JP6186699B2 - バッテリ温調装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリパックケースに収容されたバッテリスタックの温度調整を行うバッテリ温調装置に関する。

従来、空冷式のバッテリ冷却装置において、冷却ユニットから送られた冷風をバッテリ上方に設置されたメイン送風路とサブ送風路によりバッテリに吹き付ける構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１３４６１５号公報

しかしながら、従来のバッテリ冷却装置にあっては、サブ冷却送風路がバッテリ間に対応する位置に設けられているが、メイン通風路の組み付け誤差等によりバッテリ間に臨み得ない場合がある。このため、組み付け誤差等の発生によりバッテリ間に正しく冷却風を送ることができないと、温調性能が落ちてしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、吹き出し開口部と隙間通路との間で位置ズレが発生しても、効率よく均一な温調性能を確保するバッテリ温調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のバッテリ温調装置は、バッテリパックケース内に収納した複数のバッテリスタックと、前記バッテリパックケース内を循環する温調風を作り出す温調ユニットと、前記温調ユニットに一端部が接続され、前記複数のバッテリスタックに近接して配置され、前記温調ユニットからの温調風を送風する配風ダクトと、を備える。
このバッテリ温調装置において、前記配風ダクトには、隣接する前記バッテリスタックの隙間通路に温調風を吹き出す吹き出し開口部を有する。
前記吹き出し開口部と前記隙間通路との間に、少なくとも前記配風ダクトの前記温調ユニットへの接続方向の前記吹き出し開口部の開口長さよりも長い導入口長さを有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる導入部材を設けた。
前記配風ダクトと前記導入部材とを別体で形成する。
前記導入部材の導入口面積を、前記配風ダクトに有する前記吹き出し開口部の開口面積よりも大きく設定した。

このように、配風ダクトと導入部材とを別体で形成し、吹き出し開口部と隙間通路との間に、ダクト接続方向の吹き出し開口部の開口長さよりも長い導入口長さを有する導入部材を設けた。このため、配風ダクトの製造バラツキや組み付け誤差等があっても吹き出し開口部と隙間通路の位置ズレが吸収される。
そして、導入部材は、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる形状としているため、吹き出し開口部から吹き出される温調風が、導入部材を介して隙間通路に導入され、熱交換のための温調風を確実に隙間通路に沿って流すことができる。
この結果、吹き出し開口部と隙間通路との間で位置ズレが発生しても、効率よく均一な温調性能を確保することができる。
加えて、導入部材の導入口面積が、配風ダクトに有する吹き出し開口部の開口面積よりも大きく設定される。このため、配風ダクトの吹き出し開口部から導入部材へ向かって吹き出される温調風を、風量低下を抑えて確実に隙間通路に送ることができる。

実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す概略側面図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す概略底面図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPを示す全体斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPを示すバッテリパックケースアッパーカバーを外した斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPのケース内部空間の領域区分構成を示す平面図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPの内部構成と温調風の流れを示すバッテリパックケースアッパーカバーを外した平面図である。 温調ユニット周囲における温調構成と温調風の流れを示す図６のＡ部拡大図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された温調ユニット及び配風ダクトを示す斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第１バッテリスタックと配風ダクトの第１吹き出し開口部の関係を示す斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第１バッテリスタックを構成するバッテリモジュールを示す斜視図である。 実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPに搭載された第２バッテリスタックと配風ダクトの第２吹き出し開口部及び第３吹き出し開口部との関係を示す平面図である。 第２バッテリスタックと配風ダクトの第２吹き出し開口部の詳細構成を示す図１１のＧ部拡大図である。 第２バッテリスタックのバスバーケースに対し一体成形により設けられた導入部材の詳細構成を示す斜視図である。

以下、本発明のバッテリ温調装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１のバッテリ温調装置における構成を、「バッテリパックBPの車載構成」、「バッテリパックBPの全体詳細構成」、「パックケース内部空間の領域区分構成」、「バッテリ温調装置の詳細構成」に分けて説明する。

［バッテリパックBPの車載構成］
図１及び図２は、実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPが搭載された電気自動車を示す。以下、図１及び図２に基づき、バッテリパックBPの車載構成を説明する。

前記バッテリパックBPは、図１に示すように、フロアパネル１００の下部である床下のホイールベース中央部位置に配置される。フロアパネル１００は、モータルーム１０１と車室１０２を画成するダッシュパネル１０４との接続位置から車両後端位置まで設けられ、車両前方から車両後方までのフロア面凹凸を抑えたフラット形状としている。車室１０２には、インストルメントパネル１０５と、センターコンソールボックス１０６と、エアコンユニット１０７と、乗員シート１０８と、を有する。なお、車両前方のモータルーム１０１には、エアコンユニット１０７で用いる冷媒を圧縮するエアコンコンプレッサ１０３が配置される。

前記バッテリパックBPは、図２に示すように、車体強度部材である車体メンバに対して８点支持される。車体メンバは、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ１０９，１０９と、一対のサイドメンバ１０９，１０９を車幅方向に連結する複数のクロスメンバ１１０，１１０，…と、を有して構成される。バッテリパックBPの両側は、一対の第１サイドメンバ支持点Ｓ１，Ｓ１と一対の第１クロスメンバ支持点Ｃ１，Ｃ１と一対の第２サイドメンバ支持点Ｓ２，Ｓ２により６点支持される。バッテリパックBPの後側は、一対の第２クロスメンバ支持点Ｃ２，Ｃ２により２点支持されている。

