特開 2024-171541 電源装置

(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】P2024171541

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20241205BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20241205BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20241205BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241205BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20241205BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20241205BHJP

   B60K 11/02 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

H01M50/204 401H

H01M50/249

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6556

B60K11/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088606

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】馬場 隆介

【テーマコード（参考）】

3D038

3D235

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

3D038AB01

3D038AC22

3D235AA01

3D235BB36

3D235BB45

3D235CC14

3D235EE63

5H031AA09

5H031KK00

5H040AA28

5H040AS07

5H040AT06

5H040AY05

(57)【要約】

【課題】バッテリ、冷却器、各種の電気機器がケースに収容されている電源装置に関する技術を提供する。
【解決手段】電源装置は、バッテリが収容されているロアケースを備える。電源装置は、バッテリを冷却する第１冷却器を備える。電源装置は、ロアケースの上面に配置されており、電気機器が収容されているアッパーケースを備える。電源装置は、アッパーケースに収容されており、電気機器を冷却する第２冷却器を備える。第１冷却器と第２冷却器とは、互いに独立した液体冷媒の経路に接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリが収容されているロアケースと、
前記バッテリを冷却する第１冷却器と、
前記ロアケースの上面に配置されており、電気機器が収容されているアッパーケースと、
前記アッパーケースに収容されており、前記電気機器を冷却する第２冷却器と、
を備え、
前記第１冷却器と前記第２冷却器とは、互いに独立した液体冷媒の経路に接続されている、電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、バッテリと電気機器とを備えている電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両に搭載された負荷に電力を供給するための電源装置が開示されている。この電源装置は、バッテリ、冷却器、各種の電気機器（ＤＣ／ＤＣコンバータ、ジャンクションボックスなど）が、１つのケースに収容された構成を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０９７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

冷却器が液体冷媒を用いる構造である場合には、ケース内の各種の電気機器を交換するときに、流通経路から液体冷媒が漏れてしまう恐れがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１冷却器と第２冷却器とが共通の液体冷媒の経路を有する場合には、第１冷却器と第２冷却器とを接続する接続経路が必要となる。すると、電気機器の交換時に、接続経路に意図しない力が加えられたり、接続経路が破損することで、液体冷媒が漏れてしまう恐れがある。本明細書が開示する電源装置の構成によれば、第１冷却器の液体冷媒の経路と第２冷却器の液体冷媒の経路が独立しているため、第１冷却器と第２冷却器とを接続する接続経路を不要にすることができる。電気機器の交換時に、液体冷媒が漏れてしまう事態の発生を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】電源装置１の概略断面図である。

【0007】

＜電源装置１の構成＞
図面を参照して、実施例の電源装置１を説明する。実施例の電源装置１は、走行用モータの電源として用いられ、自動車に搭載される。図１に、電源装置１の概略断面図を示す。図中の座標系のＦＲ方向が車両前方に相当し、ＵＰ方向が車両上方に相当する。電源装置１は、ロアケース３、アッパーケース４、サービスカバー５、を備えている。

【0008】

ロアケース３には、バッテリモジュール６および接手配管１３が収容されている。接手配管１３はＬ字型配管である。ロアケース３の下面には、第１冷却器１１が配置されている。第１冷却器１１は平板形状を備えており、車幅方向（図１の紙面の奥行き方向および手前方向）に広がりを有している。第１冷却器１１の内部には、液体冷媒の流路が形成されている。液体冷媒は、例えば、ＬＬＣ（Long Life coolant）や水である。

【0009】

第１冷却器１１の車両前側の端部には、流路口１１ｆが配置されている。流路口１１ｆは、不図示の冷媒循環装置に接続される。液体冷媒は、流路口１１ｆから第１冷却器１１に供給される（矢印Ａ１参照）。これにより、バッテリモジュール６を冷却することができる。

【0010】

アッパーケース４は、ロアケース３の上に配置されている。アッパーケース４は、不図示の連結部材によって、ロアケース３の上面に連結されている。アッパーケース４には、第１電気機器２１、第２電気機器２２、第２冷却器１２、が収容されている。第１電気機器２１は、ＯＢＣ（On Board Charger）やＤＣＤＣコンバータなどを含んでいる。第２電気機器２２は、ジャンクションボックスなどを含んでいる。ジャンクションボックスは、第１電気機器２１とバッテリモジュール６との高電圧接続を制御する機器である。

