JP3602494B2 - 電動車両用バッテリ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動車両に搭載するバッテリ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動車両としては、例えば、特開平３−２４３４８４号公報に記載された鞍乗り型車両に適用されたものが知られる。この電動車両は、バッテリを前後輪の車軸中心を結ぶ線よりも下方に配置して車両全体としての低重心化を図り、また、電動モータに冷却風を導く空冷ダクトを設けて電動モータを冷却するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電動車両にあっては、実際に実用に適するものとするためには箱型のバッテリを車両の下方位置に配置しなければならず、車体中心線に対するバッテリの幅寸法が大きくなり、リーンウイズ等の乗車姿勢を採る際のバンク角が制限されるという不都合があった。
また、この従来の電動車両は、バッテリが充放電時に発熱するが、バッテリがボックス内に収納されるため、その実用化にあたってはバッテリをより効果的に冷却することが望まれる。
【０００４】
又上述した従来の電動車両は、空冷ダクトにより導入した冷却風中に混在する塵埃、特に、鉄粉等の磁性の塵埃を除去するためにフィルタを設けなければならず、このフィルタが抵抗となり、さらなる冷却性能向上に対し不都合であった。
【０００５】
本発明は、電動車両、特にスクータ型電動車両の適するバッテリ構造を提供すべくなされたもので、その目的とする処は、電池に接続を並列接続と直列接続を併用することで、バッテリユニットの形状選択の自由度を大きくし、バッテリユニット搭載部の設計の自由度を向上させ、バッテリユニットをステップフロア下に配置、搭載した場合におけるステップフロア部分の外形の小型化、幅方向の寸法を小さくし、スクータ型車両の全高、全幅を小さくし、又単電池容量のバラ付きをなくして過充電、過放電を防止することでバッテリの寿命を向上させ得るスクータ型電動車両用バッテリ構造を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１は、ヘッドパイプと、該ヘッドパイプから車体後方に向かって下方に折り曲げられた中間フレームと、前記中間フレームに連結され、車体の後方に向かって上方に延び、シート等を支持する左右の部材で形成した後部フレームと、複数の円筒型電池を接続して構成され、電動モータに電力を供給するためのバッテリを収容するバッテリボックスを備え、バッテリボックスは、その長手方向が車体の前後方向を指向し、その幅は前記左右の後部フレームの幅内に収まるように配置し、且つバッテリボックスは上面視で前記した左右の後部フレームの幅内にラップするように配置し、バッテリを収容したバッテリボックスを車体側に配置する領域を設け、バッテリボックスは、その長手方向が前記中間フレームまたは後部フレームの何れかに沿うように配置され、前記領域を、前記バッテリボックスを載置するための少なくとも前後のプレートで形成し、前記前後のプレートは、前記中間フレームと後部フレームとの連結部の近傍かつ前記連結部を挟んで設けられ、バッテリボックスは、前記前後のプレートにより前後で車体側に格納されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１では、バッテリユニットをステップフロア下に配置、搭載した場合におけるステップフロア部分の外形の小型化、幅方向の寸法を小さくし、スクータ型車両の全高、全幅を小さくすることができる。
又単電池容量のバラ付きをなくして過充電、過放電を防止することでバッテリの寿命を向上させ得る電動車両用バッテリ構造を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１から図２４はこの本発明を実施した一例としてのスクータ型電動車両を示し、図１から図４が鞍乗り型電動車両である電動スクータの全体を、図５から図９が同電動スクータの車体フレームを、図１０から図２４がそれぞれ他の主要部分を表す。
【０００９】
図において、１１は車体フレームであり、車体フレーム１１は前部フレームであるヘッドパイプ１２と後部フレーム１３とを中間フレーム１４で連結して構成される。
周知のように、ヘッドパイプ１２には、フロントフォーク１５により前輪１６Ｆが操向ハンドル１７による操向可能に支持される。
【００１０】
なお、５５はフロントカバー、５４はセンタカバー、２７はリアカバーであり、センタカバー５４は上面に乗員足載用のステップフロア９８（図１１参照）が形成され、このステップフロア９８の下にバッテリユニット００は搭載されている。これについては後述する。
バッテリボックスは、図２で明らかなように、平面視で左右の部材から成る後部フレームを構成するリヤチューブ２１の幅内にラップするように配置されている。
リアカバー２７は上部にシート２８が、後部にテールランプ２２およびナンバプレート取付部２３等が設けられる。ただし、図面中では、各カバー２７，５４，５５は境界を示さず一体に表している。
