JPWO2010125602A1 - 電源装置の搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 補強部材を用いて、車両に搭載される電源装置の固定強度を向上させつつ、補強部材を含む搭載構造の配置スペースを小型化することにある。【解決手段】 車両（１）に搭載される電源装置（１００）と、電源装置および車両ボディの接続を補強するための補強部材（４０）とを備え、電源装置は、電源ユニット（１１０）と、電源ユニットの上面に固定され、車両の前後方向における長さが電源ユニットよりも短い機器（１２０，１３０）と、を有している。補強部材は、電源ユニットの上方であって、車両の前後方向で機器と隣り合うスペース（Ｓ５）において、車両の左右方向に延びており、互いに異なる部分で電源装置および車両ボディに固定されている。【選択図】 １

Description

本発明は、電源装置を車両に搭載する構造に関するものである。

モータの出力によって走行することができるハイブリッド自動車や電気自動車では、モータに電力を供給するためのバッテリが搭載されている。ここで、バッテリの上面には、特許文献１に記載されているように、電子機器が固定されることがある。また、特許文献２に記載されているように、複数のバッテリユニットを車両の上下方向で重ねて、互いに固定することにより、バッテリを構成しているものがある。

特開２００８−０３０７２２号公報（段落００２３、図６および図８） 特開平１１−０４１７１０号公報（図１および図３） 特開２００７−３３５２０２号公報 特開２００８−２７３２７９号公報 特開２００４−２４３８８２号公報 特開平０５−１９３３６６号公報 特開２００５−２４７０６３号公報 特開２００５−１３２３４８号公報 特開２００７−０２２１４０号公報 特開２００１−２８３９３７号公報

特許文献１，２のように、バッテリを含む複数の機器が車両の上下方向で重ねられた搭載物を車両に搭載する場合において、搭載物の底面を車両に固定するだけでは、搭載物の固定強度が不十分となるおそれがある。特に、特許文献２のように、搭載物が複数のバッテリユニットで構成されている場合には、搭載物の固定強度が不十分になりやすい。

ここで、特許文献１では、固定部材を用いて、搭載物（車両機器）の上部をトランクルームの上面に接続するようにしているため、搭載物の固定強度を向上させることができる。ただし、特許文献１に記載の構成では、搭載物およびトランクルームの間に、固定部材を配置するための専用のスペースを確保しなければならない。すなわち、トランクルームとして用いることができるスペースの一部を犠牲にすることにより、固定部材を配置しなければならない。

そこで、本発明の目的は、補強部材を用いて、車両に搭載される電源装置の固定強度を向上させつつ、補強部材を効率良く配置することができる電源装置の搭載構造を提供することにある。

本発明である電源装置の搭載構造は、車両に搭載される電源装置と、電源装置および車両ボディの接続を補強するための補強部材と、を備えている。ここで、電源装置は、電源ユニットと、電源ユニットの上面に固定され、車両の前後方向における長さが電源ユニットよりも短い機器と、を有している。また、補強部材は、電源ユニットの上方であって、車両の前後方向で機器と隣り合うスペースにおいて、車両の左右方向に延びており、互いに異なる部分で電源装置および車両ボディに固定されている。

車両ボディとしては、シートが配置されるスペースとラゲージルームとを仕切る位置に設けられたパーティションパネルを用いることができる。そして、パーティションパネルに形成された開口部の内側に、電源装置の一部を位置させておくことができる。これにより、電源装置をシートが位置する側に寄せて配置することができ、ラゲージルームを大型化することができる。また、補強部材を用いることにより、パーティションパネルの開口部の強度を向上させることができる。

電源装置は、車両の前後方向において、シートと隣り合うように配置することができる。この場合において、シートの背面と、電源ユニットの上面と、機器のうち車両の前後方向でシートと向かい合う側面とによって囲まれたスペースに、補強部材を配置することができる。また、補強部材は、車両の上下方向と直交する面であって、電源装置の重心を含む面内に位置させることができる。これにより、例えば、車両の衝突に伴う電源装置のずれを抑制することができる。

機器は、電源ユニットとは異なる他の電源ユニットと、他の電源ユニットの上面に固定され、２つの電源ユニットに接続される電子機器とで構成することができる。また、機器を、電源ユニットに接続される電子機器とすることができる。

電源ユニットとしては、電気的に直列に接続され、充放電を行う複数の蓄電素子で構成することができる。ここで、補強部材および各蓄電素子と接触し、補強部材および各蓄電素子の間における熱伝達を許容する熱伝達部材を設けておき、補強部材の中空部に熱交換媒体を流すことができる。これにより、補強部材および熱伝達部材を用いて、蓄電素子から熱を奪ったり、蓄電素子に熱を与えたりすることができる。すなわち、蓄電素子の温度を調節することができる。

本発明によれば、補強部材を用いて、車両に搭載される電源装置の固定強度を向上させつつ、車両内のスペースを効率良く利用して補強部材を配置することができる。

本発明の実施例１において、電池パックを車両に搭載した構造を示す外観図である。 実施例１において、電池パックを固定するための構造を示す図である。 実施例１における電池パックの内部構造を示す図である。 本発明の実施例２において、車両に搭載された電池パックの冷却構造を示す外観図である。 実施例２における電池パックの内部構造を示す図である。 実施例２の変形例における電池パックの内部構造を示す図である。 本発明の実施例３における電池パックの内部構造を示す図である。 実施例３において、車両に搭載された電池パックの冷却構造を示す外観図である。 本発明の実施例４である電池パックの搭載構造を示す概略図である。 本発明の実施例５である電池パックの搭載構造を示す概略図である。 本発明の実施例６である電池パックの搭載構造を示す概略図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池パック（電源装置）の搭載構造について、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図１は、電池パックが搭載された車両における一部の構成を示す外観図である。図２は、電池パックを車両に固定するための構造を示す側面図であり、図３は、電池パックの内部構造を示す側面図である。図１〜図３において、矢印ＦＲは、車両の前後方向のうちの前方向（前進方向）を示し、矢印ＵＰは、車両の上下方向のうちの上方向を示している。また、矢印ＬＨは、車両の前進方向を向いたときの左側の方向を示している。

