JP2012111465A - 車両用バッテリユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の衝突時にバッテリユニットに設けられたコネクタが破損しないように保護する。
【解決手段】 フレーム２４，３２Ｌで補強したトレー１１の床面に支持したバッテリから延びるケーブル７９の端部に接続されたコネクタ８０を、フレーム２４，３２Ｌの交差部に設けたコネクタ取付部材７８に取り付けたので、強度が高く破壊し難いフレーム２４，３２Ｌの交差部によって車両の衝突時にコネクタ取付部材７８が破壊することを防止し、ひいてはコネクタ８０の損傷を防止することができる。またトレー１１を補強するフレーム２４，３２Ｌがバッテリを冷却する冷媒を流す閉断面のダクトＤ４，Ｄｂを構成するので、特別のダクトを設ける必要がなくなって部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、フレームで補強したバッテリ搭載部材の床面にバッテリを支持した車両用バッテリユニットに関する。

車体のフロアパネルの下面に吊下支持した有底角状のバッテリケースの内部にバッテリを収納し、バッテリケースの前部左下部を斜めにカットして形成したスラント部にバッテリに接続されたコネクタを配置したものが、下記特許文献１により公知である。

また複数のユニットセルの集合よりなるカートリッジを複数個積み重ねて冷媒循環部材の上面に載置するとともに、積み重ねられたカートリッジを上ハウジング部材、前ハウジング部材および後ハウジング部材で覆い、前ハウジング部材および後ハウジング部材に電気接続部材（コネクタ）を一体に形成したものが、下記特許文献２により公知である。

特開２００１−１３８７５３号公報 特表２００８−５３３６９１号公報

ところで、複数のバッテリセルの集合体で構成されるバッテリユニットを備える電気自動車やハイブリッド自動車では、メンテンナンス等を行うためにバッテリユニットを車体に対して着脱する必要があるため、バッテリユニット側の電源ケーブルと車体側の電源ケーブルとを結合・分離するためのコネクタが設けられている。このコネクタには大きな電圧が加わるため、車両の衝突時にコネクタが破損しないように保護を図ることが必要であるが、上記特許文献１、２に記載された発明はコネクタの破損を防止するための特別な考慮はなされていない。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の衝突時にバッテリユニットに設けられたコネクタが破損しないように保護することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、フレームで補強したバッテリ搭載部材の床面にバッテリを支持した車両用バッテリユニットにおいて、前記バッテリから延びるケーブルの端部に接続されたコネクタを、前記フレームの交差部に設けたコネクタ取付部材に取り付けたことを特徴とする車両用バッテリユニットが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記フレームは、前記バッテリを冷却する冷媒を流す閉断面のダクトを構成することを特徴とする車両用バッテリユニットが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記フレームおよび前記コネクタ取付部材の上面にシール部材を介して結合されて前記バッテリを覆うバッテリカバーを備え、前記コネクタ取付部材の上面の高さは前記フレームの上面からなだらかに上昇することを特徴とする車両用バッテリユニットが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記コネクタ取付部材に対する前記バッテリカバーの結合は、前記コネクタ取付部材に設けたナットに前記バッテリカバーを貫通するボルトを螺合することで行われ、前記ナットは、前記コネクタ取付部材の上面と前記バッテリカバーの下面との間に挟まれて前記シール部材の潰れ代を規制するフランジ部を有することを特徴とする車両用バッテリユニットが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記バッテリカバーの端縁あるいは前記コネクタ取付部材の端縁は、前記シール部材の端縁を覆うように折り曲げられた折曲部を有することを特徴とする車両用バッテリユニットが提案される。

尚、実施の形態のトレー１１は本発明のバッテリ搭載部材に対応し、実施の形態の第４縦フレーム部材２４および第２横フレーム部材３２Ｌは本発明のフレームに対応し、実施の形態の外側フランジ６５ａは本発明のフランジ部に対応し、実施の形態の雄コネクタ８０は本発明のコネクタに対応し、実施の形態の第１〜第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ６は本発明のバッテリに対応し、実施の形態の第４ダクトＤ４、第５ダクトＤ５およびバイパスダクトＤｂは本発明のダクトに対応する。

請求項１の構成によれば、フレームで補強したバッテリ搭載部材の床面に支持したバッテリから延びるケーブルの端部に接続されたコネクタを、フレームの交差部に設けたコネクタ取付部材に取り付けたので、強度が高く破壊し難いフレームの交差部によって車両の衝突時にコネクタ取付部材が破壊することを防止し、ひいてはコネクタの損傷を防止することができる。

また請求項２の構成によれば、バッテリ搭載部材を補強するフレームがバッテリを冷却する冷媒を流す閉断面のダクトを構成するので、特別のダクトを設ける必要がなくなって部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。

また請求項３の構成によれば、フレームおよびコネクタ取付部材の上面にシール部材を介して結合されるバッテリカバーによりバッテリを覆うときに、コネクタ取付部材の上面の高さはフレームの上面からなだらかに上昇するので、コネクタ取付部材にコネクタを収納するのに充分な空間を確保しながら、コネクタ取付部材の上面とバッテリカバーとの間に挟まれたシール部材に加わる締結力が急変するのを防止してシール性を確保することができる。

