JP5225747B2 - 電気自動車およびバッテリ制御装置収納方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車に関する。詳しくは、バッテリボックスおよびバッテリ制御装置が車両のフロアパネルよりも下方に配置された電気自動車に関する。

従来より、車輪を駆動する駆動モータと、この駆動モータに電力を供給するバッテリと、このバッテリを制御する制御装置と、を備えた電気自動車が知られている。
この電気自動車では、車両の車室内のスペースを広く確保するとともに、車両の乗員の安全性を向上させるために、バッテリを車室の床面を構成するフロアパネルよりも下方の車室外に配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような電気自動車では、バッテリとともに、このバッテリを制御するバッテリ制御装置もフロアパネルよりも下方に配置される。

特許文献１で提案された電気自動車によれば、バッテリ制御装置をバッテリとともにフロアパネルよりも下方に配置したので、バッテリとバッテリ制御装置とを接続する接続ハーネスを短くして、接続ハーネスで発生するノイズを低減でき、その結果、バッテリ制御装置に対するノイズの影響を軽減できる。
特開２００４−１２７７４７号公報

しかしながら、特許文献１で提案された電気自動車では、バッテリ制御装置がフロアパネルよりも下方に配置されているため、濡れた路面を車両が走行すると、車輪により水や水滴が跳ね上げられて、この跳ね上げられた水や水滴が車体内部に浸入し、このバッテリ制御装置に水や水滴が付着する、という問題があった。

本発明は、バッテリ制御装置に水や水滴が付着するのを抑制でき、かつ、このバッテリ制御装置に対するノイズの影響を軽減できる電気自動車を提供することを目的とする。

本発明の電気自動車（例えば、後述の燃料電池車両１）は、駆動モータに電力を供給するバッテリ（例えば、後述のバッテリ２１）と、当該バッテリを収納するバッテリボックス（例えば、後述のバッテリボックス２２）と、前記バッテリの充放電状態を制御するバッテリ制御装置（例えば、後述のバッテリ制御装置２３）と、前記バッテリボックスと前記バッテリ制御装置とを接続する接続ハーネス（例えば、後述の接続ハーネス２４）と、を備え、前記バッテリボックスおよび前記バッテリ制御装置は、フロアパネル（例えば、後述のフロアパネル４０）よりも下方に配置される電気自動車であって、前記フロアパネルは、上方に突出して形成されたセンタートンネル部（例えば、後述のセンタートンネル部４２）と、当該センタートンネル部の両側から外方に延出するフロア部（例えば、後述のフロア部４１）と、で構成され、前記バッテリ制御装置は、前記バッテリボックスの上面に固定されて、かつ、前記センタートンネル部内に収納され、前記バッテリボックスは、前記フロア部に亘って配置され、前記センタートンネル部を下方から覆い、前記接続ハーネスは、前記バッテリ制御装置の車両後方側と前記バッテリボックスの車両後方側とを接続することを特徴とする。

この発明によれば、バッテリ制御装置をバッテリボックスの上面に固定してセンタートンネル部内に収納するとともに、このバッテリボックスでセンタートンネル部を下方から覆った。これにより、車体内部に浸入した水や水滴は、バッテリボックスに遮られて、バッテリ制御装置まで到達しない。よって、バッテリ制御装置に水や水滴が付着するのを防止するために、別途遮蔽板を設ける必要がなく、簡単な構成でバッテリ制御装置に水や水滴が付着するのを抑制できる。
また、バッテリボックスにより、水や水滴だけでなく跳ね上げられた小石や砂などの異物も遮蔽できるので、これらの異物が衝突することによりバッテリ制御装置が破損するのを防止できる。

また、バッテリ制御装置をセンタートンネル部で覆ったので、センタートンネル部がバッテリ制御装置を遮蔽することになり、バッテリ制御装置に対するノイズの影響を軽減できる。

