JP2022082354A - 車両用バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】側突時における衝撃から供給配管及び排出配管を保護できる車両用バッテリパックを提供する。
【解決手段】バッテリパック６０は、バッテリモジュール６１の下方に配置されるバッテリ冷却部６３と、供給配管６５と、排出配管６６と、これらを収容するバッテリケース６２と、を備える。供給配管６５及び排出配管６６は、バッテリケース６２の前壁８２とバッテリモジュール６１との間に配置された前部供給配管部６５１及び前部排出配管部６６１と、バッテリケース６２の側壁８４、８５とバッテリモジュール６１との間に配置された側部供給配管部６５２Ｌ、６５２Ｒ及び側部排出配管部６６２Ｌ、６６２Ｒと、を備え、側部供給配管部６５２Ｌ、６５２Ｒと側部排出配管部６６２Ｌ、６６２Ｒとは、上下方向で異なる位置に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動車両などに搭載される車両用バッテリパックに関する。

特許文献１には、ケースの内部に複数のバッテリモジュールを収容し、ケースの下方に冷却モジュールを配置した電池パックが記載されている。この冷却モジュールは、冷媒流路の中心を通る平面で分割された同じ形状の２つのプレートを向い合せに接合して構成されることが記載されている。

特許第６０６４７３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電池パックでは、冷却モジュールが大型化してしまう。そのため、一般的には、ケースの内部に供給配管及び排出配管を設置して、これらをバッテリ冷却部に接続している。このような電池パックでは、車両の衝突時など電池パックに比較的大きな衝撃が入力された場合であっても、供給配管及び排出配管を保護する必要がある。特に、供給配管及び排出配管が車幅方向で外側に配置される場合、車両の側突時に比較的大きな衝撃が入力される場合がある。

本発明は、側突時における衝撃から供給配管及び排出配管を保護することができる車両用バッテリパックを提供する。

本発明は、
複数のバッテリモジュールと、
前記複数のバッテリモジュールの下方に配置され、内部に冷媒が通る冷媒通路を有するバッテリ冷却部と、
前記複数のバッテリモジュール及び前記バッテリ冷却部を収容するバッテリケースと、
前記バッテリケースに収容され、前記バッテリケースの外部から前記バッテリ冷却部へ冷媒を導入する供給配管と、
前記バッテリケースに収容され、前記バッテリ冷却部から前記バッテリケースの外部へ前記冷媒を排出する排出配管と、備える車両用バッテリパックであって、
前記供給配管と前記バッテリ冷却部とを連結する供給側連結部、及び前記排出配管と前記バッテリ冷却部とを連結する排出側連結部は、車幅方向において、前記複数のバッテリモジュールの外側に配置され、
前記供給配管及び前記排出配管は、
前記バッテリケースの前壁と前記複数のバッテリモジュールとの間に配置された前部配管部と、
前記バッテリケースの側壁と前記複数のバッテリモジュールとの間に配置された側部配管部と、を備え、
前記側部配管部は、前記供給配管及び前記排出配管が上下方向で異なる位置に配置され、水平方向から見て互いに重ならない。

本発明によれば、側突時における衝撃から供給配管及び排出配管を保護することができる。

バッテリパック６０が搭載された車両１の全体構造を示す概略側面図である。 車両１の床下を示す平面図である。 バッテリパック６０の内部を示す平面図である。 バッテリパック６０の前部の斜視図である。 供給配管６５及び排出配管６６とバッテリ冷却部６３との接続を説明するため、バッテリパック６０の一部を斜め上方から見た斜視図である。 図５のＡ－Ａ断面図である。 バッテリパック６０の供給配管６５及び排出配管６６を示す斜視図である。

以下、本発明の車両用バッテリパックの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、車両の操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

