JPH11117737A - バッテリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ配置位置の適正化を図ることにより、
バッテリ装置の製造原価低減を図る。 【解決手段】 モータ５をファンシャフト４の長手方向
一端側に配設する。これにより、ファン３を挟んでモー
タ５と反対側にファン３の吸入側を設定する必要がな
く、吸気ダクトをモータ５の両側に配設する必要がない
ので、吸入口７をファン３の間に形成することができ
る。したがって、ファン３、吸気ダクト７ａおよびモー
タ５からなる送風機の構成の構成が単純にすることがで
きるので、バッテリ装置の製造原価低減を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池と、この
二次電池に送風する送風機とがケーシング内に収納され
たバッテリ装置に関するものであり、車両走行用電動モ
ータを有する電気自動車（電動モータとエンジンとの両
者を有する、いわゆるハイブリット車両も含む。）に適
用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車用の二次電池は容量が大きい
ため、充電時の発熱量が大きい。そのため、二次電池に
冷却用の空気を送風する送風機を必要とする。ところ
で、２個の遠心多翼ファン３を１個のモータ５で駆動す
る場合、図６に示すように、モータシャフト５ａの両端
側に遠心多翼ファン３を配設することが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記手段で
は、遠心多翼ファン３を挟んでモータ５と反対側に遠心
多翼ファン３の吸入側を設定する必要があるので、遠心
多翼ファン３の吸入側に空気を導く吸気ダクト７ａをモ
ータ５の両側に配設する必要がある。したがって、上記
手段では、遠心多翼ファン３、吸気ダクト７ａおよびモ
ータ５からなる送風機の構成の構成が複雑になるので、
バッテリ装置の製造原価上昇を招いてしまう。

【０００４】また、２つの遠心多翼ファン３の間にモー
タ５が配設されているため、両遠心多翼ファン３間の距
離（以下、この距離をファンピッチと呼ぶ。）をモータ
５の軸方向寸法以下に小さくすることができず、ファン
ピッチの適正化を図る上で障害となってしまう。また、
２つの遠心多翼ファン３の間にモータ５を配設した場合
には、モータ５の配設位置は遠心多翼ファン３の配設位
置に限定されるため、モータ５の配設位置に関する設計
自由度が小さくなり、バッテリ装置の設計開発に多大な
時間を必要としてしまう。したがって、ファンピッチの
適正化を図ることが困難になることと相まって、バッテ
リ装置の製造原価上昇を招いてしまう。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、モータ等の遠心
多翼ファンを駆動する駆動手段の配置位置の適正化を図
ることにより、バッテリ装置の製造原価上昇を防止する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
５に記載の発明では、前記複数個の遠心多翼ファン
（３）を駆動する駆動手段（５）は、ファンシャフト
（４）の長手方向一端側に配設されていることを特徴と
する。

【０００７】これにより、「発明が解決しようとする課
題」で述べたように、遠心多翼ファン（３）を挟んで駆
動手段（５）と反対側に遠心多翼ファン（３）の吸入側
を設定する必要がないので、遠心多翼ファン（３）の吸
入側に空気を導く吸気ダクトを駆動手段（５）の両側に
配設する必要がない。したがって、吸入口（７）を遠心
多翼ファン（３）の間に形成することができるので、遠
心多翼ファン（３）および駆動手段（５）からなる送風
機を単純にすることができる。延いては、バッテリ装置
の製造原価低減を図ることができる。

【０００８】また、駆動手段（５）がファンシャフト
（４）の長手方向一端側に配設されているので、駆動手
段（５）寸法に影響されることなく、ファンピッチを選
定することができるとともに、駆動手段（５）の配設位
置に関する設計自由度を大きくするこができる。したが
って、設計開発に要する時間の短縮化を図りつつ、ファ
ンピッチの適正化を図ることができるので、バッテリ装
置の製造原価低減を図ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、遠心多翼ファ
ン（３）は、二次電池（２）の下方側に向けて空気を吹
き出すように構成され、さらに、排出口（８）は、二次
電池（２）の上方側に形成されていることを特徴とす
る。これにより、吸入口（７）から排出口（８）に至る
空気通路において、空気が滞留することなくスムーズに
流通させることができる。したがって、効率良く二次電
池（２）の冷却を行うことができる。