また請求項４の構成によれば、コネクタ取付部材に設けたナットにバッテリカバーを貫通するボルトを螺合することでコネクタ取付部材にバッテリカバーを結合する際に、ナットに設けられたフランジ部がコネクタ取付部材の上面とバッテリカバーの下面との間に挟まれてシール部材の潰れ代を規制するので、前記ボルトの締め過ぎによるシール部材の損傷を未然に防止することができる。

また請求項５の構成によれば、バッテリカバーの端縁あるいはコネクタ取付部材の端縁を折り曲げた折曲部でシール部材の端縁を覆うので、飛散した水等がバッテリユニットに掛かっても、その水を折曲部で遮ってシール部材に付着しないようにして防水性を高めることができる。

電気自動車のバッテリユニットの斜視図。 図１からバッテリモジュールを取り外した状態を示す図。 図２の３方向矢視図。 図３の４Ａ−４Ａ線断面図および４Ｂ−４Ｂ線断面図。 図３の５−５線断面図。 図２の６部拡大図。 バッテリモジュール支持台および電源スイッチ支持台の斜視図。 図２の８−８線断面図。 図６の９−９線拡大断面図。 図１の１０方向矢視図。 図１０の１１方向矢視図。 冷却用空気の流通経路を説明する模式図。

以下、図１〜図１２に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図３に示すように、電気自動車の走行用動力源であるモータ・ジェネレータに電力を供給するバッテリユニットは、平板状のトレー１１と、トレー１１の床面に載置された複数のバッテリモジュール１２…とを備える。各バッテリモジュール１２の形状は直方体であり、その内部に電気的に直列に接続された複数のバッテリセル１３…（図２参照）が収納される。バッテリモジュール１２の長手方向両端面には、それをトレー１１に固定するための各２個のブラケット１２ａ，１２ａが突設される。

トレー１１の前部に設けた取付ブラケット１４を車体のクロスメンバ１５に結合し、トレー１１の左後部に設けた２個の取付ブラケット１６Ｌ，１７Ｌを左側のサイドフレーム１８Ｌに結合し、トレー１１の右後部に設けた２個の取付ブラケット１６Ｒ，１７Ｒを右側のサイドフレーム１８Ｒに結合することで、バッテリユニットが車体に吊り下げ支持される。トレー１１の後端部には、左右の冷却ファン７２，７２を有するファンユニット１９が設けられており、このファンユニット１９で吸引した外気がトレー１１の内部を流れるときに、その床面に載置したバッテリモジュール１２…との間で熱交換して該バッテリモジュール１２…を冷却する。

トレー１１は、車体前後方向に沿って相互に平行に延びる第１縦フレーム部材２１、第２縦フレーム部材２２、第３縦フレーム部材２３および第４縦フレーム部材２４を備える。第１縦フレーム部材２１は車幅方向右側に配置され、第２縦フレーム部材２２は車幅方向左側に配置され、第３縦フレーム部材２３は第１縦フレーム部材２１の車幅方向内側に配置され、第４縦フレーム部材２４は第２縦フレーム部材２２の車幅方向内側に配置される。

トレー１１は、前記第１〜第４縦フレーム部材２１〜２４の後方において車体前後方向に沿って相互に平行に延びる第５縦フレーム部材２５、第６縦フレーム部材２６および第７縦フレーム部材２７を備える。第５縦フレーム部材２５は車幅方向右側に配置され、第６縦フレーム部材２６は車幅方向左側に配置され、第７縦フレーム部材２７は車体中央に配置される。第５縦フレーム部材２５の車幅方向外側には第８縦フレーム部材２８が平行に接続され、第７縦フレーム部材２７の車幅方向外側には第９縦フレーム部材２９が平行に接続される。

第３、第４縦フレーム部材２３，２４の前端間に車幅方向に延びる第１横フレーム部材３１が接続される。第１、第２縦フレーム部材２１，２２の前端間に３分割されて車幅方向に延びる第２横フレーム部材３２Ｌ，３２Ｍ，３２Ｒが接続される。左側および中央の第２横フレーム部材３２Ｌ，３２Ｍの間に第４縦フレーム部材２４が挟まれ、中央および右側の第２横フレーム部材３２Ｍ，３２Ｒの間に第３縦フレーム部材２３が挟まれる。第１、第２縦フレーム部材２１，２２の前後方向中間部間に３分割されて車幅方向に延びる第３横フレーム部材３３Ｌ，３３Ｍ，３３Ｒが接続される。左側および中央の第３横フレーム部材３３Ｌ，３３Ｍの間に第４縦フレーム部材２４が挟まれ、中央および右側の第３横フレーム部材３３Ｍ，３３Ｒの間に第３縦フレーム部材２３が挟まれる。

第１〜第４縦フレーム部材２１〜２４の後端に車幅方向に延びる第４横フレーム部材３４が接続される。第４横フレーム部材３４には第５〜第７縦フレーム部材２５〜２７の前端が接続され、第５〜第７縦フレーム部材２５〜２７の後端には２分割されて車幅方向に延びる第５横フレーム部材３５Ｌ，３５Ｒが接続される。

第８縦フレーム部材２８および第９縦フレーム部材２９の前端にそれぞれバッテリモジュール支持台４１の入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏが立設されており、入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏの上端間に車幅方向に延びる矩形板状の熱交換パネル４３が架設される。

