JP6877485B2 - バッテリパック - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリパックに関するものである。
従来、ハイブリッド自動車等の車両に搭載される蓄電装置において、ケース内に収容された複数のバッテリモジュールを備えたバッテリパックの構成が知られている。これらのバッテリパックでは、バッテリパックの小型化及び車両に衝撃荷重が入力した際のバッテリパックの保護性を向上するための技術が種々提案されている。
例えば特許文献1には、複数の蓄電モジュールと、蓄電モジュールの一面に設けられたブラケットと、ブラケットに隙間を介して取り付けられた電気接続箱と、を備え、蓄電モジュールと電気接続箱との隙間にワイヤーハーネスが配置された構成が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、ワイヤーハーネスは蓄電モジュールと電気接続箱との隙間内に配置されているので、ハーネス類を含む蓄電装置全体の大きさを小型化できるとされている。
また、例えば特許文献2には、バッテリモジュールと、バッテリモジュールを吊り下げて保持する前部クロスメンバ及び後部クロスメンバと、前部クロスメンバと後部クロスメンバとを連結するフレーム部材と、を備えるバッテリユニットの構成が開示されている。特許文献2に記載の技術によれば、フレーム部材は、前部クロスメンバにおけるバッテリモジュールの締結点と後部クロスメンバにおけるバッテリモジュールの締結点とを結ぶ仮想線上に位置するので、バッテリモジュールの支持剛性を高めることができる。また、衝撃が入力された際にバッテリモジュールと前部クロスメンバ及び後部クロスメンバとの相対変位を抑制することができ、バッテリモジュールを効果的に保護することができるとされている。
国際公開第2017/179650号 特開2017−24481号公報
しかしながら、さらなる小型化及び衝撃荷重入力時の保護性の向上という点において改善の余地があった。
そこで、本発明は、小型化しつつ車体へ衝撃荷重が入力した際の保護性を向上したバッテリパックを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係るバッテリパック(例えば、実施形態におけるバッテリパック1)は、車体に搭載されるバッテリモジュール(例えば、実施形態におけるバッテリモジュール20)と、前記バッテリモジュールよりも車幅方向の外側に配置されて前記バッテリモジュールを保持する一対の保持部(例えば、実施形態における第一保持部61及び第二保持部67)と、前記保持部から前記バッテリモジュールの外側に張り出す張出部(例えば、実施形態における第一張出部62及び第二張出部68)と、を有し、前記車体に対して前記バッテリモジュールを支持する支持フレーム(例えば、実施形態における支持フレーム6)と、前記バッテリモジュールと一方の前記保持部(例えば、実施形態における第二保持部67)との間に配置される電気接続箱(例えば、実施形態における電気接続箱60)と、少なくとも前記電気接続箱と前記一方の保持部との間に配置される部分が絶縁性材料により形成される冷却ダクト(例えば、実施形態における冷却ダクト30)と、前記冷却ダクトに連結される冷却ファン(例えば、実施形態における冷却ファン71)と、を備え、前記電気接続箱と前記支持フレームとは離間しており、前記電気接続箱、前記冷却ダクト及び前記冷却ファンは、前記車幅方向から見て重なる位置に配置されていることを特徴としている。
また、請求項2に記載の発明に係るバッテリパックは、前記冷却ファンは、前記一方の保持部よりも前記車幅方向の外側に設けられていることを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明に係るバッテリパックは、前記冷却ダクトは、上方に開口するとともに前記車幅方向において前記冷却ファンと反対側に設けられた開口部(例えば、実施形態における吸気開口部32)を有する第一冷却ダクト(例えば、実施形態における吸気ダクト31)と、前記バッテリモジュール及び前記電気接続箱の下方に設けられ、前記第一冷却ダクトと連通する第二冷却ダクト(例えば、実施形態における第一排気ダクト36)と、前記電気接続箱と前記一方の保持部との間に配置され、前記第二冷却ダクトと連通する第三冷却ダクト(例えば、実施形態における第二排気ダクト37)と、を備えることを特徴としている。
また、請求項4に記載の発明に係るバッテリパックは、前記開口部は、前記第一冷却ダクトの上面(例えば、実施形態における上面33)から突出し、前記上面に電装部品(例えば、実施形態における電装部品15)が配置されていることを特徴としている。