本実施例の電池パック１００は、車両１に搭載されており、車両１としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、車両１を走行させるためのエネルギを出力する動力源として、電池パック１００の他に、内燃機関や燃料電池を備えた車両である。電気自動車とは、車両１の動力源として、電池パック１００だけを備えた車両である。

図１に示すように、車両１のパーティションパネル（車両ボディ）２００には開口部２０１が設けられており、開口部２０１の内側には、電池パック１００の位置が位置している。言い換えれば、電池パック１００は、開口部２０１を貫通した状態で配置されている。パーティションパネル２００は、車両ボディの一部であり、車両ボディの剛性を向上させるために設けられている。電池パック１００に対して車両１の前方ＦＲには、リアシート（不図示）が配置され、電池パック１００に対して車両１の後方には、ラゲージスペースが設けられている。

ここで、図２に示すラインＬ１は、パーティションパネル２００のうち、車両１の前方ＦＲに位置する面を示している。また、図２に示すラインＬ２は、リアシートのうち、車両１の後方側に位置する部分（背面）を示している。ラインＬ２は、リアシートの撓みを考慮して設定することができる。

まず、本実施例における電池パック１００の構造について説明する。電池パック１００は、図２および図３に示すように、下段電池スタック１１０と、上段電池スタック１２０と、電子機器１３０とを有している。そして、電池スタック１１０，１２０および電子機器１３０は、車両１の上下方向において、並んで配置されている。

下段電池スタック１１０は、下段電池ケース１１１に収容されており、車両１の前後方向において並んで配置された複数の電池モジュール（蓄電素子）１１２を有している。また、下段電池スタック１１０は、下段電池ケース１１１の内壁面に固定されている。なお、下段電池スタック１１０および下段電池ケース１１１により、本発明における電源ユニットが構成される。後述する他の電池スタックおよび電池ケースについても同様である。

下段電池ケース１１１のうち、車両１の前方ＦＲに位置する領域は、締結ボルト３１によってブラケット２０に固定されており、ブラケット２０は、締結ボルト３２によってクロスメンバ２１０に固定されている。クロスメンバ２１０は、上述した開口部２０１の一部（底辺）を構成している。クロスメンバ２１０を設けることにより、開口部２０１における車両ボディの剛性を向上させることができる。

また、下段電池ケース１１１のうち、車両１の後方に位置する領域は、締結ボルト３３によってフロアパネル２２０に固定されている。なお、下段電池ケース１１１を車両ボディに固定する構造は、上述した構造に限るものではなく、下段電池ケース１１１を車両ボディに固定することができればよい。ここで、車両ボディとしては、例えば、フロアパネル、クロスメンバ、サイドメンバといったものがある。

下段電池スタック１１０を構成する各電池モジュール１１２は、不図示ではあるが、電気的に直列に接続された複数の単電池を有しており、複数の単電池は、電池モジュール１１２のケース内において、一方向（図３の紙面と直交する方向）に並んで配置されている。そして、電池モジュール１１２のうち、単電池の配列方向における両側面には、正極端子１１２ａおよび負極端子１１２ｂがそれぞれ設けられている。

ここで、電池モジュール１１２のケースは、例えば、樹脂によって形成することができる。単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。さらに、本実施例では、複数の電池モジュール１１２を一方向（車両１の前後方向）に並べて配置しているが、複数の単電池を一方向に並べて配置することもできる。また、本実施例では、いわゆる角形の単電池を用いているが、これに限るものではなく、例えば、いわゆる円筒形の単電池を用いることもできる。

隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２のうち、一方の電池モジュール１１２の正極端子１１２ａは、バスバー（不図示）を介して、他方の電池モジュール１１２の負極端子１１２ｂと電気的に接続されている。そして、下段電池スタック１１０を構成する複数の電池モジュール１１２は、バスバーを介して電気的に直列に接続されている。

電池モジュール１１２の配列方向における下段電池スタック１１０の両端には、一対のエンドプレート１１３が配置されており、一対のエンドプレート１１３には、Ｘ方向に延びる拘束バンド１１４が接続されている。これにより、下段電池スタック１１０を構成する複数の電池モジュール１１２に対して拘束力を与えることができる。この拘束力は、隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２を互いに近づける方向に作用する力である。

隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２の間には、スペーサ（不図示）が配置されており、温度調節用の空気を移動させるための通路が形成されている。また、下段電池スタック１１０の上方には、温度調節用の空気が取り込まれるスペースＳ１が設けられ、スペースＳ１には、吸気ダクト（不図示）が接続されている。吸気ダクトの吸気口は、車室内に面しており、ファンを駆動することにより、車室内の空気を取り込むことができるようになっている。ここで、車室とは、乗員の乗車するスペースをいう。

吸気ダクトに取り込まれた空気は、スペースＳ１に移動した後、隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２の間を通過する。このとき、空気は、電池モジュール１１２との間で熱交換を行うことにより、電池モジュール１１２の温度を調節することができる。具体的には、冷却用の空気を電池モジュール１１２に接触させることにより、電池モジュール１１２の温度上昇を抑制することができる。また、加温用の空気を電池モジュール１１２に接触させることにより、電池モジュール１１２の温度低下を抑制することができる。

下段電池スタック１１０の下方には、熱交換後の空気が移動するスペースＳ２が設けられている。スペースＳ２には、排気ダクト（不図示）が接続されており、排気ダクトによって、スペースＳ２に移動した空気を車外に排出させることができる。なお、スペースＳ２に吸気ダクトを接続し、スペースＳ１に排気ダクトを接続することもできる。