また、車両が走行すると、車輪により跳ね上げられた水や水滴は、車両後方側に向かって移動することになる。
そこで、この発明によれば、バッテリ制御装置の車両後方側とバッテリボックスの車両後方側とを接続ハーネスで接続した。よって、跳ね上げられた水や水滴が接続ハーネスに付着するのを抑制でき、接続ハーネスが被水するのを防止できる。

また、センタートンネル部内にバッテリ制御装置を収納したので車室内のスペースを広く確保できる。
また、バッテリ制御装置をバッテリとともにフロアパネルよりも下方の車室外に配置して、バッテリ制御装置とバッテリとを接続ハーネスで接続した。よって、接続ハーネスを短くできるので、構造を簡素化できるとともに、バッテリ制御装置に対するノイズの影響を軽減できる。

この場合、前記バッテリは、複数のバッテリセル（例えば、後述のバッテリセル２１１）を備え、当該複数のバッテリセルのそれぞれの端子は、車両後方側を向いて配置されることが好ましい。

この発明によれば、複数のバッテリセルのそれぞれの端子を、車両後方側に向けて配置した。これにより、バッテリセルの端子と接続ハーネスとを車両後方側で容易に接続できるので、この接続ハーネスの防水対策を容易に行える。

この場合、前記バッテリボックスは、サブフレーム（例えば、後述のサブフレーム５０）上に固定され、当該サブフレームは、車体を構成するフレーム（例えば、後述のフレーム６０）に接続されることが好ましい。

この発明によれば、バッテリボックスをサブフレーム上に固定し、このサブフレームを、車体を構成するフレームに接続した。このように、サブフレームを車体に接続することで、バッテリボックスを車体に容易に取り付けられるとともに、バッテリ制御装置を容易に防水できる。

この場合、前記バッテリボックスの車両幅方向の両端部は、前記センタートンネル部の車両幅方向の両端部よりも外側に位置していることが好ましい。

この発明によれば、バッテリボックスの車両幅方向の両端部を、センタートンネル部の車両幅方向の両端部よりも外側に位置させた。これにより、センタートンネル部の下方は、このセンタートンネル部の車両幅方向の両端部間に亘ってバッテリボックスにより覆われる。よって、センタートンネル部の内部に水や水滴が侵入するのを確実に防止できるので、バッテリ制御装置の防水性をさらに向上できる。

この場合、前記センタートンネル部の車両前方側および車両後方側のうち少なくとも一方には、前記バッテリ制御装置を遮蔽する遮蔽部（例えば、後述の遮蔽部７０）が設けられることが好ましい。

この発明によれば、前記センタートンネル部の車両前方側および車両後方側のうち少なくとも一方に遮蔽部を設けた。これにより、燃料電池などのセンタートンネル部の内部に設けられた高電圧機器でノイズが発生しても、このノイズは遮蔽部によって遮蔽されるので、バッテリ制御装置がノイズの影響を受けるのを抑制できる。
また、センタートンネル部の内部に水や水滴が侵入しても、これら水や水滴は、遮蔽部によって遮蔽されるので、バッテリ制御装置の防水性を向上できる。

この場合、前記遮蔽部は、前記フロアパネルの一部が湾曲されて形成されることが好ましい。

この場合、前記遮蔽部は、前記センタートンネル部に取り付けられた遮蔽板であることが好ましい。

本発明のバッテリ制御装置収納方法は、駆動モータに電力を供給するバッテリ（例えば、後述のバッテリ２１）と、当該バッテリを収納するバッテリボックス（例えば、後述のバッテリボックス２２）と、前記バッテリの充放電状態を制御するバッテリ制御装置（例えば、後述のバッテリ制御装置２３）と、前記バッテリボックスと前記バッテリ制御装置とを接続する接続ハーネス（例えば、後述の接続ハーネス２４）と、を備える電気自動車について、前記バッテリ制御装置をフロアパネル（例えば、後述のフロアパネル４０）よりも下方に配置するバッテリ制御装置収納方法であって、前記バッテリ制御装置を、前記バッテリボックスの上面に固定するとともに、前記フロアパネルに上方に突出して形成されたセンタートンネル部（例えば、後述のセンタートンネル部４２）内に収納し、前記バッテリボックスを、前記センタートンネル部の両側から外方に延出するフロア部（例えば、後述のフロア部４１）に亘って配置して、前記センタートンネル部を下方から覆い、前記接続ハーネスにより、前記バッテリ制御装置の車両後方側と前記バッテリボックスの車両後方側とを接続することを特徴とする。

