JP7375623B2 - 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。
自動車等の車両にあっては、複数のバッテリモジュールを備えるバッテリパックを搭載し、このバッテリパックの電力を走行用のモータに供給することがある。従来のバッテリパックとして、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に記載のバッテリパックは、車両の側突に対するクラッシャブルストロークの確保とバッテリ搭載量の確保を両立しうる構造を有している。このバッテリパックにおいて、吸気ダクトと排気ダクトとの少なくとも一方のダクトの一部を、バッテリパックの車両幅方向の端部に配置している。
特開2013-067335号公報
しかしながら、従来のバッテリパックにあっては、車両の側突時に複数のバッテリモジュール同士が変位して強く接触するおそれがあった。
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、複数のバッテリモジュールが互いに接触することを防止できる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、底面と側壁とを少なくとも有するバッテリケースと、車両前後方向および車両幅方向に並べられた状態で前記バッテリケースの前記底面に載置された複数のバッテリモジュールからなるバッテリモジュール群と、前記バッテリモジュール群に空気を送る送風ファンと、前記バッテリモジュール群の外周に沿って配置され、前記送風ファンから送られる空気を前記バッテリモジュール群に導く送風ダクトと、を備え、前記バッテリモジュール群、前記送風ファンおよび前記送風ダクトが前記バッテリケースに収容されたバッテリパックであって、複数の前記バッテリモジュールは、前記バッテリケースの前記側壁と対向して配置された第1バッテリモジュールと、前記バッテリケースの前記側壁と対向し、かつ、前記第1バッテリモジュールに対して車両前後方向で前記送風ダクトより遠い側に隣り合って配置された第2バッテリモジュールと、を含み、前記送風ダクトは、前記バッテリケースの前記側壁と前記第1バッテリモジュールの側面との間を車両前後方向に延びる前後方向延伸部と、前記第1バッテリモジュールと前記第2バッテリモジュールとの間に挟まれた状態で車両幅方向に延びる幅方向延伸部と、前記前後方向延伸部と前記幅方向延伸部とを連結する湾曲部と、を有し、前記幅方向延伸部の下流端部に、前記第1バッテリモジュールにおける前記前後方向延伸部に対向する側面とは反対側の側面に沿って延伸する空気吹き出し部が設けられていることを特徴とする。
このように上記の本発明によれば、複数のバッテリモジュールが互いに接触することを防止できるバッテリパックを提供することができる。
図1は、本発明の一実施例に係るバッテリパックを搭載する車両のフロアパネルの平面図である。 図2は、本発明の一実施例に係るバッテリパックの斜視図である。 図3は、本発明の一実施例に係るバッテリパックの内部の平面図である。 図4は、本発明の一実施例に係るバッテリパックの内部の後部の平面図である。 図5は、図4に示すバッテリパックのV-V方向の矢視断面図である。
本発明の一実施の形態に係るバッテリパックは、底面と側壁とを少なくとも有するバッテリケースと、車両前後方向および車両幅方向に並べられた状態でバッテリケースの底面に載置された複数のバッテリモジュールからなるバッテリモジュール群と、バッテリモジュール群に空気を送る送風ファンと、バッテリモジュール群の外周に沿って配置され、送風ファンから送られる空気をバッテリモジュール群に導く送風ダクトと、を備え、バッテリモジュール群、送風ファンおよび送風ダクトがバッテリケースに収容されたバッテリパックであって、複数のバッテリモジュールは、バッテリケースの側壁と対向して配置された第1バッテリモジュールと、バッテリケースの側壁と対向し、かつ、第1バッテリモジュールに対して車両前後方向で送風ダクトより遠い側に隣り合って配置された第2バッテリモジュールと、を含み、送風ダクトは、バッテリケースの側壁と第1バッテリモジュールの側面との間を車両前後方向に延びる前後方向延伸部と、第1バッテリモジュールと第2バッテリモジュールとの間に挟まれた状態で車両幅方向に延びる幅方向延伸部と、前後方向延伸部と幅方向延伸部とを連結する湾曲部と、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バッテリパックは、複数のバッテリモジュールが互いに接触することを防止できる。
以下、本発明の実施例に係る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5において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の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、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5は、本発明の一実施例に係るバッテリパックを示す図である。
