車両用電源装置
【課題】 バッテリモジュールを支持して冷却する支持プレートの剛性および冷却性を両立させる。
【解決手段】 バッテリモジュールを支持する支持プレート１１は、バッテリモジュールの底面に熱的に当接するアッパプレート１５と、アッパプレート１５との間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画するロアプレート１４とを備える。ロアプレート１４の上面に冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる第１補強突起１４ｃ，１４ｄを形成し、アッパプレート１５の上面に冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる第２補強突起１５ｄを形成したので、第１、第２補強突起１４ｃ，１４ｄ，１５ｄで二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができ、しかも冷却空間内に突出する第１補強突起１４ｃ，１４ｄは冷却媒体の流れ方向に延びており、かつ第２補強突起１５ｄは冷却空間外に突出するので、冷却媒体の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。
【解決手段】 バッテリモジュールを支持する支持プレート１１は、バッテリモジュールの底面に熱的に当接するアッパプレート１５と、アッパプレート１５との間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画するロアプレート１４とを備える。ロアプレート１４の上面に冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる第１補強突起１４ｃ，１４ｄを形成し、アッパプレート１５の上面に冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる第２補強突起１５ｄを形成したので、第１、第２補強突起１４ｃ，１４ｄ，１５ｄで二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができ、しかも冷却空間内に突出する第１補強突起１４ｃ，１４ｄは冷却媒体の流れ方向に延びており、かつ第２補強突起１５ｄは冷却空間外に突出するので、冷却媒体の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートが、前記バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、前記第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第１プレートとを備える車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池部材を支持する支持プレートを、組電池部材の下面に熱的に当接するヒートシンクと、ヒートシンクの下側に結合されて該ヒートシンクとの間に冷却風が流れる冷却通路を区画する区画壁とで構成し、組電池部材の熱をヒートシンクを介して冷却風に放熱するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０１８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上面に複数のバッテリモジュールを支持する大型の支持プレートを、内部に冷却風が流れる冷却空間を形成すべく２枚の金属板を結合して構成する場合に、その支持プレートの剛性を確保するために金属板に補強突起（補強リブ）を設けることが必要となり、しかも支持プレートは複数の異なる方向の曲げ荷重を受けるため、複数の方向に延びる補強突起を配置することが必要となる。
【０００５】
上記特許文献１に記載された発明は、ヒートシンクの下面に冷却風の流れ方向と平行に設けた冷却フィンと、区画壁の上面に冷却風の流れ方向と直交する方向に設けたリブ部とが上記補強突起の機能を有すると考えられるが、前記リブ部は冷却風の流れを遮るように冷却通路内に突出しているため、リブ部によって冷却風のスムーズな流れが阻害されて冷却性能が低下する問題がある。これを回避するために、リブ部の方向を冷却風の流れ方向と平行にすると、ヒートシンクの冷却フィンの方向とリブ部の方向とが同じになるため、特定の方向の曲げ荷重に対する剛性向上効果しか得られなくなってしまう問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バッテリモジュールを支持して冷却する支持プレートの剛性および冷却性を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートが、前記バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、前記第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備える車両用電源装置において、前記第１、第２プレートの少なくとも一方には前記冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起が形成され、前記第１プレートの上面には冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第２補強突起が形成されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【０００８】
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、前記第１補強突起は前記第１、第２プレートの他方に接触部において当接し、前記バッテリモジュールの底面の端縁は前記接触部に沿って配置されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【０００９】
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、前記第１補強突起は前記第２プレートを前記第１プレート側に溝状に折り曲げて構成され、前記支持プレートを自動車の車体に搭載したときに、前記第１補強突起の下側に形成される空間内に車体フレームが配置されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第２補強突起に前記バッテリモジュールが固定されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１１】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記支持プレートに結合されて前記バッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーを備え、前記バッテリカバーの前記収容空間側の面には第３補強突起が設けられることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１２】
また請求項６に記載された発明によれば、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートが、前記バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、前記第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備え、前記支持プレートに前記バッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーが結合される車両用電源装置において、前記第１、第２プレートの少なくとも一方には前記冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起が形成され、前記バッテリカバーの前記収容空間側の面には、少なくとも冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第３補強突起が形成されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１３】
