JP4454188B2

JP4454188B2 - 電動車両用バッテリ装置

Info

Publication number: JP4454188B2
Application number: JP2001191388A
Authority: JP
Inventors: 明夫松崎; 治渡部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP2003002273A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両用バッテリ装置に関し、特に、冷却性能を高めるのに好適な電動車両用バッテリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式車両の駆動モータ用電源として、化学的作用により再充電を行い、繰り返し利用することができる二次電池（バッテリ）が用いられる。このバッテリにおいて、冷却装置を備えたものも知られる。例えば、特開平５−６９８７０号公報には、スクータ型車両において、ステップフロア下に配置されたバッテリ装置に冷却ファンで冷却風を給送するようにしたものが開示されている。
【０００３】
上記車両では、バッテリ装置の後部上方つまり後輪の前方であってシートの下方位置に冷却ファンを設置し、この冷却ファンからダクトを介してバッテリまで冷却風を給送している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記バッテリ装置では、一つだけの冷却ファンでバッテリ装置全体を冷却する構成であるため、冷却ファンは大型のものが必要となり、特に、自動二輪車においては、比較的大型の冷却ファンを搭載するためのスペースを確保することが困難な場合がある。また、一つだけの冷却ファンでは、大容積のバッテリ全体を、均一に冷却するための工夫が必要であり、冷却構造が複雑となったりするので、その改善も望まれる。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、冷却ファンの搭載スペースの確保が容易であり、しかもバッテリ全体の均一な冷却効果も期待できる電動車両用バッテリ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、シートの前方下部にステップフロアを有するスクータ型車両であって、複数のバッテリを集積してなるバッテリユニットを該ステップフロア下に搭載する電動車両用バッテリ装置において、車体の前後方向の２カ所に前記バッテリユニットを冷却するための冷却ファンを備えた点に第１の特徴がある。また、本発明は、前記冷却ファンのうち、車体後部側に設けられるものが、前記バッテリユニットの上部に配置される点に第２の特徴があり、前記冷却ファンのうち、車体前部側に設けられるものが、前記バッテリユニットの前面に結合され、前記冷却ファンのうち、車体後部側に設けられるものが、ダクトを介して前記バッテリユニットの後面に結合される点に第３の特徴がある。
【０００７】
第１〜第３の特徴によれば、バッテリ装置に前後から冷却風を給送できるので、それぞれの冷却ファンは小型であっても、全体として高い冷却能が得られる。したがって、冷却ファンは小型化できるので、冷却ファンのレイアウトの自由度が高まる。特に第２の特徴によれば、シート前下部のスペースを有効に利用し、バッテリユニットをフロアの前後長とほぼ同じ長さまで容量確保しながらシート下スペースを利用して冷却ファンを配置することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記冷却ファンが同一型である点に第４の特徴がある。第４の特徴によれば、部品の共通化により、コスト低減と部品管理の容易化が図られる。
【０００９】
また、本発明は、前記バッテリユニットを保持するバッテリフレームを有し、前記バッテリフレームには、軽合金製車体フレームに該バッテリフレームを結合するための連結手段が設けられる点に第５の特徴がある。第５の特徴によれば、バッテリで発生した熱は、バッテリフレームおよび連結手段を介して、熱伝導性の高い車体フレームに伝播され、バッテリユニットの冷却効率が一層向上する。
【００１０】