また、請求項5に記載の発明に係るバッテリパックは、前記電気接続箱と前記バッテリモジュールとの間には空隙(例えば、実施形態における空隙S)が設けられ、前記第一冷却ダクトは前記空隙の上方を覆っていることを特徴としている。
本発明の請求項1に記載のバッテリパックによれば、支持フレームの保持部はバッテリモジュールよりも車幅方向の外側に配置されるので、支持フレームによりバッテリパックを車体に固定するとともにバッテリパックの前後方向の寸法を小型化できる。電気接続箱と支持フレームとは離間して配置され、かつ電気接続箱と支持フレームの保持部との間には冷却ダクトが配置されているので、電気接続箱を効率的に冷却できる。また、冷却ダクトのうち、少なくとも電気接続箱と支持フレームの保持部との間に配置される部分が絶縁性材料により形成されているので、高圧部品である電気接続箱と支持フレームとの間の絶縁を確保できる。このように、電気接続箱やバッテリモジュール等を冷却するための冷却ダクトを、電気接続箱と支持フレームとの間の絶縁部材として用いることができる。よって、絶縁部材と冷却ダクトとを別体で設ける場合と比較して、絶縁性及び冷却性を確保しつつ部品点数を削減し、バッテリパックを小型化できる。
冷却ダクトには冷却ファンが連結されているので、効果的に冷却ダクトに流体を流通させることによりバッテリパックを冷却できる。また、バッテリパックの前後方向の寸法を小型化できるので、車両の後方から入力された衝撃荷重の影響を受け難くすることができる。
したがって、小型化しつつ車体へ衝撃荷重が入力した際の保護性を向上したバッテリパックを提供できる。
本発明の請求項2に記載のバッテリパックによれば、冷却ファンは保持部よりも車幅方向の外側に設けられているので、支持フレームにおける保持部と張出部との間の空間に冷却ファンを配置できる。よって、空間を有効に用いてバッテリパックを小型化できる。また、冷却ファンが冷却ダクトよりも車幅方向の外側に配置されているので、例えば車両の側方から衝撃荷重が入力された場合に、冷却ファンによるバッテリモジュール側への押圧力を冷却ダクトで吸収できる。よって、側方から車体に衝撃荷重が入力した際のバッテリパックの保護性を向上できる。
本発明の請求項3に記載のバッテリパックによれば、冷却ダクトは、バッテリモジュールの上方に開口する第一冷却ダクトと、バッテリモジュールの下方に設けられる第二冷却ダクトと、を有するので、第一冷却ダクトと第二冷却ダクトとが連通することにより、バッテリモジュールに流体を流通させ、バッテリモジュールを効果的に冷却できる。また、冷却ダクトは、電気接続箱と一方の保持部との間に配置される第三冷却ダクトを有するので、第二冷却ダクトと第三冷却ダクトとが連通することにより、電気接続箱を効果的に冷却できる。このように、第一冷却ダクト、第二冷却ダクト及び第三冷却ダクトを流体が流通することにより、バッテリモジュール及び電気接続箱を冷却できるので、バッテリパックにおける冷却経路を最適化できる。
本発明の請求項4に記載のバッテリパックによれば、第一冷却ダクトの開口部は、第一冷却ダクトの上面から突出し、上面には電装部品が配置されている。これにより、開口部よりも下方の空間に電装部品を配置できるので、第一冷却ダクトにおける上下方向の空間を有効に利用できる。よって、バッテリパックの省スペース化及び小型化を達成できる。
本発明の請求項5に記載のバッテリパックによれば、電気接続箱とバッテリモジュールとの間には空隙が設けられ、第一冷却ダクトは空隙の上方を覆っている。これにより、第一冷却ダクトと第二冷却ダクトとの間を流通する流体は、電気接続箱とバッテリモジュールとの間の空隙を流通する。よって、バッテリモジュールと電気接続箱との両方を効率的に冷却できる。
実施形態に係るバッテリパックの設置状態を示す斜視図。 実施形態に係るバッテリパックの分解図。 実施形態に係るバッテリユニットの断面図。 実施形態に係るバッテリユニット本体の分解図。 実施形態に係るサイドカバー取り付け時におけるバッテリユニット本体の分解図。 実施形態に係る電気接続箱取り付け時におけるバッテリユニット本体の分解図。 実施形態に係るファンユニットの斜視図。 実施形態に係る冷却ファン及び第二排気ダクトの取り付け説明図。 実施形態に係る冷却ファンの取り付け説明図。 実施形態に係るファンブラケットの取り付け説明図。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(実施形態)
(バッテリパック)