【００１０】請求項３に記載の発明では、ファンシャフ
ト（４）の長手方向が車両左右方向と平行になるよう
に、バッテリ装置を車両に配設したことを特徴とする。
これにより、車両用バッテリ装置の寸法のうち車両前後
方向に相当する部位の寸法を小さくすることができる。
したがって、車両用バッテリ装置の車両への搭載性を向
上させることできる。

【００１１】請求項４に記載の発明では、吸入口（７）
を車室内に連通するように構成したことを特徴とする。
これにより、特に夏場等は、空調された冷風により二次
電池（２）の冷却を行うことができるので、効率良く二
次電池（２）の冷却を行うことができる。一方、冬場に
おいては、車室内の空調風を二次電池（２）に向けて送
風するので、電池温度が大きく上下することを防止でき
る。したがって、二次電池（２）の寿命が低下すること
を防止できる。

【００１２】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本実施形態に係るバッテリ
装置１の模式図であり、このバッテリ装置１は、車両後
方側のトランクルーム内に配設される（図２参照）。図
１中、２は充放電可能な二次電池（本実施形態では、ニ
ッケル水素電池）であり、３は二次電池２に空気を送風
する２つ遠心多翼ファン（以下、ファンと略す。）であ
り、これらのファン３は１本のファンシャフト４に固定
されている。

【００１４】そして、ファン３はファンシャフト４を介
して、ファンシャフト４の長手方向一端側（図１の右
側）に配設された電動モータ（駆動手段）５により回転
駆動され、この電動モータ（以下、モータと略す。）
５、ファン４および二次電池２は、ケーシング６内に収
納されている。また、ケーシング６には、ダクト（図示
せず）を介して車室内に連通するとともに二次電池２に
送風する空気が吸入される吸入口７、およびケーシング
６外に空気を排出する排出口８が形成されているととも
に、ケーシング６内の空間を、二次電池２およびファン
３が配設された空間と、モータ５が配設された空間とに
離隔する、非磁性体からなる金属（本実施形態ではステ
ンレス）製の隔壁部材９が配設されている。

【００１５】なお、ケーシング６は、図２、３に示すよ
うに、二次電池２を収納するとともに排出口８が形成さ
れた第１ケーシング６ａと、ファン３のスクロール型ケ
ーシングを構成するとともに吸入口７が形成された第２
ケーシング６ｂと、モータ５を収納して隔壁部材９を構
成する第３ケーシング６ｃとから構成されおり、これら
ケーシング６ａ〜６ｃはボルトにて締結されている。

【００１６】また、吸入口７は、吸入ダクト７ａを介し
て車室内に連通しており、吸入された車室内の空気は、
ファン３によって二次電池の下方側の部位に向けて吹き
出され、その後、二次電池２を冷却した空気は、二次電
池２の上方側に形成された排出口８からケーシング６外
に排出される。ところで、モータ５とファン３とは、隔
壁部材９にて離隔されているため、モータ５からファン
３（ファンシャフト４）への駆動力の伝達は、本実施形
態では電磁継手１０にて行われる。

【００１７】なお、電磁継手は、図４の（ａ）に示すよ
うに、モータ５のモータシャフト５ａと一体的に回転す
る永久磁石（マグネット）１０ａと、撓み軸継手（ゴム
軸継手、ユニバーサル継手）等の偏心を吸収する継手を
介してファンシャフト４と一体的に回転する永久磁石
（マグネット）１０ｂとから構成されて、両永久磁石１
０ａ、１０ｂ間の磁力により駆動力を伝達するものであ
る。

【００１８】因みに、両永久磁石１０ａ、１０ｂは、図
４の（ｂ）に示すように、Ｎ極とＳ極とが交互に現れる
ように扇形の磁石を円周状に配設したものであり、図４
の（ａ）中、５ｂはモータシャフト５ａと一体的に回転
し、モータ５を冷却するファンである。また、第３ケー
シング６ｃには、図１に示すように、吸入口７に比べて
その開口面積が十分に小さく設定された２つの呼吸穴１
１が形成されており、これら呼吸穴１１は、ダクト（ホ
ース）１１ａを介して車室内と連通している。

