JP4849102B2 - 車両用バッテリパックの搭載構造 - Google Patents

Description

この発明は、車両用バッテリパックの搭載構造に関し、より特定的には、電気自動車などの発電機を駆動源として用いる車両用バッテリパックの搭載構造に関するものである。

近年、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されてきている。

このような電気自動車などには、発電機などにエネルギである電気を供給するための電池が搭載されている。この電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル水素電池などの二次電池が用いられる。

車両へのバッテリの搭載構造は、たとえば特開２０００−２３３６４８号公報に開示されている。
特開２０００−２３３６４８号公報

しかしながら、従来の搭載構造では、後部座席の乗員の足置き場位置にバッテリが位置するため、蹴飛ばしなどでバッテリパック本体や周辺に配置された冷却用配管の損傷の可能性があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、車両用バッテリパックの損傷を防止し、安全性の高い車両用バッテリパックの搭載構造を提供することを目的とする。

この発明の一つの局面に従った車両用バッテリパックの搭載構造は、フロアパネルを有するボデーと、フロアパネル上に配置された第１シートと、第１シートの車両後方側に配置された第２シートと、第１シート下に配置された車両用バッテリパックとを備える。車両用バッテリパックは電池本体部と機器部とを含み、機器部が電池本体部よりも車両後方側に配置される。第１シート底面から機器部頂部までの距離（Ａ１）は、第１シート底面から電池本体部頂部までの距離（Ａ２）よりも大きく、車両用バッテリパックが搭載されるフロアパネルの部位は、該部位の周囲のフロアパネルに比べて低く、機器部後端は、第１シート座面の後端よりも車両前側に位置する。
この発明の別の局面に従った車両用バッテリパックの搭載構造は、フロアパネルを有するボデーと、フロアパネル上に配置された第１シートと、第１シートの車両後方側に配置された第２シートと、第１シート下に配置された車両用バッテリパックとを備え、車両用バッテリパックは電池本体部と機器部とを含み、機器部が電池本体部よりも車両後方側に配置され、第１シート底面から機器部頂部までの距離（Ａ１）は、第１シート底面から電池本体部頂部までの距離よりも大きく、機器部が搭載されるフロアパネルの部位は、電池本体部が搭載されるフロアパネルの部位よりも低い。

このように構成された車両用バッテリパックでは、機器部が車両後方側に配置されるため、第２シートの乗員の足置き場を確保できる。さらに、蹴飛ばしによる破損を回避できる。

第１シート底面から機器部頂部までの距離は、第１シート底面から電池本体部頂部までの距離よりも大きい。この場合、第１シート底面から機器部頂部までの距離が大きくなるため、第１シート底面と機器部との間に足を入れやすくなる。また、機器部がけられることを抑制できる。さらに、つま先から車両用バッテリパックまでの距離が大きくなり、破損を防止することができる。

好ましくは、機器部の頂部は、機器部よりも車両後方側のフロアパネルとほぼ同一の高さを有する。

好ましくは、第１シートはフロントシートである。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態においては同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った車両用バッテリパックの搭載構造の平面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った車両用バッテリパックの搭載構造１は、自動車の車体を構成し、フロアパネル１０を有するボデー２と、フロアパネル１０上に配置されたシートとしてのフロントシート２０と、フロントシート２０下に配置された車両用バッテリパック３０と、車両用バッテリパック３０に対して車両後方側に設けられ、車両用バッテリパック３０を保護する保護部材３８とを備える。

室内１５においては、ボデー２のフロアパネル１０上に車両前部１０ｃから車両後部１０ｄへ延びるようにトンネル１１が配置される。車両前部１０ｃが車両の前側に位置し、車両後部１０ｄが車両の後ろ側に位置する。トンネル１１は、フロアパネル１０の表面から盛り上がるように設けられ、フロアパネル１０の強度を増す役割を果たす。さらに、トンネル１１は、トンネル１１により構成される凹部内に排気系部品や各種ケーブルなどを収納する空間という役割も果たす。トンネル１１はリブ状に設けられる。

トンネル１１の延びる方向とほぼ直交するように、フロアパネル１０上にはフロントクロスメンバ１２が配置される。フロントクロスメンバ１２は、車両左側部から右側部へ延びるように形成される。トンネル１１と平行に延びるように、フロアパネル１０の側部にロッカー１０ａおよび１０ｂが配置される。ロッカー１０ａおよび１０ｂ上にセンターピラー１３が設けられる。

フロアパネル１０上であって、トンネル１１、フロントクロスメンバ１２およびロッカー１０ａで囲まれる領域に車両用バッテリパック３０が配置される。車両用バッテリパック３０は、バッテリモジュール、バッテリモジュールを冷却するファンおよびバッテリモジュールを制御するＥＣＵとを備える。

