JPH11185831A - バッテリ装置 - Google Patents

バッテリ装置

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JPH11185831A
JPH11185831A JP33314097A JP33314097A JPH11185831A JP H11185831 A JPH11185831 A JP H11185831A JP 33314097 A JP33314097 A JP 33314097A JP 33314097 A JP33314097 A JP 33314097A JP H11185831 A JPH11185831 A JP H11185831A
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motor
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fan
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俊彦 村木
Yuichi Shirota
雄一 城田
Teruhiko Kameoka
輝彦 亀岡
Kazutoshi Kuwayama
和利 桑山
Tetsuya Takechi
哲也 武知
Hikari Sugi
光 杉
Norihisa Takeuchi
徳久 竹内
Hideyuki Takahashi
英之 高橋
Koji Ueda
康志 上田
Mineo Yamaguchi
峰生 山口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリ装置において、電動モータを保護す
る。 【解決手段】 二次電池2、遠心多翼ファン3および電
動モータ5を収納するケーシング6内に、二次電池2お
よび遠心多翼ファン3と電動モータ5とを離隔する隔壁
部材9を設ける。これにより、二次電池2から電動モー
タ5へと熱が伝導することを防止することができるとと
もに、吸入口7から吸入された塵埃が、電動モータ5に
付着してしまうことを防止できる。したがって、電動モ
ータを保護することができる。