図1は、実施形態に係るバッテリパック1の設置状態を示す斜視図である。
バッテリパック1は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、車両の電源として使用されている。本実施形態において、バッテリパック1は、車体10の後方に位置するトランクルーム11の下部に収容されている。
図2は、実施形態に係るバッテリパック1の分解図である。
バッテリパック1は、ケース2と、バッテリユニット3と、カバー4と、を備える。
ケース2は、長方形状の底壁2aと、底壁2aの外周部から底壁2aと垂直に起立する4つの側壁2b,2c,2d,2eと、を有し、各側壁2b,2c,2d,2eのうち底壁2aと反対側の端部に開口を有する箱状に形成されている。ケース2は、例えば樹脂成型により形成されている。ケース2は、底壁2aの厚み方向が車体10の上下方向と一致するとともに、開口が上下方向の上方を向くようにしてトランクルーム11内に設置されている。底壁2aの短辺に沿う方向は車体10の前後方向と一致し、底壁2aの長辺に沿う方向は車体10の左右方向と一致している。なお、以下の説明における上下前後左右方向は車両の上下左右前後方向と一致している。
(バッテリユニット)
バッテリユニット3は、直方体形状に形成されている。バッテリユニット3は、直方体形状の長手方向が車体10の左右方向と一致するように配置されている。バッテリユニット3は、ケース2内に収容されている。
図3は、実施形態に係るバッテリユニット3の断面図である。
図2及び図3に示すように、バッテリユニット3は、バッテリユニット本体5と、支持フレーム6と、ファンユニット7と、を備える。
(バッテリユニット本体)
図4は、実施形態に係るバッテリユニット本体5の分解図である。図5は、実施形態に係るサイドカバー50取り付け時におけるバッテリユニット本体5の分解図である。図6は、実施形態に係る電気接続箱60取り付け時におけるバッテリユニット本体5の分解図である。
バッテリユニット本体5は、複数のバッテリモジュール20と、冷却ダクト30と、サイドカバー50と、電気接続箱60と、を備える。本実施形態において、バッテリユニット本体5は、4つのバッテリモジュール20を有する。各バッテリモジュール20は同等の構成であるため、以下の説明では一のバッテリモジュール20について説明し、他のバッテリモジュール20の説明を省略する。
(バッテリモジュール)
図4に示すように、バッテリモジュール20は、複数のバッテリセル21を積層することにより形成されている。具体的に、バッテリモジュール20は、複数のバッテリセル21と、エンドプレート25,26と、端子27と、セルケース22と、を有する。
バッテリセル21は、矩形板状に形成されるとともに主面が互いに対向して並ぶように板厚方向に積層されている。各バッテリセル21間には、バッテリセル21同士の絶縁を確保するための不図示のセパレータが配置されている。セパレータは例えば合成樹脂で構成されている。バッテリセル21とセパレータとが交互に重ね合わされて積層され、両端の2個のバッテリセル21の外側に合成樹脂で構成された一対の矩形板状のエンドセパレータ(不図示)が重ね合わされ、更にその外側に一対の金属製のエンドプレート25,26が重ね合わされている。バッテリモジュール20の積層方向に面する側面のうち一方のエンドプレート25側に配置される側面には、高電位側(+側)の端子27が設けられている。バッテリモジュール20の積層方向に面する側面のうち他方のエンドプレート26側に配置される側面には、低電位側(−側)の端子27が設けられている。
バッテリセル21、セパレータ、エンドセパレータ及びエンドプレート25,26の積層体は、上下方向からセルケース22により覆われている。セルケース22は、上セルケース23と、下セルケース24と、を有する。
上セルケース23は、上方からバッテリセル21、セパレータ、エンドセパレータ及びエンドプレート25,26を覆っている。上セルケース23は、上面視において、積層方向に並ぶ2つの矩形窓23wを有する枠状に形成されている。上セルケース23は、積層方向における両端部がそれぞれエンドプレート25,26の上端部に締結固定されている。
下セルケース24は、下方からバッテリセル21、セパレータ、エンドセパレータ及びエンドプレート25,26を覆っている。下セルケース24は、上セルケース23と同等の形状に形成されている。下セルケース24は、積層方向の両端部がそれぞれエンドプレート25,26の下端部に締結固定されている。