前記取付ブラケット１４は第１横フレーム部材３１の前面に固定され、前記取付ブラケット１６Ｌ，１６Ｒはそれぞれ第１、第２縦フレーム部材２１，２２の外面に固定され、前記取付ブラケット１７Ｌ，１７Ｒはそれぞれ第８、第９縦フレーム部材２８，２９の上面に固定される。

次に、トレー１１の内部を流れる冷媒としての空気の流路を説明する。空気の流路の全体的な構成は、図１２に模式的に示される。

図３および図１２に示すように、第１縦フレーム部材２１、第２縦フレーム部材２２、第５縦フレーム部材２５および第６縦フレーム部材２６は、全て同一の断面形状を有する押し出し材で構成される。図４（Ａ）に示すように、第１縦フレーム部材２１の断面は「Ｌ」字形状であって、上側の中空フレームＦと、下側の第１ダクトＤ１とが一体に形成される。これと同一の断面形状を有する第２縦フレーム部材２２、第５縦フレーム部材２５および第６縦フレーム部材２６は、中空フレームＦの下方に、それぞれ第２ダクトＤ２、第８ダクトＤ８および第９ダクトＤ９を備える。また第９縦フレーム部材２９の内部には第１１ダクトＤ１１が形成される。

図３および図１２に示すように、第３縦フレーム部材２３、第４縦フレーム部材２４および第７縦フレーム部材２７は、全て同一の断面形状を有する押し出し材で構成される。図４（Ｂ）に示すように、第３縦フレーム部材２３の断面は「凸」字形状であって、上側に中空フレームＦと、その下側に車幅方向の連設された一対の第３ダクトＤ３，Ｄ３とが一体に形成される。これと同一の断面形状を有する第４縦フレーム部材２４は、中空フレームＦの下方に、車幅方向左側の第４ダクトＤ４と車幅方向右側の第５ダクトＤ５とを一体に備える。これと同一の断面形状を有する第７縦フレーム部材２７は、中空フレームＦの下方に左右一対の第７ダクトＤ７，Ｄ７を一体に備える。

図３、図５および図１２に示すように、第１横フレーム部材３１、第２横フレーム部材３２Ｌ，３２Ｍ，３２Ｒ、第４横フレーム部材３４および第５横フレーム部材３５Ｌ，３５Ｒは、全て「口」字状断面を有する押し出し材で構成される。左側の第２横フレーム部材３２ＬがバイパスダクトＤｂ（図６参照）を構成しており、バイパスダクトＤｂの左端は第２ダクトＤ２の前端に接続されるとともに、バイパスダクトＤｂの右端は第４縦フレーム部材２４の上面を覆う流路形成部材４４を介して第５ダクトＤ５の上面の開口２４ｄ（図６参照）に接続される。

尚、流路形成部材４４と第４ダクトＤ４との間に発泡材などの断熱材を設けても良く、その断熱材には上面の開口２４ｄからバイパスダクトＤｂに向かって延びる凹凸などの整流機能を付与しても良い。これにより、第４ダクトＤ４を流れる低温の空気とバイパスダクトＤｂに排出される高温の空気との間の熱交換を防止することができる。

また第４横フレーム部材３４の内部は第６ダクトＤ６を構成し、そこに第１、第２ダクトＤ１，Ｄ２の後端、第５ダクトＤ５の後端、第８、第９ダクトＤ８，Ｄ９の前端および第１１ダクトＤ１１の前端が接続される。尚、中央の第２横フレーム部材３２Ｍおよび右側の第２横フレーム部材３２Ｒ、第３横フレーム部材３３Ｌ，３３Ｍ，３３Ｒおよび第５横フレーム部材３５Ｌ，３５Ｒは空気の流路としては機能しない。

第１ダクトＤ１の後端、第８ダクトＤ８の前端および第６ダクトＤ６の右端が第８縦フレーム部材２８の前部の第１集合部Ａ（図１２参照）において集合し、第２ダクトＤ２の後端、第９ダクトＤ９の前端、第１１ダクトＤ１１の前端および第６ダクトＤ６の左端が第９縦フレーム部材２９の前部の第２集合部Ｂ（図１２参照）において集合する。図２および図３に示すように、第１集合部Ａの上方の開口２９ａにバッテリモジュール支持台４１の入口側脚部４２ｉが接続され、第２集合部Ｂの上方の開口２８ａにバッテリモジュール支持台４１の出口側脚部４２ｏが接続される。入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏの上端間に車幅方向に延びる矩形板状の熱交換パネル４３が架設されており、熱交換パネル４３の内部には第１０ダクトＤ１０…が形成される。

第３縦フレーム部材２３の一対の第３ダクトＤ３，Ｄ３の前端に吸入口２３ａ，２３ａが形成され、第４縦フレーム部材２４の第４ダクトＤ４の前端に吸入口２４ａが形成され、第７縦フレーム部材２７の一対の第７ダクトＤ７，Ｄ７の後端に吸入口２７ａ，２７ａ（図１０および図１２参照）が形成される。

第３縦フレーム部材２３および第１縦フレーム部材２１が２枚の熱交換パネル４５，４５で接続され、第４縦フレーム部材２４および第２縦フレーム部材２２が２枚の熱交換パネル４５，４５で接続され、第３縦フレーム部材２３および第４縦フレーム部材２４が３枚の熱交換パネル４５…で接続され、第７縦フレーム部材２７および第５縦フレーム部材２５が熱交換パネル４５で接続され、第７縦フレーム部材２７および第６縦フレーム部材２６が熱交換パネル４５で接続される。

