JP5483756B2 - 自動車 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に関し、特に、車室外にバッテリパックを配設した自動車に関する。

従来、自動車は、複数のバッテリモジュールを具備するバッテリパックを備えたもの（いわゆる、電気自動車及びハイブリッド自動車）が知られている。そして、自動車のうち、ハイブリッド自動車を例にすると、このハイブリッド自動車は、リアシートの裏側、荷室下等にバッテリパックを配設したものが一般的に知られている。

このような場合、ハイブリッド自動車は、バッテリパックの存在により、リアシートの後方のトランクスペースを縮小させてしまうという課題がある。また、ハイブリッド自動車は、バッテリパックの重量により、車両前後方向におけるバランス設定を困難にしてしまうという課題がある。

そこで、近年、ハイブリッド自動車には、車両前後方向における中央、すなわち、車両のフロアパネルの下面側にバッテリパックを配設することが考えられる。例えば、特許文献１には、車両のフロアパネルの下面側にバッテリを設置した車体フロア構造が開示されている。

また、このバッテリの冷却として、駆動用電源または補機用電源により電力を供給しファンを回転させることでバッテリを冷却させる技術も提案されている（特許文献２）。

特開２０００−２４７２６１号公報 特開平４−３１２３０４号公報

ここで、車両のフロアパネルの下面側にバッテリを設置した車両では、プロペラシャフトを必要とするＦＲ駆動方式の車両及び４ＷＤ駆動方式の車両の場合、車幅方向でプロペラシャフトを挟んで複数のバッテリを配設する必要がある。

このように配設した場合、バッテリが、車両の駆動中に、車両前部のエンジンやラジエータからの熱を直接、受けてしまう可能性がある。また、この熱害に対応するために、プロペラシャフトを挟んで配設される複数のバッテリ各々を断熱構造とすると、大幅な重量化とコスト増となってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、バッテリへの熱害を防ぐことが可能な自動車を提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明に係る自動車は、２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力を利用して駆動する自動車であって、車両上下方向におけるフロアパネルの下方側面に配置されるとともに、車両前後方向に延設して配置され、後輪に上記駆動モータの動力を伝達可能なプロペラシャフトと、上記フロアパネルの下方側面に上記プロペラシャフトを覆って配置され、上記２次電池を有するバッテリユニットとを有し、上記バッテリユニットが、車両前後方向に形成される凹部を有し、上記フロアパネルと上記バッテリユニットの上記凹部により画成される導風路に上記プロペラシャフトが収容されて構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る自動車の前部に設けた内燃機関から上記導風路側へ延設して配置される導風板を備えて構成されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る自動車の上記プロペラシャフトに第１ファンが配設されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る自動車の上記導風路の入口または出口に第２ファンが配設されている。

好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る自動車の上記導風路が断熱部材で構成されている。

本発明の自動車によれば、バッテリパックへの熱害を防ぐことができる。

本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車を模式的に示し、この車体構造の平面図である。 本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車を模式的に示し、この車体構造の側方図である。 図１における線Ｉ−Ｉ´を示す断面図である。 本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車のプロペラシャフトとバッテリパックを含む部位の側面図である。 本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車のプロペラシャフトとバッテリパックを含む部位の側面図である。

以下、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車１０を模式的に示し、この車体構造の平面図である。

また、図２は、本発明の一実施の形態であるハイブリッド自動車１０を模式的に示し、この車体構造の側方図であり、図３は、図１における線Ｉ−Ｉ´を示す断面図である。

図１乃至図３に例示されるように、本実施の形態のハイブリッド自動車１０は、このハイブリッド自動車１０の進行方向における前方側にエンジン（内燃機関）１１を備えて構成されている。エンジン１１の前部には、ラジエータ１７とラジエータファン１７ａが取り付けられている。ラジエータファン１７ａはラジエータ１７を冷却するためのものであるが、本実施の形態では、ラジエータ１７の温度によらずラジエータファン１７ａを回転させる構成をしており、エンジン１１を冷却またはエンジン１１の熱を後部へ送るファンとしても兼用する。このエンジン１１には、図示しないクラッチが接続されている。そして、クラッチには、トランスミッション１２が接続されている。

すなわち、ハイブリッド自動車１０は、トランスミッション１２にクラッチを介してエンジン１１からの駆動力を伝達している。このトランスミッション１２は、無段変速機等を用いて構成されている。そして、トランスミッション１２には、図示しない前差動歯車が接続されている。なお、本実施の形態では、図１乃至図３に例示されているものをトランスミッションとしているが、モータなど他の機器であっても良い。

