JP4471885B2 - 車両用の電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されて車両を走行させるモーターを駆動する電源装置に関する。

モーターで走行する電気自動車、あるいはモーターとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の自動車は、モーターを駆動する電池をケースに収納している電源装置を搭載する。この電源装置は、モーターで自動車を走行させるので出力を大きくするために、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。たとえば、自動車に搭載される電装用のバッテリの電圧は、ほとんど例外なく１２Ｖであるが、走行用のモーターを駆動する電源装置の出力電圧は、一般的には２００Ｖ以上と極めて高電圧である。

現在市販されているハイブリッドカーは、モーター出力を数十ｋＷ以上、電源装置の出力電圧を２００〜３００Ｖの範囲としている。電源装置は、このような大出力に耐えるように設計されるので、万一、自動車の衝突事故等で破損して内部でショートすると、極めて大きな電流が流れて車両火災等の原因となる。このような弊害を防止するために、クラッシュするときに破壊される状態をコントロールする電源装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開２００３−４５３９２号公報

この公報に記載される電源装置は、図１に示すように、ケース９１を前方の電池収納部９１Ａと後方の衝撃吸収部９１Ｂに分割している。後ろから追突されるときには、衝撃吸収部９１Ｂを前方の電池収納部９１Ａの下に押し込む状態として、衝撃を吸収しながらクラッシュする構造とする。すなわち、衝撃吸収部９１Ｂを電池収納部９１Ａの下に押し込んで、電池収納部９１Ａを水平な姿勢から垂直方向に傾動させて、安全性を確保しながらクラッシュさせる。

以上の電源装置は、ケース９１をふたつに分割して、クラッシュするときの衝撃を吸収する。電池収納部９１Ａと衝撃吸収部９１Ｂは、クラッシュの衝撃で分離できるように車両に搭載して、電池収納部９１Ａを傾動させ、衝撃吸収部９１Ｂを前方に移動させる。しかしながら、この構造の電源装置は、クラッシュの衝撃でカバープレート９４が外れると、電池９０がケース９１の外部に飛び出す欠点がある。この欠点は、電池９０を収納している電池収納部９１Ａに、カバープレート９４を太い多数のネジでしっかりと固定して解消できる。ただ、この構造にすると、カバープレート９４を固定するための重量が極めて重くなる。また、メンテナンスのときにカバープレート４を簡単に脱着できなくなる欠点もある。さらに、太い多くのネジで固定すると、ネジを固定するためのスペースが大きくなって、電源装置自体が大きくなる等の欠点もある。

本発明の第１の目的は、全体の重量を増加させることなく、クラッシュの衝撃でカバープレートが外れて電池が外部に飛び出すのを確実に阻止できる電源装置を提供することにある。

また、図１に示す従来の電源装置は、クラッシュの衝撃で電池収納部９１Ａと衝撃吸収部９１Ｂを切り離しできるように、電池収納部９１Ａと衝撃吸収部９１Ｂの上面を閉塞しているカバープレート９４を、前後に分離して２枚の金属板としている。すなわち、電池収納部９１Ａのカバープレート９４Ａと、衝撃吸収部９１Ｂのカバープレート９４Ｂとに分離している。この構造の電源装置は、クラッシュの衝撃が、カバープレート９４Ｂを衝撃吸収部９１Ｂから外すように作用する。衝撃吸収部９１Ｂが電池収納部９１Ａの下に押し込まれて、電池収納部９１Ａを傾動させるときに、衝撃吸収部９１Ｂのカバープレート９４Ｂが傾動する電池収納部９１Ａに引っ掛けられて、衝撃吸収部９１Ｂから引き離される力が作用するからである。このように、クラッシュの衝撃で、衝撃吸収部９１Ｂのカバープレート９４Ｂが外れると極めて危険である。このため、カバープレート９４Ｂがクラッシュの衝撃で衝撃吸収部９１Ｂから外れないようにして、安全性を向上することが大切である。

本発明の第２の目的は、このことを実現すること、すなわちクラッシュの衝撃で衝撃吸収部である第２のケースのカバープレートが分離するのを確実に阻止して、安全性を向上できる車両用の電源装置を提供することにある。

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。 車両用の電源装置は、車両に搭載されるケースを第１のケースと第２のケースで構成して、第１のケース内に車両を走行させるモーターを駆動する電池を収納している。この電源装置は、クラッシュの衝撃で第１のケースと第２のケースを分離し、第２のケースを第１のケースの下に押し込んで、第１のケースを傾動させる。さらに、電源装置は、第１のケースの上面にカバープレートを固定して、カバープレートで第１のケースの上面を閉塞している。このカバープレートの前部に、下方に折曲された垂直壁を設け、この折曲された垂直壁の先端を車両に固定し、クラッシュの衝撃でカバープレートの垂直壁を折曲して、第１のケースを傾動できるようにしている。

