JP4374935B2 - バッテリユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される電気機器に関し、特に、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＶ）等に用いられる二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車は、二次電池を搭載している。電気自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動する。ハイブリッド自動車は、この二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、電動機によりエンジンをアシストして車両を駆動したりする。燃料電池車は、燃料電池による電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したり、この燃料電池による電力に加えて二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動して車両を駆動したりする。
【０００３】
これらの二次電池は、高電圧高出力を必要とするため、現状では、１．２Ｖ程度の単電池（電池セル）を６個程度直列に接続した電池モジュールを、３０個程度直列に接続して電池パックを形成している。電気自動車、ハイブリッド自動車などにおいては、内燃機関のみを車両の駆動源としていた従来の車両に搭載されていなかった、このような二次電池を搭載しなければならない。車両においては、車室空間および荷室空間の有効的利用、衝突事故時の安全性確保の点などから、車両に搭載される電気機器の中では容積が大きい二次電池の搭載位置を検討する必要がある。この検討においては、この二次電池の大きさ（高さ、車両の幅方向の長さ、車両の前後方向の長さ）を考慮する必要があったり、二次電池の冷却を考慮する必要があったりする。以下においては、この二次電池をバッテリと記載する場合がある。
【０００４】
特開２００１−１１３９５９号公報（特許文献１）は、車体後方からの衝撃荷重が作用した際に、効果的な衝撃荷重の吸収およびバッテリの保護が得られる車両用バッテリの搭載構造を開示する。この公報に開示された車両用バッテリの搭載構造は、車体後部におけるフロア上に配設されたバッテリ架台上にバッテリを収納するバッテリボックスが搭載される車両用バッテリの搭載構造であって、バッテリ架台がバッテリボックスを支持するバッテリ搭載部と、バッテリ搭載部の前部とフロアとの間に架設されてバッテリ搭載部の前部を支持する前部脚部と、バッテリ搭載部の後部とフロアとの間に架設されてバッテリ搭載部の後部を支持する前部脚部とを備え、前記脚部および後部脚部は、バッテリ架台に対して脆弱に形成されたことを特徴とするものである。
【０００５】
このバッテリの搭載構造によると、比較的脆弱に形成されたバッテリ架台の前部脚部および後部脚部の変形によって、バッテリ架台によるフロアの剛性の増大が抑制される。この結果、車体後方から車体後部に所定以上の衝撃荷重が作用した際に、フロアの潰れ変形等が許容され、クラッシュストロークが確保されて十分な衝撃吸収が得られ、安全性が確保される一方、強固に形成されたバッテリ搭載部は変形が回避されてバッテリ搭載部に支持されたバッテリボックスの変形が防止され、バッテリボックスに格納されたバッテリ等の破損が回避される。
【０００６】
特開平７−１１７４８９号公報（特許文献２）は、バッテリによって占められる車室内の体積を小さくして車室のスペースを確保するとともに、車両が追突または側突されたされたときのバッテリが受ける損傷を少なくする、バッテリの取付構造を開示する。この公報に開示された電気自動車のバッテリの取付構造は、車体の前後方向に延びるサイドフレームが設けられている電気自動車のバッテリ取付構造であって、サイドフレームにおけるホイールベース間に、縦積みにされた複数個のバッテリがサイドフレームの上下方向に突出するように配設されており、好ましくはサイドフレームのキックアップ付近にバッテリが搭載され、さらに好ましくは、縦積みにされた複数個のバッテリはバッテリケースに収納され、バッテリケースをサイドフレームを挟持するようにして設けられているものである。
【０００７】