車両用バッテリパック３０はほぼ直方体形状であり、その中に複数のバッテリモジュール（図示せず）が収納される。なお、このバッテリモジュールは鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル−水素電池またはリチウム電池などのさまざまな電池で構成することができる。バッテリモジュールは複数の電池セルを含む。バッテリモジュールの代わりにバッテリ単セルを用いてもよい。バッテリ単セルは１つの電池セルを含む。

バッテリモジュールには、電気接続箱を介在させてワイヤハーネス３６が接続されている。ワイヤハーネス３６は車両用バッテリパック３０に蓄えられた電力を取出し、かつ車両用バッテリパック３０へ電力を供給する役割をする。ワイヤハーネス３６は車両用バッテリパック３０よりも車両の後ろ側（車両後部１０ｄ側）に設けられる。なお、このワイヤハーネス３６の位置はこれに限られるものではなく、車両用バッテリパック３０に対して車両の前側（車両前部１０ｃ側）に設けられてもよい。また、ロッカー１０ａまたはトンネル１１に面する、車両用バッテリパック３０の側部からワイヤハーネス３６が取出されていてもよい。

保護部材３８は車両用バッテリパック３０に取付けられている。保護部材３８はパイプ状であるが、必ずしもパイプ状に限定される必要はなく、中実部材であってもよい。図１では、保護部材３８はフロントシート２０下に設けられているが、必ずしもフロントシート２０の下に設けられる必要はなく、フロントシート２０からはみ出し、フロントシート２０とリアシート２３との間に保護部材３８が設けられてもよい。フロアパネル１０上には１対のフロントシート２０および２２ならびにベンチシート状のリアシート２３が設けられる。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図２を参照して、フロアパネル１０は、車両中央部に設けられたトンネル１１を有する。トンネル１１は、フロアパネル１０から突出するように盛り上がっている。このトンネル１１横に車両用バッテリパック３０が配置される。フロアパネル１０上であって、かつ車両用バッテリパック３０を取囲むように保護部材３８が設けられる。図２において保護部材３８は断面がほぼ円形状のパイプ部材により構成されるが、断面形状はパイプ状に限定されるものではない。また、パイプ状であっても円形に限定されるものではなく楕円形、角柱形であってもよい。

図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３を参照して、フロアパネル１０上の車両用バッテリパック３０、ワイヤハーネス３６および保護部材３８を覆うようにカバー３９を設けてもよい。このカバー３９は、保護部材３８およびワイヤハーネス３６の露出を防止する。なお、このカバー３９は外観を整えるためのものであればよい。さらにこのカバー３９に強度を持たせることで、車両用バッテリパック３０の保護を一層確実に行なうことができる。

図４は、図１で示す車両用バッテリパック搭載構造の斜視図である。図４を参照して、トンネル１１とロッカー１０ａとの間に囲まれた溝形状のフロアパネル１０上に車両用バッテリパック３０が配置される。車両用バッテリパック３０の後方、すなわち車両の後ろ側に保護部材３８が設けられる。保護部材３８はロッカー１０ａおよびトンネル１１に接触していてもよく、接触していなくてもよい。

図５は、足置きとして機能する保護部材を説明するための車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。図５を参照して、後部座席に乗車した人の足１００を保護部材３８およびカバー３９上に載せることで、後席乗員用の足置きステップとして保護部材３８を活用することができる。

このように構成された、この発明の実施の形態１に従った車両用バッテリパックの搭載構造では、保護部材３８を設けることで、車両用バッテリパック３０およびワイヤハーネス３６の保護を図ることができる。

また、図５で示すように、保護部材３８を、後席乗員用の足置きステップとして利用することができる。

（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２に従った車両用バッテリパックの搭載構造の斜視図である。図７は、図６中の矢印ＶＩＩで示す方向から見た車両用バッテリパックの搭載構造の平面図である。図６および図７を参照して、この発明の実施の形態２に従った車両用バッテリパックの搭載構造１では、保護部材３８がボデー２に直接締結されている点で、実施の形態１に従った車両用バッテリパックの搭載構造と異なる。すなわち、実施の形態２では、ボデー２のトンネル１１とロッカー１０ａとにパイプ状のプロテクタである保護部材３８を取付ける。この取付け方法としては溶接、リベット接合またはボルト留めなどの従来用いられているさまざまな接合方法を用いることができる。なお、実施の形態１および２で、ワイヤハーネス３６は設けられていなくてもよい。この実施の形態２では、ワイヤハーネスが設けられない例を示す。この実施の形態２でも、保護部材３８は車両用バッテリパック３０に対して車両の後ろ側に設けられ、かつ車両用バッテリパック３０を保護する。