［車両］
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態の車両１は、フロアパネル２とダッシュパネル３とにより車室１０とその前方のフロントルーム２０とに区画形成されている。車室１０には、前部座席１１及び後部座席１２が設けられている。後部座席１２の後方におけるフロアパネル２の下方には、駆動装置ユニット３０が設けられている。駆動装置ユニット３０は、左右の後輪５を駆動する。つまり、この車両１は、左右の後輪５を駆動輪とし、左右の前輪４を従動輪としている。

車室１０の下方には、バッテリパック６０が配置されている。バッテリパック６０は、複数のバッテリモジュール６１がバッテリケース６２に収容され、車室１０におけるフロアパネル２の下方に配置されている。

駆動装置ユニット３０は、図示は省略するが、電動機としてのモータを収容する駆動装置と、モータを制御する電動機制御装置としてのＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、を備える。駆動装置とＰＣＵとは、バスバーを介して電気的に接続されている。

フロントルーム２０には、バッテリパック６０などを冷却する冷却装置７０が設けられている。冷却装置７０は、車両１の最前面に設けられたラジエータを備える。冷却装置７０とバッテリパック６０とは、外側供給配管７１及び外側排出配管７２を介して接続されている。なお、外側供給配管７１又は外側排出配管７２には、不図示の電動ポンプが設けられる。

［バッテリパック］
つぎに、バッテリパック６０及びその冷却構造について、図３～図７を参照して説明する。

図３に示すように、バッテリパック６０は、複数のバッテリモジュール６１と、バッテリモジュール６１を冷却するバッテリ冷却部６３と、バッテリケース６２の外部からバッテリ冷却部６３へ冷媒を導入する供給配管６５と、バッテリ冷却部６３からバッテリケース６２の外部へ冷媒を排出する排出配管６６と、バッテリモジュール６１、バッテリ冷却部６３、供給配管６５及び排出配管６６を収容するバッテリケース６２と、を備える。

複数のバッテリモジュール６１は、バッテリケース６２内に、前後方向及び左右方向に並べて配置されている。本実施形態のバッテリパック６０は、前後方向に６つ、左右方向に２つ並べられた１２個のバッテリモジュール６１と、その後方でかつ左右方向中央部に配置された１個のバッテリモジュール６１と、を備える。以下の説明では、左側に位置する６個のバッテリモジュール６１をそれぞれ左バッテリモジュール６１Ｌ、右側に位置する６個のバッテリモジュール６１をそれぞれ右バッテリモジュール６１Ｒ、その後方の１個のバッテリモジュール６１を後バッテリモジュール６１Ｒｒと呼ぶことがある。

バッテリケース６２は、バッテリモジュール６１、バッテリ冷却部６３、供給配管６５及び排出配管６６を収容するケース本体８０と、ケース本体８０の上部開口を覆うケース蓋部８８（図１参照）と、を備える。

ケース本体８０は、底部８１と、底部８１の前端部から立ち上がる前壁８２と、底部８１の後端部から立ち上がる後壁８３と、底部８１の左端部から立ち上がる左側壁８４と、底部８１の右端部から立ち上がる右側壁８５と、を備える。

前壁８２の右端部には、外側供給配管７１と供給配管６５とを接続するための供給側ケース接続部８６が設けられ、前壁８２の左端部には、外側排出配管７２と排出配管６６とを接続するための排出側ケース接続部８７が設けられる。供給側ケース接続部８６は、外側供給配管７１が接続される１つの外側供給接続部８６１と、供給配管６５が接続される左右２つの内側供給接続部８６２Ｌ、８６２Ｒと、を備え、排出側ケース接続部８７は、外側排出配管７２が接続される１つの外側排出接続部８７１と、排出配管６６が接続される左右２つの内側排出接続部８７２Ｌ、８７２Ｒと、を備える。

１つの外側供給接続部８６１及び２つの内側供給接続部８６２Ｌ、８６２Ｒは、互いに連通しており、外側供給配管７１から１つの外側供給接続部８６１に流入する冷媒を分岐させて２つの内側供給接続部８６２Ｌ、８６２Ｒから供給配管６５に流出させる。また、１つの外側排出接続部８７１及び２つの内側排出接続部８７２Ｌ、８７２Ｒは、互いに連通しており、排出配管６６から２つの内側排出接続部８７２Ｌ、８７２Ｒに流入する冷媒を合流させて１つの外側排出接続部８７１から外側排出配管７２に流出させる。

