JP6693282B2 - バッテリパック - Google Patents

Description

この発明は、バッテリパックに関し、特に、車両に搭載されるバッテリパックに関する。

特開２００８−２６０４０５号公報（特許文献１）は、車両に搭載されるバッテリパックを開示する。このバッテリパックは、積層された複数のバッテリモジュール（以下、「バッテリスタック」とも称する。）を収容する。バッテリパック内には、吸気チャンバと排気チャンバとが設けられている。吸気口から吸気チャンバに流入した冷却風がバッテリモジュールの間を通り抜けて排気チャンバを通じて排気口から排気されることによって、各バッテリモジュールは冷却される。

特開２００８−２６０４０５号公報

車両に搭載されるバッテリパックに含まれるバッテリモジュールは、電流の入出力時に電磁ノイズを発生する。電磁ノイズが車両内に拡散されると、車両内の電子機器の作動に影響を与える可能性がある。たとえば、上記特許文献１に開示されるバッテリパックの構造によれば、バッテリモジュールから発生する電磁ノイズは、吸気口を通じて車両内に拡散する可能性がある。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、バッテリモジュールから発生する電磁ノイズが車両内に拡散することを抑制可能なバッテリパックを提供することである。

この発明のある局面に従うバッテリパックは、バッテリモジュールと、金属製のアッパーケース及び金属製のロアケースとを備える。バッテリモジュールは、車両に搭載される。ロアケースは、バッテリモジュールとの間にバッテリモジュールを冷却する冷却風用のチャンバが形成されるように構成される。ロアケースは、ロアケースの側面の上端に接続されるフランジ部を含み、フランジ部は階段形状を有する。上端にフランジ部が接続される側面において、フランジ部の下方にはチャンバとロアケースの外部との間で冷却風を通流するためのケース側開口部が設けられている。上記の側面と対向するフランジ部には、ケース側開口部と重ならない位置にフランジ側開口部が設けられており、冷却風が、ケース側開口部、フランジ側開口部、及びケース側開口部とフランジ側開口部との間を介して通流する。

冷却風を通流するための開口部は、ロアケースの側面においてフランジ部の下方に設けられる。したがって、バッテリモジュールから発生する電磁ノイズが開口部から漏れ出たとしても、電磁ノイズは金属製ロアケースのフランジ部により遮られる。その結果、このバッテリパックによれば、バッテリモジュールから発生する電磁ノイズが車両内に拡散することを抑制することができる。

この発明によれば、バッテリモジュールから発生する電磁ノイズが車両内に拡散することを抑制可能なバッテリパックを提供することができる。

実施の形態１に従うバッテリパックを搭載する車両の室内を示す斜視図である。 バッテリパックの分解斜視図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を矢印Ｂ方向に見た図である。 実施の形態２に従うバッテリパックに用いられるロアケースの斜視図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態１に従うバッテリパックを搭載する車両の室内を示す斜視図である。図中の車両は、たとえば、バッテリパックに蓄えられた電力を用いて車両の走行駆動力を生成するモータと、ガソリンエンジン等の内燃機関とを備えるハイブリッド車両である。なお、車両は、必ずしもハイブリッド車両である必要はなく、たとえば、内燃機関を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として燃料電池をさらに備える燃料電池車であってもよい。なお、図中、矢印Ｄは鉛直方向下方を示し、矢印Ｕは鉛直方向上方を示す。矢印Ｆは車両の前方向を示し、矢印Ｂは車両の後ろ方向を示す。矢印Ｌ，Ｒは、車両の左方向及び右方向をそれぞれ示す。これらは図２〜４においても共通である。

図１を参照して、車室内には、前部座席としての運転席４０と助手席５０とが車両幅方向に並んで設けられている。車室内とは、乗員が搭乗する空間である。運転席４０及び助手席５０は、それぞれ、シートレッグ２０，２５によってフロアパネル１０に取り付けられている。シートレッグ２０，２５は、車両前後方向に延び、フロアパネル１０から上向きに突出するアーチ形状を有する。

フロアパネル１０の表面には、フロアカーペット３０が配置されている。フロアカーペット３０は、シートレッグ２０，２５を覆い隠すように設けられている。運転席４０及び助手席５０の下方において、フロアパネル１０とフロアカーペット３０との間には空間が形成されている。

運転席４０と助手席５０との間には、車両前後方向に延びる樹脂製のセンターコンソールボックス６０が設けられている。センターコンソールボックス６０は、略直方体形状を有する。センターコンソールボックス６０は、たとえば、飲料容器を載置するためのカップホルダや、小物類を載置するための凹部を設けるために設置されている。

本実施の形態１においては、センターコンソールボックス６０の内部にバッテリパック１００（後述）が収容されている。バッテリパック１００に含まれるバッテリモジュールは、電流の入出力時（充放電時）に電磁ノイズを発生する。電磁ノイズが車両内に拡散されると、車両内の電子機器の作動に影響を与える可能性がある。そこで、バッテリモジュールから発生する電磁ノイズの車両内での拡散を抑制するために、本実施の形態１に従うバッテリパック１００は以下のような構造を有する。

