JP3620242B2 - 電気自動車用バッテリ搭載構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車用バッテリ搭載構造に関し、特に、フロアを低く設定した低床車両に用いて好適の、電気自動車用バッテリ搭載構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、道路整備が進んで路面の凹凸が減少し道路状態が改善されたことにともない、バスやトラック等の車両では、利便性の向上を目的とする低床車両のニーズが高まっている。なお、低床車両とは、客室や荷室のフロア（床面）を一般的な車両よりも低く設定した車両であり、このようにフロアを低床化することにより乗降性が向上するとともに、荷物の積み降ろしも容易なものとなるのである。また、特にバス等の車両では、スロープ等を使用することにより体の不自由な人でも車椅子のまま乗り降りができるようになり、車室内での移動も容易となるのである。
【０００３】
一方で、エンジンに代えて電気モータを駆動力源とするような電気自動車の開発が実用化に向けて進められている。このようなモータを駆動力源とする電気自動車では、ホイール内にモータ本体を収納して出力軸をホイールに接続するようにしたホイールインモータが開発されており、このようなホイールインモータを用いることにより、従来は床下に配設されていたプロペラシャフトやドライブシャフトが不要となり、さらなる低床化を図ることができるのである。
【０００４】
また、ホイールインモータを用いることで、図５に示すように、車両のフレーム１０１間にバッテリ１０３を配設することができるようになり、フロアの平面化（フラットフロア化）も図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電気自動車において、車両のフレーム１０１間にバッテリを並べて配設した場合は、整備性が低下し保守点検も煩雑なものとなる。すなわち、バッテリ１０３の交換時には、車室内側から一旦床面を取り外してから、バッテリ１０３を交換する必要があり、作業性が悪化するのである。
【０００６】
なお、実開平１−１１７９２２号公報には、バッテリをカートリッジ化して吊り下げ部材を介して車体フレームに取り付ける技術が開示されているが、このような技術では、バッテリの交換時にはバッテリのカートリッジを車幅方向に引き出さなければならず、車幅方向に広い作業スペースが必要となるという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、床下に配設されたバッテリの脱着を容易に行なえるようにするとともに、狭い作業スペースでもバッテリの交換作業を行なえるようにした、電気自動車用バッテリ搭載構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の電気自動車用バッテリ搭載構造では、バッテリは、バッテリボックスに載置されて車両の両側部に延在する左右それぞれのフレーム間に配設される。そして、フレームに突設された第２のバッテリボックス固定部の上面に、バッテリボックスに突設された第１のバッテリボックス固定部がボルトにより固定され、これにより、バッテリが車両に搭載される。
また、このときはバッテリボックスがクロスメンバに平行となるように取り付けられる。そして、このようにしてバッテリボックスをサイドメンバに固定することにより、バッテリボックスが強度部材としても機能することになる。すなわち、バッテリボックスがクロスメンバと同様の機能を有することになり、車両の剛性（フレーム剛性）が大幅に向上する。
【０００９】
また、バッテリを取り外す場合には、第１のバッテリボックス固定部と第２のバッテリボックス固定部との接続状態を解除し、その後バッテリボックスをフレームの延在方向に沿って移動する。ここで、隣接する第２のバッテリボックス固定部の間には、第１のバッテリボックス固定部か挿通しうる空間部が形成されているため、バッテリボックスを移動して第１のバッテリボックス固定部を空間部に挿通することにより、バッテリボックスを下方へ取り外すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態としての電気自動車用バッテリ搭載構造について説明すると、図１〜図４はいずれもその構成を示す模式図である。このうち、図４は本発明の電気自動車用バッテリ搭載構造が適用される車両を示す模式的な上面図であって、図中符号１はサイドメンバ（フレーム）、２はクロスメンバ、３はバッテリ、４は車輪、１７は車両である。なお、図示はしないが、車両１７にはホイールインモータが設けられている。つまり、この車両１７はバッテリ３からの電力供給を受けて走行する電気自動車として構成されている。
【００１２】
車両１７の車長方向にはサイドメンバ１が左右それぞれに配設されており、車幅方向には複数のクロスメンバ２が設けられている。そして、これらのクロスメンバ２により左右のサイドメンバ１が接続されており、これによりラダーフレーム（梯子型フレーム）が形成されている。また、左右のサイドメンバ１の間には、複数のバッテリ３が配設されている。
【００１３】
次に、図１〜図３を用いて、本発明の要部について説明すると、これらのバッテリ３は、２個又は３個１組でユニット化されてサイドメンバ１に取り付けられており、それぞれ隣接するバッテリ３の＋端子と−端子とが接続されている。また、各ユニットの端部に設けられたバッテリ３の端子は、ハーネス９を介して隣接するユニットのバッテリ３の端子に接続されている。
