JP2013071694A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増加、車両重量の増加を生じることなく、バッテリーユニットを好適に搭載できる車体構造を提供する。
【解決手段】本発明の代表的な構成は、ハイブリッドカーまたは電気自動車の車体構造１００において、車体床面を構成し開口部１０４が形成されたフロアパネルと、フロアパネルの上下にまたがって開口部１０４に設置されるバッテリーユニット１１０と、フロアパネルから上側にてバッテリーユニット１１０の上部に被さる樹脂製のカバー部材とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッドカーまたは電気自動車の車体構造に関する。

近年、ハイブリッドカー（プラグインハイブリッドカーを含む）、電気自動車が普及してきている。ハイブリッドカー、電気自動車は、通常、電気モータを動作させるバッテリーユニットを車両後部の車室内または車室外に搭載している。しかし、バッテリーユニットを車両後部の車室内に搭載する場合、荷物の収納スペースが小さくなったり、後方視界の妨げとなったりするおそれがある。一方、バッテリーユニットを車両後部の車室外に搭載する場合、車両の最低地上高を確保しなければならないため、バッテリーユニットの各バッテリーセルを水平方向の広範囲にわたって平面的に配置しなければならず、サスペンション等の他の部品と干渉するおそれがある。

これに対し、バッテリーユニットの搭載に関する従来技術として、特許文献１〜３が開示されている。特許文献１には、床板の中央部に下向きに解放した断面コ字型の膨出部を設け、この膨出部にバッテリーを収容するバッテリーボックスを取り付ける技術が開示されている。特許文献２には、リヤフロア前半部に、リヤフレーム間で、ミドルフロアクロスメンバおよびリヤフロアクロスメンバ間にわたる開口部を形成し、この開口部内に、バッテリー収納ボックスの下半部を構成するボックス状のバッテリーセッティングベースを落とし込んで、その全周を開口部に溶接接合する技術が開示されている。特許文献３には、上壁と前後、左右の側壁からなる周側壁とを備え平面矩形のボックス状に形成される第２フロアパネルを、第１フロアパネルの開口部に貫通配置し、第１フロアパネルの上、下面側に突出した状態で周側壁をフランジに接合固定し、第２フロアパネルの内側を燃料電池ユニット収容部とする技術が開示されている。

特開昭４８−２６２７号公報 特開平５−２０１３５６号公報 特開２００３−２６０９３９号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、絞り加工等で膨出部を形成することとなるため、製造コストの増加の問題がある。また、特許文献１の技術では、床板を膨出させて膨出部を形成し、その下方にアンダーカバーを設置するため、車両重量増加の問題もある。特許文献２の技術では、リヤフロアの車外側にバッテリーを搭載しているにすぎないので、最低地上高確保の問題が出てくる。また、特許文献２の技術は、開口部内に設置するバッテリーセッティングベースに車両前後方向に延びるボックスロアフレームを溶接接合するため、車両重量増加の問題もある。特許文献３の技術では、第１フロアパネルの開口部に、上壁と周側壁とからなる第２フロアパネルを接合固定するので、実質的に特許文献１と大差なく、製造コストが嵩んでしまう。また、特許文献３の技術は、第２フロアパネル下方に、第２フロアパネルの上壁の下面と周側壁の内面とに沿うサブフレームを設置し、その内部に燃料電池ユニットを収容配置するので、車両重量増加の問題もある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加、車両重量の増加を生じることなく、バッテリーユニットを好適に搭載できる車体構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、ハイブリッドカーまたは電気自動車の車体構造において、車体床面を構成し開口部が形成されたフロアパネルと、フロアパネルの上下にまたがって開口部に設置されるバッテリーユニットと、フロアパネルから上側にてバッテリーユニットの上部に被さる樹脂製のカバー部材とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、フロアパネルの上下にまたがってバッテリーユニットが設置される。これより、車室内（フロアパネル上側）にバッテリーユニットを設置した場合のように、荷物の収納スペースが小さくなったり、後方視界の妨げとなったりするおそれがない。また、車室外（フロアパネル下側）にバッテリーユニットを設置した場合のように最低地上高確保の問題も生じない。

また、上記構成ではフロアパネルに開口部を形成して、バッテリーユニットを設置する。かかる構成では、上記特許文献３のようにこの開口部を他の鋼材（第２フロアパネル）で覆うことはなく、単に成型が容易な樹脂性のカバー部材を上部に被せるのみである。したがって、製造コストの増加を生じず、車両重量の軽量化が可能となる。

フロアパネルは、リヤシートを支持するリヤフロアパネルであり、カバー部材は、リヤシートのシートバックを押し倒す際の回動軌跡を避けるように、車両前側の上部が抉れているとよい。かかる構成によれば、リヤシートのシートバックと干渉することなく、リヤシートのすぐ後ろにバッテリーユニットを好適に設置できる。

