JP2011195069A - バッテリケースの排水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行時の防水性を高めることができるバッテリケースの排水装置を提供する。
【解決手段】 車両の底部に固定され、内部にバッテリモジュール2aを収納するバッテリケース9と、バッテリケース9の下部に設けられ、バッテリケース9の内部に浸入した液体を外部へ排出する排水口20と、排水口20を開閉する常閉の開閉弁21と、バッテリモジュール2aが外部電源8からの電力供給を受けて充電中であることを検出する充電検出部と、充電検出部により充電が検出された場合、開閉弁21を開弁する排水制御部と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バッテリケースの排水装置に関する。

特許文献１には、バッテリケースの底面に複数の排水口を設けたものが開示されている。

特開平５−１９３３６７号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、雨天時や冠水路走行時には、排水口からバッテリケース内に液体が浸入するため、防水性の低下を招くという問題があった。
本発明の目的は、走行時の防水性を高めることができるバッテリケースの排水装置を提供することにある。

本発明では、バッテリモジュールが外部電源からの電力供給を受けて充電されているとき、バッテリケースの排水口を開閉する開閉弁を開いてバッテリケース内に浸入した液体を外部へ排出する。

よって、本発明にあっては、外部電源による充電時にのみ排水口を開くことで、走行時の防水性を高めることができる。

実施例１のバッテリケースの排水装置を適用した電気自動車1の側面図である。 実施例１のバッテリ2の縦断面図である。 チューブ6の横断面図である。 実施例１のバッテリコントローラ5の排水制御ブロック図である。 実施例１のバッテリコントローラ5の排水制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２のバッテリ2の要部縦断面図である。 実施例２のバッテリコントローラ5の排水制御ブロック図である。 実施例２のバッテリコントローラ5の排水制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明のバッテリケースの排水装置を実施するために形態を、実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
［電気自動車の構成］
図１は、実施例１のバッテリケースの排水装置を適用した電気自動車1の側面図である。実施例１の電気自動車1は、図外のモータをバッテリ2で駆動することにより、当該モータと連結された前輪3を駆動して走行する。バッテリ2は、車両ボディ4の下部に固定され下部が露出している。バッテリ2の充放電は、バッテリ2の内部に設けられたバッテリコントローラ5により制御される。バッテリ2は、チューブ6に覆われたワイヤハーネス16（図３参照）を介して車両側のインバータ（不図示）等と接続されている。

バッテリコントローラ5は、バッテリ2の端子電圧と入出力電流とに基づいてバッテリSOCを算出し、算出したバッテリSOCが許容下限値を下回ったとき、ドライバに要充電の警報を発する。警報は光源の点灯や音声等を用いることができる。バッテリコントローラ5は、充電コネクタ7が自宅やバッテリスタンドに設置された外部電源8の充電ポート8aに接続されたことを検出して充電を開始し、バッテリSOCが許容上限値に達したとき充電を終了する。充電コネクタ7は、巻き取り式電源コード7aによりユーザが必要なとき車両ボディ4から引き出して使用可能である。

［バッテリの構成］
図２は、実施例１のバッテリ2の縦断面図である。なお、バッテリコントローラ5の図示は省略している。バッテリケース9は内部には、複数のバッテリモジュール2aが車両前後方向および上下方向に並んで収納されている。バッテリケース9は、ケース上側部材11とケース下側部材12とを上下に重ね合わせたものである。両部材11,12の間には、水密性を確保するためのガスケット13が介装されている。各バッテリモジュール2aはケース下側部材12にブラケット14を介して固定されている。ケース下側部材12の車両後方側面12aには、チューブ6が貫通する開口部12bが形成されている。開口部12bは、水密性を確保するためのグロメット15により塞がれている。
図３は、チューブ6の横断面図であり、チューブ6の内部には、複数の電線16a〜16mを束ねたワイヤハーネスと16と、バッテリケース9の内外を連通する呼吸管17とが挿通されている。呼吸管17は、バッテリケース9の内部の昇圧を抑制するためのもので、一端部17aはバッテリケース9の内部に開口し、他端部（第１端部）17bは車内18に開口している。他端部17bは下方に向けて配置されている。

［排水装置］
ケース下側部材12の下面12cであって、車両後方寄りの位置には、下面12cよりも下方側へ突出した液体貯留部19が形成されている。液体貯留部19は、バッテリケース9の内部に浸入した液体を貯留するためもので、この液体貯留部19の車両後方側面19aには、液体貯留部19に貯留した液体をバッテリケース9の外部に排出するための排水口20が形成されている。
排水口20には、常閉の電磁弁である開閉弁21が設けられている。開閉弁21の開閉は、バッテリコントローラ5により制御される。開閉弁21は、バッテリコントローラ5から開弁指令が出力されたとき開弁し、閉弁指令が出力されたとき閉弁する。なお、開閉弁21は常閉弁であるため、指令が入力されていないときは常に閉弁状態に維持される。