前記バッテリパックBPは、図１に示すように、ダッシュパネル１０４に沿って車両前後方向に配索した充放電ハーネス１１１を介し、モータルーム１０１に配置されている強電モジュール１１２（DC/DCコンバータ＋充電器）と接続される。このモータルーム１０１には、強電モジュール１１２以外に、インバータ１１３と、モータ駆動ユニット１１４（走行用モータ＋減速ギヤ＋デファレンシャルギヤ）と、を有する。また、車両前面位置には、充電ポートリッドを有する充電ポート１１５（急速充電/普通充電）が設けられ、充電ポート１１５は、充電ハーネス１１７により強電モジュール１１２に接続される。

前記バッテリパックBPは、図外のＣＡＮケーブル等の双方向通信線を介し、外部の電子制御システムと接続されるとともに、インストルメントパネル１０５内に配置されているエアコンユニット１０７を備えた車載空調システムと接続される。すなわち、バッテリ放電制御（力行制御）やバッテリ充電制御（急速充電制御・普通充電制御・回生制御）等が行われるとともに、バッテリパックBPの内部温度（バッテリ温度）が、冷風及び温風による温調風によって管理制御される。

［バッテリパックBPの全体詳細構成］
図３及び図４は、実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPの詳細を示す。以下、図３及び図４に基づき、バッテリパックBPの全体詳細構成を説明する。

実施例１のバッテリパックBPは、図３及び図４に示すように、バッテリパックケース１と、バッテリスタック２と、温調ユニット３と、サービス・ディスコネクト・スイッチ４（強電遮断スイッチ：以下、「SDスイッチ」という。）と、ジャンクションボックス５と、リチウムイオン・バッテリ・コントローラ６（以下、「LBコントローラ」という。）と、を備えていている。

前記バッテリパックケース１は、図３及び図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１とバッテリパックアッパーカバー１２の２部品によって構成される。そして、バッテリパックロアフレーム１１とバッテリパックアッパーカバー１２の外周縁に沿って連続する環状のシール部材を介装し、２部品をボルト締結により固定することで、外部からの水浸入を阻止する水密構造とされている。

前記バッテリパックロアフレーム１１は、図４に示すように、車体メンバに対し支持固定されるフレーム部材である。このバッテリパックロアフレーム１１には、バッテリスタック２や他のパック構成要素３，４，５，６を搭載する方形凹部空間を有する。このバッテリパックロアフレーム１１のフレーム前端縁には、冷媒管コネクタ端子１３と充放電コネクタ端子１４と強電コネクタ端子１５（車室内空調用）と弱電コネクタ端子１６とが取り付けられている。

前記バッテリパックアッパーカバー１２は、図３に示すように、バッテリパックロアフレーム１１を水密状態で覆うカバー部材である。このバッテリパックアッパーカバー１２には、バッテリパックロアフレーム１１に搭載される各パック構成要素２，３，４，５，６のうち、特にバッテリスタック２の凹凸高さ形状に対応した凹凸段差面形状によるカバー面を有する。

前記バッテリスタック２（＝バッテリモジュール群）は、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１に搭載され、第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３との３分割スタックにより構成される。各バッテリスタック２１，２２，２３は、二次電池（リチウムイオンバッテリ等）による略直方体形状のバッテリモジュール（＝バッテリ単位）を構成単位とし、複数個のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねた積層体構造である。なお、略直方体形状のバッテリモジュールは、図４に示すように、長辺、中辺、短辺の３辺を有する。各バッテリスタック２１，２２，２３の詳しい構成は、下記の通りである。

前記第１バッテリスタック２１は、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両後部領域に搭載される。この第１バッテリスタック２１は、複数個のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねたものを用意しておき、バッテリモジュールの積み重ね方向と車幅方向を一致させて搭載する縦積み（例えば、２０枚縦積み）により構成している。

前記第２バッテリスタック２２と前記第３バッテリスタック２３のそれぞれは、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち、第１バッテリスタック２１より前側の車両中央部領域に車幅方向に左右分かれて一対搭載される。この第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３は、全く同じパターンによる平積み構成としている。すなわち、複数枚（例えば、４枚と５枚）のバッテリモジュールを短辺方向に積み重ねたものを複数個（例えば、４枚積みを１組、５枚積みを２組）用意しておく。そして、バッテリモジュールの積み重ね方向と車両上下方向を一致させた平積み状態としたものを、例えば、車両後方から車両前方に向かって順に４枚平積み・５枚平積み・５枚平積みというように、車両前後方向に整列させることで構成している。第２バッテリスタック２２は、図４に示すように、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂと、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂより高さ寸法がさらに１枚分低い後側バッテリスタック部２２ｃと、を有する。第３バッテリスタック２３は、図４に示すように、前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂと、前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂより高さ寸法がさらに１枚分低い後側バッテリスタック部２３ｃと、を有する。

前記温調ユニット３は、図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両前側空間の右側領域に配置され、バッテリパックBPの後述する配風ダクト９に温調風（冷風、温風）を送風する。

前記SDスイッチ４は、図３及び図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両前側空間の中央部領域に配置され、手動操作によりバッテリ強電回路を機械的に遮断するスイッチである。バッテリ強電回路は、内部バスバーを備えた各バッテリスタック２１，２２，２３と、ジャンクションボックス５と、SDスイッチ４と、を互いにバスバーを介して接続することで形成される。このSDスイッチ４は、強電モジュール１１２やインバータ１１３等の点検や修理や部品交換等を行う際、手動操作によりスイッチ入とスイッチ断が切り替えられる。

