JP2018030449A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】低床化を実現しつつ電力機器の防水ラインを高い位置に維持することができる車両を提供する。
【解決手段】車両１は、電力機器ユニット２０と、電力機器ユニット２０を収納する凹状の電力機器ユニット収納部１０を有するフロアパネル９と、電力機器ユニット２０を吊り下げて保持するフレーム部材３３と、を備える。フレーム部材３３は、電力機器ユニット２０の一部がフロアパネル９より突出するように保持部材７０を介してフロアパネル９に固定される。保持部材７０は、上端面７１と下端面７２と縦壁部７３とを有し、保持部材７０の上端面７１にフレーム部材３３が締結され、保持部材７０の下端面７２にフロアパネル９が締結される。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両駆動用バッテリなどの電力機器を搭載した車両に関する。

エンジンとモータを併用して走行するハイブリッド車両、モータのみを用いて走行する電気車両等には、電力を蓄えると共にモータに電力を供給するためのバッテリ（バッテリモジュール）が搭載されている。

車室内の乗員用の空間を十分に確保するため、バッテリは車室内の座席の下方などフロアパネル上に配置することが提案されている。特許文献１には、フロアパネル上にバッテリを配置した車両が記載されている。

特開２０１５−７４４０６号公報

しかしながら、フロアパネル上にバッテリ等の電力機器を配置する際、フロア面に合わせて電力機器を設置すると、その分座席位置が高くなり、低床化を阻害することとなる。一方で、フロアパネルに凹状の電力機器収納部を設け、電力機器収納部に電力機器を収納することも考えられるが、電力機器の防水ラインが下がってしまうという課題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低床化を実現しつつ電力機器の防水ラインを高い位置に維持することができる車両を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
電力機器（例えば、後述の実施形態の電力機器ユニット２０）と、
該電力機器を収納する凹状の電力機器収納部（例えば、後述の実施形態の電力機器ユニット収納部１０）を有するフロアパネル（例えば、後述の実施形態のフロアパネル９）と、
該電力機器を吊り下げて保持するフレーム部材（例えば、後述の実施形態のフレーム部材３３）と、を備えた車両（例えば、後述の実施形態の車両１）であって、
前記フレーム部材は、前記電力機器の一部が前記フロアパネルより突出するように保持部材（例えば、後述の実施形態の保持部材７０）を介して前記フロアパネルに固定され、
前記保持部材は、上端面（例えば、後述の実施形態の上端面７１）と、下端面（例えば、後述の実施形態の下端面７２）と、該上端面と該下端面とを繋ぐ縦壁部（例えば、後述の実施形態の縦壁部７３）と、を有し、
前記保持部材の前記上端面に前記フレーム部材が締結され、前記保持部材の前記下端面に前記フロアパネルが締結されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の車両であって、
前記保持部材は、車幅方向外側に向かって開口する断面略Ｕ字形状を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の車両であって、
前記保持部材のＵ字状空間（例えば、後述の実施形態のＵ字状空間７４）には、空調ダクト（例えば、後述の実施形態のヒーターダクト１３）が配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両であって、
前記保持部材の前記下端面は、前記フロアパネルに沿って延設され、
前記保持部材の前記上端面は、略水平に延設されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両であって、
前記保持部材の前記上端面と前記フレーム部材との締結点（例えば、後述の実施形態の締結点Ｐ１、Ｐ２）は、前記保持部材の前記下端面と前記フロアパネルとの締結点（例えば、後述の実施形態の締結点Ｐ３、Ｐ４）よりも車幅方向内側に配置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両であって、
前記保持部材の前記下端面と前記フロアパネルとの締結点（例えば、後述の実施形態の締結点Ｐ３、Ｐ４）は、サイドシル（例えば、後述の実施形態のサイドシル１４）の車幅方向内側に設けられ前後方向に延びるフロアフレーム（例えば、後述の実施形態のフロアフレーム１１）と平面視でオーバーラップする位置に配置されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両であって、
前記電力機器収納部は、座席（例えば、後述の実施形態のフロントシート５）の下方に設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、電力機器を凹状の電力機器収納部に吊り下げて保持するフレーム部材が保持部材を介してフロアパネルに固定されるので、電力機器の一部をフロア面より高い位置に維持でき、低床化を実現しつつ防水ラインも高い位置に維持することができる。
また、フレーム部材が保持部材を介してフロアパネルに固定されるので側面衝突時における車両の骨格部材の変形を保持部材で吸収することができる。さらに、側面衝突時に保持部材の縦壁部によっても電力機器を保護することができる。