下段電池スタック１１０の上方には、上段電池スタック１２０が配置されている。上段電池スタック１２０は、上段電池ケース１２１に収容されており、下段電池スタック１１０と同様に、複数の電池モジュール１２２を有している。ここで、上段電池スタック１２０は、上段電池ケース１２１の内壁面に固定されている。また、上段電池ケース１２１は、締結ボルト３４，３５によって、下段電池ケース１１１に固定されている。

ここで、締結ボルト３４は、電池ケース１１１，１２１のうち、車両１の後方に位置する部分（接続部分）を固定するために用いられる。また、締結ボルト３５は、電池ケース１１１，１２１のうち、車両１の前方ＦＲに位置する部分（接続部分）を固定するために用いられる。

上段電池スタック１２０を構成する複数の電池モジュール１２２は、一方向（車両１の前後方向）に並んで配置されており、電気的に直列に接続されている。すなわち、下段電池スタック１１０と同様に、隣り合って配置された２つの電池モジュール１２２のうち、一方の電池モジュール１２２の正極端子１２２ａは、他方の電池モジュール１２２の負極端子１２２ｂとバスバーを介して接続されている。各電池モジュール１２２は、電池モジュール１１２と同様の構成を有している。また、複数の電池モジュール１２２には、下段電池スタック１１０と同様に、一対のエンドプレート１２３および拘束バンド１２４によって、拘束力が与えられている。

上段電池スタック１２０の一端に位置する電池モジュール１２２は、下段電池スタック１１０の一端に位置する電池モジュール１１２と電気的に直列に接続されている。すなわち、上段電池スタック１２０および下段電池スタック１１０は、電気的に直列に接続されている。

上段電池スタック１２０の上方には、温度調節用の空気が取り込まれるスペースＳ３が設けられており、スペースＳ３には、吸気ダクト（不図示）が接続されている。吸気ダクトは、下段電池スタック１１０に設けられた吸気ダクトと同様に、車室内の空気を取り込むことができるようになっており、車室内の空気をスペースＳ３に導くことができる。

スペースＳ３に移動した空気は、隣り合って配置された電池モジュール１２２の間を通過して、上段電池スタック１２０の下方に設けられたスペースＳ４に移動する。ここで、空気を電池モジュール１２２と接触させることにより、電池モジュール１２２の温度を調節することができる。スペースＳ４には、排気ダクトが接続されており、電池モジュール１２２との間で熱交換された空気を、車外に排出することができる。なお、スペースＳ４に吸気ダクトを接続し、スペースＳ３に排気ダクトを接続することもできる。

電池スタック１１０，１２０に設けられる吸気ダクトとしては、別々の部材を用いることもできるし、吸気ダクトを分岐させて電池スタック１１０，１２０に空気を同時に導くこともできる。同様に、電池スタック１１０，１２０に設けられる排気ダクトとしては、別々の部材を用いることもできるし、排気ダクトを分岐させて電池スタック１１０，１２０からの空気を同時に排出させることもできる。

本実施例では、上段電池スタック１２０を構成する電池モジュール１２２の数は、下段電池スタック１１０を構成する電池モジュール１１２の数よりも少なくなっている。そして、車両１の前後方向に関して、上段電池スタック１２０の長さは、下段電池スタック１１０の長さよりも短くなっている。これにより、下段電池ケース１１１の上方には、上段電池ケース１２１（上段電池スタック１２０）が配置されていないスペース（図２のスペースＳ５）が存在する。なお、電池モジュール１１２の数や電池モジュール１２２の数は、電池パック１００の出力に基づいて適宜設定することができ、上述した大小関係を有していればよい。

また、上段電池スタック１２０の一端（車両１の後方）に位置する電池モジュール１２２と、下段電池スタック１１０の一端（車両１の後方）に位置する電池モジュール１１２とは、同一面内に位置している。すなわち、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０は、車両１の後方に位置する面を揃えた状態で配置されている。これにより、電池パック１００のうち車両１の後方に位置する面は、締結ボルト３４が締結される部分を除き、略平坦な面で構成されている。

上段電池スタック１２０の上方には、電子機器１３０が配置されている。電子機器１３０は、電池スタック１１０，１２０の充放電を制御するための機器を含んでおり、機器ケース１３１に収容されている。機器ケース１３１は、上段電池ケース１２１に対して締結ボルト３６を用いて固定されている。また、車両１の前後方向に関して、機器ケース１３１の長さは、上段電池ケース１２１の長さと略等しくなっている。なお、機器ケース１３１の長さは、上段電池ケース１２１の長さより短くすることもできる。

電子機器１３０としては、例えば、システムリレー、ＤＣ／ＤＣコンバータ、サービスプラグ、電圧センサ、電流センサ、電池監視ユニットといったものがある。

システムリレーは、オン状態およびオフ状態の間で切り替わることにより、電池スタック１１０，１２０の充放電を許容したり、禁止したりする。ＤＣ／ＤＣコンバータは、電池スタック１１０，１２０の出力電圧を昇圧してインバータに供給したり、インバータからの出力電圧を降圧して電池スタック１１０，１２０に供給したりする。ここで、インバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータからの直流電力を交流電力に変換してモータに供給することにより、モータにおいて、車両１を走行させるための運動エネルギを発生させることができる。また、車両１の制動時において、インバータは、モータで生成された回生電力（交流電力）を直流電力に変換して、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給することができる。

サービスプラグは、電池スタック１１０，１２０における電流経路を遮断するために操作される。電圧センサは、電池モジュール１１２，１２２の電圧を検出して、この検出結果を電池監視ユニットに出力する。電流センサは、電池スタック１１０，１２０の電流を検出して、この検出結果を電池監視ユニットに出力する。電池監視ユニットは、電圧センサおよび電流センサの出力に基づいて、電池モジュール１１２，１２２の蓄電状態に関する情報（例えば、ＳＯＣ：State Of Charge）を取得する。