カバープレートは、第１のケースと第２のケースの上面を閉塞する一枚のプレートとすることができる。

カバープレートは、金属板とすることができる。

第１のケースと第２のケースは、クラッシュの衝撃で分離できるようにプラスチックで一体的に成形することができる。

本発明の請求項１の電源装置は、全体の重量を増加させることなく、クラッシュの衝撃でカバープレートが外れて電池が外部に飛び出すのを確実に阻止できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、第１のケースの上面にカバープレートを固定して、カバープレートで第１のケースの上面を閉塞し、カバープレートの前部に、下方に折曲された垂直壁を設け、この折曲された垂直壁の先端を車両に固定し、クラッシュの衝撃でカバープレートの垂直壁を折曲して、第１のケースを傾動できるようにしたからである。本発明の電源装置は、従来のようにカバープレートを第１のケースを介して車両に固定するのではなく、車両に直接に固定している。この構造の電源装置は、第１のケースの開口部を閉塞するカバープレートの垂直壁を車両にしっかりと固定し、カバープレートの垂直壁が、第１のケースから飛び出す電池のストッパとして作用するので、クラッシュの衝撃でカバープレートが開いて電池が飛び出すのを確実に阻止できる。このため、クラッシュ時の安全性を向上できる。また、垂直壁のあるカバープレートは、垂直壁の下端縁を車両に固定しているので、クラッシュの衝撃で第１のケースをよりスムーズに傾動できる。

また、本発明の請求項２の電源装置は、クラッシュの衝撃で衝撃吸収部である第２のケースのカバープレートが分離して飛び出すのを確実に阻止して、安全性を向上できる。それは、第１のケースと第２のケースの上面を、一枚のプレートからなるカバープレートで閉塞するからである。この構造の電源装置は、カバープレート自体の構造を簡単にして製造コストを低減できることに加えて、従来の装置のように、衝撃吸収ボックスのカバープレートが飛び出さないように、ワイヤー等のストッパ紐で連結する必要もなく、取り付け構造も簡単にできる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。さらに、本発明は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２に示す車両は、フロア３０に電源装置を搭載している。車両のフロア３０に搭載される電源装置は、たとえば、図２の実線で示すように後部座席の後方に設けている荷台３２に、あるいは鎖線で示すように後部座席と前部座席との間のフロア３０に搭載される。電源装置は、ケース１の上面を車両のフロアパネル３１と同一平面となるように搭載して、ケース１の上面に固定しているカバープレート４を車両のフロアパネル３１の一部に使用できる。このケース１は、カバープレート４を、フロアパネル３１の耐荷重を実現する金属板とする。カバープレート４が荷台３２の積載量に相当する耐荷重を有する電源装置は、カバープレート４の上を、フロアパネル３１に匹敵する強度の耐荷重床で補強する必要はない。この電源装置は、フロアパネル３１に凹部や開口部を設け、凹部や開口部に電源装置を搭載して、その上面をフロアパネル３１に匹敵する耐荷重床にできる。

車両のフロア３０に搭載される電源装置は、後方から追突されてクラッシュする。このとき、ケース１を複数のブロックに分割して安全性を向上できる。フロア３０に搭載される電源装置に限らず、車両に搭載される全ての電源装置はケース１を複数のブロックに分離するようにクラッシュさせて安全性を向上できる。

以下、車両のフロアに搭載されて、クラッシュのときに前後に分割される電源装置の具体例を示す。ただし、本発明の車両用の電源装置は、必ずしも以下に示すように分割する必要はない。車両に搭載される姿勢や位置により、クラッシュのときに最適に分割される状態が異なるからである。

図３は、電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。この電源装置の上蓋のカバープレート４を外した斜視図を図４に示し、カバープレート４で閉塞した斜視図を図５に示している。これらの図に示すように、電源装置は、ケース１に、電池と、この電池を冷却する送風機８と、電池の充放電を制御する制御回路（図示せず）を内蔵している。ケース１は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分割して、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂを境界部分で連結している。

図３と図４の電源装置は、ケース１を第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分割して、第１のケース１Ａを電池収納部６、第２のケース１Ｂを電池収納部６の後方に配設される衝撃吸収部７としている。第１のケース１Ａである電池収納部６には電池を収納する。第２のケース１Ｂである衝撃吸収部７には電池を冷却する送風機８を収納する。ただし、本発明の電源装置は、第１のケースを衝撃吸収部として第２のケースを電池収納部とすることもできる。

図３と図４のケース１は、電池収納部６である第１のケース１Ａを、衝撃吸収部７である第２のケース１Ｂよりも車両の前方に位置する姿勢、いいかえると第２のケース１Ｂを第１のケース１Ａの後方とする姿勢で車両に搭載される。前方に位置する第１のケース１Ａは電池収納部６であるから、図６に示すように、ホルダーケース５を介して複数本の電池モジュール２１を収納する。複数の電池モジュール２１はホルダーケース５に収納され、このホルダーケース５が電池収納部６に配設される。ケース１の後方に位置する第２のケース１Ｂは、ホルダーケース５の電池モジュール２１を強制冷却する送風機８を収納する。送風機８は、ホルダーケース５に連結されて、ホルダーケース５に冷却空気を強制送風して電池モジュール２１を冷却する。