尚、実施の形態のロアプレート１４は本発明の第２プレートに対応し、実施の形態の第１、第２横リブ１４ｃ，１４ｄは本発明の第１補強突起に対応し、実施の形態のアッパプレート１５は本発明の第１プレートに対応し、実施の形態の縦リブ１５ｄは本発明の第２補強突起に対応し、実施の形態の第２〜第４冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄは本発明の冷却空間に対応し、実施の形態の補強リブ２５は本発明の第３補強突起に対応する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の構成によれば、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートは、バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備える。第１、第２プレートの少なくとも一方に冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起を形成し、第１プレートの上面に冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第２補強突起を形成したので、第１補強突起および第２補強突起で支持プレートの二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができる。しかも冷却空間内に突出する第１補強突起は冷却媒体の流れ方向に延びており、かつ第２補強突起は冷却空間外に突出するので、第１、第２補強突起により冷却媒体の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。
【００１５】
また請求項２の構成によれば、第１補強突起は第１第２プレートの他方に接触部において当接するので、第１プレートの熱が接触部を介して第２プレートに逃げ易くなり、第１プレートの接触部の近傍の熱引けが良好になる。バッテリモジュールの底面の中間部を前記接触部上に配置すると、バッテリモジュールが局部的に冷やされてしまい、各バッテリセル間に温度差が発生して寿命が短くなる可能性があるが、バッテリモジュールの底面の端縁を接触部に沿って配置したので、バッテリモジュールが局部的に冷やされ難くして各バッテリセル間の温度差を最小限に抑えることができる。
【００１６】
また請求項３の構成によれば、第１補強突起は第２プレートを第１プレート側に溝状に折り曲げて構成されるので、第１補強突起の下側に空間が形成される。支持プレートを自動車の車体に搭載したときに、第１補強突起の下側に形成される空間内に車体フレームが配置されるので、それが車両用電源装置を車体に搭載するときの位置決めの目安となるだけでなく、車体フレームと第１プレートとの干渉を回避しながら支持プレートの位置を低くすることができ、これにより車両用電源装置を車体に搭載するための上下方向のスペースを削減することが可能になる。
【００１７】
また請求項４の構成によれば、第２補強突起にバッテリモジュールを固定するので、バッテリモジュールを固定するための特別の部材が不要になって構造の簡素化が可能になる。
【００１８】
また請求項５の構成によれば、支持プレートに結合されてバッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーを備えるので、支持プレートおよびバッテリカバーが相互に補強し合って車両用電源装置全体の剛性が向上する。
【００１９】
また請求項６の構成によれば、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートは、バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備え、支持プレートにバッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーが結合される。第１、第２プレートの少なくとも一方に冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起を形成し、バッテリカバーの収容空間側の面に少なくとも冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第３補強突起を形成したので、第１補強突起および第３補強突起で支持プレートの二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができる。しかも冷却空間内に突出する第１補強突起は冷却媒体の流れ方向に延びており、かつ第３補強突起は冷却空間外に突出するので、第１、第３補強突起により冷却媒体の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。更に、第３補強突起をバッテリカバーに設けたことで、支持プレートの表面を有効に利用することが可能になってバッテリモジュールの搭載が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両用電源装置の斜視図。（第１の実施の形態）
【図２】図１からバッテリカバーおよび一部のバッテリモジュールを取り除いた図。（第１の実施の形態）
【図３】ロアプレートおよびアッパプレートの分解斜視図。（第１の実施の形態）
【図４】図２の４方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図５】図１の５−５線断面図。（第１の実施の形態）
【図６】図２の６−６線断面図。（第１の実施の形態）
【図７】図２の７−７線断面図。（第１の実施の形態）
【図８】図２の８−８線断面図。（第１の実施の形態）
【図９】図２の９−９線断面図。（第１の実施の形態）
【図１０】図２の１０−１０線断面図。（第１の実施の形態）
【図１１】前記図８に対応する図。（第２の実施の形態）
【図１２】前記図１０に対応する図。（第３の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図１０に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１に示すように、電機自動車の走行用駆動源であるモータ・ジェネレータに給電する車両用電源装置は、車体に取り付けられる支持プレート１１の上面に複数個（実施の形態では３４個）のバッテリモジュール１２…を搭載し、その上方をバッテリカバー１３で覆って構成される。
【００２３】
図３に示すように、車体前後方向に細長く形成された支持プレート１１は、アルミニウム板をプレス加工した下側のロアプレート１４と、アウミニウム板をプレス加工した上側のアッパプレート１５とを重ね合わせ、それらの周縁部をスポット溶接により結合して構成される。
【００２４】
ロアプレート１４は浅い皿状の部材であって、平坦な本体部１４ａの周縁部を上向きおよび外向きに折り曲げたフランジ部１４ｂを備えており、このフランジ部１４ｂ…においてアッパプレート１５の周縁部にスポット溶接される。ロアプレート１４の本体部１４ａには、逆Ｕ字状の断面を有して車幅方向に直線状に延びる９本の第１横リブ１４ｃ…が上向きに突設されており、それらの両端部はフランジ部１４ｂに接続される。前から３番目および４番目の第１横リブ１４ｃ，１４ｃの間には、それらの第１横リブ１４ｃ，１４ｃよりも幅広の逆Ｕ字状の断面を有して車幅方向に直線状に延びる１本の第２横リブ１４ｄが上向きに突設されており、その両端部はフランジ部１４ｂに接続される。
【００２５】
本体部１４ａの前部には、逆Ｕ字状の断面を有して前後方向に直線状に延びる１本の縦リブ１４ｅが上向きに突設される。本体部１４ａにおける縦リブ１４ｅの右側には、直角三角形状の分流リブ１４ｆが上向きに突設される。縦リブ１４ｅおよび分流リブ１４ｆは、フランジ部１４ｂ、第１横リブ１４ｃ…および第２横リブ１４ｄの何れにも接続せずに独立している。
【００２６】
ロアプレート１４の前部右側のフランジ部１４ｂには、分流リブ１４ｆの斜辺に対向する冷却風入口開口１４ｇが形成されるとともに、最も後方の第１横リブ１４ｃよりも後方右側のフランジ部１４ｂには、冷却風出口開口１４ｈが形成される。第１横リブ１４ｃ…、第２横リブ１４ｄおよび縦リブ１４ｅの頂面の高さはフランジ部１４ｂの高さよりも低くなっているが、分流リブ１４ｆの頂面の高さは第１横リブ１４ｃ…、第２横リブ１４ｄ…および縦リブ１４ｅの頂面の高さよりも高く、フランジ部１４ｂの高さに略一致している。
【００２７】
アッパプレート１５も浅い皿状の部材であって、その周縁部に沿って形成された平坦な本体部１５ａの内側には、第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）が区画される。第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）は本体部１５ａよりも一段低くなっており、隣接する第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）間には、逆Ｕ字状の断面を有する４本の横リブ１５ｃ…および５本の縦リブ１５ｄ…が形成される。それら横リブ１５ｃ…および縦リブ１５ｄ…の頂点の高さは本体部１５ａの高さに一致している。前から２本目および３本目の横リブ１５ｃ，１５ｃの間には、第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）と同じ深さを有して車幅方向に延びる細長い凹部１５ｅが形成される。