【００１９】さらに、排出口８の空気流れ下流側には、
排出口８を車外に連通させる場合と、トランク内に連通
させる場合とを選択的に切り換える切換ドア（切換手
段）１２が配設されており、この切換ドア１２を駆動す
るサーボモータ（駆動手段）１２ａおよびモータ５の作
動は、図５に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ）１３
により制御されている。

【００２０】なお、ＥＣＵ１３には、二次電池２の温度
（以下、この温度を電池温度という。）を検出する温度
センサ（温度検出手段）１４からの信号が入力されてお
り、ＥＣＵ１３は、電池温度が上昇するほどモータ５に
印加する電圧を上昇させてファン３による送風量を増加
させる。また、電池温度が所定温度以下では、排出口８
とトランク内を連通させるように切換ドア１２（サーボ
モータ１２ａ）を作動させ、一方、電池温度が所定温度
を越えたときには、排出口８と車外とを連通させる。

【００２１】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態では、モータ５がファンシャフト４の長手方向一端
側に配設されているので、「発明が解決しようとする課
題」で述べたように、ファン３を挟んでモータ５と反対
側にファン３の吸入側を設定する必要がない。したがっ
て、ファン３の吸入側に空気を導く吸気ダクトをモータ
５の両側に配設する必要がなく、吸入口７をファン３の
間に形成することができるので、ファン３、吸気ダクト
７ａおよびモータ５からなる送風機の構成を単純にする
ことができる。延いては、バッテリ装置１の製造原価低
減を図ることができる。

【００２２】また、モータ５がファンシャフト４の長手
方向一端側に配設されているので、モータ５の軸方向寸
法に影響されることなく、ファンピッチを選定すること
ができるとともに、モータ５の配設位置に関する設計自
由度を大きくするこができる。したがって、設計開発に
要する時間の短縮化を図りつつ、ファンピッチの適正化
を図ることができるので、バッテリ装置１の製造原価低
減を図ることができる。

【００２３】ところで、隔壁部材９により、モータ５が
配設されている空間と、二次電池２が配設されている空
間とが離隔しているので、隔壁部材９が二次電池２から
モータ５へと伝導される熱を遮断する遮断壁として機能
する。したがって、二次電池２の熱によりモータ５の温
度が過度に上昇することを防止できるので、モータ５の
巻線に被覆された絶縁体が許容温度を越えてしまい、絶
縁破壊してしまうことを防止できる。延いては、許容温
度の高い絶縁体を使用することなく、絶縁破壊を防止で
きるので、モータ５の製造原価上昇を防止できる。

【００２４】また、モータ５が配設されている空間と、
二次電池２が配設されている空間とが離隔しているの
で、吸入口７から空気とともに吸入された塵埃が、モー
タ５に付着してしまうことを防止できる。したがって、
吸入口７にエアフィルタを設ける必要がないので、二次
電池２への送風量が低下することを防止できることと相
まって、モータ５の回転部分などの耐久性が低下してし
まうことを防止できるとともに、モータ５の製造原価上
昇を防止できる。

【００２５】ところで、本実施形態によれば、モータシ
ャフト５ａ、ファンシャフト４および二次電池２は車両
左右方向に延びるように配設されているので（図１、３
参照）、バッテリ装置１の寸法のうち車両前後方向に相
当する部位の寸法Ｄを小さくすることができる。したが
って、バッテリ装置１の車両への搭載性を向上させるこ
とできる。

【００２６】また、電池温度が所定温度以下では、排出
口８とトランク内を連通させるように切換ドア１２を作
動させるので、電池温度が所定温度以下のときには、排
出口８から排出した空気は、トランクと乗員シートとの
隙間等を通過して車室内に還流する。したがって、空気
が、車内を循環することとなるので、空調負荷（冷房負
荷や暖房負荷）が過度に大きくなることを防止できる。

