JP7275979B2 - 車両用バッテリパック - Google Patents

Description

本発明は、車両用バッテリパックに関する。

自動車等の車両にあっては車両後部の荷室にバッテリが収容されることがある。従来のこの種の技術として、特許文献１に記載されるものが知られている。特許文献１には、走行用モータを駆動するためのバッテリ、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびモータ駆動用インバータを含む電気機器をシートの後方のフロアの下方に配置し、その電気機器を冷却空気で冷却する車両における電気機器の冷却構造であって、バッテリの上部にＤＣ／ＤＣコンバータおよびモータ駆動用インバータを車幅方向に並置し、車体前方から後方に流れる冷却空気は上下に分かれ、下側のバッテリと、上側のＤＣ／ＤＣコンバータおよびモータ駆動用インバータとをパラレルに冷却する、車両における電気機器の冷却構造が開示されている。

特開２００８－６２７８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の技術にあっては、バッテリモジュールとインバータとが上下方向に重ねて配置されているため、車両が後方から追突されたときの衝撃がバッテリモジュールとインバータとに同時に作用してしまい、衝撃に対して脆弱なインバータを衝撃から保護することができないという問題があった。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、電装部品を衝撃から保護することができる車両用バッテリパックを提供することを目的とするものである。

本発明は、バッテリモジュールを内蔵したバッテリケースと、前記バッテリモジュールからの電力を変換する第１電装部品と、前記バッテリモジュールと前記第１電装部品とを電気的に接続する第２電装部品と、前記バッテリケース、前記第１電装部品および前記第２電装部品を収容するハウジングと、を備えた車両用バッテリパックであって、前記第１電装部品および前記第２電装部品は、前記ハウジング内の前記バッテリケースの車幅方向の側方に形成される空間内に車両前方側と車両後方側に並べて配置され、かつ、導電部材を介して互いに電気的に接続され、前記第１電装部品は、前記導電部材の一端部が接続される第１接続部を有し、前記第２電装部品は、前記導電部材の他端部が接続される第２接続部を有し、前記第１接続部と前記第２接続部との高さ位置が異なるように前記第１接続部と前記第２接続部とが配置され、前記導電部材は、前記第２接続部から前記第１接続部に向かって高くなるように傾斜する傾斜部を有することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、電装部品を衝撃から保護することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリパックの平面図である。 図２は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリパックの底面図である。 図３は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリパックの左側面図である。 図４は、図１のＩＶ－ＩＶ方向矢視断面図である。 図５は、図１のＶ－Ｖ方向矢視断面図である。 図６は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリパックの斜視図である。 図７は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリパックのインバータおよび切換部の平面図である。 図８は、図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ方向矢視断面図である。

本発明の一実施の形態に係る車両用バッテリパックは、バッテリモジュールを内蔵したバッテリケースと、バッテリモジュールからの電力を変換する第１電装部品と、バッテリモジュールと第１電装部品とを電気的に接続する第２電装部品と、バッテリケース、第１電装部品および第２電装部品を収容するハウジングと、を備えた車両用バッテリパックであって、第１電装部品および第２電装部品は、ハウジング内のバッテリケースの車幅方向の側方に形成される空間内に車両前方側と車両後方側に並べて配置され、かつ、導電部材を介して互いに電気的に接続され、第１電装部品は、導電部材の一端部が接続される第１接続部を有し、第２電装部品は、導電部材の他端部が接続される第２接続部を有し、第１接続部と第２接続部との高さ位置が異なるように第１接続部と第２接続部とが配置され、導電部材は、第２接続部から第１接続部に向かって高くなるように傾斜する傾斜部を有することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両用バッテリパックは、電装部品を衝撃から保護することができる。

以下、本発明の実施例に係る車両用バッテリパックについて、図面を用いて説明する。図１から図８おいて、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の車両用バッテリパックの上下前後左右方向とし、車両の前後方向に対して直交する方向が左右方向、車両用バッテリパックの高さ方向が上下方向である。

図１から図８は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリパックを示す図である。図１において、車両用バッテリパック１０は、車両１の車体２の後部のリヤフロアパネル２Ａに形成された窪み部２Ｂに収容されている。なお、リヤフロアパネル２Ａは、車体２の側面を構成するサイドパネル２Ｃと車体の後面を構成するリヤパネル２Ｄとによって荷室を形成している。