特許文献２に開示されたバッテリの取付構造によれば、縦積みにされた複数個のバッテリがサイドフレームの上下方向に突出するように配設されているので、バッテリによって占められる車室内の体積を小さくすることができる。また、車体の前後方向に延びるサイドフレームにおけるホイールベース間に、重量物であるバッテリが配設されているので、電気自動車自体の重心が車体の前部側や後部側に偏ることはない。これにより、車室のスペースを確保して広く利用することができるとともに、操縦性能を向上させることができる。さらに、サイドフレームのキックアップ部付近にバッテリが配設されると、後輪のホイールセンタよりも車体の後部側にバッテリが搭載されないので、たとえば電気自動車が追突または側突された場合にバッテリが損傷を受け難くなる、さらに、複数個のバッテリが収納されたバッテリケースが、サイドフレームを挟持するようにして取付けられている。このようにすると、サイドフレームの剛性が補強されるとともに、車両が追突または側突された場合でもバッテリが損傷を受け難くなる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１１３９５９号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平７−１１７４８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された車両用バッテリの搭載構造は、車両の後方からの衝突（後突）を考慮して、バッテリが載置されたバッテリ架台よりもその脚部を脆弱に設計して、バッテリ搭載部の変形を回避するものでしかない。したがって、車両の側突時において十分にバッテリ搭載部の変形を回避することができない。また、この特許文献１に開示された車両用バッテリの搭載構造においては、後突持の衝撃を吸収するのは脚部のみであって、さらにその脚部は車両の高さ方向にスペースを有効的に活用するために、高さが低い。したがって、車両の後突時や側突時において、衝突時に受けるエネルギを十分に吸収するほどの大きさもなく、バッテリ搭載部の変形を回避できない。
【００１１】
また、特許文献２に開示されたバッテリの取付構造は、バッテリの搭載箇所近傍にサイドフレームがあって、そのサイドフレームにバッテリケースを挟持してサイドフレームの剛性を向上させるとともに、側突時のバッテリが受ける損傷をできるだけ少なくするものであるしかない。したがって、バッテリの搭載箇所近傍にサイドフレームやクロスメンバが存在しない場合には、適用できない。特に、通常の乗用車とは異なるフレーム構造を有する大型バス等においては、この特許文献２に開示されたバッテリの取付構造をそのまま適用しても、後突時や側突時（特に、ポール側突）のバッテリの損傷を回避することができない。
【００１２】
さらに、複数個のバッテリを車両に搭載する場合に、複数個のバッテリを収納したバッテリケースを高剛性の部材で製作して、車両のボディ（特にフレーム構造部材）に直接取付けるバッテリの搭載構造も考え得る。しかしながら、このように堅牢な構造にしてバッテリを搭載すると、衝突が発生すると以下のような問題が発生する。たとえば、衝突時に受ける衝撃の大きさから剛性を算出して、バッテリケースを高剛性に製作した場合に、バッテリケースにもボディにも変形がないときであっても、バッテリケース自体が自身のイナーシャに耐えきれないでバッテリケースがボディから脱落する可能性が発生する。また、バッテリケースに変形がない場合でも、ボディにも変形があると（ポール側突のような集中荷重を受けてフレームのサイドメンバやクロスメンバが変形して、フロアが変形すると）、バッテリケースが載置されたフロアの変形によりバッテリが損傷する可能性が発生する。
【００１３】
また、クロスメンバの剛性を利用する場合には、クロスメンバとクロスメンバとの間においてポール側突が発生すると、クラッシャブルゾーンが少ない場合にはバッテリが大きな衝撃を受けてしまう。
【００１４】
また、バッテリを収納したバッテリケースのアッパー部分やロア部分が変形させることにより、衝突時の衝撃を吸収するようにすると、バッテリが受ける衝撃が少なくなり、バッテリからの漏電や漏液がなくなっても、レスキュー時にバッテリパックのサービスプラグ（バッテリからの各電気機器への給電を停止させるためのプラグ）を抜くことができない場合も発生し得る。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大型のバスなどに搭載され、車両の側突時および後突時に、バッテリが受ける衝撃を少なくしてバッテリの破損を回避するとともに、安全性の高い、複数のバッテリを収納したバッテリユニットを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るバッテリユニットは、バッテリパックを載置する架台と、架台に垂直な方向に設けられ、車両側のバッテリパック固定部材と架台とを連結する側方部材とを含む。側方部材は架台よりも低い剛性で構成されるものである。側方部材と車両側のバッテリパック固定部材とは、架台が車両側のバッテリパック固定部材から吊り下げられるように連結される。
