JP6244391B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車室内に配置されたバッテリモジュールを備える車両に関する。
モータ動力を利用して走行するハイブリッド車両、電気自動車などの車両には、バッテリモジュール（高圧バッテリ）が配置されている。例えば、特許文献１、２には、車室内であって後部座席の下方に配置されたバッテリモジュールと、バッテリモジュールを冷却した空気（以下、適宜バッテリ冷却後の空気という）を排出する排気ダクトとを備える車両が開示されている。
特許第５４００８６３号公報 米国特許第８６９５７４２号明細書
しかしながら、特許文献１、２に記載される車両では、排気ダクトがサイドトリムに接続されており、排気ダクトから排出されたバッテリ冷却後の空気が、サイドトリムとボディアウタとの間のスペースを通り、サイドトリムの比較的高い位置に形成された開口（シートベルト装置のウェビング挿通口や、ウェビング挿通口より車両後方に形成される開口）から車室内に排出されるので、車室内に排出されたバッテリ冷却後の空気が搭乗者に違和感を与える虞があった。
本発明の目的は、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく車室内に分散排気できる車両を提供することである。
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
フロアパネル（例えば、後述の実施形態のフロアパネル３）と、
車室（例えば、後述の実施形態の車室２）内に配置されたバッテリモジュール（例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール３２）と、
前記バッテリモジュールを冷却した空気を排出する排気ダクト（例えば、後述の実施形態の排気ダクト９）と、
前記排気ダクトを覆うように前記フロアパネル上に配置されたカーペット（例えば、後述の実施形態のカーペット１４）と、を備える車両（例えば、後述の実施形態の車両１）であって、
前記カーペットには複数の通気孔（例えば、後述の実施形態の通気孔１４ａ）が設けられており、
前記排気ダクトから排出された空気は、前記フロアパネルと前記カーペットとの間の空間を通って複数の前記通気孔から車室内に排出される。
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の車両であって、
前記排気ダクトは、ダクト端部に設けられた第１排気口（例えば、後述の実施形態の第１排気口９ｅ）と、ダクト下面に前記フロアパネルに対向するようにバッテリ接続部（例えば、後述の実施形態のバッテリ接続部９ａ）と前記ダクト端部との間に設けられた第２排気口（例えば、後述の実施形態の第２排気口９ｆ）と、を備える。
請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の車両であって、
前記排気ダクトは、上面に凹凸部（例えば、後述の実施形態の凸部９ｇ、凹部９ｈ）を有する。
請求項４に記載の発明は、
請求項２又は３に記載の車両であって、
前記第１排気口及び／又は前記第２排気口は、サイドトリム（例えば、後述の実施形態のサイドトリム１５）の近傍に設けられている。
請求項５に記載の発明は、
請求項４に記載の車両であって、
前記バッテリモジュールは、前部座席の下方であって前記フロアパネルに凹設されたバッテリ収容凹部（例えば、後述の実施形態のバッテリ収容凹部３ａ）に配置され、
前記排気ダクトは前記バッテリモジュールから後方に延設され、
前記第１排気口から排出された空気は、サイドメンバ（例えば、後述の実施形態のサイドメンバ１６）と前記サイドトリムとの間の空間を通って後方に排出される。
請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載の車両であって、
前記第２排気口は、前部座席下に配置され、
前記第１排気口は、後部座席（例えば、後述の実施形態の後部座席５）下に配置される。
請求項１に記載の発明によれば、排気ダクトから排出されたバッテリ冷却後の空気は、フロアパネルとカーペットとの間の空間を通り、カーペットに形成された複数の通気孔から車室内に排出されるので、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく車室内に分散排気できる。
