JP2006182044A - 高電圧バッテリユニットの車両搭載構造 - Google Patents

高電圧バッテリユニットの車両搭載構造 Download PDF

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Abstract

【課題】 特に容量の大きい高電圧バッテリであっても車両に搭載可能とする。
【解決手段】 燃料電池車両後部のリアフロアパネル3上に、高電圧バッテリ5を設置し、高電圧バッテリ5を冷却する冷却ファンユニット15を、高電圧バッテリ5に対し、排気ダクトA13で接続するとともに、同一水平面上でかつ車両後方側近傍におけるリヤサイドメンバ上に配置する。高電圧バッテリ5の車両後方側には、ユーティリティボックスA7を設け、ユーティリティボックスA7とこれに隣接するユーティリティボックスB9との間に、冷却ファンユニット15に接続する排気ダクトB31を配置する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両の下部に高電圧バッテリおよびその冷却ファンモータを配置した高電圧バッテリユニットの車両搭載構造に関する。
電気自動車に搭載される高電圧バッテリは、例えば下記特許文献1に記載のように、後部座席下部のフロアパネル上に配置し、発熱する高電圧バッテリを冷却するための冷却ファンモータと高電圧バッテリとを互いに車幅方向に沿って互いに並べて配置している。
特開2002−166728号公報
しかしながら、高電圧バッテリを後部座席下で車幅方向に沿って並べて配置すると、車幅方向寸法が大きくなり、これらの側方に位置する例えばホイールハウスとの間のスペースを有効使用できず、有効利用しようとすると、特に容量の大きい高電圧バッテリを車両に搭載することが困難になるという問題がある。
そこで、本発明は、特に容量の大きい高電圧バッテリを車両に搭載する場合であっても、高電圧バッテリユニットの車両側方部位のスペースを有効利用可能とすることを目的としている。
本発明は、車両の下部に高電圧バッテリを搭載し、この高電圧バッテリを冷却するための冷却ファンモータを、前記高電圧バッテリに対し、同一水平面上でかつ車両後方側近傍に配置することを最も主要な特徴とする。
本発明によれば、高電圧バッテリに対し、同一水平面上でかつ車両後方側近傍に冷却ファンモータを配置しているため、高電圧バッテリの車両側方部位のスペースを確保でき、特に容量の大きい高電圧バッテリを搭載した場合であっても、高電圧バッテリの車両側方部位のスペースを有効利用することができる。
また、冷却ファンモータを、高電圧バッテリの車両後方側近傍に配置しているため、高電圧バッテリとこれを冷却するための冷却ファンモータとの距離が短くなり、冷却効率を高めることができる。
さらに、冷却ファンモータを、高電圧バッテリの車両後方に配置しているため、特に車両側方からの衝突時に、冷却ファンモータが高電圧バッテリに接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリの損傷を防ぐことができる。
また、冷却ファンモータを、高電圧バッテリと同一平面上に配置しているため、冷却ファンモータを高電圧バッテリとともに、フロアパネル上のラゲッジボード下に収めることができ、ラゲッジスペースを有効に利用することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる高電圧バッテリユニットの車両搭載構造を示す車両後部の平面図である。なお、図1中で、矢印FRで示す方向が車両前方である。この車両は、図示しない燃料電池を搭載する燃料電池車両であり、車両後部の左右一対のホイールハウス1相互間のリアフロアパネル3上に、高電圧バッテリ5を配置している。
高電圧バッテリ5の車両後方の荷室内には、物品収納ボックスとしてのユーティリティボックスA7を設置し、さらにこのユーティリティボックスA7の車幅方向両側には、物品収納ボックスとしてのユーティリティボックスB9およびユーティリティボックスC11をそれぞれ設置する。
高電圧バッテリ5は、バッテリケース内に収容しており、そのケース内の空気を外部に排出する排気ダクトA13を、高電圧バッテリ5の車両後部側に接続し、その下流端を高電圧バッテリ5を冷却するための冷却ファンユニット15に接続する。バッテリケースの車両前端部には、バッテリケース内に空気を導入するための吸気口5aを設けている。
冷却ファンユニット15は、冷却ファン17と冷却ファン17を回転させる冷却ファンモータ19とをそれぞれ備え、高電圧バッテリ5に対し、同一水平面上でかつ車両後方側近傍のユーティリティボックスA7との間の隙間に配置している。
上記した高電圧バッテリ5と冷却ファンユニット15とで、高電圧バッテリユニットを構成している。
図2は、図1のA−A断面図であり、図2中で上下方向が車両高さ方向である。高電圧バッテリ5の車両前方側のフロアパネル下には、図示しない燃料電池に燃料として供給する水素を収容する水素タンク21を設置している。水素タンク21は、車幅方向両側(図2中で左右方向両側)にて車両前後方向に延びるリアサイドメンバ23などの車体骨格部材に取り付けたタンク保持ブラケット25を介して車体に固定している。
冷却ファンモータ19は、上記したリアサイドメンバ23上のリアフロアパネル3上であって高電圧バッテリ5よりも車幅方向外側に固定してあり、その車幅方向外側位置で、ホイールハウス1との間には、水素配管としての水素充填配管27を、車両前後方向に延設している。水素充填配管27は、図1に示す充填口27aから水素を供給して前記した水素タンク21に充填するための経路であり、図2に示すように、車両前後方向から見て、冷却ファンモータ19に対し、水素充填配管27のほうが高い位置となるように、車両高さ方向位置が互いにずれている。
なお、図2において、ユーティリティボックスA7,ユーティリティボックスB9およびユーティリティボックスC11上には、ラゲッジボード29を被せているが、図1ではラゲッジボード29を省略している。このラゲッジボード29上の空間が、ラゲッジスペースすなわち車室としての荷室30となる。
図3は、図1に対し、ラゲッジボード29およびユーティリティボックスA7,ユーティリティボックスC11を取り外した状態の平面図で、冷却ファンユニット15の車両後部には、高電圧バッテリ5から発生した熱を含む排気を、冷却ファンモータ19から受けて流す排気ダクトB31を接続している。
図4は、図1のB−B断面図であり、図4中で上下方向が車両高さ方向である。これによれば、排気ダクトB31は、ユーティリティボックスA7とユーティリティボックスB9との間の分割部に配置している。
また、上記した排気ダクトB31は、ユーティリティボックスA7の端部上壁7aと、この端部上壁7aの車幅方向右側端部から下方に延び下端がリアフロアパネル3に達する端部側壁7bと、ユーティリティボックスB9の車幅方向右側の端部側壁9aとの三方に周囲を囲まれている。