リヤフロアパネルの下側に配置されたＤＣＤＣコンバータと、バッテリーユニットとＤＣＤＣコンバータとを車室外で接続する高電圧ケーブルとをさらに備えるとよい。かかる構成によれば、バッテリーユニットとＤＣＤＣコンバータとをつなぐ高電圧ケーブルが車室内を貫通しないので、これを保護する部材が必要ない。したがって、製造コストの削減、および車両重量の軽量化が可能となる。

本発明によれば、ハイブリッドカーまたは電気自動車において、製造コストの増加、車両重量の増加を生じることなく、バッテリーユニットを好適に搭載できる車体構造を提供可能である。

本実施形態にかかる車体構造におけるバッテリーユニットの組付を示す図である。 図１の組付完了後の状態を示す図である。 図２のバッテリーユニットの上部にカバー部材を被せる図である。 図３のカバー部材を被せた状態を示す図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 本実施形態にかかる車体構造の底面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる車体構造１００におけるバッテリーユニット１１０の組付を示す図である。図２は、図１の組付完了後の状態を示す図である。本実施形態にかかる車体構造１００は、電気モータを動作させるバッテリーユニット１１０を搭載するハイブリッドカーまたは電気自動車に適用される。なお、図中の矢印Ｆｗｄは車両前方、矢印Ｒｈは車両右方、矢印Ｕｐは上方を表すものとする。

図１に示すように、車体構造１００では、リヤフロアパネル１０２のリヤシート１０６（図４参照）が設置される位置よりも後方に開口部１０４が形成される。そして、リヤフロアパネル１０２の上下にまたがって開口部１０４に、バッテリーユニット１１０が設置される。このようにリヤフロアパネル１０２の上下にまたがって開口部１０４にバッテリーユニット１１０を設置することで、以下のように好適な搭載が実現される。

すなわち、車室内および車室外の双方の領域にわたってバッテリーユニット１１０を設置することで、車室内の荷物の収納スペースや後方視界の確保が図れ、またバッテリーセル１１６（図５参照）を上下に重ねて配置しても最低地上高を確保できる。リヤフロアパネル１０２の下部に、バッテリーセル１１６を水平方向の広範囲にわたって平面的に配置する必要もないので、サスペンションや燃料タンクとの干渉といった問題も生じない。

図２に示すように、バッテリーユニット１１０は、その筐体１１２の周囲のフランジ１１４（図５参照）が枠部材１２０に支持され、車両骨格を構成する骨格部材等に下方から枠部材１２０が６箇所で締結されることで設置される。ここでは、枠部材１２０は、骨格部材としての左右のリヤサイドフレーム１２２、１２４等に締結される。

バッテリーユニット１１０の筐体１１２の下側には、バッテリーユニット１１０をチッピング等から保護するための樹脂製のアンダーカバー１２６が備えられる。アンダーカバー１２６は、車両重量の増加を回避する観点から硬質樹脂製とするのが好ましいが、板金で形成してもよい。

なお、上記では車体床面を構成するフロアパネルの例としてリヤフロアパネル１０２を挙げて説明したが、これに限らず、フロントフロアパネルに開口部を形成して同様にバッテリーユニットを設置してもよい。

図３は、図２のバッテリーユニット１１０の上部にカバー部材１３０を被せる図である。図４は、図３のカバー部材１３０を被せた状態を示す図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。

図３、図４に示すように、車体構造１００では、リヤフロアパネル１０２から上方に突出するバッテリーユニット１１０の上部に被さり開口部１０４を塞ぐ樹脂製のカバー部材１３０が備えられる。かかるカバー部材１３０を被せることで、車室内の乗員からバッテリーユニット１１０を隔離することができるため、乗員の安全性の確保を図ることができる。また、成型が容易であり、比較的重量を抑えることができる樹脂でカバー部材１３０を形成することで、製造コストおよび車両重量の増加を回避することができる。

カバー部材１３０は、その下側に、外側へと張り出すフランジ１３２を有する。フランジ１３２の下面には、パッキン等のシール部材が設けられる。また、フランジ１３２はその少なくとも一部がさらに外側へと延長されていて、この延長部分１３２ａに締結孔が設けられる。カバー部材１３０は、かかる締結孔を介して、リヤフロアパネル１０２に取り付けられたスタッドボルトと結合する。締結孔とスタッドボルトとの結合により、パッキン等のシール部材がリヤフロアパネル１０２との間を封止して車室内と車室外とを分断し、水等の浸入を防止する。

図５に示すように、車体構造１００では、バッテリーユニット１１０がリヤシート１０６のすぐ後ろに設置される。これは、バッテリーユニット１１０とリヤシート１０６の間のスペースは無駄となってしまうと考えられるため、この無駄となるスペースを極力排し、スペースの有効活用を図るためである。

しかし、車体構造１００では、リヤフロアパネル１０２の上下にまたがって、すなわちリヤフロアパネル１０２から上方に突出させるようにバッテリーユニット１１０を設置している。そのため、バッテリーユニット１１０とリヤシート１０６とを近づけると、リヤシート１０６のシートバック１０８を前方へ押し倒す際に、シートバック１０８がバッテリーユニット１１０の上部と干渉してしまう。