【００１７】
第１の発明によると、バッテリパックは架台に載置され、架台は側方部材により車両側のバッテリパック固定部材により連結される。架台は、側方部材である側壁や側柱により車両のボディから懸架されるように連結される。バッテリパックが載置された架台の剛性が高く、側方部材の剛性は架台の剛性よりも低いものである。そのため、後突時や側突時において、側方部材が、その剛性が小さく、バッテリパックを載置した架台がクラッシュするよりも先に、側方部材がクラッシュする。そのため、低剛性メンバである側方部材が衝撃を吸収して、高剛性メンバである架台が変形することがない。架台にはバッテリパックが載置されるが、その架台が変形することがないので、バッテリパックに影響が及ぶことがない。その結果、たとえば大型のバスなどに搭載され、車両の側突時および後突時に、バッテリが受ける衝撃を少なくしてバッテリの破損を回避するとともに、安全性の高い、バッテリを収納したバッテリユニットを提供することができる。車両のボディからバッテリパックが、側方部材と車両側のバッテリパック固定部材とにより、バッテリパックを載置した架台が吊り下げられるように連結される。
【００１８】
第２の発明に係るバッテリユニットにおいては、第１の発明の構成に加えて、側方部材は、側壁または側柱であるという構成である。
【００１９】
第２の発明によると、低剛性の側壁または側柱である側方部材がクラッシュして衝撃を吸収して、高剛性メンバである架台が変形することがなく、バッテリパックに影響が及ぶことがない。その結果、たとえば大型のバスなどに搭載され、車両の側突時および後突時に、バッテリが受ける衝撃を少なくしてバッテリの破損を回避するとともに、安全性の高い、バッテリを収納したバッテリユニットを提供することができる。
【００２２】
第３の発明に係るバッテリユニットにおいては、第１、２のいずれかの発明の構成における架台を、垂直方向に積層したものである。
【００２３】
第３の発明によると、複数のバッテリパックを搭載しなければならない場合であっても、バッテリパックを車両の幅方向に並べるのではなく、車両の垂直な方向に積層することができる。そのため、車両の側突時における車両のボディ（外板パネル）からバッテリパックまでの長さを長くすることができる。その結果、クラッシャブルゾーンを長くすることができ、大型のバスなどに搭載され、車両の側突時および後突時に、バッテリが受ける衝撃を少なくしてバッテリの破損を回避するとともに、安全性の高い、複数のバッテリを収納したバッテリユニットを提供することができる。
【００２４】
第４の発明に係るバッテリユニットにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、車両はバスであって、バッテリパックは、車両後部に設けられるものである。
【００２５】
第４の発明によると、バスにおいて、車両の側突時および後突時に、バッテリが受ける衝撃を少なくしてバッテリの破損を回避するとともに、安全性の高い、複数のバッテリを収納したバッテリユニットを提供することができる。
【００２６】
第５の発明に係るバッテリユニットにおいては、第４の発明の構成に加えて、バッテリパックは、車両の最後部座席の後方に設けられるものである。
【００２７】
第５の発明によると、バスの最後部座席の後方の位置であって、車両の高さ方向の高い位置にバッテリパックが搭載されるので、高さの高い物体が後突しない限りバッテリパックが大きな衝撃を受けることがない。
【００２８】
第６の発明に係るバッテリユニットは、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、ＨＶ車両、ＥＶ車両およびＦＣＥＶ車両のいずれかに搭載されることを特徴とするものである。
【００２９】
第６の発明によると、ＨＶ車両（ハイブリッド自動車）、ＥＶ車両（電気自動車）およびＦＣＥＶ車両（燃料電池車）に好適な、バッテリユニットを提供できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３１】
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造が適用される状態について説明する。なお、以下に示す実施の形態では、バスなどの大型車両であってＦＣＥＶに本実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造を適用した場合について説明するが、本発明はこのような適用に限定されるものではない。
【００３２】
