JP2017004919A - 車両用電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
複数のバッテリを有する前部バッテリモジュール(例えば、後述の実施形態の前部バッテリモジュール31)と、
複数のバッテリを有する後部バッテリモジュール(例えば、後述の実施形態の後部バッテリモジュール34)と、
該前部バッテリモジュール及び該後部バッテリモジュールを収納するバッテリケース(例えば、後述の実施形態のバッテリケース50)と、
冷却ポンプ(例えば、後述の実施形態の冷却ポンプ102)と、前記前部バッテリモジュールを冷却する前部バッテリモジュール冷却部(例えば、後述の実施形態の前部バッテリモジュール冷却部131)と、前記後部バッテリモジュールを冷却する後部バッテリモジュール冷却部(例えば、後述の実施形態の後部バッテリモジュール冷却部134)と、を有する冷却回路(例えば、後述の実施形態の冷却回路100)と、を備え、
前記バッテリケースがフロアパネル(例えば、後述の実施形態のフロアパネル3)の下方に配置された車両用電源装置(例えば、後述の実施形態の車両用電源装置1)であって、
前記冷却回路は、前記バッテリケースの内部に設けられ、前記冷却ポンプから冷媒が供給されるとともに冷媒を前記バッテリケースの外部に排出する冷却用内配管(例えば、後述の実施形態の内配管104)を備え、
該冷却用内配管は、前記前部バッテリモジュールと前記後部バッテリモジュールとの間に、冷媒を前記前部バッテリモジュール冷却部と前記後部バッテリモジュール冷却部とに分流する分岐部(例えば、後述の実施形態の第1ケース内分岐部108a)と、一端が該分岐部に接続されるとともに他端が車幅方向において前記バッテリケースの一方から前記バッテリケースの外部に連通する流路(例えば、後述の実施形態の第15内配管104q)と、を有する。
請求項1に記載の車両用電源装置であって、
前記冷却用内配管は、前記流路を構成する第1冷却用内配管(例えば、後述の実施形態の第15内配管104q)と、前記前部バッテリモジュール冷却部と前記後部バッテリモジュール冷却部とを通過した後に合流部(例えば、後述の実施形態のケース内合流部109)で合流した冷媒を前記バッテリケースの前記一方から前記バッテリケースの外部に排出する第2冷却用内配管(例えば、後述の実施形態の第16内配管104r)と、を備え、
該第2冷却用内配管は、前記第1冷却用内配管に隣接するように配置された。
請求項2に記載の車両用電源装置であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレート(例えば、後述の実施形態のボトムプレート51)と、前記バッテリを上方から覆うカバー(例えば、後述の実施形態のカバー52)と、を備え、
該ボトムプレートと該カバーとは合わせ部(例えば、後述の実施形態の合わせ部53)で密封され、
前記第1冷却用内配管と前記第2冷却用内配管は、前記合わせ部の下方に位置し前記ボトムプレートの側面に配置されたシール部材(例えば、後述の実施形態のシール部材55)を介して前記バッテリケースの外部に連通する。
請求項1又は2に記載の車両用電源装置であって、
前記冷却回路は、前記バッテリケースの内部に設けられた前記冷却用内配管と、前記バッテリケースの外部に設けられ前記冷却ポンプに接続される冷却用外配管(例えば、後述の実施形態の外配管103)と、を備え、
前記バッテリケースは、前記車両の前後方向に延設される一対の第1骨格部材(例えば、後述の実施形態のフロアフレーム8)間に配置され、
一対の前記第1骨格部材の車幅方向外側には、該第1骨格部材に並設される一対の第2骨格部材(例えば、後述の実施形態のサイドシル7)が設けられ、
前記冷却用外配管の一部は、前記一方における前記第1骨格部材と前記第2骨格部材との間に配置される。
請求項2に記載の車両用電源装置であって、
前記前部バッテリモジュールと前記後部バッテリモジュールとの間には、高圧系機器(例えば、後述の実施形態のDC−DCコンバータ22)が設けられ、
