特開 2024-130826 バッテリパック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130826

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】バッテリパック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/35 20210101AFI20240920BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20240920BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01M50/35 201

H01M50/242

H01M50/271 S

H01M50/249

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040740

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110003410

【氏名又は名称】弁理士法人テクノピア国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 俊之

(72)【発明者】

【氏名】木村 真一

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012BB08

5H040AA03

5H040AS07

5H040AY10

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】簡易な構成でバッテリパック内の空気を排出させる。
【解決手段】バッテリパックは、バッテリと、バッテリを収容するケース部と、を備える。ケース部は、平面部に対して外側に突出したビードと、ビードに連続して設けられバッテリケースの内外を連通させる連続部と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリと、
前記バッテリを収容するケース部と、
を備え、
前記ケース部は、
平面部に対して外側に突出したビードと、
前記ビードに連続して設けられ前記ケース部の内外を連通させる連続部と、
を備えるバッテリパック。

【請求項2】

前記ケース部は、上部が開口したバッテリケースと、前記バッテリケースの上部を覆う蓋部とを備え、
前記ビード及び前記連続部は、前記蓋部に形成され、
前記連続部は、前記ビードとは反対側の端部が前記バッテリケースの外縁よりも外側まで伸びるとともに下方向を向くように形成される
請求項１に記載のバッテリパック。

【請求項3】

前記ビードは、車両の前後方向に沿って形成され、
前記連続部は、前記ビードにおける前後方向の中央よりも後方側に接続される
請求項２に記載のバッテリパック。

【請求項4】

前記連続部は、前記ビードから離隔するに連れて幅が狭くなるとともに、下方向に傾斜するように形成される
請求項２に記載のバッテリパック。

【請求項5】

前記ケース部は、上部が開口したバッテリケースと、前記バッテリケースの上部を覆う蓋部と、前記バッテリケース及び前記蓋部の間に設けられ前記ケース部を車体に固定するためのフレームとを備え、
前記ビードは、前記バッテリケースに形成され、
前記フレームは、前記連続部として機能する
請求項１に記載のバッテリパック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリが収納されるバッテリパックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、バッテリパックには、電池収容ケースの上面の後端部に開口が形成されるとともに、開口を覆う排気口カバーが設けられたものが提案されている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０６７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したバッテリパックでは、電池収容ケースに対して排気口カバーを設ける構成であるため、部品点数が増してしまうとともに、構造が複雑化するといった問題があった。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成でバッテリパック内の空気を排出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施の形態に係るバッテリパックは、バッテリと、前記バッテリを収容するケース部と、を備え、前記ケース部は、平面部に対して外側に突出したビードと、前記ビードに連続して設けられ前記バッテリケースの内外を連通させる連続部と、を備える。
これにより、バッテリパックは、ビード及び連続部を介してケース部の内部の空気を排出することが可能となる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、簡易な構成でバッテリパック内の空気を排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車両の構成概要を示した図である。

【図2】バッテリパックの配置を説明する図である。

【図3】バッテリパックを上後方から見た斜視図である。

【図4】バッテリパックを下後方から見た斜視図である。

【図5】図３におけるＶ－Ｖ断面図である。

【図6】図３におけるＶＩ－ＶＩ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜１．車両の概要構成＞
図１は、車両１の構成概要を示した図である。以下では、車両１の進行方向を前方向、車両１の後退方向を後方向、車両１の進行方向に対して右側を右方向、車両１の進行方向に対して左側を左方向、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向として説明する。

【0010】

図１に示すように、車両１は、エンジン２、モータ３、バッテリパック４、インバータ５、送電ケーブル６を備えるハイブリッド自動車である。バッテリパック４は、バッテリ７及びＢＣＵ（Battery Control Unit）８等を備える。

【0011】

エンジン２及びモータ３は、車両１を走行させる動力源である。なお、車両１は、動力源としてモータ３のみを備える電気自動車であってもよい。
車両１は、例えば、動力源であるエンジン２及びモータ３からの動力が駆動輪に伝達されることで走行する。