この前差動歯車には、図示しない左右の前輪駆動軸が接続されている。すなわち、ハイブリッド自動車１０は、左右の前輪駆動軸に前差動歯車を介してエンジン１１の駆動力を伝達している。

そして、トランスミッション１２には、プロペラシャフト１３が接続されている。このトランスミッション１２は、図示しないギアを備えて構成されている。そして、トランスミッション１２のギアが前差動歯車のリングギアに噛み合っているため、駆動力の一部がプロペラシャフト１３に伝達されている。

このプロペラシャフト１３は、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側に車両前後方向に沿って延設されている。そして、プロペラシャフトの車両前後方向における後方側には、図示しない後差動歯車が接続されている。この後差動歯車には、図示しない左右の後輪駆動軸が接続されている。すなわち、駆動力の一部は、プロペラシャフト１３から後差動歯車を介して左右の後輪駆動軸に伝達されている。

また、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側には、プロペラシャフト１３とともに、エンジン１１から発生する排ガスを排出するための排気管９が配設されている。このように、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側には、上述したように、少なくともプロペラシャフト１３及び排気管９が配設されている。

本実施の形態において、ハイブリッド自動車１０は、プロペラシャフト１３及び排気管９の他に、車両上下方向におけるフロアパネル１４の下面側にバッテリパック１５（バッテリユニット）を備えて構成されている。

このバッテリパック１５は、バッテリモジュール１６と、図示しないＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）、配線ケーブル、ジャンクションボックス及びサービスプラグをまとめ、アッセンブリとしての役目を果たしている。

すなわち、バッテリパック１５は、一体型で構成されている。ここで、ハイブリッド自動車１０は、上述したように、フロアパネル１４の下面に車両前後方向に沿ってプロペラシャフト１３を備えて構成されている。

このため、従来のハイブリッド自動車は、ＦＲ駆動方式及び４ＷＤ駆動方式の車両のフロアパネル１４の下面にバッテリパック１５を搭載する場合、車幅方向でプロペラシャフトを挟んで分けて構成されている。

これに対し、本実施の形態のハイブリッド自動車１０は、上述したように、ＦＲ駆動方式及び４ＷＤ駆動方式のようなプロペラシャフト１３を必要とする車両に一体型のバッテリパック１５を搭載している。

具体的には、このバッテリパック１５は、車両前後方向で前方側、中央及び後方側に分けて前方側領域２１、中央領域２２及び後方側領域２３から構成されるハウジング２０から構成されている。さらに、バッテリパックの中央領域２２は、この中央領域２２とともに、車幅方向で中央領域２２を挟んで右方側及び左方側に右方側領域２４及び左方側領域２５から構成されている。

すなわち、バッテリパック１５のハウジング２０は、前方側領域２１、中央領域２２、後方側領域２３、右方側領域２４及び左方側領域２５からなる５つの領域に分けて構成されている。そして、バッテリパック１５は、これら前方側領域２１、中央領域２２、後方側領域２３、右方側領域２４及び左方側領域２５の何れかに、バッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）、配線ケーブル、ジャンクションボックス及びサービスプラグを配設し、上述したように、アッセンブリとしての役目を果たしている。

ここで、本実施の形態のバッテリパック１５を構成するバッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）、配線ケーブル、ジャンクションボックス及びサービスプラグについては、既知の技術であるため、詳細な説明は省略し、簡易的な説明で留める。

バッテリモジュール１６は、バッテリパック１５の右方側領域２４及び左方側領域２５の夫々に配設されている。このバッテリモジュール１６は、駆動モータにこの駆動モータの駆動源である電力を供給する役目を果たしている。

なお、本実施の形態において、バッテリパック１５は、上述したように、車幅方向でプロペラシャフト１３を挟んだ左右の夫々に２個のバッテリモジュール１６を備えて構成されているが、例えば、左右の夫々に１個の大型のバッテリモジュール１６を備えても良い。また、左右の夫々に３個の小型のバッテリモジュール１６を備えても良い。

ＢＣＵは、例えば、バッテリパック１５の中央領域２２に配設されている。このＢＣＵは、バッテリモジュール１６を制御する役目を果たしている。すなわち、ＢＣＵは、バッテリモジュール１６の状態を把握するために、このバッテリモジュール１６の電圧、電流及び温度等を測定している。また、ＢＣＵは、バッテリモジュール１６から駆動モータへの電力の入力を監視している。