図１および図２に示すように、本実施の形態においては、車両１００の後部に、燃料電池モジュール１０００とバッテリモジュール２０００とが搭載されている。バッテリモジュール２０００は、所定の容量のバッテリパックがバッテリパックケースに収納されたバッテリユニット２１００と、そのバッテリユニット２１００に冷却媒体である空気を送込む冷却ユニット２５００とから構成される。詳細については後述するが、冷却ユニット２５００は、上方から冷却空気を吸込んで、側方に配置されたバッテリモジュール２０００に送込み、バッテリモジュール２０００の車両の前方側に設けられた排気口から、冷却空気が排出される。
【００３３】
図３および図４を参照して、バッテリモジュール２０００の内部構造について説明する。図３に、バッテリモジュール２０００の斜視図であって、その内部構造を表わした図を、図４に、バッテリモジュール２０００の斜視図であって、その部品に展開した図を示す。
【００３４】
図３および図４に示すように、このバッテリモジュール２０００は、バッテリユニット２１００と冷却ユニット２５００とが車両の幅方向に併設される。図３は車両の前方側から見た図であって、図４は車両の後方側から見た図である。
【００３５】
バッテリユニット２１００は、バッテリユニットケース２１１４内に４個のバッテリパック２２００（車両前方下側のバッテリパック２２０１、車両後方下側のバッテリパック２２０２、車両前方上側のバッテリパック２２０３、車両後方上側のバッテリパック２２０４）が収納されている。
【００３６】
車両前方下側のバッテリパック２２０１および車両後方下側のバッテリパック２２０２は、下段ラック２３０１に収納され、車両前方上側のバッテリパック２２０３および車両後方上側のバッテリパック２２０４は、上段ラック２３０２に収納され、上段ラック２３０２にバッテリパックケース天板２３０３が設けられている。
【００３７】
また、バッテリユニット２１００の、冷却ユニット２５００の反対側の側面には、バッテリパックケース側板２３０４が、冷却ユニット２５００の側の側面には、バッテリパックケース側板２３０５が設けられている。バッテリパックケース側板２３０５には、バッテリパック側中間ダクト２４１０（バッテリパック２２０１に対応するバッテリパック側第１中間ダクト２４１１、バッテリパック２２０２に対応するバッテリパック側第２中間ダクト２４１２、バッテリパック２２０３に対応するバッテリパック側第３中間ダクト２４１３、バッテリパック２２０４に対応するバッテリパック側第４中間ダクト２４１４）を貫通させるための４つの穴が設けられている。
【００３８】
バッテリユニットケース２１１４は、車両前方側の側面の上側に、第１排気口２１０２、第２排気口２１０４および第３排気口２１０６が設けられている。第１バッテリパック２２０１、第２バッテリパック２２０２、第３バッテリパック２２０３および第４バッテリパック２２０４にて、熱交換が行なわれた冷却空気がこの第１排気口２１０２、第２排気口２１０４および第３排気口２１０６からバッテリユニット２１００の外部に排出される。
【００３９】
冷却ユニット２５００は、冷却ユニットケース２５１４内に４個のバッテリパックに対応する４個のブロア２６００（第１バッテリパック２２０１に対応する第１ブロア２６０１、第２バッテリパック２２０２に対応する第２ブロア２６０２、第３バッテリパック２２０３に対応する第３ブロア２６０３、第４バッテリパック２２０４に対応する第４ブロア２６０４）が収納されている。
【００４０】
４個のブロア２６００のそれぞれには、４個のバッテリパック２２００それぞれに対応して、ブロア側中間ダクト２６１０（第１ブロア２６０１にはブロア側第１中間ダクト２６１１、第２ブロア２６０２にはブロア側第２中間ダクト２６１２、第３ブロア２６０３にはブロア側第３中間ダクト２６１３、第４ブロア２６０４にはブロア側第４中間ダクト２６１４）が接続されている。
【００４１】
また、冷却ユニット２５００の、バッテリユニット２１００の側の側面には、冷却ユニットケース側板２５１６が設けられている。冷却ユニットケース側板２５１６には、ブロア側中間ダクト２６１０（バッテリパック２２０１に対応するブロア側第１中間ダクト２６１１、バッテリパック２２０２に対応するブロア側第２中間ダクト２６１２、バッテリパック２２０３に対応するブロア側第３中間ダクト２６１３、バッテリパック２２０４に対応するブロア側第４中間ダクト２６１４）を貫通させるための４つの穴が設けられている。
【００４２】
