JP2014046814A - 車両用電源装置の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】より軽量化を図ることのできる車両用電源装置の取付構造を得る。
【解決手段】車両用電源装置３０は、バッテリ５０と当該バッテリ５０が収容固定されるケース４０とを備えており、車体構成部材２０に固定されている。また、ケース４０は、車両水平方向に延在して車体構成部材２０に固定される固定部４１ａ，４２ａを備えている。そして、車両上下方向において車両用電源装置３０の重心Ｇと略同一の位置に固定部４１ａ，４２ａが設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用電源装置の取付構造に関する。

従来より、電気自動車やハイブリッド車両等のバッテリを備えた車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、バッテリをケース内部に収納固定し、当該ケースに設けた固定部を締結等により車両構造部材に固定することで、バッテリを車両構造部材に搭載している。

特開２００９−０８３５９７号公報

一般的に、電気自動車やハイブリッド車等のバッテリは重量が大きいものであり、車両の加減速時等の慣性力がバッテリに作用した場合には、ケースの固定部に入力される応力が大きくなってしまう。そのため、ケースの板厚寸法を大きくする等して固定部の剛性を確保する必要があった。このように、固定部の剛性を確保するためにケースの板厚寸法を大きくしたりすると、車両の重量が増大してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、より軽量化を図ることのできる車両用電源装置の取付構造を得ることを目的とする。

本発明は、バッテリと当該バッテリが収容固定されるケースとを備える車両用電源装置を車体構成部材に固定する車両用電源装置の取付構造であって、前記ケースは、車両水平方向に延在して前記車体構成部材に固定される固定部を備えており、前記固定部が、車両上下方向において前記車両用電源装置の重心と略同一の位置に設けられていることを最も主要な特徴としている。

本発明によれば、車両上下方向において車両用電源装置の重心と略同一の位置にケースの固定部を設けているため、車両用電源装置を車体構成部材に取り付けた状態で、固定部と車両用電源装置の重心位置とを車両上下方向で略同一の位置とすることができる。このように、固定部と車両用電源装置の重心位置とを車両上下方向で略同一の位置とすることで、外力が車両水平方向に入力された際に、車両用電源装置の固定部に作用するモ−メントを小さくすることができる。その結果、ケースの固定部に入力される応力が大きくなってしまうのが抑制されるため、ケースの板厚寸法をあまり大きくすることなく車両用電源装置を車体構成部材に固定することができ、車両用電源装置の軽量化を図ることができる。このように、本発明によれば、より軽量化を図ることのできる車両用電源装置の取付構造を得ることができるようになる。

本発明の第１実施形態にかかる車両用電源装置の配置状態を模式的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用電源装置を模式的に示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用電源装置の取り付け状態を模式的に示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用電源装置の取り付け状態を模式的に示す側断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる車両用電源装置のバッテリを模式的に示す斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかる車両用電源装置の取り付け状態を模式的に示す側断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態にかかる車両用電源装置の取付構造１０では、図１に示すように、車両用電源装置３０を車体構成部材としてのフロアパネル２０に取り付けるようにしている。本実施形態では、フロアパネル２０におけるリヤシート２１の後方の部位に車両用電源装置３０を取り付けている。

車両用電源装置３０は、ケース４０を備えており、ケース４０内には、バッテリ５０が固定配置されている。さらに、ケース４０内には、補機６０が固定配置されており、この補機６０は、バッテリ５０よりも車両上下方向下方に位置した状態でケース４０に固定されている。

ケース４０は、上側ケース４１と下側ケース４２とを重ね合わせることで形成されている。具体的には、上側ケース４１の下端および下側ケース４２の上端には、車両水平方向に延在するフランジ部４１ａ、４２ａがそれぞれ形成されている。そして、フランジ部４１ａ、４２ａ同士を重ね合わせ、重ね合わせたフランジ部４１ａ、４２ａをボルト１００等により固定することで略箱状のケース４０を形成している。このとき、互いに重ね合わせたフランジ部４１ａ、４２ａ間にシール材を介在させて分割体を水密に固定するのが好適である。そして、ケース４０内に、バッテリ５０および補機６０を、バッテリ５０が上方に補機６０が下方に位置するように収容固定している。なお、バッテリ５０および補機６０は図示せぬボルト等によってケース４０に固定されている。