前記冷却用内配管は、前記合流部の下流側であって前記分岐部と前記合流部との間に、該高圧系機器に冷媒を供給する第3冷却用内配管(例えば、後述の実施形態の第13内配管104n)と、該高圧系機器を冷却した冷媒を前記バッテリケースの前記一方から前記バッテリケースの外部に排出する第4冷却用内配管(例えば、後述の実施形態の第1内配管104a)と、をさらに備え、
該第3冷却用内配管及び該第4冷却用内配管は、前記第1冷却用内配管に隣接するように配置された。
請求項5に記載の車両用電源装置であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレート(例えば、後述の実施形態のボトムプレート51)と、前記バッテリを上方から覆うカバー(例えば、後述の実施形態のカバー52)と、を備え、
該ボトムプレートと該カバーとは合わせ部(例えば、後述の実施形態の合わせ部53)で密封され、
前記第1冷却用内配管と前記第2冷却用内配管と該第4冷却用内配管とは、前記合わせ部の下方に位置し前記ボトムプレートの側面に配置されたシール部材(例えば、後述の実施形態のシール部材55)を介して前記バッテリケースの外部に連通する。
請求項4に記載の車両用電源装置であって、
車幅方向において前記バッテリケースの他方における前記第1骨格部材と前記第2骨格部材との間には、前記冷却用外配管が設けられていない。
請求項4に記載の車両用電源装置であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレート(例えば、後述の実施形態のボトムプレート51)と、前記バッテリを上方から覆うカバー(例えば、後述の実施形態のカバー52)と、を備え、
該ボトムプレートは、板状のトレー(例えば、後述の実施形態のトレー64)と、該トレーの下面に設けられ前記車両の車幅方向に延びる複数の横方向補強メンバ(例えば、後述の実施形態のブラケット63)と、を備え、
前記バッテリケースは、前記横方向補強メンバの締結部(例えば、後述の実施形態のブラケット締結部63q)が前記第1骨格部材に締結されることで前記フロアパネルの下方に配置され、
前記流路は、前後方向において前記横方向補強メンバの前記締結部に挟まれる位置で前記冷却用外配管に接続される。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る車両用電源装置1は、主としてバッテリモジュール31〜33、DC−DCコンバータ22、充電器21、及びこれらを冷却する冷却回路100を備え、ハイブリッド車両、電気車両、燃料電池車等の車両Vに搭載される。これら複数のバッテリモジュール31〜33、DC−DCコンバータ22及び冷却回路100の一部は、ユニット化されてバッテリユニット10を構成し、車室2の床面を形成するフロアパネル3の下方に配置される。バッテリユニット10を挟んで、車両Vの前部には冷却回路100を構成するラジエータ101及び冷却ポンプ102が配置され、車両Vの後部には外部電源から供給される電力でバッテリモジュール31〜33を充電する上記した充電器21が配置される。冷却回路100は、バッテリユニット10の内部に配置される内部冷却回路100Aと、バッテリユニット10の外部に配置される外部冷却回路100Bと、を有している。
図2及び図3に示すように、バッテリユニット10は、複数のバッテリモジュール31〜33と、DC−DCコンバータ22と、バッテリ用ECU40と、内部冷却回路100Aと、これらを収容するバッテリケース50とを備える。
図4に示すように、冷却回路100は、ラジエータ101、冷却ポンプ102、高圧バッテリ冷却部130、DC−DCコンバータ冷却部122及び充電器冷却部121がバッテリケース50の外部に配索される外配管103とバッテリケース50の内部に配索される内配管104とで接続され冷媒循環経路が形成されている。