【００２８】
図４に示すように、ロアプレート１４の上面にアッパプレート１５を重ね合わせてスポット溶接した状態では、ロアプレート１４の第１横リブ１４ｃ…および縦リブ１４ｅの頂面はアッパプレート１５の第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）の下面に当接し（図７参照）、ロアプレート１４の第２横リブ１４ｄの頂面はアッパプレート１５の凹部１５ｅの下面に当接する（図８および図９参照）。その結果、ロアプレート１４の本体部１４ａとアッパプレート１５の本体部１５ａとの間に高さＨ１（図５参照）を有する第１〜第６冷却風通路１７Ａ〜１７Ｆが形成されるとともに、ロアプレート１４の本体部１４ａとアッパプレート１５の第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）との間に前記高さＨ１よりも小さい高さＨ２（図５および図１０参照）を有する第１〜第４冷却空間１８Ａ〜１８Ｄが形成される。尚、第１〜第６冷却風通路１７Ａ〜１７Ｆおよび第１〜第４冷却空間１８Ａ〜１８Ｄは、図４に冷却風が流れる方向を示す矢印に符号を付すことで示されている。
【００２９】
図１、図５および図１０に示すように、各バッテリモジュール１２は複数個のバッテリセル１９…を積層し、その積層方向の両端部を一対のエンドプレート２０，２０で挟持して一体に締結したもので、各々のエンドプレート２０には２個の固定用フランジ２０ａ，２０ａが突設される。アッパプレート１５の横リブ１５ｃおよび縦リブ１５ｄの下面と、第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）に臨む本体部１５ａの下面とにはウエルドナット２１…が設けられており、バッテリモジュール１２…の固定用フランジ２０ａ…を貫通するボルト２２…をウエルドナット２１…に螺合することで、バッテリモジュール１２…が支持プレート１１に固定される。この状態で、バッテリモジュール１２…の下面はアッパプレート１５の第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）の上面に熱交換可能に当接する。
【００３０】
このように、アッパプレート１５の横リブ１５ｃ…および縦リブ１５ｄ…を利用してバッテリモジュール１２…を固定するので、バッテリモジュール１２…を固定するための特別の部材が不要になって構造の簡素化が可能になる。
【００３１】
図１および図５に示すように、バッテリカバー１３はアルミニウム板をプレス成型した部材であって、その外周に形成したフランジ部１３ａが支持プレート１１のアッパプレート１５の本体部１５ａの外周部にシール部材２８を介して重ね合わされて複数本のボルト２３…およびウエルドナット２４…で固定される。バッテリカバー１３の剛性を高めるべく、その内面には金属製の補強リブ２５…が縦横に溶接等で固定されている。
【００３２】
図１および図８に示すように、車両用電源装置を車体に搭載した状態で、車体の左右両側を前後方向に延びる一対のサイドフレーム（不図示）を車幅方向に接続するパイプ材よりなる９本のクロスメンバ２７…が、ロアプレート１４の第１横リブ１４ｃ…の下面に形成される空間に隙間を有して嵌合する。これにより、クロスメンバ２７…が車両用電源装置を車体に搭載するときの位置決めの目安となるだけでなく、クロスメンバ２７…とロアプレート１４との干渉を回避しながら支持プレート１１の位置を低くすることができ、これにより車両用電源装置を車体に搭載するための上下方向のスペースを削減することが可能になる。
【００３３】
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。
【００３４】
図３および図４において、図示せぬ冷却ファンユニットで車両用電源装置の支持プレート１１の冷却風出口開口１４ｈを吸引すると、冷却風が支持プレート１１の冷却風入口開口１４ｇからロアプレート１４およびアッパプレート１５間に形成された第１冷却風通路１７Ａに流入する。第１冷却風通路１７Ａに流入した冷却風は分流リブ１４ｆに衝突し、第２冷却風通路１７Ｂ側および第３冷却風通路１７Ｃ側に二股に分流する。
【００３５】
第２冷却風通路１７Ｂ側に分流した冷却風は、その途中でアッパプレート１５の第１支持部１５ｂ（１）の下面に形成された第１冷却空間１８Ａを流れた後に、第２冷却風通路１７Ｂを経て第４冷却風通路１７Ｄの前端に流入する。また第３冷却風通路１７Ｃ側に分流した冷却風は、第３冷却風通路１７Ｃを後方に向かって流れる間に９０°向きを変え、アッパプレート１５の第２〜第４支持部１５ｂ（２）〜１５ｂ（４）の下面および第５〜第７支持部１５ｂ（５）〜１５ｂ（７）の下面に形成された第２冷却空間１８Ｂ（図５、図８および図９参照）および第３冷却空間１８Ｃ（図６参照）を車幅方向に流れた後に、前後方向に延びる第４冷却風通路１７Ｄに合流して９０°向きを変えて後方に向かって流れる。
【００３６】
第４冷却風通路１７Ｄの後端から第５冷却風通路１７Ｅの前端に流入した冷却風は、第５冷却風通路１７Ｅを後方に向かって流れる間に９０°向きを変え、アッパプレート１５の第８，第９支持部１５ｂ（８），１５ｂ（９）の下面に形成された第４冷却空間１８Ｄを車幅方向に流れた後に、前後方向に延びる第６冷却風通路１７Ｆに合流して９０°向きを変えて後方に向かって流れ、冷却風出口開口１４ｈから排出される。
【００３７】
冷却風が第１冷却空間１８Ａを流れるとき、第１冷却空間１８Ａは前後方向に延びる１本の縦リブ１４ｅによって二つに仕切られており、かつ縦リブ１４ｅは第１冷却空間１８Ａの上方の第１支持部１５ｂ（１）に搭載された２個のバッテリモジュール１２，１２の間に配置されているため、第１冷却空間１８Ａの冷却風は２個のバッテリモジュール１２，１２の底面に沿って均等かつスムーズに流れることが可能になって冷却効果が高められる。
【００３８】
また冷却風が第２冷却空間１８Ｂおよび第３冷却空間１８Ｃを流れるとき、第２、第３冷却空間１８Ｂ，１８Ｃは車幅方向に延びる６本の第１横リブ１４ｃ…および１本の第２横リブ１４ｄによって八つに仕切られており、かつ第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄは第２、第３冷却空間１８Ｂ，１８Ｃの上方の第２〜第７支持部１５ｂ（２）〜１５ｂ（７）に搭載された２４個のバッテリモジュール１２…の間に配置されているため、第２、第３冷却空間１８Ｂ，１８Ｃの冷却風は２４個のバッテリモジュール１２…の底面に沿って均等かつスムーズに流れることが可能になって冷却効果が高められる。
【００３９】
同様に、冷却風が第４冷却空間１８Ｄを流れるとき、第４冷却空間１８Ｄは車幅方向に延びる３本の第１横リブ１４ｃ…によって四つに仕切られており、かつ第１横リブ１４ｃ…は第４冷却空間１８Ｄの上方の第８，第９支持部１５ｂ（８），１５ｂ（９）に搭載された８個のバッテリモジュール１２…の間に配置されているため、第４冷却空間１８Ｄの冷却風は８個のバッテリモジュール１２…の底面に沿って均等かつスムーズに流れることが可能になって冷却効果が高められる。
【００４０】
このようにして、複数のバッテリモジュール１２…の底面を支持するアッパプレート１５の下方に区画された第１〜第４冷却空間１８Ａ〜１８Ｄを冷却風が流れることで、バッテリモジュール１２…の熱をアッパプレート１５と、それに接触するロアプレート１４とを介して冷却風に伝達し、バッテリモジュール１２…のバッテリセル１９…の温度上昇を抑制して寿命の延長を図ることができる。
【００４１】
ところで、図８に示すように、ロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅの頂部はアッパプレート１５の底面に接触部１６…において接触しているため、ロアプレート１４およびアッパプレート１５の接触部１６…は熱引けが良好になってバッテリモジュール１２…の熱を奪い易くなる。従って、仮に前記接触部１６…がバッテリモジュール１２…の底面に対向している場合には、バッテリモジュール１２…の底面の前記接触部１６…に対向する部分だけが強く冷却され、前記接触部１６…に対向しない部分との間に温度差が発生してバッテリセル１９…の寿命に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００４２】
しかしながら、本実施の形態によれば、ロアプレート１４およびアッパプレート１５の接触部１６…はバッテリモジュール１２…の底面に対向しておらず、隣接する２個のバッテリモジュール１２，１２の間に対向しているため、バッテリモジュール１２…の底面の一部が局部的に冷却されて劣化の原因となるのを防止することができる。
【００４３】