【００１１】
後部フレーム１３はパイプを略Ｕ字状に屈曲したリアチューブ２１を有し、図２、図５および図６に示すように、リアチューブ２１はＵ字状の屈曲部を斜め後上方に向けて延出し前部左右両端が中間フレーム１４に溶接等で固着される。このリアチューブ２１は、中間部分に後述するパワースイングユニットとの間でクッションユニット２４が設けられ、リアカバー２７によって上部および側方が覆われる。
【００１２】
また、図９に詳示されるように、リアチューブ２１には、前部に後述するセンタチューブ１８の後端と略一致する位置で左右両側部分からそれぞれ取付パイプ２５Ｌ，２５Ｒ（必要に応じ添字の無い番号で代表する）が垂設される。
取付パイプ２５Ｌ，２５Ｒは、上端がそれぞれ溶接等でリアチューブ２１に固着され、下端部間にクロスパイプ２９が架設される。
これら取付パイプ２５には、また、上側部分間にクロスプレート３０が溶接等で架設され、このクロスプレート３０の下側にリアプレート３１が架設され、このリアプレート３１の後側にそれぞれピボット軸２６がカラー３２Ｌ，３２Ｒによって架設される。
【００１３】
クロスプレート３０は、上下両縁が後方へ略直角に折り曲げられた側断面視略コ字状を成し、両側端が取付パイプ２５に溶接で固着される。このクロスプレート３０には、後述するセンタチューブ１８の後端が貫通して後方へ突出し、また、後面にリアダクト４５が固定される。このリアダクト４５は、内部にセンタチューブの後端が開口し、上部に排風機４６が設けられる。
排風機４６は、リアカバー２７内に配置され、排風口がリアカバー２７内で上方に向かって開口する。この排風機４６は、後述するコントローラと接続したファン駆動用モータを有し、このモータの動力でファンを駆動して強制排気（後述する空冷）する。
【００１４】
リアプレート３１は、左右両側縁が取付パイプ２５に溶接で、上縁がクロスプレート３０の下縁に溶接で固着され、クロスプレート３０とともに取付パイプ２５間を閉塞する。このリアプレート３１は下縁が前方に向かって略直角に折り曲げられ、後述するように、この折り曲げられた下縁にフロントプレートの下縁との間でアンダプレートが取り付けられる。
ピボット軸２６にはパワースイングユニット３３が揺動自在に支持され、このパワースイングユニット３３の後端に後輪１６Ｒが支持される。
【００１５】
パワースイングユニット３３は、図１０に示すように、電動モータ３５を有し、この電動モータ３５をベルト式無段変速機９６等とともにユニットケース３４内に収容して構成される。このユニットケース３４は、前部に電動モータ３５に向かって開口する導風口３４ａが、後部に図示しない排風口が形成され、導風口３４ａにダクト３６の一端が接続する。ダクト３６は、他端が略上方に向かい延出して開口し、端部に屈曲自在なダクトチューブ３８（図１参照）が接続する。内壁面に磁石３７が貼設される。ダクトチューブ３８は、リアカバー２７内を上方に向かって延設され、上端が係止具により固定されてリアカバー２７内で開口する。このダクトチューブ３８は、その開口位置が上述した排風機４６の排風口の開口位置よりも上方に位置するように設置される。
【００１６】
また、ダクト３６は側部が開口し、この側部開口が磁石３７を貼設された閉塞板９４で閉止される。磁石３７はダクト３６内に露呈して風路の隔壁として機能し、閉塞板９４はビス等で着脱可能に取り付けられる。この磁石３７はダクト３６内を流れる空気中に浮遊する鉄粉等の磁性塵埃を吸着し、この磁石３７に付着した塵埃は閉塞板９４を取外すことで清掃される。
なお、スイングユニット３３の構成は上述した公報等に詳細に記載されているためその説明は省略した。
【００１７】
中間フレーム１４は前端が斜め上方へ湾曲する中空パイプ状のセンタチューブ１８を有し、前述のように、このセンタチューブ１８の前端がヘッドパイプ１２に溶接等で固着される。
このセンタチューブ１８は、前端の固着部分がガセット１９により補強され、図６に詳示するように、後部に上述した後部フレーム１３のリアチューブ２１の両前端が溶接等で連結する。このセンタチューブ１８は、前後方向略中央位置に通孔１８ａ（図１２参照）が形成され、この通孔１８ａを覆うようにブラケット４４が溶接で固着され、後端がクロスプレート３０を貫通してリアダクト４５に連通する。
【００１８】
ブラケット４４は、図５、図８および図１２に示すように、左右両側に向かってそれぞれ２つ合計４つの排気穴４４ａが前後に所定間隔離間して形成され、また、左右両側にステム部４４ｂが形成される。このブラケット４４には、排気穴４４ａにそれぞれ中空筒状の吸盤部材４７が嵌着され、各ステム部４４ｂに後述する固定バンド締着用のボルトが螺合する。吸盤部材４７は、図１３に示すように、ゴム等の弾性材料から成り、円錐状に拡径する吸盤部４７ａを外方に向けてブラケット４４に取り付けられる。この吸盤部材４７は、後述するように、吸盤部４７ａがバッテリボックスの排気口周縁に密着し、バッテリボックスの排気口をセンタチューブ１８の内部、すなわち排風機４６に気密性を保って連通する。
【００１９】