【0011】

第２冷却器１２は、平板形状を備えており、車幅方向（図１の紙面の奥行き方向および手前方向）に広がりを有している。第２冷却器１２の内部には、液体冷媒（例：ＬＬＣ）の流路が形成されている。なお第２冷却器１２の流路は、車幅方向に広がっているため、接続部２３を迂回することが可能とされている。流路内には、不図示のフィンが設けられていてもよい。第２冷却器１２は、締結部材１４によって、アッパーケース４に固定されている。締結部材１４は、例えばボルトやナットである。第２冷却器１２は、アッパーケース４の車両上下方向幅の中間に固定されている。これによりアッパーケース４内には、上部空間ＵＳおよび下部空間ＬＳが形成されている。第２冷却器１２の上面に接触するように、第１電気機器２１が配置されている。第２冷却器１２の下面に接触するように、第２電気機器２２が配置されている。

【0012】

第２冷却器１２の車両後方側の端部には、車両下側へ突出している接続口１２ｃが配置されている。また接手配管１３の車両上方側の端部には、受入口１３ｒが配置されている。接続口１２ｃは、受入口１３ｒに嵌合している。これにより、第２冷却器１２の流路が接手配管１３に接続されている。アッパーケース４のアセンブリ部品をロアケース３に組み付けるときに、両者が嵌合することで、流路を形成することができる。

【0013】

接手配管１３の車両後方側の端部には、流路口１３ｆが配置されている。流路口１３ｆは、不図示の冷媒循環装置に接続される。液体冷媒は、流路口１３ｆから第２冷却器１２に供給される（矢印Ａ２）。これにより、第１電気機器２１および第２電気機器２２を冷却することができる。すなわち、第１冷却器１１と第２冷却器１２とは、互いに独立した液体冷媒の経路に接続されている。

【0014】

接手配管１３の流路口１３ｆは、第２冷却器１２よりも、鉛直方向下側に位置している。これにより、重力によって、第２冷却器１２内の液体冷媒が外部へ排出される構造となっている。従って、第２冷却器１２内に液体冷媒が残存していない状態にしてから、第１電気機器２１の交換などの各種作業を行うことができる。各種作業時に液体冷媒が漏れてしまうことを防止できる。

【0015】

接続部２３は、第１電気機器２１とバッテリモジュール６とを電気的に接続する部位である。接続部２３は、各種配線やバスバーなどである。接続部２３は、ロアケース３の上面を貫通している。貫通部分には、防水部２４が配置されている。防水部２４は、例えばウレタンシールである。

【0016】

アッパーケース４の上面には、開口部４ａが形成されている。開口部４ａは、サービスカバー５によって閉じられている。サービスカバー５は、不図示の固定部材によって、アッパーケース４に脱着可能に固定されている。サービスカバー５は、車両のキャビン側からアクセス可能とされている。例えば電源装置１がリアシートの下側に配置される場合には、リアシートの座面を外すことで、サービスカバー５にアクセスすることができる。

【0017】

＜効果＞
例えば、第１冷却器１１と第２冷却器１２とが共通の液体冷媒の経路を有しており、両者を接続する接続経路がケース内に存在する場合を考える。この場合、サービスカバー５を開けて第１電気機器２１などを交換するときに、接続経路に意図しない力が加えられたり、接続経路が破損することで、液体冷媒が漏れてしまう恐れがある。そこで本明細書の電源装置１では、第１冷却器１１の液体冷媒の経路（矢印Ａ１）と、第２冷却器１２の液体冷媒の経路（矢印Ａ２）とが独立した構造を備えている。これにより、第１冷却器１１と第２冷却器１２とを接続する接続経路を、ケース内部に配置する必要がない。第１電気機器２１などの交換時に、液体冷媒が漏れてしまう事態の発生を抑制することが可能となる。サービス性に配慮した機器構成を実現することができる。

【0018】

本明細書の電源装置１では、第２冷却器１２の両面に、第１電気機器２１および第２電気機器２２を接触させている。これにより、第２冷却器１２の片面のみを使用する場合に比して、第２冷却器１２の冷却機能を有効活用することができる。冷却効率を高めることができるため、バスバーの細線化や、各種素子の小型化などが可能となる。

【0019】

本明細書の電源装置１では、第１電気機器２１などの各種電気機器を、バッテリと一体化することができる。これにより、車両のフロントコンパートメントから、各種電気機器を移動させることができる。従って、フロントコンパートメントに配置されているトランクの設定自由度を向上させることや、車両の体格自由度および意匠面設定の自由度などを向上させることが可能となる。

【符号の説明】

【0020】

１：電源装置 ３：ロアケース ４：アッパーケース ５：サービスカバー ６：バッテリモジュール １１：第１冷却器 １２：第２冷却器 ２１：第１電気機器 ２２：第２電気機器

【図1】