図のケース１は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの下面を構成する図７に示す金属製のベースプレート２と、このベースプレート２の上に固定している上方開口の図８に示すプラスチック製の絶縁ボックス３と、この絶縁ボックス３の上方開口部を閉塞するように固定している図９に示す金属製のカバープレート４とを備える。

さらに、電源装置のケース１は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分割するために、ベースプレート２を、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの境界部分で前後に分割して連結し、絶縁ボックス３を、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの境界部分で前後に分割できる構造としている。ケース１を前後に分割できる構造とするのは、追突事故のときに、第１のケース１Ａの下に第２のケース１Ｂを押し込むようにして安全にクラッシュさせるためである。

第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂは、ベースプレート２を金属板で分離して製作し、これを連結してひとつのベースプレート２としている。図３に示すケース１は、第１のケース１Ａのベースプレート２である前ベースプレート２Ａと、第２のケース１Ｂのベースプレート２である後ベースプレート２Ｂを衝撃破壊ピン９で連結して、クラッシュのときにベースプレート２を分離する構造としている。衝撃破壊ピン９はアルミニウム製のリベットである。リベットはクラッシュの衝撃で破壊されて、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂを確実に分離する。ただ、衝撃破壊ピンは、アルミニウム以外の金属、たとえば銅等の金属で製作でき、また硬質のプラスチック等で製作することもできる。プラスチック製のリベットは、端部を加熱押圧して変形させる。さらに、衝撃破壊ピンには、クラッシュの衝撃で破断されるネジ等も使用できる。

図３に示すケースは、前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂをクラッシュの衝撃で分離して、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分離する。クラッシュの衝撃で分離されるベースプレート２を図７に示す。このベースプレート２は、前後に分割されており、境界部分より前方を第１のケース１Ａの前ベースプレート２Ａ、後方を第２のケース１Ｂの後ベースプレート２Ｂとしている。前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂは、境界部分を、車両がクラッシュするときの衝撃で破断される衝撃破壊ピン９で連結している。

さらに、前ベースプレート２Ａは、車両の後方に向かって上り勾配の上面傾斜部２ａを設けている。後ベースプレート２Ｂは、前ベースプレート２Ａの上面傾斜部２ａの下面に沿う下面傾斜部２ｂを設けている。前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂは、図１０の拡大断面図に示すように、上面傾斜部２ａを下面傾斜部２ｂに積層して、衝撃破壊ピン９で連結している。前ベースプレート２Ａの上面傾斜部２ａと、後ベースプレート２Ｂの下面傾斜部２ｂは、クラッシュの衝撃で変形しない強度が要求される。このため、厚い金属板で製作して、ベースプレート２の本体部に溶接して固定している。ベースプレート２の本体部は、上面傾斜部２ａと下面傾斜部２ｂの金属板よりも薄い金属板をプレス加工して製作している。下面傾斜部２ｂは金属板を三角形の山形に成形して後ベースプレート２Ｂの本体部に固定している。

この構造のベースプレート２は、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピン９が切れると、上面傾斜部２ａの下面を下面傾斜部２ｂが摺動しながら後ベースプレート２Ｂを前方に移動させる。前進する後ベースプレート２Ｂは、図１１に示すように、下面傾斜部２ｂで上面傾斜部２ａを押し上げ、前ベースプレート２Ａの後端を押し上げて、その下方に押し込まれる。このため、後端が押し上げられる前ベースプレート２Ａは、水平な姿勢から垂直姿勢となる方向に傾動される。後ベースプレート２Ｂは、垂直方向に傾動する前ベースプレート２Ａの下に押し込まれる。図に示す後ベースプレート２Ｂは、後端をボルト２９を介して車両に固定して、第２のケース１Ｂを車両に固定している。

図７に示すベースプレート２は、第１のケース１Ａの前ベースプレート２Ａと第２のケース１Ｂの後ベースプレート２Ｂとを、両側部分の２カ所と、中間の３カ所において、衝撃破壊ピン９で連結している。両側部分の連結部は、車両に固定される固定プレート１５も積層して衝撃破壊ピン９で連結している。この連結部は、下から順番に、固定プレート１５、後ベースプレート２Ｂ、前ベースプレート２Ａを積層している。衝撃破壊ピン９は、固定プレート１５と後ベースプレート２Ｂと前ベースプレート２Ａを貫通して、クラッシュの衝撃で分離するように連結している。中間の３カ所は、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの相対位置を調整できるように、位置決プレート１４を介して第１のケース１Ａの前ベースプレート２Ａと第２のケース１Ｂの後ベースプレート２Ｂを衝撃破壊ピン９で連結している。