また、図５および図７に示すように、センタチューブ１８には前部にガセット１９の下方位置に下方に向かって垂下するブラケット２０が溶接等で固着され、このブラケット２０にフロントプレート３９がスポット溶接等で固着される。フロントプレート３９は、下方に向かって拡開する略三角形状を成し、下縁が後方に向かって折り曲げられる。
このフロントプレート３９の折り曲げられた下縁には、上述したリアプレート３１の折り曲げられた下縁との間でアンダプレート４０が架設される。
【００２０】
アンダプレート４０は、波型状の鉄板、いわゆる波型鋼板等から成り、左右両側縁に前後に離隔してそれぞれ３つの固定バンド４９Ｆ，４９Ｃ，４９Ｒと２つのリッド４８Ｆ，４８Ｒ（必要に応じ添字の無い番号で代表する）とが開閉自在に支持される。このアンダプレート４０には、幅方向中央部分にセンタチューブ１８から前後方向に離隔して２つの仕切プレート４２Ｆ，４２Ｒ（必要に応じ添字の無い番号で代表する）が、前後方向中央部分にセンタチューブ１８からセンタプレート４３（図８参照）が垂設される。
【００２１】
図１４から図１７に示すように、固定バンド４９はそれぞれ、下端部がアンダプレート４０の外側縁にヒンジによって揺動自在に取り付けられ、上端に取付孔４９ａが形成される。
これら固定バンド４９は、図３および図１１に明らかなように、正面視で幅方向内側が開口した略コ字状をなし、下側角部に所定角度で斜め上方に傾斜する傾斜部４９ｂが面取り状に形成されている。
【００２２】
後述するバッテリボックス５０の搭載時等において、前側の固定バンド４９Ｆは取付孔４９ａを貫通するボルト５２がセンタチューブ１８に固着された係止片５１に螺着することで固定され、同様に、中央の固定バンド４９Ｃは取付孔４９ａを貫通したボルト５２がブラケット４４のステム部４４ｂに螺着することで、後側の固定バンド４９Ｒはステイ９２を介してセンタチューブ１８に固定され、これら固定バンド４９によってアンダプレート４０上に載置されたバッテリボックスを固定する。
ステイ９２は、一端がボルト５２でセンタチューブ１８に固定され、他端に固定バンド４９Ｒの端部がボルト５２によって固定される。
なお、６１は固定バンド４９の内面に固着されたラバーであり、このラバー６１はバッテリボックス５０の接触を緩和する。
【００２３】
リッド４８は、それぞれ、上述の固定バンド４９よりも車幅方向外方に位置し、下縁部がアンダプレート４０にヒンジによって揺動自在に支持され、それぞれ隣接側縁部に上下に離隔して取付孔４８ｂが形成される。これらリッド４８も、図３および図１１に示すように、正断面視で幅方向内側が開口した略コ字状をなし、下側角部に傾斜部４８ａが形成されている。
また、これらリッド４８も、図１４から図１７に示すように、バッテリボックス５０の搭載時等において、取付孔４８ｂを貫通するビス５３が中央の固定バンド４９に螺着することで固定される。
【００２４】
仕切プレート４２は、それぞれ、前後方向鉛直面と平行に延在し、上端がセンタチューブ１８に溶接で、下端がアンダプレート４０表面に溶接等で固着される。センタプレート４３は、車幅方向鉛直面と平行に延在し、上端がセンタチューブ１８に溶接で、下端がアンダプレート４０上面に溶接で固定される。これら仕切プレート４２およびセンタプレート４３はアンダプレート４０上において、センタープレート４３，前後のフロントプレート３９、リアプレート３１からなる仕切部材で前後に仕切られ、また前後の仕切プレート４２Ｆ，４２Ｒからなる左右の仕切部材で左右に仕切られ、前後左右の４つの領域を区画し、これら領域にそれぞれバッテリボックス５０が載置されてバッテリユニット００を構成する。なお、５６は仕切プレート４２に貼設されたラバー、９１はアンダプレート４０上に４つの領域に敷設されたラバーであり、これらラバー５６，９１はバッテリボックス５０との間に介在して衝撃を緩和する。
【００２５】
バッテリボックス５０は、図１８および図１９に詳示するように、正面視略三角形状の内側半体５７ａと外側半体５７ｂとを鉛直線に対し傾斜する分割面で分離可能に組み付けて構成され、内部に２つのバッテリ組付体５８を前後に配置して収容する。これらバッテリボックス５０は、外側半体５７ｂの角部に上述の固定バンド４９の傾斜部４９ｂおよびリッド４８の傾斜部４８ａに対応した傾斜部５０ａが、内側半体５７ａの上部に排風口５０ｃが形成され、また、各半体５７ａ，５７ｂの前後面に複数の通孔５０ｂが形成される。
【００２６】
排風口５０ｃは、前述した吸盤部材４７と対応した位置に形成され、アンダプレート４０上に載置された状態で周縁が吸盤部材４７と密着してセンタチューブ１８内に連通する。通孔５０ｂは、後述するように、バッテリ組付体５８を構成するバッテリの間隙９７に対応した位置に形成され、これら間隙９７に冷却風を導く。
【００２７】
また、各バッテリボックス５０にはそれぞれ、車幅方向外側の面に各バッテリ組付体５８に接続したコネクタ５９と、ヒューズ６０とが取り付けられる。ヒューズ６０はバッテリ組付体５８とコネクタ５９との間に電気的に直列に結線され、コネクタ５９は各バッテリボックス５０のバッテリ組付体５８を駆動回路に接続される。後述するように、各バッテリボックス５０のバッテリ組付体５８は直列に接続される（図２４参照）。
【００２８】