バッテリユニット２１００と冷却ユニット２５００とが車両の幅方向に併設して配置され、バッテリパックケース側板２３０５と冷却ユニットケース側板２５１６とが隣接する。このとき、バッテリパック側中間ダクト２４１０とブロア側中間ダクト２６１０とがそれぞれ対応して接続される。すなわち、第１バッテリパック２２０１に対応する、バッテリパック側第１中間ダクト２４１１とブロア側第１中間ダクト２６１１とが、第２バッテリパック２２０２に対応する、バッテリパック側第２中間ダクト２４１２とブロア側第２中間ダクト２６１２とが、第３バッテリパック２２０３に対応する、バッテリパック側第３中間ダクト２４１３とブロア側第３中間ダクト２６１３とが、第４バッテリパック２２０４に対応する、バッテリパック側第４中間ダクト２４１４とブロア側第４中間ダクト２６１４とが、それぞれ接続される。
【００４３】
冷却ユニットケース天板２５１５には、冷却空気を冷却ユニットケース２５００内に導入するための、第１吸気口２５１０、第２吸気口２５１２が設けられている。第１吸気口２５１０、第２吸気口２５１２に取りつけられたダクトはその直径が大きく、長さが短く、管路抵抗は非常に小さいものである。
【００４４】
冷却ユニット２５００の容積は、４個のブロア２６００を収め、かつ、残りの容積で十分な吸気側チャンバの機能を発現するような大きさに設計されている。この容積に余裕がないと、吸気側チャンバの機能を発現しないで、ブロア２６００により冷却空気を十分に吸込めない。
【００４５】
バッテリユニット２１００の容積は、４個のバッテリパック２２００を収め、かつ、残りの容積で十分な排気側チャンバの機能を発現するような大きさに設計されている。この容積に余裕がないと、排気側チャンバの機能を発現しないで、ブロア２６００により冷却空気を十分に送込めない。
【００４６】
なお、上述した説明では、バッテリユニット２１００と冷却ユニット２５００とをそれぞれ別々のケースで実現したが、１つのケースで実現して、バッテリパックケース側板２３０５および冷却ユニットケース側板２５１６の代わりに、仕切り板を設けるようにして、ブロア２６００がバッテリパック２２００と熱交換した後の冷却空気を吸込まないようにしてもよい。
【００４７】
さらに、図５を参照して、下段ラック２３０１と上段ラック２３０２とについて説明する。本実施の形態に係るバッテリユニット２１００を構成する、下段ラック２３０１および上段ラック２３０２の部材の剛性については、以下のような特徴を有する。
【００４８】
下段ラック２３０１の下段ラック架台部材２３０１Ａおよび上段ラック２３０２の上段ラック架台部材２３０２Ａを構成する部材の剛性は、下段ラック２３０１の下段ラック懸架部材２３０１Ｂおよび上段ラック２３０２の上段ラック懸架部材２３０２Ｂを構成する部材の剛性よりも高い。すなわち、バッテリパック２００が載置される架台に用いられる部材の剛性は高く、架台を垂直に懸架する部材に用いられる部材の剛性は低くしている。
【００４９】
下段ラック２３０１の下段ラック架台部材２３０１Ａおよび上段ラック２３０２の上段ラック架台部材２３０２Ａは、たとえば、角型のパイプを用いて架台部材を形成し、下段ラック２３０１の下段ラック懸架部材２３０１Ｂおよび上段ラック２３０２の上段ラック懸架部材２３０２Ｂは、たとえば、Ｌ型断面およびＨ型断面のプレス加工により製作される。このため、架台に用いられる部材の剛性は高く、架台を垂直に懸架する部材に用いられる部材の剛性は低くなる。
【００５０】
このようにしたバッテリパックの搭載構造は、ボディに直接バッテリパックを直付けしない点も特徴である。すなわち、ボディ本体から架台を垂直に懸架する部材に用いられる部材を介して、バッテリパックの固定を独立させている。
【００５１】
図５に、第１バッテリパック２２０１および第２バッテリパック２２０２を、下段ラック２３０１に収納した状態を示す。バッテリユニットケース２１１４の車両前方側の上側に、第１排気口２１０２、第２排気口２１０４および第３排気口２１０６が設けられている。
【００５２】
図６に、第１バッテリパック２２０１およびバッテリパック２２０２に加えて、第３バッテリパック２２０３および第４バッテリパック２２０４を、上段ラック２３０２に収納した状態を示す。冷却ユニット２５００側に、４個のバッテリユニット側中間ダクト２４１０（バッテリパック２２０１に対応するバッテリパック側第１中間ダクト２４１１、バッテリパック２２０２に対応するバッテリパック側第２中間ダクト２４１２、バッテリパック２２０３に対応するバッテリパック側第３中間ダクト２４１３、バッテリパック２２０４に対応するバッテリパック側第４中間ダクト２４１４）が設けられている。
【００５３】
図７に、上段ラック２３０２にバッテリパックケース天板２３０３を設けた、バッテリユニット２１００を示す。図７に示すように、バッテリユニット２１００は、直方体の形状を有し、冷却ユニット２５００側の側面に４個のバッテリユニット側中間ダクト２４１０が突出して設けらてれいる。
【００５４】