【0012】

エンジン２は、例えば、一対のシリンダ群がクランクシャフトを挟んで左右方向に水平に対向配置された水平対向エンジンである。エンジン２は、ガソリンと空気の混合気をシリンダ内で燃焼させることにより得られる燃焼圧によってピストンを往復動させる。そして、エンジン２は、ピストンにコネクティングロッドを介して接続されたクランクシャフトを回転させることで動力を得る。なお、エンジン２は、直列エンジン、Ｖ型エンジン等であってもよい。また、エンジン２は、ディーゼルエンジンであってもよい。

【0013】

モータ３は、例えば三相交流モータである。モータ３は、バッテリ７から送電ケーブル６及びインバータ５を介して供給される電力によって動力を発生させる。
また、モータ３は、回生運転を行うことによって電気（電力）を生成する。モータ３の回生運転によって生成された電気は、インバータ５及び送電ケーブル６を介してバッテリ７に供給される。

【0014】

インバータ５は、バッテリ７から供給される直流電流を三相の交流電流に変換しモータ３に供給する。また、モータ３が回生運転を行う場合、インバータ５は、モータ３から供給される交流電流を直流電流に変換しバッテリ７に供給する。

【0015】

バッテリ７は、二次電池であり、モータ３に供給するための電気を蓄電可能である。バッテリ７は、モータ３による回生運転によって充電される。また、バッテリ７は、不図示の外部装置からの電気供給によって充電されるようにしてもよい。

【0016】

ＢＣＵ８は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成されており、バッテリ７の状態を監視し、また、バッテリ７の動作を制御する。ＢＣＵ８は、バッテリ７の電流、電圧及び温度をそれぞれ測定するセンサが接続されており、これらセンサから測定結果を取得する。そして、ＢＣＵ８は、センサから取得した測定結果を他のＥＣＵに送信したり、センサから取得した測定結果や他のＥＣＵの指示に基づいてバッテリ７の動作を制御したりする。

【0017】

図２は、バッテリパック４の配置を説明する図である。なお、図２では、一部の構成についてハッチングにより断面で示している。

【0018】

図２に示すように、車両１は、後部座席９の後方に荷室１０が設けられている。荷室１０の下方には、バッテリパック４が搭載されている。バッテリパック４の上部には荷室ボード１１が設けられており、荷室ボード１１上に荷物等を置くことが可能となっている。なお、バッテリパック４と荷室ボード１１との間には不図示のスペーサが介在されており、荷室ボード１１はスペーサを介してバッテリパック４の上に置かれている。

【0019】

バッテリパック４は、荷室ボード１１の下方であって、上部が開口し凹状に形成されたリヤフロアパネル１２内に搭載され車体に固定されている。

【0020】

図３は、バッテリパック４を上後方から見た斜視図である。図４は、バッテリパック４を下後方から見た斜視図である。

【0021】

図２から図４に示すように、バッテリパック４は、上記したバッテリ７及びＢＣＵ８に加え、フレーム部２１、バッテリケース２２、蓋部２３及び吸気ダクト２４を備えている。

【0022】

フレーム部２１は、左右方向に沿って配置される前フレーム２１ａ、後フレーム２１ｂと、前後方向に沿って配置される左フレーム２１ｃ、右フレーム２１ｄとを含んで構成されている。

【0023】

前フレーム２１ａ及び後フレーム２１ｂは、前後方向に所定間隔だけ離隔して配置される。左フレーム２１ｃ及び右フレーム２１ｄは、左右方向に所定間隔だけ離隔して配置されている。そして、フレーム部２１は、前フレーム２１ａ、後フレーム２１ｂ、左フレーム２１ｃ及び右フレーム２１ｄが連結されることで、全体として中央が開口した額縁状に形成される。

【0024】

前フレーム２１ａ、後フレーム２１ｂ、左フレーム２１ｃ及び右フレーム２１ｄは、例えばアルミニウム等の金属材でなり、下方向に開口するように断面が凸形状に形成されることで剛性が高められている。バッテリパック４は、フレーム部２１が車体に不図示の締結ボルト等で締結されることで固定される。

【0025】

フレーム部２１の下部には、バッテリケース２２が締結ボルト等によって取り付けられている。バッテリケース２２は、上部が開口した凹形状に形成されている。バッテリケース２２の中には、バッテリ７及びＢＣＵ８等が搭載されている。バッテリ７は、バッテリケース２２内においてＢＣＵ８よりも後方側に搭載されている。バッテリケース２２における前方側及び後方側には、バッテリケース２２を補強するための補強部材２５がそれぞれスポット溶接によって接着されている。

