JP2007237779A - 電源パックの搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電源パックをフロア上に配置した場合であっても、フロア下面から室内側に侵入する熱に対して影響を受け難い構造を備える、電源パックの搭載構造を提供する。
【解決手段】この電源パック１００は、フロアパネル２００上において車両のリア側よりも車両のフロント側の方が高くなるように配置されている。具体的には、フロアパネル２００上において車両を横断するように固定された構造部材であるクロスメンバ２１０の上に、電源パック１００のフロント側が載置されている。
【選択図】図５

Description

この発明は、電源パックの搭載構造に関し、より特定的には、電気自動車などの電動機を駆動源として用いる自動車に搭載され電気を供給するための電源パックの搭載構造に関するものである。

近年、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されてきている。このような電気自動車などには、電動機などにエネルギーである電気を供給するための電源として、電池やキャパシタ等の蓄電装置が搭載されている。たとえば、電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。

ここで、電源として二次電池を用いた場合には、電池セルを積層した電池モジュールにより構成されており、この電池モジュールが電源ケースの内部に収容された状態で自動車に搭載される。この電源ケースと、電源ケースの内部に収容された電池モジュールおよびその他の内部構成部品とを含めたものを電源パックと称する。

従来、電源パックは、ラゲージスペース（トランク）内に搭載されていた。しかし、車種によっては、ラゲージスペースの容積を十分に確保したいとの要請から、電源パックを室内に配置する構成が採用される場合がある。ここで、電源パックをフロアパネル上に配置した場合には、フロアパネル下面からの熱により電源パックの温度が上昇し、電源パックの性能に悪影響を与えることが懸念される。夏場においては、道路からの照り返しによる輻射熱がフロアパネルを介して電源パックに伝わることが考えられる。また、エンジン搭載車においては、フロアパネル下面を通過する排気経路が高温になることから、この排気経路からの熱がフロアパネルを介して電源パックに伝わることが考えられる。

また、搭乗者が、水分をフロアパネル面にこぼした場合、電源パックの配置位置によっては、水分が電源パック内に侵入し電源パック内に水分が留まってしまうおそれがある。

下記特許文献１においては、その図２を参照した場合、助手席の下方に電源パックが搭載されている。しかし、この搭載構造においては、道路からの照り返しによる輻射熱がフロアパネルを介して電源パックに伝わるおそれがある。また、水分をフロアパネル面にこぼした場合、水分が電源パック内に侵入し水分が留まるおそれもある。
特開２００４−２３７７９０号公報

この発明が解決しようとする課題は、電源パックをフロアパネル上に配置した場合に、フロアパネル下面から室内側に侵入する熱の影響により、電源パックの性能に悪影響を与えることにある。したがって、この発明は、電源パックをフロアパネル上に配置した場合であっても、フロアパネル下面から室内側に侵入する熱に対して影響を受け難い構造を備える、電源パックの搭載構造を提供することを目的とする。

本発明に基づいた電源パックの搭載構造においては、電源を収容する電源パックの搭載構造であって、上記電源パックは、上記車両のフロアパネル上に設けられ、上記電源パックの上記車両のリア側よりも上記車両のフロント側の方が高くなるように配置される。なお、本発明における電源とは、電動機などにエネルギーである電気を供給するための源として用いられるものを意味する。たとえば、電源には、それ自体が化学変化等により電気を創り出す電池や、外部からの供給により電池を蓄えるキャパシタ等の蓄電装置を含む。

この発明に基づいた電源パックの搭載構造によれば、電源パックの車両のリア側よりも車両のフロント側の方が高くなるように配置されることにより、電源パックとフロアパネル上との間に空間を形成することが可能となる。その結果、フロアパネル下面から室内側に侵入する熱の影響が緩和され、電源パックの性能に悪影響を与えることがない。

以下、この発明に基づいた実施の形態における電源パックの搭載構造について、図１から図５を参照しながら説明する。図１は、本発明に基づいた実施の形態における電源パックを搭載した自動車の形態を示す断面模式図である。図２は、図１に示した自動車の平面透視模式図である。図３は、図１に示した自動車の電源パックに関連する制御を説明するためのブロック図である。図４は、図１に示した電源パックの車両への搭載構造を示す全体斜視図である。図５は、図４中のＶ−Ｖ線矢視断面模式図である。

図１および図２に示すように、自動車１はその搭乗空間５０内において、フロントシート２ａ、２ｂ（図２参照）とリアシート６とが配置されている。搭乗空間５０内において、フロントシート２ａ、２ｂの下方であってフロントシート２ａ、２ｂに挟まれる搭乗空間５０のフロアパネル２００上に電源パック１００が搭載されている。本実施の形態においては、運転席２ｂと助手席２ａとの間に電源パック１００が配置されている。なお、フロアパネル２００上には、通常室内装飾品としてカーペット等が施設されるが、本実施の形態における説明においては、カーペット等の図示は省略する。また、明細書中におけるフロアパネルは、自動車１の搭乗空間５０内において、キャビン（客室）を画成するパネルのうち、底面に位置するパネルのことを意味する。

