JP4059015B2

JP4059015B2 - 車両用バッテリの周辺部品搭載構造

Info

Publication number: JP4059015B2
Application number: JP2002175665A
Authority: JP
Inventors: 豪範土屋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2022-06-17
Also published as: JP2004017808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されたバッテリの周辺部品の搭載構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリを搭載した車両には、そのバッテリの周辺部品も搭載される。上記バッテリ周辺部品には、たとえば、バッテリ冷却用のファン（送風機）、そのファンを収容するファンケース、リレー、リレーボックス、バッテリを制御するためのコンピュータ（ＥＣＵ）などのバッテリ制御部品などが含まれる。
【０００３】
上記バッテリ周辺部品が車両の各所に分散していると、比較的高圧のケーブルを車両内に引き回すことになって、そのケーブルから発生するノイズが他の電気制御系に影響を与えるおそれがあるという問題があり、また、メンテナンス性が悪いという問題もある。そのため、バッテリ周辺部品はバッテリの横などに一体的に集約されることが多い。たとえば、特開２００１−２３７００号公報に記載されたバッテリ装置では、メインスイッチ、コンタクタ、ヒューズ等のバッテリ周辺部品が１つのジャンクションボードに取り付けられ、そのジャンクションボードがバッテリ横に配置され、さらに、バッテリ上にＥＣＵが配置されている。
【０００４】
ところで、バッテリは、衝突によって破壊されると、化学反応が急速に進行して可燃性ガスが発生したり、有毒な電解液が漏れ出したりするおそれがある。そのため、車両が衝突しても、バッテリはできるだけ破損しないようになっていることが好ましい。
【０００５】
そのため、前述の公報に記載されたバッテリ装置のように、バッテリ周辺部品がバッテリの横に配置される場合には、バッテリが車両内側に配置され、バッテリ周辺部品が車両外側に配置される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バッテリ周辺部品が車両外側に配置されても、バッテリ周辺部品に衝突のエネルギーが加わると、バッテリ周辺部品が破壊されることによって吸収されるエネルギー以外は、バッテリ周辺部品を媒介してバッテリに加わることとなるため、依然として衝突時にバッテリが破損するおそれが大きい。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、衝突時のエネルギーがバッテリに伝わりにくくなるバッテリ周辺部品の搭載構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】
かかる目的を達成するための第１発明は、(a)車両に搭載されたバッテリの横方向にバッテリ周辺部品を搭載する車両用バッテリの周辺部品搭載構造であって、(b)前記バッテリ周辺部品は、前記車両の床に垂直な方向からその車両の幅方向へ傾いた状態で配置され、(c)前記バッテリおよびバッテリ周辺機器は共に車室内の前席下に搭載されており、 (d) 前記バッテリ周辺部品は、前記バッテリ側よりも前記バッテリとは反対側の方が高く、且つ、そのバッテリ周辺部品の車両幅方向外側に位置する車両側部骨格部材において最もそのバッテリ周辺部品との距離が短い最短点の高さが、そのバッテリ周辺部品の下面の最下点と最上点との間になるように配置されていることを特徴とする車両用バッテリの周辺部品搭載構造である。
【０００９】
なお、本発明および以下の発明において、横方向とは上下方向（高さ方向）に対する概念であり、車両前後方向および車両幅方向のいずれも横方向に含まれる。また、車両周面とは、車両の上下の面に対する概念であり、車両の側面、または車両の前面、または車両の後面を意味する。