請求項２に記載の発明によれば、排気ダクトは、ダクト端部に設けられた第１排気口と、ダクト下面にフロアパネルに対向するようにバッテリ接続部とダクト端部との間に設けられた第２排気口と、を備えるので、分岐配管を持たない１本の排気ダクトでも、バッテリ冷却後の空気を複数箇所から排出することができる。また、第２排気口は、フロアパネルに対向しているので、バッテリ冷却後の空気を、圧力損失を抑えつつ排出できるだけでなく、フロアパネルを利用して分散させることができる。
請求項３に記載の発明によれば、排気ダクトは、上面に凹凸部を有するので、排気ダクトの上面と、その上方に配置されるカーペットとの間に空間を確保し、カーペットの通気孔が排気ダクトの上面によって塞がれることを防止できる。
請求項４に記載の発明によれば、第１排気口及び／又は第２排気口は、サイドトリムの近傍に設けられているので、空調装置の吸気口がセンターコンソールに設けられた場合でも、吸気口から第１排気口及び／又は第２排気口を離間させることで、排気ダクトから排出されたバッテリ冷却後の空気が空調装置の吸気口に直接取り込まれることを防止できる。
請求項５に記載の発明によれば、バッテリモジュールは、前部座席の下方であってフロアパネルに凹設されたバッテリ収容凹部に配置されているので、車室内空間を広く確保できるだけでなく、前部座席を低い位置に配置できる。また、排気ダクトはバッテリモジュールから後方に延設され、第１排気口から排出された空気は、サイドメンバとサイドトリムとの間の空間を通って後方に排出されるので、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく更に分散排気することができる。
請求項６に記載の発明によれば、第２排気口は、前部座席下に配置され、第１排気口は、後部座席下に配置されるので、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく更に分散排気することができる。
本発明の一実施形態に係る車両の車室内の主な構成要素の配置を示す斜視図において、左側前部座席及び左側後部座席を省略した図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリユニットの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両のバッテリユニット配置部を前側上方から見た斜視図において、左側前部座席を省略した図である。 本発明の一実施形態に係る車両のバッテリユニット配置部を後側上方から見た斜視図において、右側前部座席を省略した図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両のバッテリユニット配置部を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車両の右側前部座席下（図７の矢印Ｂ）からバッテリユニット配置部を見た正面図である。 本発明の一実施形態に係る排気ダクトの下面図である。 本発明の一実施形態に係る排気ダクトの第２排気口とカーペットの通気孔との位置関係を示す要部平面図である。 図１０のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の一実施形態に係る排気ダクトの第１排気口から排出される空気の流れを示す斜視図である。
以下、本発明の一実施形態の車両について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。
図１に示すように、本実施形態の車両１は、車室２の床部を構成するフロアパネル３上に、左右の前部座席４、左右の後部座席５、折り畳み自在な左右の３列目座席６、図示しないモータなどに電力を供給するバッテリユニット３０などを備える。
図２及び図３に示すように、バッテリユニット３０は、平面視で左右方向に長い直方体形状のバッテリケース３１と、バッテリケース３１に収容されるバッテリモジュール３２、バッテリＥＣＵ３７、バッテリ冷却ダクト（図示せず）及び保守点検用プラグ３３と、バッテリケース３１の上部開口を覆うバッテリカバー３４と、を備える。