図３に示すように、電源パック１００は、複数の電池セル１２０ａ（図５参照）が含まれる電池部９は、自動車１のエンジン（図示せず）などに設置された発電機を含むエネルギー発生部８と接続されている。自動車１では、このエネルギー発生部８において発生したエネルギーである電気を電源パック１００に充電することができる。すなわち、電池部９を構成する電源パック１００には、充放電が可能な二次電池が配置されている。

電池部９は、自動車１に搭載されたエアコンなどの自動車に搭載された機器である動作機器１０を駆動するエネルギー源として用いられる。ここで、動作機器１０としては、上述のようにエアコンや、車両に搭載されたカーナビゲーションシステム、あるいはコンピュータシステムなど、自動車を走行させる動力源となる電動機などの駆動装置以外の機器を含む。なお、動作機器１０は、自動車１を走行させる動力源となる電動機などの駆動装置であってもよい。つまり、電池部９は上記駆動装置のためのエネルギーを供給するものであってもよい。エネルギー発生部８、電池部９および動作機器１０は制御部７と接続されている。この制御部７により、電池部９の充放電やエネルギー発生部８の動作、あるいは動作機器１０に対するエネルギーの供給状態などが制御される。

次に、図４および図５を参照して、電源パック１００の搭載構造について具体的に説明する。本実施の形態における電源パック１００は、図５の断面図に示すように、複数の電池セル１２０ａが集合された電池モジュール１２０と、機器部１１０とが電池ケース１０１内に収容されている。電池セル１２０ａには、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。機器部１１０は、電源パック１００のフロント側に配置されている。

電池ケース１０１は、電池モジュール１２０および機器部１１０を下面側から支持するロアケース１０２と、機器部１１０および電池モジュール１２０を覆う電池モジュールカバー１０３とを有している。また、ロアケース１０２のリア側の下端部には、電源パック１００内に排出した水分を外部に排出するための液体排出部としての排水口１３０が設けられている。

機器部１１０としては、ジャンクションボックス、電池モジュール１２０から延設される高圧ケーブルが接続されるメインシステムリレー、および、電子機器部品ＡＣ１００Ｖインバータ、電子回路基板、メインライン用ヒューズ等が挙げられる。

上記構成からなる電源パック１００において、図４および図５に示すように、この電源パック１００は、フロアパネル２００上において、フロアパネル２００の表面を基準として見た場合に、車両のリア側よりも車両のフロント側の方が高くなるように配置されている。具体的には、フロアパネル２００上において車両を横断するように固定された構造部材であるクロスメンバ２１０の上に、電源パック１００のフロント側が載置されている。電源パック１００のリア側の後端部は、リア側に配置されたクロスメンバ２１１のフランジ部上に載置され、略フロアパネル２００と略同一面に位置している。電源パック１００のフロアパネル２００上への配置は、車両に載置されることを考慮して、移動しないように固定されることが好ましい。

このように、電源パック１００の車両のリア側よりも車両のフロント側の方が高くなるように配置することで、電源パック１００とフロアパネル２００上との間に空間を形成することが可能となる。その結果、フロアパネル２００の下面から室内側に侵入する熱の影響が緩和され、電源パック１００の性能に悪影響を与えることがない。

また、本実施の形態においては、フロアパネル２００の下面には、エンジンからの排気経路としてのエギゾーストパイプ３００が位置し、このエギゾーストパイプ３００の途中領域には触媒装置３００Ａが設けられている。このエギゾーストパイプ３００および触媒装置３００Ａはそれぞれ高温の熱源（約２５０度以上）となる。これらの装置の上方位置、具体的には、排気ガスがエギゾーストパイプ３００中を流通している時に、電源パック１００に対して熱伝達する位置に電源パック１００を配置した場合においても、これらの装置からの熱は、フロアパネル２００を介して搭乗空間５０内に伝わることとなる。しかし、電源パック１００とフロアパネル２００上との間に空間を形成していることから、電源パック１００の直接的な温度上昇を抑制することができる。

また、電源パック１００は、車両フロント側が高くなっていることから、フロアパネル２００から侵入する熱は、電源パック１００の底面を伝わって車両フロント側に逃げることとなり、電源パック１００の底面において熱がよどむことがない。また、搭乗空間５０内（特にリア側空間内）への直接的な放熱を抑制することができる。

また、電源パック１００において、機器部１１０を電源パック１００のフロント側に配置することで、熱の影響に弱い機器部１１０を熱源から最も離すことができる。また、外部から水分が侵入した場合でも、機器部１１０は上流側に位置するため、浸水等により機器部１１０の破損を防ぐことが可能となる。さらに、電源パック１００内に侵入した水分は、排水口１３０から外部に排出させることが可能である。