バッテリ組付体５８は、両端部に電極を有する複数（実施例では１２本）の円筒状（長尺状）のバッテリ６２を平行に束ね、これらバッテリ６２を接着剤等で互いに固着して構成される。単電池を構成する複数個のバッテリ６２…は、直列に接続されてバッテリ組立体を構成し、該バッテリ組立体を複数並列に接続してバテッリユニットを構成し、前記したようにステップフロア下に配置、搭載した。
このバッテリ組付体５８には、バッテリ６２間に断面略菱形状の間隙９７（図２１、図２２、図２３参照）がバッテリ６２の長手方向にバッテリ６２と平行に形成される。間隙９７は、それぞれ、バッテリボックス５０の前後の通孔５０ｂに対応し、この通孔５０ｂが開口し、また、排風口５０ｃに連通する。
【００２９】
上述のように、バッテリ組付体５８は実施例では、例えば、２つを１組としてバッテリボックス５０内に前後に離隔して収容され、これらバッテリボックス５０内に収容された２つのバッテリ組付体５８の対向する電極には図２１に展開状態で示すような複数の導電板６３が、前方に位置するバッテリ組付体５８の前側電極には図２２に示すような複数の導電板６４が、後方に位置するバッテリ組付体５８の後側電極には図２３に示すような複数の導電板６５が固設される。
【００３０】
バッテリボックス５８内の２つのバッテリ組付体５８は、各導電板６３，６４，６５によりバッテリ６２が２本を一組として並列に接続されこの並列に接続された各組のバッテリ６２が直列に接続される。
複数のバッテリ組付体５８を並列接続してバッテリユニットを形成する。
【００３１】
また、導電板６３は、バッテリボックス５０内の２つのバッテリ組付体５８の組立時において、展開状態で各バッテリ組付体５８の電極に固着され、この後、図２０に示すように折り曲げられてバッテリ組付体５８間に介装される。
この導電板６３は、両側に端子６３ａ，６３ｂが形成され、折り曲げられた状態で間にスペーサ６６が介設される。端子６４ａ，６５ａはヒューズ６０を直列に介してコネクタ５９に接続される。
【００３２】
コントローラ２４は、図２４に示すように、通常制御用マイクロコンピュータ６７、充電制御用マイクロコンピュータ６８、ダウンレギュレータ６９および駆動回路７０を有し、前述のように、各バッテリボックス５０内の各バッテリ組付体５８が直列に結線されてパワーリレー７５を介して駆動回路７０に接続する。パワーリレー７５は、４接点２位置の常開のコンタクタ７５ａと、ソレノイド７５ｂを有する。
このパワーリレー７５は、コンタクタ７５ａが各バッテリ組付体５８と電動モータ３５との間およびダウンレギュレータ６９と各バッテリ組付体５８との間に介設され、ソレノイド７５ｂが通常制御用マイクロコンピュータ６７の出力に基づきコンタクタ７５ａを駆動する。
【００３３】
ダウンレギュレータ６９には、第１の出力端子に前述した排風機４６のファン駆動用モータ、ヘッドライト７７、テールライト７８、メータライト７９、スモールランプ８０、左右のウィンカランプ８１およびホーン８２が接続し、また、定電圧出力用の第２の出力端子にコミニュケーションホーン８３、パイロットランプ８４、バッテリ充電警告ランプ８５、バッテリ残量メータ８６、キルセンサ８７、インジケータランプ８８および通常制御用マイクロコンピュータ６７が接続する。このダウンレギュレータ６９は、排風機４６のファン駆動用モータ、通常制御用マイクロコンピュータ６７およびランプ等に給電する。
【００３４】
なお、排風機４６のファン駆動用モータはパワーリレー７５のコンタクタ７５ａが閉成した状態で常時給電され、コミニュケーションホーン８３は走行時等ににおいて駆動されて歩行者等に車両の存在を知らしめ、キルセンサ８７は車両の転倒時等において電源系を遮断するための指令信号を通常制御用マイクロコンピュータ６７に出力し、インジケータランプ８８は４つのランプの点灯の組合せで操向および停車時における正常、異常状態を報知する。
【００３５】
駆動回路７０は、ＦＥＴ等をブリッジ状に結線したメインドライバ７０ａと、ゲートドライブ回路等を有するプリドライバ７０ｂとから構成され、メインドライバ７０ａが前述の電動モータ３５に、プリドライバ７０ｂが通常制御用マイクロコンピュータ６７に接続する。この駆動回路７０は、通常制御用マイクロコンピュータ６７が出力するＰＷＭ信号に基づきバッテリ組付体５８からデューティファクタに対応した電流を出力する。
【００３６】
通常制御用マイクロコンピュータ６７には、操向ハンドル１７のアクセルグリップの回動角を検出するスロットルセンサ７１、電動モータ３５への通電電流を検出する電流センサ７２、電動モータ３５の回転角度を検出するアングルセンサ７３および電動モータ３５の温度を検出する温度センサ７３等のセンサが、また、メインスイッチ７６と上述のパワーリレー７５のソレノイド７５ｂとが、さらに、駆動回路７０が接続する。この通常制御用マイクロコンピュータ６７は、各センサの出力信号を基に駆動回路７０にＰＷＭ信号を出力して電動モータ３５を制御し、通常走行時の車速制御等を行い、また、制動時等において回生制動制御等を行ってバッテリ６２を充電する。
【００３７】