本実施形態のバッテリユニット３０には、左右に並ぶ２つのバッテリモジュール３２が収容されており、左右のバッテリモジュール３２は、比較的剛性が高い上部フレーム部材３５を介して一体的に連結されている。上部フレーム部材３５は、断面略Ｌ字形状を有する前後一対のクロスフレーム３５ｆ、３５ｒと、２つのバッテリモジュール３２の上面を覆う矩形状の上部パネル３５ｐとから構成され、上部パネル３５ｐの前端部にクロスフレーム３５ｆが固定されるとともに上部パネル３５ｐの後端部にクロスフレーム３５ｆが固定され、部分的に閉断面が形成される。バッテリモジュール３２は、その充放電を制御するバッテリＥＣＵ３７を介してバッテリユニット３０の外部に電気の出力を行う。
バッテリ冷却ダクトは、図１に示す冷却ファン７から導入ダクト８を介してバッテリユニット３０内に導入された空気（例えば、空気調和装置の冷気）でバッテリモジュール３２を冷却するように構成されており、冷却後の空気は、排気ダクト９を介して車室２に排気される。
バッテリカバー３４は、シール部材３６を挟んだ状態でバッテリケース３１の上部開口を密閉状態で覆う。バッテリカバー３４は、その前端部に溶着される左右の前部固定部材３８ｆと、その後端部に溶着される左右の後部固定部材３８ｒとを一体に備えており、これらの固定部材３８を介してフロアパネル３に固定される。
バッテリカバー３４には、導入ダクト８が接続される２つの空気導入口３４ａと、排気ダクト９が接続される２つの空気排出口３４ｂと、バッテリユニット３０の外部からバッテリＥＣＵ３７にアクセスするためのＥＣＵアクセス口３４ｃと、バッテリユニット３０の外部から保守点検用プラグ３３にアクセスするためのプラグアクセス口３４ｄと、が形成されている。
ＥＣＵアクセス口３４ｃ及びプラグアクセス口３４ｄは、通常、着脱自在なアクセスカバー３９、４０（図７参照）によって個別に覆われており、アクセスカバー３９、４０を取り外すことにより、ＥＣＵアクセス口３４ｃ又はプラグアクセス口３４ｄが開口され、バッテリＥＣＵ３７又は保守点検用プラグ３３へのアクセスが可能になる。
保守点検用プラグ３３は、車両１の保守点検に際し、バッテリモジュール３２からの電気の出力を遮断するための操作具であり、バッテリケース３１内の車幅方向左側に配置され、バッテリカバー３４のプラグアクセス口３４ｄを介してバッテリユニット３０の外部から操作される。
図４〜図７に示すように、バッテリユニット３０は、前部座席４の下方であってフロアパネル３に凹設されたバッテリ収容凹部３ａ（図６参照）に配置される。バッテリ収容凹部３ａに配置されたバッテリユニット３０は、バッテリカバー３４に設けられる固定部材３８の締結によりフロアパネル３に固定される。
左右の前部座席４の下方には、それぞれ、前部座席４を車両前後方向に移動可能に支持する左右一対のシートレール１０と、各シートレール１０の前端部及び後端部を支持する前後一対の補強部１１と、が設けられている。シートレール１０及び補強部１１は、前部座席４及び運転者の荷重を支えるために高い剛性を有しており、補強部１１は、フロアパネル３に対して溶接等により強固に固定される。そして、シートレール１０は、フロアパネル３のフロア面３ｂから上方に突設される前後一対の補強部１１間に架け渡した状態で保持される。
保守点検用プラグ３３は、前部座席４をシートレール１０に沿って前方に移動させることでアクセス可能となるように前後方向の位置が設定されている。つまり、通常時は、前部座席４で保守点検用プラグ３３（アクセスカバー４０）が隠れているが、保守点検に際しては、図５に示すように前部座席４を前方に移動させることで保守点検用プラグ３３へのアクセスが可能になる。
図７に示すように、左右の前部座席４の下方であってバッテリカバー３４（又はフロアパネル３）の上方には、車両前後方向に延設される左右のヒーターダクト１２、１３が配置されている。左右のヒーターダクト１２、１３は、前端に接続される空調装置からの温風を後端の排出口１２ｂ、１３ｂから後部座席５の足元空間に向けて排出する。また、左右のヒーターダクト１２、１３は、必要な流路断面積を確保しつつ、高さ寸法を抑えるために幅広な扁平形状を有している。
左右のヒーターダクト１２、１３のうち、左側のヒーターダクト１２は、後端側に左右に分岐した左右の分岐部１２ａを有しており、保守点検用プラグ３３は、左右の分岐部１２ａ間に挟まれるように配置されている。これにより、ヒーターダクト１２を取り外すことなく、保守点検用プラグ３３へのアクセスが可能になる。