バッテリ冷却部６３は、各バッテリモジュール６１の下方に配置され、内部に冷媒が通る冷媒通路（図示せず）を有する。本実施形態のバッテリパック６０では、１個のバッテリ冷却部６３がそれぞれ１個のバッテリモジュール６１を冷却するので、全部で１３個のバッテリ冷却部６３が設けられる。

バッテリ冷却部６３は、バッテリモジュール６１の下方に配置される冷却部本体６３１と、冷媒通路の一端側に設けられ、供給配管６５に接続される供給口６３２と、冷媒通路の他端側に設けられ、排出配管６６に接続される排出口６３３と、を備える。供給口６３２及び排出口６３３は、左右方向において、バッテリモジュール６１の外側に配置される。具体的に説明すると、供給口６３２及び排出口６３３は、平面視において、バッテリケース６２の左側壁８４と左バッテリモジュール６１Ｌとの間、及びバッテリケース６２の右側壁８５と右バッテリモジュール６１Ｒとの間に前後に並ぶように配置される。そして、供給配管６５から供給口６３２に冷媒を供給すると、供給された冷媒は、冷却部本体６３１の内部に形成される冷媒通路を通った後、排出口６３３から排出配管６６に排出される。

図３～図７に示すように、供給配管６５は、バッテリケース６２の前壁８２と複数のバッテリモジュール６１との間に配置された前部供給配管部６５１と、バッテリケース６２の左側壁８４と複数の左バッテリモジュール６１Ｌとの間に配置された左側部供給配管部６５２Ｌと、バッテリケース６２の右側壁８５と複数の右バッテリモジュール６１Ｒ及び後バッテリモジュール６１Ｒｒとの間に配置された右側部供給配管部６５２Ｒと、を備える。

排出配管６６は、バッテリケース６２の前壁８２と複数のバッテリモジュール６１との間に配置された前部排出配管部６６１と、バッテリケース６２の左側壁８４と複数の左バッテリモジュール６１Ｌとの間に配置された左側部排出配管部６６２Ｌと、バッテリケース６２の右側壁８５と複数の右バッテリモジュール６１Ｒ及び後バッテリモジュール６１Ｒｒとの間に配置された右側部排出配管部６６２Ｒと、を備える。

このような配管構成によれば、供給配管６５及び排出配管６６は、バッテリケース６２の前壁８２と複数のバッテリモジュール６１との間、且つ、バッテリケース６２の側壁８４、８５と複数のバッテリモジュール６１との間に配置されるので、供給配管６５及び排出配管６６が複数のバッテリモジュール６１間に配置される場合に比べて、レイアウト性がよく作業性を向上させることができる。

図４に示すように、前部供給配管部６５１の右端部は、供給側ケース接続部８６の左側の内側供給接続部８６２Ｌに接続され、前部供給配管部６５１の左端部は、左側部供給配管部６５２Ｌの前端部６５２Ｌｆと接続され、右側部供給配管部６５２Ｒの前端部６５２Ｒｆは、供給側ケース接続部８６の右側の内側供給接続部８６２Ｒに接続される。また、前部排出配管部６６１の左端部は、排出側ケース接続部８７の右側の内側排出接続部８７２Ｒに接続され、前部排出配管部６６１の右端部は、右側部排出配管部６６２Ｒの前端部６６２Ｒｆと接続され、左側部排出配管部６６２Ｌの前端部６６２Ｌｆは、排出側ケース接続部８７の左側の内側排出接続部８７２Ｌに接続される。