図５に示すように、各熱交換パネル４５の内部に、空気の流れ方向に沿って延びる多数の隔壁４５ａ…によって多数の連結ダクトＤｃ…が形成される。第１〜第７縦フレーム部材２１〜２７の側面には多数の連通孔２１ｂ…〜２７ｂ…が形成されており、これら第１〜第７縦フレーム部材２１〜２７の内部空間が連通孔２１ｂ…〜２７ｂ…を介して連結ダクトＤｃ…の内部空間に連通する。

図１および図４に示すように、各熱交換パネル４５の上面に、２個あるいは４個のバッテリモジュール１２…が支持され、各バッテリモジュール１２の４個のブラケット１２ａ…がボルト４６…およびナット４７…で第１〜第７縦フレーム部材２１〜２７および第１、第２横フレーム部材３１，３２Ｍに固定される。このとき、図４および図５に示すように、バッテリモジュール１２の下面と熱交換パネル４５の上面との間に伝熱性が高いシリコンシート４８が挟まれるとともに、熱交換パネル４５の上面に相互に平行に延びる多数の空気抜き溝４５ｂ…が形成される。

図１および図１２に示すように、第１、第３縦フレーム部材２１，２３間に配置された８個のバッテリモジュール１２…は第１バッテリ群Ｂ１を構成し、第２、第４縦フレーム部材２２，２４間に配置された８個のバッテリモジュール１２…は第２バッテリ群Ｂ２を構成し、第３、第４縦フレーム部材２３，２４間に配置された１０個のバッテリモジュール１２…は第３バッテリ群Ｂ３を構成し、第５、第７縦フレーム部材２５，２７間に配置された３個のバッテリモジュール１２…は第４バッテリ群Ｂ４を構成し、第６、第７縦フレーム部材２６，２７間に配置された３個のバッテリモジュール１２…は第５バッテリ群Ｂ５を構成し、バッテリモジュール支持台４１上に配置された２個のバッテリモジュール１２，１２は第６バッテリ群Ｂ６を構成する。

図２、図７および図８に示すように、バッテリモジュール支持台４１は、中空に構成された入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏと、入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏ間に架設された板状の熱交換パネル４３とを備える。入口側脚部４２ｉは、第８縦フレーム部材２８の前部上面に形成された開口２８ａ（図３参照）を覆うようにボルト４９…で固定され、また出口側脚部４２ｏは、第９縦フレーム部材２９の前部上面に形成された開口２９ａ（図３参照）を覆うようにボルト５０…で固定される。熱交換パネル４３の内部には、空気の流れ方向に延びる複数の隔壁４３ａ…によって複数の第１０ダクトＤ１０…が区画される。熱交換パネル４３の上面には空気抜き溝４３ｂ…が形成されており、その上面にシリコンシート４８を挟んで、第６バッテリ群Ｂ６を構成する２個のバッテリモジュール１２，１２が載置される。

バッテリモジュール支持台４１の後方に屈曲した金属パイプで構成された電源スイッチ支持台５１が設けられる。電源スイッチ支持台５１は、電源スイッチ５２を支持する矩形状の支持枠５１ａと、その左右後端から下方に延びる左右一対の支持脚５１ｂ，５１ｃとを備える。支持枠５１ａの前縁に設けた複数のブラケット５１ｄ…がボルト５３…で熱交換パネル４３の後縁に固定され、左側の支持脚５１ｂの下端に設けた取付ブラケット５１ｅがボルト５４で第９縦フレーム部材２９の上面に固定され、右側の支持脚５１ｃの下端に設けた取付ブラケット５１ｆがボルト５５で第８縦フレーム部材２８の上面に固定される。尚、取付ブラケット５１ｆは、バッテリモジュール１２を保持するボルト４６にバッテリモジュール１２と共締めにより固定されても良い。

下向きに直線状に延びる左側の支持脚５１ｂの下端の取付ブラケット５１ｅは、車体後方に向けて直角に屈曲する。一方、車体前方に向けて湾曲しながら下向きに延びる右側の支持脚５１ｃの下端の取付ブラケット５１ｆは、車体前方に向けて直角に屈曲する。

図１０および図１１に示すように、トレ−１１の後端部に第１〜第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ６に冷却媒体としての空気を供給するためのファンユニット１９が設けられる。

ファンユニット１９を支持するファンユニット支持フレーム７１はパイプ材を屈曲して構成されるもので、トレー１１の後部上面に下端を固定された４本の脚部７１ａ…と、前側の２本の脚部７１ａ，７１ａの上端間を車幅方向に接続する前部横フレーム７１ｂと、後側の２本の脚部７１ａ，７１ａの上端間を車幅方向に接続する後部横フレーム７１ｃと、前後方向に延びて前部横フレーム７１ｂおよび後部横フレーム７１ｃを接続する左縦フレーム７１ｄ、中央縦フレーム７１ｅおよび右縦フレーム７１ｆとを備える。このファンユニット支持フレーム７１は、第４バッテリ群Ｂ４および第５バッテリ群Ｂ５の後端の２個のバッテリモジュール１２，１２の上部を架橋するように配置される。

