JP2021133863A - 電動車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両フレーム幅よりも大きなバッテリパックを搭載する電動車両において、バッテリパック側突安全性を確保しつつ、配線・配管の配策性を確保すること。【解決手段】バッテリパック2を収容するバッテリ側ブラケット20と、サイドレール3L、3Rとバッテリ側ブラケット20とを連結するフレーム側ブラケット30と、バッテリパックに連結される配線及び/又は配管50とを備え、バッテリ側ブラケット20は、バッテリパック2の側面2a、2bと、側面と連続する上面、側面と連続する下面の一部を覆い、車幅方向の長さがバッテリパック2の長辺以上である第1ブラケット21A、21Bと、第1ブラケットの車幅方向の端部を覆い、フレーム側ブラケット30に連結される第2ブラケット22L、22Rとを有し、配線及び/又は配管50は、バッテリパック2と第2ブラケット22L、22Rとの間に設けられる空間Sにおいて配策される。【選択図】図1
Description
本発明は、電動車両に関する。
近年、環境負荷の観点から、トラックなどの商用車の分野においても電動車両の開発が行われている(特許文献1)。このような電動トラックにおいては、搭載されるバッテリパックの側突安全性確保の観点から、バッテリパックをフレーム間に配置することが望ましい。
しかしながら、走行用として用いられるバッテリパックのサイズは様々であり、電動トラックの一対のフレーム間に収まらない大きなサイズのものも存在する。このようなバッテリパックを採用した場合、フレーム間にバッテリパックを配置することができない。
また、車両フレームのサイドレールは、車両に搭載される機器への配線や冷却水等の配管を配策するための空間として使用される。一方、フレーム間幅よりも大きいバッテリパックを車両フレーム下方に配置する場合、配線や配管の配策スペースとしてサイドレールを使用しにくくなり、結果として配策性が悪化するおそれがある。
本願の解決すべき課題は、車両フレーム幅よりも大きなバッテリパックを搭載する電動車両において、バッテリパック側突安全性を確保しつつ、配線・配管の配策性を確保できる電動車両を提供することにある。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
(1)本適用例に係る電動車両は、車両前後方向に延びる一対のサイドレールの下方に搭載され、前記車両前後方向にそれぞれ向く一対の側面を有し、前記側面の長辺が前記車両前後方向と直交しながら前記サイドレールよりも車幅方向外側に延びているバッテリパックを備える電動車両であって、前記バッテリパックを収容するバッテリ側ブラケットと、前記サイドレールと前記バッテリ側ブラケットとを連結するフレーム側ブラケットと、前記バッテリパックに連結される配線及び/又は配管と、を備え、前記バッテリ側ブラケットは、前記バッテリパックの前記側面と、前記側面と連続する上面の少なくとも一部と、前記側面と連続する下面の少なくとも一部とを覆い、かつ車幅方向における長さが前記バッテリパックの前記長辺以上である第1ブラケットと、前記第1ブラケットの前記車幅方向における端部を覆い、かつ前記フレーム側ブラケットに連結される第2ブラケットと、を有し、前記配線及び/又は配管は、前記バッテリパックと前記第2ブラケットとの間に設けられる空間において配策されることを特徴とする。
このように電動車両は、第1ブラケットが、バッテリパックの一対の側面(前側面及び後側面)の長辺より長く、その前側面及び後側面を覆っていることで、車幅方向側方からの衝撃があっても、バッテリパックに直接衝撃が伝わらない構造となっている。
加えて、第2ブラケットが第1ブラケットの車幅方向端部を覆っていることにより、バッテリ側ブラケットの剛性が向上する上、車幅方向側方から物体が衝突した場合でも、破片等が直接バッテリパックに到達するのを防ぐことができる。
このような第1ブラケット及び第2ブラケットを含むバッテリ側ブラケットはバッテリパックの形状に合わせて容易に形成可能である。そして、このバッテリ側ブラケットをフレーム側ブラケットを介してサイドレールと連結し、バッテリパックを支持することで、電動トラックのフレーム間よりもサイズが大きいバッテリパックを容易に搭載可能であり、バッテリパックの剛性及び側突安全性を確保することができる。
また、バッテリパックに連結される配線及び/又は配管が、バッテリパックと第2ブラケットとの間に設けられる空間において配索される。このようなスペースを利用することで、配線及び/又は配管の配索性を改善することができる。さらに、配線及び/又は配管よりも車幅方向外側に第2ブラケットが配置されるため、配線及び/又は配管を第2ブラケットで保護することができる。