本実施例の電池パック１００は、図２に示すように、リアシート（Ｌ２）に最も近づけて配置されており、リアシートおよび電池パック１００の間には、スペースＳ５が形成されている。スペースＳ５は、リアシートの背面と、上段電池ケース１２１の側面と、下段電池ケース１１１の上面とによって囲まれたスペースである。そして、スペースＳ５には、金属製の補強バー（補強部材）４０が配置されており、補強バー４０は、車両１の左右方向に延びている。ここで、補強バー４０は、下段電池ケース１１１の上面に沿って配置されている。

補強バー４０は、図２および図３に示すように、補強バー４０の長手方向に沿って延びる中空部４１を有している。また、補強バー４０の両端には、一対の支持部材５０が配置されており、支持部材５０は、保持部５１および固定部５２を有している。保持部５１は、補強バー４０の外周面に沿った形状に形成されており、補強バー４０の端部を保持する。固定部５２は、パーティションパネル２００の表面に沿った形状に形成されており、締結ボルト３７によってパーティションパネル２００に固定される。

また、補強バー４０には、図１のＰ１，Ｐ２に示す位置に、図３に示すブラケット６０が溶接によって固定されており、ブラケット６０は、締結ボルト３５によって電池パック１００に固定されている。ここで、ブラケット６０は、補強バー４０の外周面に沿った形状の曲面部と、締結ボルト３５が取り付けられる平面部とを有している。また、締結ボルト３５は、ブラケット６０と、上段電池ケース１２１と、下段電池ケース１１１とを一体的に固定するために用いられている。

なお、補強バー４０におけるブラケット６０を設ける位置や数は、適宜設定することができるし、補強バー４０を電池パック１００に固定する構造も適宜設定することができる。すなわち、補強バー４０を電池パック１００に固定できればよい。また、本実施例の補強バー４０は、長手方向と直交する断面の形状が略円形に形成されているが、これに限るものではなく、例えば、矩形状といった他の形状に形成することもできる。すなわち、補強バー４０は、車両１の長手方向に延びて、電池パック１００およびパーティションパネル２００に固定されるものであればよい。

さらに、本実施例では、補強バー４０の両端部に一対の支持部材５０を配置しているが、これに限るものではない。例えば、支持部材５０を補強バー４０に沿った形状に形成することができる。また、パーティションパネル２００とは異なる車両ボディに、補強バー４０を固定することもできる。

一方、図２に示すように、補強バー４０の中心Ｃと、電池パック１００の重心Ｇとは、同一面内（ラインＨ上）に位置している。ここで、中心Ｃは、補強バー４０を長手方向と直交する面で切断したときの断面領域における中心である。また、ラインＨで示す面は、車両１の上下方向と略直交する面である。

上述した位置関係で補強バー４０を配置することにより、電池パック１００を車両１の前方に変位させるような外力が作用したとしても、補強バー４０によって電池パック１００のずれを抑制しやすくなる。なお、本実施例では、中心Ｃおよび重心ＧがラインＨ上に位置しているが、これに限るものではない。すなわち、補強バー４０の中心Ｃが、重心Ｇを含む面（ラインＨ）からずれていても、補強バー４０の一部がラインＨ上に位置していればよい。

本実施例では、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０を車両１の上下方向に重ねて配置している。このため、電池スタック１１０，１２０を車両１のフロアパネル上に並べて配置する場合に比べて、電池パック１００をリアシート側に寄せて配置することができる。しかも、上段電池スタック１２０の上方に電子機器１３０を配置しているため、電子機器１３０を含めた電池パック１００をリアシート側に寄せて配置することができる。また、パーティションパネル２００に開口部２０１を設けて、電池パック１００を最もリアシートに寄せて配置しているため、車両１を大型化させることなく、ラゲージスペースを大型化することができる。

また、本実施例では、電池パック１００の底面を車両ボディ（クロスメンバ２１０やフロアパネル２２０）に固定するだけでなく、補強バー４０を用いて、電池パック１００を車両ボディに固定している。これにより、車両ボディに対する電池パック１００の固定強度を向上させることができる。しかも、パーティションパネル２００の開口部２０１に補強バー４０を取り付けることにより、開口部２０１における強度を向上させることもできる。

そして、補強バー４０は、リアシートおよび電池パック１００の間に形成されたスペース（デッドスペース）Ｓ５に配置されているため、デッドスペースＳ５を有効活用することができる。ここで、車両１の前後方向に関して、上段電池スタック１２０の長さを下段電池スタック１１０の長さよりも短くすることにより、下段電池ケース１１１の上方には、上段電池ケース１２１が位置していないスペース（スペースＳ５に相当）が存在する。このスペースは、デッドスペースとなりやすいため、このスペースに補強バー４０を配置することにより、補強バー４０および電池パック１００をコンパクトにまとめることができる。

なお、本実施例の電池パック１００では、下段電池スタック１１０と、上段電池スタック１２０と、電子機器１３０とを車両１の上下方向で重ねて配置しているが、これに限るものではない。例えば、上段電池スタック１２０を省略し、下段電池スタック１１０および電子機器１３０を車両１の上下方向で重ねて配置した構成であってもよい。この場合にも、リアシートと、電子機器１３０と、下段電池スタック１１０との間には、デッドスペースが生じるため、このスペースに補強バー４０を配置することができる。

また、本実施例では、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０を電気的に直列に接続しているが、これに限るものではない。例えば、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０を電気的に並列に接続しておき、各電池スタック１１０，１２０の出力に基づいて、車両１を走行させることもできる。ここで、各電池スタック１１０，１２０の出力電圧が互いに異なる場合には、各電池スタック１１０，１２０の出力電圧を昇圧させる際の特性を異ならせることにより、昇圧時の電圧を略等しくすることができる。一方、各電池スタック１１０，１２０における電池モジュール１１２，１２２の構成を互いに異ならせることにより、電池スタック１１０，１２０の出力電圧を略等しくすることができる。