図４は、実施例１のバッテリコントローラ5の排水制御ブロック図である。
バッテリコントローラ5は、充電検出部（充電検出手段）5aと、排水制御部（排水制御手段）5bとを有する。
充電検出部5aは、充電コネクタ7が外部電源8の充電ポート8aに接続されたとき、充電ポート8aから巻き取り式電源コード7aおよびワイヤハーネス16を介して入力された接続信号を検出して充電中であるか否かを検出し、検出結果を排水制御部5bへ出力する。

排水制御部5bは、充電検出部5aにより充電中であることが検出された場合、開閉弁21を所定時間（例えば、2分程度）だけ開弁し、排水口20から液体貯留部19に貯留した液体をバッテリケース9の外部に排出する排出制御処理を実施する。なお、排出制御処理は、キャンセルスイッチ22がONである場合にはキャンセルできる。排水制御部5bは、キャンセルスイッチ22がON操作された場合、開閉弁21を閉弁する。キャンセルスイッチ22は、運転席から手の届く位置、例えば、インストルメントパネル等に配置されており、ドライバが手動でON/OFFを切り替えることができる。

［排水制御処理］
図５は、実施例１のバッテリコントローラ5の排水制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、充電検出部5aにおいて、充電中であるか否かを判定し、YESの場合はステップS2へ進み、NOの場合にはステップS6へ進む。
ステップS2では、排水制御部5bにおいて、今回の充電により前回開閉弁21を開弁してからの充電回数が規定の充電回数に達したか否かを判定し、YESの場合にはステップS3へ進み、NOの場合にはステップS6へ進む。ここで、充電回数の判定に代えて、前回開閉弁21を開弁してから規定日数（規定の時間）が経過しているか否かを判定してもよい。

ステップS3では、排水制御部5bにおいて、キャンセルスイッチがOFFであるか否かを判定し、YESの場合にはステップS4へ進み、NOの場合にはステップS6へ進む。
ステップS4では、排水制御部5bにおいて、開閉弁21を開弁してからの経過時間が所定時間よりも小さいか否かを、タイマー5cの値が前記所定時間に対応する閾値以下であるか否かにより判定する。YESの場合にはステップS5へ進み、NOの場合にはステップS6へ進む。タイマー5cは、排水制御部5bから開閉弁21へ開弁指令が出力されたときカウントを開始し、その後閉弁指令が出力されたときリセットされる。
ステップS5では、排水制御部5bにおいて、開閉弁21に開弁指令を出力して排水口20を開く。
ステップS6では、排水制御部5bにおいて、開閉弁21に閉弁指令を出力して排水口20を閉じる。

次に、作用を説明する。
［排水制御作用］
バッテリ2が外部電源8を用いて充電されていない場合は、図５のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS6へと進む流れとなるため、開閉弁21は常に閉じた状態である。すなわち、外部電源8によるバッテリ2の充電中以外は排水口20が塞がれているため、雨天時や冠水路走行時において排水口20からバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを防止でき、走行時の防水性を高めることができる。

外部電源8によるバッテリ2の充電が開始されたとき、今回の充電が前回開閉弁21を開弁してから規定の充電回数に達し、かつ、キャンセルスイッチ22がOFFの場合には、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進む流れとなるため、開閉弁21を開き、バッテリケース9の内部に浸入して液体貯留部19に貯留している液体が外部へと排出される。すなわち、外部電源8を用いてバッテリ2を充電している場合、車両は必ず停車した状態であるため、排水口20を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入する可能性は低い。つまり、実施例１では、排水口20から液体を排出するタイミングを外部電源8による充電開始時と同期させることにより、液体浸入の可能性が高い場所で排水口20が開くのを抑制できる。同時に、ユーザの手を煩わせることなくバッテリケース9の内部に浸入した液体を自動的に外部へ排出できる。

また、実施例１では、排水口20を開く時間を充電開始から所定時間（2分）に制限している。バッテリSOCを許容下限値からフル充電する際、商用電源を用いた急速充電では数10分程度で充電が完了するが、家庭用電源を用いた通常充電では数時間を要する。この間に降雨が発生した場合、雨水が排水口20から浸入する可能性が高くなる。また、バッテリケース9の内部は、ガスケット13やグロメット15等により水密性を高くしているため、結露等によって内部に浸入する液体は僅かであり、数分もあれば外部へ排出可能である。さらに、数分程度であれば降雨時であっても排水口20から浸入する雨水の量はほとんどない。つまり、排水口20の開時間を必要最小限に抑えることで、突然の降雨など、外部電源8によるバッテリ2の充電時に予期せぬ事態が発生したとき、排水口20を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを抑制できる。