図４及び図７に示すように、前部供給配管部６５１と前部排出配管部６６１は同一形状を有する。具体的に説明すると、前部供給配管部６５１及び前部排出配管部６６１は、左右方向における中央部に傾斜部又は湾曲部を有する共通の管部材を用いて構成されており、この管部材を傾斜部又は湾曲部が前後方向から見てＸ状に交差するように上下反転させて配置している。このような前部供給配管部６５１及び前部排出配管部６６１によれば、部品の共通化によって部品の種類を削減できる。

図６及び図７に示すように、左側部供給配管部６５２Ｌと左側部排出配管部６６２Ｌは、バッテリケース６２の左側壁８４と複数の左バッテリモジュール６１Ｌとの間において、水平方向から見て互いに重ならないように、上下方向で異なる位置に配置される。本実施形態では、左側部供給配管部６５２Ｌが、左側部排出配管部６６２Ｌよりも上方に配置される。

また、右側部供給配管部６５２Ｒと右側部排出配管部６６２Ｒは、バッテリケース６２の右側壁８５と複数の右バッテリモジュール６１Ｒとの間において、水平方向から見て互いに重ならないように、上下方向で異なる位置に配置される。本実施形態では、右側部供給配管部６５２Ｒが、右側部排出配管部６６２Ｒよりも上方配置される。このような配置構成によれば、車両１の側突時に供給配管６５の側部供給配管部６５２Ｌ、６５２Ｒと排出配管６６の側部排出配管部６６２Ｌ、６６２Ｒとが接触することを抑制できる。

図３及び図６に示すように、左側部供給配管部６５２Ｌと左側部排出配管部６６２Ｌは、バッテリケース６２の左側壁８４と複数の左バッテリモジュール６１Ｌとの間において、上下方向から見て互いに重ならないように、車幅方向で異なる位置に配置される。本実施形態では、左側部供給配管部６５２Ｌが、左側部排出配管部６６２Ｌよりも内側（右側）に配置される。

また、右側部供給配管部６５２Ｒと右側部排出配管部６６２Ｒは、バッテリケース６２の右側壁８５と複数の右バッテリモジュール６１Ｒとの間において、上下方向から見て互いに重ならないように、車幅方向で異なる位置に配置される。本実施形態では、右側部供給配管部６５２Ｒが、右側部排出配管部６６２Ｒよりも内側（左側）に配置される。このような配置構成によれば、組付け時、メンテナンス時に上方から両配管を視認することができ、作業性が向上する。

図５～図７に示すように、供給配管６５の側部供給配管部６５２Ｌ、６５２Ｒは、複数の供給側連結部６７を介して複数のバッテリ冷却部６３の供給口６３２に接続され、排出配管６６の側部排出配管部６６２Ｌ、６６２Ｒは、複数の排出側連結部６８を介して複数のバッテリ冷却部６３の排出口６３３に接続される。供給側連結部６７及び排出側連結部６８は、それぞれ蛇腹形状を有する配管部材である。供給側連結部６７及び排出側連結部６８が蛇腹形状を有するため容易に屈曲させることができ、これにより寸法誤差を吸収できるだけでなく、配管接続時の作業性を向上させることができる。

また、図５に示すように、側部供給配管部６５２Ｌ、６５２Ｒと供給側連結部６７とを接続する第１供給側接続部６７１と、供給側連結部６７とバッテリ冷却部６３の供給口６３２とを接続する第２供給側接続部６７２とは、前後方向においてずれて配置されている。また、側部排出配管部６６２Ｌ、６６２Ｒと排出側連結部６８とを接続する第１排出側接続部６８１と、排出側連結部６８とバッテリ冷却部６３の排出口６３３とを接続する第２排出側接続部６８２とは、前後方向においてずれて配置されている。このようにすると、供給側連結部６７及び排出側連結部６８の長さを確保することができるので、蛇腹部の設定や応力の緩和が可能となる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

