JP3294700B2 - 電気自動車のバッテリー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車のエネルギ
ー源として用いられるバッテリー装置の冷却、及び電気
自動車駆動用モーター設置のレイアウトに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車のバッテリー装置として、従
来特開平５―１９３３６７号公報、特開昭５２―４４９
１９号公報等が開示されている。何れの技術も、車体下
部にバッテリー装置を搭載するもので、バッテリー装置
は、車体フレームの前後方向に延設される左右のサイド
フレーム間に、配設されて該フレームに取付、固定され
ている。バッテリー装置は、多数のバッテリーと、該バ
ッテリーを収納するバッテリーボックス、バッテリーボ
ックスを覆うリッド等からなり、バッテリーの冷却方式
としては、バッテリーを密閉して吸入ダクト、及び排気
ダクトを設け、何れかのダクトに冷却ファンを設けるこ
とで、バッテリーボックス内に冷却風を流し、空冷する
方式が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来のバッテリ
ーボックス内のバッテリーの冷却方式は、吸入ダクト、
排気ダクトを個々に独立して設けているので、部品点数
が多くなり、バッテリーボックスの構造も複雑化する。
又、バッテリーボックスは、車体の床下の設けられるこ
とから、配管が難しく、組み付けも面倒、煩雑、且つ困
難である。

【０００４】一方、電気自動車の上記したバッテリー装
置、及び駆動用モーターは、車体側のブラケット等に、
夫々個々に取付、固定されて組み付けられており、又バ
ッテリー装置、及びモーターは、個々に独立した冷却装
置を備えている。かかる従来技術は、バッテリー装置、
駆動用モーター夫々が別々に車体に取り付けられている
ので、組付工数が必然的に多くなり、組み付けが面倒、
煩雑である。

【０００５】本発明は、かかる課題を解決すべくなされ
たもので、その目的とする処は、バッテリーボックスの
冷却構造の簡易化、冷却構造の組付性の大幅な向上、ダ
クト外れの防止、冷却構造の機能、品質の安定を図ると
ともに、バッテリー装置、電気自動車駆動用モータの組
付工数の低減、コストダウン、部品点数の削減、重量の
低減等を図ることができる自動車のバッテリー装置を提
供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段は、多数のバッテリーを収納したバッテリーボ
ックスを、車体の前後方向に延設される左右のサイドフ
レーム間に、架設、結合した電気自動車のバッテリー装
置において、サイドフレームに中空の通路を構成し、サ
イドフレームとバッテリーボックスとをボルト部材で結
合し、ボルト部材の軸部に中空の通路を構成し、バッテ
リーボックス内の空間と、ボルト部材の通路と、サイド
フレームの通路とを、連通、接続させるようにした電気
自動車のバッテリー装置である。又、上記バッテリーボ
ックスに、電気自動車駆動用モーターを一体的に取付、
結合したことである。

【０００７】

【作用】上記手段によれば、バッテリーボックスをサイ
ドフレームに取付けるためのボルト部材を中空構造と
し、ボルト部材の軸部に冷却用空気を流すようにしたの
で、バッテリーボックスの締結手段と通気ダクトとをボ
ルト部材で兼ねさせたことになり、バッテリーボックス
廻りの部品数の削減が図れるとともに良好な美観を保つ
ことができる。又、省スペース化、組付工数の低減、コ
ストダウンを図れる。又、バッテリー装置のバッテリー
ボックスと、駆動用モーターとを結合、一体化するの
で、共通の取付構造で双方が車体の取り付けることがで
きるので、組付工数の低減、部品点数の削減、重量低
減、コストダウン等が図れる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付した図面に従っ
て詳述する。図１は本発明に係る第１実施例のバッテリ
ー装置の要部破断平面図、図２は図１の矢視Ａ部の拡大
横断面図、図３は本発明に係る第２実施例のバッテリー
装置の要部破断平面図、図４は本発明に係る第３実施例
のバッテリー装置の要部破断平面図、図５は図４の駆動
用モーターの取付け状態を示す説明的斜視図、図６は図
４の駆動用モーターの配線例を示す説明的断面図、図７
はは図４の駆動用モーター回りの要部斜視図、図８は本
発明に係る第４実施例のバッテリー装置の説明的平面
図、図９は図８の縦断側面図、図１０は本発明に係る第
５実施例のバッテリー装置の説明的平面図、図１１は図
１０の縦断側面図、図１２は図１０のバッテリーボック
ス底部の要部拡大断面図、図１３は本発明に係るバッテ
リー装置を搭載した電気自動車の説明的側面図である。