図２は、バッテリパック１００の分解斜視図である。図２を参照して、バッテリパック１００は、ロアケース１１０と、バッテリスタック１２１と、アッパーケース１３０とを備える。バッテリパック１００は、ロアケース１１０に対して、バッテリスタック１２１及びアッパーケース１３０を取り付けることによって完成する。

アッパーケース１３０は、下方に向けて開放された開放空間が設けられた形状を有する。アッパーケース１３０は、金属製である。アッパーケース１３０は、ロアケース１１０に取り付けられることにより、バッテリスタック１２１を内部に収容する。アッパーケース１３０は、アッパーケース取付部１３２（後述）において、ロアケース１１０に取り付けられる。

バッテリスタック１２１は、複数のバッテリモジュール１２０を矢印Ｆ，Ｂ方向（車両の前後方向）に積層することにより構成される。バッテリモジュール１２０は、電流の入出力時に電磁ノイズを発生する。バッテリスタック１２１は、バッテリ取付部１２２（後述）において、ロアケース１１０に取り付けられる。バッテリスタック１２１がロアケース１１０に取り付けられると、バッテリスタック１２１とロアケース１１０との間にチャンバ１２５が形成される。

ロアケース１１０は、上方に向けて開放された開放空間が設けられた形状を有する。ロアケース１１０もアッパーケース１３０と同様に金属製である。ロアケース１１０は、フランジ部１１２と、複数の側面とを含み、複数の側面には側面１１１が含まれる。側面１１１は、ロアケース１１０の側面のうち、ロアケース１１０内部の開放空間の中央部分から見て矢印Ｒ方向に存在する側面（車両の前後方向に延びる側面）である。側面１１１の上端にはフランジ部１１２が接続される。側面１１１において、フランジ部１１２の下方には吸気口１１４が設けられる。

吸気口１１４は、ロアケース１１０の上方に取り付けられたバッテリスタック１２１を冷却するための冷却風をロアケース１１０の内部と外部との間で通流（たとえば、ロアケース１１０の外部から内部に導入）するために設けられる。外部から冷却風を導入するための構造については後程説明する。

上述のように、ロアケース１１０及びアッパーケース１３０は金属製である。したがって、ロアケース１１０及びアッパーケース１３０は、バッテリモジュール１２０から発生する電磁ノイズに対する電磁シールドとして機能する。しかしながら、吸気口１１４からは、電磁ノイズの一部が漏れ出てしまう。本実施の形態１に従うバッテリパック１００においては、吸気口１１４の上方にフランジ部１１２（金属製）が設けられている。フランジ部１１２は、金属製であるため、吸気口１１４から漏れ出た電磁ノイズが車室内上方に拡散することを抑制する。よって、本実施の形態１に従うバッテリパック１００によれば、バッテリモジュール１２０から発生する電磁ノイズが車両内に拡散することを抑制することができる。

また、吸気口１１４の上方にフランジ部１１２が設けられるため、上方から水がかかったとしても、フランジ部１１２が水除けとなり、吸気口１１４から水が内部に侵入することを防止することもできる。

図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を矢印Ｂ方向に見た図である。図３を参照して、ロアケース１１０には、バッテリ取付部１２２においてバッテリスタック１２１が取り付けられ、アッパーケース取付部１３２においてアッパーケース１３０が取り付けられる。ロアケース１１０、バッテリスタック１２１、及びアッパーケース１３０を含んで構成されるバッテリパック１００は、センターコンソールボックス６０内に収容される。

ロアケース１１０の吸気口１１４には、チャンバ１２５に冷却風を導入するためのダクト７０（樹脂製）が接続される。ダクト７０には、冷却風を発生するためのブロワ８０が設けられる。ブロワ８０及びダクト７０は、たとえば運転席４０の下方において、フロアパネル１０とフロアカーペット３０との間の空間に載置される。

仮に吸気口１１４が、ロアケース１１０の側面のうち、ロアケース１１０の内部の開放空間の中央部分から見て矢印Ｂ方向（図２）に延びる側面に設けられていたとする。この場合には、ダクト７０を吸気口１１４に接続するために、車両の前後方向のスペースが用いられる。後部座席のスペースを十分に確保することを前提とすると、バッテリスタック１２１（バッテリモジュール１２０を車両の前後方向に積層することにより構成されている。）に含まれるバッテリモジュール１２０の個数を減らす必要も生じる得る。本実施の形態１においては、ロアケース１１０の側面のうち、車両の前後方向に延びる側面に吸気口１１４を設け、たとえば運転席４０の下部のスペースにダクト７０及びブロワ８０を載置する構成としたので、ダクト７０を接続するために車両の前後方向のスペースが用いられない。したがって、本実施の形態１に従うバッテリパック１００によれば、バッテリスタック１２１に含まれるバッテリモジュール１２０の個数を減らすことなく、後部座席のスペースを十分に確保することができる。