例えば、供給配管６５と排出配管６６との車幅方向の位置関係や上下方向の位置関係は任意に入れ替えることができる。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 複数のバッテリモジュール（バッテリモジュール６１）と、
前記複数のバッテリモジュールの下方に配置され、内部に冷媒が通る冷媒通路を有するバッテリ冷却部（バッテリ冷却部６３）と、
前記複数のバッテリモジュール及び前記バッテリ冷却部を収容するバッテリケース（バッテリケース６２）と、
前記バッテリケースに収容され、前記バッテリケースの外部から前記バッテリ冷却部へ冷媒を導入する供給配管（供給配管６５）と、
前記バッテリケースに収容され、前記バッテリ冷却部から前記バッテリケースの外部へ前記冷媒を排出する排出配管（排出配管６６）と、備える車両用バッテリパック（バッテリパック６０）であって、
前記供給配管と前記バッテリ冷却部とを連結する供給側連結部（供給側連結部６７）、及び前記排出配管と前記バッテリ冷却部とを連結する排出側連結部（排出側連結部６８）は、車幅方向において、前記複数のバッテリモジュールの外側に配置され、
前記供給配管及び前記排出配管は、
前記バッテリケースの前壁（前壁８２）と前記複数のバッテリモジュールとの間に配置された前部配管部（前部供給配管部６５１、前部排出配管部６６１）と、
前記バッテリケースの側壁（左側壁８４、右側壁８５）と前記複数のバッテリモジュールとの間に配置された側部配管部（側部供給配管部６５２Ｌ、６５２Ｒ、側部排出配管部６６２Ｌ、６６２Ｒ）と、を備え、
前記側部配管部は、前記供給配管及び前記排出配管が上下方向で異なる位置に配置され、水平方向から見て互いに重ならない、車両用バッテリパック。

（１）によれば、車両の側突時に供給配管の側部配管部と排出配管の側部配管部とが接触することを抑制できる。また、供給配管及び排出配管は、バッテリケースの前壁と複数のバッテリモジュールとの間、且つ、バッテリケースの側壁と複数のバッテリモジュールとの間に配置されるので、供給配管及び排出配管が複数のバッテリモジュール間に配置される場合に比べて、レイアウト性がよく作業性が向上する。

（２） （１）に記載の車両用バッテリパックであって、
前記供給側連結部及び前記排出側連結部は、それぞれ蛇腹形状を有する、車両用バッテリパック。

（２）によれば、供給側連結部及び排出側連結部は、それぞれ蛇腹形状を有するので、寸法誤差を吸収でき、作業性が向上する。

（３） （１）に記載の車両用バッテリパックであって、
前記供給配管と前記供給側連結部とを接続する第１供給側接続部（第１供給側接続部６７１）と、前記供給側連結部と前記バッテリ冷却部とを接続する第２供給側接続部（第２供給側接続部６７２）とは、前後方向においてずれて配置され、
前記排出配管と前記排出側連結部とを接続する第１排出側接続部（第１排出側接続部６８１）と、前記排出側連結部と前記バッテリ冷却部とを接続する第２排出側接続部（第２排出側接続部６８２）とは、前記前後方向においてずれて配置されている、車両用バッテリパック。

（３）によれば、供給側連結部及び排出側連結部の長さを確保することができ、蛇腹部の設定や応力の緩和が可能となる。

（４） （２）又は（３）に記載の車両用バッテリパックであって、
前記複数のバッテリモジュールは、前記車幅方向において２列に配置され、
前記供給配管と前記バッテリケースとの供給側ケース接続部（供給側ケース接続部８６）は、前記車幅方向において一方側に配置され、
前記排出配管と前記バッテリケースとの排出側ケース接続部（排出側ケース接続部８７）は、前記車幅方向において他方側に配置され、
前記供給配管の前記前部配管部は、前記一方側で分岐し、
前記排出配管の前記前部配管部は、前記他方側で合流し、
前記供給配管の前記前部配管部及び前記排出配管の前記前部配管部は、前後方向から見て交差する、車両用バッテリパック。