バッテリ５０は、複数のセル５１を備えており、複数のセル５１が横方向（本実施形態では車幅方向）に積重された状態でケース４０内に収容されている。セル５１は、図２に示すように、長辺が前後方向に沿い、短辺が上下方向に沿い、かつ厚さ方向が車幅方向に沿う姿勢で、車幅方向に積重されている。なお、本実施形態では、横方向に積重された複数のセル５１が１列だけ配置されたバッテリ５０を例示したが、横方向に積重されたセル５１を前後に複数列となるように配置したバッテリ５０としてもよい。

一方、補機６０としては、手動で電源を遮断することができる手動遮断装置としてのサービスディスコネクトスイッチを用いることができる。サービスディスコネクトスイッチは、電源回路の途中に設けられ、電源を遮断および接続するメイン回路スイッチとして機能する装置であり、このサービスディスコネクトスイッチとしては公知のものを用いることができる。また、補機６０として、後突時等に外力がケース４０に入力された際に、自動で電源を遮断する自動遮断装置を用いることも可能である。この自動遮断装置としても、従来公知のサービスディスコネクトスイッチを用いることができる。なお、自動遮断装置としてのサービスディスコネクトスイッチは、電源回路の途中に設けられ、電源を遮断および接続するメイン回路スイッチとして機能する装置であり、後突時等に外力がケース４０に入力されたことを検知した際に、自動的に電源を遮断するようにしたものである。また、車両用電源装置３０の入出力電力を制御する制御回路を補機６０として用いることもできる。

そして、バッテリ５０と補機６０とは、可撓性を有するハーネス７０を介して電気的に接続されている。さらに、補機６０は、可撓性を有するハーネス７０およびコネクタ８０を介してバッテリ５０の電力が供給される図示せぬ電気部品（例えば、モータ、チャージャ、インバータ等）に電気的に接続されている。このように、本実施形態では、バッテリ５０と電気部品（図示せず）との間に補機６０を介在させている。なお、下側ケース４２には、図２に示すように、ハーネス７０およびコネクタ８０を挿通させる挿通孔４２ｃが形成されている。そして、ハーネス７０およびコネクタ８０をケース４０の内側から挿通孔４２ｃに挿通させることで、ハーネス７０およびコネクタ８０がケース４０の外部に引き出されるようにしている。

そして、上述したように、本実施形態では、かかる構成とした車両用電源装置３０をフロアパネル２０に固定配置している。

具体的には、フロアパネル２０には、図３に示すように、ケース４０の下部が挿入される挿入穴２２が形成されており、この挿入穴２２の外周に下側ケース４２のフランジ部４２ａが当接した状態で、ケース４０がフロアパネル２０に固定されている。本実施形態では、挿入穴２２の外周には、複数（本実施形態では、挿入穴２２の前方および後方に３つずつ）のボルト挿通孔２３が形成されており、上側ケース４１のフランジ部４１ａおよび下側ケース４２のフランジ部４２ａのボルト挿通孔２３と対応する部位には、ボルト挿通孔４１ｂ，４２ｂがそれぞれ形成されている。

そして、互いに対応するボルト挿通孔２３、ボルト挿通孔４１ｂおよびボルト挿通孔４２ｂを連通させた状態で、ボルト１００を挿入してナット１０１に締結することで、車両用電源装置３０をフロアパネル２０に固定配置している。このように、本実施形態では、ボルト１００を挿入してナット１０１に締結させることで、上側ケース４１と下側ケース４２とを固定してケース４０を形成しつつ、ケース４０をフロアパネル２０に固定配置できるようにしている。なお、ケース４０を形成した後に当該ケース４０をフロアパネル２０に固定配置するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、車両水平方向に延在するようにケース４０に形成されたフランジ部４１ａ、４２ａが、ケース４０に形成され、車両水平方向に延在してフロアパネル（車体構成部材）２０に固定される固定部に相当している。