図４において、車両用バッテリパック１０は、バッテリモジュール１１を内蔵したバッテリケース２０を備えている。図５において、車両用バッテリパック１０は、バッテリモジュール１１（図４参照）からの電力を変換する第１電装部品としてのインバータ１３と、バッテリモジュール１１とインバータ１３とを電気的に接続する第２電装部品としての切換部１４と、冷却ファン１２と、を備えている。また、図６、図８に示すように、車両用バッテリパック１０は、この冷却ファン１２に接続されるダクト５０を備えている。

図５において、車両用バッテリパック１０はハウジング３０を備えており、このハウジング３０には、バッテリケース２０（図４参照）、インバータ１３、切換部１４およびダクト５０（図６参照）が収容されている。

図４、図８において、バッテリモジュール１１は、バッテリケース２０内で車幅方向に並べて４つ設けられている。各バッテリモジュール１１は、複数のセルを電気的に接続した組電池からなる。バッテリケース２０は、ハウジング３０における車幅方向の中央部から右側の領域に配置されている。したがって、ハウジング３０におけるバッテリケース２０の左側の領域、つまりバッテリケース２０の車幅方向の側方の領域には、インバータ１３および切換部１４を配置する空間が形成される。

冷却ファン１２は、ハウジング３０の左後ろの端部の上面に配置されており、ハウジング３０の外部から取り込んだ空気をダクト５０に供給する。ダクト５０は、冷却ファン１２と接続される上流側ダクト５１と、この上流側ダクト５１の下部に連結された分岐ダクト５３（図８参照）と、この分岐ダクト５３から分岐してインバータ１３に向かって前方に延びる電装部品冷却ダクト６０と、分岐ダクト５３から分岐してバッテリケース２０の後面に沿って右方に延びるバッテリ冷却ダクト７０とを有している。なお、図８において、電装部品冷却ダクト６０とバッテリ冷却ダクト７０とが交差している部分が分岐ダクト５３であり、分岐ダクト５３の境界を破線で表わしている。

冷却ファン１２から上流側ダクト５１に供給された空気は、その下方の分岐ダクト５３に流れ込み、分岐ダクト５３から電装部品冷却ダクト６０とバッテリ冷却ダクト７０とに分岐して流れる。分岐ダクト５３から電装部品冷却ダクト６０に流れ込んだ空気はインバータ１３に供給され、インバータ１３を冷却する。分岐ダクト５３からバッテリ冷却ダクト７０に流れ込んだ空気はバッテリケース２０の後面からバッテリケース２０の内部に供給され、バッテリモジュール１１を冷却する。

図５において、インバータ１３および切換部１４は、ハウジング３０のバッテリケース２０の車幅方向の側方に形成される空間内に車両前方側と車両後方側に並べて配置されている。インバータ１３は切換部１４の前方に配置されている。また、インバータ１３および切換部１４は、バスバー１５を介して互いに電気的に接続されている。バスバー１５は、銅等からなる導電性の平板を車両前後方向に延びる形状に形成したものからなる。バスバー１５は本発明における導電部材を構成している。

インバータ１３は、バスバー１５の一端部が接続される第１接続部１３Ａを有し、切換部１４は、バスバー１５の他端部が接続される第２接続部１４Ａを有している。第１接続部１３Ａと第２接続部１４Ａとの高さ位置が異なるように第１接続部１３Ａと第２接続部１４Ａとが配置されている。バスバー１５は、第２接続部１４Ａから第１接続部１３Ａに向かって高くなるように傾斜する傾斜部１５Ａを有している。

図７において、第１接続部１３Ａは、第２接続部１４Ａに対して車幅方向でバッテリケース２０とは反対側に配置されている。言い換えると、第１接続部１３Ａはバッテリケース２０から離れて配置されており、第２接続部１４Ａはバッテリケース２０に近づいて配置されている。また、この図７の平面視において、バスバー１５は、第２接続部１４Ａから第１接続部１３Ａにかけて湾曲する湾曲部１５Ｂを有している。

図５において、インバータ１３および切換部１４は、バッテリケース２０の上面よりも低い位置に配置されている。インバータ１３は切換部１４の前方に配置され、インバータ１３の後部側底面が切換部１４の前部側上面よりも高い位置に配置されている。

図２において、ハウジング３０の底面３０Ａは、インバータ１３と上下方向に重なる領域である第１底面部３０Ｂと、切換部１４と上下方向に重なる領域である第２底面部３０Ｃを有している。図３において、第１底面部３０Ｂは、インバータ１３側に近づくように第２底面部３０Ｃよりも上方に膨出する膨出部３０Ｄを有している。インバータ１３は、膨出部３０Ｄの上面にブラケット４１を介して支持されている。

