JP5656071B2

JP5656071B2 - 電動車両

Info

Publication number: JP5656071B2
Application number: JP2010292769A
Authority: JP
Inventors: 邦浩仁田脇
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2012140054A; US8789634B2; CN102555755B; DE102011057088A1; DE102011057088B4; US20120160584A1; CN102555755A

Description

この発明は、動力源であるバッテリパックを車室外に搭載した車両に関するものであり、特にそのバッテリパックのサービスプラグの配置、構造に関するものである。

電気自動車（「ＥＶ」ともいう。）において、実用十分な航続距離を確保するために、大容量のバッテリを搭載する必要があるが、その際、バッテリ自体は大型化し、車室内には十分なスペースがないため、車室外の例えば車両のフロア下に搭載されることがある。
バッテリパック３は、図５に示す如く、バッテリセル２４が組み合わされてバッテリモジュール４を形成し、このバッテリモジュール４を金属もしくは樹脂類のバッテリパックエンクロージャ（実施例の説明では、「第一筺体」と説明した。）５にて囲い、前記バッテリパック３をなしている。
前記バッテリパックエンクロージャ５は、車室外に搭載される場合、漏電を防止するために、防水処理が施されている。
また、前記バッテリパック３には、図５に示す如く、電気接続回路や制御装置等の電気制御回路２５が内蔵された上、直列に接続されたバッテリモジュール４を電圧的に分断する位置に開閉スイッチ（図示せず）を設置し、点検時に作業性などを確保するサービスプラグである前記電力遮断機構６を設けている。

特開２００９−８３６０１号公報

ところで、図６及び図７に示すバッテリパック１０３は、車両１０１のフロアパネル１０２下に設けられる従来のバッテリパック構造を示すものである。
車両１０１のフロアパネル１０２下に設けられる前記バッテリパック１０３は、このバッテリパック１０３の容量の確保とバッテリパック１０３の地面からの距離（「地上高」ともいう。）の確保とを両立させるために、前記車両１０１のフロアパネル１０２に沿って設けられることが多い。
更に、前記バッテリパック１０３には、このバッテリパック１０３の電力を一時的に遮断可能とするためのサービスプラグ（図示せず）が設けられている。
このサービスプラグは、例えば車両の組立工数削減効果を得るためにバッテリパック１０３と一体としている。
さらに、サービスプラグは車両１０１のフロアパネル１０２と向かい合うバッテリパック１０３の面（バッテリパック１０３上面）に設けられ、車両１０１の点検時に車室１０７側からバッテリパック１０３を電力遮断可能とするために、このサービスプラグはバッテリパック１０３の上面に設けられる。
さらに、このサービスプラグをサービスプラグリッド（実施例の説明では、「第二筺体リッド」と説明した。）１１１で覆うことで、サービスプラグの被水等によるバッテリパック１０３の漏電を防止している。
しかし、このようなバッテリパック１０３を搭載した車両１０１が雨天時の走行や冠水路面の走行を行うと、図７に矢印で示すように、車両前方から車両後方に向かってバッテリパック１０３上面に水流が発生することがある。
すると、バッテリパック１０３上面に設けられたサービスプラグ、サービスプラグリッド１１１の被水による漏電の可能性がある。
特に、車両のフロアパネル形状が地面とほぼ平行となる形状を有する場合、車両のフロアパネルに向かい合うバッテリパックの上面も同様にフラット面を形成することになるので、バッテリパック上面に設けられたサービスプラグの被水の可能性はより大きくなる。
サービスプラグリッドからバッテリパック内部へ水の浸入が無いよう、サービスプラグリッドには防水シール等は施されるものの、常にサービスプラグリッドが被水しやすい状態にあることはバッテリパックの故障を招きやすく望ましいことではない。

ところで、上記のような課題に対する対策として、特許文献１がある。
上記特許文献１は、車両のフロアパネル下に設けられるバッテリパックのバッテリケースに形成されたサービスプラグ用開口部と、フロアパネルに形成された孔とを弾性変形可能で且つ防水性を有するブーツ部材で接続することで、ブーツ部材の内側に防水空間を確保したことを特徴とする技術である。
これより車外の水がサービスプラグ用開口部よりバッテリケース内部に浸入することを防止でき、且つサービスプラグの車室内側からの操作を可能としている。