充電制御用マイクロコンピュータ６８は、商用交流電源と接続可能なコネクタ６８ａを有し、この商用電源から供給される電力で作動する。この充電制御用マイクロコンピュータ６８は、充電用の端子が各バッテリ組付体５８に接続し、また、排風機４６駆動用の端子がＡＣ／ＤＣコンバータ９０に接続し、さらに、上述のメインスイッチ７６、ダウンレギュレータ６９の定電圧出力端子、バッテリ残量メータ６８、バッテリ充電警告ランプ８５、電流センサ７２、バッテリ６２の温度を検出するバッテリ温度センサ８９等のセンサが接続する。ＡＣ／ＤＣコンバータ９０は、排風機４６のファン駆動モータに接続し、交流電力を直流電力に変換して供給する。この充電制御用マイクロコンピュータ６８は、メインスイッチ７６が充電位置等の非走行位置に操作された状態でコネクタ６８ａが商用電源のコンセントと接続されると、電流センサ７２等の各センサの出力信号を基にバッテリ組付体５８への充電を制御する。
【００３８】
次に、この実施例の作用を説明する。
この実施例の電動スクータにあっては、バッテリユニット００をセンタチューブ１８の下方に懸架し、このバッテリユニット００の電力を電動モータ３５に供給する。そして、通常走行時等には、通常制御用マイクロコンピュータ６７で電動モータ３５への給電を制御して走行および回生制動等の制御を行い、また、充電時には充電制御用マイクロコンピュータ６８で制御して商用電源から各バッテリ組付体５８のバッテリ６２を充電する。
【００３９】
ここで、この電動スクータにあっては、パワースイングユニット３３にダクト３６を連結し、走行時等において、このダクト３６から電動モータ３５に冷却風を導入して電動モータ３５を冷却するが、ダクト３６内面には磁石３７が固設され、冷却風中に混在する鉄粉等を吸着する。このため、鉄粉等の磁性の塵埃が電動モータ３５内に侵入することを防止でき、鉄粉等に起因して電動モータ３５が性能低下を生じることが無い。
【００４０】
また、この電動スクータにあっては、２組のバッテリ組付体５８をバッテリボックス５０内に収容し、４つのバッテリボックス５０をセンタチューブ１８に懸架されたアンダプレート４０に載置してバッテリユニット００を構成するが、バッテリユニット００全体が長手方向を車両前後方向に一致させた長尺状に成形される。すなわち、バッテリユニット００を構成するバッテリ組付体５８は全体として長尺状に形成され、このバッテリ組付体５８を前後方向に配列する。このため、バッテリユニット００全体としての幅方向の造形の自由度が大きく、バッテリユニット００をセンタチューブ１８の下方に懸架してもバッテリユニット００の幅方向寸法を小さくでき、バンク角を大きくできる。そして、バッテリユニット００は、ステップフロアの下方のデッドスペースを利用してセンタチューブ１８に懸架するため、デッドスペースを有効利用でき、また、車両全体としての低重心化も図れる。
【００４１】
特に、このバッテリユニット００は、長尺状のバッテリ６２を束ねて長尺形状のバッテリ組付体５８を構成し、このバッテリ組付体５８の長手方向を車両の前後方向と一致させて配設する。このため、バッテリ組付体５８の幅方向の造形の自由度が大きく、バッテリユニット００全体としての造形にもより大きな自由度を得ることができる。したがって、バッテリ組付体５８はバッテリ６２を外側部が欠けた正面視略台形状に束ねることができ、また、バッテリボックス５０には外側下部に傾斜部５０ａを、リッド４８には傾斜部４８ａを、固定バンド４９に傾斜部４９ｂを形成でき、バンク角をより大きくできる。
【００４２】
そして、バッテリボックス５０内に収容される２組のバッテリ組付体５８は、展開状態の導電板６３に各バッテリ組付体５８のバッテリ６２の電極を固定し、この導電板６３を折り曲げて電極を対向させることで一体的に組み付けられる。このため、その組付を容易に行うことができ、組立工数を削減できる。
【００４３】
さらに、バッテリ組付体５８はバッテリボックス５０内に収容するが、束ねられたバッテリ６２間には間隙９７が形成され、また、バッテリボックス５０には通孔５０ｂと排気口５０ｃとが形成され、通孔５０ｂが間隙９７に対応して前後面から外部に開口し、排気口５０ｃがセンタチューブ１８を介して排風機４６に連絡される。
そして、排風機４６は通常走行時には通常制御用マイクロコンピュータ６７により制御駆動されてバッテリ６２を強制冷却し、また、充電時においても充電制御用マイクロコンピュータ６８により駆動制御されてバッテリ６２を冷却する。このため、バッテリ６２の温度が上昇することを防止でき、バッテリ６２の温度上昇に起因した不都合の発生を防止できる。
【００４４】
ここで、この電動スクータは、センタチューブ１８をダクトとして利用し、このセンタチューブ１８を介してバッテリボックス５０から排風する。このため、特別のダクトを設ける必要が無く、部品点数を削減して車両全体としての軽量化、小形化を図れる。また、排風機４６は排風口がリアカバー２７により覆われた空間に開口するため、排風機４６またバッテリ６２に水等の異物が侵入することが無く、雨水等の侵入防止を特別なカバーを必要とすること無く行え、部品点数の削減、軽量化を促進できる。
【００４５】