前記ジャンクションボックス５は、図３及び図４に示すように、バッテリパックロアフレーム１１のうち車両前側空間の左側領域に配置され、リレー回路により強電の供給/遮断/分配を集中的に行う。このジャンクションボックス５には、温調ユニット３の制御を行う温調用リレー５１と温調用コントローラ５２が併設されている。ジャンクションボックス５と外部の強電モジュール１１２は、充放電コネクタ端子１４と充放電ハーネス１１１を介して接続される。ジャンクションボックス５と外部の電子制御システムは、弱電ハーネスを介して接続される。

前記LBコントローラ６は、図４に示すように、第１バッテリスタック２１の左側端面位置に配置され、各バッテリスタック２１，２２，２３の容量管理・温度管理・電圧管理を行う。このLBコントローラ６は、温度検出信号線からの温度検出信号、バッテリ電圧検出線からのバッテリ電圧検出値、バッテリ電流検出信号線からのバッテリ電流検出信号に基づく演算処理により、バッテリ容量情報やバッテリ温度情報やバッテリ電圧情報を取得する。そして、LBコントローラ６と外部の電子制御システムは、リレー回路のオン/オフ情報やバッテリ容量情報やバッテリ温度情報等を伝達する弱電ハーネスを介して接続される。

［パックケース内部空間の領域区分構成］
図５は、実施例１のバッテリ温調装置を採用したバッテリパックBPのケース内部空間の領域区分構成を示す。以下、図５に基づき、パックケース内部空間の領域区分構成を説明する。

実施例１のバッテリパックBPは、図５に示すように、バッテリパックケース１の内部空間を、車幅方向に引かれる境界線Ｌを隔てて、車両後方側のバッテリモジュール搭載領域７と車両前方側の電装品搭載領域８の２つの車両前後方向領域に分けている。バッテリモジュール搭載領域７は、車両後方端から車両前方寄りの境界線Ｌまでのケース内部空間の大半の領域を占有する。電装品搭載領域８は、車両前方端から車両前方寄りの境界線Ｌまでのバッテリモジュール搭載領域７より狭い領域を占有する。

前記バッテリモジュール搭載領域７は、Ｔ字通路（中央通路３６と横断通路３７）により第１分割矩形領域７１と第２分割矩形領域７２と第３分割矩形領域７３の三つの分割矩形領域に区分される。第１分割矩形領域７１には、一側面にLBコントローラ６を有する第１バッテリスタック２１が搭載される。第２分割矩形領域７２には、第２バッテリスタック２２が搭載される。第３分割矩形領域７３には、第３バッテリスタック２３が搭載される。

前記電装品搭載領域８は、車幅方向に分けられた第１区分領域８１と第２区分領域８２と第３区分領域８３の三つの区分領域に分けられる。第１区分領域８１から第２区分領域８２の下部にかけては、温調ユニット３が搭載される。第２区分領域８２の上部には、SDスイッチ４が搭載される。第３区分領域８３には、ジャンクションボックス５が搭載される。

前記バッテリパックBPのバッテリモジュール搭載領域７には、温調ユニット３に接続される配風ダクト９（図６及び図８参照）の配置を確保するとともに、温調風の内部循環を確保する温調風通路を形成している。この温調風通路は、各バッテリスタック２１，２２，２３を分割矩形領域に搭載したときの隙間を利用したもので、車両前後方向の中央通路３６と、該中央通路３６に交差する車幅方向の横断通路３７と、流れ込んできた温調風を温調ユニット３に戻す環状通路３８と、を有する。中央通路３６は、第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の対向面に隙間を持たせることで形成される。横断通路３７は、第１バッテリスタック２１と第２，第３バッテリスタック２２，２３の対向面に隙間を持たせることで形成される。環状通路３８は、バッテリパックロアフレーム１１と各パック構成要素２，３，４，５，６との間に隙間余裕を持たせることで形成される。なお、温調風通路としては、中央通路３６と横断通路３７と環状通路３８以外に、ケース内部空間にパック構成要素２，３，４，５，６を搭載することにより形成される隙間や間隔や空間も含まれる。

［バッテリ温調装置の詳細構成］
図６〜図１３は、バッテリパックBPに搭載された実施例１のバッテリ温調装置の詳細を示す。以下、図６〜図１３に基づき、バッテリ温調装置の詳細構成を説明する。

前記バッテリ温調装置は、図６に示すように、第１バッテリスタック２１と、第２バッテリスタック２２と、第３バッテリスタック２３と、温調ユニット３と、配風ダクト９と、導入部材２４と、を備える。

前記第１バッテリスタック２１は、バッテリパックケース１の内部空間の車両後方領域に収納配置される。前記第２，第３バッテリスタック２２，２３は、バッテリパックケース１の内部空間のうち、第１バッテリスタック２１よりも車両前方領域に収納配置されるとともに、スタックの高さ寸法が第１バッテリスタック２１よりも低く設定される。

前記温調ユニット３は、図７に示すように、ユニットケース３１の内部に、風流れ方向の上流側から、エバポレータ３２と、ブロアファン３３と、PTCヒータ３４と、を有して構成される。この温調ユニット３は、車両前後方向の略中央の床下位置に配置されたバッテリパックケース１の内部空間のうち、車両前方のモータルーム１０１に配置されたエアコンコンプレッサ１０３に近い側の位置に配置される。