【０００９】先ず、図１及び図２に基ずき第１実施例を
説明する。図１はバッテリー装置１を車体フレームの左
右のサイドフレームに取付、固定した状態の平面図で、
バッテリーボックス２を覆うリッドを取り外した状態を
示す。バッテリーボックス２は、平面視が前後方向に長
い長方形で、上方を開放した有底の箱状をなし、実施例
では左右方向に４個、前後方向に５個、計２０個のバッ
テリー３…を収納している。

【００１０】バッテリーボックス２は、前後方向に長い
左右の側壁２ａ，２ａ、前後の側壁２ｂ，２ｃ、図では
隠れているが底板からなり、一体的に形成されている。
バッテリーボックス２内に収納されたバッテリー３…
は、周囲相互間に連通する隙間Ｓ１…が形成されて収
納、保持され、バッテリーボックス２の前側の側壁２ｂ
の左右には、外気とバッテリーボックス内の空間とを繋
ぐ吸入ダクト４，４が吸入口４ａを上向きにして一体的
に前方に突設され、各ダクト４，４内の下流部で、バッ
テリーボックス２の前側の側壁２ｂの前には、吸入ファ
ン５が夫々内装、配設されている。

【００１１】吸入ファン５，５の駆動で、ダクト４，４
の吸入口４ａから、外気をバッテリーボックス２内に吸
入し、吸入された外気はバッテリー３…の周囲を流れ、
バッテリー３…を冷却すように構成されている。

【００１２】バッテリーボックス２の左右の側壁２ａ，
２ａの各側部には、前後に離間して外側方に膨出する取
付部６…を設け、該取付部６の詳細は図２で示す如く、
側壁２ａの一部を外側に平面視頂部がフラットな山型に
膨出させて形成し、取付部６の頂部６ａはフラットで、
頂部６ａの中央部には、フランジ部７ａ付き筒部材の内
周ネジ部７ｂをバッテリーボックス２内側に貫通させ、
フランジ部７ａを頂部６ａに一体的に溶接等して取付部
６にナット部７を固設する。一方、バッテリーボックス
２は、車体フレームの前後方向に延設され、左右に設け
られるサイドフレーム８，８間に配設され、各サイドフ
レーム８は、中空筒状、具体的には各パイプ状部材で形
成され、内部に中空の通路８ａが形成されている。

【００１３】以上の膨出取付部６…の頂部６ａ外側のフ
ランジ部７ａ…は、左右のサイドフレーム８，８の各内
側壁８ｂの外面に当接し、サイドフレーム８，８の、こ
の部分の外側壁８ｃから、取付孔を８ｄを介してボルト
部材９を嵌挿し、ボルト部材９の軸部９ａ先部に形成し
たネジ部９ｂをナット部７の内周ネジ７ｂに螺締し、サ
イドフレーム８，８間にバッテリーボックス２を左右側
の前後の計４ヵ所で固定する。

【００１４】ボルト部材９は、軸部９ａが筒状部材で形
成され、頂部に盲の頭部９ｃを備え、軸部９ａ内の通路
９ｄはバッテリーボックス２内の空間Ｓと連通し、又軸
部９ａの、サイドフレーム８の通路８ａに臨む部分の外
周には、軸部内の通路９ｄと該通路８ａとを接続する連
通口１０を穿設する。以上で、サイドフレーム８，８間
にバッテリーボックス２を取付、架設しつつ、バッテリ
ーボックス内の空間Ｓとサイドフレーム８内の通路８ａ
とをボルト部材９の通路９ｄ、連通口１０で、連通接続
し、サイドフレーム８，８は後部８ｅ，８ｅが外気に開
放されている。そして、ボルト部材９は、バッテリーボ
ックス２内の空間Ｓからサイドフレーム８，８内に排気
する排気ダクトの手段と、バッテリボックスの締結手段
とを兼ねたことになる。同様に、サイドフレーム８，８
も、フレーム手段と排気ダクト手段とを兼備する。