図７〜図１２に示すように、左右の排気ダクト９は、車両の中心に対し略対称に配置されており、必要な流路断面積を確保しつつ、高さ寸法を抑えるために幅広な扁平形状を有している。具体的な排気ダクト９の構成部位としては、バッテリカバー３４の空気排出口３４ｂに接続されるバッテリ接続部９ａと、バッテリ接続部９ａから車幅方向に沿って外側方に延設される車幅方向延設部９ｂと、車幅方向延設部９ｂの外端部から前部座席４の車幅方向外側のシートレール１０の内側に沿うように車両後方に向けて湾曲する湾曲部９ｃと、湾曲部９ｃから車両前後方向に沿って車両後方に延設される前後方向延設部９ｄと、前後方向延設部９ｄの後端に形成され、後部座席５の下方でバッテリ冷却後の空気を排出する第１排気口９ｅと、湾曲部９ｃの下面にフロアパネル３に対向するように形成され、バッテリ冷却後の空気をフロアパネル３に向けて排出する第２排気口９ｆと、を備える。
排気ダクト９の車幅方向延設部９ｂは、前部座席４の下方において、ヒーターダクト１２、１３との干渉を回避するために、ヒーターダクト１２、１３の上部を交差するように配置されている。また、左右の排気ダクト９のうち、左側の排気ダクト９の車幅方向延設部９ｂは、ヒーターダクト１２の上部を交差するにあたり、保守点検用プラグ３３（プラグアクセス口３４ｄ）の前側上方を通るように配置されている。これにより、排気ダクト９を取り外すことなく、保守点検用プラグ３３へのアクセスが可能になる。
排気ダクト９は、フロアパネル３の上方に配置されるカーペット１４とフロアパネル３との間に配置されている。カーペット１４には、図１０に示すように、前部座席４の下方であって、排気ダクト９の車幅方向延設部９ｂ及び湾曲部９ｃを上方から覆う領域に、車幅方向及び車両前後方向に並ぶ複数の通気孔１４ａが形成されている。一方、排気ダクト９は、カーペット１４によって覆われる車幅方向延設部９ｂ及び湾曲部９ｃの上面に、車両前後方向に沿うリブ形状であって、車幅方向に並列する複数の凸部９ｇが形成されている。隣り合う凸部９ｇ間には凹部９ｈが形成され、カーペット１４が凸部９ｇに支持されることで、カーペット１４と隣り合う凸部９ｇと凹部９ｈとにより空間が形成される。このように排気ダクト９の上面とカーペット１４との間に空間を確保することにより、カーペット１４の通気孔１４ａが排気ダクト９の上面によって塞がれることを防止している。
図７及び図１１に示すように、排気ダクト９の湾曲部９ｃは、前部座席４の下方であって、サイドメンバ１６（図１など参照）の上方及び内側を覆うサイドトリム１５の近傍に位置している。図８及び図９も参照して、湾曲部９ｃの下面は、フロアパネル３と所定の間隔をもって対向しており、ここに第２排気口９ｆが形成されている。第２排気口９ｆは、旋回流が発生しやすい湾曲部９ｃに形成されることで、排気ダクト９内を流れるバッテリ冷却後の空気の一部を良好に排出することができる。
排気ダクト９の第２排気口９ｆからフロアパネル３に向けて排出されたバッテリ冷却後の空気は、フロアパネル３に当たるとともに、フロアパネル３に沿って流れることで分散される。そして、カーペット１４とフロアパネル３との間の空間に充満したバッテリ冷却後の空気は、カーペット１４に形成される複数の通気孔１４ａを介して前部座席４の下方空間に分散排気される。
図７及び図１２に示すように、排気ダクト９の第１排気口９ｅは、後部座席５の前端下方（足元）であって、サイドトリム１５の近傍に位置しており、カーペットに覆われたサイドトリム１５の延設部１５ａとフロアパネル３との間の空間に向けてバッテリ冷却後の空気を排出する。サイドトリム１５の延設部１５ａとフロアパネル３との間の空間に排出されたバッテリ冷却後の空気は、サイドメンバ１６とサイドトリム１５との間の空間を通って車室２の後方（例えば、３列目座席６の後方空間）に排出されるとともに、後部座席５の下方において、フロアパネル３とカーペット１４との間の空間を通り、カーペット１４に設けられた開口部（図示せず）などから後部座席５の下方空間に排出される。
以上説明したように、本実施形態の車両１によれば、排気ダクト９から排出されたバッテリ冷却後の空気は、フロアパネル３とカーペット１４との間の空間を通り、カーペット１４に形成された複数の通気孔１４ａから車室２内に排出されるので、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく車室２内に分散排気できる。