ファンユニット支持フレーム７１には、シロッコファンよりなる左右一対の冷却ファン７２，７２が支持される。各冷却ファン７２は、上面に吸入口７３ａを備えて側面に排出口７３ｂを備えたケーシング７３と、ケーシング７３の内部で回転するロータ７４と、ロータ７４を回転駆動する電動モータ（不図示）とで構成される。

左側の冷却ファン７２のケーシング７３の外周部には３個の取付ブラケット７３ｃ…が設けられており、それらの取付ブラケット７３ｃ…はファンユニット支持フレーム７１の前部横フレーム７１ｂ、後部横フレーム７１ｃおよび中央縦フレーム７１ｅに設けた取付ブラケット７１ｇ…に、それぞれゴムブッシュマウント７５…を介して弾性支持される。同様に、右側の冷却ファン７２のケーシング７３の外周部には３個の取付ブラケット７３ｃ…が設けられており、それらの取付ブラケット７３ｃ…はファンユニット支持フレーム７１の前部横フレーム７１ｂ、後部横フレーム７１ｃおよび右縦フレーム７１ｆに設けた取付ブラケット７１ｇ…に、それぞれゴムブッシュマウント７５…を介して弾性支持される。

左右の冷却ファン７２，７２は同一形状であるが、その取付角度を異ならせることで、車体中心線よりも左側に位置する左側の冷却ファン７２の排出口７３ｂは左斜め後方を指向し、車体中心線よりも右側に位置する右側の冷却ファン７２の排出口７３ｂは右斜め後方を指向する。

左右の冷却ファン７２，７２の上部を覆うように、サージタンクの機能を有するファンボックス７６がファンユニット支持フレーム７１に支持される。即ち、ファンボックス７６の前部および後部にそれぞれ設けた取付ブラケット７６ａ，７６ａが、ファンユニット支持フレーム７１の前部横フレーム７１ｂおよび後部横フレーム７１ｃに設けた取付ブラケット７１ｈ，７１ｈに、それぞれゴムブッシュマウント７７，７７を介して弾性支持される。

ファンボックス７６の左端から斜め下向きに延びる吸入ダクト部７６ｂの下端が、第９フレーム２９の後部上面に形成した開口２９ｃに接続される。またファンボックス７６の下面に形成した２個の開口（不図示）が左右の冷却ファン７２，７２の上面の吸入口７３ａ，７３ａに接続される。

バッテリユニットの上面はフロアパネル６７で覆われており、ファンボックス７６は冷却ファン７２，７２とフロアパネル６７との間を遮るように配置される。

図１および図６に示すように、第４縦フレーム部材２４および左側の第２横フレーム部材３２Ｌが交差する部分の左前方に、前壁７８ａおよび側壁７８ｂをＬ字状に組み合わせたコネクタ取付部材７８が固定される。コネクタ取付部材７８の前壁７８ａおよび側壁７８ｂは第４縦フレーム部材２４および左側の第２横フレーム部材３２Ｌと協働して四角形の強固な枠部を構成し、その内部に配置されて第１〜第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ６にケーブル７９，７９を介して連なる雄コネクタ８０，８０が、前記コネクタ取付部材７８の前壁７８ａを前方に貫通するように固定される。雄コネクタ８０，８０には、ケーブル８１，８１を介してモータ・ジェネレータに連なる雌コネクタ８２，８２が着脱自在に結合される。

雄コネクタ８０，８０を収納する空間を確保すべく、コネクタ取付部材７８の前壁７８ａの頂面ａは第４縦フレーム部材２４および左側の第２横フレーム部材３２Ｌの上面よりも高くなっており、従って前壁７８ａには頂面ａに向かって上り傾斜する第１傾斜面ｂが形成され、側壁７８ｂには頂面ａに向かって上り傾斜する第２傾斜面ｃが形成される。

図６および図９に示すように、コネクタ取付部材７８を含むトレー１の外周部上面にはシール部材８３を介してバッテリカバー６３のフランジ６３ａが載置され、ボルト６４…およびナット６５…で固定される。コネクタ取付部材７８に予め固定されるナット６５の形状は特殊なものであり、コネクタ取付部材７８の上壁の外面および内面を挟持する外側フランジ６５ａおよび内側フランジ６５ｂと、雌ねじが形成された雌ねじ部６５ｃとを備える。外側フランジ６５ａの厚さはシール部材８３の自由状態での厚さよりも若干薄くなっており、かつシール部材８３には外側フランジ６５ａの外周に嵌合する円形の開口８３ａが形成される。

またコネクタ取付部材７８の前壁７８ａおよび側壁７８ｂの上面を覆うバッテリカバー６３のフランジ６３ａには、下向きに折り曲げられた折曲部６３ｂ，６３ｂが形成される。折曲部６３ｂ，６３ｂはコネクタ取付部材７８の前壁７８ａの前面から露出するシール部材８３の端縁と、側壁７８ｂの左側面から露出するシール部材８３の端縁とを覆うように下向きに垂下する。

以上のように構成されたバッテリユニットの下面は、アンダーカバー６６によって覆われる。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

車両の走行用の駆動源であるモータ・ジェネレータを駆動・回生すると、その電源であるバッテリモジュール１２…が発熱するため、トレー１１の内部を流れる空気（外気）によってバッテリモジュール１２…を冷却することで耐久性を確保する必要がある。バッテリセル１３…やバッテリモジュール１２…は冷却用の外気に直接接触せず、第１〜第７ダクトＤ１〜Ｄ７を流れる外気によって間接的に冷却されるので、外気に含まれる塵や水分でバッテリセル１３…やバッテリモジュール１２…が汚れることがない。