絶縁ボックス３は、図３と図８に示すように、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂをプラスチックで一体的に成形している。図６に示す絶縁ボックス３は、電池収納ボックス３Ａに電池を収納し、衝撃吸収ボックス３Ｂに送風機８を収納している。絶縁ボックス３は、ＡＢＳ等のプラスチックで一体的に成形される。ＡＢＳ樹脂製の絶縁ボックス３は、優れた衝撃強度を有する。ただし、本発明の電源装置は、絶縁ボックスを成形するプラスチックをＡＢＳ樹脂に特定せず、電池を収納して充分な強度のある全ての樹脂で成形できる。

電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂは、図１０に示すように、両者の境界に沿って、衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部２２を設けている。衝撃破壊薄肉部２２は、車両がクラッシュするときの衝撃で破断されて、衝撃吸収ボックス３Ｂと電池収納ボックス３Ａを切り離す。電池収納ボックス３Ａから切り離された衝撃吸収ボックス３Ｂは、後ベースプレート２Ｂと一緒に前方に移動して、電池収納ボックス３Ａの下に押し込まれる。衝撃吸収ボックス３Ｂから切り離された電池収納ボックス３Ａは、下に押し込まれる衝撃吸収ボックス３Ｂで後端部が押し上げられて、前ベースプレート２Ａと一緒に傾動される。

衝撃破壊薄肉部２２でもって電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂを連結している絶縁ボックス３は、ベースプレート２の上に固定される。絶縁ボックス３は、電池収納ボックス３Ａを前ベースプレート２Ａの上に、衝撃吸収ボックス３Ｂを後ベースプレート２Ｂの上に配置して、ベースプレート２の上に配置される。ただし、電源装置は、前ベースプレートと後ベースプレートの境界と、電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの境界を必ずしも一致させる必要はない。クラッシュの衝撃で、ベースプレート２が前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂにその境界で分離されると、絶縁ボックス３が衝撃破壊薄肉部２２で破断されて、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂに分離されるように、ベースプレート２の上に絶縁ボックス３を配置する。互いに分離された電池収納ボックス３Ａは、前ベースプレート２Ａと一緒に傾動し、衝撃吸収ボックス３Ｂは、後ベースプレート２Ｂと一緒に電池収納ボックス３Ａに向かって移動する。

電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂを衝撃で分離する衝撃破壊薄肉部２２を図１２に示す。この図に示す絶縁ボックス３は、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂとの境界に沿って破断溝２３を設けて衝撃破壊薄肉部２２としている。図の絶縁ボックス３は、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂの境界に位置する水平部の上面に破断溝２３を設けて、衝撃破壊薄肉部２２としている。図に示す絶縁ボックス３は、衝撃破壊薄肉部２２の破断溝２３をＶ溝としている。Ｖ溝の衝撃破壊薄肉部２２は、衝撃で破断溝２３に沿って破断されやすい特徴がある。ただ、破断溝はＶ溝に限らず、たとえば図示しないが、Ｕ溝とし、あるいはコ字状とすることもできる。破断溝２３からなる衝撃破壊薄肉部２２は、破断溝２３によって肉厚を薄くして衝撃で破断されるようにする。

破断溝２３は、図１３の二点鎖線で示すように、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂとの境界に沿って連続して設けられる。ただ、破断溝は必ずしも電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に連続して設ける必要はなく、断続的に設けることもできる。断続的に破断溝を設けている衝撃破壊薄肉部は、破断溝を設けた部分の肉厚を薄くし、さらに隣接する破断溝との境界を接近させて、破断溝の境界でも破断されるようにする。

カバープレート４は、第１のケース１Ａの上面に固定されて、第１のケース１Ａの上面を閉塞している。図に示すカバープレート４は、第１のケース１Ａの上面から第２のケース１Ｂの上面まで延長しており、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂの両方の上面を閉塞する１枚のプレートとしている。このカバープレート４は、耐荷重の優れた金属板で製作される。カバープレート４は、好ましくはアルミニウム合金で製作される。アルミニウム合金のカバープレート４は、軽くて強靭にできる。とくに、焼き入れできるアルミニウム合金が適している。このカバープレート４は、アルミニウム板をプレス成形した後、焼き入れしてさらに強度を向上する。

図に示すカバープレート４は、１枚の金属板としている。ただ、カバープレートは、複数枚の金属板を積層して固定している積層金属板とすることもできる。積層金属板で構成されるカバープレートは、曲げ強度を強くすることができる。曲げ強度の強いカバープレートは、下面からの支持を少なくして、優れた耐荷重床にできる。カバープレートは、たとえば、第２のケースを閉塞する部分を積層金属板として、第１のケースを閉塞する部分よりも曲げ強度を強くし、衝撃吸収部に設ける支持部を少なくできる。