また、実施例１では、今回の充電により前回開閉弁21を開弁してからの充電回数が規定の充電回数に到達した場合、または前回開閉弁21を開弁してから規定日数が経過した場合にのみ排水口20を開く。結露等によってバッテリケース9の内部に浸入する液体の量はさほど多くないため、充電の都度液体を排出する必要はない。よって、排水口20の開間隔を長くすることで、突然の降雨など、外部電源8によるバッテリ2の充電時に予期せぬ事態が発生したとき、排水口20を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを抑制できる。

実施例１では、バッテリケース9の内外を連通する呼吸管17を設けてバッテリケース9の内圧上昇を抑制している。上述したように、バッテリケース9の内部は気密性が高いため、走行時や充電時におけるバッテリモジュール2aの発熱によって圧力上昇し易い構造である。ここで、仮に呼吸管17を設けていない場合、内圧上昇に耐える構造が必要となり、大幅なコストアップを招く。これに対し、バッテリケース9の内圧上昇を抑制する呼吸管17を設けていることで、内圧上昇に対する強度アップが不要となるため、コストを抑制できる。

また、呼吸管17は、ワイヤハーネス16を覆うチューブ6を利用してバッテリケース9の内外と連通されているため、別途呼吸管17を貫通させる開口部やグロメット等の水密構造を追加する必要がなく、コストを抑制できる。
呼吸管17の他端部17bは、車内18に開口しているため、呼吸管17を介して液体がバッテリケース9の内部に浸入するのを防止できる。加えて、他端部17bを下方に向けているため、室内18で乗員が液体をこぼしたとき、他端部17bに掛かったとしても呼吸管17を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを抑制できる。

次に、効果を説明する。
実施例１のバッテリケースの排水装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 電気自動車1の底部に固定され、内部にバッテリモジュール2aを収納するバッテリケース9と、バッテリケース9の下部に設けられ、バッテリケース9の内部に浸入した液体を外部へ排出する排水口20と、排水口20を開閉する常閉の開閉弁21と、バッテリモジュール2aが外部電源8からの電力供給を受けて充電中であることを検出する充電検出部5aと、充電検出部5aにより充電が検出された場合、開閉弁21を開弁する排水制御部5bと、を備えた。外部電源8による充電時以外は排水口20が閉じた状態であるため、走行時の防水性を高めることができる。また、外部電源8による充電の都度、排水口20が開くため、ユーザの手を煩わせることなくバッテリケース9の内部に浸入した液体を外部へ排出できる。

(2) 排水制御部5bは、開閉弁21を開弁してから所定時間（2分）後に開閉弁21を閉弁する。これにより、排水口20の開時間を必要最小限に抑えることができ、突然の大雨など、外部電源8によるバッテリ2の充電時に予期せぬ事態が発生し、排水口20を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを抑制できる。

(3) 排水制御部5bは、充電検出部5aにより充電が検出された場合、今回の充電により前回開閉弁21を開弁してからの充電回数が規定の充電回数に到達しているとき、または前回開閉弁21を開弁してから規定の時間が経過しているとき、開閉弁21を開弁する。これにより、排水口20の開間隔が長くなるため、外部電源8によるバッテリ2の充電時に予期せぬ事態が発生し、排水口20を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを抑制できる。

(4) バッテリケース9は、バッテリケース9の内外を連通する呼吸管17を有し、呼吸管17の他端部17bを車内18に配置したため、呼吸管17の作用によりバッテリケース9の内圧が上昇するのを抑制しつつ、呼吸管17を介して液体がバッテリケース9の内部に浸入するのを抑制できる。

〔実施例２〕
まず、構成を説明する。なお、実施例１と同じ構成には同一名称、同一符号を付して説明を省略する。
［排水装置］
図６は、実施例２のバッテリ2の要部縦断面図である。
水センサ（液体検出手段）23は、バッテリケース9の内部に浸入して液体貯留部19に貯留された液体を検出する。
弁手動スイッチ24は、ドライバが手動でON操作することで開閉弁21を開弁するためのスイッチである。

図７は、実施例２のバッテリコントローラ5の排水制御ブロック図である。
排水制御部5bは、水センサ23により液体が検出され、かつ、充電検出部5aにより充電中であることが検出された場合、イグニッションキー25がONである場合には、警報ランプ26を点灯させてドライバに警報を発し、弁手動スイッチ24のON操作による液体の排出を促す。