空気の流通経路の下流端にあるファンユニット１９を駆動すると、図１２に示すように、第３、第４縦フレーム部材２３，２４の前端の吸入口２３ａ，２３ａ；２４ａから空気が吸入される。第３縦フレーム部材２３の右側の吸入口２３ａから第３ダクトＤ３内に吸入された空気は、第３ダクトＤ３の右側面から第１バッテリ群Ｂ１の下方の熱交換パネル４５，４５の連結ダクトＤｃに流入し、そこを流れる間に熱交換して第１バッテリ群Ｂ１を冷却した後、第１縦フレーム部材２１の第１ダクトＤ１に流入して後方の第１集合部Ａに集合する。

第４縦フレーム部材２４の吸入口２４ａから第４ダクトＤ４内に吸入された空気は、第４ダクトＤ４の左側面から第２バッテリ群Ｂ２の下方の熱交換パネル４５，４５の連結ダクトＤｃに流入し、そこを流れる間に熱交換して第２バッテリ群Ｂ２を冷却した後、第２縦フレーム部材２２の第２ダクトＤ２に流入して後方の第２集合部Ｂに集合する。

第３縦フレーム部材２３の左側の吸入口２３ａから第３ダクトＤ３内に吸入された空気は、第３ダクトＤ３の左側面から第３バッテリ群Ｂ３の下方の熱交換パネル４５…の連結ダクトＤｃに流入し、そこを流れる間に熱交換して第３バッテリ群Ｂ３を冷却した後、第４縦フレーム部材２４の第５ダクトＤ５に流入して前後に分流する。第５ダクトＤ５の空気の一部は第５ダクトＤ５の上面の開口２４ｄおよび流路形成部材４４の内部を通過して左側の第２横フレーム部材３２Ｌの内部のバイパスダクトＤｂに流入し、そこから第２縦フレーム部材２２の第２ダクトＤ２の前端に流入して後方の第１集合部Ａに集合する。また第５ダクトＤ５の空気の残部は後方に流れて第４横フレーム部材３４の第６ダクトＤ６に流入し、そこで左右に分流して第１集合部Ａおよび第２集合部Ｂに集合する。

第７縦フレーム部材２７の後端の吸入口２７ａ，２７ａ（図１０および図１２参照）から第７ダクトＤ７，Ｄ７内に吸入された空気は、右側の第７ダクトＤ７の右側面から第４バッテリ群Ｂ４の下方の熱交換パネル４５の連結ダクトＤｃに流入し、そこを流れる間に熱交換して第４バッテリ群Ｂ４を冷却した後、第５縦フレーム部材２５の第８ダクトＤ８に流入して前方に流れ、第１集合部Ａに集合するとともに、左側の第７ダクトＤ７の左側面から第５バッテリ群Ｂ５の下方の熱交換パネル４５の連結ダクトＤｃに流入し、そこを流れる間に熱交換して第５バッテリ群Ｂ５を冷却した後、第６縦フレーム部材２６の第９ダクトＤ９に流入して前方に流れ、第２集合部Ｂに集合する。

第１集合部Ａに集合した空気は第８縦フレーム部材２８の上面の開口２８ａを通過し、入口側脚部４２ｉの内部を上方に流れて熱交換パネル４３の内部の第１０ダクトＤ１０…に流入し、そこを流れる間に熱交換して第６バッテリ群Ｂ６を冷却した後、出口側脚部４２ｏの内部を下向きに流れて第９縦フレーム部材２９の上面の開口２９ａを通過し、第２集合部Ｂに集合する。熱交換パネル４３の内部の第１０ダクトＤ１０…を流れる空気は既に第１、第５バッテリ群Ｂ１〜Ｂ５との間で熱交換してある程度温度上昇しているが、その第１０ダクトＤ１０…には第１集合部Ａに集合した全ての空気が流れるため、充分な流量の空気で第６バッテリ群Ｂ６の冷却性能を確保することができる。

そして第９縦フレーム部材２９の第２集合部Ｂに集合した熱交換後の空気は、第９縦フレーム部材２９の開口２９ｃから吸入ダクト部７６ｂを経てファンボックス７６に吸入された後、左右の冷却ファン７２，７２のロータ７４，７４によってケーシング７３の吸入口７３ａ，７３ａから吸い込まれ、ケーシング７３，７３の排出口７３ｂ，７３ｂから排出される。このとき、左右の冷却ファン７２，７２を上から見ると、２個の排出口７３ｂ，７３ｂの軸線は車体中心線の左右において後方側が左右方向外側に開くように配置されるので、２個の排出口７３ｂ，７３ｂから排出された熱交換後の温度上昇した空気が、車体中心線上に前後方向の軸線を有して配置された第７縦フレーム部材２７の吸入口２７ａ，２７ａに吸い込まれ難くし、第４、第５バッテリ群Ｂ４，Ｂ５の冷却性能を確保することができる。