一方、この電動スクータにあっては、図１４から図１７に示すようにバッテリの搭載、取外しを行う。先ず、図１４に示すように、リッド４８および固定バンド４９を開き、この状態でバッテリ組付体５８をバッテリボックス５０内に収容してアンダプレート４０上に載置する。以下、同様に３つのバッテリボックス５８を搭載し、合計４つのバッテリボックス５８をアンダプレート４０上に載置する。
【００４６】
次に、図１５に示すように、左右一方側において、中央の固定バンド４９ｃの先端をボルト５２でセンタチューブ１８に固定し、また、固定具９３の一端をボルト５２でセンタチューブ１８に固定し、他方も同様にして固定バンド４９ｃと固定具９３とを固定する。続いて、図１６に示すように、後側のリッド４８を閉めてビス５３で固定し、他側も同様にリッド４８を閉止する。
【００４７】
この後は、図１７に示すように、前側の固定バンド４９の端部をボルトでセンタチューブ１８に固定し、続いて前側のリッド４８を閉止してビス５３で２ヶ所を固定し、バッテリの搭載が完了する。そして、バッテリを取り出す場合は、上述した順序と逆に、すなわち、図１７、図１６、図１５、図１４に示す作業を順次行うことでバッテリを取り出せる。
【００４８】
図２５および図２６にはこの発明の他の実施例を示し、図２５がバッテリ組付体の一部拡大正面図、図２６が同バッテリ組付体に用いられる部品の斜視図である。
なお、この実施例では、上述した実施例と同一の部分には同一の番号を付して以下の説明を省略する。
【００４９】
この実施例は、図２５に示すように、バッテリ組付体５８の端面にバッテリ６２間の各間隙９７に対応させてブッシュ９５を設ける。このブッシュ９５はそれぞれ、図２６に示すように中空孔９５ａを有する中空形状をなし、外周面にフランジ部９５ｂが形成される。このブッシュ９５は、外周面およびフランジ部９５ｂが接着剤等で各バッテリ６２に固着されてバッテリ６２を結合し、また、中空孔９５ａが間隙９７に外気を導入可能に開口する。
【００５０】
この実施例にあっては、ブッシュ９５により各バッテリ６２を強固に結合でき、バッテリ組付体５８の強度を改善できる。そして、バッテリ６２の冷却風はブッシュ９５の中空孔９５ａを経て間隙９７内に導入されるため、バッテリ６２の冷却が損われることも無い。
【００５１】
図２７は本発明の他の実施例に係る電動車両用バッテリユニットの正面図、図２８は同バッテリユニットの前方側の側面図、図２９は後方側の側面図、図３０は仕切部材の斜視図、図３１は接続端子の構造図である。
図２７に示すようにバッテリユニット１００は、ケース本体１０１の両側に前方側の蓋体１０２ならびに後方側の蓋体１０３をねじ等で組み付けてなる。
【００５２】
図３０に示す仕切部材１０４をケース本体１０１内に挿入することで、図２８および図２９に示すように、ケース本体１０１内に複数のバッテリ収納室１０５を区画している。
この実施例では複数本（例えば１２本）の円筒形状の２次バッテリ（例えばニッケル−カドミウム電池）を効率良く収納するとともに、各バッテリ６２と仕切部材１０４との間に冷却風を通すための間隙１０６を複数箇所確保するため、仕切部材の形状をハニカム構造としている。
なお、仕切部材１０４は、ケース本体１０４と一体に形成してもよい。
【００５３】
この仕切部材１０４は、絶縁性を有するプラスチック樹脂等を用いて形成している。なお、仕切部材１０４を導電性の材料で形成する場合は、仕切部材の各表面に絶縁性を有するガラスクロステープを貼着して、高湿度時等のリーク電流を減少させるようにしてもよい。
【００５４】
なお、各板形状等の他の形状のバッテリを用いる場合、そのバッテリの形状に合せて仕切部材の構造を例えば格子状にする等適宜変形してもよい。
また、ケース本体１０１内に完全に区画された部屋を形成する構造以外に、各バッテリの配設位置を規制する係止部を相互に連結する骨組構造としてもよい。
【００５５】
各バッテリ６２は予め決められた向きに挿入される。隣接する２個のバッテリ６２の正極端子６２ａならびに負極間６２ｂを接続端子１０７で接続することで、複数（１２本）のバッテリ６２を電気的に直列接続している。
【００５６】
図３１（ａ）の平面図に示すように、接続端子１０７は長手方向にすり割り１０７ａ，１０７ｂを形成して、各溶接部１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆを双子構造にしている。
図３１（ｂ）の側面図に示すように、各溶接部１０７ｃ〜１０７ｆと中央の接続部１０７ｇとの間に例えば１〜２ミリメートル程度の段差を有する屈曲部１０７ｈ，１０７ｉを設けている。このような屈曲部１０７ｈ，１０７ｉを設けることで、溶接後にバッテリ６２の振動等に伴って発生するテンションをこの屈曲部１０７ｈ，１０７ｉならびに中央の接続部１０７ｇでにがし、バッテリ６２の電極と接続端子１０７との溶接部にストレスが加わるのを防止している。
【００５７】
さらに、図３１（ｃ）の部分拡大図に示すように、溶接部１０７ｃ〜１０７ｆには、溶接用の複数の小突起１０７ｋを形成し、バッテリ６２の正または負電極６２ａ，６２ｂとの接触面積を均一にすることで、溶接時の溶接電流の均一化を図っている。