本適用例に係る電動車両によれば、外力に対する配線及び/又は配管の保護性を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。なお、図面は必ずしも縮尺に従っていない。図1は本実施形態に係る電動車両(車両1)の全体構成を示す概略上面図である。以下で説明する構成は、基本的には車両1の車幅方向(紙面Y方向)の中央を中心として左右対称な形状である。そのため、以下の説明では、基本的には左右いずれかの構成についてのみ説明するが、対称となる形状も同様の構成である。
車両1は走行用動力源として不図示のモータ(電動機)を備えるものであり、例えばいわゆる電気自動車である。本実施形態では特に、車両1は、シャシフレーム上に、運転者が搭乗可能なキャブ4と、キャブ4の後方に荷役を積載可能に構成された荷箱6とが搭載されたトラック車両である。この図において、キャブ4と荷箱6の外郭は点線で示している。
ただし、走行用動力源としてのモータの他にさらにエンジンを備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、トラック車両に限定されることなく、車両を駆動するためのバッテリを備える他の商用車であってもよい。
シャシフレームは車両前後方向(紙面X方向)に沿って延びる、一対のサイドレール3L、3Rと、これらのサイドレール3L、3R間に車幅方向(紙面Y方向)に沿って配置された複数のクロスメンバ3a、3b、3c及び3dを備えた、いわゆるラダーフレーム型のものである。サイドレール3L、3Rの左右を特定せず単にサイドレール3とも称する。このような構成のシャシフレームは、トラック車両の重量に耐える静的な強度と、走行中に路面振動などから発生する繰り返し荷重に耐える動的な強度(疲労強度)とを両立することが可能である。
また、シャシフレームの前方には前輪7が懸架され、後方には後輪8が懸架されている。これらの車輪に対し不図示のモータにより駆動力が伝達され走行可能に構成されている。車両1には、そのような走行用動力源としてのモータに、電力を供給するためのバッテリが支持装置10を介して搭載されている。
バッテリは複数の二次電池セルからなるバッテリユニット(不図示)が、筐体であるバッテリパック2に収容されて構成されている。バッテリパック2は図1に示すようにシャシフレームを構成するサイドレール3に支持装置10を介して支持されている。
支持装置10は、バッテリ側ブラケット20とフレーム側ブラケット30とを備えている。
バッテリ側ブラケット20は、前後一対の前側第1ブラケット21A、後側第1ブラケット21B(併せて第1ブラケット21とも称する)と、左右一対の左側第2ブラケット22L、右側第2ブラケット22R(併せて第2ブラケット22とも称する)を有している。
バッテリ側ブラケット20の第2ブラケット22L、22Rは、それぞれ前部及び後部にてフレーム側ブラケット30を介してサイドレール3の下方に連結されて支持されている。
図2には、バッテリパック2及びバッテリ側ブラケット20の分解斜視図が示されている。バッテリパック2は直方体形状をなしており、車両前方に向く矩形状の車両前側矩形側面である前側面2aと車両後方に向く矩形状の後側面2bを有している。そしてバッテリパック2は、前側面2a及び後側面2bの長辺が、車両前後方向(紙面X方向)と直交するように、車幅方向(紙面Y方向)に沿って配置されている。バッテリパック2は車幅方向の両端部がサイドレール3の車幅方向外側面を超えて延びているサイズのものである。前側面2a及び後側面2bの長辺の長さL2は、サイドレール3間の長さL1よりも長い。
アンダーカバー23はバッテリパック2を直接載置するものであり、例えばプレート状の部材により構成される。このアンダーカバー23は単にバッテリパック2の下面を覆うだけのカバーであって、バッテリパック2の直接的な保持は第1ブラケット21A、21Bが担っている。
前側第1ブラケット21Aは、この図面においてバッテリパック2の前側面2aを覆うための第1のウェブ21Awを備える。また、バッテリパック2の前側面2aと連続する上面の一部、及び前側面2aと連続する下面の一部を覆うための第1の上側フランジ21At、及び第1の下側フランジ21Abが、前面第1のウェブ21Awと垂直に連続して形成されている。すなわち、第1の上側フランジ21Atと第1の下側フランジ21Abは車高方向(紙面Z方向)で平面部が対向するように配置されている。これにより、前側第1ブラケット21Aはその断面が車両後側に開放された略U字状に形成されている。