【００１５】上記ボルト部材９は、バッテリーボックス
２の後側の左右２ヵ所の取付部位ａ，ｂの２ヵ所だけに
取付けるものであり、前側の左右２ヵ所の取付部位ｃ，
ｄには、軸部を中実軸とした通常のボルト止め構造のボ
ルト部材１２、１２によって、バッテリーボックス２の
各側壁２ａ前部をサイドフレーム８，８に取付けてい
る。サイドフレーム８，８の内部は、ボルト部材９を取
付けた後側とボルト部材１２を取付けた前側とをセパレ
ーター１１で仕切られ、両者間の通気を阻止されてい
る。

【００１６】以上においては、上記したように、バッテ
リーボックス２の前部からダクト４、吸入ファン５で、
外気をバッテリーボックス２内に吸入し、吸入された冷
却空気がバッテリー３…の周囲を流れ、通路９ｄ、連通
口１０を介してサイドフレーム８，８の通路８ａに排出
され、この過程でバッテリー３…が冷却され、排気は車
体構成部材であるサイドフレーム８内の通路８ａを通っ
て外部に排出されることになる。

【００１７】又、サイドフレーム８，８の排気端をバッ
テリーボックス２から離れた位置におくことにより、バ
ッテリーボックス２内を通風していない場合に、汚れた
空気が外部からサイドフレーム８，８の後部８ｅ，８ｅ
を通って逆流しても、通気抵抗があるためにバッテリー
ボックス２内に到達し難いのでクリーン（清浄）な状態
に維持できる。

【００１８】そして、この第１実施例によれば、バッテ
リーボックス２に排気ダクトを設ける必要が無く、バッ
テリーボックスの構造が簡素化する。更に、排気構造
が、車体構成部材であるサイドフレーム８を中空とし、
バッテリーボックス２のサイドフレームへの取付部を利
用して行うので、バッテリーボックスの取付上必要な部
材のみで確保され、従って、この点でも構造の簡素化、
部品点数の削減が図れ、又バッテリーボックスの排気ダ
クトの複雑な取り回し等が無くなり、上記と併せ、取付
作業性が従来に比し、格段に簡易化し、取付作業性が大
幅に向上する。

【００１９】尚、この第１実施例において、吸入ファン
５は吸入ダクト４に配設したものに限定されず、バッテ
リーボックス２からの排気ラインに取付けてもよく、例
えば、取付部６、ボルト部材９、サイドフレーム８，８
に取付けできる。又、サイドフレーム８，８の内部がセ
パレーター１１で仕切られているので、このサイドフレ
ームの前側を新たな吸気ラインとし、ボルト部材１２，
１２の部位を上記ボルト部材９と同様の連通構造とする
ことで、上記吸入ダクト４の代用またはこれと併用にで
きる。この場合には、新たな吸気ラインと排気ラインの
一方若しくは両方に吸入ファン５を設けることになる。
この変形実施例によれば、クリーンな冷却風の吸入が可
能な位置にサイドフレーム８，８の吸入口をおくことに
より、バッテリーボックス２内をクリーンな状態で空冷
できる。

【００２０】次に図３に基ずき第２実施例を説明する。
図３は本発明に係る第２実施例のバッテリー装置の要部
破断平面図を示している。本実施例のバッテリー装置
１、これのサイドフレーム８，８への取付け、排気通路
の構成は、上記と全く同様なので、同一部分には同一符
号を付し詳細な説明を省略する。本実施例では、バッテ
リーボックス２の前後の側壁２ｂ，２ｃの内、吸入ダク
ト４を有しない後側の側壁２ｃ（左右のサイドフレーム
８，８間）にブラケット１４を介して、電気自動車駆動
用モーター１３を取付けたものであり、駆動用モーター
１３の出力部１３ａから左右にドライブシャフト１５，
１５を延出した状態が図で示されている。

