JP5540790B2 - 電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造に関するものである。

従来の電気自動車には、駆動モータ及び駆動ギヤから構成される駆動モータユニットを、前側及び後側モータマウントを介してモータルームの下部に配設されたサスペンションメンバに取り付ける一方、空気コンプレッサを、駆動モータユニットの前方斜め上方で前側モータマウントよりも上方且つ前方に配設しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１６１２６０号公報

ところで、ガソリンエンジン車では、大型のエンジン及びトランスミッションを隣接配置するため、駆動系のレイアウトの自由度が低いが、電気自動車では、エンジン及びトランスミッションがなく、これらを隣接配置する必要がないため、バッテリやモータのレイアウトの自由度が高い。

そこで、本発明者たちは、バッテリやモータのレイアウトについて鋭意検討をした結果、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、モータのトルク反力を分散させる、全長の長い電気自動車にも適用可能なバッテリ及びモータの搭載構造を開発するに至った。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、バッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造において、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、モータのトルク反力を分散させることにある。また、全長の長い電気自動車に適用可能にすることにある。

第１の発明は、バッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造であって、上記モータを、前輪及び後輪の車輪軸の間に配置され且つ回転軸が車両前後方向に向いた状態で支持するモータ支持部材と、上記モータ支持部材の車両後方に車幅方向に延びるように配置され、該モータ支持部材が連結されたクロスフレームと、上記クロスフレームの車両後方に配置され、上記バッテリを支持するバッテリ支持部材とを備えており、上記モータ支持部材は、該モータ支持部材が上下方向に振動することを許容するように上記クロスフレームに連結されており、上記バッテリ支持部材は、上記クロスフレームに連結固定されていることを特徴とするものである。

これによれば、比較的重量のあるモータを前輪及び後輪の車輪軸の間に配置しているので、ヨー慣性モーメントを低減させることができる。

また、モータ支持部材をクロスフレームに連結しているので、モータのトルク反力を分散させることができる。

以上により、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、モータのトルク反力を分散させることができる。

また、モータ支持部材を、該モータ支持部材の車両後方で且つバッテリ支持部材の車両前方に配置されたクロスフレームに連結しているので、全長の長い電気自動車にも適用可能にすることができる。

また、バッテリ支持部材をクロスフレームに連結しているので、モータ支持部材がクロスフレームを介してバッテリ支持部材に連結されることになり、モータのトルク反力をより一層分散させることができる。

ところで、モータは、その回転軸が車両前後方向に向くように配置されているので、モータの回転方向が車幅方向（上下方向）となり、モータ支持部材にモータのトルク反力が伝達されると、モータ支持部材が上下方向に振動しようとする。

ここで、本発明によれば、モータ支持部材を、該モータ支持部材が上下方向に振動することを許容するようにクロスフレームに連結しているので、モータ支持部材が上下方向に振動することを許容することができる。

特に、後述する第５の発明においては、モータ支持部材にモータのトルク反力に加えて、前輪からの振動が伝達されるので、モータ支持部材が上下方向により一層振動しようとする。

ここで、本発明によれば、上述の如く、モータ支持部材が上下方向に振動することを許容することができる。

一方、バッテリは、一般に、車体に固定することが望ましい。

ここで、本発明によれば、バッテリ支持部材をクロスフレームに連結固定しているので、バッテリを車体に固定することが可能になる。

第２の発明は、上記第１の発明において、フロアパネルの車幅方向中央部には、車両前後方向に延び且つ上方に膨出するようにフロアトンネルが形成されており、上記モータは、上記フロアトンネル内に配置されていることを特徴とするものである。

これによれば、モータをフロアトンネル内に配置しているので、フロアトンネル内のスペースを有効利用することができる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記モータは、その回転軸が上記駆動輪としての前輪にデフを介して連結されており、上記モータ支持部材は、上記モータに加えて、上記デフを支持していることを特徴とするものである。

これによれば、モータ支持部材は、モータに加えて、デフを支持しているので、モータ支持部材によって、モータ及びデフを安定支持することができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記モータ支持部材は、上記デフを支持するフロントサスペンションクロスメンバと、上記フロントサスペンションクロスメンバにその後端縁部から車両後方に延びるように設けられ、上記モータを支持する延長部とを有していて、該延長部が上記クロスフレームに連結されていることを特徴とするものである。

これによれば、モータ支持部材は、デフを支持するフロントサスペンションクロスメンバと、フロントサスペンションクロスメンバにその後端縁部から車両後方に延びるように設けられ、モータを支持する延長部とを有している。つまり、モータを、車体に長いスパンで取り付けられたフロントサスペンションクロスメンバに支持している。したがって、モータを広い面によって支持することができ、モータのトルク反力をより一層分散させることができる。