後側第1ブラケット21Bも同様に、バッテリパック2の後側面2bを覆うための第1のウェブ21Bwを備える。また、バッテリパック2の後側面2bと連続する上面の一部、及び後側面2bと連続する下面の一部を覆うための第1の上側フランジ21Bt、及び第1の下側フランジ21Bbを備えている。すなわち、後側第1ブラケット21Bの第1の上側フランジ21Btと第1の下側フランジ21Bbは車高方向(紙面Z方向)で平面部が対向するように配置されている。これにより、後側第1ブラケット21Bはその断面が車両前側に開放された略U字状に形成されている。
これらの第1ブラケット21A、21Bは、その開放側が互いに対向して、バッテリパック2を前後で挟み込む形で、バッテリパック2を支持する。
左側第2ブラケット22Lは、第1ブラケット21A、21Bの車幅方向左端部の開口面を覆う第2のウェブ22Lwを備えている。また、この第2のウェブ22Lwの上端からは第1ブラケット21A、21Bの各第1の上側フランジ21At、21Bt間に亘っていて、第1ブラケット21A、21Bの第1の上側フランジ21At、21Btの外側に連結される第2の上側フランジ22Ltが形成されている。同様に、第2のウェブ22Lwの下端からは第1ブラケット21A、21Bの第1の下側フランジ21Ab、21Bb間に亘っていて、第1ブラケット21A、21Bの第1の下側フランジ21Ab、21Bbの外側に連結される第2の下側フランジ22Lbが形成されている。
左側第2ブラケット22Lの第2の上側フランジ22Lt及び第2の下側フランジ22Lbは、車幅方向の長さが、車両前後方向の中央よりも端部において長くなっている。具体的には第2の上側フランジ22Lt及び第2の下側フランジ22Lbの車両前後方向中央部分が円弧状に切り欠かれている。こうすることにより、軽量化を図りつつバッテリパック保持装置の剛性が向上する。
また、右側第2ブラケット22Rについては、左側第2ブラケット22Lと左右対称で同様の構成であり、説明を省略する。
この図において二点鎖線で結ばれている部分が合わせられることで、バッテリ側ブラケット20は、バッテリパック2の四側面と上面及び下面の一部を囲んで箱状に包囲するようになっている。そして、このようにバッテリパック2を囲んだバッテリ側ブラケット20は、フレーム側ブラケット30を介してサイドレール3に連結されている。
ここで図3を参照すると、図1のA−A線に沿う断面図が示されている。以下、この図に基づき、サイドレール3Lに懸架される支持装置10の左側部分を例に説明する。サイドレール3Rに懸架される右側の支持装置10については左右対称で同様の構成であるから説明を省略する。
前述のように、バッテリパック2は、アンダーカバー23上に載置されており、前部及び後部が第1ブラケット21A、21Bにより覆われている。具体的には、第1ブラケット21A、21Bの第1のウェブ21Aw、21Bw、第1の上側フランジ21At、21Bt、がバッテリパック2の対応する各面(前側面2a、後側面2b、上面の一部)と当接しており、第1の下側フランジ21Ab、21Bbはアンダーカバー23と当接している。
さらに、バッテリパック2の左側面と車幅方向に空間S(隙間S)を空けて左側第2ブラケット22Lが、アンダーカバー23及び第1ブラケット21A、21Bより外側から覆っている。空間Sの大きさは、左側第2ブラケット22Lの第2の上側フランジ22Ltと、第2の下側フランジ22Lbの車幅方向の長さを変更することにより、調節することができるし、第1ブラケット21A、21Bの車幅方向の長さを変更することによっても調節することは可能である。
そして、左側第2ブラケット22Lの第2の下側フランジ22Lbは第1ブラケット21A、21Bの第1の下側フランジ21Ab、21Bbと当接しており、この左側第2ブラケット22Lの第2の下側フランジ22Lbと、第1ブラケット21A、21Bの第1の下側フランジ21Ab、21Bbと、アンダーカバー23とが、複数のボルト40(図3では1つのみ記載)により連結されている。
また、左側第2ブラケット22Lの第2の上側フランジ22Ltは、第1ブラケット21A、21Bの第1の上側フランジ21At、21Btと、フレーム側ブラケット30と当接しており、この左側第2ブラケット22Lの第2の上側フランジ22Ltと、第1ブラケット21A、21Bの第1の上側フランジ21At、21Btと、フレーム側ブラケット30の下部30cとが、複数のボルト41(図3では1つのみ記載)により連結されている。