またファンボックス７６がフロアパネル６７と冷却ファン７２，７２との間に配置されるので、冷却ファン７２，７２が発生した騒音をファンボックス７６およびフロアパネル６７で遮ることで、その騒音が車室に伝達され難くして静粛性を高めることができる。しかもファンユニット支持フレーム７１に対する冷却ファン７２，７２の接続部にゴムブッシュマウント７５…を配置し、かつファンユニット支持フレーム７１に対するファンボックス７６の接続部にゴムブッシュマウント７７，７７を配置したので、冷却ファン７２，７２に発生する振動や騒音をゴムブッシュマウント７５…；７７，７７で吸収してトレー１１から車室に伝わり難くすることで、車室の静粛性を更に高めることができる。

バッテリモジュール１２と熱交換パネル４５との間に挟まれたシリコンシート４８はバッテリモジュール１２および熱交換パネル４５よりも柔らかいため、バッテリモジュール１２の重量で変形してバッテリモジュール１２および熱交換パネル４５の両方に密着し、バッテリモジュール１２から熱交換パネル４５への熱交換効率を高める機能を発揮する。また熱交換パネル４５の上面には相互に平行に延びる多数の空気抜き溝４５ｂ…が形成されており、この空気抜き溝４５ｂ…により、熱交換パネル４５とシリコンシート４８との間に空気が挟まれて熱交換効率が低下するのを防止することができる。

バッテリモジュール支持台４１の熱交換パネル４３およびバッテリモジュール１２，１２間に挟まれたシリコンシート４８の作用効果と、バッテリモジュール支持台４１の熱交換パネル４３の上面の空気抜き溝４３ｂ…の作用効果とは、上述したものと同じである。

ところで、第３縦フレーム部材２３に相互に接するように形成された一対の第３ダクトＤ３，Ｄ３の内部を流れる空気は共に熱交換前の低温のものであるが、第４縦フレーム部材２４に相互に接するように形成された第４ダクトＤ４および第５ダクトＤ５のうち、第４ダクトＤ４には熱交換前の低温の空気が流れ、第５ダクトＤ５には熱交換後の高温の空気が流れるため、温度差のある空気間で熱交換が行われて第２バッテリ群Ｂ２のバッテリモジュール１２…の冷却効果が低下する可能性がある。

しかしながら本実施の形態によれば、第５ダクトＤ５がバイパスダクトＤｂを介して第２ダクトＤ２に連通しているため、熱交換後の高温の空気が第５ダクトＤ５の内部に滞在する時間を短縮して第４ダクトＤ４内の低温の空気との間で熱交換し難くすることで、第４ダクトＤ４内の空気の温度上昇を最小限に抑えて第２バッテリ群Ｂ２の冷却効果の低下を最小限に抑えることができる。

またバッテリモジュール支持台４１は入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏによって支持された熱交換パネル４３の上面に重量の大きい２個のバッテリモジュール１２…を載置しているため、車両が急発進、急制動あるいは急旋回したときにバッテリモジュール１２…に作用する慣性力によってバッテリモジュール支持台４１を倒そうとするモーメントが発生する。特に、入口側脚部４２ｉおよび出口側脚部４２ｏは車幅方向に離間して配置されており、かつ前後方向の幅も小さいため、車両が急発進、急制動したときにバッテリモジュール支持台４１が前後方向に倒れ易くなる。

しかしながら本実施の形態によれば、バッテリモジュール支持台４１の後部に電源スイッチ支持台５１が接続されているので、この電源スイッチ支持台５１でバッテリモジュール支持台４１の倒れ剛性を高めて急発進時および急制動時の安定性を高めることができる。特に、電源スイッチ支持台５１は。その左側の支持脚５１ｂの取付ブラケット５１ｅが車体後方に延び、その右側の支持脚５１ｃが車体前方に屈曲するとともに取付ブラケット５１ｆが車体前方に延びるので、電源スイッチ支持台５１自体の前後方向の倒れ剛性を高め、ひいてはバッテリモジュール支持台４１の前後方向の倒れ剛性を高めることができる。しかも電源スイッチ支持台５１を利用してバッテリモジュール支持台４１の倒れ剛性を高めるので、特別の補強部材が不要になって部品点数やコストの削減が可能になる。

また下層の第４、第５バッテリ群Ｂ４，Ｂ５の上方に配置されて上面に上層の第６バッテリ群Ｂ６を支持するバッテリモジュール支持台４１の熱交換パネル４３が中空に構成されており、その内部の第１０ダクトＤ１０…を流通する空気により上層の第６バッテリ群Ｂ６が冷却されるので、熱交換パネル４３に第６バッテリ群Ｂ６の支持および第６バッテリ群Ｂ６の冷却の二つの機能を持たせることで、部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。

しかも熱交換パネル４３の内部が空気の流通方向に延びる複数の隔壁４３ａ…によって複数の第１０ダクトＤ１０…に分割されているので、第６バッテリ群Ｂ６の重量によって熱交換パネル４３が潰れるのを防止して空気の流路を確保することができるだけでなく、熱交換パネル４３の内部を流れる空気を隔壁４３ａ…で整流して流通抵抗を低減することができる。尚、第１〜第５バッテリ群Ｂ１〜Ｂ５を支持する熱交換パネル４５…も、上述した第６バッテリ群Ｂ６を支持する熱交換パネル４３と同様に、その隔壁４５ａ…によって上記作用効果を達成することができる。