この発明によれば、上述と同様の効果がある。

この発明によれば、バッテリ制御装置をバッテリボックスの上面に固定してセンタートンネル部内に収納するとともに、このバッテリボックスでセンタートンネル部を下方から覆った。これにより、車体内部に浸入した水や水滴は、バッテリボックスに遮られて、バッテリ制御装置まで到達しない。よって、バッテリ制御装置に水や水滴が付着するのを防止するために、別途遮蔽板を設ける必要がなく、簡単な構成でバッテリ制御装置に水や水滴が付着するのを抑制できる。また、バッテリボックスにより、水や水滴だけでなく跳ね上げられた小石や砂などの異物も遮蔽できるので、これらの異物が衝突することによりバッテリ制御装置が破損するのを防止できる。また、バッテリ制御装置をセンタートンネル部で覆ったので、センタートンネル部がバッテリ制御装置を遮蔽することになり、バッテリ制御装置に対するノイズの影響を軽減できる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電気自動車が適用された燃料電池車両１の概略構成を示す車両長さ方向の縦断面図であり、図２は、燃料電池車両１の横断面図である。

燃料電池車両１は、燃料電池１０と、この燃料電池１０の後方に配置されるバッテリシステム２０と、このバッテリシステム２０の後方に配置され燃料電池１０に供給する水素ガスを貯留する水素タンク３０と、を備える。

これら燃料電池１０およびバッテリシステム２０は、燃料電池車両１の車室の床となるフロアパネル４０よりも下方、すなわち車室外に設けられる。
具体的には、フロアパネル４０には、センタートンネル４３が形成されている。燃料電池１０は、車両の前後方向に長い箱状であり、フロアパネル４０のセンタートンネル４３に収容されている。また、バッテリシステム２０の一部は、フロアパネル４０のセンタートンネル４３の燃料電池１０よりも後方に収容されている。

この燃料電池１０には、図示しない反応ガス供給装置により、アノード電極（陽極）側に水素タンク３０から水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含むエアが供給されると、電気化学反応により発電する。この燃料電池１０で発電した電力により、図示しない駆動モータを駆動して、燃料電池車両１を走行させる。

図３は、バッテリシステム２０の斜視図であり、図４は、バッテリシステム２０の上面図である。図５は、バッテリシステム２０の側面図である。
バッテリシステム２０は、バッテリ２１と、このバッテリ２１を収納する箱状のバッテリボックス２２と、このバッテリボックス２２の上面に配置される箱状のバッテリ制御装置２３と、を備える。

バッテリ２１は、燃料電池１０で発電した電力や、減速時における駆動モータからの回生電力などを蓄電する。また、このバッテリ２１に蓄電された電力は、運転状態に応じて駆動モータに適宜供給される。
バッテリボックス２２は、車両の幅方向に長い形状である。

バッテリ２１は、図５に示すように、複数の円筒状のバッテリセル２１１を備えており、これらバッテリセル２１１は、正極端子が車両の後方側を向いた状態で、車両の前後方向に沿って配置されている。
バッテリボックス２２の後面側には、端子板２２１が収納されており、これらバッテリセル２１１のうち最後方に位置するものの正極端子は、この端子板２２１に接続されている。