さらに、本実施例では、二次電池で構成された電池モジュール１１２，１２２を用いているが、これに限るものではない。例えば、二次電池といった蓄電素子の代わりに、燃料電池を用いることができる。具体的には、複数の燃料電池スタックを車両１の上下方向で重ねて配置することができる。このような構成であっても、本実施例で説明した構成を適用することができる。

本発明の実施例２である電池パックの搭載構造について、図４および図５を用いて説明する。ここで、図４は、本実施例における電池パックの搭載構造を示す外観図であり、図５は、本実施例における電池パックの内部構造を示す図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。

本実施例では、実施例１と同様の構造によって、電池パック１００を車両ボディに固定している。また、補強バー４０を用いて電池パック１００の温度を調節するようにしている。以下、電池パック１００の温度を調節するための構造について、具体的に説明する。

補強バー４０の一端には、第１のダクト７１が接続されており、第１のダクト７１から導かれた温度調節用の気体が補強バー４０の中空部４１に進入するようになっている。ここで、温度調節用の気体は、図４の矢印で示す方向に移動するようになっている。補強バー４０の他端には、第２のダクト７２が接続されており、補強バー４０を通過した気体が第２のダクト７２に導かれるようになっている。

温度調節用の気体としては、例えば、車室内の空気を用いることができる。具体的には、ダクト７１，７２の一方にファン（不図示）を接続しておき、ファンの駆動によって車室内の空気を第１のダクト７１に取り込ませることができる。車室としては、乗員の乗車するスペースやラゲージスペースがある。ここで、ラゲージスペースの空気を第１のダクト７１に取り込ませるようにすれば、ファンの駆動音が第１のダクト７１を介して乗員の乗車するスペースに到達してしまうのを防止することができる。

なお、空気以外の気体を用いることもできるし、液体を用いることもできる。この場合には、例えば、ダクト７１，７２および補強バー４０の間において、ポンプ等を用いて気体又は液体を循環させることができる。

一方、図５に示すように、補強バー４０に固定されたブラケット６０には、ヒートシンクといった熱伝達部材８０が接続されている。熱伝達部材８０は、ブラケット６０と接触する本体部８１と、本体部８１に接続された複数の熱伝達部８２とを有している。熱伝達部材８０を形成する材料としては、熱伝達に優れた材料（金属等）を適宜選択することができる。本体部８１は、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０の間において、上段電池スタック１２０の上面に沿って配置されている。

熱伝達部８２は、各電池スタック１１０（１２０）において、隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２（１２２）の間に配置されている。ここで、熱伝達部８２は、板状に形成されており、隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２（１２２）のうち、配列方向で互いに向かい合う側面に接触している。なお、熱伝達部８２は、電池モジュール１１２（１２２）の少なくとも一部に接触していればよい。また、各熱伝達部８２は、各電池スタック１１０，１２０における拘束バンド１１４，１２４と干渉しないように配置されている。

充放電等によって電池モジュール１１２，１２２が発熱すると、電池モジュール１１２，１２２の熱は、熱伝達部８２に伝達された後、本体部８１を介して、ブラケット６０に伝達される。ブラケット６０は、補強バー４０に接触しているため、ブラケット６０に伝達された熱は、補強バー４０に伝達される。ここで、補強バー４０の中空部４１に冷却用の気体を流しておけば、補強バー４０との間で熱交換が行われ、補強バー４０を冷却することができる。これにより、補強バー４０および熱伝達部材８０を介して、電池モジュール１１２，１２２の冷却を行うことができる。なお、熱交換後の気体を中空部４１に再度供給する場合には、ラジエータ等を用いて、熱交換後の気体を冷やしておくことが好ましい。

一方、補強バー４０の中空部４１に加温用の気体を流せば、補強バー４０に熱が伝達され、ブラケット６０および熱伝達部材８０を介して、電池モジュール１１２，１２２に熱を伝達することができる。これにより、電池モジュール１１２，１２２を温めることができる。なお、熱交換後の気体を中空部４１に再度供給する場合には、ヒータ等を用いて、熱交換後の気体を温めておくことが好ましい。

本実施例によれば、実施例１で説明した効果が得られるとともに、補強バー４０を用いて電池モジュール１１２，１２２の温度を調節することができる。ここで、電池モジュール１１２，１２２が過度に発熱したり、過度に冷却されたりした場合には、電池モジュール１１２，１２２の入出力特性が劣化してしまうおそれがある。そこで、本実施例のように電池モジュール１１２，１２２の温度を調節することにより、入出力特性が劣化してしまうのを抑制することができる。

電池スタック１１０，１２０の温度を調節する構造として、各電池スタック１１０，１２０に対して吸気ダクトおよび排気ダクトを接続することが考えられる。この場合には、２つの吸気ダクトおよび２つの排気ダクトが必要となり、電池スタック１１０，１２０の温度を調節する構造が複雑になってしまう。ここで、本実施例では、電池パック１００を車両ボディに固定する構造を用いながら、電池スタック１１０，１２０の温度を調節することができるため、温度調節構造を簡素化することができる。

次に、本実施例の変形例について、図６を用いて説明する。ここで、図６は、本変形例における電池パックの内部構造を示す図である。本変形例でも、本実施例と同様に、熱伝達部材８０を用いることにより、電池モジュール１１２，１２２の温度を調節するようにしている。

本変形例では、本実施例で説明したダクト７１，７２を省略しており、補強バー４０の中空部４１には温度調節用の気体が流れないようになっている。また、補強バー４０の外周面には、複数のフィン４２が形成されており、各フィン４２は、補強バー４０の長手方向に延びており、補強バー４０の径方向に突出している。なお、フィン４２の形状や数は、適宜設定することができ、フィン４２を用いて補強バー４０の表面積を増加させることができればよい。

