JP5415118B2 - Battery mounting structure - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、電動二輪車に用いられるバッテリ搭載構造に関する。 The present invention relates to a battery mounting structure used for, for example, an electric motorcycle.
従来から、電動車両の駆動用として用いられるバッテリにはバッテリから発生するガスを外部に排出できるガス抜き構造のものがある。
具体的には、バッテリケース内に収容された単セルから漏れ出したガスがモジュールの上方を流れることにより、外部に放出されるようになっている(特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, some batteries used for driving an electric vehicle have a gas vent structure that can discharge gas generated from the battery to the outside.
Specifically, the gas leaked from the single cell accommodated in the battery case is discharged to the outside by flowing over the module (see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来技術においては、バッテリケース内に収容されてモジュールの底部がバッテリケースに隙間無く載置されているため、単セルからのガスを効果的に外部に放出することが困難となる可能性がある。また、単セルは、車両の走行時における放電等により発熱することがあり、単セル自体の冷却効率の向上が望まれる。 However, in the above prior art, since the bottom of the module is housed in the battery case without any gaps, it is difficult to effectively release the gas from the single cell to the outside. There is sex. In addition, the single cell may generate heat due to discharge or the like during traveling of the vehicle, and it is desired to improve the cooling efficiency of the single cell itself.
そこで、この発明は、単セルから発生するガスを効率よく排出させつつ冷却効果を高めることができるバッテリ搭載構造を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery mounting structure that can enhance the cooling effect while efficiently discharging gas generated from a single cell.
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、単セル(例えば、実施形態における単セル54)同士を接続して構成されたモジュール(例えば、実施形態における単モジュール37T,バッテリモジュール37)と、このモジュールを収容するバッテリケース(例えば、実施形態におけるバッテリケース36)と、バッテリケースに対する吸気を行う吸気部(例えば、実施形態における吸入管51)と、バッテリケースからの排気を行う排気部(例えば、実施形態における排出管52)を備えたバッテリ搭載構造であって、前記モジュールの下部に、バッテリケースの底部(例えば、実施形態における底壁36t)に当接する突起部(例えば、実施形態における突起部53)を設け、前記バッテリケースは前記底部から上方に向かって車幅方向外側に幅広となるように形成され、前記底部近傍において前記突起部と前記バッテリケースの角部(36d)とを接触させるとともに、前記モジュール(37T)を複数設け、これら複数のモジュール間の隙間(58)に、この隙間を閉塞するリブ(57)を設けたことを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記突起部は、前記モジュールの下部の車幅方向両側に設けられ、前記車幅方向両側の突起部は、前記バッテリケースの車幅方向両側の側壁(36s)にそれぞれ接触するように設けられることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記バッテリケースの前後の縦壁(36k)と隣接する前記モジュールとの間の隙間(58)に、この隙間を閉塞するリブ(57)をさらに設けたことを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記バッテリケースにおける前記吸気部を接続する吸入ポート(47)が、前記リブよりも下方に設けられることを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記モジュールの下部に設けた前記突起部により、前記バッテリケースの底部と前記モジュールとの間に隙間(例えば、実施形態における隙間60)が形成され、この隙間を前記単セルから漏れ出た電解液の電解液溜まりとして構成したことを特徴とする。
請求項6に記載した発明は、前記モジュールの上壁(例えば、実施形態における上壁37u)と下壁(例えば、実施形態における37l)にスリット(例えば、実施形態におけるスリットS)を設けたことを特徴とする。
請求項7に記載した発明は、前記スリットは、その長手方向が車両の前後方向に沿うように形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a module configured by connecting single cells (for example, the
According to a second aspect of the present invention, the protrusions are provided on both sides of the lower part of the module in the vehicle width direction, and the protrusions on both sides of the vehicle width direction are side walls (36s) on both sides of the battery case in the vehicle width direction. It is provided so that it may contact, respectively.
According to a third aspect of the present invention, a rib (57) for closing the gap is further provided in the gap (58) between the front and rear vertical walls (36k) of the battery case and the adjacent module. Features.
The invention described in
According to a fifth aspect of the present invention, a gap (for example, the
The invention described in
The invention described in claim 7 is characterized in that the slit is formed such that its longitudinal direction is along the front-rear direction of the vehicle.