さらに、カバープレート４は、クラッシュの衝撃で第１のケース１Ａを傾動させるように車両に固定している。図に示すカバープレート４は、その前部を下方に折曲して垂直壁２４を設けており、この垂直壁２４の先端縁を車両に固定している。このようにカバープレート４を車両に直接に固定する構造は、第１のケース１Ａの開口部を閉塞するカバープレート４を車両にしっかりと固定して、クラッシュの衝撃でカバープレート４が開いて電池が飛び出すのを確実に阻止できる。とくに、このカバープレート４は、垂直壁２４で第１のケース１Ａの前方の周壁２５をカバーしているので、衝撃等で電池がケース外に飛び出すのを、より有効に防止できる特長がある。それは、カバープレート４の天板部分と垂直壁２４との境界部分であるコーナー部によって、ケース１から外部に飛び出そうとする電池を受けとめて、飛び出しを阻止するからである。とくに、図に示すカバープレート４は、前方に垂直壁２４を設けているので、図１１に示すように前方に傾斜する第１のケース１Ａから電池が飛び出すのを有効に防止できる特長がある。さらに、カバープレートは、図示しないが、第１のケースの両側の周壁をカバーする垂直壁を設けることもできる。この構造は、あらゆる方向からの衝撃に対して、電池がケースから飛び出すのを有効に防止できる特長がある。

図のカバープレート４は、前方の垂直壁２４の下端部に、クラッシュの衝撃で折曲される取付金具２６を固定しており、この取付金具２６を介して車両に固定している。この取付金具２６は、金属プレートを折曲加工したもので、連結用のボルト２７をねじ込んでカバープレート４を車両に固定している。ただ、カバープレートは、垂直壁の先端部に取付金具を固定することなく、垂直壁の先端部を折曲して、車両に直接に固定することもできる。さらに、カバープレートは、取付金具に代わって、蝶番で垂直壁の先端縁を車両に固定することもできる。この構造は、カバープレートの垂直壁の先端縁に蝶番を固定し、この蝶番を介してケースを車両に固定する。蝶番を介して車両に固定される第１のケースは、クラッシュの衝撃で衝撃破壊ピンが破壊されると、無理なく傾動できる。

このように、カバープレート４の前方に設けた垂直壁２４の下端部を車両に固定する構造は、車両がクラッシュの衝撃を受けたときに、第１のケース１Ａをスムーズに傾動できる特長がある。それは、第１のケース１Ａが傾動するときの回転の中心を下方に移行できるからである。図１１に示すケース１は、車両がクラッシュの衝撃を受けて第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂに分離されて、第２のケース１Ｂが第１のケース１Ａの下に押し込まれるとき、第１のケース１Ａが、図１１の矢印で示す方向にＡ点を中心として傾動する。このとき、傾動の中心であるＡ点が下方にあるほど、第１のケース１Ａを矢印の向きに回動させる回転モーメントが大きくなり、第１のケース１Ａを矢印の方向にスムーズに傾動できる。したがって、図に示すようにカバープレート４の先端に下方に折曲された垂直壁２４を設けてこの先端を車両に固定する構造は、衝撃時には第１のケース１Ａを速やかに傾動できる特長が実現できる。ただ、カバープレートは、前方に垂直壁を設けることなく、カバープレートの前方の端縁を車両に固定することもできる。

さらに、垂直壁２４を有するカバープレート４は、垂直壁２４をネジ止めして第１のケース１Ａにより強固に固定することができる。この構造は、クラッシュの衝撃でカバープレート４が開くのを防止して、電池が飛び出すのを確実に阻止できる。さらに、図に示すカバープレート４は、両側を部分的に下方に折曲して折曲部２８を設け、この折曲部２８を前ベースプレート２Ａにネジ止して連結している。

以上の構造のカバープレート４は、図１４に示すように、リングパッキン３８を介して周縁部を絶縁ボックス３の上縁に防水構造で連結される。リングパッキン３８は、カバープレート４と絶縁ボックス３の上縁との間に挟着されて、カバープレート４と絶縁ボックス３の境界を防水構造とする。

電池は、ホルダーケース５に入れて絶縁ボックス３内に配設される。ホルダーケース５は、図１５の断面図に示すように、電池を電池モジュール２１として水平面内に並べて収納している。図のホルダーケース５は、上下２段に電池モジュール２１を並べている。各段のホルダーケース５は、図示しないが、内部に複数本の電池モジュール２１を平行な姿勢で水平に配設している。ただ、本発明の電源装置は、図示しないが、ホルダーケースを１段として、電池モジュールを１段に収納することもできる。

ホルダーケース５に収納される電池モジュール２１は、複数の二次電池２０を直列接続して直線状に連結している。電池モジュール２１は、４〜８本の、たとえば５又は６本の二次電池２０を、直列接続して直線状に連結している。ただし、電池モジュールは、１本の二次電池で構成することもできる。電池モジュール２１は、円筒型あるいは角型の二次電池２０を、金属板の接続体を介して、あるいは接続体を介することなく電池端面を直接に直列接続して直線状に連結している。電池モジュール２１の両端には、正極端子と負極端子からなる電極端子を連結している。電極端子は、金属板のバスバー（図示せず）をネジ止して、隣接する電池モジュール２１を直列に、あるいは並列に連結する。

電池モジュール１の二次電池２０は、ニッケル−水素電池である。ただ、電池モジュールの二次電池は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等を使用することもできる。