本変形例において、充放電等によって電池モジュール１１２，１２２が発熱すると、この熱が、熱伝達部材８０およびブラケット６０を介して補強バー４０に伝達される。ここで、補強バー４０には複数のフィン４２が形成されているため、補強バー４０に伝達された熱を、フィン４２を介して外部に放出させやすくすることができる。すなわち、電池モジュール１１２，１２２の放熱性を向上させることができる。

なお、本実施例と同様に、補強バー４０の中空部４１に温度調節用の気体を流すようにすることもできる。また、本実施例と同様の構造において、補強バー４０の内周面に、１つ又は複数のフィンを設けることもできる。この場合には、補強バー４０の内周面における面積を増加させることができ、温度調節用の気体および補強バー４０の間における熱交換を促進させることができる。

本発明の実施例３である電池パックの搭載構造について、図７および図８を用いて説明する。ここで、図７は、本実施例における電池パックの内部構造を示す図であり、図８は、本実施例における電池パックの搭載構造を示す外観図である。図８に示す矢印ＲＨは、車両１の前進方向ＦＲを向いたときの右側の方向を示している。なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。

実施例１では、電池パック１００およびリアシートの間に形成されたデッドスペースに補強バー４０を配置しているが、本実施例では、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０の間に、複数の補強バー９０を配置している。各補強バー９０は、車両１の左右方向に延びており、複数の補強バー９０は、車両１の前後方向において並んで配置されている。なお、補強バー９０の数や、補強バー９０の長手方向と直交する断面の形状は、適宜設定することができる。

また、各補強バー９０は、補強バー９０の長手方向に延びる中空部９０ａを有しており、各補強バー９０には、ヒートシンクといった熱伝達部材９１が接続されている。熱伝達部材９１は、平板状に形成されており、隣り合って配置された２つの電池モジュール１１２（１２２）のうち、配列方向で向かい合う側面に接触している。なお、熱伝達部材９１は、電池モジュール１１２（１２２）のうち少なくとも一部と接触していればよい。また、熱伝達部材９１は、熱伝導性に優れた材料（金属等）で形成することができる。

複数の補強バー９０は、下段電池ケース１１１や上段電池ケース１２１に固定されている。また、図８に示すように、補強バー９０の両端部は、一対の支持部材２３０に固定されており、各支持部材２３０は、締結ボルトによって、車両１のサスペンションタワー２４０に固定されている。これにより、支持部材２３０および補強バー９０を用いて、電池パック１００を車両ボディに固定することができる。なお、サスペンションタワー２４０は、サスペンションスプリングを支持するために用いられる。

補強バー９０の一端には、第１のダクト７１が接続され、補強バー９０の他端には、第２のダクト７２が接続されている。ここで、各ダクト７１，７２は、補強バー９０の数だけ分岐しており、各分岐部分が各補強バー９０に接続されている。そして、補強バー９０の中空部９０ａには、第１のダクト７１から温度調節用の気体が供給され、中空部９０ａを通過した気体は、第２のダクト７２に導かれるようになっている。

実施例２でも説明したように、補強バー９０の中空部９０ａに冷却用の気体を流せば、熱伝達部材９１を介して電池モジュール１１２，１２２を冷却することができる。また、中空部９０ａに加温用の気体を流せば、熱伝達部材９１を介して電池モジュール１１２，１２２を温めることができる。なお、実施例１でも説明したように、気体の代わりに液体を用いたり、ダクト７１，７２および補強バー９０の間で気体又は液体を循環させたりすることができる。

本実施例では、複数の補強バー９０を用いることにより、車両ボディに対する電池パック１００の固定強度を向上させることができる。また、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０の間に補強バー９０を配置することにより、電池パック１００を固定するための構造をコンパクトにすることができる。さらに、補強バー９０の中空部９０ａに温度調節用の気体を流すことにより、電池モジュール１１２，１２２の温度を調節することができる。

なお、本実施例では、実施例１で説明した補強バー４０を省略しているが、実施例１と同様に補強バー４０を設けることもできる。すなわち、電池パック１００の固定強度を向上させるために、実施例１で説明した補強バー４０を用い、電池モジュール１１２，１２２の温度を調節するために、補強バー９０を用いることができる。この場合には、補強バー９０に高い剛性を持たせなくてもよい。

本発明の実施例４である電池パックの搭載構造について、図９を用いて説明する。ここで、図９は、本実施例の電池パックの搭載構造を示す概略図であり、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。

本実施例では、下段電池スタック１１０および上段電池スタック１２０を車両１の上下方向で重ねて配置している。ここで、上段電池スタック１２０の上方には、実施例１で説明した電子機器１３０が配置されていない。上段電池ケース１２１の上面およびパーティションパネル２００には、締結ボルト３８によって連結部材４３が取り付けられている。連結部材４３は、電池パック１００および車両ボディの接続を補強するために用いられる。一方、下段電池ケース１１１は、締結ボルト３２，３３によって、フロアパネル２２０上のクロスメンバ２１０に固定されている。

本実施例の構成によれば、連結部材４３を用いて、電池パック１００の上面をパーティションパネル２００に固定しているため、電池パック１００の底面だけをクロスメンバ２１０に固定する場合に比べて、車両ボディに対する電池パック１００の固定強度を向上させることができる。なお、本実施例において、上段電池スタック１２０の上方に、実施例１で説明した電子機器１３０を配置し、機器ケース１３１の上面とパーティションパネル２００とを、連結部材４３を用いて固定することもできる。

本発明の実施例５である電池パックの搭載構造について、図１０を用いて説明する。ここで、図１０は、本実施例の電池パックの搭載構造を示す概略図であり、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。