図８に、図７とは別の角度から見たバッテリユニット２１００を示す。図８に示すように、バッテリユニット２１００の車両前方側の側面には、第１排気口２１０２、第２排気口２１０４および第３排気口２１０６が開口している。これら第１排気口２１０２、第２排気口２１０４および第３排気口２１０６には、特にダクト等の管路抵抗になるような部材は取り付けられない。
【００５５】
図９に、冷却ユニット２５００の冷却ユニットケース天板２５１５を取り付ける前の状態を示す。上段の第３ブロア２６０３と第４ブロア２６０４とが見えている。図１０に、図９の拡大図を示す。図９に示すように、第１ブロア２６０１にはブロア側第１中間ダクト２６１１が、第２ブロア２６０２にはブロア側第２中間ダクト２６１２が、第３ブロア２６０３にはブロア側第３中間ダクト２６１３が、第４ブロア２６０４にはブロア側第４中間ダクト２６１４がそれぞれ接続されている。図９に示すように、第１ブロア２６０１、第２ブロア２６０２、第３ブロア２６０３および第４ブロア２６０４のいずれの吸込み口にも吸気ダクトが設けられていない。
【００５６】
以上のような構造を有する、本実施の形態に係るバッテリパックの冷却構造におけるバッテリパックの冷却状態について説明する。主として図３を参照して説明する。
【００５７】
大型のバス等の車両１００の後部に設けられたバッテリモジュール２０００においては、冷却ユニット２５００からバッテリユニット２１００に冷却空気が送込まれる。送込まれた冷却空気は、バッテリユニット２１００内に収納されたバッテリパックとの間で熱交換して、車両前方側に設けられた排気口から、熱交換された冷却空気が排気される。さらに、これを詳しく説明する。
【００５８】
図３に示すように、冷却ユニット２１００は、その冷却ユニットケース２５１４内に４個のバッテリパックに対応する４個のブロア２６００が収納される。また、冷却ユニット２１００は、管路抵抗にならない程度の第１吸気口２５１０および第２吸気口２５１２を有する。さらに、冷却ユニット２１００は、吸気チャンバとしての容積を有する。
【００５９】
一方、バッテリユニット２１００は、そのバッテリユニットケース２１１４内に４個のバッテリパック２２００が収納される。第１バッテリパック２２０１には、第１ブロア２６０１により冷却空気が送り込まれ、第２バッテリパック２２０２には、第２ブロア２６０２により冷却空気が送り込まれ、第３バッテリパック２２０３には、第３ブロア２６０３により冷却空気が送り込まれ、第４バッテリパック２２０４には、第４ブロア２６０４により冷却空気が送り込まれる。送込まれた冷却空気によりバッテリパック２２００が冷却される。
【００６０】
第１ブロア２５１１は、管路抵抗の影響を受けることなく（第１ブロア２６０１の吸込口にダクトがない）、吸気チャンバとして機能する冷却ユニットケース２５１４内の冷却空気を吸込んで、ブロア側第１中間ダクト２６１１およびバッテリパック側第１中間ダクト２４１１を介して、第１バッテリパック２２０１に冷却空気を送込む。第１バッテリパック２２０１に送込まれた冷却空気により第１バッテリパック２２０１が冷却される。
【００６１】
この第１ブロアによる第１バッテリパック２２０１の冷却とは独立して、第２ブロア２５１２は、管路抵抗の影響を受けることなく（第２ブロア２６０２の吸込口にダクトがない）、吸気チャンバとして機能する冷却ユニットケース２５１４内の冷却空気を吸込んで、ブロア側第２中間ダクト２６１２およびバッテリパック側第２中間ダクト２４１２を介して、第２バッテリパック２２０２に冷却空気を送込む。第２バッテリパック２２０２に送込まれた冷却空気により第２バッテリパック２２０２が冷却される。
【００６２】
これらの第１ブロアによる第１バッテリパック２２０１の冷却および第２ブロアによる第２バッテリパック２２０２の冷却とは独立して、第３ブロア２５１３は、管路抵抗の影響を受けることなく（第３ブロア２６０３の吸込口にダクトがない）、吸気チャンバとして機能する冷却ユニットケース２５１４内の冷却空気を吸込んで、ブロア側第３中間ダクト２６１３およびバッテリパック側第３中間ダクト２４１３を介して、第３バッテリパック２２０３に冷却空気を送込む。第３バッテリパック２２０３に送込まれた冷却空気により第３バッテリパック２２０３が冷却される。
【００６３】
これらの第１ブロアによる第１バッテリパック２２０１の冷却、第２ブロアによる第２バッテリパック２２０２の冷却および第３ブロアによる第３バッテリパック２２０３の冷却とは独立して、第４ブロア２５１４は、管路抵抗の影響を受けることなく（第４ブロア２６０４の吸込口にダクトがない）、吸気チャンバとして機能する冷却ユニットケース２５１４内の冷却空気を吸込んで、ブロア側第４中間ダクト２６１４およびバッテリパック側第４中間ダクト２４１４を介して、第４バッテリパック２２０４に冷却空気を送込む。第４バッテリパック２２０４に送込まれた冷却空気により第４バッテリパック２２０４が冷却される。