【００２１】本実施例では、駆動用モーター１３は、固
有の図示しない冷却用吸入ファンを備え、排気ダクト１
６から冷却風の排気を行うように構成され、バッテリー
ボックス２とは別個にモーター１３の冷却を行ってい
る。本実施例では、バッテリーボックス２に駆動用モー
ター１３を取付けるので、取付構造の簡素化、取付作業
性の大幅な向上、大掛かりなモーターの取付、支持構造
の廃止等が図れ、部品点数が削減される。尚、補助的
に、モーター１３をフレーム８，８へ支持する構造を併
用してもよいが、基本的には、バッテリーボックス２に
モーター１３を取付けているので、モーター固有の支持
構造は、簡易なもので足りる。

【００２２】次に図４に基ずき第３実施例を説明する。
図４は本発明に係る第３実施例のバッテリー装置の要部
破断平面図を示している。バッテリーボックス２、サイ
ドフレーム８，８等は基本的に上記と同様なので、同一
部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。バッ
テリーボックス２内には、上記と同様にバッテリー３…
が個々の間に隙間Ｓ１…を形成して収納されている。バ
ッテリーボックス２の左右の側壁２ａ，２ａの前後に離
間して取付スティ２１…を突設し、各スティ２１…を、
前後方向に左右に離間して配設されたサイドフレーム
８，８に固着し、バッテリーボックス２をサイドフレー
ム８，８間に取付けている。

【００２３】バッテリーボックス２の前側の側壁２ｂに
は、冷却風用外気吸入ダクト２２を設けてバッテリーボ
ックス２内と外気とを連通させ、吸入ダクト２２には、
上向きに２個の吸入口２２ａ，２２ａが開口されてい
る。バッテリーボックス２の後側の側壁２ｃ（吸入ダク
ト２２設置面と反対側）には、ブラケット２４…を介し
て電気自動車駆動用モーター２３を一体的に取付、支持
し、モーター２３は後側の側壁２ｃと反対側に、出力部
２３ａを介してドライブシャフト２５，２５が突設され
ている。

【００２４】バッテリーボックス２のモーター２３側に
は連通ダクト２７を取付、支持せしめ、連通ダクト２７
内には、吸入ファン２８を、実施例では２連直列に内
装、設置し、連通ダクト２７の上流部は、バッテリーボ
ックス２内の空間部Ｓと連通、接続させる。そして、吸
入ファン２８を内装した連通ダクト２７の下流部は、接
続ダクト２９を介してモーター２３内の冷却通路と連
通、接続させ、モーター２７には、排気ダクト２６が設
けられている。

【００２５】従って、吸入ファン２８の駆動でバッテリ
ーボックス２の吸入ダクト２２から外気が強制的に吸入
され、バッテリーボックス２内を冷却風として流れてバ
ッテリー３…を冷却し、その後、冷却風が吸入ファン２
８を通ってモーター２３内に流入して冷却し、モーター
冷却後の排気は、排気ダクト２６から外へ排出される。
このように、バッテリーボックス２内のバッテリー３…
と、モーター２３とを、共通の冷却ファン装置で冷却す
ることができる。

【００２６】以上によれば、バッテリーボックス２にモ
ーター２３を一体的に取付、支持したことによる上記し
た効果の他、共通の吸入ファン２８でバッテリーボック
ス２内のバッテリー３、電気自動車駆動用モーター２３
の夫々を冷却でき、冷却構造の簡素化、吸入ファン２８
等の部品点数の削減、これに伴う取付作業性の簡易化、
コストダウン等を効果的に図ることができる。

【００２７】図５はモーター２３をバッテリーボックス
２に一体的に取り付けた状態を示す説明的斜視図で、図
６は、モーター２３をバッテリーボックス２に一体的に
取付、支持し、バッテリーターミナル集合部等とモータ
ー２３との配線３０を、バッテリーボックス２内で行う
ことができる実施例を示すものである。又図７は、バッ
テリーボックス２のモータ２３に近い両側面にブラケッ
ト３１を設け、又モータ２３の下部両側にブラケット３
２，３２を設け、車輪懸架用サスペンションのロッド３
３…をブラケット３１，３２に連結、支持せしめた実施
例を示す。