【００１０】
【第１発明の効果】
この発明によれば、バッテリ周辺部品のバッテリとは反対側の車両周面からバッテリに向かう方向に車両が衝突した場合、その車両周面とバッテリとの間に位置するバッテリ周辺部品は、その衝突方向に対して傾いていることになるから、バッテリ周辺部品はボディとの衝突によって回転させられるので、衝突エネルギーのバッテリ方向成分の少なくとも一部がバッテリ周辺部品を回転させるエネルギーとして消費される。従って、衝突時のエネルギーがバッテリに伝わりにくくなる。また、前記バッテリ周辺部品は、前記バッテリ側よりも前記バッテリとは反対側の方が高く、且つ、そのバッテリ周辺部品の車両幅方向外側に位置する車両側部骨格部材において最もそのバッテリ周辺部品との距離が短い最短点の高さが、そのバッテリ周辺部品の下面の最下点と最上点との間になるように配置されているため、車両の側方からの衝突によって車両側部骨格部材が変形させられて、その車両側部骨格部材とバッテリ周辺部品とが衝突する場合、その車両側部骨格部材はまずバッテリ周辺部品の下面に衝突することから、バッテリ周辺部品は回転させられやすいので、衝突時のエネルギーがバッテリ周辺部品を回転させるエネルギーとして消費されやすい。従って、衝突時のエネルギーがバッテリに一層伝わりにくくなる。
【００１１】
【課題を解決するための第２の手段】
かかる目的を達成するための第２発明は、 (a) 車両に搭載されたバッテリの横方向にバッテリ周辺部品を搭載する車両用バッテリの周辺部品搭載構造であって、 (b) 前記バッテリ周辺部品は、前記車両の床に垂直な方向からその車両の幅方向へ傾いた状態で配置され、 (c) 前記バッテリおよびバッテリ周辺機器は共に車室内の前席下に搭載されており、 (d) 前記バッテリ周辺部品は、複数の部品が基板上に固定されることにより一体化され、 (e) 前記基板は、前記車両の床に平行な主基板部と、その主基板部の車幅方向外側に位置し、前記車両の床に対して傾斜した副基板部とから形成されたものであり、 (f) 前記バッテリは前記主基板部上に固定され、前記バッテリ周辺部品は前記副基板部上に固定されていることを特徴とする車両用バッテリの周辺部品搭載構造である。
【００１２】
【第２発明の効果】
この発明によれば、バッテリ周辺部品のバッテリとは反対側の車両周面からバッテリに向かう方向に車両が衝突した場合、その車両周面とバッテリとの間に位置するバッテリ周辺部品は、その衝突方向に対して傾いていることになるから、バッテリ周辺部品はボディとの衝突によって回転させられるので、衝突エネルギーのバッテリ方向成分の少なくとも一部がバッテリ周辺部品を回転させるエネルギーとして消費される。従って、衝突時のエネルギーがバッテリに伝わりにくくなる。また、前記バッテリ周辺部品の形状にも特に制限はないが、個々の部品が別々に搭載されていると、衝突の際に個々の部品はその部品間の隙間を移動する余地があり、また、バッテリ方向とは別の方向に移動する部品もあると考えられるが、複数の部品が基板上に固定されることにより一体化されたバッテリ周辺部品の場合、衝突の際にバッテリ周辺部品が一体的にバッテリに衝突してしまうおそれが大きいため、バッテリが破損してしまうおそれが大きい。従って、複数の部品が基板上に固定されることにより一体化されたバッテリ周辺部品の場合、本発明を適用して、衝突時のエネルギーがバッテリに伝わりにくくする意義が大きい。
【００１３】
【発明の他の態様】
ここで、好ましくは、前記バッテリ周辺部品は、前記バッテリよりも車両側方側に配置されている。このようにすれば、車両の側方から衝突した場合に、バッテリ周辺部品はボディとの衝突によって回転させられるので、衝撃に比較的弱い側方からの衝突の際に、衝突時のエネルギーがバッテリに伝わりにくくなる。
【００１４】