請求項２に記載の発明によれば、保持部材が断面略Ｕ字形状を有するので、保持部材をプレス成形で容易に製造することができる。

請求項３に記載の発明によれば、保持部材は電力機器を保持しながら空調ダクトをＵ字状空間で保護することができる。即ち、保持部材の上端面が空調ダクトの上方を覆うことで、空調ダクトに対する上下方向の衝撃を緩和でき、空調ダクトからのノイズも緩和することができる。
また、電力機器と空調ダクトの間に保持部材の縦壁部が介在することで、電力機器と空調ダクトとの間の断熱効果が期待できる。

請求項４に記載の発明によれば、保持部材の下端面の形状をフロア面の傾斜に合わせることで、フロア面の傾斜を保持部材で調整でき、フロア面が傾斜している場合であっても電力機器を平行に保持できる。

請求項５に記載の発明によれば、保持部材の上端面とフレーム部材との締結点は、保持部材の下端面とフロアパネルとの締結点よりも車幅方向内側に配置されているので、保持部材によって車幅方向の長さを稼ぐことができる。したがって、フレーム部材の長さを短くでき、フレーム部材と保持部材とでより強固に電力機器を保持することができる。

請求項６に記載の発明によれば、保持部材の下端面とフロアパネルとの締結点は、サイドシルの車幅方向内側に設けられ前後方向に延びるフロアフレームと平面視でオーバーラップする位置に配置されているので、電力機器をより強固に保持することができる。

請求項７に記載の発明によれば、座席下に電力機器を設置することで、車室内の乗員用の空間を広く確保できる。

本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車両を示す概略図である。 図１のハイブリッド車両のフロアパネルに形成された電力機器ユニット収納部に収納される電力機器ユニットの分解斜視図である。 図１のハイブリッド車両のフロアパネルに形成された電力機器ユニット収納部に電力機器ユニットが収納された状態を示す斜視図である。 図３にヒーターダクトを追加した状態を示す斜視図である。 図４の側面図である。 図５のＡ−Ａ線矢視断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

図１は、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車両を示す概略図である。車両１には、車両前部のエンジンルーム２に、エンジン３ａ及びモータジェネレータ３ｂが直列に設置されたパワーユニット３が搭載されている。モータジェネレータ３ｂは、例えば三相交流モータである。車両１は、エンジン３ａ及び／又はモータジェネレータ３ｂにより駆動され、車両減速時などには、モータジェネレータ３ｂからの電力を回収可能なハイブリッド車両である。

車両１では、エンジン３ａ及びモータジェネレータ３ｂの駆動力が駆動輪である前輪１６に伝達される。後輪１７は従動輪である。また、車両１の減速時などに前輪１６からモータジェネレータ３ｂに駆動力が伝達されると、モータジェネレータ３ｂが発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車両１の運動エネルギ−が電気エネルギ−として回収される。回収された電気エネルギ−は、後述する高電圧デバイスに含まれるインバータなどの電力変換器を介してバッテリ５０（図２参照）に充電される。

エンジンルーム２の後方には、フロントシート５とミドルシート６とリアシート７とが配置された車室８が設けられている。

車室８内のフロントシート５（運転席シート及び助手席シート）の下側には、不図示の電力ケーブルを介してパワーユニット３と接続された電力機器ユニット２０が配置されている。