図7に示すように、本実施形態の冷却回路100では、ラジエータ101と、冷却ポンプ102と、高圧バッテリ冷却部130と、充電器冷却部121及びDC−DCコンバータ冷却部122からなる高圧系機器冷却部120と、が直列に接続され、高圧バッテリ冷却部130の下流側に高圧系機器冷却部120が配置される。また、高圧バッテリ冷却部130の上流側と、高圧系機器冷却部120の上流側且つ高圧バッテリ冷却部130の下流側とがバイパス流路105で接続され、バイパス流路105と高圧バッテリ冷却部130の上流側の流路との分岐部(第2ケース外分岐部112b)に電磁式三方弁106が設けられている。さらに、高圧バッテリ冷却部130は、並列に配置された3つのバッテリモジュール冷却部131〜133から構成され、高圧系機器冷却部120は、並列に配置されたDC−DCコンバータ冷却部122と充電器冷却部121とから構成されている。
つぎに、冷却回路100の動作について、図8及び図9を参照して説明する。図8及び図9において、冷媒の流れている流路を実線で示し、冷媒が流れていない流路を点線で示している。
<電磁式三方弁[OFF]>
このように構成された冷却回路100において、冷却ポンプ102が駆動すると、冷却ポンプ102がラジエータ101側から低温の冷媒を吸入し、これを高圧バッテリ冷却部130側に向けて吐出する。通常状態では、電磁式三方弁106がOFFであるため、図8に示すように、冷却ポンプ102が吐出した冷媒は、バイパス流路105には流れず、全量が高圧バッテリ冷却部130に供給される。
冷却回路100において、高圧バッテリ31a〜33aの冷却が必要ない場合、若しくは、高圧バッテリ31a〜33aの要求温度に対し冷媒温度が適切ではないがDC−DCコンバータ22及び充電器21の冷却が必要な場合には、電磁式三方弁106をON制御することにより、図9に示すように、高圧バッテリ冷却部130への冷媒供給を遮断し、DC−DCコンバータ22及び充電器21のみを冷却することができる。すなわち、電磁式三方弁106をONにすると、冷却ポンプ102から吐出される冷媒が高圧バッテリ冷却部130に流れず、全量がバイパス流路105に供給される。バイパス流路105に供給された冷媒は、高圧バッテリ冷却部130を迂回し、第1ケース外分岐部112a及び第2ケース内分岐部108bを介してDC−DCコンバータ冷却部122と充電器冷却部121とに分配される。そして、DC−DCコンバータ冷却部122及び充電器冷却部121を通過した冷媒は、ケース外合流部113で合流した後、ラジエータ101に戻り、ここで冷却される。
例えば、上記実施形態では、第15内配管104qと第16内配管104rと第1内配管104aとが車両Vの左側からバッテリケース50の外部に連通するように構成したが、車両Vの右側からバッテリケース50の外部に連通するようにしてもよい。
3 フロアパネル
7 サイドシル(第2骨格部材)
8 フロアフレーム(第1骨格部材)
22 DC−DCコンバータ(高圧系機器)
31 前部バッテリモジュール
34 後部バッテリモジュール
50 バッテリケース
51 ボトムプレート
52 カバー
53 合わせ部
54 シール部材
55 シール部材
63 ブラケット
63q ブラケット締結部(締結部)
100 冷却回路
102 冷却ポンプ
103 外配管(冷却用外配管)
104 内配管(冷却用内配管)
104a 第1内配管(第4冷却用内配管)
104n 第13内配管(第3冷却用内配管)
104p 第14内配管
104q 第15内配管(第1冷却用内配管)
104r 第16内配管(第2冷却用内配管)
108a 第1ケース内分岐部(分岐部)
109 ケース内合流部(合流部)
131 前部バッテリモジュール冷却部
134 後部バッテリモジュール冷却部
Claims (8)
- 複数のバッテリを有する前部バッテリモジュールと、
複数のバッテリを有する後部バッテリモジュールと、
該前部バッテリモジュール及び該後部バッテリモジュールを収納するバッテリケースと、
冷却ポンプと、前記前部バッテリモジュールを冷却する前部バッテリモジュール冷却部と、前記後部バッテリモジュールを冷却する後部バッテリモジュール冷却部と、を有する冷却回路と、を備え、
前記バッテリケースがフロアパネルの下方に配置された車両用電源装置であって、