しかし、上記特許文献１では以下のような不都合がある。
（１）バッテリパックと車両がブーツ部材によって結合されており、バッテリパックの車両からの脱着に手間がかかる上、バッテリパックの脱着や取付時にブーツ部材を傷つけてしまうおそれがあること。
この場合の欠陥を発見することが難しく、サービスプラグの被水の可能性があること。
（２）サービスプラグ用開口部とフロアパネルに形成された孔との距離には、ある程度の制限があること。
この距離が大きくなるとブーツ部材長さも大きくなり、車室内側からのサービスプラグの確認が困難になるとともに、メンテナンス性も悪化すること。
このため、バッテリパックの上面をフロアパネル側に近づける構造が必要であると同時に、車両ごとにこの構造を用意する場合、他の車体構造が異なる車両に本バッテリパックを共通して使用することが難しいので汎用性が低い。

この発明は、サービスプラグの被水を防止しつつ、車室内側からのサービスプラグヘのアクセスを容易にでき、またバッテリパックに汎用性を持たせて他車両への採用を容易に行うことができるバッテリパック構造を提供することを目的とする。

そして、この発明の特徴は、以下の点にある。
つまり、バッテリパックのサービスプラグエンクロージャのみを交換する構成とすることで、車体構造が異なる複数の車両にも共通のバッテリパックを使用でき、汎用性の高いバッテリパックを用意できる。
また、サービスプラグを内蔵するサービスプラグエンクロージャをバッテリパックの上面に設けることで、バッテリパックの上面を流れる水がそのままサービスプラグおよびサービスプラグリッドに被水することを防止できる。
更に、車両のフロアパネルに設けた車室内外を連通する点検口に指向するようにサービスプラグおよびサービスプラグリッドを配置することで、車室内側からのサービスプラグ操作を容易にできる。
更にまた、車室内側よりサービスプラグにアクセスするためのフロアパネルに設けた点検口をフロアパネルの周囲の面より上方に配置し、さらに点検口を有する面の周囲に車両上下方向に沿って延びる縦壁を配置し、点検口と縦壁とで区画される空間を形成し、その空間内にサービスプラグの被水を防止するためのサービスプラグリッドを配置した。このため、フロアパネル下が水に浸かるような状態であってもこの空間内には空気が溜まることで、サービスプラグリッドの被水が軽減できて、バッテリパックの故障発生を軽減できる。
また、サービスプラグエンクロージャは、車両のサイドフレーム及びクロスメンバによって区画された領域内に配置することで、サービスプラグエンクロージャヘの直接的な被水を避ける構造とした。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、車両のフロアパネルの下に前記車両の動力源であるバッテリパックを備えた電動車両であって、前記バッテリパックは蓄電機能を持つバッテリモジュールと前記バッテリモジュールを内部に保持する第一筺体と前記バッテリモジュールの電力を一時的に遮断するための電力遮断機構とを備え、前記フロアパネルは前記車両の車室内から車室外へと連通する点検口を備えた電動車両において、前記バッテリパックは前記フロアパネルと向かい合う前記第一筺体の面上に上方に延びる第二筺体を備え、前記第二筺体は、内部に前記電力遮断機構を備えるとともに前記第二筺体の外部より前記電力遮断機構にアクセスするための開口を備え、前記開口の開口面は前記点検口から前記電力遮断機構へのアクセス方向に対向することを特徴とする。

この発明によれば、前記バッテリパックの被水によるサービスプラグヘの被水を軽減でき、バッテリパックの故障の発生を軽減できる。
特に、前記バッテリパックの上面を流れる水がその上面を伝って前記サービスプラグが被水することを防止でき、前記バッテリパックの故障の発生を軽減できる。
また、前記サービスプラグが、前記バッテリパックの上面よりもさらに上方に設けられ、且つ前記サービスプラグ用開口部の開口面は前記サービスプラグヘのアクセス方向に対向して設けられ、且つそのアクセス方向の延長線上には前記点検口が存在することで、車室内側からの前記サービスプラグヘのアクセスが容易になる。
更に、前記サービスプラグの被水を防止するための構造によって、前記車両と前記バッテリパックとが接続されておらず、車両からのバッテリパックの取り外しが容易になる。
更にまた、サービスプラグエンクロージャのみを変更することで、車両形状が異なる他機種への採用が可能となり、前記バッテリパックの汎用性を持たせることができる。