なお、図２８および図２９において、この溶接用の複数の小突起１０７ｋは本来点線で示されるべきものであるが、図示の都合上実線で表示している。
【００５８】
そして、図２９の部分断面部分に示すように、電気的に直列接続されたバッテリの正極端子６２ｃに取り出し端子１０８ａを溶接し、この取り出し端子１０８ａに圧着もしくは圧接された電力取り出し線１０９ａを介してケース本体１０１の側面に設けた端子盤１１０の正極側端子へ接続している。同様に、電気的に直列接続されたバッテリの負極端子６２ｄに取り出し端子１０８ｂを溶接し、この取り出し端子１０８ｂに圧着もしくは圧接された電力取り出し線１０９ｂを介してケース本体１０１の側面に設けた端子盤１１０の負極側端子へ接続している。
【００５９】
また、正極側の取り出し端子１０８ａの近傍に絶縁チューブ等１１１で絶縁処理された抵抗器１１２を配設し、この抵抗器１１２の一端側を正極側の取り出し端子１０８ａに接続するとともに、他端側に電圧検出線１１３を接続してケース本体１０１の上部に設けたチェック用端子盤１１４へ接続している。
【００６０】
バッテリ電圧のチェック用端子１１４ａへ、電流制限用の抵抗（例えば数キロオーム〜数１０キロオーム程度の抵抗）を介して正極側電圧を供給する構成とすることで、バッテリ電圧チェック用端子１１４ａ等に工具が触れた場合でも、電流リークを押えることができる。
【００６１】
チェック用端子盤１１４のバッテリ温度検出用端子１１４ｂ，１１４ｃには、バッテリ温度を検出するための温度センサ１１５（図２７参照）の１対の接続線１１６がそれぞれ接続される。この１対の接続線１１６は、ケース本体１０１の下部に形成した温度センサ挿入孔１１７を介して、図２７に示すサーミスタ等を用いた温度センサ１１５へ接続している。なお、温度センサ１１５はバッテリ６２に接するようケース本体１０１に収めている。
【００６２】
図２９で、電圧検出線１１３ならびに温度検出用の１対の接続線１１４に沿って複数箇所に設けられた１対の小突起１１８は、各線１１３，１１６の引き回し位置を指定するとともに各線１１２，１１４を押えるための線押さえである。なお、各小突起１１８は本来点線で示すものあるが、図２９では図示の都合上実線で示している。
【００６３】
図２８に示すように、前方側の蓋体１０２には、冷却風導入用の通孔１０２ａを複数設けている。これらの通孔１０２ａは、仕切部材１０４と各バッテリ６２との間に形成された複数の間隙１０６に対応する位置に設けている。
【００６４】
図２７の左上部の断面部分に示すように、各バッテリ６２と前方側の蓋体１０２との間には、絶縁性を有する樹脂からなるスペーサ１１９と、シリコン等の絶縁性材料からなる中蓋１２０を設けて、各バッテリ６２の長手方向の配設位置を規制している。
なお、これらのスペーサ１１９ならびに中蓋１２０には、前方側の蓋体１０２と同様に冷却風を導入するための通孔を形成している。
【００６５】
後方側の蓋体１０３は、各バッテリ６２の後方側位置を規制するための複数の押さえリブ（図示しない）を備えるとともに、各バッテリ６２の端面と蓋面との間に冷却風が均一に流れるだけのチャンバー容積を確保するよう構成している。そして、図２７に示すように、ケース本体１０１の上部に形成した排風口５０ｃから冷却風をこのバッテリユニット１００の外部へ排風するよう構成している。
【００６６】
以上の構成であるから、ハニカム構造等の仕切部材１０４を備えたケース本体１０１内に、複数のバッテリ６２を所定の極性の向きに挿入した後に、複数の接続端子１０７ならびに２個の取り出し端子１０８ａ，１０８ｂを各バッテリ６２の電極にそれぞれ溶接し、複数の冷却風導入孔１０２ａを備えた前方側の蓋体、ならびに、冷却風が均一に流れるだけのチャンバー容積を備えた後方側の蓋体１０３を取り付けることで、請求項１１に係る電動車両用のバッテリユニット１００を組み立てることができる。
【００６７】
仕切部材１０４を設けたので、各バッテリ６２を予め所定の間隔で束ねる必要はなくなり、組み立てが簡易になるとともに、所定の位置に冷却風通路となる間隙１０６を確保ししつ、各バッテリ６２を確実に保持することができる。
また、屈曲部１０７ｈ，１０７ｉを備えたすり割り構造の接続端子１０７を用いて各バッテリ６２の電極端子６２ａ，６２ｂとの溶接を行なう構造としたので、各バッテリ６２の動きを屈曲部１０７ｈ，１０７ｉで吸収し、溶接部にかかるストレスを軽減させることができ、溶接部の信頼性を向上させることができる。
【００６８】
なお、上述した各実施例では、電動車両として鞍乗り型車両である電動スクータを例示するが、この発明は、鞍乗り型車両に限らず４輪の電動車両等にも適用できるものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、ヘッドパイプと、該ヘッドパイプから車体後方に向かって下方に折り曲げられた中間フレームと、前記中間フレームに連結され、車体の後方に向かって上方に延び、シート等を支持する左右の部材で形成した後部フレームと、複数の円筒型電池を接続して構成され、電動モータに電力を供給するためのバッテリを収容するバッテリボックスを備え、バッテリボックスは、その長手方向が車体の前後方向を指向し、その幅は前記左右の後部フレームの幅内に収まるように配置し、且つバッテリボックスは上面視で前記した左右の後部フレームの幅内にラップするように配置し、バッテリを収容したバッテリボックスを車体側に配置する領域を設け、バッテリボックスは、その長手方向が前記中間フレームまたは後部フレームの何れかに沿うように配置され、領域をバッテリボックスを載置するための少なくとも前後のプレートで形成し、前後のプレートは、前記中間フレームと後部フレームとの連結部の近傍かつ前記連結部を挟んで設けられ、バッテリボックスは、前記前後のプレートにより前後で車体側に格納するようにした。