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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、送風機の電
動モータは、自身の発熱に加えて、二次電池からの熱を
受けるので、電動モータの巻線の温度が上昇してして、
巻線に被覆された絶縁体がその許容温度を越えてしま
い、絶縁破壊してしまうという問題が発生する可能性が
ある。なお、この問題に対しては、許容温度の高い絶縁
体を使用するといった手段が考えられるが、この手段で
は、電動モータの製造原価上昇を招いてしまうという新
たな問題が発生する。
【0004】また、送風機は、二次電池を冷却すべく、
比較的大きな送風量を必要とするため、送風空気と共に
多量の塵埃がケーシング内に吸入される。このため、吸
引された塵埃が、電動モータに付着してしまい、電動モ
ータの回転部分などの耐久性が低下してしまうという問
題が発生する可能性がある。なお、この問題に対して
は、吸入口にエアフィルタを設けるといった手段が考え
られるが、この手段では、吸入抵抗が大きくなり、送風
量が小さくなるので、二次電池を十分に冷却することが
できないという新たな問題が発生する。
【0005】本発明は、上記点に鑑み、バッテリ装置に
おいて、電動モータを保護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〜
8に記載の発明では、二次電池(2)、ファン(3)お
よび電動モータ(5)を収納するケーシング(6)内に
は、二次電池(2)およびファン(3)と電動モータ
(5)とを離隔する隔壁部材(9)が配設されているこ
とを特徴とする。
【0007】これにより、隔壁部材(9)が二次電池
(2)から電動モータ(5)へと伝導される熱を遮断す
る遮断壁として機能するので、電動モータ(5)の温度
が過度に上昇することを防止できる。したがって、電動
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、絶縁破壊を誘発してしまうことを防止でき
る。したがって、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、電動モータ(5)の
製造原価上昇を防止できる。
【0008】また、電動モータ(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隔壁
部材(9)により離隔しているので、吸入口(7)から
空気とともに吸入された塵埃が、電動モータ(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、電動モータ(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。
【0009】以上に述べたように、本発明に係るバッテ
リ装置によれば、電動モータ(5)を保護しつつ、二次
電池(2)に十分に送風することができるので、バッテ
リ装置の耐久性を向上させることができる。請求項3に
記載の発明では、モータシャフト(5a)には、電動モ
ータ(5)を冷却する冷却ファン(5b)が装着されて
いることを特徴とする。
【0010】これにより、電動モータ(5)を冷却する
ことができるので、電動モータ(5)を保護することが
できる。請求項4に記載の発明では、ヨーク(51)に
第1、2貫通穴(52、53)を形成し、かつ、第1貫
通穴(52)を冷却ファン(5b)に向けて開口させた
ことを特徴とする。
【0011】これにより、ヨーク(51)内に冷却風を
通風させることができるので、冷却効果を向上させるこ
とができ、電動モータ(5)の保護をさらに図ることが
できる。請求項5に記載の発明では、複数個の開口部
(11)のうち一の開口部(11A)から流入した空気
が他の開口部(11B)に直接流通することを阻止する
冷却風阻止部材(6f)を空間(6d)内に有している
ことを特徴とする。
【0012】これにより、確実に冷却風をヨーク(5
1)内に流通させることができるので、冷却効果を向上
させることができ、電動モータ(5)の保護をさらに図
ることができる。請求項6に記載の発明では、電動モー
タ(5)は、ケーシング(6c)に一体成形されたリブ
(6e)により支持されていることを特徴とする。
【0013】これにより、第1に、電動モータ(5)は
リブ(6e)によりケーシング(6c)内に支持されて
いるので、電動モータ(5)の振動を抑制することがで
きる。したがって、電動モータ(5)の振動に伴う摩擦
熱の発生を抑制することができるので、摩擦熱から電動
モータ(5)を保護することができる。第2に、リブ
(6e)がケーシング(6c)に一体成形されているの
で、部品点数を増加させることなく、ケーシング(6
c)内に電動モータ(5)を支持することができる。し
たがって、バッテリ装置の製造原価上昇を抑制すること
ができる。
【0014】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。
【0015】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)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1本の
シャフト4により回転駆動される遠心多翼ファン(以
下、ファンと略す。)である。5はファン3を回転駆動
するとともに絶縁体により被覆された巻線(図示せ
ず)、およびロータ(アーマチャ)に摺動可能に接触す
るブラシ(図示せず)を有する電動モータ(以下、モー
タと略す。)であり、このモータ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。
【0016】そして、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。さら
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がケーシング6に配設されてい
る。
【0017】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のスクロール形ケ
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と共
に空間6d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。
【0018】また、モータ5は、第3ケーシング6cの
内壁から空間6d内方に向けて突出する複数個のリブ
(突起部)6eにより押圧されて支持されており、これ
らリブ6eは樹脂製の第3ケーシング6cに一体形成さ
れている。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
(シャフト4)への駆動力の伝達は、本実施形態では、
図4の(a)に示すように、電磁継手10にて行われ
る。
【0019】なお、電磁継手とは、モータ5のモータシ
ャフト5aに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、両永久磁石10a、10b間の磁力により駆動力
を伝達するものである。
【0020】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(空間6d)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(開口部)11A、11Bが形成されてお
り、これら呼吸穴11A、11Bは、ダクト(ホース)
11aを介して車室内と連通している。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】次に、本実施形態の特徴を述べる。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、モータ5の
(モータ5の巻線の)温度が過度に上昇することを防止
できるので、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】以上に述べたように、本実施形態に係るバ
ッテリ装置1によれば、モータ5を保護しつつ、二次電
池2に十分に送風することができるので、バッテリ装置
1の耐久性を向上させることができる。ところで、ブラ
シを有するモータ5の場合には、巻線に加えてブラシの
温度も上昇するため、ブラシ(モータ5)の寿命低下を
も招いてしまう。この問題に対して、ファン5bを拡大
してモータ5の冷却能力を増大させるといった手段が考
えられるが、この手段では、第3ケーシング6c(ケー
シング6)の大型化を招いてしまう。
【0026】これに対して、本実施形態では、前述のご
とく、隔壁部材9が遮断壁として機能するので、ファン
5bおよび第3ケーシング6c(ケーシング6)が大型
化することを防止できる。延いては、バッテリ装置1が
大型化することを防止できる。また、本実施形態によれ
ば、モータシャフト5a、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。
【0027】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。
【0028】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。
【0029】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。
【0030】また、ファン3とモータ5とが隔壁部材9
により別空間に離隔されているので、仮に、乗員が誤っ
て吸入口7より飲料水等の液体をバッテリ装置1内に溢
した場合であっても、その溢れた液体がモータ5に進入
してしまうことを防止することができる。延いては、モ
ータ5、ずなわちバテッリ装置1の信頼性を向上させる
ことができる。
【0031】また、モータ5はリブ6eにより第3ケー
シング6c内に支持されているので、モータ5の振動を
抑制することができる。したがって、モータ5の振動に
伴う摩擦熱の発生を抑制することができるので、摩擦熱
からモータ5を保護することができる。また、リブ6e
が第3ケーシング6cに一体成形されているので、部品
点数を増加させることなく、第3ケーシング6c内にモ
ータ5を支持することができる。したがって、バッテリ
装置の製造原価上昇を抑制することができる。
【0032】(第2実施形態)本実施形態は、図6に示
すように、モータ5のヨークハウジング(以下、ヨーク
と略す。)51に、ヨーク51内外を貫通する第1、2
貫通穴52、53を形成するとともに、第1貫通穴52
をファン5bに向けて開口させたものである。これによ
り、冷却風がモータ5内を流通し、冷却効果が高くなる
ので、モータ5の保護を図ることができる。
【0033】なお、ヨーク51は、ロータ54を収納す
るとともに、磁路を形成する継鉄を兼ねるものであり、
55はロータ54に電流を供給するブラシである。 (第3実施形態)本実施形態は、図7に示すように、第
1呼吸穴11Aから空間6dに流入した空気がモータ5
(ヨーク51)内を迂回して、直接第2呼吸穴11Bに
流通することを阻止するゴム製のパッキン(冷却風阻止
部材)6fを配設したものである。
【0034】これにより、確実に冷却風をモータ5内を
流通させることができるので、モータ5のより保護を図
ることができる。ところで、上述の実施形態では、モー
タ5からファン3(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、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。
【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】第1実施形態にバッテリ装置の模式図である。
【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】第2実施形態に係るバッテリ装置のモータの断
面図である。
【図7】第3実施形態に係るバッテリ装置の模式図であ
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 亀岡 輝彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 桑山 和利 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 武知 哲也 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 杉 光 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 竹内 徳久 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 高橋 英之 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式会 社内 (72)発明者 上田 康志 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式会 社内 (72)発明者 山口 峰生 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式会 社内