また、本発明は、前記バッテリユニットに、各バッテリ間に形成された冷却風の通路が設けられ、前記通路につながる排風口が前記バッテリフレームに形成されている点に第６の特徴がある。第６の特徴によれば、冷却風は、バッテリ間を通過して排風口から外部に排出されるので、前後のファンによりバッテリを略均等に冷却することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記冷却ファンが、車体前方から空気を導入して前記通路に冷却風を給送するよう導風方向が設定されている点に第７の特徴がある。第７の特徴によれば、車両が走行中、走行風を冷却ファンによって効果的に取り込むことができるので、ファンの効率が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」は運転者から見た方向を示し、前側Ｆｒ、後側Ｒｒ、左側Ｌ、右側Ｒは車両の進行方向に対する位置を示す。
【００１３】
図６は本発明に係るバッテリ装置を搭載した自動二輪車の側面図である。スクータ型車両である自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、車体フレーム１１のヘッドパイプ１１ａに取付けたフロントフォーク１２と、フロントフォーク１２に取付けた前輪１３と、フロントフォーク１２に連結したハンドル１４と、車体フレーム１１の後部に上下スイング可能に取付けたパワーユニット１５と、パワーユニット１５に取付けた後輪１６と、パワーユニット１５の後端部を車体フレーム１１に懸架したリヤクッションユニット１７と、車体フレーム１１の後部上部に取付けた収納ボックス（ラゲッジボックス）１８と、収納ボックス１８の上に配置されて開閉可能に取付けられたシート１９とを有する。ラゲッジボックス１８には、ヘルメット等が収容される。
【００１４】
車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１１ａを一体成形したアルミダイキャスト製である。パワーユニット１５は、モータ２１と遠心クラッチ付きベルト式無段変速機２２とからなる。モータ２１は車幅方向に延在するモータ軸２１１を備え、モータ軸２１１の回転はベルト式無段変速機２２および減速機構を介して後輪１６の軸（リヤアクスル）１６１に伝達される。モータ２１としては、高出力が得られる三相のブラシレスモータを使用するのが望ましく、このモータ２１の軸方向端部には、ブラシレスモータの給電制御用の半導体スイッチング素子を含むコントローラ（図示せず）を設けることができる。
【００１５】
車体フレーム１１はボディカバー２４で覆われる。ボディカバー２４は、ヘッドパイプ１１ａの前部を覆うフロントカバー３１と、ヘッドパイプ１１ａを挟みフロントカバー３１の後部を覆うとともに運転者の脚部前方を覆うレッグシールド２６と、運転者の足を載せるステップフロア（低床式足載板）２７と、ステップフロア２７の外縁から下方へ延ばした左右一対のフロアサイドカバー２８と、これらフロアサイドカバー２８の下縁間を覆うアンダカバー２９と、シート１９下周りの前部を覆うシート下部カバー３６と、シート１９下後部と後輪１６の上方を覆うリヤカバー３２と、左右一対のサイドカバー３３とからなる。
【００１６】
ステップフロア２７の下にはバッテリ装置３５が配置される。バッテリ装置３５は、ステップフロア２７の下にあって車体の前後方向に略水平に延びている部分（ロアフレーム）１１Ｌに、連結手段としてのステー３５５，３５６ならびに支持軸３５ａで支持される。支持軸３５ａは前記パワーユニット１５を車体フレーム１１に固定するスイングアームのピボット軸と同軸で取り付けられる。ロアフレーム１１Ｌは車体左右に枝分かれしており、バッテリ装置３５は、その枝間のスペースを利用して配置される。
【００１７】
バッテリ装置３５の前部および後部にはバッテリ冷却用のファン３８，３９が設けられる。前部ファン３８はバッテリ装置３５の直前に設けられ、後部ファン３９はバッテリ装置３５の上部の後端近くに設けられる。特に、後部ファン３９には、冷却風をバッテリ装置３５の各バッテリに給送するためのダクト４１が設けられる。ファン３８，３９は同じサイズのものであり、バッテリ装置３５をこれら二つのファンで冷却するので、一つ一つのファンの小型化を図ることができる。小型化が図られたファン３９は、前記収納ボックス１８下方のスペースを有効に利用して格納できる。
【００１８】
車体の後部にはバッテリ装置３５のバッテリに充電を行うためのチャージャ３７が設けられる。チャージャ３７は、車体フレーム１１の右側つまり無段変速機２２が設けられる側と反対側にステー４２によって懸架させられる。チャージャ３７の上部には冷却ファン４３が設けられる。