ホルダーケース５は、電池モジュール２１を冷却する空気を供給する送風口（図示せず）を開口している。この送風口は、第２のケース１Ｂに配設している送風機８に連結される。送風機８は、ホルダーケース５に冷却空気を強制送風して、電池を冷却する。ホルダーケース５は、第１のケース１Ａに固定される。ホルダーケース５の上面には、止ネジ３４を介して前ベースプレート２Ａを固定している。

以上の構造の電源装置は、後ろから追突してクラッシュすると、図１１に示すように、第１のケース１Ａと第２のケース１Ｂとに分離される。このとき、ベースプレート２は前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂとに分離され、絶縁ボックス３は衝撃破壊薄肉部１５で破断されて、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂに分離される。第１のケース１Ａから分離された第２のケース１Ｂは、図１１に示すように、第１のケース１Ａの下に押し込まれるように移動し、第１のケース１Ａは水平姿勢から垂直方向に傾動する。

さらに、図１６ないし図１８に示す電源装置のケース４１は、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂとを境界で連結してひとつの絶縁ボックス４３としている。この絶縁ボックス４３は、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂとをプラスチックで別々成形して、境界で接着して連結している。なお、これらの図に示す電源装置において、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂの連結構造以外の構成は、前述の実施例と同じとしている。したがって、これらの図に示すベースプレート４２、前ベースプレート４２Ａ、後ベースプレート４２Ｂ、カバープレート４４、ホルダーケース４５、垂直壁５４、周壁５５、取付金具５６、ボルト５７、５９についてはその詳細な説明を省略する。

この絶縁ボックス４３は、図１７と図１８に示す連結構造で連結している。絶縁ボックス４３は、電池収納ボックス４３Ａの衝撃吸収ボックス４３Ｂとの連結部に沿って連結溝５０を設けている。衝撃吸収ボックス４３Ｂは、電池収納ボックス４３Ａとの連結部に沿って連結溝５０に挿入される連結凸条５１を設けている。連結溝５０は下方に開口され、連結凸条５１は上方に突出するように設けている。この構造は、連結溝５０に水が浸入することがない。

連結溝５０に連結凸条５１を入れて、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂは境界で連結して、ひとつの絶縁ボックス４３としている。連結溝５０と連結凸条５１は、連結溝５０の内面と連結凸条５１の表面との隙間に充填される接着剤５３と連結具５２で連結される。電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂは、境界に連続して連結溝５０と連結凸条５１を設けている。連結溝５０と連結凸条５１の間に接着剤５３を充填して、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂの境界は連続して水密構造で連結して固定される。

連結溝５０と連結凸条５１は、連結具５２を入れることができる隙間を設けている。連結具５２は、連結溝５０と連結凸条５１の隙間に入れられる溝形に成形している。この形状の連結具５２は、弾性的に変形する鉄等の金属板をプレス加工して製作される。連結具５２の係止状態を図１８の拡大断面図に示す。この連結具５２は、連結溝５０に挿入して電池収納ボックス４３Ａに固定される外側係止突起５２Ａを、外側に弾性的に突出して設けている。外側係止突起５２Ａは、Ｕ曲部の近傍で両側に突出して設けている。外側係止突起５２Ａは、連結溝５０への挿入状態では係止されず、連結溝５０からの引き抜き状態では、連結溝５０の内面に抜けないように食い込んで係止する。したがって、外側係止突起５２Ａは、先端を尖鋭な形状としている。また、外側係止突起５２Ａは、挿入方向にのみ連結溝５０の内面を摺動して移動できるように、連結溝５０への挿入方向と逆方向である抜け方向、図１８において下方に向かって次第に突出するように傾斜している。

さらに、連結具５２は、連結凸条５１を挿入して衝撃吸収ボックス４３Ｂを固定する内側係止突起５２Ｂを内側に弾性的に突出して設けている。内側係止突起５２Ｂは、溝部の開口部の近傍で対向して内側に突出して設けている。内側係止突起５２Ｂは、連結凸条５１を挿入する状態では係止されず、連結凸条５１を引き抜きする状態では、連結凸条５１の表面に抜けないように食い込んで係止する。したがって、内側係止突起５２Ｂは、先端を尖鋭な形状とし、挿入方向にのみ連結凸条５１の表面を摺動して移動できるように、連結凸条５１の挿入方向と逆方向である抜け方向、図１８上方に向かって次第に内側に突出するように傾斜している。

電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂは、連結溝５０に充填されたペースト状の接着剤５３が未硬化な状態で、連結溝５０に連結具５２を挿入し、その後、連結溝５０に連結凸条５１を入れて互いに連結される。連結具５２は外側係止突起５２Ａを連結溝５０の内面に摺動させて連結溝５０に挿入され、連結凸条５１は、表面を内側係止突起５２Ｂに摺動させて連結具５２に挿入される。連結溝５０に入れられた連結具５２は、外側係止突起５２Ａで連結溝５０の内面を弾性的に押圧して、抜けないように連結溝５０に固定され、連結具５２の内側に挿入された連結凸条５１は、連結具５２の内側係止突起５２Ｂに係止されて、抜けないように固定される。電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂの境界に沿って設けている長い連結溝５０は、所定の間隔で複数の連結具５２を挿入する。さらに、接着剤５３が硬化されて、連結凸条５１が連結溝５０に、接着剤５３と連結具５２で連結されて、電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂはひとつの絶縁ボックス４３となる。