このように構成された、この発明の実施の形態２に従った車両用バッテリパックの搭載構造では、まず実施の形態１に従った車両用バッテリパックの搭載構造１と同様の効果がある。さらに、保護部材３８は車両用バッテリパック３０に接合されないため、車両用バッテリパック３０の強度を低下させることができる。その結果、車両用バッテリパック３０の軽量化を図ることができる。

（実施の形態３）
図８は、この発明の実施の形態３に従った車両用バッテリパックの搭載構造の平面図である。図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図８および図９を参照して、この発明の実施の形態３に従った車両用バッテリパックの搭載構造では、シートレール２１に保護部材３８が取付けられている点で、実施の形態１および２に従った車両用バッテリパックの搭載構造と異なる。シートレール２１はフロアパネル１０に取付けられているため、保護部材３８はフロアパネル１０にシートレール２１を介して取付けられている構造となる。保護部材３８は、図８および図９では直線状であるが、これに限られるものではなく、蛇行した形状であってもよい。また、ジグザグ状、クランク状であってもよい。さらに、保護部材３８の太さは一様である必要はなく、太い部分と細い部分とが存在していてもよい。

このように構成された、この発明の実施の形態３に従った車両用バッテリパックの搭載構造でも、実施の形態１および２に従った車両用バッテリパックの搭載構造と同様の効果がある。

本発明による車両用バッテリパックの搭載構造を適用した自動車は図１０で示すように構成される。図１０は、図１から図９に示した車両用バッテリパックの搭載構造を含む電池システムを用いた自動車の構成を示すブロック図である。図１０を参照して、本発明による車両用バッテリパックの搭載構造を適用した自動車７１は、制御部７２と、本発明による車両用バッテリパックの搭載構造を含む電池部７３と、駆動部７４とを備える。制御部７２は電池部７３および駆動部７４を制御する。駆動部７４は電池部７３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機を備える。なお、駆動部７４は電動機以外にガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を備えていてもよい。

すなわち、自動車７１としては電池部７３から供給される電力によって駆動するモータなどの電動機のみを駆動源とする電気自動車のみでなく、駆動源としてガソリンエンジンなどの電動機以外の駆動手段を備えた、いわゆるハイブリッドカーも含まれる。さらに、電池部７３がセルモータにのみ電力を供給していてもよい。

以上、この発明の実施の形態について説明したがここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、上述の実施の形態１から３では、フロントシート２０下に車両用バッテリパック３０を配置する例を示したが、これに限られるものではなく、右側のフロントシート２２、セカンドシートであるリアシート２３、またはサードシートの下に車両用バッテリパックを配置してもよい。つまり、どのシートの下に車両用バッテリパックを搭載してもよい。

さらに、フロントシートがベンチシートであってもよい。また、実施の形態では、車両の左側に車両用バッテリパック３０を搭載したが、車両の右側に車両用バッテリパック３０を搭載してもよい。さらに、車両の左右に限られず、運転席側でも助手席側でもよいが、着座の可能性がより少ない助手席側が好ましい。

（実施の形態４）
図１１は、この発明の実施の形態４に従った車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。図１１を参照して、この発明の実施の形態４に従った車両用バッテリパックの搭載構造１では、フロアパネル１０を有するボデー２と、フロアパネル１０上に配置された第１シートとしてのフロントシート２０と、フロントシート２０の車両後方側に配置された第２シートとしてのリアシート２３と、フロントシート２０下に搭載される車両用バッテリパック３０とを備える。車両用バッテリパック３０は電池本体部３０１と機器部３０２とを有し、機器部３０２が電池本体部３０１よりも車両後方側に配置される。

フロントシート２０の底面２０ｕから機器部３０２の頂部３０２ｔまでの距離Ａ１は、フロントシート２０の底面２０ｕから電池本体部３０１の頂部３０１ｔまでの距離Ａ２よりも大きい、車両用バッテリパック３０が搭載される凹部１０ｕは凹部１０ｕの周囲のフロアパネル１０に比べて低い。

この実施の形態では、車両用バッテリパック３０は電池モジュールにより構成される電池本体部３０１と、補機部品により構成される機器部３０２とを有する。この実施の形態では、車両用バッテリパック３０をフロントシート２０下に搭載する際に、後席乗員の足５００をスムーズに入れることができ、足先の居住スペースを確保することができる車両用バッテリパック３０の配置を示す。この実施の形態では、電池本体部３０１を前方に、機器部３０２を後ろ側に配置する。なお、機器部３０２の頂部３０２ｔの高さは電池本体部３０１の頂部３０１ｔよりも低くなっている。機器部３０２は、コンバータ、インバータ、コンデンサなどの電気機器により構成される。

電池本体部３０１および機器部３０２を保護するためのプロテクタなどを電池本体部３０１および機器部３０２の上に設けてもよい。また、実施の形態１で示したような保護バーを設けてもよい。