まず、構成を説明する。図1において、車両1は、車体2を備えている。車体2は、左右で一対のサイドメンバ2Aと、一対のサイドメンバ2Aに連結されるクロスメンバ2Bと、サイドメンバ2Aおよびクロスメンバ2Bに連結されたフロアパネル2Cとを有している。フロアパネル2Cの後部には図示しないスペアタイヤ等を収容する図示しない凹部が形成されている。
フロアパネル2Cの下側にはバッテリパック20が配置されている。なお、図1では、フロアパネル2Cを透過してバッテリパック20を見た状態が表わされている。バッテリパック20は、車両1の図示しないモータに電力を供給する。
図3において、バッテリパック20は、車両前後方向および車両幅方向に並べられた複数のバッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67からなるバッテリモジュール群60と、バッテリモジュール群60の後方に配置された送風ファン55とを備えている。
また、バッテリパック20は、送風ファン55から送られる空気をバッテリモジュール群60に導く送風ダクト70と、バッテリモジュール群60、送風ファン55および送風ダクト70を収納するバッテリケース21と、を備えている。送風ダクト70はバッテリモジュール群60の外周に沿って配置されている。
図2において、バッテリケース21は、ロアケース40とアッパケース30とからなる。バッテリケース21は、ロアケース40の縁に形成されたフランジ部41とアッパケース30の縁に形成されたフランジ部31とを付き合わせてボルト27で締結することにより一体化される。ロアケース40は、車体2に連結される取付部22を有している。
取付部22は、ロアケース40の車両前後方向の中央部に近い位置に設けられている。また、取付部22は、車両前方側で車両幅方向に並べて配置されたバッテリモジュール61、62、63と、車両後方側で車両幅方向に並べて配置されたバッテリモジュール64、65、66、67と、の境界部分に車両幅方向で対向する位置に配置されている。バッテリパック20は、取付部22を含む複数の取付部位で車体2に固定されている。
図3において、ロアケース40には、バッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67が固定されている。ロアケース40は、バッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67の下面および側面を覆っている。アッパケース30(図2参照)は、ロアケース40を上方から塞いだ状態で、バッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67の上面を覆っている。
図2において、バッテリパック20は、ジャンクションボックス68、69を有している。ジャンクションボックス68はバッテリケース21の前部における2つのバッテリモジュール62、63の間に配置されている。
ジャンクションボックス69はバッテリケース21の後部におけるバッテリモジュール66、67の後方に配置されている。これらのジャンクションボックス68、69は、バッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67と電気的に接続されている。
図4において、バッテリケース21は、底面42と側壁43とを少なくとも有している。複数のバッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67は、車両前後方向および車両幅方向に並べられた状態でバッテリケース21の底面42に載置されている。
第1バッテリモジュールとしてのバッテリモジュール67は、バッテリケース21の側壁43と対向して配置されており、第2バッテリモジュールとしてのバッテリモジュール63は、バッテリケース21の側壁43と対向し、かつ、バッテリモジュール67に対して車両前後方向で送風ダクト70より遠い側に隣り合って配置されている。
送風ダクト70は、バッテリケース21の側壁43とバッテリモジュール67の側面67Aとの間を車両前後方向に延びる前後方向延伸部71と、バッテリモジュール67とバッテリモジュール63との間に挟まれた状態で車両幅方向に延びる幅方向延伸部73と、前後方向延伸部71と幅方向延伸部73とを連結する湾曲部72と、を有している。
幅方向延伸部73の下流端部74には、バッテリモジュール67における前後方向延伸部71に対向する側面67Aとは反対側の側面67Bに沿って延伸する空気吹き出し部74Aが設けられている。空気吹き出し部74Aは第1空気吹き出し部を構成している。空気吹き出し部74Aから吹き出した空気は、バッテリモジュール67とバッテリモジュール66の間を通過し、バッテリモジュール67、66を冷却する。
幅方向延伸部73の下流端部74は、車両前後方向でバッテリモジュール67とバッテリモジュール63の間であって、車両幅方向でバッテリモジュール67とバッテリモジュール66の間の位置に配置されている。