請求項1〜4に記載した発明によれば、モジュールの下部に設けた突起部により、バッテリケースの底部とモジュールとの間に隙間が形成されるため、バッテリケース内に取り込んだ外気をこの隙間に導き、バッテリケースの上部から排出することにより、単セルから発生するガスを効率よく排出できる。また、単セルを下部から上部に渡って外気に晒すことができるため冷却効果を高めることができる。
また、モジュールのバッテリケースに対する位置決めを容易に行うことができる。
また、モジュールをバッテリケースに取り付ける作業が行い易く位置決めも容易に行うことができる。
また、吸気部からの空気が隙間から上方に抜けるのを防止して、単セルの下方から上方に向けて通過させるように誘導することができるので、単セルの冷却効果を高めることができる。
請求項5に記載した発明によれば、空気を導く隙間を有効利用できる。
請求項6に記載した発明によれば、前記モジュールの上壁と下壁に向けたスリットにより空気の流れを良好にすることができる。
請求項7に記載した発明によれば、走行する車両の走行方向に長いスリットとなるため、空気の吸入、排出を効果的に行うことができる。
According to the first to fourth aspects of the present invention, since a gap is formed between the bottom of the battery case and the module by the protrusion provided at the lower part of the module, the outside air taken into the battery case is removed from the gap. The gas generated from the single cell can be efficiently discharged by discharging from the upper part of the battery case. Moreover, since the single cell can be exposed to the outside air from the lower part to the upper part, the cooling effect can be enhanced.
Further, the module can be easily positioned with respect to the battery case.
Further, the operation of attaching the module to the battery case is easy to perform and positioning can be easily performed.
Further, since the air from the intake portion can be prevented from passing upward through the gap and can be guided to pass upward from the lower side of the single cell, the cooling effect of the single cell can be enhanced.
According to the fifth aspect of the present invention, the gap for guiding air can be effectively used.
According to the invention described in
According to the seventh aspect of the present invention, since the slit is long in the traveling direction of the traveling vehicle, air can be effectively sucked and discharged.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施形態の電動二輪車の側面図である。また、図2は、電動二輪車1の外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
図1、図2に示すように、電動二輪車1は、足置き部Fを有するスクータ型の自動二輪車であり、スイングアーム12に内装された走行駆動用の電動モータ50の回転駆動力で後輪WRを駆動する。尚、電動モータ50に電力を供給する高電圧バッテリ31は、車体に設けられた図示しない充電口に外部電源を接続することによって充電される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of an electric motorcycle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a state where the exterior member of the electric motorcycle 1 is removed.
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric motorcycle 1 is a scooter type motorcycle having a footrest F, and the rear wheel is driven by the rotational driving force of an
メインフレーム2の前方側端部には、ステアリングステム7aを回転自在に輸支するヘッドパイプ3が給合されている。ステアリングステム7aの上部には操向ハンドル7が取り付けられ、下部には左右一対のフロントフォーク4が取り付けられている。フロントフォーク4の下端部には、前輪WFが回転自在に軸支されている。
A
メインフレーム2の上下方向略中央部には、左右一対のサイドフレーム5,5の上端部が連結され、サイドフレーム5はそこから斜め下に延びて屈曲した後に水平に延びており、この左右のサイドフレーム5の水平部分に挟まれるように、電動モータ50に電力を供給する72Vの高電圧バッテリ31が配設されている。サイドフレーム5は、水平部分が斜め後方に立ち上がり車体上方に屈曲して、荷室17等を支持するリヤフレーム6に連結されている。