またロアプレート１４に冷却風の流れ方向に延びる複数の第１横リブ１４ｃ…および第２横リブ１４ｄを形成し、アッパプレート１５の上面に冷却風の流れ方向と交差する方向に延びる複数の縦リブ１５ｄ…を形成したので、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１５ｄ…によって支持プレート１１の二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができる。しかも第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内に突出するロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄは冷却風の流れ方向に延びており、かつアッパプレート１５の縦リブ１５ｄ…は冷却空間外に突出するので、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１５ｄ…が冷却風の流れを阻害しないようにして冷却性能を確保することができる。
【００４４】
また支持プレート１１に結合されてバッテリモジュール１２…を収容する収容空間を区画するバッテリカバー１３を備えるので、バッテリモジュール１２…を塵、水、他物体との衝突による損傷等から保護できるだけでなく、支持プレート１１およびバッテリカバー１３が相互に補強し合って車両用電源装置全体の剛性が向上する。
【００４５】
特に、バッテリカバー１３の補強リブ２５…は、第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内の冷却風の流れ方向に対して平行な方向と交差する方向とに格子状に延びているため、冷却風の流れ方向に延びるロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄで支持プレート１１の一方向の曲げに対する剛性を高めるとともに、冷却風の流れ方向に対して交差する方向に延びるバッテリカバー１３の補強リブ２５…で支持プレート１１の他方向の曲げに対する剛性を高めることができる。
【００４６】
また第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内に突出する第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄは冷却風の流れ方向に延びており、かつ補強リブ２５…は第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ外に突出するので、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび補強リブ２５…により冷却風の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。しかも補強リブ２５…をバッテリカバー１３に設けたことで、支持プレート１１の表面を有効に利用することが可能になってバッテリモジュール１１…の搭載が容易になる。
【００４７】
次に、図１１に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４８】
図８に示す第１の実施の形態では、各クロスメンバ２７の位置に対応してロアプレート１４の第１横リブ１４ｃが設けられているが、第２の実施の形態では隣接する一対のクロスメンバ２７，２７の間に更に２本の第１横リブ１４ｃ，１４ｃが追加されている。
【００４９】
このように第１横リブ１４ｃ…の数を増加させると、ロアプレート１４およびアッパプレート１５が多くの接触部１６…で接触するため、ロアプレート１４からアッパプレート１５への熱引けが良好になってバッテリモジュール１２…の冷却性能が向上する。
【００５０】
第１の実施の形態では、バッテリモジュール１２の底面の中央部に接触部１６を位置させると、バッテリモジュール１２が局部的に冷却されて温度分布が不均一になり、バッテリセル１９…の寿命を短くすると説明したが、第２の実施の形態の如く、各バッテリモジュール１２の底面に複数の接触部１６…を位置させれば．前記温度分布の不均一を解消してバッテリセル１９…の寿命短縮を回避することができる。
【００５１】
次に、図１２に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５２】
第１の実施の形態では、アッパプレート１５の縦リブ１５ｄ…を本体部１５ａと一体にプレス成型しているが、第３の実施の形態は、縦リブ１５ｄ…を別部材で構成して平坦な本体部１５ａに溶接したものである。これにより、第２〜第４冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄが平坦になって抵抗が減るために冷却風の流れがスムーズになり、結果としてバッテリセル１９…の冷却効率が向上する。
【００５３】
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。
【００５４】
例えば、実施の形態ではロアプレート１４に第２〜第４冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内に突出して冷却風の流れ方向に延びる横リブ１４ｃ…，１４ｄを形成しているが、その横リブ１４ｃ…，１４ｄをアッパプレート１５側に形成しても良い。
【００５５】
また第１の実施の形態では、ロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅをロアプレート１４の本体部１４ａと一体にプレス成型しているが、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅを別部材で構成して平坦な本体部１４ａに溶接しても良い。第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅの断面形状は、図示した逆Ｕ字状に限定されず、矩形等の閉断面であっても良い。これにより、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１１ 支持プレート
１２ バッテリモジュール
１３ バッテリカバー
１４ ロアプレート（第２プレート）
１４ｃ 第１横リブ（第１補強突起）
１４ｄ 第２横リブ（第１補強突起）
１５ アッパプレート（第１プレート）
１５ｄ 縦リブ（第２補強突起）
１８Ｂ〜１８Ｄ 第２〜第４冷却空間（冷却空間）
１９ バッテリセル
２５ 補強リブ（第３補強突起）
２７ クロスメンバ（車体フレーム）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートが、前記バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、前記第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第１プレートとを備える車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組電池部材を支持する支持プレートを、組電池部材の下面に熱的に当接するヒートシンクと、ヒートシンクの下側に結合されて該ヒートシンクとの間に冷却風が流れる冷却通路を区画する区画壁とで構成し、組電池部材の熱をヒートシンクを介して冷却風に放熱するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０１８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上面に複数のバッテリモジュールを支持する大型の支持プレートを、内部に冷却風が流れる冷却空間を形成すべく２枚の金属板を結合して構成する場合に、その支持プレートの剛性を確保するために金属板に補強突起（補強リブ）を設けることが必要となり、しかも支持プレートは複数の異なる方向の曲げ荷重を受けるため、複数の方向に延びる補強突起を配置することが必要となる。
【０００５】