空気吹き出し部74Aには、この空気吹き出し部74Aの延伸方向(後方)に空気を吹き出す吹き出し口74Bが形成されている。吹き出し口74Bから吹き出した空気は、バッテリモジュール63とジャンクションボックス68の間を通過し、バッテリモジュール63およびジャンクションボックス68を冷却する。
また、幅方向延伸部73の下流端部には、バッテリモジュール63の側面63Bに沿って延伸する空気吹き出し部74Cが設けられている。空気吹き出し部74Cには、この空気吹き出し部74Cの延伸方向(前方)に空気を吹き出す吹き出し口74Dが形成されている。吹き出し口74Dは第2空気吹き出し部を構成している。なお、バッテリモジュール63の側面63Bは、バッテリモジュール63におけるバッテリケース21のロアケース40の側壁43に対向する側面63Aとは反対側の側面である。
図5において、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63は、互いに対向する側面67C、63Cに、これらの側面67C、63Cから側方に突出する台座部67D、63Dと、これらの台座部67D、63Dの上面に形成された電極端子67E、63Eと、を有している。
送風ダクト70の幅方向延伸部73の車両前後方向を向く2つの側面は、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63の台座部67D、63Dに車両前後方向でそれぞれ当接している。そして、送風ダクト70の幅方向延伸部73の上端は、台座部67D、63Dの上面よりも高い位置に配置されている。
バッテリケース21は、車両幅方向の両方の側壁43に跨るクロスメンバ45を底面42に有している。クロスメンバ45は、ロアケース40の上面に設けられており、ロアケース40を補強し、ロアケース40の剛性を向上させている。
バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63のそれぞれ対向する側面67C、63Cを含む台座部67D、63D、および送風ダクト70の幅方向延伸部73は、クロスメンバ45の上方に設けられている。
バッテリパック20はバスバー83を有しており、バスバー83は、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63のそれぞれの電極端子67E、63Eの間を接続している。バスバー83は、送風ダクト70の幅方向延伸部73の上面に沿うように形成されている。
バッテリパック20はクッション材75を有しており、このクッション材75は、送風ダクト70の幅方向延伸部73を覆っている。
ここで、本実施例のバッテリパック20は、送風ダクト70の構造に関して、車両幅方向に対称の構成を有している。送風ダクト70は、前述したバッテリパック20の車両幅方向の右半分と同様に左半分も構成されている。
なお、バスバー83は、送風ダクト70の幅方向延伸部73から見て上方に凹む凹部83Aを有し、送風ダクト70の幅方向延伸部73は凹部83Aの中に入り込むように配置されている。
これにより、2つのバッテリモジュール67、63が近づくように変位してバスバー83が圧縮される方向に変形する場合には、バスバー83は上方に更に凹んで幅方向延伸部73から上方に離れるように変形するので、バスバー83の凹部83Aに強く挟まれることによる送風ダクト70の損傷を抑制でき、送風ダクト70の荷重吸収機能が阻害されることを防止できる。
以上説明したように、本実施例のバッテリパック20において、複数のバッテリモジュール61、62、63、64、65、66、67は、バッテリケース21の側壁43と対向して配置された第1バッテリモジュールとしてのバッテリモジュール67と、バッテリケース21の側壁43と対向し、かつ、バッテリモジュール67に対して車両前後方向で送風ダクト70より遠い側に隣り合って配置された第2バッテリモジュールとしてのバッテリモジュール63と、を含んでいる。
また、送風ダクト70は、バッテリケース21の側壁43とバッテリモジュール67の側面との間を車両前後方向に延びる前後方向延伸部71と、バッテリモジュール67とバッテリモジュール63との間に挟まれた状態で車両幅方向に延びる幅方向延伸部73と、前後方向延伸部71と幅方向延伸部73とを連結する湾曲部72と、を有している。
この構成により、車両1の側突時の荷重F(図4参照)により、バッテリケース21の側壁43が内側に凹むように変形した場合、バッテリケース21の側壁43とバッテリモジュール67の側面との間を車両前後方向に延びる前後方向延伸部71が側壁43の変形による荷重を吸収する。
また、車両1の前突または後突により、車両前後方向に並んだバッテリモジュール67とバッテリモジュール63とが近づく方向に荷重が作用した場合、バッテリモジュール67とバッテリモジュール63の間に挟まれるように配置される幅方向延伸部73が緩衝材として機能し、バッテリモジュール67、63同士の接触を防ぐことができる。
この結果、複数のバッテリモジュールが互いに接触することを防止できる。
本実施例のバッテリパック20において、幅方向延伸部73の下流端部74に、バッテリモジュール67における前後方向延伸部71に対向する側面とは反対側の側面に沿って延伸する空気吹き出し部74Aが設けられ、この空気吹き出し部74Aには、この空気吹き出し部74Aの延伸方向に空気を吹き出す吹き出し口74Bが形成されている。