これにより、バッテリセル21、セパレータ、エンドセパレータ、エンドプレート25,26及びセルケース22が固定される。
このように形成されたバッテリモジュール20は、車体10の前後方向と積層方向とが一致するように配置されるとともに、車体10の左右方向と4つのバッテリモジュール20の並び方向とが一致するように配置される。4つのバッテリモジュール20は、端子27の高電位側(+側)と低電位側(−側)との前後方向の向きが交互となるように並んでいる。この状態で、隣り合う高電位側(+側)と低電位側(−側)の端子27同士が接続されることにより、4つのバッテリモジュール20が直列に接続されている。
(冷却ダクト)
冷却ダクト30は、バッテリモジュール20の上下にそれぞれ設けられている。冷却ダクト30は、吸気ダクト31と、排気ダクト35と、を有する。
吸気ダクト31は、バッテリモジュール20の上方に配置されている。吸気ダクト31は、吸気側仕切プレート41と、吸気側カバープレート42と、を有する。吸気側仕切プレート41は、4つのバッテリモジュール20の上面全体を覆うとともに矩形板状に形成されている。吸気側仕切プレート41には、各バッテリモジュール20に対応する位置に吸気孔41aが形成されている。吸気孔41aは、矩形状に形成されている。吸気孔41aは、吸気側仕切プレート41を厚み方向に貫通している。吸気側仕切プレート41の前方に位置する長辺には、突出部41bが設けられている。突出部41bは、長手方向において右端部に設けられている。突出部41bは、前方に位置する長辺から吸気側仕切プレート41の外側(前方)に向かって矩形板状に突出している。吸気側仕切プレート41の外周部には、バッテリモジュール20側へ突出する複数の係合部41cが設けられている。係合部41cは、バッテリモジュール20に係合している。
吸気側カバープレート42は、上面視において吸気側仕切プレート41と同等な大きさの矩形板状に形成されている。吸気側カバープレート42は、吸気側仕切プレート41に上方から重ね合わされるとともに、外周部において吸気側仕切プレート41に接続されることにより、吸気側仕切プレート41と一体とされている。吸気側カバープレート42と吸気側仕切プレート41とにより囲まれた空間には、空気が流入可能とされている。吸気側カバープレート42は、突出部41bに対応する位置において、上方に開口する吸気開口部32を有する。吸気開口部32は、一部が吸気側カバープレート42の長辺よりも前方に配置されるとともに吸気側カバープレート42を厚み方向に貫通している。吸気開口部32は、吸気側カバープレート42の上面33よりも上方に突出している。図2及び図3に示すように、吸気側カバープレート42の上面33には、アタッチメント14を介して電装部品15が取り付けられている。
図3に示すように、吸気開口部32には、吸気管34が接続されている。吸気管34は、内部に流体が流通可能な扁平管状に形成されている。吸気管34は、吸気開口部32から車幅方向の右方に向かって延びている。図1に示すように、吸気管34の右端部は、車体10に設けられた車体側ダクト12に接続されている。車体側ダクト12は、車室内に連通している。これにより、吸気ダクト31には、車体側ダクト12及び吸気管34を介して車室内の空気を取り込むことができる。
図3に示すように、排気ダクト35は、バッテリモジュール20の下方及び側方に配置されている。排気ダクト35は、第一排気ダクト36と、第二排気ダクト37と、を有する。第一排気ダクト36は、バッテリモジュール20の下方に配置されている。図4に示すように、第一排気ダクト36は、排気側仕切プレート45と、排気側カバープレート46と、を有する。排気側仕切プレート45は、4つのバッテリモジュール20の下面を覆う矩形板状に形成されている。排気側仕切プレート45には、各バッテリモジュール20に対応する位置に排気孔45aが形成されている。排気孔45aは、矩形状に形成されている。排気孔45aは、排気側仕切プレート45を厚み方向に貫通している。排気側仕切プレート45の外周部には、バッテリモジュール20側へ突出する複数の係合部45cが設けられている。係合部45cは、バッテリモジュール20に係合している。
排気側カバープレート46は、上面視において排気側仕切プレート45と同等な大きさの矩形板状に形成されている。排気側カバープレート46は、排気側仕切プレート45に下方から重ね合わされるとともに、外周部において排気側仕切プレート45に接続されることにより、排気側仕切プレート45と一体とされている。排気側カバープレート46と排気側仕切プレート45とにより囲まれた空間には、流体が流入可能とされている。排気側カバープレート46及び排気側仕切プレート45の外周部のうち、車幅方向において吸気ダクト31に設けられた吸気開口部32と反対側の端部には、排気開口部36aが形成されている。これにより、第一排気ダクト36は、排気側カバープレート46と排気側仕切プレート45との間の空間に流入した流体を排気開口部36aから車幅方向の外側へ向かって排出可能としている。