【００６４】
このように４台のブロア２６００が作動しても、冷却ユニットケース２５１４の容積が大きく、吸気チャンバとして機能するため、互いが干渉しあうこともない。
【００６５】
図１１および図１２を参照して、このような構造を有するバッテリモジュール２０００を大型バスに搭載する場合について詳しく説明する。
【００６６】
図１１および図１２は、車両１００を大型バスを例とした場合のバッテリモジュール２０００の搭載位置を示す。図１１および図１２に示すように、バッテリモジュール２０００は、車両の最後方座席の後方部に設けられる。ボディフレームには、上段ラック懸架部材２３０２Ｂと接続されるボディ側取付部材２３０２Ｃが設けられる。ボディ側取付部材２３０２Ｃに上段ラック懸架部材２３０２Ｂが取付けられて、下段ラック２３０１および上段ラック２３０２がボディから懸架される。図１２は、図１１の拡大図であることからもわかるように、車両の側方から見た図である。図４に示すように、車両の前後方向の懸架部材（図１２に示される下段ラック懸架部材２３０１Ｂおよび上段ラック懸架部材２３０２Ｂ）のみならず、少なくとも四隅の懸架部材は全て剛性の低い部材である。このため、図１２に示されない下段ラック懸架部材２３０１Ｂおよび上段ラック懸架部材２３０２Ｂも剛性の低い部材である。
【００６７】
図１３に車両１００である大型バスが、後突または側突して、衝撃力Ｆが発生した場合を説明する。図１３（Ａ）は衝突前、図１３（Ｂ）は衝突後の状態を示す。なお、図１３の図面が示す方向および衝撃力Ｆの方向は、後突時を示す場合には、図１３は車両の側方から見た図であって図１３の紙面右側が車両１００の前方であって、衝撃力Ｆは車両１００の後方から前方へ向かう力である。また、側突時を示す場合には、図１３は車両の後方から見た図であって図１３の紙面手前側が車両１００の後方であって、衝撃力Ｆは車両１００の右側方から左側方へ向かう力である。
【００６８】
図１３（Ｂ）に示すように、衝撃力Ｆにより、低剛性の下段ラック懸架部材２３０１Ｂおよび上段ラック懸架部材２３０２Ｂが変形し、衝撃力Ｆを吸収している。高剛性の下段ラック架台部材２３０１Ａおよび上段ラック架台部材２３０２Ａは、衝撃力Ｆを下段ラック懸架部材２３０１Ｂおよび上段ラック懸架部材２３０２Ｂが吸収するので、変形していない。このため、バッテリパック２２００が変形等するほどの衝撃力はバッテリパック２２００に伝わらない。これは、後突であっても側突であっても成立する。
【００６９】
また、図１１および図１２に示したように、このバッテリユニット２１００は、車両の高さ方向のかなり高い位置に設置される。このため、この車両１００である大型バスに、通常の乗用車が側突または後突しても、この車両においては、バッテリユニット２１００の下方に衝撃力Ｆを受ける。このため、バッテリモジュール２１００の高さ方向の位置により、衝撃力Ｆそのものを受けないことになる。
【００７０】
さらに、図１４を参照して、車両１００の後方から見た図に基づいて、バッテリモジュール２０００が搭載される位置および大きさを説明する。図１４（Ａ）に本実施の形態に係るバッテリユニット２１００の搭載構造であって、図１４（Ｂ）が従来のバッテリユニットの搭載構造である。図１４（Ａ）に示すように、本実施の形態においては、複数個のバッテリパック２２００を搭載する場合に、下段ラック２３０１と上段ラック２３０２とに上下方向に積層するようにした。そのため、従来の図１４（Ｂ）に比較して、車両の外板パネルからバッテリモジュール２０００までの距離Ｘが、距離Ｙに比べて大きくなっている。これは、クラッシャブルゾーンが大きくなったことを示し、側突時に大きな衝撃力を受けても、この部分で衝撃を吸収させるようにすることができる。
【００７１】
以上のようにして、本実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造によると、バッテリパックを載置する下段ラック架台部材および上段ラック架台部材は、下段ラック懸架部材および上段ラック懸架部材である側壁や側柱により車両のボディから懸架される。バッテリパックが載置されるた下段ラック架台部材および上段ラック架台部材の剛性が高く、下段ラック懸架部材および上段ラック懸架部材の剛性は架台部材の剛性よりも低い。そのため、後突時や側突時において、懸架部材がその剛性の少なさから、バッテリパックを載置した架台部材がクラッシュするよりも先に、懸架部材がクラッシュする。そのため、低剛性メンバである懸架部材が衝撃を吸収して、高剛性メンバである架台部材が変形することがなく、バッテリパックに影響が及ぶことがない。その結果、たとえば大型のバスなどに搭載され、車両の側突時および後突時に、バッテリが受ける衝撃を少なくしてバッテリの破損を回避することができる。