【００７０】
請求項１の発明では、バッテリユニット搭載部の設計の自由度を向上させ、バッテリユニットをステップフロア下に配置、搭載した場合におけるステップフロア部分の外形の小型化、幅方向の寸法を小さくし、車両の全高、全幅を小さくすることができる。
又単電池容量のバラ付きをなくして過充電、過放電を防止することでバッテリの寿命を向上させ得る電動車両用バッテリ構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用されるスクータ型電動車両の側面図
【図２】同スクータ型電動車両の平断面図
【図３】同スクータ型電動車両の一部拡大正面図
【図４】同スクータ型電動車両の後面図
【図５】同スクータ型電動車両の車体フレームの側面図
【図６】同車体フレームの平面図
【図７】同車体フレームの一部拡大正面図
【図８】図５の８−８矢視断面図
【図９】図５の９矢視図
【図１０】同スクータ型電動車両の電動モータ廻りの拡大断面図
【図１１】同スクータ型電動車両のバッテリユニット廻りの断面図
【図１２】同スクータ型電動車両の車体フレームの一部拡大断面図
【図１３】同スクータ型電動車両に用いられた主要部品を表し、ａが断面図、ｂが平面図
【図１４】同スクータ型電動車両のバッテリユニットの装填時の分解斜視図
【図１５】図１４と異なる状態のバッテリユニットの分解斜視図
【図１６】図１４および図１５と異なる状態のバッテリユニットの分解斜視図
【図１７】図１４、図１５および図１６と異なる状態のバッテリユニットの分解斜視図
【図１８】同バッテリユニットを構成するバッテリボックスの側面図
【図１９】同バッテリボックスの正面図
【図２０】同バッテリボックスを構成するバッテリ組付体の側面図
【図２１】同バッテリ組付体の組立状態を示す展開図
【図２２】同バッテリ組付体の一方の電極の接続を示す図
【図２３】同バッテリ組付体の他の電極の接続を示す図
【図２４】同スクータ型電動車両の制御系の回路図
【図２５】この発明の他の実施例にかかるバッテリ組付体の一部拡大正面図
【図２６】同バッテリ組付体に用いられる部品の斜視図
【図２７】他の実施例のスクータ型電動車両用バッテリユニットの正面図
【図２８】同バッテリユニットの前方側の側面図
【図２９】同バッテリユニットの後方側の側面図
【図３０】仕切部材の斜視図
【図３１】接続端子の構造図
【符号の説明】
１１…車体フレーム、 １２…ヘッドパイプ（前部車体）、 １３…後部フレーム（後部車体）、 １４…中間フレーム（中間車体）、 １８…センタチューブ、 １８ａ…排気穴、 ２７…リアカバー、 ３３…パワースイングユニット、３５…電動モータ、 ３６…ダクト、 ３７…磁石、 ４５…リアダクト、 ４６…排風機、 ５０…バッテリボックス、 ５０ｃ…排風口、 ５８…バッテリ組付体、 ６２…バッテリ、 ６６…スペーサ、 ６７…通電制御用マイクロコンピュータ、 ６８…充電制御用マイクロコンピュータ、 ９６…スペーサ、９７…間隙、 ００，１００…電動車両用バッテリユニット、 １０２ａ…冷却風導入用の通孔、 １０４…仕切部材、 １０６…冷却風を通すための間隙。

Claims (1)

1. ヘッドパイプと、該ヘッドパイプから車体後方に向かって下方に折り曲げられた中間フレームと、前記中間フレームに連結され、車体の後方に向かって上方に延び、シート等を支持する左右の部材で形成した後部フレームと、複数の円筒型電池を接続して構成され、電動モータに電力を供給するためのバッテリを収容するバッテリボックスを備え、
   前記バッテリボックスは、その長手方向が車体の前後方向を指向し、その幅は前記左右の後部フレームの幅内に収まるように配置し、且つバッテリボックスは上面視で前記した左右の後部フレームの幅内にラップするように配置し、
   バッテリを収容した前記バッテリボックスを車体側に配置する領域を設け、
   前記バッテリボックスは、その長手方向が前記中間フレームまたは後部フレームの何れかに沿うように配置され、
   前記領域を、前記バッテリボックスを載置するための少なくとも前後のプレートで形成し、
   前記前後のプレートは、前記中間フレームと後部フレームとの連結部の近傍かつ前記連結部を挟んで設けられ、
   前記バッテリボックスは、前記前後のプレートにより前後で車体側に格納された、
   ことを特徴とする電動車両用バッテリ構造。

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