Claims (8)

    【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)に空気を送風するファン(3)と、 前記ファン(3)を駆動するとともに、絶縁体により被
    覆された巻線を有する電動モータ(5)と、 前記二次電池(2)、前記ファン(3)および前記電動
    モータ(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、 前記ケーシング(6)内には、前記二次電池(2)およ
    び前記ファン(3)と前記電動モータ(5)とを離隔す
    る隔壁部材(9)が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】 前記電動モータ(5)の駆動力は、磁力
    により駆動力を伝達する磁気継手(10)により、前記
    ファン(3)に伝達されることを特徴とする請求項1に
    記載のバッテリ装置。
  3. 【請求項3】 前記電動モータ(5)のモータシャフト
    (5a)には、前記電動モータ(5)を冷却する冷却フ
    ァン(5b)が装着されていることを特徴とする請求項
    1または2に記載のバッテリ装置。
  4. 【請求項4】 前記電動モータ(5)のヨーク(51)
    には、前記ヨーク(51)を貫通する第1、2貫通穴
    (52、53)が形成され、 前記第1貫通穴(52)は、前記冷却ファン(5b)に
    向けて開口していることを特徴とする請求項3に記載の
    バッテリ装置。
  5. 【請求項5】 前記電動モータ(5)を収納するケーシ
    ング(6b)および前記隔壁部材(9)からなる空間
    (6d)には、前記空間(6d)内外を連通させる複数
    個の開口部(11A、11B)が形成され、 さらに、前記複数個の開口部(11)のうち一の開口部
    (11A)から流入した空気が、他の開口部(11B)
    に直接流通することを阻止する冷却風阻止部材(6f)
    を、前記空間(6d)内に有していることを特徴とする
    請求項3または4に記載のバッテリ装置。
  6. 【請求項6】 前記電動モータ(5)は、前記ケーシン
    グ(6c)の内壁から前記空間(6d)内方に向けて突
    出するリブ(6e)により支持されており、 さらに、前記リブ(6e)は、前記ケーシング(6c)
    に一体成形されていることを特徴とする請求項5に記載
    のバッテリ装置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1つに記載
    のバッテリ装置を、車両走行用電動モータを有する電気
    自動車に適用したことを特徴とする車両用バッテリ装
    置。
  8. 【請求項8】 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7に記載
    の車両用バッテリ装置。
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