前記ユニットケース３１は、電装品搭載領域８のうち、隅部の第１区分領域８１に配置され、その吐出口にユニットダクト３５が接続される。このユニットダクト３５は、車幅方向から車両前後方向へと曲がるＬ字形状とされ、中央通路３６に臨む端部位置に、配風ダクト９が接続される配風口３５ａを有する。

前記エバポレータ３２は、エアコンユニット１０７（車室内エアコン）の冷媒を用いて熱交換を行い、通過する空気から熱を奪って冷風を作り出す。エアコンユニット１０７からの冷媒は、フレーム前端縁に取り付けられた冷媒管コネクタ端子１３を介して、エバポレータ３２に導入される。このエバポレータ３２は、図７に示すように、ブロアファン３３よりも車両前方位置に配置され、車両前方のフレーム内側面１１ａと略平行かつ対面するように一方のコア面３２ａを配置している。

前記ブロアファン３３は、パックケース内気を循環させるもので、ブロアモータを水から隔離する防水構造を有する。このブロアファン３３は、図７に示すように、エバポレータ３２の他方のコア面３２ｂとサクション側３３ａ（＝吸込み側）が略平行かつ対面するように配置している。

前記PTCヒータ３４は、PTCサーミスタ（Positive Temperature Coefficient Thermistor）と呼ばれるセラミック素子（PTC素子）を用い、PTC素子に電流を流すと発熱し、通過する空気に熱を与えて温風を作り出す。PTCヒータ３４としては、例えば、PTC素子の発熱量を大きくするための放熱用フィンを備えたフィンタイプPTCヒータを用いている。

前記配風ダクト９は、図６及び図８に示すように、一端がユニットダクト３５の配風口３５ａに接続され、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３によるＴ字隙間スペース域に配置された等幅ダクト部９４と拡幅ダクト部９５により構成される。この配風ダクト９は、樹脂成形により製造され、図６に示すように、車両前後方向で上面視略長方形状とされたバッテリパックロアフレーム１１の中央部長辺方向に沿って設けられ、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３に近接して配置されている。

前記等幅ダクト部９４は、ユニットダクト３５の配風口３５ａに接続され、図８に示すように、車幅方向の寸法が一定の縦長断面形状を持ち、車両前後方向に延設される。この等幅ダクト部９４の配置には、ダクト断面形状と相似な形状を持つＴ字隙間スペース域の中央通路３６による空間が利用される。

前記拡幅ダクト部９５は、等幅ダクト部９４に接続され、図８に示すように、車両後方に向かって車幅方向寸法を徐々に拡大するのに合わせ車両上下方向寸法を徐々に縮小することで形成される。この拡幅ダクト部９５の配置には、Ｔ字隙間スペース域の中央通路３６と、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂより高さ寸法がさらに１枚分低い後側バッテリスタック部２２ｃ，２３ｃの上部に形成される隙間空間と、Ｔ字隙間スペース域の横断通路３７の上部空間と、が利用される。

前記配風ダクト９には、図８に示すように、ダクトを出た直後の温調風を、バッテリモジュールの長辺、中辺、短辺のうち、同一の長辺に沿って流す第１吹き出し開口部９１と第２吹き出し開口部９２（吹き出し開口部）と第３吹き出し開口部９３（吹き出し開口部）を有する。

前記第１吹き出し開口部９１は、図８及び図９に示すように、拡幅ダクト部９５の車両後端部に設けられ、第１バッテリスタック２１のスタック正面上部域２１ａ（図４参照）に沿って車幅方向の広い範囲で温調風を吹き出す３分割のスリット状開口とされる。そして、第１吹き出し開口部９１から吹き出される温調風を受ける第１バッテリスタック２１の各バッテリモジュール２００は、図１０に示すように、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル２００ｄを内部に有する。そして、ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅが、バッテリモジュール２００の温調面２００ｆに面している。なお、バッテリモジュール２００は、カシメ固定される縦２分割のセルホルダー２００ａ，２００ａによりラミネートセル２００ｄの外側を保持することで構成される。そして、セルホルダー２００ａ，２００ａには、第１吹き出し開口部９１から長辺方向に沿って流れる温調風をセルホルダー２００ａ，２００ａ内に導く流入開口２００ｂと、流入した温調風を排出する流出開口２００ｃと、を有する。なお、第２，３バッテリスタック２２，２３の各バッテリモジュールについても、温調風の内部循環流れをスムーズにするように同様の構成としている。

前記第２吹き出し開口部９２は、図８及び図１１に示すように、等幅ダクト部９４の両側の上下位置にそれぞれ（合計４つ）設けられ、車幅方向両側の第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の隙間通路SF2,SF3に向けて温調風を車幅方向に吹き出す。第２バッテリスタック２２の隙間通路SF2は、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂの間に長辺方向に沿って形成される。第３バッテリスタック２３の隙間通路SF3は、第２バッテリスタック２２の隙間通路SF2と同様に、前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂの間に長辺方向に沿って形成される。この第２吹き出し開口部９２は、図１２に示すように、円形状の開口とする円筒部９２ａと、円筒部９２ａよりも温調風の流れ下流位置に形成した配風量調整凹部９２ｂと、を有する。この配風量調整凹部９２ｂの深さや形状の設定により、温調ユニット３からの温調風のうち、一部の温調風を受け止め、第２吹き出し開口部９２から吹き出す配風量を調整する。