【００１９】
車体フレーム１１の後部にはダウンコンバータ４４が搭載され、車体フレーム１１にあって、前記支持軸３５ａの上方位置にはブレーカ４５が搭載される。充電用プラグ３４がチャージャ３７から収納ボックス１８内に引き込まれ、収納ボックス１８内に設けられるフック（図示せず）に引っかけられる。車体フレーム１１の後上部には、シート１９に設けられるフック１９ａに対応してシートキャッチ４６が設けられる。後輪１６には、リヤフェンダ４７ａが設けられ、さらにその外周に、車体フレーム１１から下後方に延びる第２のリヤフェンダ４７ｂが設けられる。
【００２０】
図１はバッテリ装置３５の側面図、図２はバッテリ装置３５側面の要部拡大図、図３は図１のＡ−Ａ位置での断面図である。これらの図において、バッテリ装置３５は、１．２ボルトのNi-MHバッテリ３５１を収容する。バッテリ３５１は円柱状であり、車幅方向および車長方向にそれぞれ２列および１５列配置で４段積みにして金属製のフレーム（バッテリフレーム）３５２に収容される。すなわち、バッテリ３５１は合計１２０本収容され、７０ボルトの出力が得られるバッテリユニットを構成する。
【００２１】
各バッテリ３５１の間には、冷却ファン３８，３９によって外部からバッテリ装置３５内に導入した冷却風をバッテリ装置３５内に行き渡らせるための通路３５３が形成される。一方、フレーム３５２には、通路３５３を通ってバッテリ３５１から熱を回収した冷却風をフレーム３５２の外に排出するための排風口３５４が設けられる。排風口３５４は、バッテリ３５１間の通路３５３の延長位置にそれぞれ設けられるが、図面の煩雑を避けるため、図面には一部だけ示す。
【００２２】
フレーム３５２の前部と、中間上部には、バッテリ装置３５をロアフレーム１１Ｌに取り付けるためのステー３５５，３５６がそれぞれ設けられる。前部のステー３５５は、ボルト３５５ａ、３５５ｂでフレーム３５２に固定される。一方、中間上部のステー３５６は、フレーム３５２の上部に固定されるクロスプレート３５７にボルト３５６ａ，３５６ｂで固定されるとともに、フレーム３５２の側部にボルト３５６ｃで固定される。
【００２３】
バッテリ装置３５を後部寄りで車体フレーム１１に支持させる前記支持軸３５ａを挿通させるボス部３５８が、フレーム３５２の後部から後上方に延びるブラケット３５９の先端に設けられる。
【００２４】
上記構成において、冷却ファン３８，３９は、いずれも矢印Ｗで示すように、車両の前方から空気を取り込み、前部冷却ファン３８からは直接に、後部冷却ファン３９からはダクト４１で風向きを変えて、それぞれフレーム３５２内に冷却風を給送する。導入された冷却風は、各バッテリ３５１間の通路３５３を通過してフレーム３５２の側部に送られ、排風口３５４から外部に排出される。
【００２５】
こうして、冷却風はバッテリ装置３５の前後から給送され、通路３５３にむらなく行き渡るので、各バッテリ３５１から均等に熱が回収され、バッテリ３５１の温度は予定温度以下に維持される。冷却ファン３８，３９で、車両の前方から空気を取り込むようにすることにより、走行中は走行風を有効に取り込めるのでファンの効率が向上する。なお、冷却ファン３８，３９は同じ型のものを使用するのがよい。部品の共通化によるコスト低減と部品管理に好都合だからである。
【００２６】
図４は、バッテリ装置３５を車体フレーム１１に搭載した状態を示す平面図、図５は、同背面図（車体後方からの図）である。両図において、バッテリ装置３５は、車体横断面の形状が略Ｕ字であるロアフレーム１１Ｌの間に配置される。ステー３５５は、ボルト３５５ｃでロアフレーム１１Ｌの上面に固定され、ステー３５６は、ボルト３５６ｄでロアフレーム１１Ｌに固定される。バッテリ３５１はステー３５５，３５６を介して金属製（アルミ合金などの軽金属よりなる）の車体のロアフレーム１１Ｌに結合されることにより、発生した熱はロアフレーム１１Ｌに効率よく伝旛して効率的にバッテリ装置３５を冷却することができる。
【００２７】
なお、ロアフレーム１１ＬのＵ字形状を利用して、このＵ字溝１１ＬＵ内には、制御用ケーブルや、電源ケーブル等のケーブル類４８、４９が配線される。図５に示すように、バッテリ装置３５およびロアフレーム１１Ｌの上面はステップフロア２７で覆われ、ロアフレーム１１Ｌの両側面は、フロアサイドカバー２８で覆われる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、請求項１〜７の発明によれば、車体の前後方向から二つの冷却ファンによってバッテリに効率よく冷却風を給送できるバッテリ装置を提供できる。したがって、個々の冷却ファンを小型化できるので、冷却ファンのレイアウトの自由度が増す。特に、請求項２，３の発明によれば、後部冷却ファンをバッテリの上方に位置させたので、シート前下部のスペースを有効に利用できる。