図3に示すように、第二排気ダクト37は、バッテリモジュール20に対して車幅方向の排気開口部36a側に間隔をあけて配置されている。第二排気ダクト37は、絶縁性材料により形成されている。第二排気ダクト37は、第一排気ダクト36と連通している。具体的に、第二排気ダクト37は、車幅方向から見て三角形状に形成された中空の本体部37aと、バッテリモジュール20側に開口する第一連結部37bと、第一連結部37bと反対側に開口する第二連結部37cと、を有する(図8も参照)。
第一連結部37bは、本体部37aのうちバッテリモジュール20側を向く面の下端部に設けられている。第一連結部37bは、本体部37aと連通している。第一連結部37bは、第一排気ダクト36の排気開口部36aに接続されている。第一連結部37bを介して、第一排気ダクト36と第二排気ダクト37とが連通している。
第二連結部37cは、本体部37aのうちバッテリモジュール20と反対側を向く面に設けられている。第二連結部37cは、本体部37aと連通している。
(サイドカバー)
図5及び図6に示すように、サイドカバー50は、バッテリモジュール20の前後方向を向く面にそれぞれ取り付けられている。サイドカバー50は、後インナカバー52と、後サイドカバー53と、前サイドカバー54と、を有する。
図5に示すように、後インナカバー52及び後サイドカバー53は、バッテリモジュール20の後方に設けられている。後インナカバー52は、バッテリモジュールのうち後方を向く面に取り付けられた板状の部材である。後サイドカバー53は、後インナカバー52をさらに後方から覆っている。
図6に示すように、前サイドカバー54は、バッテリモジュール20のうち後サイドカバー53及び後インナカバー52と反対側の面に取り付けられている。前サイドカバー54の車幅方向の長さは、バッテリモジュール20の車幅方向の長さよりも長い。前サイドカバー54の一部は、車幅方向において排気開口部36a側に突出している。
(電気接続箱)
電気接続箱60は、バッテリモジュール20の車幅方向を向く側面のうち、吸気開口部32と反対側(左方側)の側面に配置されている(図3も参照)。電気接続箱60は、通電や遮断、配電等を行うための部品が実装された高圧部品である。電気接続箱60は、後インナカバー52(図5参照)に設けられた取付ステー56及び前サイドカバー54に取り付けられている。電気接続箱60がサイドカバー50に取り付けられた状態において、電気接続箱60とバッテリモジュール20との間には空隙S(図3参照)が設けられている。空隙Sの上方は、吸気ダクト31に覆われている。図3に示すように、電気接続箱60の下方には、第一排気ダクト36の排気開口部36aと、第二排気ダクト37の第一連結部37bとの接続部が配置されている。車幅方向において、電気接続箱60のバッテリモジュール20と反対側(左方側)の側面には、第二排気ダクト37が配置されている。
(支持フレーム)
図2及び図3に示すように、支持フレーム6は、バッテリモジュール20の車幅方向の外側に一対配置されている。支持フレーム6は、車体10に対してバッテリモジュール20を支持している。支持フレーム6は、第一支持フレーム65と、第二支持フレーム66と、を有する。
第一支持フレーム65は、車幅方向の吸気開口部32側に配置されている。第一支持フレーム65は、バッテリモジュール20の車幅方向に面する第一保持部61と、第一保持部61の上部から車幅方向の外側に張り出す第一張出部62と、により前後方向から見てL字状に形成されている。
第一保持部61は、後サイドカバー53及び前サイドカバー54の右端部にボルトで締結されることにより、バッテリモジュール20の側面に沿って取り付けられている。第一保持部61は、車幅方向から見て下方に開口するU字状に形成されている。第一張出部62は、第一保持部61の上端に接続されている。第一張出部62は、第一保持部61からバッテリモジュール20と反対側へ向かって車幅方向に沿って延びている。第一張出部62は、上下方向から見て車幅方向の外側に開口するU字状に形成されている。第一張出部62の端部は、締結部材により車体10に取り付けられている。