図5は、図1のC−C断面図で、上記した排気ダクトB31の排出口31aを、車両後端部付近の車体リアパネル33近傍に設定している。
図6は、図1のD−D断面図で、この図6と前記した図4でも明らかなように、ユーティリティボックスA7,ユーティリティボックスB9およびユーティリティボックスC11のそれぞれの下端部を、フロアパネル3上に密着させて配置している。
次に作用を説明する。
高電圧バッテリ5に対し、冷却ファンモータ19を、同一水平面上でかつ車両後方側近傍に配置しているため、高電圧バッテリ5の車両側方のホイールハウス1との間のスペースを確保でき、特に容量の大きい高電圧バッテリ5を搭載した場合であっても、高電圧バッテリ5の車両側方のホイールハウス1との間のスペースを、例えば電線を配索するなどで、有効利用することができる。
また、冷却ファンモータ19を、高電圧バッテリ5の車両後方側近傍に配置しているため、高電圧バッテリ5とこれを冷却するための冷却ファンモータ19との距離が短くなり、冷却効率を高めることができる。
また、冷却ファンモータ19を、高電圧バッテリ5の車幅方向外側に配置しているため、特に、車両後方からの衝突時に、冷却ファンモータ19が高電圧バッテリ5に接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリ19の損傷を防ぐことができる。さらに、冷却ファンモータ19を、車両前後方向で高電圧バッテリ5の車両後方に配置しているため、特に車両側方からの衝突時に、冷却ファンモータ19が高電圧バッテリ5に接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリ5の損傷を防ぐことができる。
また、冷却ファンモータ19を、高電圧バッテリ5と同一平面上に配置しているため、冷却ファンモータ19を高電圧バッテリ5とともに、リアフロアパネル3上のラゲッジボード29下に収めることができ、ラゲッジスペース(荷室30)を有効に利用することができる。
また、図2に示すように、水素充填配管27と冷却ファンモータ19とは、車両前後方向から見て車両高さ方向位置が互いにずれているので、車両の特に側面衝突時に水素充填配管27が冷却ファンモータ19と、ホイールハウス内の図示しないタイヤとの間に挟まれることを防止でき、このような挟まれる状態を防止するために特別な補強を追加する必要がない。
さらに、図2に示すように、冷却ファンモータ19を、車体の下部に位置する車体骨格部材であるリアサイドメンバ23上に配置することで、上記と同様に車両の特に側面衝突時に、冷却ファンモータ19の車幅方向のずれを防止することができる。
図4に示すように、排気ダクトB31を、車室(荷室30)内に設けた複数のユーティリティボックスA7とユーティリティボックスB9との間のデッドスペースとなる分割部に配置することで、荷室30のスペースを有効利用でき、ユーティリティボックスA7やユーティリティボックスB9の容量を大きく確保することができ、ユーザの利用できる荷室スペースを最大限に確保することが可能になる。
さらに、図4に示すように、音振発生源である冷却ファンモータ19からの排気経路である排気ダクトB31を、吸音効果のある発泡材で構成したユーティリティボックスA7およびユーティリティボックスB9で覆うことで、音振性能を高めることができる。またユーティリティボックスA7およびユーティリティボックスB9を遮音材(吸音材)と兼ねることで、別途遮音材を設ける場合と比較して軽量化とコスト削減が達成できる。
図5に示すように、音振の排出部である排気ダクトB31の排出口31aは、車両後端部付近としているので、車両前方の乗員とからの距離を確保でき、音振性能を高めることができる。また、音振発生源である冷却ファンモータ19から排出口31aまでの距離を確保しているので、排気ダクトB31内で音の減衰を効果的に実施でき、音振性能が向上する。
図4,図6に示すように、ユーティリティボックスA7およびユーティリティボックスB9を、リアフロアパネル3上に密着させることで、排気ダクトB31により暖められたダクト周囲の空気が高圧バッテリ5側へ逆流するのを防止でき、高電圧バッテリ5に対する冷却効率が向上する。
図7は、本発明の第2の実施形態を示す、前記図4に対応する断面図である。第2の実施形態は、図4に示した第1の実施形態における排気ダクトB31に代えて、排気ダクトB310を設定している。
排気ダクトB310は、ユーティリティボックスA7の端部上壁7aと、同端部側壁7bと、ユーティリティボックスB9の端部側壁9aと、リアフロアパネル3との四方に囲まれた領域が排気流路となるように構成しており、したがってこの場合、車室内に設けた複数の物品収容ボックスの外壁相互間が排気流路となる。
このように構成したに排気ダクトB310は、排気流路の内壁自体が吸音効果のある発泡材で構成したユーティリティボックスA7およびユーティリティボックスB9となり、音振性能を向上することができる。またユーティリティボックスA7やユーティリティボックスB9で、遮音材と排気ダクトを兼ねることで、別途専用の遮音材および排気ダクトを設ける場合と比較して軽量化とコスト削減が達成できる。
本発明の第3の実施形態として、図1に示すように、車両後方横に排気口35を設定し、この排気口35と冷却ファンユニット15とを図示しない排気ダクトで接続する。この場合の排気ダクトは、図4に示す排気ダクトB31のように、別途設定した二つのユーティリティボックス相互で囲むように形成するか、あるいは図7に示す排気ダクトB310のように、別途設けた二つのユーティリティボックスおよびリアフロアパネル3で囲む領域を排気流路となるように形成する。
これにより、前記した第2の実施形態と同様に、音振性能の向上と、別途専用の遮音材および排気ダクトを設ける場合と比較して軽量化とコスト削減が達成できる。
本発明の第1の実施形態に係わる高電圧バッテリユニットの車両搭載構造を示す車両後部の平面図である。 図1のA−A断面図である。 図1に対し、ラゲッジボードおよびユーティリティボックスを取り外した状態の平面図である。 図1のB−B断面図である。 図1のC−C断面図である。 図1のD−D断面図である。 本発明の第2の実施形態を示す、図4に対応する断面図である。
符号の説明
3 リアフロアパネル(車体)
5 高電圧バッテリ
7 ユーティリティボックスA(物品収容ボックス)
7a ユーティリティボックスAの端部上壁(物品収容ボックスの外壁)
7b ユーティリティボックスAの端部側壁(物品収容ボックスの外壁)
9 ユーティリティボックスB(物品収容ボックス)
9a ユーティリティボックスBの端部側壁(物品収容ボックスの外壁)
19 冷却ファンモータ
23 リアサイドメンバ(車体骨格部材)
27 水素充填配管(水素配管)
30 荷室(車室)
31,310 排気ダクトB
31a 排出口
35 車両後方横に配置した排気口