上記特許文献１に記載された発明は、ヒートシンクの下面に冷却風の流れ方向と平行に設けた冷却フィンと、区画壁の上面に冷却風の流れ方向と直交する方向に設けたリブ部とが上記補強突起の機能を有すると考えられるが、前記リブ部は冷却風の流れを遮るように冷却通路内に突出しているため、リブ部によって冷却風のスムーズな流れが阻害されて冷却性能が低下する問題がある。これを回避するために、リブ部の方向を冷却風の流れ方向と平行にすると、ヒートシンクの冷却フィンの方向とリブ部の方向とが同じになるため、特定の方向の曲げ荷重に対する剛性向上効果しか得られなくなってしまう問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バッテリモジュールを支持して冷却する支持プレートの剛性および冷却性を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートが、前記バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、前記第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備える車両用電源装置において、前記第１、第２プレートの少なくとも一方には前記冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起が形成され、前記第１プレートの上面には冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第２補強突起が形成されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【０００８】
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、前記第１補強突起は前記第１、第２プレートの他方に接触部において当接し、前記バッテリモジュールの底面の端縁は前記接触部に沿って配置されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【０００９】
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、前記第１補強突起は前記第２プレートを前記第１プレート側に溝状に折り曲げて構成され、前記支持プレートを自動車の車体に搭載したときに、前記第１補強突起の下側に形成される空間内に車体フレームが配置されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第２補強突起に前記バッテリモジュールが固定されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１１】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記支持プレートに結合されて前記バッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーを備え、前記バッテリカバーの前記収容空間側の面には第３補強突起が設けられることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１２】
また請求項６に記載された発明によれば、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートが、前記バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、前記第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備え、前記支持プレートに前記バッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーが結合される車両用電源装置において、前記第１、第２プレートの少なくとも一方には前記冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起が形成され、前記バッテリカバーの前記収容空間側の面には、少なくとも冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第３補強突起が形成されることを特徴とする車両用電源装置が提案される。
【００１３】
尚、実施の形態のロアプレート１４は本発明の第２プレートに対応し、実施の形態の第１、第２横リブ１４ｃ，１４ｄは本発明の第１補強突起に対応し、実施の形態のアッパプレート１５は本発明の第１プレートに対応し、実施の形態の縦リブ１５ｄは本発明の第２補強突起に対応し、実施の形態の第２〜第４冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄは本発明の冷却空間に対応し、実施の形態の補強リブ２５は本発明の第３補強突起に対応する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の構成によれば、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートは、バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備える。第１、第２プレートの少なくとも一方に冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起を形成し、第１プレートの上面に冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第２補強突起を形成したので、第１補強突起および第２補強突起で支持プレートの二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができる。しかも冷却空間内に突出する第１補強突起は冷却媒体の流れ方向に延びており、かつ第２補強突起は冷却空間外に突出するので、第１、第２補強突起により冷却媒体の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。
【００１５】
また請求項２の構成によれば、第１補強突起は第１第２プレートの他方に接触部において当接するので、第１プレートの熱が接触部を介して第２プレートに逃げ易くなり、第１プレートの接触部の近傍の熱引けが良好になる。バッテリモジュールの底面の中間部を前記接触部上に配置すると、バッテリモジュールが局部的に冷やされてしまい、各バッテリセル間に温度差が発生して寿命が短くなる可能性があるが、バッテリモジュールの底面の端縁を接触部に沿って配置したので、バッテリモジュールが局部的に冷やされ難くして各バッテリセル間の温度差を最小限に抑えることができる。
【００１６】
また請求項３の構成によれば、第１補強突起は第２プレートを第１プレート側に溝状に折り曲げて構成されるので、第１補強突起の下側に空間が形成される。支持プレートを自動車の車体に搭載したときに、第１補強突起の下側に形成される空間内に車体フレームが配置されるので、それが車両用電源装置を車体に搭載するときの位置決めの目安となるだけでなく、車体フレームと第１プレートとの干渉を回避しながら支持プレートの位置を低くすることができ、これにより車両用電源装置を車体に搭載するための上下方向のスペースを削減することが可能になる。
【００１７】
また請求項４の構成によれば、第２補強突起にバッテリモジュールを固定するので、バッテリモジュールを固定するための特別の部材が不要になって構造の簡素化が可能になる。
【００１８】
また請求項５の構成によれば、支持プレートに結合されてバッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーを備えるので、支持プレートおよびバッテリカバーが相互に補強し合って車両用電源装置全体の剛性が向上する。
【００１９】
また請求項６の構成によれば、複数のバッテリセルの集合体よりなる複数のバッテリモジュールを支持する支持プレートは、バッテリモジュールの底面に熱的に当接する第１プレートと、第１プレートの下面に重ね合わされて該第１プレートとの間に冷却媒体が流れる冷却空間を区画する第２プレートとを備え、支持プレートにバッテリモジュールを収容する収容空間を区画するバッテリカバーが結合される。第１、第２プレートの少なくとも一方に冷却空間内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起を形成し、バッテリカバーの収容空間側の面に少なくとも冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第３補強突起を形成したので、第１補強突起および第３補強突起で支持プレートの二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができる。しかも冷却空間内に突出する第１補強突起は冷却媒体の流れ方向に延びており、かつ第３補強突起は冷却空間外に突出するので、第１、第３補強突起により冷却媒体の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。更に、第３補強突起をバッテリカバーに設けたことで、支持プレートの表面を有効に利用することが可能になってバッテリモジュールの搭載が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両用電源装置の斜視図。（第１の実施の形態）
【図２】図１からバッテリカバーおよび一部のバッテリモジュールを取り除いた図。（第１の実施の形態）
【図３】ロアプレートおよびアッパプレートの分解斜視図。（第１の実施の形態）