第二支持フレーム66は、車幅方向における第一支持フレーム65と反対側に配置されている。第二支持フレーム66の構成は、第一支持フレーム65の構成と同等とされている。すなわち、第二支持フレーム66は、バッテリモジュール20の側面と平行な第二保持部67と、第二保持部67の上部から車幅方向の外側に張り出す第二張出部68と、により前後方向から見てL字状に形成されている。
第二保持部67は、後サイドカバー53及び前サイドカバー54の左端部にボルトで締結されることにより、バッテリモジュール20に取り付けられている。第二保持部67とバッテリモジュール20との間には、車幅方向の内側から順に電気接続箱60と第二排気ダクト37とがそれぞれ配置されている。電気接続箱60と第二保持部67との間に第二排気ダクト37が設けられることにより、電気接続箱60と支持フレーム6とは離間している。第二張出部68は、第二保持部67からバッテリモジュール20と反対側へ向かって車幅方向に沿って延びている。第二張出部68は、上下方向から見て車幅方向の外側に開口するU字状に形成されている。第二張出部68は、締結部材により車体10に取り付けられている。
このように形成された一対の支持フレーム6(具体的には、第一支持フレーム65及び第二支持フレーム66)により、車体10に対してバッテリユニット本体5が吊り下げられて設置されている。
(ファンユニット)
図7は、実施形態に係るファンユニット7の斜視図である。
ファンユニット7は、バッテリモジュール20に対して車幅方向の第二支持フレーム66側に設けられている。ファンユニット7は、冷却ファン71と、ファンブラケット72と、を有する。
図8は、実施形態に係る冷却ファン71及び第二排気ダクト37の取り付け説明図である。図9は、実施形態に係る冷却ファン71の取り付け説明図である。
図9に示すように、冷却ファン71は、第二保持部67よりも車幅方向の外側に設けられている。冷却ファン71は、排気ダクト35に連結されている。具体的に、図8に示すように、冷却ファン71と第二排気ダクト37とが締結固定された状態で、第二排気ダクト37の第一連結部37bを第一排気ダクト36の排気開口部36aに接続することにより、冷却ファン71がバッテリユニット本体5に取り付けられる。さらに、冷却ファン71は、第二支持フレーム66に設けられたファン取付部16,16(図9参照)を介して第二支持フレーム66に締結固定されている。
冷却ファン71は、ファン入口部74と、ファン出口部75と、を有する。ファン入口部74は、バッテリモジュール20側を向く面に設けられている。ファン入口部74は、第二排気ダクト37の第二連結部37cと連通している。ファン出口部75は、後方へ向かって開口している。ファン入口部74とファン出口部75とは冷却ファン71の内部で連通している。図2及び図8に示すように、ファン出口部75には、排気管73が接続されている。排気管73は、車体10のトランクルーム11と連通している。
図10は、実施形態に係るファンブラケット72の取り付け説明図である。
図7及び図10に示すように、ファンブラケット72は、車幅方向の外側から冷却ファン71を覆うとともに冷却ファン71を支持している。ファンブラケット72は、ブラケット本体76と、ブラケット取付部77,77と、を有する。
ブラケット本体76は、板状に形成されている。ブラケット本体76は、冷却ファン71よりも車幅方向の外側に配置されている。ブラケット本体76は、冷却ファン71と対向配置されている。ブラケット本体76の上端部は、第二支持フレーム66の第二張出部68に設けられたブラケット取付ステー69に締結固定されている。
ブラケット取付部77は、ブラケット本体76の下端部からバッテリモジュール20側に向かって突出している。ブラケット取付部77は、ブラケット本体76に接続されている。ブラケット取付部77のバッテリモジュール20側の先端部は、第二支持フレーム66の第二保持部67に締結固定されている。
(カバー)
図2に戻って、カバー4は、バッテリユニット3及びケース2の上方に設けられている。カバー4は、矩形板状に形成されている。カバー4は、バッテリユニット3がケース2に収容された状態において、ケース2の開口を閉塞している。カバー4には、バッテリユニット3の吸気開口部32に対応する位置にカバー開口4aが形成されている。カバー開口4aは、吸気開口部32とほぼ同じ大きさの矩形状に形成され、カバー4を厚み方向に貫通している。
(バッテリパック1内を流通する流体の動作)
次に、このように形成されたバッテリパック1内を流れる流体の動作を図1及び図3に基づいて説明する。