バッテリ周辺部品の傾きの方向は、水平方向であっても垂直方向であってもよいし、その両方であってもよい。すなわち、前記バッテリ周辺部品は、水平面においてバッテリとは反対側の車両周面またはバッテリのバッテリ周辺部品側の側面に対して傾いていてもよいし、垂直面においてバッテリとは反対側の車両周面またはバッテリのバッテリ周辺部品側の側面に対して傾いていてもよいし、その両方であってもよい。なお、本発明において、バッテリ周辺部品が傾いているとは、水平面または垂直面において、バッテリ周辺部品がバッテリとは反対側の車両周面またはバッテリのバッテリ周辺部品側の側面と平行でも垂直でもないことをいう。
【００１５】
なお、車両の床面は略水平なので、バッテリ周辺部品が垂直面においてバッテリとは反対側の車両周面に対して傾いている場合には、バッテリ周辺部品は床面に対しても傾いていることになる。
【００１７】
前記バッテリの搭載位置は特に制限はなく、たとえば車室内（たとえば前席下や後席下）、あるいは、荷室、エンジンルーム、フロアパネル下などに搭載される。なお、車室内の前席下にバッテリが搭載される場合には、バッテリの上下方向には隙間があまりないので、バッテリ周辺部品はバッテリの横方向に配置される。さらに、バッテリが冷却を必要とする場合には、冷却風の導入路および排出路もバッテリの横方向に確保する必要がある。そのため、バッテリ周辺部品を配置できる場所は限られるので、前述の態様のように、たとえば、バッテリよりも車両側方側にバッテリ周辺部品が配置される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、車両に搭載されたバッテリ装置１０の平面図であり、図２は、図１の矢印Ａ方向から、すなわち車両前後方向に平行に車両後方からバッテリ装置１０を見た側面図である。なお、このバッテリ装置１０が搭載される車両は、エンジンの駆動力のみにより走行する車両、エンジンとモータとにより走行するハイブリッド車両、モータのみにより走行する車両のいずれであってもよい。
【００２０】
図１に示すように、バッテリ装置１０は、組バッテリ１２、放出ダクト１４、送風機１６、コンピュータ（以下、ＥＣＵという）１８、電気制御ボックス２０、および基板２２を備えている。
【００２１】
基板２２は、所定の形状に打ち抜かれた鋼板にプレス加工が施されたプレス部品であって、車両前後方向よりも車両幅方向が長く、長手方向が車両幅方向に略平行な略矩形の主基板部２２ａと、その主基板部２２ａの車両幅方向外側であってその主基板部２２ａよりもやや車両前側に位置する略矩形の副基板部２２ｂとからなり、組バッテリ１２、放出ダクト１４、送風機１６および電気制御ボックス２０は主基板部２２ａ上に固定されている。また、副基板部２２ｂには、主基板部２２ａ側の端であって車両後方側の端に、ブラケット２３が設けられている。
【００２２】
組バッテリ１２は、直方体状のバッテリセル２４がその厚み方向に複数（図１では４つ）積層された状態で、バッテリホルダー２６内に収容された構成を有している。なお、バッテリセル２４は、バッテリホルダー２６の下部から上方に突き出す図示しない小突起を介して積層されており、バッテリセル２４間には隙間Ｓが形成されている。
【００２３】
バッテリセル２４には、その内部に、たとえばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池など図示しない単電池が複数収容されており、それら複数の単電池は電気的に直列に接続されている。また、バッテリセル２４間も図示しない接続ケーブルにより電気的に直列に接続される。
【００２４】
放出ダクト１４は、充放電時にバッテリセル２４内で水素等のガスが発生した場合に、そのガスを車外へ排出するものであり、図２に示すように、先端がフロアパネル（すなわち床）２８を貫通している。
【００２５】
図１に戻って、送風機１６は、バッテリセル２４を冷却するための空気を組バッテリ１２に導入するためのものであり、送風機１６が作動させられると、送風機１６が配置されている側とは反対側の組バッテリ１２の側面から組バッテリ１２に空気が供給され、バッテリセル２４間の隙間Ｓを通って送風機１６側にその空気が排出される。