第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、上記クロスフレームは、車両前後方向に延びる左右のサイドフレーム同士を連結するように配置されていることを特徴とするものである。

これによれば、クロスフレームを車両前後方向に延びる左右のサイドフレーム同士を連結するように配置しているので、従来既存の車体に大きな変更を加えることなく、クロスフレームを設けることができる。

第６の発明は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、上記クロスフレームの車幅方向両外側には、その車幅方向両端に連続してサイドシルまで延びるロードパスフレームがそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。

これによれば、クロスフレームの車幅方向両外側に、その車幅方向両端に連続して左右のサイドシルまで延びるロードパスフレームをそれぞれ設けているので、車両側突時においてクロスフレームをロードパスフレームから伝達される荷重を受ける部材として機能させることができる。

本発明によれば、比較的重量のあるモータを前輪及び後輪の車輪軸の間に配置しているので、ヨー慣性モーメントを低減させることができ、また、モータ支持部材をクロスフレームに連結しているので、モータのトルク反力を分散させることができ、以上により、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、モータのトルク反力を分散させることができる。

本発明の実施形態に係る電気自動車の全体構造を示す概略平面図である。 電気自動車の全体構造を示す概略側面図である。 バッテリ及びモータの搭載構造を示す概略平面図である。 バッテリ及びモータの搭載構造を示す概略斜視図である。 バッテリ支持部材の取付構造を示す概略斜視図であり、（ａ）は取付部材を取り付けた状態を示す図であり、（ｂ）は取付部材を取り外した状態を示す図である。 ステアリングギヤボックスの支持構造を示す概略斜視図である。 モータ及びディファレンシャルギヤの取付構造を示す概略斜視図である。 クロスフレームの取付構造を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−電気自動車の駆動系の構成−
まず、本発明の実施形態に係る電気自動車の駆動系の構成を説明する。この電気自動車（以下、車両とも言う）１は、家庭用電源など外部電源からの外部電力が供給されて充電されたバッテリ３の電力を、モータ５に供給して駆動輪を駆動させる電池式電気自動車である（図１等を参照）。車両１は、従来既存のガソリンエンジン車と車体の多くの部分を共通化した、全長の短いコンパクトカー（例えばコミューターカー）である。

バッテリ３は、モータ５にインバータ（不図示）を介して接続されていて、外部電力及びモータ５からの回生電力が供給されて充電される。そして、バッテリ３は、その充電電力をモータ５に供給して駆動させるようになっている。

インバータは、交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータと直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣコンバータとを有していて、バッテリ３及びモータ５間の電力の授受及び変換を行う。具体的には、バッテリ３をモータ５からの回生電力で充電するときには、モータ５からの交流電力をＡＣ−ＤＣコンバータによって直流電力に変換してバッテリ３に供給するようになっている。一方、バッテリ３の電力をモータ５に供給するときには、バッテリ３からの直流電力をＤＣ−ＡＣコンバータによって交流電力に変換してモータ５に供給するようになっている。

モータ５は、回転子（不図示）と固定子（不図示）と回転軸（出力軸）５ａとを有していて、この回転軸５ａが駆動輪としての左右の前輪７，９にディファレンシャルギヤ（以下、デフと言う）１１及び左右の駆動軸１３，１５を介して連結されている。そして、モータ５は、バッテリ３から電力が供給されて前輪７，９を駆動させるようになっている。

デフ１１は、車両１がカーブを曲がるときに、内輪差（内側と外側の前輪７，９の速度差）を吸収しながら、モータ５の動力を前輪７，９に振り分けて伝達するようになっている。また、デフ１１は、モータ５の回転速度を最終的に減速して、モータ５の動力を前輪７，９に伝達する機能も受け持っている。

−電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造−
次に、電気自動車１の車体構造を説明する。図１は電気自動車の全体構造を示す概略平面図、図２は電気自動車の全体構造を示す概略側面図、図３はバッテリ及びモータの搭載構造を示す概略平面図、図４はバッテリ及びモータの搭載構造を示す概略斜視図、図５はバッテリ支持部材の取付構造を示す概略斜視図、図６はステアリングギヤボックスの支持構造を示す概略斜視図、図７はモータ及びディファレンシャルギヤの取付構造を示す概略斜視図、図８はクロスフレームの取付構造を示す概略斜視図である。尚、これらの図では、図を見易くするため、部材の図示省略や簡略化などを適宜行っている。