さらに、セカンドシートに本発明に従った車両用バッテリパックを搭載し、サードシートの乗員の足先の居住スペースを確保してもよい。

図１２および図１３は、変形例に従った車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。図１２を参照して、機器部３０２が搭載されるフロアパネル１０の部位７１１は、電池本体部３０１が搭載されるフロアパネル１０の部位７１０よりも低い。すなわち、凹部１０ｕ内に段差を設けて低い位置に機器部３０２を搭載してもよい。

図１３を参照して、機器部３０２の頂部３０２ｔは、機器部３０２よりも車両後方側のフロアパネル１０とほぼ同一の高さを有するように機器部３０２を構成してもよい。

この発明に従った車両用バッテリパックの搭載構造は、フロアパネルを有するボデーと、フロアパネル上に配置されたシートと、シート下に配置された車両用バッテリパックと、車両用バッテリパックに対して車両後方側に設けられ、車両用バッテリパックを保護する保護部材とを備える。

このように構成された車両用バッテリパックの搭載構造では、車両用バッテリパックに対して車両後方側に保護部材が設けられるため、後方からの衝撃に対して車両用バッテリパックを保護することができる。たとえば、後部座席の乗員による蹴飛ばしから車両用バッテリパックを保護することができる。また、最後列のシート下に車両用バッテリパックが配置された場合には、トランクルームに乗せた荷物等が最後尾のシート下にある車両用バッテリパックに衝突することを防止できる。

さらに、保護部材の形状を工夫することによって、後部座席乗員の足置場を形成する部材として保護部材を活用できる。

より好ましくは、保護部材はボデーに締結されている。この場合、ボデーに保護部材を締結することで車両用バッテリパック自身の補強の必要がなくなる。したがって軽量化が可能となる。

より好ましくは、シートはフロントシートである。
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。

この発明の実施の形態１に従った車両用バッテリパックの搭載構造の平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１で示す車両用バッテリパックの搭載構造の斜視図である。 足置きとして機能する保護部材を説明するための車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。 この発明の実施の形態２に従った車両用バッテリパックの搭載構造の斜視図である。 図６中の矢印ＶＩＩで示す方向から見た車両用バッテリパックの搭載構造の平面図である。 この発明の実施の形態３に従った車両用バッテリパックの搭載構造の平面図である。 図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿って見た断面図である。 図１から図９に示した車両用バッテリパックの搭載構造を含む電池システムを用いた自動車の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４に従った車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。 変形例に従った車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。 変形例に従った車両用バッテリパックの搭載構造の断面図である。

Claims (4)

1. フロアパネル（１０）を有するボデー（２）と、
   前記フロアパネル（１０）上に配置された第１シート（２０）と、
   前記第１シート（２０）の車両後方側に配置された第２シート（２３）と、
   前記第１シート（２０）下に配置された車両用バッテリパック（３０）とを備え、
   前記車両用バッテリパック（３０）は電池本体部（３０１）と機器部（３０２）とを含み、前記機器部（３０２）が前記電池本体部（３０１）よりも車両後方側に配置され、
   前記第１シート底面（２０ｕ）から前記機器部頂部（３０２ｔ）までの距離（Ａ１）は、前記第１シート底面（２０ｕ）から前記電池本体部頂部（３０１ｔ）までの距離（Ａ２）よりも大きく、
   前記車両用バッテリパック（３０）が搭載される前記フロアパネルの部位は、該部位の周囲の前記フロアパネルに比べて低く、
   前記機器部後端は、前記第１シート座面の後端よりも車両前側に位置する、車両用バッテリパックの搭載構造。
2. 前記機器部頂部（３０２ｔ）は、前記機器部よりも車両後方側のフロアパネル（１０）とほぼ同一の高さを有する、請求項１に記載の車両用バッテリパックの搭載構造。
3. 前記第１シートはフロントシートである、請求項１に記載の車両用バッテリパックの搭載構造。
4. フロアパネル（１０）を有するボデー（２）と、
   前記フロアパネル（１０）上に配置された第１シート（２０）と、
   前記第１シート（２０）の車両後方側に配置された第２シート（２３）と、
   前記第１シート（２０）下に配置された車両用バッテリパック（３０）とを備え、
   前記車両用バッテリパック（３０）は電池本体部（３０１）と機器部（３０２）とを含み、前記機器部（３０２）が前記電池本体部（３０１）よりも車両後方側に配置され、
   前記第１シート底面（２０ｕ）から前記機器部頂部（３０２ｔ）までの距離（Ａ１）は、前記第１シート底面（２０ｕ）から前記電池本体部頂部（３０１ｔ）までの距離（Ａ２）よりも大きく、
   前記機器部（３０２）が搭載される前記フロアパネルの部位（７１１）は、前記電池本体部（３０１）が搭載される前記フロアパネルの部位（７１０）よりも低い、車両用バッテリパックの搭載構造。

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