【００２６】
バッテリ周辺部品であるＥＣＵ１８は、組バッテリ１２の充電状態の監視等を行う。ＥＣＵ１８は、図示しないＣＰＵ、メモリ等の複数の部品が図示しない基板上に固定されることにより一体化させられ、その上から保護カバー１８ａがかぶせられて構成される。このＥＣＵ１８は連結部材３０を介して副基板部２２ｂに固定されている。本実施例のバッテリ装置１０では、副基板２２ｂおよびその副基板部２２ｂに固定されているＥＣＵ１８を、バッテリ周辺部品として機能するＥＣＵボード３６という。
【００２７】
電気制御ボックス２０もバッテリ周辺部品として機能するものであり、ＥＣＵ１８からの信号により電源回路の接続・遮断を行うリレー、電源回路の電流値を検出する電流センサ、ヒューズ等を備えている。
【００２８】
このバッテリ装置１０は、図２に示すように、助手席３８下のフロアパネル２８上（すなわち車内）において、組バッテリ１２が一対のシートレール４０間となり、且つ、副基板部２２ｂにＥＣＵ１８が一体化させられたＥＣＵボード３６が、組バッテリ１２よりも車両幅方向外側（車両側方側）に位置するように配置されている。また、ＥＣＵボード３６は、車両幅方向長さが車両高さ方向長さの約３倍と、車両幅方向長さが車両高さ方向長さよりも長くなっている。
【００２９】
このバッテリ装置１０の車両幅方向外側には、車両側部骨格部材であるロッカーパネル４２が位置しており、ロッカーパネル４２よりも車両幅方向外側には、さらに、車両側面の一部を形成するドアパネル４４が設けられている。ドアパネル４４は、フロアパネル２８に対して略垂直であり、ドアパネル４４の下部の車両幅方向内側面はロッカーパネル４２に接している。
【００３０】
前記フロアパネル２８は略水平であり、前記ＥＣＵボード３６の下面、すなわち、副基板部２２ｂの下面は、車両幅方向内側よりも車両幅方向外側が高くなるように、車両幅方向に平行な垂直断面における角度が、フロアパネル２８に対して、すなわち水平線に対して所定の角度θ1だけ傾けられている。また、車両前後方向に平行な垂直断面内におけるＥＣＵボード３６の下面の角度は水平線に対して平行である。従って、たとえば、図１のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線で示す垂直面のように、ＥＣＵボード３６と組バッテリ１２とを通る垂直面におけるＥＣＵボード３６の下面の角度はフロアパネル２８に対して角度θ1だけ傾いている。
【００３１】
図２に戻って、ＥＣＵボード３６がフロアパネル２８に対して角度θ1だけ傾けられることにより、副基板部２２ｂの下面の最上点ｄの高さは、ロッカーパネル４２においてＥＣＵボード３６に最も近い最短点ｅの高さよりも高くなっている。また、副基板部２２ｂの下面の最下点ｆはフロアパネル２８に接しているので、副基板部２２ｂの下面の最下点ｆはロッカーパネル４２の最短点ｅよりも低くなっている。
【００３２】
また、組バッテリ１２のＥＣＵボード３６側の側面１２ａやドアパネル４４はフロアパネル２８に対して略垂直であることから、ＥＣＵボード３６の下面やその下面と平行な上面は、組バッテリ１２のＥＣＵボード３６側の側面１２ａやドアパネル４４に対しても角度θ2だけ傾いていることになる。
【００３３】
このバッテリ装置１０が搭載された車両が、衝突方向を示す矢印Ｅのように、ドアパネル４４から組バッテリ１２へ向かう方向に衝突すると、ロッカーパネル４２がＥＣＵボード３６の下面に衝突する。すなわち、ＥＣＵボード３６の下面が、衝突時にボディが車両内側に平行移動することによってそのボディと衝突する衝突面となる。従って、図３に示すように、ＥＣＵボード３６は主基板部２２ａと副基板部２２ｂとの間の接線部（すなわち副基板部２２ｂの下面の最下点ｆ）を軸心として回転させられ、ＥＣＵ１８がシートレール４０に衝突する。あるいは、衝突のエネルギーがさらに大きい場合には、シートレール４０を破壊して、さらに、ＥＣＵボード３６は回転させられる。
【００３４】