車両１前部には、ダッシュパネル１７によって車室１９と仕切られた、該ダッシュパネル１７の車両前方空間としての前室２１が設けられている。この前室２１の車幅方向両側には、車両前後方向に延びるように左右のフロントサイドフレーム２３，２５がそれぞれ配置されている。この各フロントサイドフレーム２３，２５は、ダッシュパネル１７の車両前方において車両前後方向に延びる第１水平部２３ａ，２５ａと、この第１水平部２３ａ，２５ａの後端からダッシュパネル１７の後述する傾斜壁部１７ａの前面に沿うように斜め下後方に延びる傾斜部２３ｂ，２５ｂと、この傾斜部２３ｂ，２５ｂの後端から車室１９の底面を形成するフロアパネル２７の下面に沿うように車両後方に延びる第２水平部２３ｃ，２５ｃとを有している。

ダッシュパネル１７は、フロアパネル２７の前端から斜め上前方に延びる傾斜壁部１７ａと、この傾斜壁部１７ａの上端から上方に延びる縦壁部１７ｂとを有している。フロアパネル２７の前部上には、運転席及び助手席が車幅方向に間隔を開けて並んでなるフロントシート２９が設けられている。フロアパネル２７の車幅方向両側には、車室１９の横（ドアの下）において車両前後方向に延びるように左右のサイドシル３１，３３がそれぞれ設けられている。この各サイドシル３１，３３の前端部は、フロントサイドフレーム２３，２５の第２水平部２３ｃ，２５ｃに連結されている。フロアパネル２７の下面には、各サイドシル３１，３３の車幅方向内方において車両前後方向に延びるように断面ハット状の左右のＢフレーム３５，３７（請求項７の「サイドフレーム」に相当）がそれぞれ設けられている。この各Ｂフレーム３５，３７は、その前端部がフロントサイドフレーム２３，２５の第２水平部２３ｃ，２５ｃの後端部に連結されている一方、その後端部が後述するNo.３クロスメンバ４５に連結されている。フロアパネル２７の車幅方向中央部には、上方に膨出するようにフロアトンネル２７ａが形成されている。このフロアトンネル２７ａは、両Ｂフレーム３５，３７の間においてダッシュパネル１７から車室１９内を車両後方に延びて後述するキックアップ部２７ｂに達している。

フロアパネル２７の車両前後方向中央部の車両後方寄りには、上方に立ち上がるようにキックアップ部２７ｂが形成されており、このキックアップ部２７ｂの上端から車両後方に延びるようにリアフロアパネル２７ｃが形成されている。このリアフロアパネル２７ｃの前部上には、ベンチタイプのリアシート３９が設けられている。リアフロアパネル２７ｃの車幅方向両端部の下面には、車両前後方向に延びるように左右のリアサイドフレーム４１，４３がそれぞれ設けられている。この各リアサイドフレーム４１，４３は、車両後方に行くに従って上方に傾斜する傾斜部４１ａ，４３ａと、この傾斜部４１ａ，４３ａの後端から車両後方に延びる水平部４１ｂ，４３ｂとを有している。傾斜部４１ａ，４３ａの前端部は、サイドシル３１，３３の後端部に連結されている。

キックアップ部２７ｂの後面には、リアフロアパネル２７ｃの前端部の下方において車幅方向に延びてリアサイドフレーム４１，４３の傾斜部４１ａ，４３ａの各前端部に連結されるNo.３クロスメンバ４５が設けられている。リアフロアパネル２７ｃの車両前後方向中央部の下面には、No.３クロスメンバ４５の車両後方において車幅方向に延びてリアサイドフレーム４１，４３の各車両前後方向中央部（リアサイドフレーム４１，４３における傾斜部４１ａ，４３ａ及び水平部４１ｂ，４３ｂの各境界部分）に連結される断面ハット状のNo.４クロスメンバ４７が設けられている。このNo.４クロスメンバ４７は、No.３クロスメンバ４５よりも下面の高さ位置が高い。

次いで、電気自動車１のバッテリ３及びモータ５の搭載構造を説明する。フロントサイドフレーム２３，２５の第１水平部２３ａ，２５ａ後端部及び傾斜部２３ｂ，２５ｂの下方には、車幅方向に延びて該傾斜部２３ｂ，２５ｂの各後端部に連結固定されるフロントサスペンションクロスメンバ４９が設けられている。このフロントサスペンションクロスメンバ４９は、車両１の車幅方向中央部に配置された平面視でコ字状の本体部４９ａと、この本体部４９ａの車幅方向両側にそれぞれ設けられた左右のロアアーム支持部４９ｂ，４９ｃとを有している。この各ロアアーム支持部４９ｂ，４９ｃには、前輪７，９に連結される、フロントサスペンションのロアアーム５１，５３が支持されている。

本体部４９ａは、車両前後方向に延びる左右の側方部４９ｄ，４９ｅと、車幅方向に延びて側方部４９ｄ，４９ｅの各後部に結合される後方部４９ｆとを有している。この側方部４９ｄ，４９ｅ及び後方部４９ｆに区画された部分が空間部４９ｇを構成している。