図１は車両フロア下へのバッテリパックの取り付けを示す斜視図である。（実施例）図２は車両フロア下ヘバッテリパックの取り付け状態を示す車両側面視図である。（実施例）図３はフロントシート下部分の点検口の概略拡大説明図である。（実施例）図４はサービスプラグ用開口部とその周辺部位を示す概略斜視図である。（実施例）図５はバッテリパックを車両上方から見たものでバッテリパック構造を示す模式図である。（実施例）図６は従来技術の車両フロア下へのバッテリパックの取り付けを示す斜視図である。図７は車両フロア下ヘのバッテリパックの取り付け状態を示す車両側面視図である。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図５はこの発明の実施例を示すものである。
図１〜図５において、１は電動車両（単に「車両」ともいう。）、２は電動車両１のフロアパネル、３はバッテリパックである。
前記電動車両１は、この車両１の動力源である前記バッテリパック３と、このバッテリパック３を前記車両１のフロアパネル２の下に備えている。
また、前記バッテリパック３は、図５に示す如く、蓄電機能を持つバッテリモジュール４とこのバッテリモジュール４を内部に保持する第一筺体（「バッテリパックエンクロージャ」ともいう。）５と前記バッテリモジュール４の電力を一時的に遮断するための電力遮断機構（「サービスプラグ」ともいう。）６とを備え、前記フロアパネル２は前記車両１の車室７内から車室７外へと連通する点検口８を備えている。
そして、前記バッテリパック３は前記フロアパネル２と向かい合う前記第一筺体５の面上に上方に延びる第二筺体（「サービスプラグエンクロージャ」ともいう。）９を備え、前記第二筺体９は、内部に前記電力遮断機構６を備えるとともに前記第二筺体９の外部より前記電力遮断機構６にアクセスするための開口１０を備え、前記開口１０の開口面は前記電力遮断機構６のアクセス方向に対向するとともに前記アクセス方向の延長線上に前記点検口８が存在する構成とする。
詳述すれば、図１及び図２に示す如く、前記第一筺体５の上面に所定高さを持つ前記第二筺体９を設ける。
そして、この第二筺体９内には前記バッテリパック３の電力を一時的に遮断可能とする前記電力遮断機構６を設けている。
また、前記第二筺体９の上部には、図４に示す如く、その外部からサービスプラグである前記電力遮断機構６にアクセス可能な電力遮断機構６用の前記開口１０を備えている。
この電力遮断機構６用の前記開口１０の開口面は電力遮断機構６ヘのアクセス方向に対向するように設けられている。
更に、このアクセス方向の延長線上には前記点検口８が存在する構成となっている。
従って、前記バッテリパック３の被水による前記電力遮断機構６ヘの被水を軽減でき、バッテリパック３の故障の発生を軽減できる。特に、前記バッテリパック３の上面を流れる水がその上面を伝って前記電力遮断機構６が被水することを防止でき、前記バッテリパック３の故障の発生を軽減できる。
また、前記電力遮断機構６が、前記バッテリパック３の上面よりもさらに上方に設けられ、且つ、前記電力遮断機構６用の前記開口１０の開口面は前記電力遮断機構６ヘのアクセス方向に対向して設けられ、且つ、そのアクセス方向の延長線上には前記点検口８が存在することで、前記車両１の車室７内側からの前記電力遮断機構６ヘのアクセスが容易になる。
更に、前記電力遮断機構６の被水を防止するための構造によって、前記車両１と前記バッテリパック３とが接続されておらず、車両１からのバッテリパック３の取り外しが容易になる。
更にまた、前記第二筺体９のみを変更することで、車両形状が異なる他機種への採用が可能となり、前記バッテリパック３の汎用性を持たせることができる。