［排水制御処理］
図８は、実施例２のバッテリコントローラ5の排水制御処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS11では、排出制御部5bにおいて、水センサ23の出力がON、すなわち、液体が検出されたか否かを判定し、YESの場合にはステップS12へ進み、NOの場合にはステップS6へ進む。

ステップS12では、イグニッションキー25がONであるか否かを判定し、YESの場合にはステップS13へ進み、NOの場合にはステップS1へ進む。
ステップS13では、警報ランプ26を点灯させる。
ステップS14では、弁手動スイッチ24がONであるか否かを判定し、YESの場合にはステップS5へ進み、NOの場合にはステップS6へ進む。

次に、作用を説明する。
［排水制御作用］
水センサ23によりバッテリケース9の内部に液体が検出された場合、イグニッションキー25がONであるときには、図８のフローチャートにおいて、ステップS11→ステップS12→ステップS13へと進み、警報ランプ26を点灯させてドライバに警報を発し、弁手動スイッチ24のON操作による液体の排出を促す。そして、ドライバが弁手動スイッチ24をON操作したときには、ステップS5へと進んで開閉弁21を開き、液体を排出する。つまり、バッテリケース9の内部に液体が検出された場合であって、車両のシステムが起動（イグニッションON）している場合には、充電中に限らずドライバの判断によりいつでも排水口20を開いて液体を排出できるため、排水性をより高めることができる。

また、実施例２では、充電中であっても、水センサ23により液体が検出されていない場合には、ステップS11→ステップS6へと進み、排水口20は閉じたままとする。これにより、バッテリケース9の内部に液体が浸入していないにもかかわらず、不要に排水口20を開くことがないため、排水口20を介してバッテリケース9の内部に液体が浸入するのを防止できる。

次に、効果を説明する。
実施例２のバッテリケースの排水装置にあっては、実施例１の効果(1),(2),(4)に加え、以下の効果を奏する。
(5) バッテリケース9の内部に浸入した液体を検出する水センサ23を設け、排水制御部5bは、充電検出部5aにより充電が検出され、かつ、水センサ23により液体が検出された場合、開閉弁21を開弁するため、不要に排水口20が開くのを防止でき、防水性をより高めることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明は、車両の底部にバッテリケースが固定されたハイブリッド車にも適用でき、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
また、実施例では、バッテリの内部に設けたバッテリコントローラによって開閉弁を制御する例を示したが、車両側に開閉弁を制御するコントローラを設けた構成としてもよい。この場合、当該コントローラとバッテリとの信号の授受は、ワイヤハーネスを介して行うことができる。

2 バッテリ
2a バッテリモジュール
5a 充電検出部（充電検出手段）
5b 排水制御部（排水制御手段）
8 外部電源
9 バッテリケース
17 呼吸管
17b 他端部（第１端部）
18 車内
20 排水口
21 開閉弁
23 水センサ（液体検出手段）

Claims (5)

1. 車両の底部に固定され、内部にバッテリモジュールを収納するバッテリケースと、
   前記バッテリケースの下部に設けられ、前記バッテリケース内に浸入した液体を外部へ排出する排水口と、
   前記排水口を開閉する常閉の開閉弁と、
   前記バッテリモジュールが外部電源からの電力供給を受けて充電中であることを検出する充電検出手段と、
   前記充電検出手段により充電が検出された場合、前記開閉弁を開弁する排水制御手段と、
   を備えたことを特徴とするバッテリケースの排水装置。
2. 請求項１に記載のバッテリケースの排水装置において、
   前記排水制御手段は、前記開閉弁を開弁してから所定時間後に前記開閉弁を閉弁することを特徴とするバッテリケースの排水構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のバッテリケースの排水装置において、
   前記排水制御手段は、前記充電検出手段により充電が検出された場合、今回の充電により前回開閉弁を開弁してからの充電回数が規定の充電回数に到達しているとき、または前回開閉弁を開弁してから規定の時間が経過しているとき、前記開閉弁を開弁することを特徴とするバッテリケースの排水装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のバッテリケースの排水装置において、
   前記バッテリケース内に浸入した液体を検出する液体検出手段を設け、
   前記排水制御手段は、前記充電検出手段により充電が検出され、かつ、前記液体検出手段により液体が検出された場合、前記開閉弁を開弁することを特徴とするバッテリケースの排水装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のバッテリケースの排水装置において、
   前記バッテリケースは、前記バッテリケースの内外を連通する呼吸管を有し、
   前記呼吸管の第１端部を車室内に配置したことを特徴とするバッテリケースの排水構造。

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