【図４】図２の４方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図５】図１の５−５線断面図。（第１の実施の形態）
【図６】図２の６−６線断面図。（第１の実施の形態）
【図７】図２の７−７線断面図。（第１の実施の形態）
【図８】図２の８−８線断面図。（第１の実施の形態）
【図９】図２の９−９線断面図。（第１の実施の形態）
【図１０】図２の１０−１０線断面図。（第１の実施の形態）
【図１１】前記図８に対応する図。（第２の実施の形態）
【図１２】前記図１０に対応する図。（第３の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図１０に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１に示すように、電機自動車の走行用駆動源であるモータ・ジェネレータに給電する車両用電源装置は、車体に取り付けられる支持プレート１１の上面に複数個（実施の形態では３４個）のバッテリモジュール１２…を搭載し、その上方をバッテリカバー１３で覆って構成される。
【００２３】
図３に示すように、車体前後方向に細長く形成された支持プレート１１は、アルミニウム板をプレス加工した下側のロアプレート１４と、アウミニウム板をプレス加工した上側のアッパプレート１５とを重ね合わせ、それらの周縁部をスポット溶接により結合して構成される。
【００２４】
ロアプレート１４は浅い皿状の部材であって、平坦な本体部１４ａの周縁部を上向きおよび外向きに折り曲げたフランジ部１４ｂを備えており、このフランジ部１４ｂ…においてアッパプレート１５の周縁部にスポット溶接される。ロアプレート１４の本体部１４ａには、逆Ｕ字状の断面を有して車幅方向に直線状に延びる９本の第１横リブ１４ｃ…が上向きに突設されており、それらの両端部はフランジ部１４ｂに接続される。前から３番目および４番目の第１横リブ１４ｃ，１４ｃの間には、それらの第１横リブ１４ｃ，１４ｃよりも幅広の逆Ｕ字状の断面を有して車幅方向に直線状に延びる１本の第２横リブ１４ｄが上向きに突設されており、その両端部はフランジ部１４ｂに接続される。
【００２５】
本体部１４ａの前部には、逆Ｕ字状の断面を有して前後方向に直線状に延びる１本の縦リブ１４ｅが上向きに突設される。本体部１４ａにおける縦リブ１４ｅの右側には、直角三角形状の分流リブ１４ｆが上向きに突設される。縦リブ１４ｅおよび分流リブ１４ｆは、フランジ部１４ｂ、第１横リブ１４ｃ…および第２横リブ１４ｄの何れにも接続せずに独立している。
【００２６】
ロアプレート１４の前部右側のフランジ部１４ｂには、分流リブ１４ｆの斜辺に対向する冷却風入口開口１４ｇが形成されるとともに、最も後方の第１横リブ１４ｃよりも後方右側のフランジ部１４ｂには、冷却風出口開口１４ｈが形成される。第１横リブ１４ｃ…、第２横リブ１４ｄおよび縦リブ１４ｅの頂面の高さはフランジ部１４ｂの高さよりも低くなっているが、分流リブ１４ｆの頂面の高さは第１横リブ１４ｃ…、第２横リブ１４ｄ…および縦リブ１４ｅの頂面の高さよりも高く、フランジ部１４ｂの高さに略一致している。
【００２７】
アッパプレート１５も浅い皿状の部材であって、その周縁部に沿って形成された平坦な本体部１５ａの内側には、第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）が区画される。第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）は本体部１５ａよりも一段低くなっており、隣接する第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）間には、逆Ｕ字状の断面を有する４本の横リブ１５ｃ…および５本の縦リブ１５ｄ…が形成される。それら横リブ１５ｃ…および縦リブ１５ｄ…の頂点の高さは本体部１５ａの高さに一致している。前から２本目および３本目の横リブ１５ｃ，１５ｃの間には、第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）と同じ深さを有して車幅方向に延びる細長い凹部１５ｅが形成される。
【００２８】
図４に示すように、ロアプレート１４の上面にアッパプレート１５を重ね合わせてスポット溶接した状態では、ロアプレート１４の第１横リブ１４ｃ…および縦リブ１４ｅの頂面はアッパプレート１５の第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）の下面に当接し（図７参照）、ロアプレート１４の第２横リブ１４ｄの頂面はアッパプレート１５の凹部１５ｅの下面に当接する（図８および図９参照）。その結果、ロアプレート１４の本体部１４ａとアッパプレート１５の本体部１５ａとの間に高さＨ１（図５参照）を有する第１〜第６冷却風通路１７Ａ〜１７Ｆが形成されるとともに、ロアプレート１４の本体部１４ａとアッパプレート１５の第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）との間に前記高さＨ１よりも小さい高さＨ２（図５および図１０参照）を有する第１〜第４冷却空間１８Ａ〜１８Ｄが形成される。尚、第１〜第６冷却風通路１７Ａ〜１７Ｆおよび第１〜第４冷却空間１８Ａ〜１８Ｄは、図４に冷却風が流れる方向を示す矢印に符号を付すことで示されている。
【００２９】
図１、図５および図１０に示すように、各バッテリモジュール１２は複数個のバッテリセル１９…を積層し、その積層方向の両端部を一対のエンドプレート２０，２０で挟持して一体に締結したもので、各々のエンドプレート２０には２個の固定用フランジ２０ａ，２０ａが突設される。アッパプレート１５の横リブ１５ｃおよび縦リブ１５ｄの下面と、第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）に臨む本体部１５ａの下面とにはウエルドナット２１…が設けられており、バッテリモジュール１２…の固定用フランジ２０ａ…を貫通するボルト２２…をウエルドナット２１…に螺合することで、バッテリモジュール１２…が支持プレート１１に固定される。この状態で、バッテリモジュール１２…の下面はアッパプレート１５の第１〜第９支持部１５ｂ（１）〜１５ｂ（９）の上面に熱交換可能に当接する。
【００３０】
このように、アッパプレート１５の横リブ１５ｃ…および縦リブ１５ｄ…を利用してバッテリモジュール１２…を固定するので、バッテリモジュール１２…を固定するための特別の部材が不要になって構造の簡素化が可能になる。
【００３１】
図１および図５に示すように、バッテリカバー１３はアルミニウム板をプレス成型した部材であって、その外周に形成したフランジ部１３ａが支持プレート１１のアッパプレート１５の本体部１５ａの外周部にシール部材２８を介して重ね合わされて複数本のボルト２３…およびウエルドナット２４…で固定される。バッテリカバー１３の剛性を高めるべく、その内面には金属製の補強リブ２５…が縦横に溶接等で固定されている。
【００３２】
図１および図８に示すように、車両用電源装置を車体に搭載した状態で、車体の左右両側を前後方向に延びる一対のサイドフレーム（不図示）を車幅方向に接続するパイプ材よりなる９本のクロスメンバ２７…が、ロアプレート１４の第１横リブ１４ｃ…の下面に形成される空間に隙間を有して嵌合する。これにより、クロスメンバ２７…が車両用電源装置を車体に搭載するときの位置決めの目安となるだけでなく、クロスメンバ２７…とロアプレート１４との干渉を回避しながら支持プレート１１の位置を低くすることができ、これにより車両用電源装置を車体に搭載するための上下方向のスペースを削減することが可能になる。
【００３３】
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。
【００３４】
図３および図４において、図示せぬ冷却ファンユニットで車両用電源装置の支持プレート１１の冷却風出口開口１４ｈを吸引すると、冷却風が支持プレート１１の冷却風入口開口１４ｇからロアプレート１４およびアッパプレート１５間に形成された第１冷却風通路１７Ａに流入する。第１冷却風通路１７Ａに流入した冷却風は分流リブ１４ｆに衝突し、第２冷却風通路１７Ｂ側および第３冷却風通路１７Ｃ側に二股に分流する。
【００３５】
第２冷却風通路１７Ｂ側に分流した冷却風は、その途中でアッパプレート１５の第１支持部１５ｂ（１）の下面に形成された第１冷却空間１８Ａを流れた後に、第２冷却風通路１７Ｂを経て第４冷却風通路１７Ｄの前端に流入する。また第３冷却風通路１７Ｃ側に分流した冷却風は、第３冷却風通路１７Ｃを後方に向かって流れる間に９０°向きを変え、アッパプレート１５の第２〜第４支持部１５ｂ（２）〜１５ｂ（４）の下面および第５〜第７支持部１５ｂ（５）〜１５ｂ（７）の下面に形成された第２冷却空間１８Ｂ（図５、図８および図９参照）および第３冷却空間１８Ｃ（図６参照）を車幅方向に流れた後に、前後方向に延びる第４冷却風通路１７Ｄに合流して９０°向きを変えて後方に向かって流れる。