Upper ends of a pair of left and
サイドフレーム5、5間には前側にロアクロスフレーム24が取り付けられ、ロアクロスフレーム24の中央部にはメインフレーム2の下端部が連結されている。ロアクロスフレーム24の後方にはサイドフレーム5,5間にロアクロスリヤフレーム25が取付られている。ロアクロスフレーム24とロアクロスリヤフレーム25とで高電圧バッテリ31が前後で挟まれている。つまり、左右のサイドフレーム5,5とロアクロスフレーム24とロアクロスリヤフレーム25とで高電圧バッテリ31が周囲を囲まれており、強固に車両側に取り付けられている。
ここで、各サイドフレーム5には高電圧バッテリ31の側部にコの字断面のサイドブラケット23が取り付けられ、各サイドブラケット23に跨るように、高電圧バッテリ31をサイドフレーム5に車幅方向から固定する固定プレート22が取り付けられている。
A
Here, a
サイドフレーム5の後部には、スイングアームピボット11が形成されたピボットプレート20が取り付けられている。スイングアームピボット11には、車幅方向左側のアームのみで後輪WRを支持する片持ち式のスイングアーム12の前端部が揺動自在に軸支されている。スイングアーム12の後部には、後輪WRが車軸19によって回転自在に軸支されており、スイングアーム12の後端部は、リヤショックユニット13によってリヤフレーム6に吊り下げられている。
スイングアーム12の下部には、高電圧バッテリ31から供給される直流電流を交流電流に変換して電動モータ50へ供給するパワードライブユニット35がカバー部材21に収納されている。このパワードライブユニット35から配線Lを介してモータ50に電力が供給され、モータ50から順に第1減速ギヤG1、第2減速ギヤG2を介して車軸19、後輪WRへと動力が伝達される。尚、Hは平滑コンデンサを示している。
A
A
操向ハンドル7の車体前方側には、外装部品としてのフロントカウル9が設けられ、フロントカウル9の上部には、速度計等を含むメータユニット8が取り付けられている。
フロントカウル9の車体前方側には前照灯10が設けられている。また、高電圧バッテリ31の上部には、乗員が足を乗せる足置き部Fが形成されており、リヤフレーム6の外方にはシートカウル15が設けられている。シートカウル15の上部には、車体前方側のヒンジで開閉するシート14が取り付けられている。また、シートカウル15の後端部には、尾灯装置16が取り付けられている。ピボットプレート20には、車幅方向に離間した2本の脚部を有するセンタスタンド18が取り付けられている。
A front cowl 9 as an exterior part is provided on the front side of the vehicle body of the steering handle 7, and a meter unit 8 including a speedometer and the like is attached to the top of the front cowl 9.
A
ヘッドパイプ3の車幅方向右側には、前照灯10等の補機類や制御装置34等に電力を供給する12Vの低電圧バッテリ30がバッテリケース30aに載置され、押さえ板30bによってバッテリケース30aに固定されている。低電圧バッテリ30は、高電圧バッテリ31の電力によって充電される。シートカウル15の内側で荷室17の前方には、高電圧バッテリ31の72V電圧を12Vに変換するDC−DCコンバータ32と、ヒューズやリレー等を収納するコンタクターボックス33が配設されている。更に、車幅方向右側のリヤフレーム6の外側には、パワードライブユニット35等を介して電動モータ50を制御する制御装置(ECU)34が配設されている。
On the right side of the
図3は高電圧バッテリ回りのフレームの側面図、図4は図3の斜視図、図5は図3の平面図、図6は図8のA−A線に沿う断面図、図7は図8のB−B線に沿う断面図である。
図3〜図5に示すように、高電圧バッテリ31は足置き部Fの下方に設けたバッテリケース36と、このバッテリケース36の内部に配置されたバッテリモジュール37とで構成されている。ロアクロスリヤフレーム25の後方の上部にはサイドフレーム5,5間に跨るように、ミドルクロスフレーム26が取り付けられている。
3 is a side view of the frame around the high voltage battery, FIG. 4 is a perspective view of FIG. 3, FIG. 5 is a plan view of FIG. 3, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. It is sectional drawing which follows the BB line of 8.
As shown in FIGS. 3 to 5, the high-
ここで、ロアクロスフレーム24とロアクロスリヤフレーム25とには、各々の両端部を連結するように、高電圧バッテリ31の転倒・段差越え時の保護のためのガードプレート27が設けられている。ロアクロスフレーム24とロアクロスリヤフレーム25とに跨って前後方向に一対のアンダーガード28(図6参照)が取り付けられ、バッテリケース36の底壁36tを保護している。
Here, the
サイドブラケット23にはバッテリケース36の側部に設けたフランジ部36fが固定プレート22を避けるようにして形成され、このフランジ部36fがサイドフレーム5に溶接固定されたサイドブラケット23の上面にボルト29によって固定されている。ここで、図6に示すように、フランジ部36fのボルト29の締め付け部位にはゴム製のマウント部材38が取り付けられている。
The