図１において、ハウジング３０の上面の後端部には冷却ファン１２が設けられている。図５において、インバータ１３と冷却ファン１２とが高さ方向で異なる位置に配置されている。言い換えれば、インバータ１３は冷却ファン１２よりも低い位置に配置されている。

図６、図７、図８において、車両用バッテリパック１０は、冷却ファン１２と接続されるダクト５０を備えている。ダクト５０の電装部品冷却ダクト６０は、インバータ１３と切換部１４との間で車幅方向に延びる車幅方向延伸部６２を有している。また、ダクト５０は、車両前後方向に伸びる前後方向延伸部６１を有している。この前後方向延伸部６１は、図７に示すように、インバータ１３と車両前後方向に対向する対向部６１Ａと、車幅方向でインバータ１３の側端よりも外側に配置される外側部６１Ｂとを有している。前後方向延伸部６１の後端部は、分岐ダクト５３（図８参照）と連続しており、前後方向延伸部６１の前端部は、車幅方向延伸部６２と連続している。これにより、分岐ダクト５３から前後方向延伸部６１に流れ込んだ空気は、前後方向延伸部６１の前端部で左方に向きを変更して車幅方向延伸部６２に流れ込み、インバータ１３に供給される。

図４において、ブラケット４１はインバータ１３の下方に配置されている。インバータ１３の下面には、ブラケット４１と隙間を隔てて放熱部材１３Ｂが設けられている。図７において、ブラケット４１は、車両前後方向で切換部１４と対向しており、インバータ１３と切換部１４との間隔よりも、ブラケット４１と切換部１４との間隔が狭く設定されている。なお、図７に示すように、インバータ１３の右端部には、インバータ１３の右端部を支持するブラケット４０が設けられている。

以上説明したように、本実施例では、インバータ１３および切換部１４は、ハウジング３０のバッテリケース２０の車幅方向の側方に形成される空間内に車両前方側と車両後方側に並べて配置され、かつ、バスバー１５を介して互いに電気的に接続されている。また、インバータ１３は、バスバー１５の一端部が接続される第１接続部１３Ａを有し、切換部１４は、バスバー１５の他端部が接続される第２接続部１４Ａを有している。第１接続部１３Ａと第２接続部１４Ａとの高さ位置が異なるように第１接続部１３Ａと第２接続部１４Ａとが配置されている。バスバー１５は、第２接続部１４Ａから第１接続部１３Ａに向かって高くなるように傾斜する傾斜部１５Ａを有している。

これにより、車両後方から車両後部に配置される車両用バッテリパック１０に車両の後突時の外力が作用し、ハウジング３０内に配置されるバッテリケース２０が車両前方に移動した場合であっても、インバータ１３および切換部１４がバッテリケース２０と過剰に干渉することを防止でき、インバータ１３および切換部１４を保護することができる。

また、車両後方から車両用バッテリパック１０のインバータ１３側に外力Ｆ（図７参照）が加わって、切換部１４が前方へ移動することよってインバータ１３へ荷重が作用する状況下において、バスバー１５に設けた傾斜部１５Ａによってバスバー１５に車両用バッテリパック１０の側面視で生じる比較的大きな曲げモーメント（第１曲げモーメント）を作用させることができ、バスバー１５を、図５に破線で示すように、容易に塑性変形させることができる。

そして、第１曲げモーメントがバスバー１５に作用することにより、バスバー１５で荷重を吸収させることができるため、切換部１４に加わる荷重、および切換部１４からインバータ１３に加わる荷重を緩和できる。この結果、電装部品である切換部１４およびインバータ１３を衝撃から保護することができる。

また、本実施例では、第１接続部１３Ａは、第２接続部１４Ａに対して車幅方向でバッテリケース２０とは反対側に配置され、平面視において、バスバー１５は、第２接続部１４Ａから第１接続部１３Ａにかけて湾曲する湾曲部１５Ｂを有する。

これにより、車両後方からハウジング３０内の切換部１４に外力が加わると、車両用バッテリパック１０の平面視でバスバー１５に生じる曲げモーメント（第２曲げモーメント）を作用させることができる。バスバー１５に第２曲げモーメントが作用すると、バスバー１５は、図７に破線で示すように、その第１接続部１３Ａ側がバッテリケース２０から離れる方向に塑性変形し、この塑性変形により衝撃を吸収することができる。このため、切換部１４およびインバータ１３に加わる荷重を緩和させることができ、インバータ１３および切換部１４を保護することができる。