上述の実施例によれば、ドアパネル４４から組バッテリ１２に向かう方向に車両が衝突した場合、ドアパネル４４と組バッテリ１２との間に位置するＥＣＵボード３６は衝突方向に対して傾いていることから、ＥＣＵボード３６はロッカーパネル４２との衝突によって回転させられるので、衝突のエネルギーの組バッテリ１２方向成分の少なくとも一部がＥＣＵボード３６を回転させるエネルギーとして消費される。従って、衝突時のエネルギーが組バッテリ１２に伝わりにくくなる。
【００３５】
さらに、仮に図４に示すように、ＥＣＵ１８が水平に配置されているとすると、ロッカーパネル４２がＥＣＵ１８に衝突した場合、ＥＣＵ１８は平行移動させられるので、ＥＣＵ１８が組バッテリ１２に衝突しやすいのであるが、上述の実施例によれば、ＥＣＵボード３６はロッカーパネル４２との衝突によって回転させられるので、平行移動させられる場合よりも組バッテリ１２に衝突しにくくなる。
【００３６】
また、上述の実施例によれば、ＥＣＵボード３６は、組バッテリ１２よりも車両側方側に配置されていることから、車両の側方から衝突した場合に、ＥＣＵボード３６はロッカーパネル４２との衝突によって回転させられるので、衝撃に比較的弱い側方からの衝突の際に、衝突時のエネルギーが組バッテリ１２に伝わりにくくなる。
【００３７】
また、上述の実施例によれば、車両の側方からの衝突によってロッカーパネル４２が変形させられて、ロッカーパネル４２とＥＣＵボード３６とが衝突する場合、ロッカーパネル４２はまずＥＣＵボード３６の下面に衝突することから、ＥＣＵボード３６は回転させられやすいので、衝突時のエネルギーがＥＣＵボード３６を回転させるエネルギーとして消費されやすい。従って、衝突時のエネルギーが組バッテリ１２に一層伝わりにくくなる。
【００３８】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００３９】
たとえば、前述の実施例では、ＥＣＵボード３６は、組バッテリ１２に対して車両幅方向に略平行となる位置に配置されていたが、組バッテリ１２に対して車両斜め前方または車両斜め後方に配置されてもよいし、組バッテリ１２に対して車両前方向または車両後ろ方向に配置されてもよい。
【００４０】
また、前述の実施例では、ＥＣＵボード３６が組バッテリ１２よりも車両外側に配置され、電気制御ボックス２０が組バッテリ１２よりも車両内側に配置されていたが、ＥＣＵボード３６に代えて電気制御ボックス２０など他のバッテリ周辺部品が組バッテリ１２の外側に配置されてもよい。
【００４１】
また、前述の実施例では、ＥＣＵボード３６の外側にロッカーパネル４２が位置する場所にバッテリ装置１０が搭載されていたが、ＥＣＵボード３６の外側に車両側部骨格部材であるフロアサイドメンバが位置する場所にバッテリ装置１０が搭載されてもよい。
【００４２】
また、前述の実施例では、ＥＣＵボード３６は、車両幅方向外側が車両幅方向内側よりも高くなっていたが、逆に、車両幅方向内側が車両幅方向外側よりも高くなっていてもよい。この場合には、ＥＣＵボード３６は前述の実施例ほど回転させられやすくはないが、それでも、衝突のエネルギーの一部はＥＣＵボード３６を回転させるエネルギーとして消費される。
【００４３】
また、前述の実施例では、ＥＣＵボード３６の下面は平面であったが、図５に示すように、ＥＣＵボード３６のロッカーパネル４２側の部分が、ロッカーパネル４２側ほど上面と下面との距離が短くなるように下面が丸くなっていてもよい。このようにすると、ロッカーパネル４２との衝突によってＥＣＵボード３６がより回転させられやすくなるので、より多くの衝突エネルギーが回転エネルギーとして消費される。
【００４４】
また、ＥＣＵボード３６の組バッテリ１２側の端に車両前後方向と平行な軸心を有するヒンジが設けられてもよい。このようにしても、衝突時にＥＣＵボード３６が回転させられやすくなるので、より多くの衝突エネルギーが回転エネルギーとして消費される。
【００４５】