この構成により、前後方向延伸部71、湾曲部72、幅方向延伸部73および空気吹き出し部74Aによって、バッテリモジュール67を取り囲むように送風ダクト70が配設される。
これにより、車両1の側突によりバッテリケース21が前後方向に圧縮されるように変形した場合と、車両1の前突または後突によりバッテリケース21が車両幅方向に圧縮されるように変形した場合の何れの場合においても、送風ダクト70の湾曲部72の周辺の部位がバッテリモジュール67の角部に引っ掛かり、送風ダクト70の変位が抑制されるので、より確実に送風ダクト70による荷重吸収効果を得ることができる。
本実施例のバッテリパック20において、空気吹き出し部74Aを第1空気吹き出し部とした場合、幅方向延伸部73の下流端部74に、バッテリモジュール63の側面に沿って延伸する第2空気吹き出し部としての吹き出し部74Cが設けられ、空気吹き出し部74Cには、この空気吹き出し部74Cの延伸方向に空気を吹き出す吹き出し口74Dが形成されている。
この構成により、送風ダクト70の下流端部74が2つの空気吹き出し部74A、74CからなるT字状に形成されるので、バッテリモジュール67だけでなくバッテリモジュール63における空気吹き出し部74Cの近傍の角部にも送風ダクト70の下流端部74が引っ掛かることができる。
このため、送風ダクト70の位置ずれをさらに抑制でき、かつ、バッテリモジュール63の角部も保護することができる。また、送風ダクト70の下流端部74に作用する荷重がバッテリモジュール67の角部とバッテリモジュール63の角部とに分散されるので、下流端部74の変形を抑制でき、下流端部74が変形してバッテリモジュール67とバッテリモジュール63との間から抜けてしまうことを抑制できる。
また、T字状の下流端部74の2つの吹き出し口74B、74Dが車両前後方向を向いて開口しているので、空気を車両前後方向に供給することができる。
本実施例のバッテリパック20において、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63は、互いに対向する側面67C、63Cに、これらの側面67C、63Cから側方に突出する台座部67D、63Dと、これらの台座部67D、63Dの上面に形成された電極端子67E、63Eと、を有している。
また、送風ダクト70の幅方向延伸部73の車両前後方向を向く2つの側面は、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63の台座部67D、63Dに車両前後方向でそれぞれ当接している。そして、送風ダクト70の幅方向延伸部73の上端は、台座部67D、63Dの上面よりも高い位置に配置されている。
この構成により、送風ダクト70の幅方向延伸部73の上端から下端の全体がバッテリモジュール67およびバッテリモジュール63の台座部67D、63Dと面接触することができ、より一層バッテリモジュール67、63と送風ダクト70との位置ずれを抑制できる。また、送風ダクト70の高さが台座部67D、63Dよりも高いことによって、台座部67D、63Dの上に設けられる電極端子67E、63Eの少なくとも基部を送風ダクト70によって保護することができる。
本実施例のバッテリパック20において、バッテリケース21は、車両幅方向の両方の側壁43に跨るクロスメンバ45を底面42に有している。また、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63のそれぞれ対向する側面67C、63Cを含む台座部67D、63Dおよび送風ダクト70の幅方向延伸部73が、クロスメンバ45の上方に設けられている。
この構成により、バッテリケース21の底面42の剛性向上のために設けられたクロスメンバ45の上にバッテリモジュール67およびバッテリモジュール63の車両前後方向の端部と送風ダクト70の幅方向延伸部73が設けられる。
このため、クロスメンバ45の配置された部位でのバッテリケース21の変形を抑制でき、車両1の側突時の荷重によりバッテリモジュール67とバッテリモジュール63と送風ダクト70の幅方向延伸部73との3者の位置関係が変化することを防止でき、より確実に送風ダクト70による荷重吸収効果を得ることができる。
本実施例のバッテリパック20は、バッテリモジュール67およびバッテリモジュール63のそれぞれの電極端子67E、63Eの間を接続するバスバー83を有しており、バスバー83は、送風ダクト70の幅方向延伸部73の上面に沿うように形成されている。
この構成により、バッテリモジュール67とバッテリモジュール63とを架け渡すバスバー83によって送風ダクト70を保持でき、送風ダクト70の変位を規制することができる。
本実施例のバッテリパック20において、送風ダクト70の幅方向延伸部73はクッション材75に覆われている。
この構成により、送風ダクト70とバスバー83との間にクッション材75が介在するので、バスバー83の絶縁コーティングが剥がれることを回避できる。