【0026】

フレーム部２１の上部には、蓋部２３が設けられている。蓋部２３は、例えばアルミニウム等の金属材の平板でなり、バッテリケース２２の開口を覆う。蓋部２３には、複数のビード３１が形成されており、ビード３１によって剛性が高められている。

【0027】

このように、バッテリパック４では、フレーム部２１、バッテリケース２２及び蓋部２３によって囲まれた空間にバッテリ７及びＢＣＵ８が収容されることになる。従って、フレーム部２１、バッテリケース２２及び蓋部２３は、バッテリ７及びＢＣＵ８を収容するケース部として機能する。

【0028】

吸気ダクト２４は、キャビン内の空気をバッテリパック４（ケース部）へセル冷却のために流入させるためのダクトの一例である。吸気ダクト２４は、蓋部２３を貫通するように配置されており、一端がバッテリ７の下部に接続されるとともに、他端がキャビン内に向けて開口されている。

【0029】

バッテリパック４では、不図示のファンにより吸気ダクト２４を介して空気がバッテリケース２２内に流入される。吸気ダクト２４を介して流入された空気はバッテリ７を冷却する。そして、バッテリ７を冷却して温められた空気が主に流通構造３０、４０（図５、図６参照）を介してバッテリケース２２外に排出される。

【0030】

流通構造３０、４０は、バッテリ７を冷却して温められた空気を外部に排出するためにバッテリパック４に設けられる。以下では、流通構造３０、４０について説明する。

【0031】

＜２．流通構造３０の概要構成＞
図５は、図３におけるＶ－Ｖ断面図である。図３及び図５に示すように、流通構造３０は、ビード３１及び連続部３２を含んで構成される。

【0032】

蓋部２３には、水平方向に伸びる平面２３ａから上方向に向かって凸形状となるビード３１が形成されている。ビード３１は、左右方向に離隔して例えば４個設けられている。ビード３１は、前後方向に沿って形成されている。

【0033】

４個のビード３１のうち、左右方向の最も外側（最も右側及び最も左側）に配置される２個のビード３１には、連続部３２がそれぞれ連続して形成されている。従って、流通構造３０は、蓋部２３の右端部及び左端部にそれぞれ１個ずつで合計２個設けられている。
なお、以下では右側に設けられた流通構造３０について説明するが、左側に設けられた流通構造３０も同様に構成されている。

【0034】

連続部３２は、ビード３１のうち前後方向の中央よりも後方側に接続される。連続部３２は、全体としてビード３１と同様に平面２３ａから上方向（ケース部の外側）に向かって凸形状となるように形成されている。

【0035】

連続部３２においてビード３１と接続される接続端部３２ａは、ビード３１と略同一の高さとなっている。また、連続部３２は、ビード３１から離隔するに連れて前後方向の幅が狭くなるとともに、下方向に傾斜するように形成される。

【0036】

そして、連続部３２においてビード３１とは反対側の先端部３２ｂは、右フレーム２１ｄの外縁よりも右側（外側）まで伸びている。また、先端部３２ｂは、バッテリケース２２の上面及び右フレーム２１ｄの上面よりも下側に位置している。これにより、連続部３２の先端部３２ｂと右フレーム２１ｄとの間には、下方向に開口した開口部３２ｃが形成される。

【0037】

次に、流通構造３０における空気の流れを説明する。図５では、空気の流れを白抜き矢印で示している。

【0038】

吸気ダクト２４から吸入されバッテリ７を冷却することにより温められた空気は、バッテリケース２２の下方から上方に向かって流れ流通構造３０に流入する。

【0039】

流通構造３０では、ビード３１又は連続部３２における接続端部３２ａ側から空気が流入する。そして、流入した空気は、連続部３２に沿って先端部３２ｂ側（開口部３２ｃ側）に向かって流れる。このとき、連続部３２がビード３１から離隔するに連れて幅が狭くなるとともに下方向に傾斜するように形成されているため、連続部３２の断面積は、接続端部３２ａに向かうに連れて小さくなっている。

【0040】

そのため、連続部３２に沿って流れる空気は、先端部３２ｂに向かうに連れて流速が上がっていく。従って、流通構造３０では、温められた空気を効率よく排出することが可能となる。