空間Sの内部には、バッテリパック2に連結される配線・配管50が配索される。ここでいう配線・配管50には、少なくともバッテリパック2に連結される配線またはバッテリパック2に連結される配管が含まれ、これらの双方が含まれうる。したがって、ここでいう「配線・配管50」を「配線及び/又は配管50」と表記しても差し支えない。配線・配管50の具体例としては、バッテリパック2の電力線、制御線、ワイヤーハーネス、バッテリパック2を冷却するための冷媒配管などが挙げられる。配線・配管50は、例えば図1に示すように、バッテリパック2の側面からバッテリパック2の内部に貫入するように設けられる。なお、配線・配管50は、不図示の固定具を用いて第1ブラケット21や第2ブラケット22の内側に固定してもよいが、このような固定具は必須ではない。
フレーム側ブラケット30は、例えば図示の様に上部30a、中央部30b、下部30cからなる断面S字状の部材であり、強度向上のため不図示のリブが側面に設けられている。このフレーム側ブラケット30の上部30aがマウント31に複数のボルト42(図3では1つのみ記載)によって連結されている。
マウント31は、フレーム側ブラケット30とサイドレール3Lとを接続する部材であり、例えばサイドレール3Lのウェブ3Lwに複数のボルト43(図3では2つのみ記載)によって連結されている。マウント31は例えばラバーマウントであり、内部にゴムなどの弾性体を備えていて、フレーム側ブラケット30をサイドレール3Lに対して弾性的に保持する。
このように支持装置10は、シャシフレーム相当の剛性を持っている第1ブラケット21A、21Bが、バッテリパック2の前側面2a及び後側面2bの長辺より長く、その前側面2a及び後側面2bを覆っていることで、車幅方向側方からの衝撃があっても、バッテリパック2や配線・配管50に直接衝撃が伝わらない構造となっている。
加えて、第2ブラケット22L、22Rが第1ブラケット21A、21Bの車幅方向端部を覆っていることにより、バッテリ側ブラケット20の剛性が向上する上、車幅方向側方から物体が衝突した場合でも、破片等が直接的にバッテリパック2や配線・配管50に到達するのを防ぐことができる。
このような第1ブラケット21A、21B及び第2ブラケット22L、22Rを含むバッテリ側ブラケット20はバッテリパック2の形状に合わせて容易に形成可能である。そして、このバッテリ側ブラケット20をフレーム側ブラケット30を介してサイドレール3と連結し、バッテリパック2を支持させることで、電動トラックのサイドレール3間よりもサイズが大きいバッテリパック2を容易に搭載可能であり、バッテリパック2の剛性及び側突安全性を確保することができる。
特に、前側第1ブラケット21Aは、バッテリパック2の前側面2aを覆う第1のウェブ21Awに対して第1の上側フランジ21At及び第1の下側フランジ21Abが連続して一体に形成されていることで、車両前方からの衝撃を緩和することができ、バッテリパック2に対する前突安全性を向上させることができる。同様に、後側第1ブラケット21Bは、バッテリパック2の後側面2bを覆う第1のウェブ21Bwに対して第1の上側フランジ21Bt及び第1の下側フランジ21Bbが連続して一体に形成されていることで、車両後方からの衝撃を緩和することができ、バッテリパック2に対する後突安全性を向上させることができる。
また、第2ブラケット22L、22Rが、第1ブラケット21A、21Bの第1の上側フランジ21At、21Btと連結する第2の上側フランジ22Lt、22Rtと、第1ブラケット21A、21Bの第1の下側フランジ21Ab、21Bbと連結する第2の下側フランジ22Lb、22Rbとを有していることで、第1ブラケット21A,21Bを挟み込んで保持する構造となり、バッテリ側ブラケット20の剛性を向上させることができる。
さらに、第2ブラケット22L、22Rの第2の上側フランジ22Lt、22Rt及び第2の下側フランジ22Lb、22Rbについて、車幅方向の長さが車両前後方向端部において中央部よりも長いことで、バッテリ側ブラケット20の軽量化を図りつつ剛性を確保することができる。
また、第2ブラケット22L、22Rの第2のウェブ22Lw、22Rwとバッテリパック2の車幅方向の側面との間には空間Sが形成されていることで、車両側方から衝撃を受けて第2ブラケット22L、22Rが変形した場合でも、第2ブラケット22L、22Rがバッテリパック2に直接接触して衝撃を伝達するような事態を防ぐことができる。
上記の実施例では、配線・配管50がバッテリパック2と第2ブラケット22L、22Rとの間に設けられる空間Sの内部において配索される。このようなスペースを利用することで、配線・配管50の配索性を向上させることができる。例えば、図3に示すように、フレーム間幅よりも大きいバッテリパック2を車両フレームの下方に配置する場合に、サイドレール3Lの内側を使用することなく、配線・配管50を配索することができる。また、空間Sはバッテリパック2に隣接するスペースであることから、配線・配管50を任意の位置に連結させることが容易である。したがって、配線・配管50の配索性を改善することができる。