【００３６】
第４冷却風通路１７Ｄの後端から第５冷却風通路１７Ｅの前端に流入した冷却風は、第５冷却風通路１７Ｅを後方に向かって流れる間に９０°向きを変え、アッパプレート１５の第８，第９支持部１５ｂ（８），１５ｂ（９）の下面に形成された第４冷却空間１８Ｄを車幅方向に流れた後に、前後方向に延びる第６冷却風通路１７Ｆに合流して９０°向きを変えて後方に向かって流れ、冷却風出口開口１４ｈから排出される。
【００３７】
冷却風が第１冷却空間１８Ａを流れるとき、第１冷却空間１８Ａは前後方向に延びる１本の縦リブ１４ｅによって二つに仕切られており、かつ縦リブ１４ｅは第１冷却空間１８Ａの上方の第１支持部１５ｂ（１）に搭載された２個のバッテリモジュール１２，１２の間に配置されているため、第１冷却空間１８Ａの冷却風は２個のバッテリモジュール１２，１２の底面に沿って均等かつスムーズに流れることが可能になって冷却効果が高められる。
【００３８】
また冷却風が第２冷却空間１８Ｂおよび第３冷却空間１８Ｃを流れるとき、第２、第３冷却空間１８Ｂ，１８Ｃは車幅方向に延びる６本の第１横リブ１４ｃ…および１本の第２横リブ１４ｄによって八つに仕切られており、かつ第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄは第２、第３冷却空間１８Ｂ，１８Ｃの上方の第２〜第７支持部１５ｂ（２）〜１５ｂ（７）に搭載された２４個のバッテリモジュール１２…の間に配置されているため、第２、第３冷却空間１８Ｂ，１８Ｃの冷却風は２４個のバッテリモジュール１２…の底面に沿って均等かつスムーズに流れることが可能になって冷却効果が高められる。
【００３９】
同様に、冷却風が第４冷却空間１８Ｄを流れるとき、第４冷却空間１８Ｄは車幅方向に延びる３本の第１横リブ１４ｃ…によって四つに仕切られており、かつ第１横リブ１４ｃ…は第４冷却空間１８Ｄの上方の第８，第９支持部１５ｂ（８），１５ｂ（９）に搭載された８個のバッテリモジュール１２…の間に配置されているため、第４冷却空間１８Ｄの冷却風は８個のバッテリモジュール１２…の底面に沿って均等かつスムーズに流れることが可能になって冷却効果が高められる。
【００４０】
このようにして、複数のバッテリモジュール１２…の底面を支持するアッパプレート１５の下方に区画された第１〜第４冷却空間１８Ａ〜１８Ｄを冷却風が流れることで、バッテリモジュール１２…の熱をアッパプレート１５と、それに接触するロアプレート１４とを介して冷却風に伝達し、バッテリモジュール１２…のバッテリセル１９…の温度上昇を抑制して寿命の延長を図ることができる。
【００４１】
ところで、図８に示すように、ロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅの頂部はアッパプレート１５の底面に接触部１６…において接触しているため、ロアプレート１４およびアッパプレート１５の接触部１６…は熱引けが良好になってバッテリモジュール１２…の熱を奪い易くなる。従って、仮に前記接触部１６…がバッテリモジュール１２…の底面に対向している場合には、バッテリモジュール１２…の底面の前記接触部１６…に対向する部分だけが強く冷却され、前記接触部１６…に対向しない部分との間に温度差が発生してバッテリセル１９…の寿命に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００４２】
しかしながら、本実施の形態によれば、ロアプレート１４およびアッパプレート１５の接触部１６…はバッテリモジュール１２…の底面に対向しておらず、隣接する２個のバッテリモジュール１２，１２の間に対向しているため、バッテリモジュール１２…の底面の一部が局部的に冷却されて劣化の原因となるのを防止することができる。
【００４３】
またロアプレート１４に冷却風の流れ方向に延びる複数の第１横リブ１４ｃ…および第２横リブ１４ｄを形成し、アッパプレート１５の上面に冷却風の流れ方向と交差する方向に延びる複数の縦リブ１５ｄ…を形成したので、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１５ｄ…によって支持プレート１１の二つの方向の曲げに対する剛性を確保することができる。しかも第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内に突出するロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄは冷却風の流れ方向に延びており、かつアッパプレート１５の縦リブ１５ｄ…は冷却空間外に突出するので、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１５ｄ…が冷却風の流れを阻害しないようにして冷却性能を確保することができる。
【００４４】
また支持プレート１１に結合されてバッテリモジュール１２…を収容する収容空間を区画するバッテリカバー１３を備えるので、バッテリモジュール１２…を塵、水、他物体との衝突による損傷等から保護できるだけでなく、支持プレート１１およびバッテリカバー１３が相互に補強し合って車両用電源装置全体の剛性が向上する。
【００４５】
特に、バッテリカバー１３の補強リブ２５…は、第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内の冷却風の流れ方向に対して平行な方向と交差する方向とに格子状に延びているため、冷却風の流れ方向に延びるロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄで支持プレート１１の一方向の曲げに対する剛性を高めるとともに、冷却風の流れ方向に対して交差する方向に延びるバッテリカバー１３の補強リブ２５…で支持プレート１１の他方向の曲げに対する剛性を高めることができる。
【００４６】
また第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内に突出する第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄは冷却風の流れ方向に延びており、かつ補強リブ２５…は第２〜第３冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ外に突出するので、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび補強リブ２５…により冷却風の流れが阻害されないようにして冷却性能を確保することができる。しかも補強リブ２５…をバッテリカバー１３に設けたことで、支持プレート１１の表面を有効に利用することが可能になってバッテリモジュール１１…の搭載が容易になる。
【００４７】
次に、図１１に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４８】
図８に示す第１の実施の形態では、各クロスメンバ２７の位置に対応してロアプレート１４の第１横リブ１４ｃが設けられているが、第２の実施の形態では隣接する一対のクロスメンバ２７，２７の間に更に２本の第１横リブ１４ｃ，１４ｃが追加されている。
【００４９】
このように第１横リブ１４ｃ…の数を増加させると、ロアプレート１４およびアッパプレート１５が多くの接触部１６…で接触するため、ロアプレート１４からアッパプレート１５への熱引けが良好になってバッテリモジュール１２…の冷却性能が向上する。
【００５０】
第１の実施の形態では、バッテリモジュール１２の底面の中央部に接触部１６を位置させると、バッテリモジュール１２が局部的に冷却されて温度分布が不均一になり、バッテリセル１９…の寿命を短くすると説明したが、第２の実施の形態の如く、各バッテリモジュール１２の底面に複数の接触部１６…を位置させれば．前記温度分布の不均一を解消してバッテリセル１９…の寿命短縮を回避することができる。
【００５１】
次に、図１２に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５２】
第１の実施の形態では、アッパプレート１５の縦リブ１５ｄ…を本体部１５ａと一体にプレス成型しているが、第３の実施の形態は、縦リブ１５ｄ…を別部材で構成して平坦な本体部１５ａに溶接したものである。これにより、第２〜第４冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄが平坦になって抵抗が減るために冷却風の流れがスムーズになり、結果としてバッテリセル１９…の冷却効率が向上する。
【００５３】
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。