まず、車体10に搭載された不図示の制御部から冷却ファン71に信号が送られると、冷却ファン71が駆動する。冷却ファン71が駆動すると、車室内の空気は、車体側ダクト12及び吸気管34を通って吸気開口部32から吸気ダクト31に流入する。吸気ダクト31内に流入した空気は、吸気側仕切プレート41の吸気孔41aを通って各バッテリモジュール20のバッテリセル21間やバッテリモジュール20の外周部、バッテリモジュール20と電気接続箱60との間の空隙S等を流通する。これにより、バッテリモジュール20及び電気接続箱60が冷却される。
次に、空気は、バッテリモジュール20を冷却した後に第一排気ダクト36に流入し、排気開口部36a及び排気開口部36aに接続された第一連結部37bを通って第二排気ダクト37に流入する。第二排気ダクト37に流入した空気は、第一連結部37bから第二連結部37cに向かって本体部37a内を移動し、第二連結部37c及び冷却ファン71のファン入口部74を通って冷却ファン71に流入する。
次に、冷却ファン71のファン出口部75から排出された空気は、排気管73へ流入し、排気管73を通ってトランクルーム11へ排出される。
このように、車室内の空気は、車体側ダクト12、吸気管34、吸気ダクト31、バッテリモジュール20、第一排気ダクト36、第二排気ダクト37、冷却ファン71、排気管73の順にバッテリパック1内を循環し、トランクルーム11内に排出される。これにより、バッテリパック1が空冷される。
(バッテリパック1の作用、効果)
次に、上述したバッテリパック1の作用、効果について説明する。
本実施形態のバッテリパック1によれば、支持フレーム6の保持部61,67はバッテリモジュール20よりも車幅方向の外側に配置されるので、支持フレーム6によりバッテリパック1を車体10に固定するとともにバッテリパック1の前後方向の寸法を小型化できる。電気接続箱60と第二支持フレーム66の第二保持部67とは離間して配置され、かつ電気接続箱60と支持フレーム6との間には第二排気ダクト37が配置されているので、電気接続箱60を効率的に冷却できる。また、冷却ダクト30のうち、少なくとも電気接続箱60と第二支持フレーム66の第二保持部67との間に配置される部分(第二排気ダクト37)が絶縁性材料により形成されているので、高圧部品である電気接続箱60と支持フレーム6との間の絶縁を確保できる。このように、電気接続箱60やバッテリモジュール20等を冷却するための冷却ダクト30を、電気接続箱60と支持フレーム6との間の絶縁部材として用いることができる。よって、絶縁部材と冷却ダクト30とを別体で設ける場合と比較して、絶縁性及び冷却性を確保しつつ部品点数を削減し、バッテリパック1を小型化できる。
冷却ダクト30には冷却ファン71が連結されているので、効果的に冷却ダクト30に流体(空気)を流通させることによりバッテリパック1を冷却できる。また、バッテリパック1の前後方向の寸法を小型化できるので、車体10の後方から入力された衝撃荷重の影響を受け難くすることができる。
したがって、小型化しつつ車体10へ衝撃荷重が入力した際の保護性を向上したバッテリパック1を提供できる。
冷却ファン71は第二保持部67よりも車幅方向の外側に設けられているので、第二支持フレーム66における第二保持部67と第二張出部68との間の空間に冷却ファン71を配置できる。よって、空間を有効に用いてバッテリパック1を小型化できる。また、冷却ファン71が第二排気ダクト37よりも車幅方向の外側に配置されているので、例えば車体10の側方から衝撃荷重が入力された場合に、冷却ファン71によるバッテリモジュール20側への押圧力を第二排気ダクト37で吸収できる。よって、側方から車体10に衝撃荷重が入力した際のバッテリパック1の保護性を向上できる。
冷却ダクト30は、バッテリモジュール20の上方に開口する吸気ダクト31と、バッテリモジュール20の下方に設けられる第一排気ダクト36と、を有するので、吸気ダクト31と第一排気ダクト36とが連通することにより、バッテリモジュール20に空気を流通させ、バッテリモジュール20を効果的に冷却できる。また、冷却ダクト30は、電気接続箱60と第二保持部67との間に配置される第二排気ダクト37を有するので、第一排気ダクト36と第二排気ダクト37とが連通することにより、電気接続箱60を効果的に冷却できる。このように、吸気ダクト31、第一排気ダクト36及び第二排気ダクト37を空気が流通することにより、バッテリモジュール20及び電気接続箱60を冷却できるので、バッテリパック1における冷却経路を最適化できる。