また、送風ダクト70とバッテリモジュール67およびバッテリモジュール63との間にクッション材75が挟まれて圧接されることにより、より強固に送風ダクト70とバッテリモジュール67およびバッテリモジュール63とを当接させることができ、送風ダクト70の位置ずれを防止することができる。
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、20...バッテリパック、21...バッテリケース、42...底面、43...側壁、45...クロスメンバ、55...送風ファン、60...バッテリモジュール群、63...バッテリモジュール(第2バッテリモジュール)、67...バッテリモジュール(第1バッテリモジュール)、63A...側面、63B...側面、67C...側面、67D...台座部、67E...電極端子、67A...側面、67B...側面、67C...側面、67D...台座部、67E...電極端子、70...送風ダクト、71...前後方向延伸部、72...湾曲部、73...幅方向延伸部、74...下流端部、74A...空気吹き出し部、74B...吹き出し口、74C...空気吹き出し部、74D...吹き出し口、75...クッション材、83...バスバー、83A...凹部

Claims (7)

  1. 底面と側壁とを少なくとも有するバッテリケースと、
    車両前後方向および車両幅方向に並べられた状態で前記バッテリケースの前記底面に載置された複数のバッテリモジュールからなるバッテリモジュール群と、
    前記バッテリモジュール群に空気を送る送風ファンと、
    前記バッテリモジュール群の外周に沿って配置され、前記送風ファンから送られる空気を前記バッテリモジュール群に導く送風ダクトと、を備え、
    前記バッテリモジュール群、前記送風ファンおよび前記送風ダクトが前記バッテリケースに収容されたバッテリパックであって、
    複数の前記バッテリモジュールは、
    前記バッテリケースの前記側壁と対向して配置された第1バッテリモジュールと、
    前記バッテリケースの前記側壁と対向し、かつ、前記第1バッテリモジュールに対して車両前後方向で前記送風ダクトより遠い側に隣り合って配置された第2バッテリモジュールと、を含み、
    前記送風ダクトは、
    前記バッテリケースの前記側壁と前記第1バッテリモジュールの側面との間を車両前後方向に延びる前後方向延伸部と、
    前記第1バッテリモジュールと前記第2バッテリモジュールとの間に挟まれた状態で車両幅方向に延びる幅方向延伸部と、
    前記前後方向延伸部と前記幅方向延伸部とを連結する湾曲部と、を有し、
    前記幅方向延伸部の下流端部に、前記第1バッテリモジュールにおける前記前後方向延伸部に対向する側面とは反対側の側面に沿って延伸する空気吹き出し部が設けられていることを特徴とするバッテリパック。
  2. 前記空気吹き出し部に、当該空気吹き出し部の延伸方向に空気を吹き出す吹き出し口が形成さ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. 前記空気吹き出し部を第1空気吹き出し部とした場合、
    前記幅方向延伸部の前記下流端部に、前記第2バッテリモジュールの側面に沿って延伸する第2空気吹き出し部が設けられ、
    前記第2空気吹き出し部に、当該第2空気吹き出し部の延伸方向に空気を吹き出す吹き出し口が形成されてい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. 前記第1バッテリモジュールおよび前記第2バッテリモジュールは、互いに対向する側面に、側方に突出する台座部と、前記台座部の上面に形成された電極端子と、を有し、
    前記幅方向延伸部の前記車両前後方向を向く2つの側面は、前記第1バッテリモジュールおよび前記第2バッテリモジュールの前記台座部に前記車両前後方向でそれぞれ当接し、
    前記幅方向延伸部の上端は、前記台座部の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から請求項3の何れか1項に記載のバッテリパック。
  5. 前記バッテリケースは、車両幅方向の両方の前記側壁に跨るクロスメンバを、前記バッテリケースの前記底面に有し、
    前記第1バッテリモジュールおよび前記第2バッテリモジュールのそれぞれ対向する側面を含む前記台座部および前記幅方向延伸部が、前記クロスメンバの上方に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のバッテリパック。
  6. 前記第1バッテリモジュールおよび前記第2バッテリモジュールのそれぞれの前記電極端子の間を接続するバスバーが設けられ、前記バスバーは、前記幅方向延伸部の上面に沿うように形成されていることを特徴とする請求項4に記載のバッテリパック。
  7. 前記幅方向延伸部はクッション材に覆われていることを特徴とする請求項6に記載のバッテリパック。
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