図２に示すように、フロアパネル９のフロントシート５の下方には凹状の電力機器ユニット収納部１０が設けられ、電力機器ユニット収納部１０に電力機器ユニット２０が収容されている。フロアパネル９の下面には、サイドシル１４の車幅方向内側に前後方向に延設された一対のフロアフレーム１１が電力機器ユニット収納部１０を挟んで左右両側に配置されている。フロアパネル９は電力機器ユニット収納部１０の両側で後上がりに傾斜する傾斜面となっているものの、電力機器ユニット収納部１０の底面は水平面となっている。

電力機器ユニット２０は、バッテリ５０と、バッテリ５０の電力授受を制御するための高電圧デバイス及び配電部品（図示せず）と、バッテリ５０用のメインスイッチ（図示せず）と、それら構成部品を収容してなるケース３０とを含むユニットである。

電力機器ユニット２０のケース３０は、有底容器状のケース本体３１と、ケース本体３１の上部を覆う蓋部材４０と、を備え、不図示のシール部材により外部からシールされている。ケース本体３１の内部には、バッテリ５０、高電圧デバイス、配電部品（高電圧配電部品）などが収容されている。ケース本体３１は、車両１の上側を向く開口を有する有底容器型で、その内部がバッテリ５０などを収容するための収容部になっている。蓋部材４０は、ケース本体３１の開口を塞ぐ略板状の部材である。

バッテリ５０は、詳細な図示は省略するが、多数の電池セルが一体に束ねられた状態で設置されている。また、高電圧デバイスは、インバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータを備えてなる電子機器である。高電圧デバイスには、ＥＣＵなどの電子機器も設けられている。高電圧デバイスの機能によって、バッテリ５０から直流電流を得ると共に該直流電流を三相交流電流に変換し、この電流をモータジェネレータ３ｂに供給してこれを駆動させると共に、モータジェネレータ３ｂからの回生電流を直流電流に変換することで、バッテリ５０への充電を可能としている。

電力機器ユニット２０のケース３０からは、バッテリ５０、高電圧デバイス、配電部品（高電圧配電部品）などを保持する前後一対のフレーム部材３３の脚部３４がケース３０の左右外側に延びており、これら脚部３４が保持部材７０を介してフロアパネル９に固定されている。ケース３０は、フロアパネル９に形成された電力機器ユニット収納部１０内に宙吊りにされ、上部がフロアパネル９より突出した状態で収容される。

保持部材７０は、上端面７１と下端面７２の内側端部同士が縦壁部７３で連結された断面略Ｕ字形状の板状部材であって、金属板をプレス成形することで形成されている。

前フレーム部材３３Ｆの左右の前脚部３４Ｆは、それぞれ左保持部材７０Ｌの上端面７１の前上締結部７１ＦＵ及び右保持部材７０Ｒの上端面７１の前上締結部７１ＦＵに締結され（締結点Ｐ１）、後フレーム部材３３Ｂの左右の後脚部３４Ｂは、それぞれ左保持部材７０Ｌの上端面７１の後上締結部７１ＢＵ及び右保持部材７０Ｒの上端面７１の後上締結部７１ＢＵに締結される（締結点Ｐ２）。

また、左保持部材７０Ｌの下端面７２の前下締結部７２ＦＤはフロアパネル９の前締結部１２ＦＬに締結され（締結点Ｐ３）、左保持部材７０Ｌの下端面７２の後下締結部７２ＢＤはフロアパネル９の後締結部１２ＢＬに締結される（締結点Ｐ４）。同様に、右保持部材７０Ｒの下端面７２の前下締結部７２ＦＤはフロアパネル９の前締結部１２ＦＬに締結され（締結点Ｐ３）、右保持部材７０Ｒの下端面７２の後下締結部７２ＢＤ（不図示）はフロアパネル９の後締結部１２ＢＬに締結される（締結点Ｐ４（不図示））。フロアパネル９の前締結部１２ＦＬ及び後締結部１２ＢＬは、左右のフロアフレーム１１と平面視でオーバーラップする位置に配置されている。