また、構造部材であるクロスメンバ２１０を用いることにより、電源パック１００を傾斜させるために新たな部材を別途設ける必要がなく、車両重量の増加、製造コストの上昇を招くこともない。

また、上記実施の形態においては、電源パック１００の長手方向が、車両の前後方向に沿うように、運転席２ｂと助手席２ａとの間に電源パック１００を配置した場合について説明しているが、図６および図７に示すように、電源パック１００の長手方向が車両を横断するように配置することも可能である。なお、図６は、電源パックの車両への搭載構造を示す全体斜視図であり、図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面模式図である。

また、車両を車両進行方向に対して直交する方向に横断するように電源パック１００を配置した場合には、運転席の下方から助手席の下方にわたって電源パック１００が位置することになる。この場合には、クロスメンバ２１０の上に、電源パック１００のフロント側が載置され、電源パック１００のリア側の後端部は、フロアパネル２００上に直接載置される。また、ロアケース１０２のリア側の下端部には、電源パック１００内に排出した水分を外部に排出するための液体排出部としての排水口１３０が設けられている。

このように、車両を横断するように電源パック１００を搭載した場合であっても、図１から図５に示す電源パック１００と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態においては、電源パック１００を傾斜させるためにクロスメンバを用いた場合について説明したが、他の構成部材を別途用いて電源パック１００を傾斜させる構成の採用も可能である。また、上記実施の形態においては、本発明を、エンジンおよび／または電動機の動力を駆動軸に出力可能なハイブリッド車両に適用した場合を一例として挙げたが、エンジンのみ、または、電動機のみ搭載する車両に対しても適用することは可能である。また、実施の形態における電源パックにおいては、電源に、電池セルを積層配置した電池モジュールを採用した場合について説明したが、キャパシタ等からなる蓄電セルを積層配置した蓄電モジュールを採用することも可能である。蓄電セルおよび蓄電モジュールの外径形状は、電池セルおよび電池モジュールと略同じであり、上記実施の形態における構成を採用することが可能である。

以上、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

本発明に基づいた実施の形態における電源パックを搭載した自動車の形態を示す断面模式図である。 本発明に基づいた実施の形態における電源パックを搭載した自動車の平面透視模式図である。 本発明に基づいた実施の形態における自動車の電源パックに関連する制御を説明するためのブロック図である。 本発明に基づいた実施の形態における電源パックの車両への搭載構造を示す全体斜視図である。 図４中のＶ−Ｖ線矢視断面模式図である。 本発明に基づいた他の実施の形態における電源パックの車両への搭載構造を示す全体斜視図である。 図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面模式図である。

符号の説明

１ 自動車、２ａ，２ｂ フロントシート（助手席，運転席）、６ リアシート、７ 制御部、８ エネルギー発生部、９ 電池部、１０ 動作機器、５０ 搭乗空間、１００ 電源パック、１０１ 電池ケース、１０２ ロアケース、１０３ 電池モジュールカバー、１１０ 機器部、１２０ 電池モジュール、１２０ａ 電池セル、１３０ 排水口、２００ フロアパネル、２１０，２１１ クロスメンバ、３００ エギゾーストパイプ、３００Ａ 触媒装置。

Claims (8)

1. 電源を収容する電源パックの搭載構造であって、
   前記電源パックは、車両のフロアパネル上に設けられ、
   前記電源パックの前記車両のリア側よりも前記車両のフロント側の方が高くなるように傾斜して配置される、電源パックの搭載構造。
2. 前記車両は駆動源としてエンジンを含み、
   前記フロアパネルの下方には、排気通路が配置され、前記電源パックは、前記排気通路の上方に配置される、請求項１に記載の電源パックの搭載構造。
3. 前記排気通路は触媒装置を含み、前記電源パックは、前記触媒装置の上方に配置される、請求項２に記載の電源パックの搭載構造。
4. 前記電源パックの前記車両のリア側よりも前記車両のフロント側の方が高くなるよう、前記電源パックの前記フロント側は、前記車両の前記フロアパネル上に固定されたクロスメンバの上に載置される、請求項１から３のいずれかに記載の電源パックの搭載構造。
5. 前記電源パックは、電源モジュールと機器部とが収容され、
   前記機器部は、前記電源パック内の前記車両のフロント側に配置される、請求項１から４のいずれかに記載の電源パックの搭載構造。
6. 前記電源パックの前記車両のリア側には、液体排出部が設けられる、請求項１から５のいずれかに記載の電源パックの搭載構造。
7. 前記電源パックは、前記車両の運転席と助手席との間に配置される、請求項１から６のいずれかに記載の電源パックの搭載構造。
8. 前記車両は、エンジンおよび／または電動機の動力を駆動軸に出力可能なハイブリッド車両である、請求項１から７のいずれかに記載の電源パックの搭載構造。

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