配線ケーブルは、ＢＣＵと同様にバッテリパック１５の中央領域２２に配設される。この配線ケーブルは、各バッテリモジュール１６を繋ぐ役目を果たしている。そして、配線ケーブルには、ジャンクションボックスが配設されている。このジャンクションボックスは、各配線ケーブル同士を結合、分岐、中継する役目を果たしている。

サービスプラグは、バッテリパック１５の前方側領域２１に配設されている。このサービスプラグは、バッテリモジュール１６から生じる高電圧を遮断する役目を果たしている。このため、サービスプラグは、バッテリパック１５の着脱時に、高電圧を遮断することで、安全に作業を行えるようにしている。

このように、本実施の形態のバッテリパック１５は、前方側領域２１、中央領域２２、後方側領域２３、右方側領域２４及び左方側領域２５の各領域にバッテリモジュール１６、ＢＣＵ（バッテリコントロールユニット）、配線ケーブル、ジャンクションボックス及びサービスプラグを配設し、一体型で構成されている。

そして、一体型で構成されたバッテリパック１５のハウジング２０は、フロアパネル１４の下方側面にプロペラシャフト１３を覆って配置されている。このように車体に対してハウジング２０を取り付けた状態で、車両前後方向に沿って凹部２６が形成される。この凹部２６は、プロペラシャフト１３を収容するように構成されている。ここで、バッテリパック１５は、凹部２６によりプロペラシャフト１３を避けてフロアパネル１４の下面側に配設されている。

本実施の形態のバッテリパック１５は、車両上下方向における最も下方側に配設されている。すなわち、バッテリパック１５は、例えば、リアシートの背面側等のような凹凸をなして形成された部位に設置されていないため、車両上下方向における下方面を任意の形状に形成することが可能になる。したがって、バッテリパック１５は、このバッテリパック１５の底面を平滑に形成している。

フロアパネル１４とバッテリパック１５によって形成された凹部２６に対して、エンジン１１及びラジエータ１７からの空気を導く導風板１８が形成される。凹部２６には、プロペラシャフト１３及び排気管９を含むように導風路１９が画成される。導風路１９は断熱部材によって構成されている。導風路１９は空気を車体後部にまで導くよう形成される。これにより、エンジン１１及びラジエータ１７からの熱を持った空気を導風板１８及び導風路１９により、車体後部にまで導くことができる。したがって、熱に影響されるバッテリモジュール１６などの構成をエンジン１１及びラジエータ１７からの熱から防ぐことが可能となる。

また、図４に示すように、プロペラシャフト１３に導風ファン２７（第１ファン）を取り付け、吸引によりエンジン１１の熱を持った空気を導くことも可能となる。このとき、取り付け位置は、車体前後方向の前側、後側など、適宜、効果が大きくなる位置に取り付けることが好ましい。さらに複数取り付けて、効果を向上させることも可能である。

また、図５に示すように、導風路１９の入口付近に導風ファン２８（第２ファン）を取り付け、吸引によりエンジン１１の熱を持った空気を導くことも可能となる。さらに導風路１９の出口付近に導風ファン２８を取り付け、効果を向上させることも可能である。また、スペースや得たい効果に応じて、入口付近と出口付近の両方、またはどちらか一方など適宜、取り付けることも可能である。

また、凹部２６のプロペラシャフト１３に対向する対向面を断熱部材で構成してもよい。さらにプロペラシャフト１３の上部にあたるフロアパネル１４を断熱部材で覆ってもよい。このように構成をすると、導風路１９を作るための部材を減らすことができ、重量、コスト面でのメリットがある。

なお、上記導風ファン２７，２８の取り付け位置、数は適宜、効果が出るように取り付けることが可能である。例えば、導風路１９の入口付近に導風ファン２８を１つ取り付け、導風路１９の出口付近の部位のプロペラシャフト１３に導風ファン２７を取り付けるといった組み合わせが可能である。

このように、本実施の形態のハイブリッド自動車１０によれば、車両のフロアパネル１４の下方面に一体型のバッテリパック１５を搭載し、フロアパネル１４とバッテリパック１５によって形成される凹部２６を、エンジン１１からの熱を持った空気の導風路１９とすることにより、熱を持った空気を車両後部へ導くことができ、熱に影響されるバッテリモジュール１６を熱害から防ぐことができる。