（４）によれば、供給配管の前部配管部及び排出配管の前部配管部を共通化することが可能となる。

（５） （４）に記載の車両用バッテリパックであって、
前記供給配管の前記前部配管部及び前記排出配管の前記前部配管部は、同一形状を有する、車両用バッテリパック。

（５）によれば、供給配管の前部配管部及び排出配管の前部配管部を共通化することで、部品の種類が増えることを抑制できる。

６０ バッテリパック
６１ バッテリモジュール
６２ バッテリケース
６３ バッテリ冷却部
６５ 供給配管
６５１ 前部供給配管部
６５２Ｌ 左側部供給配管部
６５２Ｒ 右側部供給配管部
６６ 排出配管
６６１ 前部排出配管部
６６２Ｌ 左側部排出配管部
６６２Ｒ 右側部排出配管部
６７ 供給側連結部
６７１ 第１供給側接続部
６７２ 第２供給側接続部
６８ 排出側連結部
６８１ 第１排出側接続部
６８２ 第２排出側接続部
８２ 前壁
８４ 左側壁
８５ 右側壁
８６ 供給側ケース接続部
８７ 排出側ケース接続部

Claims (5)

1. 複数のバッテリモジュールと、
   前記複数のバッテリモジュールの下方に配置され、内部に冷媒が通る冷媒通路を有するバッテリ冷却部と、
   前記複数のバッテリモジュール及び前記バッテリ冷却部を収容するバッテリケースと、
   前記バッテリケースに収容され、前記バッテリケースの外部から前記バッテリ冷却部へ冷媒を導入する供給配管と、
   前記バッテリケースに収容され、前記バッテリ冷却部から前記バッテリケースの外部へ前記冷媒を排出する排出配管と、備える車両用バッテリパックであって、
   前記供給配管と前記バッテリ冷却部とを連結する供給側連結部、及び前記排出配管と前記バッテリ冷却部とを連結する排出側連結部は、車幅方向において、前記複数のバッテリモジュールの外側に配置され、
   前記供給配管及び前記排出配管は、
   前記バッテリケースの前壁と前記複数のバッテリモジュールとの間に配置された前部配管部と、
   前記バッテリケースの側壁と前記複数のバッテリモジュールとの間に配置された側部配管部と、を備え、
   前記側部配管部は、前記供給配管及び前記排出配管が上下方向で異なる位置に配置され、水平方向から見て互いに重ならない、車両用バッテリパック。
2. 請求項１に記載の車両用バッテリパックであって、
   前記供給側連結部及び前記排出側連結部は、それぞれ蛇腹形状を有する、車両用バッテリパック。
3. 請求項１に記載の車両用バッテリパックであって、
   前記供給配管と前記供給側連結部とを接続する第１供給側接続部と、前記供給側連結部と前記バッテリ冷却部とを接続する第２供給側接続部とは、前後方向においてずれて配置され、
   前記排出配管と前記排出側連結部とを接続する第１排出側接続部と、前記排出側連結部と前記バッテリ冷却部とを接続する第２排出側接続部とは、前記前後方向においてずれて配置されている、車両用バッテリパック。
4. 請求項２又は３に記載の車両用バッテリパックであって、
   前記複数のバッテリモジュールは、前記車幅方向において２列に配置され、
   前記供給配管と前記バッテリケースとの供給側ケース接続部は、前記車幅方向において一方側に配置され、
   前記排出配管と前記バッテリケースとの排出側ケース接続部は、前記車幅方向において他方側に配置され、
   前記供給配管の前記前部配管部は、前記一方側で分岐し、
   前記排出配管の前記前部配管部は、前記他方側で合流し、
   前記供給配管の前記前部配管部及び前記排出配管の前記前部配管部は、前後方向から見て交差する、車両用バッテリパック。
5. 請求項４に記載の車両用バッテリパックであって、
   前記供給配管の前記前部配管部及び前記排出配管の前記前部配管部は、同一形状を有する、車両用バッテリパック。

Images