前記冷却回路は、前記バッテリケースの内部に設けられ、前記冷却ポンプから冷媒が供給されるとともに冷媒を前記バッテリケースの外部に排出する冷却用内配管を備え、
該冷却用内配管は、前記前部バッテリモジュールと前記後部バッテリモジュールとの間に、冷媒を前記前部バッテリモジュール冷却部と前記後部バッテリモジュール冷却部とに分流する分岐部と、一端が該分岐部に接続されるとともに他端が車幅方向において前記バッテリケースの一方から前記バッテリケースの外部に連通する流路と、を有する、車両用電源装置。 - 請求項1に記載の車両用電源装置であって、
前記冷却用内配管は、前記流路を構成する第1冷却用内配管と、前記前部バッテリモジュール冷却部と前記後部バッテリモジュール冷却部とを通過した後に合流部で合流した冷媒を前記バッテリケースの前記一方から前記バッテリケースの外部に排出する第2冷却用内配管と、を備え、
該第2冷却用内配管は、前記第1冷却用内配管に隣接するように配置された、車両用電源装置。 - 請求項2に記載の車両用電源装置であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレートと、前記バッテリを上方から覆うカバーと、を備え、
該ボトムプレートと該カバーとは合わせ部で密封され、
前記第1冷却用内配管と前記第2冷却用内配管は、前記合わせ部の下方に位置し前記ボトムプレートの側面に配置されたシール部材を介して前記バッテリケースの外部に連通する、車両用電源装置。 - 請求項1又は2に記載の車両用電源装置であって、
前記冷却回路は、前記バッテリケースの内部に設けられた前記冷却用内配管と、前記バッテリケースの外部に設けられ前記冷却ポンプに接続される冷却用外配管と、を備え、
前記バッテリケースは、前記車両の前後方向に延設される一対の第1骨格部材間に配置され、
一対の前記第1骨格部材の車幅方向外側には、該第1骨格部材に並設される一対の第2骨格部材が設けられ、
前記冷却用外配管の一部は、前記一方における前記第1骨格部材と前記第2骨格部材との間に配置される、車両用電源装置。 - 請求項2に記載の車両用電源装置であって、
前記前部バッテリモジュールと前記後部バッテリモジュールとの間には、高圧系機器が設けられ、
前記冷却用内配管は、前記合流部の下流側であって前記分岐部と前記合流部との間に、該高圧系機器に冷媒を供給する第3冷却用内配管と、該高圧系機器を冷却した冷媒を前記バッテリケースの前記一方から前記バッテリケースの外部に排出する第4冷却用内配管と、をさらに備え、
該第3冷却用内配管及び該第4冷却用内配管は、前記第1冷却用内配管に隣接するように配置された、車両用電源装置。 - 請求項5に記載の車両用電源装置であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレートと、前記バッテリを上方から覆うカバーと、を備え、
該ボトムプレートと該カバーとは合わせ部で密封され、
前記第1冷却用内配管と前記第2冷却用内配管と該第4冷却用内配管とは、前記合わせ部の下方に位置し前記ボトムプレートの側面に配置されたシール部材を介して前記バッテリケースの外部に連通する、車両用電源装置。 - 請求項4に記載の車両用電源装置であって、
車幅方向において前記バッテリケースの他方における前記第1骨格部材と前記第2骨格部材との間には、前記冷却用外配管が設けられていない、車両用電源装置。 - 請求項4に記載の車両用電源装置であって、
前記バッテリケースは、前記バッテリが搭載されるボトムプレートと、前記バッテリを上方から覆うカバーと、を備え、
該ボトムプレートは、板状のトレーと、該トレーの下面に設けられ前記車両の車幅方向に延びる複数の横方向補強メンバと、を備え、
前記バッテリケースは、前記横方向補強メンバの締結部が前記第1骨格部材に締結されることで前記フロアパネルの下方に配置され、
前記流路は、前後方向において前記横方向補強メンバの前記締結部に挟まれる位置で前記冷却用外配管に接続される、車両用電源装置。
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