また、本実施の形態のハイブリッド自動車１０によれば、エンジン１１またはラジエータ１７から導風路１９までが導風板１８によって接続されているので、エンジン１１またはラジエータ１７からの熱を持った空気を、車両後部へ排出できる。さらに、プロペラシャフト１３に導風ファン２７や、導風路１９の入口及び／又は出口付近に導風ファン２８を取り付けることで、より効率的に熱を持った空気を、バッテリモジュール１６に触れさせることなく、車両後部へ排出できる。

本実施の形態において、ハイブリッド自動車１０は、バッテリパック１５の後方側領域２３に、このバッテリパック１５内に冷却風を供給するための冷却装置３０を接続させている。

この冷却装置３０は、冷却風を導出する冷却ファン３１と、バッテリパック１５に冷却ファン３１の冷却風を送風する冷却ダクト３２と、を備えて構成されている。この冷却装置３０を構成する冷却ファン３１及び冷却ダクト３２は、既知の技術であるため、説明を省略する。

ここで、本実施の形態のバッテリパック１５は、上述したように、一体型で構成されている。すなわち、本実施の形態のハイブリッド自動車１０は、バッテリパック１５内に冷却ファン３１から送風された冷却風を分散させることなく送風しているため、バッテリパック１５内に均一に送風させることが可能になる。

これにより、本実施の形態のハイブリッド自動車１０は、バッテリパック１５内のバッテリモジュール１６の温度のバラつきを抑制することが可能になる。

上記のように本実施形態に係るハイブリッド自動車は、内燃機関の動力と、２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力と、を利用して駆動するハイブリッド自動車であって、車両上下方向におけるフロアパネルの下方側面に配置されるとともに、車両前後方向に延設して配置され、後輪に上記内燃機関の動力及び上記駆動モータの動力を伝達可能なプロペラシャフトと、上記フロアパネルの下方側面に上記プロペラシャフトを覆って配置され、上記２次電池を有するバッテリユニットとを有し、上記バッテリユニットが、車両前後方向に形成される凹部を有し、上記フロアパネルと上記バッテリユニットの上記凹部により画成される導風路に上記プロペラシャフトが収容されて構成されている。このため、バッテリパックへの熱害を防ぐことができる。

なお、本実施形態において、車両前部に配置したエンジン（内燃機関）の動力をプロペラシャフト１３で後輪へ伝達するようにしたが、バッテリ（２次電池）から供給される電力によって駆動する駆動モータを車両前部に配置し、駆動モータの動力をプロペラシャフト１３で後輪へ伝達するようにしてもよい。

１０ ハイブリッド自動車
１１ エンジン（内燃機関）
１２ トランスミッション
１３ プロペラシャフト
１４ フロアパネル
１５ バッテリパック（バッテリユニット）
１６ バッテリモジュール
１７ ラジエータ
１７ａ ラジエータファン
１８ 導風板
１９ 導風路
２１ 前方側領域
２２ 中央領域
２３ 後方側領域
２４ 右方側領域
２５ 左方側領域
２６ 凹部
２７ 導風ファン
２８ 導風ファン
３０ 冷却装置
３１ 冷却ファン
３２ 冷却ダクト

Claims (5)

1. ２次電池から供給される電力によって駆動する駆動モータの動力を利用して駆動する自動車であって、
   車両上下方向におけるフロアパネルの下方側面に配置されるとともに、車両前後方向に延設して配置され、後輪に前記駆動モータの動力を伝達可能なプロペラシャフトと、
   前記フロアパネルの下方側面に前記プロペラシャフトを覆って配置され、前記２次電池を有するバッテリユニットとを有し、
   前記バッテリユニットは、車両前後方向に形成される凹部を有し、前記フロアパネルと前記バッテリユニットの前記凹部により画成される導風路に前記プロペラシャフトが収容されていること、
   を特徴とする自動車。
2. 車両前部に設けた内燃機関から前記導風路側へ延設して配置される導風板を備えたこと、
   を特徴とする請求項１記載の自動車。
3. 前記プロペラシャフトに第１ファンを備えたこと、
   を特徴とする請求項１又は２記載の自動車。
4. 前記導風路の入口または出口に第２ファンを備えたこと、
   を特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の自動車。
5. 前記導風路が断熱部材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の自動車。

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