バッテリ制御装置２３は、バッテリ２１の温度や電圧を検出して、このバッテリ２１を制御する。

バッテリボックス２２の後面とバッテリ制御装置２３の後面とは、接続ハーネス２４で接続される。この接続ハーネス２４のバッテリボックス２２側の端部は、図示しないバスバーを介してバッテリボックス２２内の端子板２２１に接続される。
バッテリボックス２２の後面には、車両の前方側に設けられる図示しない統括制御装置に向かって延びる接続ハーネス２５が設けられている。この接続ハーネス２５は、バッテリボックス２２内のバッテリ２１に接続されている。

以上のバッテリシステム２０は、サブフレーム５０に固定されている。
サブフレーム５０は、車両の前後方向に沿って互いに略平行に延びる一対の第１サブフレーム５１と、車両の幅方向に沿って互いに略平行に延びて前記一対の第１サブフレーム５１を連結する一対の第２サブフレーム５２と、を備える。
一対の第１サブフレーム５１は、バッテリボックス２２の下面の車両幅方向の両側縁近傍を支持し、バッテリボックス２２よりも前後方向に延出している。
一対の第２サブフレーム５２は、バッテリボックス２２の下面の車両前後方向の両側縁近傍を支持する。

図６は、センタートンネル部４２のバッテリシステム２０が収容される部分の車両幅方向の縦断面図であり、図７は、センタートンネル部４２のバッテリシステム２０が収容される部分の車両前後方向の縦断面図である。

フロアパネル４０は、一対のフロア部４１と、この一対のフロア部４１の間に設けられるセンタートンネル部４２と、で構成される。
一対のフロア部４１は、車両の幅方向に隣接して設けられる一対の座席それぞれの床を構成する。
センタートンネル部４２は、フロア部４１よりも上方に突出しており、車両の前後方向に連続している。このセンタートンネル部４２で囲まれた空間は、上述のセンタートンネル４３となっている。

また、バッテリボックス２２の車両の幅方向の寸法は、センタートンネル部４２の幅方向の寸法よりも大きくなっている。このバッテリボックス２２は、センタートンネル部４２の車幅方向両側のフロア部４１に亘って配置されて、センタートンネル部４２を下方から覆っている。これにより、バッテリボックス２２の車幅方向の両端部は、センタートンネル部４２の車両幅方向の両端部よりも外側に位置している。
また、バッテリ制御装置２３は、バッテリボックス２２の上面に配置されているため、センタートンネル４３に収納される。

センタートンネル４３のバッテリ制御装置２３の前方には、フロアパネル４０の一部が湾曲されて形成された遮蔽部７０が設けられる。この遮蔽部７０により、バッテリ制御装置２３は、燃料電池１０から遮蔽される。

サブフレーム５０の一対の第１サブフレーム５１それぞれの前端側は、フロアパネル４０の下面側にボルト５３で固定される。
また、一対の第１サブフレーム５１それぞれの後端側は、車体を構成するフレーム６０の下面側にボルト５４で固定される。これにより、バッテリシステム２０は、車体に固定される。

本実施形態の燃料電池車両１によれば、以下の効果を奏する。
（１）バッテリ制御装置２３をバッテリボックス２２の上面に固定してセンタートンネル４３に収納するとともに、このバッテリボックス２２でセンタートンネル部４２を下方から覆った。これにより、車体内部に浸入した水や水滴は、バッテリボックス２２に遮られて、バッテリ制御装置２３まで到達しない。よって、バッテリ制御装置２３に水や水滴が付着するのを防止するために、別途遮蔽板を設ける必要がなく、簡単な構成でバッテリ制御装置２３に水や水滴が付着するのを抑制できる。
（２）バッテリボックス２２により、水や水滴だけでなく跳ね上げられた小石や砂などの異物も遮蔽できるので、これらの異物が衝突することによりバッテリ制御装置２３が破損するのを防止できる。

（３）バッテリ制御装置２３をセンタートンネル部４２で覆ったので、センタートンネル部４２がバッテリ制御装置２３を遮蔽することになり、バッテリ制御装置２３に対するノイズの影響を軽減できる。