図6,図7に示すように、バッテリケース36は全体として、底壁36tから上方に向かって車幅方向外側に幅広となるように形成されている。具体的には、バッテリケース36は有底箱形のケース本体39とケース本体39の上部開口部40を覆う蓋41とで構成されている。ケース本体39は底壁36t下面に剛性を高めるためのリブ36lを備え、底壁36tの上面の両側縁に溝42が形成されている。ケース本体39の上部開口部40の両側縁に前述したフランジ部36fが形成されている。ケース本体39の上部開口部40の周縁には嵌合溝43が形成され、蓋41の開口周縁には嵌合溝43に嵌る嵌合部44が形成され、これらケース本体39の嵌合溝43と蓋41の嵌合部44とが嵌り合ってケース本体39の蓋41との接続部からの浸水を防止して水密性を確保している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
蓋41の上壁41zには凹部45が設けられ、この凹部45の裏面に設けたクッションゴム46により高電圧バッテリ31のバッテリモジュール37をプレート部材Pを介して押圧固定している。
そして、図7に示すように、バッテリケース36のケース本体39の前面、具体的には前側の縦壁36kの下部には吸入ポート47が左右一対の形成されている。バッテリケース36の上部を構成する蓋41の後部上面、つまり上壁41zの後部には開口部41hが設けられ、この開口部41hには排出ポート48を備えた吸引ファンであるシロッコファン49が取り付けられている。
A
As shown in FIG. 7, a pair of left and
図3〜図5に示すように、バッテリケース36の各吸入ポート47には屈曲して上方に延びる吸入管51が接続され、この吸入管51は上端の開口部51kが足置き部Fよりも上方でサイドフレーム5のメインフレーム2に対する接続部よりも下方に開口している。 また、シロッコファン49の排出ポート48には屈曲して上方に延びる排出管52が接続され、この排出管52も上端の開口部52kを足置き部Fよりも上方で吸入管51と同様の高さに開口している。ここで、吸入管51の開口部51kはフロントカウル9内で開口し、排出管52の開口部52kはシートカウル15内で開口している。尚、吸入管51の開口部51kは断面円形状に形成され、排出管52の開口部52kは断面四角形に形成されている。尚、図3に鎖線で示すように、吸入管51の先端部を前側に屈曲させ、排出管52の先端部を後側に屈曲させて、各開口部51k,52kを下向きに指向させることで、水をより一層浸入し難くすることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, each
図8はバッテリケース36の内部に単セル54、単セルユニット54u、単モジュール37Tが配置された状態を模式的に示している。尚、図7,図8において、図6のプレート部材P、凹部45及びクッションゴム46は記載を省略している。
図6〜図8に示すように、バッテリモジュール37は、単モジュール37Tを車両前後方向に3組配置して構成されている。単モジュール37Tは、単セル54を上下二段に配列したものをセル保持部55により前後で挟み込んで支持した単セルユニット54uとし、この単セルユニット54uを隙間56を隔てて車両幅方向に10組配列して構成されている。
FIG. 8 schematically shows a state in which the
As shown in FIGS. 6 to 8, the
ここで、単モジュール37Tは前後壁37f,37r及び上下壁37u,37l、側壁37sを備え、上下壁37u,37lにはスリットSが車両の走行方向に沿う方向である車両前後方向に形成されている。下壁37lのコーナ部にはバッテリケース36の底壁36tに当接する突起部53が設けられている。この突起部53はバッテリケース36の底壁36tと前後壁37f,37r、側壁36sとの角部36dに接触する位置、具体的には底壁36tの四隅に形成されている。突起部53によりケース本体39の底壁36tとバッテリモジュール37の下壁37lとの間には隙間60が形成される。
Here, the
単モジュール37Tはバッテリケース36の縦壁36k及び隣接する単モジュール37Tの間に隙間58が確保され、この隙間58には隙間58を閉塞するリブ57が設けられている。このリブ57により空気が隙間58から上方に逃げないで、バッテリケース36のケース本体39の下部の隙間60から各単モジュール37Tの下壁37lの下側に均等に割り振られる。そして、この空気は単モジュール37Tの下壁37lのスリットSから単セルユニット54uに沿って上方に均等に流れる。ここで、リブ57は吸入ポート47の上側に設けられ、吸入された空気が先ずバッテリケース36の下部に向かうようになっている。
In the
上記実施形態によれば、電動二輪車1が走行している際に、シロッコファン49が駆動すると、図7に矢印で示すように、バッテリケース36の吸入管51の開口部51kから空気が強制的に吸い込まれる。
ここで、単モジュール37Tの下壁37lのコーナ部にはバッテリケース36の底壁36tに当接する突起部53が設けられ、この突起部53はバッテリケース36の底壁36tと前後壁37f,37r、側壁36sとの角部36dに接触する位置、具体的には底壁36tの四隅に形成されている。よって、突起部53によりケース本体39の底壁36tとバッテリモジュール37の下壁37lとの間には隙間60が形成されるため、吸い込まれた空気はこの隙間60にスムーズに導かれる。
According to the above-described embodiment, when the
Here, a
また、前後方向に設けられた3つの各単モジュール37T間及びバッテリケース36の縦壁36kとの間の隙間58にはリブ57が設けられているため、隙間58から上方へは空気は流れず、導入された空気は単モジュール37Tの下壁37lのスリットSから各単モジュール54uの下部に均等に行き渡り、各単モジュール54uの下部からセル保持部55に支持された各単セル54の周囲を上側に流れて単セル54を冷却し上壁37uのスリットSから上側に抜ける。その後、バッテリケース36の蓋41の上壁41zの開口部41hからシロッコファン49により排出管52を通過して開口部52kから排出される。したがって、スリットSにより空気の上方への抜けが良くなると共に走行する車両の走行方向に長いスリットSであるため、空気の吸入、排出を効果的に行うことができる。
Further, since a