【００２８】次に図８及び図９に基ずき第４実施例を説
明する。図８は本発明に係る第４実施例のバッテリー装
置の説明的平面図、図９は図８の縦断側面図であるり、
バッテリーボックスの冷却構造の別の例を示す。図中
８，８はサイドフレーム、８Ａ，８Ｂは前後に離間して
設けられたクロスメンバーで、箱状のバッテリーボック
ス４２は上記第３実施例と同様に左右の側壁４２ａ，４
２ａ、前後の側壁４２ｂ，４２ｃ、底板４２ｄで構成さ
れ、上面はリッド４２ｅで覆われ、内部に冷却風の通路
をなす隙間Ｓ１…を形成して複数のバッテリー３…が収
納され、バッテリー３…は、底板４２ｄ上に配設した皿
状のインナー部材４３上に載置され、インナー部材４３
の底には、バッテリー相互を隙間をもって区画する突条
部４３ａ…が格子状に設けられている。底板４２ｄとイ
ンナー部材４３との間には、スライド板４９が図８にお
いて左右方向にスライド自在に取付けられている。尚、
バッテリーボックス４２は、左右の側壁４２ａ，４２ａ
の前後に設けたスティ４４…でサイドフレーム８，８に
取付、支持されている。

【００２９】バッテリーボックス４２の前側の側壁４２
ｂには、吸入ダクト４５…を設け、これの下流部には吸
入ファン４６を内装、設置し、後側の側壁４２ｃには排
気ダクト４７…を設け、これの排気ファン４８を内装、
設置して設ける。バッテリーボックス２の底板４２ｄ及
びこの上のスライド板４９には、上記突条部４３ａ…と
対向する位置に、左右方向（図８において上下方向）に
長い長孔状の排気孔４９ａ…，５０…を上下にラップす
るように設けている。突条部４３ａ…の各頂部には、図
９に示すように長孔状の排気孔４３ｂ…が、上記排気孔
５０…と同一の大きさ並びに配列で開けられている。こ
れにより、バッテリーボックス４２の内外は、各排気孔
４３ｂ…，４９ａ…，５０…を介して連通される。

【００３０】以上においては、吸入ファン４６の外気の
吸引作用、排気ファン４８の排出作用で、外部から取り
入れられた冷却風は、図８、図９の前後方向の矢印のよ
うに前後方向に流れ、バッテリー３…周を流れてこれを
冷却する。ところで、バッテリーボックス４２の底板４
２ｄには、排気孔５０…が設けられているので、バッテ
リーボックス２内を流れる冷却風は、この排気孔５０…
からも矢印で示されるように排出される。すなわち、冷
却風は自動車の走行により発生するバッテリーボックス
４２内外の圧力差で効果的に吸引、排出され、バッテリ
ー３の冷却効率を向上させて冷却を行うことができる。

【００３１】また、すべての排気孔５０…の負圧状態は
概ね均一であるので、各排気孔５０…からの排気量が均
一になり、すべてのバッテリー３…を温度差がないよう
に冷却できる。そして、バッテリーボックス４２の底板
４２ｄからの通風量は、スライド板４９をスライドさせ
て各排気孔４９ａ…，５０…間の開口面積を変えること
で調節できる。

【００３２】尚、この実施例において、バッテリー３の
冷却状態を次のような方法により自動制御することがで
きる。バッテリー３の温度を測定する温度センサー（図
示せず）をバッテリーに取付け、このバッテリーの温度
変化に応じて各ファン４６，４８の吸排気量を制御し、
且つ、スライド板４９をスライドさせて各排気孔４９ａ
…，５０…間の開口面積を変えて排気量を制御する。こ
の制御方法によれば、バッテリー３を常に最適温度に維
持できる。