【0041】

また、開口部３２ｃが下方向を向いているため、バッテリケース２２内への異物の混入を低減することが可能であるとともに、バッテリ７に対する外部からの直接接触を低減することが可能となる。

【0042】

また、開口部３２ｃがバッテリケース２２の上端部付近に形成されているので、例えば車両１が浸水したときにもバッテリケース２２内に水が侵入しにくくなっている。従って、流通構造３０は、バッテリ７が水没し漏電してしまうことを低減することが可能である。

【0043】

＜３．流通構造４０の概要構成＞
図６は、図３におけるＶＩ－ＶＩ断面図である。図６に示すように、流通構造４０は、ビード４１及び後フレーム２１ｂを含んで構成される。

【0044】

図３、図４及び図６に示すように、バッテリケース２２には、外側に向かって凸形状となるビード４１が前後左右の側面にそれぞれ複数個設けられており、ビード４１によって剛性が高められている。例えば、バッテリケース２２の後方側の側面である後面２２ａには、後方側に凸形状となるビード４１が形成されている。ビード４１は、上下方向に沿って形成されている。

【0045】

後フレーム２１ｂは、前方側において上下方向に沿って伸びる前面部４３、前面部４３の上端に接続され前後方向に沿って伸びる上面部４４、上面部４４の後端に接続され上下方向に沿って伸びた後に後ろ方向に向かって伸びる後面部４５によって形成されている。

【0046】

そして、後フレーム２１ｂは、前面部４３、上面部４４及び後面部４５によって囲まれた空間が排気空間４２として形成されている。

【0047】

後フレーム２１ｂにおける前面部４３の下部と、バッテリケース２２の後面２２ａとは、例えばスポット溶接によって接着されている。そのため、バッテリケース２２の後面２２ａから後方向に凸形状に形成されたビード４１は、後フレーム２１ｂの前面部４３とは接触していない。

【0048】

そして、バッテリケース２２の後面２２ａから後方向に凸形状に形成されたビード４１と、後フレーム２１ｂにおける前面部４３の下部との間には、空隙４６が形成される。空隙４６は、バッテリケース２２の内部空間と連通するとともに、排気空間４２と連通している。

【0049】

そして、後フレーム２１ｂは、ビード４１に連続して形成されバッテリケース２２の内外を連通させる連続部として機能する。

【0050】

次に、流通構造４０における空気の流れを説明する。図３及び図６では、空気の流れを白抜き矢印で示している。

【0051】

吸気ダクト２４から吸入されバッテリ７を冷却することにより温められた空気は、バッテリケース２２の下方から上方に向かって流れ流通構造４０に流入する。

【0052】

流通構造４０では、ビード４１と後フレーム２１ｂの前面部４３との間の空隙４６から空気が流入する。そして、流入した空気は、空隙４６に沿って上方向に流れ排気空間４２に到達する。排気空間４２に到達した空気は、後フレーム２１ｂ（排気空間４２）に沿って右方向又は左方向に流れ、後フレーム２１ｂの右端又は左端から排出される。

【0053】

流通構造４０は、排気空間４２がバッテリケース２２の上端部付近に形成されているので、例えば車両１が浸水したときにもバッテリケース２２内に水が侵入しにくくなっている。従って、流通構造４０は、バッテリ７が水没し漏電してしまうことを低減することが可能である。

【0054】

また、空隙４６が上下方向に沿って形成され、排気空間４２が左右方向に沿って形成されているため、バッテリケース２２内への異物の混入を低減することが可能であるとともに、バッテリ７に対する外部からの直接接触を低減することが可能となる。

【0055】

＜４．変形例＞
なお、以上の実施形態は本発明を実施する一例であり、本発明の実施は以上の例に限定されず、各種の変形例が考えられる。

【0056】

例えば、上記した実施形態では、バッテリパック４は、流通構造３０及び流通構造４０が設けられるようにした。しかしながら、バッテリパック４は、流通構造３０及び流通構造４０の一方のみが設けられるようにしてもよい。

【0057】

また、上記した実施形態では、流通構造３０は、蓋部２３において左端部及び右端部にそれぞれ１個ずつ設けられるようにした。しかしながら、流通構造３０は、蓋部２３において左端部及び右端部のどちらかにのみに設けられるようにしてもよい。また、流通構造３０は、蓋部２３において左端部及び右端部にそれぞれ複数設けられるようにしてもよい。
但し、バッテリパック４は後部座席９の近傍に設けられており、流通構造３０は温められた空気が排出されるため、後部座席９に搭乗する乗員に不快感を与えないために、後部座席９から遠い所に設けられるとよい。従って、流通構造３０は、前後方向の中央より後方側に設けられるとよい。