【００１４】
また、これらのユニットにおいては、各バッテリ３はバッテリボックス５に載置されている。ここで、このバッテリボックス５は、図２及び図３に示すように断面形状が皿状に形成されており、車両前後方向には縦壁部５ａ（図３参照）とフランジ部５ｂ（図１及び図３参照）とが形成されている。そして、このバッテリボックス５の底面部分にバッテリ３が載置され、縦壁部５ａとフランジ部５ｂとによりバッテリ３の前後方向への移動が規制される。
【００１５】
また、これらのバッテリ３の上方には、バッテリストラップ１５が設けられている。このバッテリストラップ１５は、バッテリ３を確実にバッテリボックス５に固定するために設けられており、バッテリストラップ１５の両端は、ボルト１６を介してバッテリボックス５に固定されている。また、バッテリストラップ１５とバッテリ３との間には、図３に示すように、衝撃を吸収するための部材（クッション部材）１５ａが設けられている。そして、このようなバッテリストラップ１５及びクッション部材１５ａによりバッテリ３の上下方向及び左右方向への移動が規制されるのである。
【００１６】
また、バッテリボックス５には、このバッテリボックス５をサイドメンバ１に固定するための複数の取付部（第１のバッテリボックス固定部）６が設けられており、本実施形態においては、図１に示すように、取付部６は左右２か所ずつに、それぞれサイドメンバ１の配設方向に沿って設けられている。
また、この取付部６は、図２に示すように、断面が略クランク状に形成された金属により形成され、取付部６の基端部とバッテリボックス５とがボルト７により締結されている。
【００１７】
また、取付部６の先端部には、ボルト挿通穴が形成されており、取付部６の上面側には、この挿通穴と同軸上にナット１１が配設されている。このナット１１は、本実施形態では取付部６に溶着されたウェルドナットであって、これによりナット１１は取付部６とは一体に形成されている。
なお、取付部６はこのようなもの限定されるものではなく、バッテリボックス５と一体に形成してもよい。
【００１８】
一方、サイドメンバ１には、上記バッテリボックス５を取り付けるためのバッテリブラケット８が設けられている。ここで、バッテリブラケット８はサイドメンバ１に溶接等により固定されており、これにより、バッテリボックス５を保持するための強度が十分に確保されている。
また、図１に示すように、バッテリブラケット８には、バッテリボックス５側に向けて２つの突出部（第２のバッテリボックス固定部）１０が形成されている。これらの突出部１０は、いずれもバッテリボックス５の取付部６に対応した位置に配設されている。また、取付部６と同様に、ボルト挿通穴（図示省略）が形成されている。そして、各突出部１０の上面に取付部６をそれぞれ重合させ、図２に示すように、ボルト１２を下方から挿入し、このボルト１２を取付部６のウェルドナット１１に螺合させることでバッテリボックス５をサイドメンバ１に取り付けるようになっている。
【００１９】
そして、このようにしてバッテリボックス５をサイドメンバ１に固定することにより、バッテリボックス５が強度部材としても機能することになる。すなわち、バッテリボックス５がクロスメンバ２と同様の機能を有することになり、車両１７の剛性（フレーム剛性）が大幅に向上する。
ところで、図１に示すように、隣接する突出部１０の間には、空間部１３，１４が形成されている。このうち、空間部１３はバッテリブラケット８の突出部１０と突出部１０との間に形成されたものであり、また、空間部１４はブラケット８とブラケット８との間に形成されたものである。なお、最前方及び最後方のブラケット８の前方及び後方にも空間部１４が形成されている。
【００２０】
また、これらの空間部１３，１４は、取付部６の幅や突出量よりも十分に大きく形成されており、ボルト１２を外してバッテリブラケット５を車両１７の前後方向に移動することにより、取付部６が空間部１３，１４を通ってバッテリボックス５を車両１７の下方に取り外すことができるようになっているのである。
本発明の一実施形態としての電気自動車用バッテリ搭載構造は、上述のように構成されているので、例えば以下のようにして、バッテリ３の脱着を行なう。まず、車両１７をリフトアップするか、又は、整備場（ピット）の作業溝の上方に車両を移動し、床下側からバッテリボックス５を固定しているボルト１２を取り外す。そして、例えば図１中に仮想線で示すように、バッテリボックス５を車両前後方向に移動する。なお、図１では、車両１７の後方にバッテリボックス５を移動した場合を示している。
【００２１】
次に、移動したバッテリボックス５をある程度降下させた状態でハーネス９をバッテリ３から取り外し後、さらに降下させることにより、バッテリボックス５の取り外し作業が完了する。
ここで、上述したように、隣接する突出部１０の間には、バッテリボックス５の取付部６が挿通可能な空間部１３，１４が形成されているので、上述のようにバッテリボックス５を移動することにより、取付部６が空間部１３，１４を通り、バッテリボックス５を取り外すことができるのである。
【００２２】
そして、バッテリ３を交換する必要があれば、新たなバッテリ３をバッテリボックス５に載置するとともにバッテリストラップ１５で固定し、上述とは逆の手順でバッテリボックス５を取り付ければ良い。また、ハーネス９の取り外し用工具入る程度の空間をフランジ部５ｂに設けてもよい。