また、前記第二筺体９は前記開口１０を覆うように第二筺体リッド（「サービスプラグリッド」ともいう。）１１を上部に設け、前記点検口８は周囲のフロアパネル２の面よりも上方に位置し、前記点検口８を有する面の周囲から車両上下方向に沿って下側に延びる縦壁１２を設け、前記縦壁１２の下端を周囲のフロアパネル２の面に結合し、前記第二筺体リッド１１は前記点検口８を有する面と前記縦壁１２とで区画された空間１３内に配置する構成とする。
詳しくは、前記電力遮断機構６用の前記開口１０の開口面の法線方向は前記点検口８に指向している。
そして、前記電力遮断機構６は、この電力遮断機構６用の前記開口１０の開口面に沿うように前記車両１の水平方向に対して傾斜して設けられ、この電力遮断機構６用の開口１０よりアクセスして操作ができるように配置されている。
また、この電力遮断機構６用の開口１０の開口面を覆う前記第二筺体リッド１１を備え、前記第二筺体９ヘボルト等の締結部材１４により固定されている。
前記バッテリパック３の点検時以外などは、前記第二筺体リッド１１によって電力遮断機構６用の開口１０を覆うことで、前記電力遮断機構６ヘのアクセスや被水等を防止する。
一方、前記バッテリパック３の取り付け状態において、前記第二筺体９は、その前後左右の周囲を車両の左側サイドフレーム１５Ｌ及び右側サイドフレーム１５Ｒと、前後に位置するクロスメンバである、前方から後方に向かって順次配置される第１、第２クロスメンバ１６、１７によって区画された領域内に位置するように車両に取り付けられる。
なお、前記バッテリパック３は、第１クロスメンバ１６の後側に第１取付ブラケット１８によって取り付けられるととともに、前記第２クロスメンバ１７の下側に第２取付ブラケット１９によって取り付けられる。
更に、前記第二筺体９の上下方向は前記車両１のフロアパネル２と前記第一筺体５の上面によって区画され、いわゆる閉空間内に前記第二筺体９は配置されている。
これより、前記電力遮断機構６の被水を軽減できる構成としている。
この電力遮断機構６ヘのアクセスは、フロアパネル２に設けた前記点検口８より車室７内側から行う。
この点検口８は、前記バッテリパック３の点検時以外はフロントシート２０によって覆われており、バッテリパック３の点検時に、図２に示す如く、フロントシート２０を後方に回転することで点検口８より電力遮断機構６にアクセスできる構造となっている。
更にまた、前記点検口８は、その点検口８が設けられるフロアパネル２の周囲よりも車両上方に位置している。
詳しくは、前記点検口８の周囲に、図３に示す如く、車両上方に沿って延びる前記縦壁１２が設けられている。
このとき、前記点検口８は周囲の前記フロアパネル２よりも上方に位置することで、図３に示す如く、点検口８を有する面とその点検口８の周囲の前記縦壁１２とで構成される前記空間１３が存在している。
本発明は、この空間１３内に前記第二筺体リッド１１が存在している。
空間１３の前方に位置するフロアパネル２面の高さよりも第二筺体リッド１１の配置高さが車両上方に位置していることで、空間１３の前方に位置するフロアパネル２面よりも高い位置にある第二筺体リッド１１が被水することを防止できる。
また、前記車両１が冠水路等を走行した場合でも、この空間１３内には空気が溜まることで第二筺体リッド１１や電力遮断機構６が被水するおそれを軽減できる。
従って、前記点検口８を有する面とこの点検口８の周囲に存在する前記縦壁１２によって区画された前記空間１３内は周囲の前記フロアパネル２面よりも上方に位置しており、周囲のフロアパネル２面まで水が到達するような場合であっても、この空間１３内には空気が溜まることで水の浸入が軽減できる。
また、前記空間１３内に前記第二筺体リッド１１を配置することで、電力遮断機構６ヘの被水の発生を軽減できる。

前記開口１０の車両前後方向中心の少なくともその一部を前記点検口８の開口部２１よりも車両後方に配置し、前記第二筺体９の前方には補機部品２２を設ける構成とする。
また、前記第二筺体９は、前記点検口８の開口部２１位置に対してやや車両後方にオフセットさせて配置している。
このとき、前記電力遮断機構６用の開口１０の少なくとも一部を点検口８よりも車両後方に位置させる。
また、前記電力遮断機構６ヘのアクセスのための電力遮断機構６用の開口１０を有する前記第二筺体９の上部は、前記点検口８に指向するように車両水平方向に対して傾斜させている。
このような構造をとる第１の理由は、前記点検口８の上方にこの点検口８の蓋を兼ねる前記フロントシート１８が車両後方に倒れることを可能に搭載されているためである。
そして、前記電力遮断機構６ヘのアクセスには、フロントシート１８を車両後方に倒し、前記点検口８の車両前方上方より電力遮断機構６ヘのアクセスが可能となっている。
このアクセス方向を考慮して、前記電力遮断機構６用の開口１０を有する前記第二筺体９の上部は車両前方上方に点検口８に指向させている。
詳しくは、前記フロントシート１８を車両後方に倒したときの、このフロントシート１８座面の底面に対して略直角の角度αとなるように傾斜させている。
また、第２の理由は、前記点検口８からの複数の部品へのアクセスを可能とするためである。
前記第二筺体９の前方には補機部品が備えられており、前記点検口８からの前記補機部品２２へのアクセスを可能としている。
更に、第３の理由は、前記第二筺体９ヘの直接的な被水を防止するためでもある。
この第二筺体９の前方には、図４に示す如く、補機部品２２が備えられており、車両前方から前記第一筺体５の上面を流れてきた水を補機部品２２が受け止めることで、第二筺体９の直接の被水を防止でき、前記バッテリパック３の故障の発生を軽減できる。
従って、前記車両１の車室７内側から電力遮断機構６および補機部品２２へのアクセスを可能としつつ、電力遮断機構６の前方に配置した補機部品２２によって第二筺体９ヘの直接的な被水を防止できる。