後方部４９ｆの上面には、空間部４９ｇよりも幅が狭い第１凹部４９ｈと、この第１凹部４９ｈの車両後方に連続する第２凹部４９ｉとが形成されている。第１凹部４９ｈの内周面は、半円状に形成されている。第２凹部４９ｉの内周面は、モータ５の前端部（詳細には、回転軸５ａの外部突出部分を覆うカバー５ｂ）の外周面に対応するように第１凹部４９ｈよりも径が小さい半円状に形成されている。そして、第２凹部４９ｉには、モータ５の前端部が収容支持されている。

上述の如く構成されたフロントサスペンションクロスメンバ４９は、デフ１１を、その下部を空間部４９ｇ及び第１凹部４９ｈに収容した状態で支持している。この支持構造の詳細は後述する。

デフ１１は、車両後方に行くに従って窄まる。デフ１１の前面には、その下端縁部から車両前方に突出するように取付突起部１１ａ（図７のみ図示）が２つ形成されている。各側方部４９ｄ，４９ｅの前面の車幅方向内方部には、車両側面視で台形状のステアリングギヤボックス支持部４９ｊ，４９ｋが設けられている。この両ステアリングギヤボックス支持部４９ｊ，４９ｋの前面には、車幅方向に延びるようにステアリングギヤボックス５５が略ハット状の取付部材５７，５７によって取付固定されている。

両ステアリングギヤボックス支持部４９ｊ，４９ｋの車幅方向内方面の間には、車幅方向に延びるように矩形状のデフ支持部４９ｌが架設されている。デフ支持部４９ｌにおける各取付突起部１１ａに対応する部分には、挿通孔４９ｍがそれぞれ貫通形成されている。この各挿通孔４９ｍには、取付突起部１１ａが挿通支持されている。このことにより、デフ１１は、デフ支持部４９ｌに取付固定されている。

デフ１１の後端部の車幅方向両側には、車幅方向外方に突出するように取付部１１ｂ，１１ｃ（図７のみ図示）がそれぞれ形成されている。そして、左取付部１１ｂは、該左取付部１１ｂ及び本体部４９ａにボルト等の締結部材（不図示。以下、同じ）を貫通することにより、該本体部４９ａの上面における第１凹部４９ｈ及び第２凹部４９ｉの境界部分の、車両左方近傍に締結固定されている。一方、右取付部１１ｃは、該右取付部１１ｃ及び本体部４９ａに締結部材を貫通することにより、該本体部４９ａの上面における第１凹部４９ｈ及び第２凹部４９ｉの境界部分の、車両右方近傍に締結固定されている。これらのことにより、デフ１１は、フロントサスペンションクロスメンバ４９に取付固定されている。

デフ１１は、上述の如くフロントサスペンションクロスメンバ４９によって支持されることにより、前輪７，９の前端よりも車両後方に位置するようにモータ５の車両前方に近接配置されている。

また、本体部４９ａの車幅方向中央部には、その後端縁部から車両後方に延びるように平面視でコ字状の延長部５９が一体に設けられている。この延長部５９は、フロアトンネル２７ａの前端部の下方に配置されていて、車両前後方向に延びる左右の側壁部５９ａ，５９ｂと、車幅方向に延びて側壁部５９ａ，５９ｂの各後端部が結合される後壁部５９ｃとを有している。各側壁部５９ａ，５９ｂの車幅方向内方面は、モータ５の外周面に対応するように円弧状に形成されている。

上述の如く構成された延長部５９は、その両側壁部５９ａ，５９ｂの車幅方向内方面の円弧部分５９ｄにモータ５を載置することにより、該モータ５をその回転軸５ａが車両前後方向に向いた縦置き状態で支持している。

モータ５の外周面における車両前後方向両端部の車幅方向両側には、車幅方向外方に突出するように取付部５ｃ〜５ｆ（図７のみ図示）がそれぞれ形成されている。そして、左取付部５ｃ，５ｄは、該左取付部５ｃ，５ｄ及び延長部５９の左側壁部５９ａに締結部材を貫通することにより、左側壁部５９ａの上面の車両前後方向両端部にそれぞれ締結固定されている。一方、右取付部５ｅ，５ｆは、該右取付部５ｅ，５ｆ及び延長部５９の右側壁部５９ｂに締結部材を貫通することにより、右側壁部５９ｂの上面の車両前後方向両端部にそれぞれ締結固定されている。これらのことにより、モータ５は、延長部５９に取付固定されている。