図６に示すように、フレーム部材３３（３３Ｆ、３３Ｂ）の脚部３４（３４Ｆ、３４Ｂ）と保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）の上端面７１との締結点Ｐ１、Ｐ２は、保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）の下端面７２とフロアパネル９との締結点Ｐ３、Ｐ４よりも車幅方向において内側に位置し、フレーム部材３３（３３Ｆ、３３Ｂ）の左右幅は、フロアフレーム１１（１１Ｌ、１１Ｒ）の車幅方向間隔よりも短くなっている。

図５に示すように、フレーム部材３３（３３Ｆ、３３Ｂ）の脚部３４（３４Ｆ、３４Ｂ）と保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）の上端面７１との締結点Ｐ１、Ｐ２は、前後で略同一の高さとなっている。一方、保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）の下端面７２は、フロアパネル９に沿うように前方から後方に向かって後上がりに傾斜する傾斜面となっており、保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）の下端面７２とフロアパネル９との締結点Ｐ３、Ｐ４は、前方の締結点Ｐ３で低く後方の締結点Ｐ４で高い位置となっている。即ち、フロアパネル９の傾斜が保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）により調整され、電力機器ユニット２０は平行に保持されている。

図４〜図６に示すように、フロアパネル９上には、空調装置からの温風を後端の排出口１３Ｂからミドルシート６の足元空間に向けて排出する左右のヒーターダクト１３がフロアパネル９上を這うように配置されている。左右のヒーターダクト１３は、必要な流路断面積を確保しつつ、高さ寸法を抑えるために幅広な扁平形状を有し、保持部材７０（７０Ｌ、７０Ｒ）の上端面７１、下端面７２、及び縦壁部７３で区画されたＵ字状空間７４に配置されている。

即ち、左側のヒーターダクト１３の上面の少なくとも一部が左保持部材７０Ｌの上端面７１に覆われた状態で左側のヒーターダクト１３が左保持部材７０ＬのＵ字状空間７４に配置され、右側のヒーターダクト１３の上面の少なくとも一部が右保持部材７０Ｒの上端面７１に覆われた状態で右側のヒーターダクト１３が右保持部材７０ＲのＵ字状空間７４に配置される。

以上説明したように、本実施形態の車両１によれば、電力機器ユニット２０を凹状の電力機器ユニット収納部１０に吊り下げて保持するフレーム部材３３が保持部材７０を介してフロアパネル９に固定されるので、電力機器ユニット２０の上部をフロア面より高い位置に維持でき、低床化を実現しつつ防水ラインも高い位置に維持することができる。

また、フレーム部材３３が保持部材７０を介してフロアパネル９に固定されるので側面衝突時におけるサイドシル１４及びフロアフレーム１１の変形を保持部材７０で吸収することができる。さらに、保持部材７０の縦壁部７３によっても電力機器ユニット２０を保護することができる。

また、保持部材７０が断面略Ｕ字形状を有するので、保持部材７０をプレス成形で容易に製造することができる。

また、保持部材７０は電力機器ユニット２０を保持しながらヒーターダクト１３をＵ字状空間７４で保護することができる。即ち、保持部材７０の上端面７１がヒーターダクト１３の上方を覆うことで、ヒーターダクト１３に対する上下方向の衝撃を緩和でき、ヒーターダクト１３からのノイズも緩和することができる。特に、ヒーターダクト１３の組付け作業時において、作業者が誤ってヒーターダクト１３を踏みつけることを回避できる。

また、電力機器ユニット２０とヒーターダクト１３との間に保持部材７０の縦壁部７３が介在することで、電力機器ユニット２０とヒーターダクト１３との間の断熱効果が期待できる。