【0058】

また、上記した実施形態では、流通構造４０は、フレーム部２１を構成する４個のフレームのうちの後フレーム２１ｂを含む構成とされた。しかしながら、流通構造４０は、前フレーム２１ａ、後フレーム２１ｂ、左フレーム２１ｃを含む構成とされてもよい。
但し、バッテリパック４は後部座席９の近傍に設けられており、流通構造４０は温められた空気が排出されるため、後部座席９に搭乗する乗員に不快感を与えないために、後部座席９から遠い所に設けられるとよい。従って、流通構造４０は、後フレーム２１ｂを含む構成とするとよい。

【0059】

＜５．まとめ＞
上記のように実施形態のバッテリパック４は、バッテリ７と、バッテリ７を収容するケース部（フレーム部２１、バッテリケース２２及び蓋部２３）と、を備え、ケース部は、平面部（平面２３ａ、後面２２ａ）に対して外側に突出したビード３１、４１と、ビード３１、４１に連続して設けられケース部の内外を連通させる連続部（連続部３２、後フレーム２１ｂ）と、を備える。
これにより、バッテリパック４は、ケース部の剛性を高めるためのビード３１、４１を利用し、ビード３１、４１から連続する連続部３２、後フレーム２１ｂを介してケース部の内部の空気を排出させる。
これにより、バッテリパック４は、ケース部の内部の空気を排出させるための部品を追加する必要がないため、部品点数を減らして構成を簡易化することができる。

【0060】

ケース部は、上部が開口したバッテリケース２２と、バッテリケース２２の上部を覆う蓋部２３とを備え、ビード３１及び連続部３２は、蓋部２３に形成され、連続部３２は、ビード３１とは反対側の端部がバッテリケース２２の外縁よりも外側まで伸びるとともに下方向を向くように形成される。
これにより、バッテリパック４は、開口部３２ｃが下方向を向くことになるため、バッテリケース２２内への異物の混入を低減することが可能であるとともに、バッテリ７に対して外部からの直接接触を低減することが可能となる。
また、開口部３２ｃがバッテリケース２２の上端部付近に形成されているので、例えば車両１が浸水したときにもバッテリケース２２内に水が侵入しにくくなっている。従って、流通構造３０は、バッテリ７が水没し漏電してしまうことを低減することができる。

【0061】

ビード３１は、車両１の前後方向に沿って形成され、連続部３２は、ビード３１における前後方向の中央よりも後方側に接続される。
これにより、後部座席９から遠い所で空気を排出することが可能となるため、後部座席９に相乗した乗客に温められた空気があたってしまい不快感を与えるおそれを低減することができる。

【0062】

連続部３２は、ビード３１から離隔するに連れて幅が狭くなるとともに、下方向に傾斜するように形成される。
これにより、連続部３２に沿って流れる空気は、接続端部３２ａに向かうに連れて流速が上がっていく。従って、バッテリパック４は、温められた空気を効率よく排出することができる。

【0063】

ケース部は、上部が開口したバッテリケース２２と、バッテリケース２２の上部を覆う蓋部２３と、バッテリケース２２及び蓋部２３の間に設けられケース部を車体に固定するためのフレーム（後フレーム２１ｂ）とを備え、ビード４１は、バッテリケース２２に形成され、フレーム（後フレーム２１ｂ）は、連続部として機能する。
これにより、バッテリパック４は、ケース部の剛性を高めるためのビード４１を利用し、ビード４１から連続する後フレーム２１ｂの排気空間４２を介してケース部の内部の空気を排出させる。
これにより、バッテリパック４は、ケース部の内部の空気を排出させるための部品を追加する必要がないため、部品点数を減らして構成を簡易化することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 車両
４ バッテリパック
７ バッテリ
２１ フレーム部
２１ｂ 後フレーム
２１ｄ 右フレーム
２２ バッテリケース
２３ 蓋部
３０ 流通構造
３１ ビード
３２ 連続部
４０ 流通構造
４１ ビード
４２ 排気空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】