モータ５は、上述の如く延長部５９に載置支持されることにより、前輪７，９の中心にある車輪軸ＦＡと後輪６５，６７の中心にある車輪軸ＲＡとの間に配置されている。詳細には、モータ５は、前端部以外の大部分がダッシュパネル１７の車両後方に位置し且つ回転軸５ａが前輪７，９及び後輪６５，６７の車輪軸ＦＡ，ＲＡよりも下方に位置するように、フロアトンネル２７ａ内の前端部に配置されている。

以上のように、フロントサスペンションクロスメンバ４９及び延長部５９は、モータ５及びデフ１１をマウント支持するモータ支持部材６９を構成している。そして、モータ５及びデフ１１は、上述の如くモータ支持部材６９によって支持されることにより、一体モジュールとして車両１前部に搭載されている。

また、モータ支持部材６９の車両後方には、車幅方向に延びるようにクロスフレーム７１が設けられている。このクロスフレーム７１は、フロアパネル２７の前端部の下方に配置されていて、車両１の車幅方向中央部に車幅方向に延びるように配置された本体部７１ａと、この本体部７１ａの車幅方向両端部に車両前後方向に延びるようにそれぞれ設けられた取付部７１ｂ，７１ｃとを有している。

本体部７１ａの前面の車幅方向両端部には、その上端縁部及び下端縁部から車両前方に突出し且つ上下方向に対向配置されるように上連結部７１ｄ及び下連結部７１ｅ（図８のみ図示）がそれぞれ形成されている。この各上連結部７１ｄの中央部には、挿通孔７１ｆが貫通形成されている。各下連結部７１ｅの中央部には、上連結部７１ｄの挿通孔７１ｆに対応するように挿通孔（不図示）が貫通形成されている。本体部７１ａの後面の車幅方向両側には、その上端縁部から車両後方に突出するように連結部７１ｈ（図８のみ図示）がそれぞれ形成されている。この各連結部７１ｈの中央部には、挿通孔７１ｉが貫通形成されている。各取付部７１ｂ，７１ｃの車両前後両端部には、挿通孔７１ｊがそれぞれ貫通形成されている。

上述の如く構成されたクロスフレーム７１は、両Ｂフレーム３５，３７の前端部同士を連結するように配置されている。以下、この連結構造を詳細に説明する。つまり、各Ｂフレーム３５，３７の前端部には、その底面及び車幅方向内方面に跨るようにＬ字状の介在部材７３（図８のみ図示）が、該底面及び該介在部材７３に締結部材を貫通することにより締結固定されている。この各介在部材７３には、車幅方向内方に突出するようにコ字状の取付部材７５が取付固定されている。この各取付部材７５は、上下方向に対向配置された上部７５ａ及び下部７５ｂと、これらの上部７５ａ及び下部７５ｂの車幅方向外方端部の間に設けられて両者７５ａ，７５ｂを互いに連結する連結部７５ｃとを有している。上部７５ａ及び下部７５ｂの車両前後両端部には、取付部７１ｂ，７１ｃの挿通孔７１ｊに対応するように挿通孔７５ｄがそれぞれ貫通形成されている。連結部７５ｃは、介在部材７３の車幅方向内方面に溶接固定されている。そして、クロスフレーム７１の左取付部７１ｂは、左取付部材７５の上部７５ａ及び下部７５ｂの間に挟まれた状態で該上部７５ａ、該左取付部７１ｂ及び該下部７５ｂの挿通孔７５ｄ，７５ｊ，７５ｄに締結部材を貫通することにより、左取付部材７５に締結固定されている。一方、右取付部７１ｃは、右取付部材７５の上部７５ａ及び下部７５ｂの間に挟まれた状態で該上部７５ａ、該右取付部７１ｃ及び該下部７５ｂの挿通孔７５ｄ，７１ｊ，７５ｄに締結部材を貫通することにより、右取付部材７５に締結固定されている。これらのことにより、クロスフレーム７１は、Ｂフレーム３５，３７に連結固定されている。

また、クロスフレーム７１の車幅方向両外側には、その車幅方向両端にＢフレーム３５，３７を介して連続してサイドシル３１，３３まで車幅方向に延びるロードパスフレーム７７，７９（図１のみ図示）がそれぞれ設けられている。この各ロードパスフレーム７７，７９は、フロアパネル２７の下面に設けられている。

また、クロスフレーム７１の車両後方には、平面視でＴ字状のバッテリ支持部材８１が設けられている。このバッテリ支持部材８１は、車両前後方向に延びるケース状の延長部８３と、この延長部８３の車両後方に連続して形成されたケース状の本体部８５とを有している。