また、フロアパネル９が傾斜している場合、保持部材７０の下端面７２の形状をフロアパネル９の傾斜に合わせることで、フロア面の傾斜を保持部材７０で調整でき、フロア面が傾斜している場合であっても電力機器ユニット２０を平行に保持できる。

また、保持部材７０の上端面７１とフレーム部材３３との締結点Ｐ１、Ｐ２は、保持部材７０の下端面７２とフロアパネル９との締結点Ｐ３、Ｐ４よりも車幅方向内側に配置されているので、保持部材７０によって車幅方向の長さを稼ぐことができる。したがって、フレーム部材３３の長さを短くでき、フレーム部材３３と保持部材７０とでより強固に電力機器ユニット２０を保持することができる。

また、保持部材７０の下端面７２とフロアパネル９との締結点Ｐ３、Ｐ４は、サイドシル１４の車幅方向内側に前後方向に延びるフロアフレーム１１と平面視でオーバーラップする位置に配置されているので、電力機器ユニット２０をより強固に保持することができる。

また、フロントシート５下に電力機器ユニット２０を設置することで、車室内の乗員用の空間を広く確保できる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、フロントシート５の下方に電力機器ユニット２０を収容する電力機器ユニット収納部１０が設けられたが、フロントシート５の下方に限らず、ミドルシート６の下方若しくはリアシート７の下方であってもよい。
また、電力機器としてバッテリ５０を例示したが、電力機器はバッテリに限らずインバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータなどでもよく、電力機器ユニットは、これらが単体で若しくは組み合わされてケースに収容されていればよい。
また、車両１としてハイブリッド車両を例示したが、これに限らず電気車両、燃料電池車両等であってもよい。

１ 車両
５ フロントシート（座席）
９ フロアパネル
１０ 電力機器ユニット収容部
１１ フロアフレーム（骨格部材）
１３ ヒーターダクト（空調ダクト）
２０ 電力機器ユニット（電力機器）
３３ フレーム部材
７０ 保持部材
７１ 上端面
７２ 下端面
７３ 縦壁部
７４ Ｕ字状空間
Ｐ１ 締結点（保持部材の上端面とフレーム部材との締結点）
Ｐ２ 締結点（保持部材の上端面とフレーム部材との締結点）
Ｐ３ 締結点（保持部材の下端面とフロアパネルとの締結点）
Ｐ４ 締結点（保持部材の下端面とフロアパネルとの締結点）

Claims (7)

1. 電力機器と、
   該電力機器を収納する凹状の電力機器収納部を有するフロアパネルと、
   該電力機器を吊り下げて保持するフレーム部材と、を備えた車両であって、
   前記フレーム部材は、前記電力機器の一部が前記フロアパネルより突出するように保持部材を介して前記フロアパネルに固定され、
   前記保持部材は、上端面と、下端面と、該上端面と該下端面とを繋ぐ縦壁部と、を有し、
   前記保持部材の前記上端面に前記フレーム部材が締結され、前記保持部材の前記下端面に前記フロアパネルが締結される、車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   前記保持部材は、車幅方向外側に向かって開口する断面略Ｕ字形状を有する、車両。
3. 請求項２に記載の車両であって、
   前記保持部材のＵ字状空間には、空調ダクトが配置されている、車両。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記保持部材の前記下端面は、前記フロアパネルに沿って延設され、
   前記保持部材の前記上端面は、略水平に延設されている、車両。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記保持部材の前記上端面と前記フレーム部材との締結点は、前記保持部材の前記下端面と前記フロアパネルとの締結点よりも車幅方向内側に配置されている、車両。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記保持部材の前記下端面と前記フロアパネルとの締結点は、サイドシルの車幅方向内側に設けられ前後方向に延びるフロアフレームと平面視でオーバーラップする位置に配置されている、車両。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両であって、
   前記電力機器収納部は、座席の下方に設けられている、車両。

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