【００３３】次に図１０乃至図１２に基ずき第５実施例
を説明する。図１０乃至図１２は上記図８、図９の変更
実施例を示し、排気孔の構造のみが変更されているの
で、同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。本
実施例では、バッテリーボックス４２の底板４２ｄに形
成された排気孔５０の底面の上流側に表面が流線形のガ
イド部材５１を設置したもので、これにより排気孔５０
直前で渦流が発生し、排気孔５０部分の負圧が大きくな
り、排気孔５０からの排気を効率的に行うことができ
る。

【００３４】次に、電気自動車にバッテリー装置を搭載
した例を説明する。図１３は電気自動車６１の概略を示
し、車体ボディ６２の前後には前輪６３、後輪６４を備
え、下部にフレーム６５が設けられてサイドフレーム
８，８（この図で前後に並設されている）が主要なメン
バーとして配設され、上記バッテリーボックス２がサイ
ドフレーム８，８間に配設され、後部に電気自動車駆動
用モーター１３が配設されている。室内には、前後にシ
ート６６，６７が配設されて、該シート６６，６７の下
位にバッテリー装置１が配置されている。

【００３５】

【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、バッテリー
ボックスをサイドフレームに取付けるためのボルト部材
を中空構造とし、ボルト部材の軸部に冷却用空気を流す
ようにしたので、バッテリーボックスの締結手段と通気
ダクトとをボルト部材で兼ねさせたことになり、バッテ
リーボックス廻りの部品数の削減が図れるとともに良好
な美観を保つことができる。

【００３６】又、バッテリーボックスに駆動用モーター
を一体化し、これをサイドフレームに取付けたので、バ
ッテリーボックス、モーターのフレームへの取付、支持
構造が共通化でき、取付構造の簡素化、取付作業性の大
幅な向上、組付工数の低減、大掛かりなモーターの取付
けや支持構造の廃止等を図れ、更に、部品点数が削減さ
れ、重量低減、コストダウン等を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例のバッテリー装置の要
部破断平面図

【図２】図１の矢視Ａ部の拡大横断面図

【図３】本発明に係る第２実施例のバッテリー装置の要
部破断平面図

【図４】本発明に係る第３実施例のバッテリー装置の要
部破断平面図

【図５】図４の駆動用モーターの取付け状態を示す説明
的斜視図

【図６】図４の駆動用モーターの配線例を示す説明的断
面図

【図７】図４の駆動用モーター回りの要部斜視図

【図８】本発明に係る第４実施例のバッテリー装置の説
明的平面図

【図９】図８の縦断側面図

【図１０】本発明に係る第５実施例のバッテリー装置の
説明的平面図

【図１１】図１０の縦断側面図

【図１２】図１０のバッテリーボックス底部の要部拡大
断面図

【図１３】本発明に係るバッテリー装置を搭載した電気
自動車の説明的側面図

【符号の説明】

１…バッテリー装置、２…バッテリーボックス、３…バ
ッテリー、４…吸入ダクト、５…吸入ファン、６…取付
部、８…サイドフレーム、８ａ…通路、９…ボルト部
材、９ａ…軸部、９ｄ…通路、１０…連通口、１１…セ
パレーター、１２…ボルト部材、１３…電気自動車駆動
用モーター、１４…ブラケット、２３…電気自動車駆動
用モーター、２４…ブラケット、Ｓ…空間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−193367（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−44919（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−169981（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−208617（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 1/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のバッテリーを収納したバッテリー
   ボックスを、車体の前後方向に延設される左右のサイド
   フレーム間に、架設、結合した電気自動車のバッテリー
   装置において、 上記サイドフレームに中空の通路を構成し、 上記サイドフレームと上記バッテリーボックスとをボル
   ト部材で結合し、 上記ボルト部材の軸部に中空の通路を構成し、 上記バッテリーボックス内の空間と、上記ボルト部材の
   通路と、上記サイドフレームの通路とを、連通、接続さ
   せるようにした、 ことを特徴とする電気自動車のバッテリー装置。
2. 【請求項２】 上記バッテリーボックスに、電気自動車
   駆動用モーターを一体的に取付、結合したことを特徴と
   する請求項１記載の電気自動車のバッテリー装置。