ここで、本実施形態では、車両上下方向において車両用電源装置３０の重心Ｇと略同一の位置にフランジ部（固定部）４１ａ、４２ａを設けている。すなわち、車両用電源装置３０をフロアパネル（車体構成部材）２０に取り付けた状態で、車両用電源装置３０の重心Ｇの位置と車両上下方向で略同一の位置となるように、フランジ部（固定部）４１ａ、４２ａをケース４０に形成している。

なお、本実施形態では、ケース４０内に補機６０も収容固定されているため、車両用電源装置３０の重心Ｇは、ケース４０の内部にバッテリ５０および補機６０を固定配置した状態における重心となる。

また、上述したように、本実施形態では、バッテリ５０に比べて重量の小さい補機６０が、ケース４０内のバッテリ５０の下方に固定配置されている。したがって、車両用電源装置３０の重心Ｇは、ケース４０の中央よりも上方に位置することとなる。

以上説明したように、本実施形態では、車両上下方向において車両用電源装置３０の重心Ｇと略同一の位置に、ケース４０のフランジ部（固定部）４１ａ、４２ａを車両水平方向に延在するように設けている。したがって、車両用電源装置３０をフロアパネル（車体構成部材）２０に取り付けた状態で、フランジ部（固定部）４１ａ、４２ａと車両用電源装置３０の重心Ｇの位置とを車両上下方向で略同一の位置とすることができる。こうすれば、外力（図１のＦ参照）が車両水平方向に入力された際に、フランジ部（固定部）４１ａ、４２ａに作用するモ−メントを小さくすることができるため、フランジ部（固定部）４１ａ、４２ａに入力される応力が大きくなってしまうのが抑制される。したがって、ケース４０の板厚寸法をあまり大きくすることなく車両用電源装置３０をフロアパネル（車体構成部材）２０に固定することができる。すなわち、フランジ部（固定部）４１ａ、４２ａの剛性を確保するためにケース４０の板厚寸法をあまり大きくしたりする必要がなくなって、ケース４０、ひいては車両用電源装置３０の軽量化を図ることができるようになる。このように、本実施形態によれば、より軽量化を図ることのできる車両用電源装置の取付構造１０を得ることができるようになる。

また、本実施形態によれば、補機６０がバッテリ５０の下方に配置されるようにしている。すなわち、バッテリ５０に比して重量の小さい補機６０が車両下方に配置されるようにしている。これにより、車両用電源装置３０の重心Ｇの位置をより上部にすることができる。その結果、車両用電源装置３０をフロアパネル２０に取り付けた状態で、車両用電源装置３０のフロアパネル２０上方への突出量を少なくすることができ、フロアパネル２０上部の荷室スペースが狭くなってしまうのを抑制することができるようになる。

（第２実施形態）
本実施形態にかかる車両用電源装置の取付構造１０Ａは、基本的に上記第１実施形態にかかる車両用電源装置の取付構造１０と同様の構成をしている。

すなわち、本実施形態にかかる車両用電源装置の取付構造１０Ａにおいても、車両用電源装置３０を車体構成部材としてのフロアパネル２０に取り付けるようにしている。また、車両用電源装置３０は、ケース４０を備えている。そして、バッテリ５０および補機６０が、下方に補機６０が位置するようにケース４０内に固定配置されている。

そして、本実施形態においても、車両上下方向において車両用電源装置３０の重心Ｇと略同一の位置にフランジ部（固定部）４１ａ、４２ａを設けている。

ここで、本実施形態の車両用電源装置の取付構造１０Ａが、上記第１実施形態の車両用電源装置の取付構造１０と主に異なる点は、バッテリ５０を、第１のバッテリ５２と第２のバッテリ５３とで構成した点にある。