前記第３吹き出し開口部９３は、図８及び図１１に示すように、拡幅ダクト部９５の両側の下位置にそれぞれ（合計２つ）設けられ、車幅方向両側の第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の隙間通路SR2,SR3に向けて温調風を車幅方向に吹き出す。第２バッテリスタック２２の隙間通路SR2は、前側バッテリスタック部２２ｂと後側バッテリスタック部２２ｃの間に長辺方向に沿って形成される。第３バッテリスタック２３の隙間通路SR3は、第２バッテリスタック２２の隙間通路SR2と同様に、前側バッテリスタック部２３ｂと後側バッテリスタック部２３ｃの間に長辺方向に沿って形成される。この第３吹き出し開口部９３は、図８に示すように、第２吹き出し開口部９２と同様に、円筒部９３ａと、円筒部９３ａよりも温調風の流れ下流位置に形成した配風量調整凹部９３ｂと、を有する。

前記導入部材２４は、図１１及び図１２に示すように、４つの第２吹き出し開口部９２と２つの隙間通路SF2,SF3との間に、配風ダクト９の等幅ダクト部９４と間隙ｔを設けて４つ配置される。そして、２つの第３吹き出し開口部９３と２つの隙間通路SR2,SR3との間に、配風ダクト９の拡幅ダクト部９５と間隙ｔを設けて２つ配置される。この導入部材２４は、少なくとも配風ダクト９の温調ユニット３への接続方向の第２，第３吹き出し開口部９２，９３の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる漏斗形状とされている。そして、導入部材２４の導出口長さL3は、開口長さL1より狭く隙間通路SF2,SF3,SR2,SR3の通路幅L4より広く設定されている。さらに、図１３に示す方形による導入部材２４の導入口面積は、配風ダクト９に有する円形による第２，第３吹き出し開口部９２，９３の開口面積よりも大きく設定されている。

前記導入部材２４の取り付けは、第２，第３バッテリスタック２２，２３に対して相対移動の無い部分に対しなされる。つまり、第２，第３バッテリスタック２２，２３は、図１３に示すように、複数のバッテリモジュールを短辺方向に積層するとともに、バッテリモジュールの各電極を、バスバー２５により直列接続することでそれぞれがサブアッセンブリされる構成としている。これに対し、樹脂素材による導入部材２４は、バスバー２５を絶縁・保持する同じ樹脂素材によるバスバーケース２６と一体樹脂成形により構成されている。つまり、導入部材２４を、第２，第３バッテリスタック２２，２３のサブアッセンブリ構成要素としている。

次に、作用を説明する。
実施例１のバッテリ温調装置における作用を、「バッテリパックBPのバッテリ温度調整作用」、「各バッテリスタックの温度調整作用」、「第２，第３バッテリスタックの隙間通路への温調風導入作用」に分けて説明する。

［バッテリパックBPのバッテリ温度調整作用］
バッテリは温度依存度が高く、バッテリ温度が高過ぎても、また、バッテリ温度が低過ぎてもバッテリ性能が低下する。したがって、低外気温時や高外気温時に高いバッテリ性能を維持するためには、バッテリ温度を最適温度域に調整することが好ましい。以下、図６及び図７に基づき、これを反映するバッテリパックBPのバッテリ温度調整作用を説明する。

まず、LBコントローラ６により行われるバッテリパックBPの温調制御作用を述べる。例えば、バッテリ充放電負荷の継続や高い外気温度の影響を受けて、バッテリパックBPの内部温度が第１設定温度より高くなると、冷媒を温調ユニット３のエバポレータ３２に導入し、ブロアファン３３を回す。これによって、図７に示すように、エバポレータ３２を通過する風から熱が奪われて冷風が作り出される。この冷風を、配風ダクト９を介して第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３が搭載されているケース内部空間を循環させることにより、バッテリパックBPの内部温度（＝バッテリ温度）を低下させる。

これに対し、例えば、冷風循環や低い外気温度の影響を受けて、バッテリパックBPの内部温度が第２設定温度より低くなると、温調ユニット３のPTCヒータ３４に通電し、ブロアファン３３を回す。これによって、図７に示すように、PTCヒータ３４を通過する風に熱が与えられて温風が作り出される。この温風を、配風ダクト９を介して第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３が搭載されているケース内部空間を循環させることにより、バッテリパックBPの内部温度（＝バッテリ温度）を上昇させる。

このように、バッテリパックBPの温調制御を行うことで、バッテリパックBPの内部温度を、高いバッテリ性能が得られる第１設定温度〜第２設定温度の範囲内の温度に維持することができる。このとき、第１バッテリスタック２１と第２バッテリスタック２２と第３バッテリスタック２３の温度分布が均等になるように、温調風を吹き出しながら循環させることが重要である。以下、温調風によるバッテリ温度調整作用を述べる。

温調ユニット３の吹き出し口３５ａからの温調風（冷風、温風）のうち、主流を形成する温調風は、配風ダクト９を通過して車両前方から車両後方に向かって流れる。そして、配風ダクト９の第１吹き出し開口部９１から、図６の矢印Ｂに示すように、第１バッテリスタック２１のスタック正面上部域２１ａに沿って車幅方向の広い範囲で温調風を吹き出される。したがって、配風ダクト９の第１吹き出し開口部９１から吹き出される温調風と第１バッテリスタック２１の間で熱交換が行われ、第１バッテリスタック２１との間で熱交換した温調風は、図６の矢印Ｃ，Ｃに示すように、車幅方向の両側に分かれて環状通路３８に流れ込む。