このように、本発明の電気自動車用バッテリ搭載構造では、ボルト１２を取り外してバッテリボックス５を車両前後方向にずらすだけで簡単にバッテリ３をユニット毎に取り外すことができるので、バッテリ３の脱着が容易になり、作業性が向上するという利点がある。特に、車室内から床面を取り外してバッテリ３の保守点検を行なうような車両に対しては、大幅に作業性が向上する。
【００２３】
また、バッテリボックス５は下方に取り外されるので、従来技術のように車両側方に広い作業スペースを必要とせず、狭いスペースでもでもバッテリ３の脱着や交換を行なうことができるという利点がある。
また、このようにバッテリ３をサイドメンバ１の間に配設してバッテリ３を床下に収納することにより、車両１７の床面の低床化を図ることができるので、低床車両には特に有効である。さらには、バッテリボックス５がクロスメンバ２と同等の機能を有することになり車両剛性が大幅に向上するという利点もある。
【００２４】
また、バッテリ３をバッテリストラップ１５を用いて固定することにより、簡単な構成でバッテリ３の移動を規制することができ、信頼性や安全性が向上するのである。
なお、本発明の電気自動車用バッテリ搭載構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、バッテリボックス５を車両１７の前後方向にずらして取り外すように構成しているが、バッテリボックス５の両端をクロスメンバ２に固定するようにして、バッテリボックス５を車両１７の左右方向にずらして取り外すように構成してもよい。また、上述においては、バッテリブラケット８に２つの突出部（第２のバッテリボックス固定部）１０を設け、このバッテリブラケット８をサイドメンバ１に溶着するように構成されているが、各取付部（第１のバッテリボックス固定部）６にそれぞれ対応するような独立した第２のバッテリボックス固定部を直接サイドメンバ１に溶着してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電気自動車用バッテリ搭載構造によれば、簡単にバッテリを車両から取り外すことができ、作業性が大幅に向上するという利点がある。また、バッテリボックスを車両の下方に取り外すので、従来技術のように車両側方に広い作業スペースを必要とせず、狭い作業スペースでもバッテリの脱着や交換を行なうことができるという利点がある。
【００２６】
また、バッテリを床下に収納することにより床面の低床化を図ることができる。さらには、バッテリボックスを左右のフレーム間に、クロスメンバに平行となるように車幅方向に沿って取り付けることにより、バッテリボックスがフレーム（強度部材）として機能して車両剛性が大幅に向上するという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての電気自動車用バッテリ搭載構造における要部構成を示す模式的な平面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての電気自動車用バッテリ搭載構造における要部構成を示す模式的な断面図であって、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての電気自動車用バッテリ搭載構造における要部構成を示す模式的な断面図であって、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態としての電気自動車用バッテリ搭載構造における全体構成を示す模式的な平面図である。
【図５】従来の電気自動車用バッテリ搭載構造を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１ サイドメンバ（フレーム）
３ バッテリ
５ バッテリボックス
６ 取付部（第１のバッテリボックス固定部）
１０ 突出部（第２のバッテリボックス固定部）
１３，１４ 空間部
１５ バッテリストラップ（固定部材）

Claims (1)

1. 車長方向沿って車両の両側部に延在する左右それぞれのフレーム間に配設された複数のバッテリと、
   該バッテリを載置するバッテリボックスと、
   該フレーム側に向けて該バッテリボックスの両端に突設された複数の第１のバッテリボックス固定部と、
   該左右それぞれのフレームから該バッテリボックス側に向けて第１のバッテリボックス固定部に対応した位置に突設された複数の第２のバッテリボックス固定部と、
   該車両の車幅方向に配設され、該左右それぞれのフレーム間を接続するクロスメンバとをそなえ、
   該第１のバッテリボックス固定部が、該第２のバッテリボックス固定部の上面側においてボルトにより固定されるとともに、
   該バッテリボックスが該クロスメンバに平行となるように取り付けられ、
   且つ、該第１及び第２のバッテリボックス固定部が、該フレームの延在方向に沿ってそれぞれ複数設けられ、
   互いに隣接する該第２のバッテリボックス固定部の相互間に、該第１のバッテリボックス固定部が挿通しうる空間部が形成されている
   ことを特徴とする、電気自動車用バッテリ搭載構造。

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