具体的には、バッテリ５０は、所定数のセルが車両水平方向に並設された第１のバッテリ５２と、当該第１のバッテリ５２よりも下方に配置され、第１のバッテリ５２のセル数よりも少ない数のセルで構成された第２のバッテリ５３と、を備えている（図５参照）。

本実施形態では、第１のバッテリ５２は、複数のセル５１を横方向（水平方向：本実施形態では車幅方向）に積重することで形成されている。このとき、セル５１は、図５に示すように、長辺が前後方向に沿い、短辺が上下方向に沿い、かつ厚さ方向が車幅方向に沿う姿勢で、車幅方向に積重されている。一方、第２のバッテリ５３は、車幅方向両端に、複数のセル５１を縦方向（本実施形態では上下方向）に積重することで形成されている。このとき、セル５１は、図５に示すように、長辺が前後方向に沿い、短辺が車幅方向に沿い、かつ厚さ方向が上下方向に沿う姿勢で、車幅方向に積重されている。

そして、図６に示すように、ケース４０の第２のバッテリ５３の下方には補機６０が固定配置されている。

このように、本実施形態では、第１のバッテリ５２よりも重量の小さい第２のバッテリ５３を第１のバッテリ５２の下方に配置し、第２のバッテリ５３よりも重量の小さい補機６０を第２のバッテリ５３の下方に配置している。すなわち、ケース４０内の部品重量を上側が重たく下側が軽くなるようにしている。このように、車両用電源装置３０の上側を重たく下側を軽くすることで、車両用電源装置３０の重心Ｇが中心よりも上方に位置するようにしている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態では、バッテリ５０は、所定数のセルが車両水平方向に並設された第１のバッテリ５２と、当該第１のバッテリ５２よりも下方に配置され、第１のバッテリ５２のセル数よりも少ない数のセルで構成された第２のバッテリ５３と、を備えている。すなわち、第１のバッテリ５２よりも重量の小さい第２のバッテリ５３を第１のバッテリ５２の下方に配置している。そのため、ケース４０内の部品重量は上側が重たく下側が軽くなり、車両用電源装置３０の重心Ｇを中心よりも上方に位置させることができる。そして、その重心Ｇと略同一の位置にフランジ部（固定部）４１ａ、４２ａを設けている。そのため、車両用電源装置３０をフロアパネル（車体構成部材）２０に取り付けた状態で、車両用電源装置３０のフロアパネル（車体構成部材）２０上方への突出量を少なくすることができるようになる。その結果、フロアパネル２０上部の荷室スペースが狭くなってしまうのを抑制することができるようになる。

以上、本発明にかかる車両用電源装置について、上記各実施形態を例にして説明したが、本発明は、上記各実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、上記各実施形態では、バッテリおよび補機をケース内に収容固定したものを例示したが、バッテリおよび補機のうちバッテリのみをケース内に収容固定するようにしてもよい。

また、ケース、バッテリや補機、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜変更することができる。

１０，１０Ａ 車両用電源装置の取付構造
２０ フロアパネル（車体構成部材）
３０ 車両用電源装置
４０ ケース
４１ａ フランジ部（固定部）
４２ａ フランジ部（固定部）
５０ バッテリ
５１ セル
５２ 第１のバッテリ
５３ 第２のバッテリ
６０ 補機
Ｇ 重心

Claims (3)

1. バッテリと当該バッテリが収容固定されるケースとを備え、車体構成部材に固定される車両用電源装置の取付構造であって、
   前記ケースは、車両水平方向に延在して前記車体構成部材に固定される固定部を備えており、
   前記固定部が、車両上下方向において前記車両用電源装置の重心と略同一の位置に設けられていることを特徴とする車両用電源装置の取付構造。
2. 前記バッテリは、所定数のセルが車両水平方向に並設された第１のバッテリと、当該第１のバッテリよりも下方に配置され、前記第１のバッテリのセル数よりも少ない数のセルで構成された第２のバッテリと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置の取付構造。
3. 前記ケース内には、補機が収容固定されており、
   前記補機は、前記バッテリの下方に配置されてい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の取付構造。

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