また、第１接続部１３Ａを第２接続部１４Ａに対してバッテリケース２０とは反対側（バッテリパックの車幅方向外側）に配置したため、切換部１４がインバータ１３側に侵入しようとした場合、バスバー１５を所定の態様で塑性変形させることにより、インバータ１３を剛性の高いバッテリケース２０から遠ざける方向（左方）に移動させることができ、インバータ１３がバッテリケース２０に干渉することを防止でき、インバータ１３を保護できる。

また、本実施例では、インバータ１３および切換部１４は、バッテリケース２０の上面よりも低い位置に配置され、インバータ１３が切換部１４の前方に配置され、インバータ１３の後部側底面が切換部１４の前部側上面よりも高い位置に配置されている。

これにより、切換部１４がインバータ１３側に侵入した場合であっても、切換部１４の前部側上面がインバータ１３の後部側底面の下方に入り込むため、切換部１４とインバータ１３とが側面同士で強く干渉することを防止できる。

また、インバータ１３および切換部１４は、バッテリケース２０の上面よりも低い位置に配置されているため、バッテリケース２０で発生した熱がハウジング３０内の上部に滞留した場合であっても、インバータ１３および切換部１４をバッテリケース２０からの発熱から遠ざけることができる、インバータ１３および切換部１４を熱から保護できる。

また、本実施例では、ハウジング３０の底面は、インバータ１３と上下方向に重なる領域である第１底面部３０Ｂと、切換部１４と上下方向に重なる領域である第２底面部３０Ｃを有している。第１底面部３０Ｂは、インバータ１３側に近づくように第２底面部３０Ｃよりも上方に膨出する膨出部３０Ｄを有している。インバータ１３は、膨出部３０Ｄの上面にブラケット４１を介して支持されている。

このように、第１底面部３０Ｂに第２底面部３０Ｃよりも上方に膨出する膨出部３０Ｄを設けたため、ブラケット４１の上下方向の長さ寸法を大きくすることなく、インバータ１３を切換部１４よりも高い位置に確実に配置できる。

また、切換部１４からインバータ１３に荷重が作用する場合であっても、膨出部３０Ｄとブラケット４１とによってインバータ１３を安定して保持でき、バスバー１５を容易に塑性変形させることができ、切換部１４がインバータ１３側へ浸入することを防止できる。

また、本実施例では、ハウジング３０の上面の後端部に冷却ファン１２が設けられ、インバータ１３と冷却ファン１２とが高さ方向で異なる位置に配置されている。

このように、インバータ１３と冷却ファン１２とが高さ方向で異なる位置に配置されているので、車両の後突時に冷却ファン１２が車両前方へ移動した場合であっても、冷却ファン１２がインバータ１３に干渉することを防止でき、インバータ１３を保護できる。

また、本実施例では、車両用バッテリパック１０は、冷却ファン１２と接続されるダクト５０を備え、ダクト５０は、インバータ１３と切換部１４との間で車幅方向に延びる車幅方向延伸部６２を有する。

これにより、後突時に切換部１４が前方へ移動した場合であっても、前方への荷重および衝撃が車幅方向延伸部６２の変形によって吸収されるので、切換部１４からインバータ１３に伝わる荷重および衝撃を緩和でき、インバータ１３を保護できる。また、切換部１４が車幅方向延伸部６２に接触した場合であっても、切換部１４からインバータ１３側に伝わる衝撃を緩和できる。

また、本実施例では、ダクト５０は、車両前後方向に伸びる前後方向延伸部６１を有し、前後方向延伸部６１は、インバータ１３と車両前後方向に対向する対向部６１Ａと、車幅方向でインバータ１３の側端よりも外側に配置される外側部６１Ｂとを有する。

これにより、車両の後突時の後方からの荷重により、前後方向延伸部６１が前方に移動した場合であっても、前後方向延伸部６１の外側部６１Ｂはインバータ１３と直接接触しないため、前方への荷重の一部を回転方向の力に変換して逃がすことができ、前方への荷重の全てがインバータ１３へ直接作用することを防止できる。