延長部８３は、フロアトンネル２７ａの車両前後方向中央部から後端部までの下方に配置されていて、矩形状の底壁部８３ａと、この底壁部８３ａの前端縁部から上方に延びる前壁部８３ｂと、底壁部８３ａの左端縁部から上方に延びる左側壁部８３ｃと、底壁部８３ａの右端縁部から上方に延びる右側壁部８３ｄとを有している。各側壁部８３ｃ，８３ｄの前端部には、その車幅方向外方面から車幅方向外方に突出するように連結部８３ｅが形成されている。この各連結部８３ｅは、クロスフレーム７１の連結部７１ｈの下面に重なっている。各連結部８３ｅの中央部には、クロスフレーム７１の連結部７１ｈの挿通孔７１ｉに対応するように挿通孔８３ｆが貫通形成されている。各側壁部８３ｃ，８３ｄの後端部は、上面の高さ位置が車両後方に行くに従って高くなる。

本体部８５は、リアフロアパネル２７ｃのリアシート３９配置部分の下方に車幅方向に延びるように配置されていて、延長部８３よりも幅が広い。本体部８５は、矩形状の底壁部８５ａと、この底壁部８５ａの前端縁部から上方に延びる前壁部８５ｂと、底壁部８５ａの後端縁部から上方に延びる後壁部８５ｃと、底壁部８５ａの左端縁部から上方に延びる左側壁部８５ｄと、底壁部８５ａの右端縁部から上方に延びる右側壁部８５ｅとを有している。

前壁部８５ｂの車幅方向中央部には、延長部８３及び本体部８５の内側同士が連続するように開口８５ｆが形成されている。このことにより、延長部８３及び本体部８５の底壁部８３ａ，８５ａは面一になる。前壁部８５ｂは、延長部８３の側壁部８３ｃ，８３ｄの後端と上面の高さ位置が同じである。前壁部８５ｂは、No.３クロスメンバ４５の後面に取付固定されている。このことにより、バッテリ支持部材８１は、No.３クロスメンバ４５に取付固定されている。

後壁部８５ｃは、前壁部８５ｂよりも上面の高さ位置が高い。後壁部８５ｃの後面の左端部、車幅方向中央部及び右端部には、その上端縁部から車両後方に突出するように取付部８５ｇがそれぞれ形成されている。そして、この各取付部８５ｇは、該取付部８５ｇ及びNo.４クロスメンバ４７に締結部材を貫通することにより、No.４クロスメンバ４７の下面に締結固定されている。このことにより、バッテリ支持部材８１は、No.４クロスメンバ４７に取付固定されている。

各側壁部８５ｄ，８５ｅは、前壁部８５ｂと上面の高さ位置が同じである前部８５ｈと、この前部８５ｈの車両後方に連続して形成され、上面の高さ位置が車両後方に行くに従って高くなる後部８５ｉとを有している。この後部８５ｉの後端部は、後壁部８５ｃと上面の高さ位置が同じである。

両側壁部８５ｄ，８５ｅの前部８５ｈには、その車幅方向外方面から車幅方向外方に突出するように取付部８５ｊがそれぞれ形成されている。この各取付部８５ｊは、前部８５ｈの車幅方向外方面の上縁端部から車幅方向外方に延びる矩形状の支持部８５ｋと、この支持部８５ｋの底面及び前部８５ｈの車幅方向外方面に跨るように車両前後方向に間隔を開けて並ぶ三角板状の３つのリブ８５ｌとを有している。各支持部８５ｋの車両前後方向両端部には、挿通孔８５ｍがそれぞれ貫通形成されている。各支持部８５ｋの上面には、取付部材８５ｎが載置支持されている。この各取付部材８５ｎは、底壁部８５ｏと、この底壁部８５ｏの車幅方向外方部における外周縁部の上面から上方に延びる周壁部８５ｐとを有している。底壁部８５ｏにおける支持部８５ｋの各挿通孔８５ｍに対応する部分には、挿通孔８５ｑがそれぞれ貫通形成されている。各取付部材８５ｎは、その底壁部８５ｏ及び支持部８５ｋの挿通孔８５ｑ，８５ｍに締結部材を貫通することにより、該支持部８５ｋの上面に締結固定されている。そして、左取付部材８５ｎは、その周壁部８５ｐが左リアサイドフレーム４１の傾斜部４１ａに、締結部材によって締結固定又は溶接固定されている。一方、右取付部材８５ｎは、その周壁部８５ｐが右リアサイドフレーム４３の傾斜部４３ａに、締結部材によって締結固定又は溶接固定されている。これらのことにより、バッテリ支持部材８５は、リアサイドフレーム４１，４３に取付固定されている。

上述の如く構成されたバッテリ支持部材８１は、その内側にバッテリ３をＴ字状に載置することにより、該バッテリ３を支持している。バッテリ３は、上述の如くバッテリ支持部材８１に載置支持されることにより、モータ５の車両後方に離間配置され且つ車両１の車両前後方向中央部から後部まで搭載されている。このことにより、バッテリ３の容量は大きくなる。バッテリ支持部材８１の延長部８３に載置支持されたバッテリ３は、フロアトンネル２７ａ内の後部に配置されている。