そこで、車体構造１００では、シートバック１０８を押し倒す際の回動軌跡を避けるように、カバー部材１３０の車両前側の上部を抉れた形状に形成する（以下、この抉れた部分を「抉部１３４」と称する）。かかる抉部１３４は、カバー部材が板金製の場合には多少形成が困難となるが、車体構造１００ではカバー部材１３０が樹脂製であるため、容易に形成することができる。

図５に示すように、バッテリーユニット１１０に関しても、シートバック１０８を押し倒す際の回動軌跡を避けるように、その車両前側の上部が抉れた形状をなす。バッテリーユニット１１０は、筐体１１２と、筐体１１２に収容されるバッテリーセル１１６（図中、代表して１つに符号をふす）および電気部品１１８とからなる。

筐体１１２は、その車両前側の上部が抉れた形状をなす（以下、この抉れた部分を「抉部１３６」と称する）。また、筐体１１２の下部はその上部に比べて断面積が大きく、下膨れ状の形状になっている。抉部１３６が形成された筐体１１２の上部には電気部品１１８が収容され、その下部には複数のバッテリーセル１１６が収容される。

電気部品１１８は、電池監視ユニットやファン、ジャンクションブロック等であって、複数のバッテリーセル１１６ほどには嵩張らない。したがって、抉部１３６が形成された筐体の上部であっても、問題無く収容することができる。バッテリーセル１１６はリチウムイオン２次電池等であって、抉部１３６の影響無く、上下に重ねて配置することができる。

なお、本実施形態において、バッテリーユニット１１０は電気モータを動作させる高電圧バッテリーであり、車両にはこの他に１２Ｖ等の補機バッテリーが搭載される。

図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。なお、図６では、便宜上、バッテリーユニット１１０の内部構造やアンダーカバー１２６の図示を省略している。図４、図６に示すように、車体構造１００では、車両右側の下部にマフラーパイプを通すために、バッテリーユニット１１０が車両左側にかたよって配置される。したがって、車体構造１００では、車室内の車両右側にスペースが生じる。

そこで、図５、図６に示すように、車体構造１００では、カバー部材１３０の上方に、平らな荷室スペースを形成するための内装材１３８、１４０を設ける。内装材１３８はカバー部材１３０の上方に設置され、その後側および左側がリヤフロアパネル１０２まで延び、リヤフロアパネル１０２に支持される。内装材１４０はその上部が略水平になっていて、内装材１３８の上側に設置される。なお、内装材１３８、１４０は、便宜上、図４での図示を省略している。

図７は、本実施形態にかかる車体構造１００の底面図である。図７に示すように、車体構造１００では、ＤＣＤＣコンバータ１４２等の高電圧系部品がリヤフロアパネル１０２の下側に配置される。そのため、高電圧系の配線の配索が車室外で完結する。例えば、バッテリーユニット１１０とＤＣＤＣコンバータ１４２とをつなぐ高電圧ケーブル１４４は車室内を一切貫通せず、車室外に配置される。これより、車室内の乗員が高電圧系の部品や配線に接触するのを防止するための保護構造（保護部材）が不要となり、製造コストの削減、および車両重量の軽量化が可能となる。

以上、上述した車体構造１００によれば、製造コストの増加、車両重量の増加を生じることなく、バッテリーユニット１１０を好適に搭載することができる。これは、リヤフロアパネル１０２の開口部１０４を、他の鋼材で覆うようなことをせず、単に成型が容易な樹脂性のカバー部材１３０を上部に被せ、強度については枠部材１２０の剛性設定により確保するためである。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ハイブリッドカーまたは電気自動車の車体構造に利用することができる。

１００…車体構造、１０２…リヤフロアパネル、１０４…開口部、１０６…リヤシート、１０８…シートバック、１１０…バッテリーユニット、１１２…筐体、１１４…フランジ、１１６…バッテリーセル、１１８…電気部品、１２０…枠部材、１２２、１２４…リヤサイドフレーム、１２６…アンダーカバー、１３０…カバー部材、１３２…フランジ、１３２ａ…延長部分、１３４、１３６…抉部、１３８、１４０…内装材、１４２…ＤＣＤＣコンバータ、１４４…高電圧ケーブル

Claims (3)

1. ハイブリッドカーまたは電気自動車の車体構造において、
   車体床面を構成し開口部が形成されたフロアパネルと、
   前記フロアパネルの上下にまたがって前記開口部に設置されるバッテリーユニットと、
   前記フロアパネルから上側にて前記バッテリーユニットの上部に被さる樹脂製のカバー部材とを備えることを特徴とする車体構造。
2. 前記フロアパネルは、リヤシートを支持するリヤフロアパネルであり、
   前記カバー部材は、前記リヤシートのシートバックを押し倒す際の回動軌跡を避けるように、車両前側の上部が抉れていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 前記リヤフロアパネルの下側に配置されたＤＣＤＣコンバータと、
   前記バッテリーユニットと前記ＤＣＤＣコンバータとを車室外で接続する高電圧ケーブルとをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。

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