ブロワ８０において生じた冷却風は、ダクト７０を通じてチャンバ１２５に導かれ、バッテリスタック１２１に含まれる各バッテリモジュール１２０を冷却する。一方、バッテリスタック１２１に含まれるバッテリモジュール１２０から発生した電磁ノイズの一部は、吸気口１１４から外部に放出される。吸気口１１４から上方に放出された電磁ノイズについては、ロアケース１１０のフランジ部１１２（金属製）が電磁シールドとして機能する。したがって、本実施の形態１に従うバッテリパック１００によれば、バッテリモジュール１２０から発生する電磁ノイズが車両内に拡散することを抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、ロアケース１１０が用いられた。しかしながら、ロアケースの構成はこれに限定されない。この実施の形態２においては、ロアケース２１０が用いられる。以下、実施の形態１と異なる点について主に説明する。

図４は、本実施の形態２に従うバッテリパックに用いられるロアケースの斜視図である。図４を参照して、ロアケース２１０は、金属製である。ロアケース２１０上にバッテリスタック１２１（図２）が取り付けられると、バッテリスタック１２１とロアケース２１０との間にはチャンバ２１５が形成される。

ロアケース２１０は、フランジ部２２１と、複数の側面とを含み、複数の側面には側面２１３が含まれる。側面２１３は、ロアケース２１０の側面のうち、ロアケース２１０の内部の開放空間の中央部分から見て矢印Ｒ方向に存在する側面（車両の前後方向に延びる側面）である。側面２１３の上端には、フランジ部２２１が接続される。フランジ部２２１は、階段形状を有する。フランジ部２２１の下面を示すフランジ下面２２０の高さと、チャンバ２１５の下面を示すチャンバ下面２１２の高さとは同等である。これにより、ロアケース２１０とアッパーケースとをアッパーケース取付部２２５において、フロアパネル１０に対して一体的に取り付けることができる。

側面２１３にはケース側吸気口２１７が設けられ、フランジ部２２１にはフランジ側吸気口２２７が設けられる。ケース側吸気口２１７の位置と、フランジ側吸気口２２７の位置とは、矢印Ｌ方向から見た場合に重ならない（オフセットを有する。）。フランジ側吸気口２２７とケース側吸気口２１７との間は、中継ダクトのような働きをする。したがって、フランジ側吸気口２２７を通じて吸気された冷却風は、ケース側吸気口２１７を通じてチャンバ２１５に導かれる。なお、より確実に吸気を行なうために、フランジ側吸気口２２７とケース側吸気口２１７との間を接続する中継ダクトを別途設けてもよい。

フランジ側吸気口２２７がケース側吸気口２１７とオフセットしているので、ケース側吸気口２１７から漏れ出た電磁ノイズのうち上方向及び横方向に放出された電磁ノイズについては、フランジ部２２１が電磁シールドとして機能する。したがって、本実施の形態２におけるロアケース２１０が用いられるバッテリパックによれば、バッテリモジュール１２０（図２）から発生する電磁ノイズが車両内に拡散することを抑制することができる。

なお、ロアケース２１０に対しては、アッパーケース取付部２２５を通じてアッパーケース（不図示）が取り付けられる。このアッパーケースにおいては、フランジ側吸気口２２７に対応する位置に穴が設けられる。そして、この穴を通じて、バッテリモジュール１２０を冷却するための冷却風の吸気が行なわれる。また、面２３０は、このアッパーケースにより覆われる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ フロアパネル、２０，２５ シートレッグ、３０ フロアカーペット、４０ 運転席、５０ 助手席、６０ センターコンソールボックス、７０ ダクト、８０ ブロワ、９０ 電子機器、１００ バッテリパック、１１１，２１３ 側面、１１０，２１０ ロアケース、１１２，２２１ フランジ部、１１４ 吸気口、１２０ バッテリモジュール、１２１ バッテリスタック、１２２ バッテリ取付部、１２５，２１５ チャンバ、１３０ アッパーケース、１３２，２２５ アッパーケース取付部、２１２ チャンバ下面、２１７ ケース側吸気口、２２０ フランジ下面、２２７ フランジ側吸気口、２３０ 面。

Claims (1)

1. 車両に搭載されるバッテリモジュールと、
   前記バッテリモジュールを収容する金属製のアッパーケース及び金属製のロアケースとを備え、
   前記ロアケースは、前記バッテリモジュールとの間に前記バッテリモジュールを冷却する冷却風用のチャンバが形成されるように構成され、
   前記ロアケースは、前記ロアケースの側面の上端に接続されるフランジ部を含み、
   前記フランジ部は、階段形状を有し、
   前記側面において、前記フランジ部の下方には前記チャンバと前記ロアケースの外部との間で冷却風を通流するためのケース側開口部が設けられており、
   前記側面と対向する前記フランジ部には、前記ケース側開口部と重ならない位置にフランジ側開口部が設けられており、
   前記冷却風が、前記ケース側開口部、前記フランジ側開口部、及び前記ケース側開口部と前記フランジ側開口部との間を介して通流する、バッテリパック。

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