【００５４】
例えば、実施の形態ではロアプレート１４に第２〜第４冷却空間１８Ｂ〜１８Ｄ内に突出して冷却風の流れ方向に延びる横リブ１４ｃ…，１４ｄを形成しているが、その横リブ１４ｃ…，１４ｄをアッパプレート１５側に形成しても良い。
【００５５】
また第１の実施の形態では、ロアプレート１４の第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅをロアプレート１４の本体部１４ａと一体にプレス成型しているが、第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅを別部材で構成して平坦な本体部１４ａに溶接しても良い。第１、第２横リブ１４ｃ…，１４ｄおよび縦リブ１４ｅの断面形状は、図示した逆Ｕ字状に限定されず、矩形等の閉断面であっても良い。これにより、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１１ 支持プレート
１２ バッテリモジュール
１３ バッテリカバー
１４ ロアプレート（第２プレート）
１４ｃ 第１横リブ（第１補強突起）
１４ｄ 第２横リブ（第１補強突起）
１５ アッパプレート（第１プレート）
１５ｄ 縦リブ（第２補強突起）
１８Ｂ〜１８Ｄ 第２〜第４冷却空間（冷却空間）
１９ バッテリセル
２５ 補強リブ（第３補強突起）
２７ クロスメンバ（車体フレーム）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリセル（１９）の集合体よりなる複数のバッテリモジュール（１２）を支持する支持プレート（１１）が、前記バッテリモジュール（１２）の底面に熱的に当接する第１プレート（１５）と、前記第１プレート（１５）の下面に重ね合わされて該第１プレート（１５）との間に冷却媒体が流れる冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）を区画する第２プレート（１４）とを備える車両用電源装置において、
前記第１、第２プレート（１５，１４）の少なくとも一方には前記冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）が形成され、前記第１プレート（１５）の上面には冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第２補強突起（１５ｄ）が形成されることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）は前記第１、第２プレート（１５，１４）の他方に接触部（１６）において当接し、前記バッテリモジュール（１２）の底面の端縁は前記接触部（１６）に沿って配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）は前記第２プレート（１４）を前記第１プレート（１５）側に溝状に折り曲げて構成され、前記支持プレート（１１）を自動車の車体に搭載したときに、前記第１補強突起（１４ｃ）の下側に形成される空間内に車体フレーム（２７）が配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記第２補強突起（１５ｄ）に前記バッテリモジュール（１２）が固定されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記支持プレート（１１）に結合されて前記バッテリモジュール（１２）を収容する収容空間を区画するバッテリカバー（１３）を備え、前記バッテリカバー（１３）の前記収容空間側の面には第３補強突起（２５）が設けられることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
複数のバッテリセル（１９）の集合体よりなる複数のバッテリモジュール（１２）を支持する支持プレート（１１）が、前記バッテリモジュール（１２）の底面に熱的に当接する第１プレート（１５）と、前記第１プレート（１５）の下面に重ね合わされて該第１プレート（１５）との間に冷却媒体が流れる冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）を区画する第２プレート（１４）とを備え、前記支持プレート（１１）に前記バッテリモジュール（１２）を収容する収容空間を区画するバッテリカバー（１３）が結合される車両用電源装置において、
前記第１、第２プレート（１５，１４）の少なくとも一方には前記冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）が形成され、前記バッテリカバー（１３）の前記収容空間側の面には、少なくとも冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第３補強突起（２５）が形成されることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項１】
複数のバッテリセル（１９）の集合体よりなる複数のバッテリモジュール（１２）を支持する支持プレート（１１）が、前記バッテリモジュール（１２）の底面に熱的に当接する第１プレート（１５）と、前記第１プレート（１５）の下面に重ね合わされて該第１プレート（１５）との間に冷却媒体が流れる冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）を区画する第２プレート（１４）とを備える車両用電源装置において、
前記第１、第２プレート（１５，１４）の少なくとも一方には前記冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）が形成され、前記第１プレート（１５）の上面には冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第２補強突起（１５ｄ）が形成されることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）は前記第１、第２プレート（１５，１４）の他方に接触部（１６）において当接し、前記バッテリモジュール（１２）の底面の端縁は前記接触部（１６）に沿って配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）は前記第２プレート（１４）を前記第１プレート（１５）側に溝状に折り曲げて構成され、前記支持プレート（１１）を自動車の車体に搭載したときに、前記第１補強突起（１４ｃ）の下側に形成される空間内に車体フレーム（２７）が配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記第２補強突起（１５ｄ）に前記バッテリモジュール（１２）が固定されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記支持プレート（１１）に結合されて前記バッテリモジュール（１２）を収容する収容空間を区画するバッテリカバー（１３）を備え、前記バッテリカバー（１３）の前記収容空間側の面には第３補強突起（２５）が設けられることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
複数のバッテリセル（１９）の集合体よりなる複数のバッテリモジュール（１２）を支持する支持プレート（１１）が、前記バッテリモジュール（１２）の底面に熱的に当接する第１プレート（１５）と、前記第１プレート（１５）の下面に重ね合わされて該第１プレート（１５）との間に冷却媒体が流れる冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）を区画する第２プレート（１４）とを備え、前記支持プレート（１１）に前記バッテリモジュール（１２）を収容する収容空間を区画するバッテリカバー（１３）が結合される車両用電源装置において、
前記第１、第２プレート（１５，１４）の少なくとも一方には前記冷却空間（１８Ｂ〜１８Ｄ）内に突出して冷却媒体の流れ方向に延びる複数の第１補強突起（１４ｃ，１４ｄ）が形成され、前記バッテリカバー（１３）の前記収容空間側の面には、少なくとも冷却媒体の流れ方向と交差する方向に延びる複数の第３補強突起（２５）が形成されることを特徴とする車両用電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２５６４６８（Ｐ２０１２−２５６４６８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８０４９（Ｐ２０１１−１２８０４９）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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