温調ユニット３の吹き出し口３５ａからの温調風（冷風、温風）のうち、副流を形成する温調風は、配風ダクト９の途中位置に設けられた第２吹き出し開口部９２から、図６の矢印Ｅに示すように、前側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂと前側バッテリスタック部２３ａ，２３ｂの隙間通路に向かって車幅方向両側に吹き出される。同様に、配風ダクト９の途中位置に設けられた第３吹き出し開口部９３から、図６の矢印Ｆに示すように、バッテリスタック部２２ｂ，２２ｃとバッテリスタック部２３ｂ，２３ｃの隙間通路に向かって車幅方向両側に吹き出される。したがって、配風ダクト９の第２吹き出し開口部９２及び第３吹き出し開口部９３から吹き出される温調風と、第２バッテリスタック２２及び第３バッテリスタック２３の間で熱交換が行われ、第２，第３バッテリスタック２２，２３との間で熱交換した温調風は、車幅方向の両側に分かれて環状通路３８に流れ込む。

この第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３との間で熱交換した後、環状通路３８に流れ込んできた温調風は環状通路３８にて合流し、図６の矢印Ｄ，Ｄに示すように、環状通路３８の両側通路をそれぞれ車両後方から車両前方に向かって流れる。そして、環状通路３８の前方側通路部にて合流し、温調ユニット３の吸入側に戻される。

このように、熱交換後の温調風が温調ユニット３の吸入側に戻されると、戻された温調風を吸込み、図７に示すように、温調ユニット３にて再び冷風または温風を作り出す。そして、温調ユニット３の吹き出し口３５ａから配風ダクト９に冷風または温風を送り出すという内気循環による温調作用が繰り返される。

［各バッテリスタックの温度調整作用］
上記のように、バッテリパックケース１の内部に複数のバッテリモジュールを搭載した場合、１つの配風ダクト９により均一に温調するには工夫が要求される。以下、これを反映する各バッテリスタックの温度調整作用を説明する。

実施例１では、バッテリモジュールを短辺方向に複数積層したバッテリスタック２として、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３を備える。そして、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３は、短辺方向が車幅方向の縦積み搭載の第１バッテリスタック２１に対して短辺方向が車両上下方向の平積み搭載とした第２，第３バッテリスタック２２，２３を有する構成を採用している。

したがって、第１バッテリスタック２１の温度調整は、配風ダクト９の第１吹き出し開口部９１から車両後方への温調風を、図１０に示すように、流入開口２００ｂから長辺方向に沿ってセルホルダー２００ａ，２００ａ内に導くことによってなされる。よって、セルホルダー２００ａ，２００ａ内のラミネートセル２００ｄの周りに温調風が直接流れ込むことで、効率よく熱交換（抜熱、与熱）されることになる。

一方、第２バッテリスタック２２の温度調整は、配風ダクト９の第２吹き出し開口部９２から両車幅方向への温調風を、バッテリスタック部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの隙間通路SF1,SF2に導き、長辺方向に沿って流すことによってなされる。第３バッテリスタック２３の温度調整は、配風ダクト９の第３吹き出し開口部９３から両車幅方向への温調風を、バッテリスタック部２３ａ，２３ｂ，２３ｃの隙間通路SR1,SR2に導き、長辺方向に沿って流すことによってなされる。よって、バッテリモジュールの長辺に沿って温調風の流れが形成されることで、バッテリモジュールを積層した第２，第３バッテリスタック２２，２３と効率よく熱交換（抜熱、与熱）される。

このように、スタックの搭載方向が異なる場合であっても、第１〜第３バッテリスタック２１，２２，２３を構成する複数のバッテリモジュールが均一に温調（加熱・冷却）される。このとき、バッテリモジュール２００は、モジュール短辺方向に複数積層した偏平型のラミネートセル２００ｄを内部に有し、ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅが、バッテリモジュール２００の温調面２００ｆに面している。したがって、配風ダクト９に有する複数の吹き出し開口部９１，９２，９３から出た略同一の温度による温調風の導入口側が、ラミネートセル２００ｄの封止部２００ｅとなり、長辺方向に沿って効率よく均一にラミネートセル２００ｄと熱交換（抜熱、与熱）される。

［第２，第３バッテリスタックの隙間通路への温調風導入作用］
上記のように、第２，第３バッテリスタック２２，２３の温度調整は、温調風を隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導入することを前提としてなされる。よって、配風ダクト９の組み付け誤差等があっても確実に温調風を隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導くことが好ましい。以下、第２，第３バッテリスタック２２，２３の隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2への温調風導入作用を説明する。

まず、配風ダクト９は、樹脂成形により形成されている。このため、製造バラツキや組み付け時の温調ユニット３への接続嵌合バラツキによって、第２，第３吹き出し開口部９２，９３と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2の位置（実施例１では車両前後方向位置）が上手く一致しないことがある。

そこで、実施例１では、第２，第３吹き出し開口部９２，９３と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間に、導入部材２４を設けた。この導入部材２４としては、少なくとも配風ダクト９の温調ユニット３への接続方向（＝車両前後方向）の第２，第３吹き出し開口部９２，９３の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られるものを採用した。