また、モータ支持部材６９は、該モータ支持部材６９が上下方向に振動することを許容するようにクロスフレーム７１に連結結合されている。詳細には、モータ支持部材６９は、その延長部５９が内筒及び外筒をゴム弾性体によって連結してなるラバーブッシュ８７を介してクロスフレーム７１の車幅方向両側にそれぞれ連結されている。この各ラバーブッシュ８７は、その外筒が、延長部５９の側壁部５９ａ，５９ｂの車幅方向外方面に車幅方向外方に突出するように設けられた取付突起部５９ｅ（図８のみ図示）に取付固定されている。そして、ラバーブッシュ８７は、クロスフレーム７１の上連結部７１ｄ及び下連結部７１ｅの間に挟まれた状態で該上連結部７１ｄの挿通孔７１ｆ、内筒、該下連結部７１ｅの挿通孔に締結部材を貫通することにより、該上連結部７１ｄ及び該下連結部７１ｅの間に締結固定されている。これらのことにより、モータ支持部材６９は、バッテリ支持部材８１に対し、ラバーブッシュ８７を中心として上下方向に揺動可能に連結されている。このように、モータ支持部材６９は、その後端部がクロスフレーム７１に取付支持されている。

バッテリ支持部材８１は、クロスフレーム７１に連結固定されている。詳細には、バッテリ支持部材８１の連結部８３ｅは、該連結部８３ｅ及びクロスフレーム７１の連結部７１ｈの挿通孔８３ｆ，７１ｉに締結部材を貫通することにより、該連結部７１ｉの上面に締結固定されている。このように、バッテリ支持部材８１は、その前端部がクロスフレーム７１に取付支持されている。このことにより、従来既存の車体に大きな変更を加えることなく、大容量のバッテリ３を確実に支持することができる。

以上のように、モータ支持部材６９、クロスフレーム７１及びバッテリ支持部材８１は、車体に取り付けられている。

また、前室２１の車両前後方向中央部には、車幅方向に延びるように上方に開口した収納ケース８９（収納部）が設けられている。さらに、前室２１には、図示省略するが、インバータや充電器なども設けられている。

−効果−
以上より、本実施形態によれば、比較的重量のあるモータ５を前輪７，９及び後輪６５，６７の車輪軸ＦＡ，ＲＡの間に配置しているので、ヨー慣性モーメントを低減させることができる。

また、モータ支持部材６９をクロスフレーム７１に連結しているので、剛性を向上させることができるとともに、モータ５のトルク反力を分散させることができる。

以上により、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、剛性を向上させ、且つ、モータ５のトルク反力を分散させることができる。

また、モータ５をフロアトンネル２７ａ内に配置しているので、フロアトンネル２７ａ内のスペースを有効利用することができる。

また、バッテリ支持部材８１をクロスフレーム７１に連結しているので、モータ支持部材６９がクロスフレーム７１を介してバッテリ支持部材８１に連結されることになり、モータ５のトルク反力をより一層分散させることができる。

ところで、モータ５は、その回転軸５ａが車両前後方向に向くように配置されているので、モータ５の回転方向が車幅方向（上下方向）となり、モータ支持部材６９にモータ５のトルク反力が伝達されると、モータ支持部材６９が上下方向に振動しようとする。

ここで、本実施形態によれば、モータ支持部材６９を、該モータ支持部材６９が上下方向に振動することを許容するようにクロスフレーム７１にラバーブッシュ８７を介して連結しているので、モータ支持部材６９が上下方向に振動することを許容することができる。

特に、本実施形態においては、モータ支持部材６９にモータ５のトルク反力に加えて、前輪７，９からの振動が伝達されるので、モータ支持部材６９が上下方向により一層振動しようとする。

ここで、本実施形態によれば、上述の如く、モータ支持部材６９が上下方向に振動することを許容することができる。

一方、バッテリ３は、一般に、車体に固定することが望ましい。

ここで、本実施形態によれば、バッテリ支持部材８１をクロスフレーム７１に連結固定しているので、バッテリ３を車体に固定することが可能になる。

また、モータ支持部材６９は、モータ５に加えて、デフ１１を支持しているので、モータ支持部材６９によって、モータ５及びデフ１１を安定支持することができる。

また、モータ支持部材６９は、デフ１１を支持するフロントサスペンションクロスメンバ４９と、フロントサスペンションクロスメンバ４９にその後端縁部から車両後方に延びるように設けられ、モータ５を支持する延長部５９とを有している。つまり、モータ５を、車体に長いスパンで取り付けられたフロントサスペンションクロスメンバ４９に支持している。したがって、モータ５を広い面によって支持することができ、モータ５のトルク反力をより一層分散させることができる。