また、前述の実施例では、バッテリ周辺部品であるＥＣＵボード３６は、図２に示すように、垂直面においては、ドアパネル４４または組バッテリ１２のＥＣＵボード３６側の側面１２ａに対して傾けられていたが、図１の平面図に示すように、ＥＣＵボード３６の車両幅方向の両側の面は車両前後方向に平行であるので、水平面においては、組バッテリ１２のＥＣＵボード３６側の側面１２ａや図１には図示しないドアパネル４４に対して傾けられていない。しかし、図６に示すように、水平面において、ＥＣＵボード３６が組バッテリ１２やドアパネル４４に対して傾けられてもよい。図６は、図１および図５とは別のバッテリ装置の平面図であり、図６に示すバッテリ装置では、ＥＣＵボード３６のドアパネル４４側の側面３６ａはドアパネル４４に対して角度θ3だけ傾いており、ＥＣＵボード３６の組バッテリ１２側の側面３６ｂは組バッテリ１２のＥＣＵボード３６側の側面１２ａに対して角度θ4だけ傾いている。なお、図６のＥＣＵボード３６は、フロアパネル２８に対しては平行である。すなわち図６のＥＣＵボード３６はフロアパネル２８に対しては傾けられていない。
【００４６】
図６のようにＥＣＵボード３６が搭載された場合、たとえば、図６の矢印Ｅに示す方向の衝突があると、ＥＣＵボード３６のロッカーパネル４２側の側面３６ａがそのロッカーパネル４２と衝突する衝突面となるが、この側面３６ａは衝突方向に対して傾いていることになるから、ＥＣＵボード３６はロッカーパネル４２との衝突によって、たとえば二点差線で示すように水平回転させられる。従って、衝突エネルギーの組バッテリ１２方向成分の少なくとも一部がＥＣＵボード３６を回転させるエネルギーとして消費される。従って、衝突時のエネルギーが組バッテリ１２に伝わりにくくなる。
【００４７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載されたバッテリ装置の平面図である。
【図２】図１の矢印Ａ方向からバッテリ装置を見た側面図である。
【図３】車両が側方から衝突したときのバッテリ装置の状態を例示する図である。
【図４】ＥＣＵがフロアパネル上に水平に搭載された場合に、衝突時のＥＣＵの移動方向を示す図である。
【図５】図１とは別の実施例におけるＥＣＵボードを示す図であって、図２に相当する図である。
【図６】図１および図５とは別のバッテリ装置の平面図である。
【符号の説明】
１２：組バッテリ
３６：ＥＣＵボード（バッテリ周辺部品）
３８：助手席（前席）

Claims

車両に搭載されたバッテリの横方向にバッテリ周辺部品を搭載する車両用バッテリの周辺部品搭載構造であって、
前記バッテリ周辺部品は、前記車両の床に垂直な方向からその車両の幅方向へ傾いた状態で配置され、
前記バッテリおよびバッテリ周辺機器は共に車室内の前席下に搭載されており、
前記バッテリ周辺部品は、
前記バッテリ側よりも前記バッテリとは反対側の方が高く、且つ、該バッテリ周辺部品の車両幅方向外側に位置する車両側部骨格部材において最も該バッテリ周辺部品との距離が短い最短点の高さが、該バッテリ周辺部品の下面の最下点と最上点との間になるように配置されていることを特徴とする車両用バッテリの周辺部品搭載構造。
車両に搭載されたバッテリの横方向にバッテリ周辺部品を搭載する車両用バッテリの周辺部品搭載構造であって、
前記バッテリ周辺部品は、前記車両の床に垂直な方向からその車両の幅方向へ傾いた状態で配置され、
前記バッテリおよびバッテリ周辺機器は共に車室内の前席下に搭載されており、
前記バッテリ周辺部品は、複数の部品が基板上に固定されることにより一体化され、
前記基板は、前記車両の床に平行な主基板部と、該主基板部の車幅方向外側に位置し、前記車両の床に対して傾斜した副基板部とから形成されたものであり、
前記バッテリは前記主基板部上に固定され、前記バッテリ周辺部品は前記副基板部上に固定されていることを特徴とする車両用バッテリの周辺部品搭載構造。
前記バッテリ周辺部品は、前記バッテリよりも車両側方側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用バッテリの周辺部品搭載構造。