本実施例の電池パック１００は、リアシート３００に対して車両１の後方に配置されており、車両１の上下方向で重ねて配置された３つの電池スタックを有している。具体的には、下段電池スタック１１０の上方には、中段電池スタック１４０が配置されており、中段電池スタック１４０を収容する中段電池ケース１４１が下段電池ケース１１１に固定されている。中段電池スタック１４０は、他の電池スタック１１０，１２０と同様に、電気的に直列に接続された複数の電池モジュールを有している。

下段電池ケース１１１は、締結ボルト３３によってクロスメンバ２１０に固定されているとともに、締結ボルト３１によってブラケット２０に固定されている。そして、ブラケット２０は、締結ボルト３２によってクロスメンバ２１０に固定されている。中段電池スタック１４０の上方には、上段電池スタック１２０が配置されており、上段電池ケース１２１が中段電池ケース１４１に固定されている。上段電池ケース１２１の上面には、車両１の左右方向に延びる補強バー４０が固定されており、補強バー４０の両端部は、サスペンションタワーに固定されている。

本実施例によれば、補強バー４０を用いて、電池パック１００の上面を車両ボディとしてのサスペンションタワーに固定している。このため、電池パック１００の底面だけを車両ボディに固定する場合に比べて、車両ボディに対する電池パック１００の固定強度を向上させることができる。また、電池パック１００を３つの電池スタック１１０，１２０，１４０で構成することにより、電池パック１００を車両１の前後方向において小型化することができる。そして、実施例１で説明したように、電池パック１００をリアシートに寄せて配置すれば、車両１のラゲージスペースを大型化することができる。

なお、本実施例では、電池パック１００（上段電池ケース１２１）の上面に補強バー４０を固定しているが、これに限るものではない。具体的には、電池パック１００およびリアシート３００の間に形成されるスペースに、補強バー４０を配置することができる。ここで、車両１の前後方向に関して、上段電池ケース１２１の長さが中段電池ケース１４１の長さよりも短い場合には、中段電池ケース１４１の上面と、上段電池ケース１２１の側面と、リアシート３００の背面とによって囲まれたスペースに、補強バー４０を配置することができる。

また、車両１の前後方向に関して、中段電池ケース１４１の長さが下段電池ケース１１１の長さよりも短い場合には、下段電池ケース１１１の上面と、中段電池ケース１４１の側面と、リアケース３００の背面とによって囲まれたスペースに、補強バー４０を配置することができる。このような場合には、実施例１で説明した構造と同様の構造とすることができる。

本発明の実施例６である電池パックの搭載構造について、図１１を用いて説明する。ここで、図１１は、本実施例の電池パックの搭載構造を示す概略図であり、上述した実施例で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。

本実施例の電池パック１００は、実施例５と同様に、リアシート３００に対して車両１の後方に配置されており、車両１の上下方向に並んで配置された３つの電池スタック１１０，１２０，１４０を有している。そして、下段電池ケース１１１は、締結ボルト３１，３３によってクロスメンバ２１０に固定されている。

中段電池ケース１４１には、車両１の左右方向に延びる補強バー４４が締結ボルトによって固定されている。ここで、図１１に示すように、補強バー４４は、開断面の構造を有している。また、補強バー４４は、両端部において、車両ボディ（実施例１で説明したパーティションパネル）に固定されているとともに、リアシート３００の背面に設けられたリクライニング機構３１０にも固定されている。リクライニング機構３１０は、リアシート３００のシートバックを図１１の矢印Ｄで示す方向に移動させることができる。

本実施例によれば、補強バー４４を用いて、電池パック１００をリクライニング機構３１０およびパーティションパネルに固定している。このため、電池パック１００の底面だけを車両ボディに固定する場合に比べて、車両ボディに対する電池パック１００の固定強度を向上させることができる。

１：車両 ２０：ブラケット
４０：補強バー（補強部材） ５０：支持部材
７１，７２：ダクト ８０：熱伝達部材
１００：電池パック（電源装置）
１１０：下段電池スタック（電源ユニット）
１１１：下段電池ケース（電源ユニット）
１１２，１２２：電池モジュール（蓄電素子）
１２０：上段電池スタック １２１：上段電池ケース
１３０：電子機器 １３１：機器ケース（電子機器）
２００：パーティションパネル ２０１：開口部
２１０：クロスメンバ ２２０：フロアパネル

【０００２】
重ねられた搭載物を車両に搭載する場合において、搭載物の底面を車両に固定するだけでは、搭載物の固定強度が不十分となるおそれがある。特に、特許文献２のように、搭載物が複数のバッテリユニットで構成されている場合には、搭載物の固定強度が不十分になりやすい。
［０００５］
ここで、特許文献１では、固定部材を用いて、搭載物（車両機器）の上部をトランクルームの上面に接続するようにしているため、搭載物の固定強度を向上させることができる。ただし、特許文献１に記載の構成では、搭載物およびトランクルームの間に、固定部材を配置するための専用のスペースを確保しなければならない。すなわち、トランクルームとして用いることができるスペースの一部を犠牲にすることにより、固定部材を配置しなければならない。
［０００６］
そこで、本発明の目的は、補強部材を用いて、車両に搭載される電源装置の固定強度を向上させつつ、補強部材を効率良く配置することができる電源装置の搭載構造を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００７］
本発明である電源装置の搭載構造は、車両に搭載される電源装置と、電源装置および車両ボディの接続を補強するための補強部材と、を備えている。ここで、電源装置は、底面が車両ボディに沿って配置された電源ユニットと、電源ユニットに対して車両の上下方向に並んだ状態で電源ユニットの上面に固定され、車両の前後方向における長さが電源ユニットよりも短い機器と、を有している。また、補強部材は、車両の上下方向で電源ユニットの上面と隣り合うスペースであって、車両の前後方向で機器と隣り合うスペースにおいて、車両の左右方向に延びており、互いに異なる部分で電源装置および車両ボディに固定されている。
［０００８］
車両ボディとしては、シートが配置されるスペースとラゲージルームとを仕切る位置に設けられたパーティションパネルを用いることができる。そして、パーティションパネルに形成された開口部の内側に、電源装置の一部を位置させておくことができる。これにより、電源装置をシートが位置する側に寄せて配置することができ、ラゲージルームを大型化することができる。また、補強部材を用いることにより、パーティションパネルの開口部の強度