また、排気ダクト９は、ダクト端部に設けられた第１排気口９ｅと、ダクト下面にフロアパネル３に対向するようにバッテリ接続部９ａとダクト端部との間に設けられた第２排気口９ｆと、を備えるので、分岐配管を持たない１本の排気ダクト９でも、バッテリ冷却後の空気を複数箇所から排出することができる。また、第２排気口９ｆは、フロアパネル３に対向しているので、バッテリ冷却後の空気を、圧力損失を抑えつつ排出できるだけでなく、フロアパネル３を利用して分散させることができる。
また、排気ダクト９は、上面に凸部９ｇを有するので、排気ダクト９の上面と、その上方に配置されるカーペット１４との間に空間を確保し、カーペット１４の通気孔１４ａが排気ダクト９の上面によって塞がれることを防止できる。
また、第１排気口９ｅ及び第２排気口９ｆは、サイドトリム１５の近傍に設けられているので、空調装置の吸気口（図示せず）がセンターコンソール（図示せず）に設けられている場合でも、吸気口から第１排気口９ｅ及び第２排気口９ｆを離間させることで、排気ダクト９から排出されたバッテリ冷却後の空気が空調装置の吸気口に直接取り込まれることを防止できる。
また、バッテリモジュール３２は、前部座席４の下方であって、フロアパネル３に凹設されたバッテリ収容凹部３ａに配置されているので、車室内空間を広く確保できるだけでなく、前部座席４を低い位置に配置できる。また、排気ダクト９は、バッテリモジュール３２から後方に延設され、第１排気口９ｅから排出されたバッテリ冷却後の空気の一部は、サイドメンバ１６とサイドトリム１５との間の空間を通って後方に排出されるので、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく更に分散排気することができる。
また、第１排気口９ｅは、後部座席５の下方に配置されるので、バッテリ冷却後の空気を搭乗者に違和感を与えることなく更に分散排気することができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
１ 車両
２ 車室
３ フロアパネル
３ａ バッテリ収容凹部
４ 前部座席
５ 後部座席
９ 排気ダクト
９ａ バッテリ接続部
９ｅ 第１排気口
９ｆ 第２排気口
９ｇ 凸部（凹凸部）
１４ カーペット
１４ａ 通気孔
１５ サイドトリム
１６ サイドメンバ
３２ バッテリモジュール

Claims (6)

  1. フロアパネルと、
    車室内に配置されたバッテリモジュールと、
    前記バッテリモジュールを冷却した空気を排出する排気ダクトと、
    前記排気ダクトを覆うように前記フロアパネル上に配置されたカーペットと、を備える車両であって、
    前記カーペットには複数の通気孔が設けられており、
    前記排気ダクトから排出された空気は、前記フロアパネルと前記カーペットとの間の空間を通って複数の前記通気孔から車室内に排出される、車両。
  2. 請求項１に記載の車両であって、
    前記排気ダクトは、ダクト端部に設けられた第１排気口と、ダクト下面に前記フロアパネルに対向するようにバッテリ接続部と前記ダクト端部との間に設けられた第２排気口と、を備える、車両。
  3. 請求項２に記載の車両であって、
    前記排気ダクトは、上面に凹凸部を有する、車両。
  4. 請求項２又は３に記載の車両であって、
    前記第１排気口及び／又は前記第２排気口は、サイドトリムの近傍に設けられている、車両。
  5. 請求項４に記載の車両であって、
    前記バッテリモジュールは、前部座席の下方であって前記フロアパネルに凹設されたバッテリ収容凹部に配置され、
    前記排気ダクトは前記バッテリモジュールから後方に延設され、
    前記第１排気口から排出された空気は、サイドメンバと前記サイドトリムとの間の空間を通って後方に排出される、車両。
  6. 請求項５に記載の車両であって、
    前記第２排気口は、前部座席下に配置され、
    前記第１排気口は、後部座席下に配置される、車両。
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