また、クロスフレーム７１を車両前後方向に延びる左右のＢフレーム３１，３３同士を連結するように配置しているので、従来既存の車体に大きな変更を加えることなく、クロスフレーム７１を設けることができる。

また、クロスフレーム７１の車幅方向両外側に、その車幅方向両端に連続して左右のサイドシル３１，３３まで延びるロードパスフレーム７７，７９をそれぞれ設けているので、車両側突時においてクロスフレーム７１をロードパスフレーム７７，７９から伝達される荷重を受ける部材として機能させることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、本発明をコンパクトカーに適用しているが、モータ支持部材６９を、該モータ支持部材６９の車両後方で且つバッテリ支持部材８１の車両前方に配置されたクロスフレーム７１に連結しているので、全長の長い電気自動車にも適用可能である。

また、上記実施形態では、モータ５は前輪７，９を駆動させるものであるが、後輪６５，６７を駆動させるものであってもよい。

また、上記実施形態では、モータ５をフロアトンネル２７ａ内に配置しているが、前輪７，９及び後輪６５，６７の車輪軸ＦＡ，ＲＡの間に配置する限り、これに限定されず、例えば、前室２１に配置してもよい。

また、上記実施形態では、モータ支持部材６９をクロスフレーム７１にラバーブッシュ８７を介して連結しているが、該モータ支持部材６９が上下方向に振動することを許容することができる限り、その連結構造はこれに限定されず、例えば、モータ支持部材６９をクロスフレーム７１にラバーブッシュ以外の防振装置（例えばゴムブッシュ）を介して連結してもよい。

また、上記実施形態では、モータ支持部材６９をフロントサスペンションクロスメンバ４９及び延長部５９で構成しているが、これに限らず、例えば、フロントサスペンションクロスメンバ４９のみで構成したり、サブフレームで構成したりしてもよい。

また、上記実施形態では、フロントサスペンションクロスメンバ４９及び延長部５９を一体としているが、これらを別体としてボルト等によって連結してもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造は、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、モータのトルク反力を分散させることが必要な用途等に適用することができる。

１ 電気自動車
３ バッテリ
５ モータ
５ａ 回転軸
７，９ 前輪（駆動輪）
１１ デフ
２７ フロアパネル
２７ａ フロアトンネル
３１，３３ サイドシル
３５，３７ Ｂフレーム（サイドフレーム）
４９ フロントサスペンションクロスメンバ
５９ 延長部
６９ モータ支持部材
７１ クロスフレーム
８１ バッテリ支持部材
ＦＡ 前輪の車輪軸
ＲＡ 後輪の車輪軸

Claims (6)

1. バッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造であって、
   上記モータを、前輪及び後輪の車輪軸の間に配置され且つ回転軸が車両前後方向に向いた状態で支持するモータ支持部材と、
   上記モータ支持部材の車両後方に車幅方向に延びるように配置され、該モータ支持部材が連結されたクロスフレームと、
   上記クロスフレームの車両後方に配置され、上記バッテリを支持するバッテリ支持部材とを備えており、
   上記モータ支持部材は、該モータ支持部材が上下方向に振動することを許容するように上記クロスフレームに連結されており、
   上記バッテリ支持部材は、上記クロスフレームに連結固定されていることを特徴とする電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造。
2. 請求項１記載の電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造において、
   フロアパネルの車幅方向中央部には、車両前後方向に延び且つ上方に膨出するようにフロアトンネルが形成されており、
   上記モータは、上記フロアトンネル内に配置されていることを特徴とする電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造。
3. 請求項１又は２記載の電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造において、
   上記モータは、その回転軸が上記駆動輪としての前輪にデフを介して連結されており、
   上記モータ支持部材は、上記モータに加えて、上記デフを支持していることを特徴とする電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造。
4. 請求項３記載の電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造において、
   上記モータ支持部材は、上記デフを支持するフロントサスペンションクロスメンバと、上記フロントサスペンションクロスメンバにその後端縁部から車両後方に延びるように設けられ、上記モータを支持する延長部とを有していて、該延長部が上記クロスフレームに連結されていることを特徴とする電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造において、
   上記クロスフレームは、車両前後方向に延びる左右のサイドフレーム同士を連結するように配置されていることを特徴とする電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造において、
   上記クロスフレームの車幅方向両外側には、その車幅方向両端に連続してサイドシルまで延びるロードパスフレームがそれぞれ設けられていることを特徴とする電気自動車のバッテリ及びモータの搭載構造。

Images