吸気ダクト31の吸気開口部32は、吸気ダクト31の上面33から突出し、上面33には電装部品15が配置されている。これにより、吸気開口部32よりも下方の空間に電装部品15を配置できるので、吸気ダクト31における上下方向の空間を有効に利用できる。よって、バッテリパック1の省スペース化及び小型化を達成できる。
電気接続箱60とバッテリモジュール20との間には空隙Sが設けられ、吸気ダクト31は空隙Sの上方を覆っている。これにより、吸気ダクト31と第一排気ダクト36との間を流通する空気は、電気接続箱60とバッテリモジュール20との間の空隙Sを流通する。よって、バッテリモジュール20と電気接続箱60との両方を効率的に冷却できる。
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態においてバッテリパック1内を流れる空気は、車室内から流入してトランクルーム11へ排出される構成としたが、これに限らない。例えば、空気は、車室外から流入して車室外やトランクルーム11以外の車室内等に排出されてもよい。
空気の流れる方向は、上述した実施形態と逆方向であってもよい。
電気接続箱60は、例えば基板に複数の電子部品等が取り付けられた板状の部材であってもよい。
バッテリモジュール20の個数は上述した実施形態に限らない。
支持フレーム6は、例えば前後方向から見てT字状やZ字状等、L字状以外の形状に形成されてもよい。
冷却ダクト30は、少なくとも第二排気ダクト37が絶縁性材料により形成されていればよく、吸気ダクト31及び第一排気ダクト36は、絶縁性材料及び金属等の導電性材料のいずれにより形成されてもよい。第一排気ダクト36と第二排気ダクト37とが一体形成されてもよい。
バッテリパック1は、車体10のフロアパネルの下部等に収容されてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
1 バッテリパック
6 支持フレーム
10 車体
15 電装部品
20 バッテリモジュール
30 冷却ダクト
31 吸気ダクト(第一冷却ダクト)
32 吸気開口部
33 上面
36 第一排気ダクト(第二冷却ダクト)
37 第二排気ダクト(第三冷却ダクト)
60 電気接続箱
61 第一保持部(保持部)
62 第一張出部(張出部)
67 第二保持部(保持部、一方の保持部)
68 第二張出部(張出部)
71 冷却ファン
S 空隙

Claims (5)

  1. 車体に搭載されるバッテリモジュールと、
    前記バッテリモジュールよりも車幅方向の外側に配置されて前記バッテリモジュールを保持する一対の保持部と、前記保持部から前記バッテリモジュールの外側に張り出す張出部と、を有し、前記車体に対して前記バッテリモジュールを支持する支持フレームと、
    前記バッテリモジュールと一方の前記保持部との間に配置される電気接続箱と、
    少なくとも前記電気接続箱と前記一方の保持部との間に配置される部分が絶縁性材料により形成される冷却ダクトと、
    前記冷却ダクトに連結される冷却ファンと、
    を備え、
    前記電気接続箱と前記支持フレームとは離間しており、
    前記電気接続箱、前記冷却ダクト及び前記冷却ファンは、前記車幅方向から見て重なる位置に配置されていることを特徴とするバッテリパック。
  2. 前記冷却ファンは、前記一方の保持部よりも前記車幅方向の外側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパック。
  3. 前記冷却ダクトは、
    上方に開口するとともに前記車幅方向において前記冷却ファンと反対側に設けられた開口部を有する第一冷却ダクトと、
    前記バッテリモジュール及び前記電気接続箱の下方に設けられ、前記第一冷却ダクトと連通する第二冷却ダクトと、
    前記電気接続箱と前記一方の保持部との間に配置され、前記第二冷却ダクトと連通する第三冷却ダクトと、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のバッテリパック。
  4. 前記開口部は、前記第一冷却ダクトの上面から突出し、
    前記上面に電装部品が配置されていることを特徴とする請求項3に記載のバッテリパック。
  5. 前記電気接続箱と前記バッテリモジュールとの間には空隙が設けられ、前記第一冷却ダクトは前記空隙の上方を覆っていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のバッテリパック。
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