このように、第２，第３吹き出し開口部９２，９３と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間に、ダクト接続方向の第２，第３吹き出し開口部９２，９３の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有する導入部材２４を設けた。このため、配風ダクト９の製造バラツキや組み付け誤差等があっても第２，第３吹き出し開口部９２，９３と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2の位置ズレが吸収される。このとき、導入口長さL2と開口長さL1の差分が位置ズレ吸収量になり、配風ダクト９の接続方向に位置ズレがあったとき、位置ズレ吸収量の範囲内で位置ズレが許容される。
そして、導入部材２４は、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる形状としている。このため、第２，第３吹き出し開口部９２，９３から吹き出される温調風が、導入部材２４を介して隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導入され、熱交換のための温調風を確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に沿って流すことができる。このとき、開口面積が絞られている形状の導入部材２４によりノズル効果が発揮され、隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に導入される温調風の流速は、第２，第３吹き出し開口部９２，９３からの吹き出し流速よりも増大する。
この結果、第２，第３吹き出し開口部９２，９３と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間で位置ズレが発生しても、効率よく均一な温調性能が確保される。

実施例１では、方形による導入部材２４の導入口面積を、配風ダクト９に有する円形による第２，第３吹き出し開口部９２，９３の開口面積よりも大きく設定する構成を採用した。
すなわち、導入部材２４の導入口面積が、第２，第３吹き出し開口部９２，９３の開口面積よりも大きいことで、第２，第３吹き出し開口部９２，９３と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間で位置ズレ（車両前後方向と車両上下方向を含む）が発生しても、間隙ｔからの温調風の漏れ量が少なく抑えられる。
したがって、配風ダクト９の第２，第３吹き出し開口部９２，９３から導入部材２４に向かって吹き出される温調風が、風量低下を抑えて確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送られる。ここで、配風ダクト９と導入部材２４の間には間隙ｔを設けているが、この間隙ｔを設けたことにより、車両走行時、振動入力により長尺部品である配風ダクト９が振動した場合であっても、導入部材２４と干渉して異音を発生することがなくなる。

実施例１では、導入部材２４を、第２，第３バッテリスタック２２，２３に対して相対移動の無いバスバーケース２６に対し取り付ける構成を採用している。
すなわち、導入部材２４と第２，第３バッテリスタック２２，２３の位置関係は変わらず、導入部材２４の導出口を隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2と対向する位置に固定することができる。加えて、上記のように、導入部材２４の導入口は、組み付け誤差等による位置ズレを吸収する広い開口としている。
したがって、配風ダクト９の第２，第３吹き出し開口部９２，９３から吹き出される温調風が、第２，第３バッテリスタック２２，２３側に取り付けられた導入部材２４の導出口から確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送られる。そして、導入部材２４をバスバーケース２６に取り付けるとき、導入部材２４とバスバーケース２６を一体樹脂成形により構成したことで、独立に導入部材２４を取り付ける場合に比べ、部品点数が削減され、コスト的に有利になる。

次に、効果を説明する。
実施例１のバッテリ温調装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) バッテリパックケース１内に収納した複数のバッテリスタック（前側，後側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）と、
前記バッテリパックケース１内を循環する温調風を作り出す温調ユニット３と、
前記温調ユニット３に一端部が接続され、前記複数のバッテリスタックに近接して配置された配風ダクト９と、
を備えたバッテリ温調装置において、
前記配風ダクト９には、隣接するスタックの隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に温調風を吹き出す吹き出し開口部（第２吹き出し開口部９２，第３吹き出し開口部９３）を有し、
前記吹き出し開口部（第２吹き出し開口部９２，第３吹き出し開口部９３）と前記隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間に、少なくとも前記配風ダクト９の前記温調ユニット３への接続方向の前記吹き出し開口部（第２吹き出し開口部９２，第３吹き出し開口部９３）の開口長さL1よりも長い導入口長さL2を有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる導入部材２４を設けた（図１１）。
このため、吹き出し開口部（第２吹き出し開口部９２，第３吹き出し開口部９３）と隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2との間で位置ズレが発生しても、効率よく均一な温調性能を確保することができる。

(2) 前記導入部材２４の導入口面積を、前記配風ダクト９に有する前記吹き出し開口部の開口面積よりも大きく設定した（図８、図１３）。
このため、(1)の効果に加え、配風ダクト９の吹き出し開口部（第２，第３吹き出し開口部９２，９３）から導入部材２４へ向かって吹き出される温調風を、風量低下を抑えて確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送ることができる。

(3) 前記導入部材２４は、前記バッテリスタック（前側，後側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）に対して相対移動の無い部分に取り付けられている（図１２）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、配風ダクト９の吹き出し開口部（第２，第３吹き出し開口部９２，９３）から吹き出される温調風を、バッテリスタック側に取り付けられた導入部材２４の導出口から確実に隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に送ることができる。

(4) 前記バッテリスタック（前側，後側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）は、複数のバッテリモジュールを積層するとともに、バッテリモジュールの各電極をバスバー２５により直列接続することで構成され、
前記導入部材２４は、前記バスバー２５を絶縁・保持するバスバーケース２６に設けられている（図１３）。
このため、(3)の効果に加え、既存のバスバーケース２６を利用し、導入部材２４を相対移動の無い部分に取り付けることができる。

(5) 前記導入部材２４と前記バスバーケース２６は、一体成形により構成されている（図１３）。
このため、(4)の効果に加え、部品点数を削減することができるとともに、コスト的にも有利とすることができる。

(6) 前記バッテリパックケース１は、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
前記配風ダクト９は、前記温調ユニット３に対し前記バッテリパックケース１の長辺方向に接続され、前記バッテリパックケース１の中央部長辺方向に沿って配置されている（図６）。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、配風ダクト９の両側に配置されるバッテリスタック（前側，後側バッテリスタック部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）の隙間通路SF1,SF2,SR1,SR2に対し、温調ユニット３から確実に温調風を供給することができる。