【００２７】一方、電池温度が所定温度を越えたときに
は、排出口８と車外とを連通させるので、速やかに電池
温度を低下させることができる。また、本実施形態で
は、図２に示すように、二次電池２の下方側に空気を送
風し、二次電池２の上方側に排出口８を形成しているの
で、吸入口７から排出口８に至る空気通路において、空
気が滞留することなくスムーズに流通させることができ
る。したがって、効率良く二次電池２の冷却を行うこと
ができる。

【００２８】また、吸入口７は車室内に連通しているの
で、特に夏場等は、空調された冷風により二次電池２の
冷却を行うことができるので、より効率良く二次電池２
の冷却を行うことができる。一方、冬場においては、車
室内の空調風を二次電池２に向けて送風するので、電池
温度が大きく上下することを防止できる。したがって、
二次電池２の寿命が低下することを防止できる。

【００２９】ところで、上述の実施形態では、モータ５
からファン３（ファンシャフト４）に駆動力を伝達する
駆動力伝達手段として磁気継手を用いたが、駆動力伝達
手段はこれに限定されるものではなく、例えば、ファン
シャフト４とモータシャフト５ａとを直結し、Ｖパッキ
ン等のシャフトシールまたはメカニカルシール等の軸封
手段により、モータ５が配設されている空間と、二次電
池２が配設されている空間とを離隔させてもよい。ま
た、スピードメータケーブルのごとく、ケーブルにて駆
動力伝達手段を構成してもよい。

【００３０】また、上述の実施形態では、モータ５、隔
壁部材９および磁気継手１０によってファンシャフト４
に回転力を与える駆動部を構成したが、モータ５に代え
て油圧により回転力を得る油圧モータとしてもよい。な
お、この場合は、隔壁部材９を廃止してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るバッテリ装置の模式図
である。

【図２】バッテリ装置を車両に搭載した状態を示す模式
図である。

【図３】バッテリ装置の詳細図である。

【図４】（ａ）はモータおよび磁気継手の拡大図であ
り、（ｂ）は永久磁石を正面図である。

【図５】モータおよび切換ドアの制御系の模式図であ
る。

【図６】従来の技術に係るバテッリ装置の送風機の模式
図である。

【符号の説明】

１…バッテリ装置、２…二次電池、３…遠心多翼ファ
ン、４…シャフト、５…電動モータ、６…ケーシング、
７…吸入口、８…排出口、９…隔壁部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 友和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池（２）と、 前記二次電池（２）に空気を送風する複数個の遠心多翼
   ファン（３）と、 前記複数個の遠心多翼ファン（３）が固定され、前記複
   数個の遠心多翼ファン（３）と一体に回転する１本のフ
   ァンシャフト（４）と、 前記ファンシャフト（４）を回転駆動する駆動手段
   （５）と、 前記二次電池（２）、前記遠心多翼ファン（３）および
   前記駆動手段（５）を収納するとともに、前記二次電池
   （２）に送風する空気が吸入される吸入口（７）および
   空気の排出口（８）が形成されたケーシング（６）とを
   有し、 前記駆動手段（５）は、前記ファンシャフト（４）の長
   手方向一端側に配設されていることを特徴とするバッテ
   リ装置。
2. 【請求項２】 前記遠心多翼ファン（３）は、前記二次
   電池（２）の下方側に向けて空気を吹き出すように構成
   され、 さらに、前記排出口（８）は、前記二次電池（２）の上
   方側に形成されていることを特徴とするバッテリ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のバッテリ装置
   を、車両走行用電動モータを有する電気自動車に適用
   し、かつ、前記ファンシャフト（４）の長手方向が車両
   左右方向と平行になるように前記ファンシャフト（４）
   を配設したことを特徴とする車両用バッテリ装置。
4. 【請求項４】 前記吸入口（７）は、車室内に連通する
   ように構成されていることを特徴とする請求項３に記載
   の車両用バッテリ装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載のバッテリ装置
   を、車両後方側のトランクルームに配設したことを特徴
   とする３または４に記載の車両用バッテリ装置。