【００２９】
また、請求項４の発明によれば、二つの冷却ファンを同一型としたので、部品管理の容易化と低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また、請求項５の発明によれば、車体フレームの高い熱伝導性を利用して、バッテリで発生した熱を効率よく拡散させることができ、冷却効率の向上を図ることができる。
【００３１】
また、請求項６の発明によれば、バッテリ間に万遍なく冷却風を行き渡らせることができる。また、請求項７の発明によれば、走行風を取り込むことができるのでファンの効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリ装置の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバッテリ装置の要部拡大側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ位置での断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るバッテリ装置を搭載した車両の要部分解平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るバッテリ装置を搭載した車両の要部背面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るバッテリ装置を搭載したスクータ型車両の側面図である。
【符号の説明】
１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１２…フロントフォーク、１３…前輪、１４…ハンドル、１５…パワーユニット１５、１６…後輪、
２１…モータ、３５…バッテリ装置、３８，３９…冷却ファン、４１…ダクト、３５１…バッテリ、３５２…バッテリフレーム、３５４…排風口、
３５５、３５６…ステー（連結手段）

Claims

シート（１９）の前方下部にステップフロア（２７）を有するスクータ型車両であって複数のバッテリ（３５１）を集積してなるバッテリユニット（３５）を該ステップフロア（２７）下に搭載する電動車両用バッテリ装置において、
車体の前後双方向から前記バッテリユニット（３５）内に冷却風を送風するため、車体の前後方向の２カ所に配置されたバッテリユニット用の冷却ファン（３８、３９）を備え、
前記バッテリユニット（３５）には、前記冷却風を外部に排出するための排風口（３５４）が設けられていることを特徴とする電動車両用バッテリ装置。
前記冷却ファン（３８、３９）のうち、車体後部側に設けられるもの（３９）が、前記バッテリユニット（３５）の上部に配置されることを特徴とする請求項１記載の電動車両用バッテリ装置。
前記冷却ファン（３８、３９）のうち、車体前部側に設けられるもの（３８）が、前記バッテリユニット（３５）の前面に結合され、
前記冷却ファン（３８、３９）のうち、車体後部側に設けられるもの（３９）が、ダクト（４１）を介して前記バッテリユニット（３５）の後面に結合されることを特徴とする請求項２記載の電動車両用バッテリ装置。
前記冷却ファン（３８、３９）が同一型であることを特徴とする請求項１記載の電動車両用バッテリ装置。
前記バッテリユニット（３５）を保持するバッテリフレーム（３５２）を有し、
前記バッテリフレーム（３５２）には、軽合金製車体フレーム（１１）に該バッテリフレーム（３５２）を結合するための連結手段（３５５、３５６）が設けられることを特徴とする請求項１記載の電動車両用バッテリ装置。
前記バッテリユニット（３５）には、各バッテリ間に形成された冷却風の通路（３５３）が設けられ、
前記通路につながる前記排風口（３５４）が前記バッテリフレーム（３５２）に形成されていることを特徴とする請求項５記載の電動車両用バッテリ装置。
前記冷却ファン（３８、３９）が、車体前方から空気を導入して前記通路（３５３）に冷却風を給送するよう導風方向が設定されていることを特徴とする請求項６記載の電動車両用バッテリ装置。