（４）車両が走行すると、車輪により跳ね上げられた水や水滴は、車両後方側に向かって移動することになる。よって、バッテリ制御装置２３の車両後方側とバッテリボックス２２の車両後方側とを接続ハーネス２４で接続したので、跳ね上げられた水や水滴が接続ハーネス２４に付着するのを抑制でき、接続ハーネス２４が被水するのを防止できる。

（５）センタートンネル４３にバッテリ制御装置２３を収納したので車室内のスペースを広く確保できる。
（６）バッテリ制御装置２３をバッテリ２１とともにフロアパネル４０よりも下方の車室外に配置して、バッテリ制御装置２３とバッテリ２１とを接続ハーネスで接続した。よって、接続ハーネス２４を短くできるので、構造を簡素化できるとともに、バッテリ制御装置２３に対するノイズの影響を軽減できる。

（７）複数のバッテリセル２１１のそれぞれの端子を、車両後方側に向けて配置したので、バッテリセル２１１の端子と接続ハーネス２４とを車両後方側で容易に接続できる。よって、この接続ハーネス２４の防水対策を容易に行える。

（８）バッテリボックス２２をサブフレーム５０上に固定し、このサブフレーム５０を、車体を構成するフレーム６０に接続したので、バッテリボックス２２を車体に容易に取り付けられるとともに、バッテリ制御装置２３を容易に防水できる。

（９）バッテリボックス２２の車両幅方向の両端部を、センタートンネル部４２の車両幅方向の両端部よりも外側に位置させたので、センタートンネル部４２の下方は、このセンタートンネル部４２の車両幅方向の両端部間に亘ってバッテリボックス２２により覆われる。よって、センタートンネル部４２の内部に水や水滴が侵入するのを確実に防止できるので、バッテリ制御装置２３の防水性をさらに向上できる。

（１０）センタートンネル部４２の車両前方側に遮蔽部７０を設けた。これにより、センタートンネル４３に設けられた燃料電池１０でノイズが発生しても、このノイズは遮蔽部７０によって遮蔽されるので、バッテリ制御装置２３がノイズの影響を受けるのを抑制できる。

（１１）センタートンネル４３に水や水滴が侵入しても、これら水や水滴は、遮蔽部７０によって遮蔽されるので、バッテリ制御装置２３の防水性を向上できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。

例えば、本実施形態では、遮蔽部７０を、センタートンネル部４２の車両前方側に設けたが、これに限らない。遮蔽部は、センタートンネル部４２の車両後方側に設けてもよい。
また、本実施形態では、遮蔽部７０を、フロアパネル４０の一部を湾曲させて形成したが、これに限らない。すなわち、図８に示すように、遮蔽部７０Ａを、センタートンネル部４２Ａの内面に取り付けた遮蔽板で構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る電気自動車が適用された燃料電池車両の概略構成を示す車両長さ方向の縦断面図である。 前記実施形態に係る燃料電池車両の横断面図である。 前記実施形態に係る燃料電池車両のバッテリシステムの斜視図である。 前記実施形態に係る燃料電池車両のバッテリシステムの上面図である。 前記実施形態に係る燃料電池車両のバッテリシステムの側面図である。 前記実施形態に係る燃料電池車両について、センタートンネルパネルのバッテリシステムが収容される部分の車両幅方向の縦断面図である。 前記実施形態に係る燃料電池車両について、センタートンネルパネルのバッテリシステムが収容される部分の車両前後方向の縦断面図である。 本発明の変形例に係る燃料電池車両の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 燃料電池車両（電気自動車）
１０ 燃料電池
２０ バッテリシステム
２１ バッテリ
２２ バッテリボックス
２３ バッテリ制御装置
２４ 接続ハーネス
４０ フロアパネル
４１ フロア部
４２ センタートンネル部
５０ サブフレーム
６０ フレーム
７０ 遮蔽部
２１１ バッテリセル

Claims (8)