また、本実施例では、インバータ１３の下方にブラケット４１が配置され、インバータ１３の下面に、ブラケット４１と隙間を隔てて放熱部材１３Ｂが設けられている。また、ブラケット４１は、車両前後方向で切換部１４と対向し、インバータ１３と切換部１４との間隔よりも、ブラケット４１と切換部１４との間隔が狭く設定されている。

これにより、車両の後突時に切換部１４が前方に移動した場合であっても、切換部１４がインバータ１３より先にブラケット４１に接触するので、切換部１４からインバータ１３に荷重が直接作用することを防止でき、インバータ１３を保護することができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...車両、１０...車両用バッテリパック、１１...バッテリモジュール、１２...冷却ファン、１３...インバータ（第１電装部品）、１３Ａ...接続部、１３Ｂ...放熱部材、１４...切換部（第２電装部品）、１４Ａ...接続部、１５...バスバー（導電部材）、１５Ａ...傾斜部、１５Ｂ...湾曲部、２０...バッテリケース、３０...ハウジング、３０Ａ...底面、３０Ｂ...第１底面部、３０Ｃ...第２底面部、３０Ｄ...膨出部、４１...ブラケット、５０...ダクト、６１...前後方向延伸部、６１Ａ...対向部、６１Ｂ...外側部、６２...車幅方向延伸部

Claims (8)

1. バッテリモジュールを内蔵したバッテリケースと、
   前記バッテリモジュールからの電力を変換する第１電装部品と、
   前記バッテリモジュールと前記第１電装部品とを電気的に接続する第２電装部品と、
   前記バッテリケース、前記第１電装部品および前記第２電装部品を収容するハウジングと、を備えた車両用バッテリパックであって、
   前記第１電装部品および前記第２電装部品は、前記ハウジング内の前記バッテリケースの車幅方向の側方に形成される空間内に車両前方側と車両後方側に並べて配置され、かつ、導電部材を介して互いに電気的に接続され、
   前記第１電装部品は、前記導電部材の一端部が接続される第１接続部を有し、
   前記第２電装部品は、前記導電部材の他端部が接続される第２接続部を有し、
   前記第１接続部と前記第２接続部との高さ位置が異なるように前記第１接続部と前記第２接続部とが配置され、
   前記導電部材は、前記第２接続部から前記第１接続部に向かって高くなるように傾斜する傾斜部を有することを特徴とする車両用バッテリパック。
2. 前記第１接続部は、前記第２接続部に対して前記車幅方向で前記バッテリケースとは反対側に配置され、
   平面視において、前記導電部材は、前記第２接続部から前記第１接続部にかけて湾曲する湾曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリパック。
3. 前記第１電装部品および前記第２電装部品は、前記バッテリケースの上面よりも低い位置に配置され、
   前記第１電装部品が前記第２電装部品の前方に配置され、
   前記第１電装部品の後部側底面が前記第２電装部品の前部側上面よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用バッテリパック。
4. 前記ハウジングの底面は、前記第１電装部品と上下方向に重なる領域である第１底面部と、前記第２電装部品と上下方向に重なる領域である第２底面部を有し、
   前記第１底面部の上面は、前記第１電装部品側に近づくように前記第２底面部よりも上方に膨出する膨出部を有し、
   前記第１電装部品は、前記膨出部の上面にブラケットを介して支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用バッテリパック。
5. 前記ハウジングの上面の後端部に冷却ファンが設けられ、
   前記第１電装部品と前記冷却ファンとが高さ方向で異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用バッテリパック。
6. 前記冷却ファンと接続されるダクトを備え、
   前記ダクトは、前記第１電装部品と前記第２電装部品との間で前記車幅方向に延びる車幅方向延伸部を有することを特徴とする請求項５に記載の車両用バッテリパック。
7. 前記ダクトは、車両前後方向に伸びる前後方向延伸部を有し、
   前記前後方向延伸部は、前記第１電装部品と前記車両前後方向に対向する対向部と、前記車幅方向で前記第１電装部品の側端よりも外側に配置される外側部とを有することを特徴とする請求項６に記載の車両用バッテリパック。
8. 前記第１電装部品の下方に前記ブラケットが配置され、
   前記第１電装部品の下面に、前記ブラケットと隙間を隔てて放熱部材が設けられ、
   前記ブラケットは、車両前後方向で前記第２電装部品と対向し、
   前記第１電装部品と前記第２電装部品との間隔よりも、前記ブラケットと前記第２電装部品との間隔が狭く設定されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用バッテリパック。

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