【０００５】
１００が位置している。 言い換えれば、電池パック１００は、開口部２０１を貫通した状態で配置されている。パーティションパネル２００は、車両ボディの一部であり、車両ボディの剛性を向上させるために設けられている。電池パック１００に対して車両１の前方ＦＲには、リアシート（不図示）が配置され、電池パック１００に対して車両１の後方には、ラゲージスペースが設けられている。
［００１８］
ここで、図２に示すラインＬ１は、パーティションパネル２００のうち、車両１の前方ＦＲに位置する面を示している。また、図２に示すラインＬ２は、リアシートのうち、車両１の後方側に位置する部分（背面）を示している。ラインＬ２は、リアシートの撓みを考慮して設定することができる。
［００１９］
まず、本実施例における電池パック１００の構造について説明する。電池パック１００は、図２および図３に示すように、下段電池スタック１１０と、上段電池スタック１２０と、電子機器１３０とを有している。そして、電池スタック１１０，１２０および電子機器１３０は、車両１の上下方向において、並んで配置されている。
［００２０］
下段電池スタック１１０は、下段電池ケース１１１に収容されており、車両１の前後方向において並んで配置された複数の電池モジュール（蓄電素子）１１２を有している。また、下段電池スタック１１０は、下段電池ケース１１１の内壁面に固定されている。なお、下段電池スタック１１０および下段電池ケース１１１により、本発明における電源ユニットが構成される。後述する他の電池スタックおよび電池ケースについても同様である。
［００２１］
下段電池ケース１１１のうち、車両１の前方ＦＲに位置する領域は、締結ボルト３１によってブラケット２０に固定されており、ブラケット２０は、締結ボルト３２によってクロスメンバ２１０に固定されている。クロスメンバ２１０は、上述した開口部２０１の一部（底辺）を構成している。クロスメンバ２１０を設けることにより、開口部２０１における車両ボディの剛性を向上させることができる。
［００２２］
また、下段電池ケース１１１のうち、車両１の後方に位置する領域は、締

本発明である電源装置の搭載構造は、車両に搭載される電源装置と、電源装置および車両ボディの接続を補強するための補強部材と、を備えている。ここで、電源装置は、底面が車両ボディに沿って固定された電源ユニットと、電源ユニットに対して車両の上下方向に並んだ状態で電源ユニットの上面に固定され、車両の前後方向における長さが電源ユニットよりも短い機器と、を有している。電源装置の一部は、シートが配置されるスペースとラゲージルームとを仕切るパーティションパネルに形成された開口部の内側に位置しており、電源装置は、車両の前後方向において、シートと隣り合って配置されている。また、補強部材は、シートの背面と、電源ユニットの上面と、機器のうち車両の前後方向でシートと向かい合う側面とによって囲まれたスペースにおいて、車両の左右方向に延びており、互いに異なる部分で電源装置およびパーティションパネルに固定されている。

パーティションパネルに形成された開口部の内側に、電源装置の一部を位置させておくことにより、電源装置をシートが位置する側に寄せて配置することができ、ラゲージルームを大型化することができる。また、補強部材を用いることにより、パーティションパネルの開口部の強度を向上させることができる。

補強部材は、車両の上下方向と直交する面であって、電源装置の重心を含む面内に位置させることができる。これにより、例えば、車両の衝突に伴う電源装置のずれを抑制することができる。

Claims (8)

1. 車両に搭載される電源装置と、
   前記電源装置および車両ボディの接続を補強するための補強部材と、を備え、
   前記電源装置は、電源ユニットと、前記電源ユニットの上面に固定され、前記車両の前後方向における長さが前記電源ユニットよりも短い機器と、を有しており、
   前記補強部材は、前記電源ユニットの上方であって、前記車両の前後方向で前記機器と隣り合うスペースにおいて、前記車両の左右方向に延びており、互いに異なる部分で前記電源装置および前記車両ボディに固定されていることを特徴とする電源装置の搭載構造。
2. 前記車両ボディは、シートが配置されるスペースとラゲージルームとを仕切る位置に設けられたパーティションパネルであり、
   前記電源装置の一部は、前記パーティションパネルに形成された開口部の内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の電源装置の搭載構造。
3. 前記電源装置は、前記車両の前後方向において、前記シートと隣り合って配置されており、
   前記補強部材は、前記シートの背面と、前記電源ユニットの上面と、前記機器のうち前記車両の前後方向で前記シートと向かい合う側面とによって囲まれたスペースに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電源装置の搭載構造。
4. 前記補強部材は、車両の上下方向と略直交する面であって、前記電源装置の重心を含む面内に位置していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電源装置の搭載構造。
5. 前記機器は、
   前記電源ユニットとは異なる他の電源ユニットと、
   前記他の電源ユニットの上面に固定され、前記２つの電源ユニットに接続される電子機器と、
   を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電源装置の搭載構造。
6. 前記機器は、前記電源ユニットに接続される電子機器であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電源装置の搭載構造。
7. 前記電源ユニットは、電気的に直列に接続され、充放電を行う複数の蓄電素子を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電源装置の搭載構造。
8. 前記補強部材および前記各蓄電素子と接触し、前記補強部材および前記各蓄電素子の間における熱伝達を許容する熱伝達部材を備えており、
   前記補強部材は、この補強部材の長手方向に沿って形成され、前記蓄電素子の温度調節に用いられる熱交換媒体を流動させるための中空部を有していることを特徴とする請求項７に記載の電源装置の搭載構造。
   

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