ところで、トレー１１に搭載した第１〜第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ６からの電力をモータ・ジェネレータに供給するケーブル７９，７９の先端に設けた雄コネクタ８０，８０はトレー１１に固定されているため、車両の衝突によってトレー１１が破壊されると、高電圧が加わる雄コネクタ８０，８０も同時に損傷する可能性がある。これを防止するために、本実施の形態では、第４縦フレーム部材２４および第２横フレーム部材３２Ｌの交差部に縦壁７８ａおよび横壁７８ｂをＬ字状に組み合わせたコネクタ取付部材７８を結合し、第４縦フレーム部材２４、第２横フレーム部材３２Ｌおよびコネクタ取付部材７８によって囲まれた四角形の強固な枠部の内部に雄コネクタ８０，８０を配置したので、強度が高く破壊し難い第４縦フレーム部材２４および第２横フレーム部材３２Ｌによって車両の衝突時にコネクタ取付部材７８が破壊することを防止し、ひいては雄コネクタ８０，８０の損傷を防止することができる。

しかも、バッテリ搭載部材７８を補強する第４縦フレーム部材２４および第２横フレーム部材３２Ｌが第１〜第３および第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ６を冷却する空気を流す閉断面の第４ダクトＤ４、第５ダクトＤ５およびバイパスダクトＤｂを構成するので、特別のダクトを設ける必要がなくなって部品点数の削減および構造の簡素化を図ることができる。

またコネクタ取付部材７８を含むトレー１１の上面にシール部材８３を介して結合されたバッテリカバー６３により第１〜第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ６を覆うときに、コネクタ取付部材７８の上面は第４縦フレーム部材２４および第２横フレーム部材３２Ｌの上面から第１、第２傾斜面ｂ，ｃによってコネクタ取付部材７８の頂面ａへとなだらかに上昇するので、コネクタ取付部材７８の内側に雄コネクタ８０，８０を収納するのに充分な空間を確保しながら、コネクタ取付部材７８の上面とバッテリカバー６３との間に挟まれたシール部材８３に加わる締結力が急変するのを防止してシール性を確保することができる。

更に、コネクタ取付部材７８に設けたナット６５…にバッテリカバー６３を貫通するボルト６４…を螺合することでコネクタ取付部材７８にバッテリカバー６３を結合する際に、ナット６５…に設けられた外側フランジ部６５ａ…がコネクタ取付部材７８の上面とバッテリカバー６３の下面との間に挟まれてシール部材８３の潰れ代を規制するので、前記ボルト６４…の締め過ぎによるシール部材８３の損傷を未然に防止することができる。

更にまた、バッテリカバー６３の端縁を折り曲げた折曲部６３ｂ，６３ｂでコネクタ取付部材７８の上面のシール部材８３の端縁を覆うので、飛散した水等がバッテリユニットに掛かっても、その水を折曲部６３ｂ，６３ｂで遮ってシール部材８３に付着しないようにして防水性を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではシール部材８３に水が付着するのを防止する折曲部６３ｂ，６３ｂをバッテリカバー６３側に設けているが、それをコネクタ取付部材７８側に設けても良い。

また実施の形態ではコネクタ取付部材７８をフレーム２４，３２Ｌと一体に形成しているが、それを別体に形成しても良い。

また実施の形態では第１〜第６バッテリ群Ｂ１〜Ｂ６をバッテリモジュール１２…の集合で構成しているが、それらをバッテリセル１３…の集合で構成しても良い。

１１ トレー（バッテリ搭載部材）
２４ 第４縦フレーム部材（フレーム）
３２Ｌ 第２横フレーム部材（フレーム）
６３ バッテリカバー
６３ｂ 折曲部
６４ ボルト
６５ ナット
６５ａ 外側フランジ（フランジ部）
７８ コネクタ取付部材
７９ ケーブル
８０ 雄コネクタ（コネクタ）
８３ シール部材
Ｂ１〜Ｂ６ 第１〜第６バッテリ群（バッテリ）
Ｄ４ 第４ダクト（ダクト）
Ｄ５ 第５ダクト（ダクト）
Ｄｂ バイパスダクト（ダクト）

Claims (5)

1. フレームで補強したバッテリ搭載部材の床面にバッテリを支持した車両用バッテリユニットにおいて、
   前記バッテリから延びるケーブルの端部に接続されたコネクタを、前記フレームの交差部に設けたコネクタ取付部材に取り付けたことを特徴とする車両用バッテリユニット。
2. 前記フレームは、前記バッテリを冷却する冷媒を流す閉断面のダクトを構成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリユニット。
3. 前記フレームおよび前記コネクタ取付部材の上面にシール部材を介して結合されて前記バッテリを覆うバッテリカバーを備え、前記コネクタ取付部材の上面の高さは前記フレームの上面からなだらかに上昇することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用バッテリユニット。
4. 前記コネクタ取付部材に対する前記バッテリカバーの結合は、前記コネクタ取付部材に設けたナットに前記バッテリカバーを貫通するボルトを螺合することで行われ、前記ナットは、前記コネクタ取付部材の上面と前記バッテリカバーの下面との間に挟まれて前記シール部材の潰れ代を規制するフランジ部を有することを特徴とする、請求項３に記載の車両用バッテリユニット。
5. 前記バッテリカバーの端縁あるいは前記コネクタ取付部材の端縁は、前記シール部材の端縁を覆うように折り曲げられた折曲部を有することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の車両用バッテリユニット。

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