また、配線・配管50よりも車幅方向外側に第2ブラケット22L、22Rが配置されるため、バッテリパック2だけでなく配線・配管50についても第2ブラケット22L、22Rで保護することができる。したがって、外力に対する配線・配管50の保護性を向上させることができる。
以上で本発明に係る電動車両の一実施形態についての説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。
例えば、図4は他の実施形態に係る電動車両の概略上面図である。この実施形態では、図4に示すように、3つのバッテリパック2A、2B、2Cが、それぞれの支持装置10A、10B、10Cにより車両前後方向に並んで支持されている。
車両前後方向中央部のバッテリパック2B及び支持装置10Bは上記実施形態と同様のサイズであるのに対して、車両前側のバッテリパック2A及び支持装置10Aは車幅方向に長く、車両右側にオフセットして配置されている。また、車両後側のバッテリパック2C及び支持装置10Cは、中央のバッテリパック2B及び支持装置10Bよりも車両前後方向に長い。
このように支持装置10A、10B、10Cは、バッテリパック2A、2B、2Cの形状やレイアウトに容易に適合させることができ、それぞれにおいて上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
バッテリパック2A、2B、2Cの各々に連結される配線・配管50は、図4中の上方(車両右側)に示すように、一本につながる形状に形成してもよい。あるいは、図4中の下方(車両左側)に示すように、互いに独立させてもよい。少なくとも、配線・配管50を空間Sの内部に配置することで、配線・配管50の配索性や保護性を向上させることができる。
また、上記実施形態では、バッテリ側ブラケット20の第1ブラケット21A、21Bは前後一対からなるが、このような形状に限られるものではない。例えば、断面L字状のブラケット部材を上下に2つ組み合わせてもよく、また、第1ブラケット21A、21Bのいずれか一方のみを上下に2つ組み合わせたものとしてもよいし、第1ブラケット21A、21Bの双方を上下に2つ組み合わせたものとしてもよい。また、前後一対の第1ブラケット21A、21Bを一体にして筒状に形成してもよい。第2ブラケット22L、22Rについても同様であり、第2ブラケット22L、22Rの少なくともいずれか一方を上下に2つ組み合わせたものとしてもよいし、第2ブラケット22L、22Rを一体にして筒状に形成してもよい。こうすることにより、バッテリ側ブラケット20の剛性がより向上する。
以上、本発明の実施例を説明したが、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行う事ができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。
1 車両(電動車両)
2 バッテリパック
3 サイドレール
10 支持装置
20 バッテリ側ブラケット
21 第1ブラケット
22 第2ブラケット
30 フレーム側ブラケット
50 配線・配管
2 バッテリパック
3 サイドレール
10 支持装置
20 バッテリ側ブラケット
21 第1ブラケット
22 第2ブラケット
30 フレーム側ブラケット
50 配線・配管
Claims (1)
- 車両前後方向に延びる一対のサイドレールの下方に搭載され、前記車両前後方向にそれぞれ向く一対の側面を有し、前記側面の長辺が前記車両前後方向と直交しながら前記サイドレールよりも車幅方向外側に延びているバッテリパックを備える電動車両であって、
前記バッテリパックを収容するバッテリ側ブラケットと、
前記サイドレールと前記バッテリ側ブラケットとを連結するフレーム側ブラケットと、
前記バッテリパックに連結される配線及び/又は配管と、を備え、
前記バッテリ側ブラケットは、
前記バッテリパックの前記側面と、前記側面と連続する上面の少なくとも一部と、前記側面と連続する下面の少なくとも一部とを覆い、かつ車幅方向における長さが前記バッテリパックの前記長辺以上である第1ブラケットと、
前記第1ブラケットの前記車幅方向における端部を覆い、かつ前記フレーム側ブラケットに連結される第2ブラケットと、を有し、
前記配線及び/又は配管は、前記バッテリパックと前記第2ブラケットとの間に設けられる空間において配策されることを特徴とする電動車両。
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