以上の構造の電源装置は、後ろから追突してクラッシュすると、図１９に示すように、第１のケース４１Ａと第２のケース４１Ｂとに分離される。このとき、ベースプレート４２は前ベースプレート４２Ａと後ベースプレート４２Ｂに分離され、絶縁ボックス４３は別々に成形している電池収納ボックス４３Ａと衝撃吸収ボックス４３Ｂとの連結部で分離される。すなわち、絶縁ボックス４３は、連結溝５０に連結凸条５１を入れて接着剤５３と連結具５２で連結している境界で分離される。第１のケース４１Ａから分離された第２のケース４１Ｂは、第１のケース４１Ａの下に押し込まれるように移動し、第１のケース４１Ａは水平姿勢から垂直方向に傾動する。この電源装置も、第１のケース４１Ａの開口部を閉塞するカバープレート４４を、第１のケース４１Ａを車両に固定しているので、クラッシュの衝撃でカバープレート４４が開いて電池が飛び出すのを確実に阻止できる。

さらに、以上の実施例の電源装置のケースは、絶縁ボックスの下にベースプレートを配設しているが、ケースは、必ずしもベースプレートを配設する必要はない。ケースは、絶縁ボックスを十分な強度としてベースプレートを省略することもできる。図２０に示すケース６１は、第１のケース６１Ａを、下にベースプレートを配置することなく、プラスチックで成形してなる電池収納ボックス６３Ａのみで構成し、第２のケース６１Ｂを、プラスチックで成形してなる衝撃吸収ボックス６３Ｂとこの下に連結してなるベースプレート６２とで構成している。
なお、この図に示す電源装置において、６４はカバープレート、６５はホルダーケース、７４は垂直壁、７５は周壁７５、７６は取付金具、７７、７９はボルトをそれぞれ示しており、前述の実施例と同じ構成要件については、その詳述な説明を省略している。

第２のケース６１Ｂのベースプレート６２は、たとえば、衝撃吸収ボックス６３Ｂをプラスチックで成形するときにインサート成形して互いに連結される。この構造は、衝撃吸収ボックス６３Ｂをベースプレート６２で補強しながら確実に連結できる。ただ、衝撃吸収ボックスとベースプレートは、ネジ止めや接着等の方法で固定することもできる。さらに、図に示すベースプレート６２は、後端部を衝撃吸収ボックス６３Ｂから後方に突出させて、この部分をボルト７９で車両に固定して、第２のケース６１Ｂを車両に固定している。

絶縁ボックス６３は、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂをプラスチックで一体的に成形している。絶縁ボックスは、ＡＢＳ等の優れた衝撃強度を有するプラスチックで一体的に成形される。絶縁ボックスは、電池収納ボックス３Ａと衝撃吸収ボックス３Ｂの境界に沿って、クラッシュの衝撃で破断される衝撃破壊薄肉部７２を設けている。図に示す絶縁ボックス６３は、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂとの境界に沿って破断溝７３を設けて衝撃破壊薄肉部７２としている。図の絶縁ボックス６３は、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂの境界に位置する水平部の上面に破断溝７３を設けて、衝撃破壊薄肉部７２としている。図に示す絶縁ボックス６３は、衝撃破壊薄肉部７２の破断溝７３をＶ溝としている。破断溝７３からなる衝撃破壊薄肉部７２は、破断溝７３によって肉厚を薄くして衝撃で破断されるようにする。

破断溝７３は、図示しないが、電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂとの境界に沿って連続して設けることができる。ただ、破断溝は必ずしも電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスとの境界に連続して設ける必要はなく、断続的に設けることもできる。断続的に破断溝を設けている衝撃破壊薄肉部は、破断溝を設けた部分の肉厚を薄くし、さらに隣接する破断溝との境界を接近させて、破断溝の境界でも破断されるようにする。

さらに、電池収納ボックス６３Ａは、車両の後方に向かって上り勾配の上面傾斜部６３ａを設けている。ベースプレート６２は、電池収納ボックス６３Ａの上面傾斜部６３ａの下面に沿う下面傾斜部７２ｂを設けている。この構造のケース６１は、後ろから追突してクラッシュすると、図２１に示すように、絶縁ボックス６３が電池収納ボックス６３Ａと衝撃吸収ボックス６３Ｂの連結部で分離され、第１のケース６１Ａと第２のケース６１Ｂとに分離される。第１のケース６１Ａから分離された第２のケース６１Ｂは、第１のケース６１Ａの下に押し込まれるように移動し、上面傾斜部６３ａの下面を下面傾斜部６２ｂが摺動しながら前方に移動する。前進する第２のケース６１Ｂは、図２１に示すように、下面傾斜部６２ｂで上面傾斜部６３ａを押し上げ、電池収納ボックス６３Ａの後端を押し上げて、その下方に押し込まれる。このため、後端が押し上げられる第１のケース６１Ａは、水平な姿勢から垂直姿勢となる方向に傾動される。この電源装置も、第１のケース６１Ａの開口部を閉塞するカバープレート６４を車両に固定しているので、クラッシュの衝撃でカバープレート６４が開いて電池が飛び出すのを確実に阻止できる。