追記すれば、上記構造とすることで、以下のような効果を奏することができる。
前記第二筺体９を前記第一筺体５の上面より突出させて設け、前記電力遮断機構６用の開口１０を第一筺体５の上面よりも上方に位置させることで、第一筺体５の上面を流れる水が電力遮断機構６に被水することを軽減できる。
また、前記第二筺体９は前記バッテリパック３の車両１への取り付け状態において、その周囲を車両１の左側サイドフレーム１５Ｌ及び右側サイドフレーム１５Ｒと第１、第２クロスメンバ１６、１７とによって区画された領域内に配置することで、前記第二筺体９の直接的な被水を防止できる。
更に、前記フロアパネル２に設けられる前記点検口８は周囲のフロアパネル２よりも上方に位置するように設けられ、点検口８の周囲には上下方向に延びる前記縦壁１２が存在する。
この点検口８を有する面と前記縦壁１２とで形成される空間が存在し、前記空間１３内に電力遮断機構６用の開口１０を覆う前記第二筺体リッド１１を配置することで、電力遮断機構６が被水することを軽減できる。
更にまた、前記電力遮断機構６用の開口１０を有する前記第二筺体９の上部は車両前方上方に前記点検口８に指向させている。
この点検口８を覆う部材を取り払って点検口８を完全開放できない場合であっても、前記電力遮断機構６ヘのアクセスおよび電力遮断機構６の操作が可能となる。
また、前記第二筺体９を前記点検口８に対して車両後方にオフセットして配置でき、第二筺体９の手前に前記補機部品２２等を配置できて、点検口８からの補機部品２２へのアクセスも可能となる。
また、前記第二筺体９の前方に配置した前記補機部品２２によって車両前方より流れてくる水を受けることで、第二筺体９ヘの直接的な被水を防止できる。
更に、前記第二筺体９の車両前方に配置した前記補機部品２２の整備等を前記車両１の車室７内側からも行うことができる。
しかも、前記第二筺体９のみを変更することで同様のバッテリパック３を他の車種にも適用でき、バッテリパック３に汎用性を持たせることができる。
そして、前記バッテリパック３と前記第二筺体９は脱着の必要が無いので、第二筺体９とバッテリパック３を接続する締結部２３に被水防止のためのシール構造を追加でき、高い被水防止性能を得られる。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明においては、電気自動車だけでなく、ハイブリッド車（「ＨＥＶ」ともいう。）や燃料電池車（「ＦＣＥＶ」ともいう。）等のバッテリパックを車室外に搭載するものにも適用できる。
このとき、サービスプラグ形式については、特に限定しない。例えば、プラグタイプやブレーカースイッチタイプ等、開閉機能を持ったものに適用できる。

１電動車両（単に「車両」ともいう。）
２フロアパネル
３バッテリパック
４バッテリモジュール
５第一筺体（「バッテリパックエンクロージャ」ともいう。）
６電力遮断機構（「サービスプラグ」ともいう。）
７車室
８点検口
９第二筺体（「サービスプラグエンクロージャ」ともいう。）
１０開口
１１第二筺体リッド
１２縦壁
１３空間
１４締結部材
１５Ｌ左側サイドフレーム
１５Ｒ右側サイドフレーム
１６、１７第１、第２クロスメンバ
１８第１取付ブラケット
１９第２取付ブラケット
２０フロントシート
２１開口部
２２補機部品

Claims

車両のフロアパネルの下に前記車両の動力源であるバッテリパックを備えた電動車両であって、前記バッテリパックは蓄電機能を持つバッテリモジュールと前記バッテリモジュールを内部に保持する第一筺体と前記バッテリモジュールの電力を一時的に遮断するための電力遮断機構とを備え、前記フロアパネルは前記車両の車室内から車室外へと連通する点検口を備えた電動車両において、前記バッテリパックは前記フロアパネルと向かい合う前記第一筺体の面上に上方に延びる第二筺体を備え、前記第二筺体は、内部に前記電力遮断機構を備えるとともに前記第二筺体の外部より前記電力遮断機構にアクセスするための開口を備え、前記開口の開口面は前記点検口から前記電力遮断機構へのアクセス方向に対向することを特徴とする電動車両。
前記開口を覆うように第二筺体リッドが前記第二筺体の上部に設けられ、前記点検口は周囲のフロアパネルの面よりも上方に位置し、前記点検口を有する面の周囲から車両上下方向に沿って下側に延びる縦壁を設け、前記縦壁の下端を周囲のフロアパネルの面に結合し、前記第二筺体リッドは前記点検口を有する面と前記縦壁とで区画された空間内に配置することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
前記開口は前記点検口よりも車両後方にずれて配置され、前記第二筺体の前方には補機部品を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。