1. 複数のバッテリセルを備え駆動モータに電力を供給するバッテリと、
   当該バッテリを収納するバッテリボックスと、
   前記バッテリの充放電状態を制御するバッテリ制御装置と、
   前記バッテリボックスと前記バッテリ制御装置とを接続する接続ハーネスと、を備え、
   前記バッテリボックスおよび前記バッテリ制御装置は、フロアパネルよりも下方に配置される電気自動車であって、
   前記フロアパネルは、上方に突出して形成されたセンタートンネル部と、当該センタートンネル部の両側から外方に延出するフロア部と、で構成され、
   前記バッテリ制御装置は、その車両後方側の面が前記バッテリボックスの車両後方側の面よりも車両前方側になるように当該バッテリボックスの上面に固定されて、かつ、前記センタートンネル部内に収納され、
   前記バッテリボックスは、前記フロア部に亘って配置され、前記センタートンネル部を下方から覆い、
   前記接続ハーネスは、前記バッテリボックスの上面かつ前記センタートンネル部内に設けられ、その一端側が前記バッテリ制御装置の車両後方側の面に接続され、他端側が前記バッテリボックスの車両後方側の面に接続され、
   前記複数のバッテリセルのそれぞれの端子は、車両後方側を向いて配置され、
   前記バッテリボックス内のうち車両側方から視て前記バッテリ制御装置より車両後方側には、前記複数のバッテリセルの端子が接続される端子板が設けられることを特徴とする電気自動車。
2. 前記バッテリボックスは、サブフレーム上に固定され、
   当該サブフレームは、車体を構成するフレームに接続されることを特徴とする請求項１または１に記載の電気自動車。
3. 前記バッテリボックスの車両幅方向の両端部は、前記センタートンネル部の車両幅方向の両端部よりも外側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車。
4. 前記センタートンネル部の車両前方側および車両後方側のうち少なくとも一方には、前記バッテリ制御装置を遮蔽する遮蔽部が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気自動車。
5. 前記遮蔽部は、前記フロアパネルの一部が湾曲されて形成されることを特徴とする請求項４に記載の電気自動車。
6. 前記遮蔽部は、前記センタートンネル部に取り付けられた遮蔽板であることを特徴とする請求項４に記載の電気自動車。
7. 反応ガスが供給されると発電し、発電した電力を前記駆動モータまたは前記バッテリに供給する燃料電池をさらに備え、
   前記燃料電池は、前記センタートンネル部内のうち前記バッテリ制御装置よりも車両前方側に収納され、
   前記センタートンネル部の前記燃料電池と前記バッテリ制御装置との間には、前記バッテリ制御装置を遮蔽する遮蔽部が設けられることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の電気自動車。
8. 複数のバッテリセルを備え駆動モータに電力を供給するバッテリと、当該バッテリを収納するバッテリボックスと、前記バッテリの充放電状態を制御するバッテリ制御装置と、前記バッテリボックスと前記バッテリ制御装置とを接続する接続ハーネスと、を備える電気自動車について、
   前記バッテリ制御装置をフロアパネルよりも下方に配置するバッテリ制御装置収納方法であって、
   前記バッテリ制御装置を、その車両後方側の面が前記バッテリボックスの車両後方側の面よりも車両前方側になるように当該バッテリボックスの上面に固定するとともに、前記フロアパネルに上方に突出して形成されたセンタートンネル部内に収納し、
   前記バッテリボックスを、前記センタートンネル部の両側から外方に延出するフロア部に亘って配置して、前記センタートンネル部を下方から覆い、
   前記接続ハーネスを前記バッテリボックスの上面かつ前記センタートンネル部内に設け、その一端側を前記バッテリ制御装置の車両後方側の面に接続し、他端側を前記バッテリボックスの車両後方側の面に接続し、
   前記複数のバッテリセルのそれぞれの端子を、車両後方側に向けて配置し、
   前記バッテリボックス内のうち車両側方から視て前記バッテリ制御装置より車両後方側に、前記複数のバッテリセルの端子が接続される端子板を設けることを特徴とするバッテリ制御装置収納方法。

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