【００７２】
なお、上述した実施の形態に替えて、懸架するのではなく、図１５に示すように、下段ラック２３０１を下段ラック懸架部材２３０１Ｂを用いて車両のクロスメンバ等と連結して、下段ラック２３０１の上方に上段ラック２３０２を積層するようにしてもよい。なお、この場合下段ラック懸架部材２３０１Ｂは、バッテリパック２０００の自重で座屈しない程度の低い剛性である。このようにしても、上述した実施の形態と同様の作用効果を発現することができる。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造の大型バスへの適用例を示す図である。
【図２】 図１の部分拡大図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造の全体斜視図である。
【図４】 本発明の実施の形態に係るバッテリパックの搭載構造の部品構成を示す斜視図である。
【図５】 下段バッテリパック装填後のバッテリユニットの斜視図である。
【図６】 上下段バッテリパック装填後のバッテリユニットの斜視図である。
【図７】 組立後のバッテリユニットの斜視図（その１）である。
【図８】 組立後のバッテリユニットの斜視図（その２）である。
【図９】 冷却ユニットの斜視図である。
【図１０】 図９の部分拡大図である。
【図１１】 車両におけるバッテリユニットの搭載位置を示す図である。
【図１２】 図１１の詳細図である。
【図１３】 衝突荷重によるバッテリユニットの断面変形状態を示す図である。
【図１４】 車両の後方から見たバッテリユニットの搭載位置を示す図である。
【図１５】 本実施の形態に係るバッテリユニットの搭載構造の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１００ 車両、１０００ 燃料電池モジュール、２０００ バッテリモジュール、２１００ バッテリユニット、２１０２ 第１排気口、２１０４ 第２排気口、２１０６ 第３排気口、２１１４ バッテリユニットケース、２２００ バッテリパック、２２０１ 第１バッテリパック、２２０２ 第２バッテリパック、２２０３ 第３バッテリパック、２２０４ 第４バッテリパック、２３０１ 下段ラック、２３０１Ａ 下段ラック架台部材、２３０１Ｂ 下段ラック懸架部材、２３０２ 上段ラック、２３０２Ａ 上段ラック架台部材、２３０２Ｂ 上段ラック懸架部材、２３０２Ｃ ボディ側取付部材、２３０３ バッテリパックケース天板、２３０４，２３０５ バッテリパックケース側板、２４１０ バッテリパック側中間ダクト、２４０１ バッテリパック側第１中間ダクト、２４０２ バッテリパック側第２中間ダクト、２４０３ バッテリパック側第３中間ダクト、２４０４ バッテリパック側第４中間ダクト、２５００ 冷却ユニット、２５１０ 第１吸気口、２５１２ 第２吸気口、２５１４ 冷却ユニットケース、２５１５ 冷却ユニットケース天板、２５１６ 冷却ユニットケース側板、２６００ ブロア、２６０１ 第１ブロア、２６０２ 第２ブロア、２６０３ 第３ブロア、２６０４ 第４ブロア、２６１０ ブロア側中間ダクト、２６１１ ブロア側第１中間ダクト、２６１２ ブロア側第２中間ダクト、２６１３ ブロア側第３中間ダクト、２６１４ ブロア側第４中間ダクト。

Claims (6)

1. バッテリパックを載置する架台と、
   前記架台の垂直な方向に設けられ、車両側のバッテリパック固定部材と前記架台とを連結する側方部材とを含み、
   前記側方部材は前記架台よりも低い剛性とされ、
   前記側方部材と車両側のバッテリパック固定部材とは、前記架台が車両側のバッテリパック固定部材から吊り下げられるように連結される、バッテリユニット。
2. 前記側方部材は、側壁または側柱である、請求項１に記載のバッテリユニット。
3. 前記架台を、垂直方向に積層した、請求項１または請求項２に記載のバッテリユニット。
4. 前記車両はバスであって、前記バッテリパックは、車両後部に設けられる請求項１から請求項３のいずれかに記載のバッテリユニット。
5. 前記バッテリパックは、車両の最後部座席の後方に設けられる請求項４に記載のバッテリユニット。
6. ＨＶ車両、ＥＶ車両およびＦＣＥＶ車両のいずれかに搭載されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載のバッテリユニット。

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