッテリモジュールの間を通り抜け、排気チャンバ４４に導かれる。排気チャンバ４４に導かれた排気風は、開口部３０Ａ，３０Ｂを通じて、排気経路４６Ａ，４６Ｂにそれぞれ導かれる。

図３は、本実施の形態に従うバッテリパックにおける冷却風の経路を詳細に説明するための図である。この図は、図１中のバッテリパック１内の冷却風の経路を矢印Ｒ方向に見た図である。なお、本来、開口部３０Ａ，３０Ｂ及びカバー５２Ａ，５２Ｂはアッパーケース２０の側方に設けられているが、冷却風の経路の説明を容易にするために、この図においては開口部３０Ａ，３０Ｂ及びカバー５２Ａ，５２Ｂはアッパーケース２０の上方に表わされている。

矢印Ｂ方向の端面に設けられた吸気口２５から取り込まれた冷却風は、バッテリスタック１２に含まれる複数のバッテリモジュールの間を通り抜け、排気口４０から排気される。なお、セパレータ３３，３５が設けられているため、吸気口２５から取り込まれた冷却風は、バッテリスタック１４側の吸気チャンバには流れ込まない。なお、本実施の形態においては、セパレータ３３，３５は、バッテリスタック１２の上部及び下部にそれぞれ配置される。これにより、バッテリスタック１２とバッテリスタック１４との間にも冷却風を通すことができる。

矢印Ｆ方向の端面に設けられた吸気口２７から取り込まれた冷却風は、バッテリスタック１４に含まれる複数のバッテリモジュールの間、及び、バッテリスタック１２とバッテリスタック１４との間を通り抜け、開口部３０Ａ，３０Ｂを通じて、排気口４２Ａ，４２Ｂから排気される。上述のように、排気口４２Ａ，４２Ｂは、排気口４０と同一方向（矢印Ｂ方向端面）に排気風を排気する。開口部３０Ａと排気口４２Ａとの間には排気経路４６Ａが形成され、開口部３０Ｂと排気口４２Ｂとの間には排気経路４６Ｂが形成される（図２）。

排気経路４６Ａはアッパーケース２０の外壁とカバー５２Ａとにより形成され、排気経路４６Ｂはアッパーケース２０の外壁とカバー５２Ｂにより形成されている。なお、セパレータ３３，３５が設けられているため、吸気口２７から取り込まれた冷却風は、バッテリスタック１２側の吸気チャンバには流れ込まない。また、セパレータ３１，３２Ａ，３２Ｂが設けられているため、バッテリスタック１４に含まれる複数のバッテリモジュールを通り抜けた排気風は、矢印Ｆ方向には排出されない。

以上のように、本実施の形態に従うバッテリパック１においては、バッテリスタック１４を冷却する冷却風を、排気口４０と同一方向に排気する。排気口４２Ａ，４２Ｂに導く排気経路４６Ａ，４６Ｂの一部は、アッパーケース２０の外壁を用いることによって形成されている。したがって、バッテリパック１によれば、既存の部品（アッパーケース２０の外壁）を用いることによって、バッテリスタック１４を冷却する冷却風の排気方向を、バッテリスタック１２を冷却する冷却風の排気方向に揃えることができる。

なお、本実施の形態に従うバッテリパック１においては、２つの冷却系統の排気方向を矢印Ｂ方向（車両の後ろ方向）としたが、２つの冷却系統の排気方向はこれに限定されない。たとえば、２つの冷却系統の排気方向を矢印Ｆ方向（車両の前方向）としてもよい。

また、本実施の形態に従うバッテリパック１においては、バッテリスタック１２，１４の下部に吸気チャンバが形成され、上部に排気チャンバが形成されることとしたが、吸気チャンバ及び排気チャンバの位置はこれに限定されない。たとえば、バッテリスタック１２，１４の上部に吸気チャンバが形成され、下部に排気チャンバが形成されることとしてもよい。また、たとえば、バッテリスタック１２及びバッテリスタック１４の一方の下部には吸気チャンバが形成されるとともに上部に排気チャンバが形成され、他方の下部には排気チャンバが形成されるとともに上部に吸気チャンバが形成されることとしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ バッテリパック、１０ ロアケース、１２，１４ バッテリスタック、２０ アッパーケース、２５，２７ 吸気口、３０Ａ，３０Ｂ 開口部、３１，３２Ａ，３２Ｂ，３３，３５ セパレータ、４０，４２Ａ，４２Ｂ 排気口、４３ 吸気チャンバ、４４ 排気チャンバ、４６Ａ，４６Ｂ 排気経路、５０Ａ，５０Ｂ バスバー、５２Ａ，５２Ｂ カバー。

Claims (1)

1. 車両に搭載されるバッテリパックであって、
   前記車両の前後方向に並べて配置される第１及び第２のバッテリスタックと、
   アッパーケース及びロアケースを有し、前記第１及び第２のバッテリスタックを収容するケースとを備え、
   前記ロアケースと前記第１及び第２のバッテリスタックとの間には、それぞれ第１及び第２の吸気チャンバが形成されており、
   前記アッパーケースと前記第１及び第２のバッテリスタックとの間には、それぞれ第１及び第２の排気チャンバが形成されており、
   前記アッパーケースの側方上部において前記アッパーケースの上面の凹部を覆うようにカバーが設けられることにより前記アッパーケースの側面と前記カバーとの間に排気経路が形成され、かつ、前記アッパーケースの前記側面には開口部が形成されており、
   前記ケース内には、
   前記第１のバッテリスタックを冷却する冷却風が、前記第１の吸気チャンバに取り込まれ、前記第１のバッテリスタック、前記第１の排気チャンバ、前記開口部、及び前記排気経路を通って第１の排気口から排気される第１の冷却系統と、
   前記第２のバッテリスタックを冷却する冷却風が、前記第２の吸気チャンバに取り込まれ、前記第２のバッテリスタック及び前記第２の排気チャンバを通って第２の排気口から排気される第２の冷却系統とが形成され、
   前記第１及び第２の排気口は、前記車両の前後方向のいずれかにおいて、同一方向に排気するように構成される、バッテリパック。

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