以上、本発明のバッテリ温調装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、導入部材２４をバスバーケース２６に取り付ける例を示した。しかし、導入部材は、バッテリスタック本体に取り付けてもよいし、バッテリスタックが固定されているブラケットやバッテリパックケースに取り付けるようにしても良い。

実施例１では、バッテリパックBPを車両の床下に配置する例を示した。しかし、バッテリパックを車両のラゲージルーム等に配置するような例としても良い。

実施例１では、バッテリモジュールの長辺方向に沿って温調風をバッテリスタックの隙間通路に流す例を示した。しかし、長辺、中辺、短辺を有する直方体形状のバッテリモジュールにおいて、中辺に沿って温調風をバッテリスタックの隙間通路に流す例としても良いし、また、短辺に沿って温調風をバッテリスタックの隙間通路に流す例としても良い。

実施例１では、第２吹き出し開口部９２及び第３吹き出し開口部９３として、円形開口による例を示した。しかし、第２吹き出し開口部及び第３吹き出し開口部としては、長円形によるスリット開口、スリット開口と円形開口の組み合わせ等であっても良く、開口形状は実施例１に限られない。更に、開口部の数も、バッテリモジュールやバッテリスタックの配置に応じて適宜に設定しても良い。そして、開口部の位置や開口形状に応じて導入部材の形状を決めるようにしても良い。

実施例１では、温調ユニット３として、冷風と温風を共に作り出すユニットの例を示した。しかし、温調ユニットとしては、エバポレータを有し、冷風のみを作り出すユニットの例としても良い。また、温調ユニットとしては、ヒータを有し、温風のみを作り出すユニットの例としても良い。さらに、バッテリパックBP内の空気を循環させるブロアファンのみの例としても良い。

実施例１では、本発明のバッテリ温調装置を走行用駆動源として走行用モータのみを搭載した電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明のバッテリ温調装置は、走行用駆動源として走行用モータとエンジンを搭載したハイブリッド車に対しても適用することができる。

BP バッテリパック
１ バッテリパックケース
１１ バッテリパックロアフレーム
１２ バッテリパックアッパーカバー
２ バッテリスタック
２１ 第１バッテリスタック
２２ 第２バッテリスタック
２２ａ，２２ｂ 前側バッテリスタック部（バッテリスタック）
２２ｃ 後側バッテリスタック部（バッテリスタック）
２３ 第３バッテリスタック
２３ａ，２３ｂ 前側バッテリスタック部（バッテリスタック）
２３ｃ 後側バッテリスタック部（バッテリスタック）
２４ 導入部材
L2 導入口長さ
２５ バスバー
２６ バスバーケース
SF2,SF3,SR2,SR3 隙間通路
３ 温調ユニット
３１ ユニットケース
３２ エバポレータ
３３ ブロアファン
３４ PTCヒータ
３５ ユニットダクト
３５ａ 配風口
４ SDスイッチ
５ ジャンクションボックス
６ LBコントローラ
７ バッテリモジュール搭載領域
８ 電装品搭載領域
９ 配風ダクト
９１ 第１吹き出し開口部
９２ 第２吹き出し開口部（吹き出し開口部）
９３ 第３吹き出し開口部（吹き出し開口部）
L1 開口長さ
９４ 等幅ダクト部
９５ 拡幅ダクト部

Claims (6)

1. バッテリパックケース内に収納した複数のバッテリスタックと、
   前記バッテリパックケース内を循環する温調風を作り出す温調ユニットと、
   前記温調ユニットに一端部が接続され、前記複数のバッテリスタックに近接して配置され、前記温調ユニットからの温調風を送風する配風ダクトと、
   を備えたバッテリ温調装置において、
   前記配風ダクトには、隣接する前記バッテリスタックの隙間通路に温調風を吹き出す吹き出し開口部を有し、
   前記吹き出し開口部と前記隙間通路との間に、少なくとも前記配風ダクトの前記温調ユニットへの接続方向の前記吹き出し開口部の開口長さよりも長い導入口長さを有し、温調風の吹き出し方向に行くに従い開口面積が絞られる導入部材を設け、
   前記配風ダクトと前記導入部材とを別体で形成し、
   前記導入部材の導入口面積を、前記配風ダクトに有する前記吹き出し開口部の開口面積よりも大きく設定した
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
2. 請求項１に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記配風ダクトと前記導入部材との間には、間隙を設けている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
3. 請求項１又は２に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記配風ダクトは、前記バッテリパックケースに設けられ、
   前記導入部材は、前記バッテリスタックに対して相対移動の無い部分に取り付けられている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
4. 請求項３に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記バッテリスタックは、複数のバッテリモジュールを積層するとともに、バッテリモジュールの各電極をバスバーにより直列接続することで構成され、
   前記導入部材は、前記バスバーを絶縁・保持するバスバーケースに設けられている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
5. 請求項４に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記導入部材と前記バスバーケースは、一体成形により構成されている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。
6. 請求項１から５までの何れか１項に記載されたバッテリ温調装置において、
   前記バッテリパックケースは、車両前後方向で上面視略長方形状とされ、
   前記配風ダクトは、前記温調ユニットに対し前記バッテリパックケースの長辺方向に接続され、前記バッテリパックケースの中央部長辺方向に沿って設けられている
   ことを特徴とするバッテリ温調装置。