従来の車両用の電源装置の断面図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を車両に搭載する状態を示す概略図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。 図３に示す電源装置の分解斜視図である。 図３に示す電源装置の斜視図である。 図４に示す電源装置の第１のケースに電池モジュールを収納する状態を示す斜視図である。 ベースプレートの分解斜視図である。 絶縁ボックスの斜視図である。 カバープレートの斜視図である。 第１のケースと第２のケースの連結部を示す断面図である。 図３に示す電源装置が衝撃を受けて第１のケースと第２のケースとに分離される状態を示す断面図である。 電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの連結部を示す拡大断面図である。 図６に示す電源装置の収納物を取り除いた状態を示す平面図である。 絶縁ボックスとカバープレートでリングパッキンを挟着する状態を示す分解斜視図である。 ホルダーケースの拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。 図１６に示す電源装置の第１のケースと第２のケースの連結部を示す断面斜視図である。 図１７に示す電池収納ボックスと衝撃吸収ボックスの連結部の拡大断面図である。 図１６に示す電源装置が衝撃を受けて第１のケースと第２のケースとに分離される状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置を車両の前後方向に切断した断面図である。 図２０に示す電源装置が衝撃を受けて第１のケースと第２のケースとに分離される状態を示す断面図である。

符号の説明

１…ケース １Ａ…第１のケース
１Ｂ…第２のケース
２…ベースプレート ２Ａ…前ベースプレート ２ａ…上面傾斜部
２Ｂ…後ベースプレート ２ｂ…下面傾斜部
３…絶縁ボックス ３Ａ…電池収納ボックス
３Ｂ…衝撃吸収ボックス
４…カバープレート
５…ホルダーケース
６…電池収納部
７…衝撃吸収部
８…送風機
９…衝撃破壊ピン
１４…位置決プレート
１５…固定プレート
２０…二次電池
２１…電池モジュール
２２…衝撃破壊薄肉部
２３…破断溝
２４…垂直壁
２５…周壁
２６…取付金具
２７…ボルト
２８…折曲部
２９…ボルト
３０…フロア
３１…フロアパネル
３２…荷台
３４…止ネジ
３８…リングパッキン
４１…ケース ４１Ａ…第１のケース
４１Ｂ…第２のケース
４２…ベースプレート ４２Ａ…前ベースプレート
４２Ｂ…後ベースプレート
４３…絶縁ボックス ４３Ａ…電池収納ボックス
４３Ｂ…衝撃吸収ボックス
４４…カバープレート
４５…ホルダーケース
５０…連結溝
５１…連結凸条
５２…連結具 ５２Ａ…外側係止突起
５２Ｂ…内側係止突起
５３…接着剤
５４…垂直壁
５５…周壁
５６…取付金具
５７…ボルト
５９…ボルト
６１…ケース ６１Ａ…第１のケース
６１Ｂ…第２のケース
６２…ベースプレート ６２ｂ…下面傾斜部
６３…絶縁ボックス ６３Ａ…電池収納ボックス ６３ａ…上面傾斜部
６３Ｂ…衝撃吸収ボックス
６４…カバープレート
６５…ホルダーケース
７４…垂直壁
７５…周壁
７６…取付金具
７７…ボルト
７９…ボルト
９０…電池
９１…ケース ９１Ａ…電池収納部
９１Ｂ…衝撃吸収部
９４…カバープレート ９４Ａ…カバープレート
９４Ｂ…カバープレート

Claims (4)

1. 車両に搭載されるケースを第１のケースと第２のケースで構成して、第１のケース内に車両を走行させるモーターを駆動する電池を収納しており、クラッシュの衝撃で第１のケースと第２のケースを分離し、第２のケースを第１のケースの下に押し込んで、第１のケースを傾動させるようにしてなる車両用の電源装置であって、
   第１のケースの上面にカバープレートを固定して、カバープレートで第１のケースの上面を閉塞し、
   カバープレートの前部に、下方に折曲された垂直壁を設け、この折曲された垂直壁の先端を車両に固定し、クラッシュの衝撃でカバープレートの垂直壁を折曲して、第１のケースを傾動できるようにしたことを特徴とする車両用の電源装置。
2. カバープレートが、第１のケースと第２のケースの上面を閉塞する一枚のプレートである請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. カバープレートが金属板である請求項１に記載される車両用の電源装置。
4. 第１のケースと第２のケースを、クラッシュの衝撃で分離できるようにプラスチックで一体的に成形している請求項１に記載される車両用の電源装置。

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