Claims (11)

  1. 車両の下部に高電圧バッテリを搭載し、この高電圧バッテリを冷却するための冷却ファンモータを、前記高電圧バッテリに対し、同一水平面上でかつ車両後方側近傍に配置することを特徴とする高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  2. 前記車両は燃料電池を搭載する燃料電池車両であり、前記燃料電池に供給する水素配管を車両前後方向に延設し、この水素配管と前記冷却ファンモータとは、車両前後方向から見て車両高さ方向位置が互いにずれていることを特徴とする請求項1に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  3. 前記冷却ファンモータを、車両の下部に位置する車体骨格部材上に配置することを特徴とする請求項1または2に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  4. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、車室内に設けた複数の物品収容ボックス相互間の分割部に配置することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  5. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、その排出口が車両後端部付近となるよう配置することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  6. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、車室内に設けた複数の物品収容ボックスがその周囲を囲むように配置することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  7. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、車室内に設けた複数の物品収容ボックスの外壁相互間が排気流路となるように設けたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  8. 前記物品収容ボックスを車体に密着させることを特徴とする請求項4,6,7のいずれか1項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  9. 前記排気ダクトを、車両後方横に配置した排気口に接続することを特徴とする請求項7に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  10. 前記物品収容ボックスをリアフロアパネル上に密着させることを特徴とする請求項8に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
  11. 前記高電圧バッテリおよび前記冷却ファンモータを、車両後部における荷室下部のフロアパネル上に配置することを特徴とする1ないし10のいずれか1項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
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