とりわけ、吸入管51はバッテリケース36の前側の縦壁36kの下部に連結されると共に、排出管52はバッテリケース36の上部である蓋41の上壁41zのシロッコファン49に連結されているため、バッテリケース36の下部から吸い込まれた空気は、上部に向かうことで、バッテリケース36内全体に対して風を通し易くでき、各単モジュール37Tからなるバッテリモジュール37を効果的に冷却することができると共に、バッテリモジュール37からガスが発生した場合にこれを効果的に上部から排出できる。
In particular, the
そして、バッテリケース36の底壁36tとの間に隙間60を形成する単モジュール37Tの突起部53はバッテリケース36の底壁36tと、前後壁37f,37r、側壁36sとの角部36dに接触するようにしてあるため、バッテリケース36に単モジュール37Tを取り付ける場合に、単モジュール37Tのバッテリケース36に対する位置決め作業を容易に行うことができる。
そして、隙間60は空気の取り込み機能に加えて単セル54が液漏れを起こした場合に電解液溜まりとして機能する点でも有利である。
The
In addition to the air intake function, the
また、高電圧バッテリ31は足置き部Fの下方に配置されているため電動二輪車1の低重心化を図ることができる。そして、吸入管51、排出管52の各開口部51k,52kはフロントカウル9の内部、シートカウル15の内部で開口しているため、これら開口部51k,52kに外部から雨等が入り込むことはない。また、電動二輪車1が、例えば足置き部Fの付近まで浸水したとしても、吸入管51の開口部51kと排出管52の開口部52kを足置き部Fの上方に位置させているため、バッテリケース36内への浸水を防止することができる。
Further, since the
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、単モジュール37Tを3つ設けてバッテリモジュール37とした場合について説明したが、単モジュール37Tは突起部53がバッテリケース36の角部36dに接触する形態であれば設置個数の制約はない。また、単セル54を2段配置した場合を例にしたが、一段あるいは三段以上であってもよく、単モジュール37Tという構造を採用せず、バッテリモジュール37の底壁の各コーナ部に突起部53が設けられる構造にも適用できる。また、吸入管51を一対(2本)設けた場合で説明したが、複数本であれば二本以上であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the case where three
54 単セル
36 バッテリケース
36t 底壁(底部)
36d 角部
37 バッテリモジュール(モジュール)
37T 単モジュール(モジュール)
51 吸入管(吸気部)
52 排出管(排気部)
53 突起部
54
37T single module (module)
51 Intake pipe (intake part)
52 Discharge pipe (exhaust part)
53 Projection
Claims (7)
前記モジュールの下部に、バッテリケースの底部(36t)に当接する突起部(53)を設け、
前記バッテリケースは前記底部から上方に向かって車幅方向外側に幅広となるように形成され、
前記底部近傍において前記突起部と前記バッテリケースの角部(36d)とを接触させるとともに、
前記モジュール(37T)を複数設け、これら複数のモジュール間の隙間(58)に、この隙間を閉塞するリブ(57)を設けたことを特徴とするバッテリ搭載構造。 A module (37T, 37) configured by connecting single cells (54), a battery case (36) for housing the module, an intake section (51) for performing intake to the battery case, and a battery case A battery mounting structure having an exhaust part (52) for exhausting,
A protrusion (53) that contacts the bottom (36t) of the battery case is provided at the bottom of the module ,
The battery case is formed so as to widen outward in the vehicle width direction from the bottom upward.
In contact with the protrusion and the corner (36d) of the battery case in the vicinity of the bottom,
A battery mounting structure in which a plurality of the modules (37T) are provided, and a rib (57) for closing the gap is provided in a gap (58) between the plurality of modules .
前記車幅方向両側の突起部は、前記バッテリケースの車幅方向両側の側壁(36s)にそれぞれ接触するように設けられることを特徴とする請求項1記載のバッテリ搭載構造。 2. The battery mounting structure according to claim 1, wherein the protrusions on both sides in the vehicle width direction are provided so as to be in contact with side walls (36 s) on both sides in the vehicle width direction of the battery case.
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