JP6610496B2 - 電池パック搭載車両 - Google Patents

Description

本発明は、リアシート下方のフロアパネルに配置された電池パックを搭載する電池パック搭載車両に関する。

ハイブリッド車両などの車両の駆動用原動機として回転電機を備える車両においては、この回転電機の電力源として電池パックが搭載される。フロアパネル上に電池パックが搭載された車両において、雨雪や車室内での水溢しによりフロアパネルに水が浸入すると、電池パックなどの高電圧部品が被水して故障するおそれがある。そこで、フロアパネル上に搭載された電池パックの被水を防止するため、フロアパネルに排水プラグが設置される。

特許文献１には、フロアパネル上に配置された電池パックと、フロアパネルに設置された排水プラグとを備え、フロアパネル下には補強メンバが、補強メンバ上とフロアパネル下との間に空間を形成する状態で接合され、排水プラグは、フロアパネルにおける前記空間に面する位置に配置され、補強メンバに排水穴が形成されている、電池パックを搭載した自動車が記載される。

特開２０１５−１３７００８号公報

フロアパネル上に電池パックを搭載する車両において、電池パックをリアシート下方のフロアパネルに配置することが知られている。リアシート下方のフロアパネルに電池パックを配置した車両において、電池パックの被水防止の目的でリアシート下方のフロアパネルに排水プラグを設置することが考えられる。しかし、リアシート下方のフロアパネルには補強メンバが設けられていないため、リアシート下方のフロアパネルに設置された排水プラグを、特許文献１のように補強メンバにより保護することができない。そのため、リアシート下方に電池パックを搭載する車両では、洗車等での高圧放水が排水プラグに直接当たり、排水プラグから室内に水が浸入してしまうおそれがある。

本発明は、リアシート下方のフロアパネルに配置された電池パックを搭載する車両において、リアシート下方のフロアパネルに設置された排水プラグを保護し、高圧放水による排水プラグからの車室内への水の浸入を防止することを目的とする。

本発明は、リアシート下方のフロアパネルに形成された凹部に配置された電池パックと、前記凹部の底面に設置された排水プラグと、前記フロアパネルおよび排気管の間に設置されたヒートインシュレータと、を備え、前記排水プラグが前記ヒートインシュレータに覆われる、電池パック搭載車両に関する。

本発明によれば、リアシート下方のフロアパネルに設置された排水プラグがヒートインシュレータによって保護されるため、洗車等の高圧放水による排水プラグからの車室内への水の浸入を防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る電池パック搭載車両の一例を示す側方透視図である。 リアシート下方のフロアパネルに形成された凹部および電池パックを含む構成を示す車両の左右方向の断面図である。 リアシート下方のフロアパネルに形成された凹部および電池パックを含む構成を示す車両の前後方向の断面図である。 排水プラグの構成の一例を示す図である。 車両登坂傾斜時における図３の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、前後、左右、上下などの方向および向きを表す語句は、特段の断りがない限り車両１０を基準にした方向および向きを表す。

図１は、本実施形態に係る電池パック搭載車両１０（以下単に「車両１０」ともいう）の一例を示す側方透視図であり、ハイブリッド自動車などの車両駆動用の電動機を備えた車両１０の電池パック配置を示す図である。

図１に示す車両１０は、フロントシート１２およびリアシート１４を有する乗用車である。車両１０は、車体の床部分を形成したフロアパネル１６（アンダーボデー）を有する。フロアパネル１６の上面は、車室内に面している。

リアシート１４下方のフロアパネル１６には、凹部１８が形成される。凹部１８は、下側に窪みを有し、上方に向けて開口した空間であり、電池パック２２は、少なくともその底部が凹部１８に収容される形で、凹部１８に配置される。

図２および図３は、本実施形態に係る車両１０において、フロアパネル１６に形成された凹部１８および電池パック２２の周囲の構成を示す断面図である。図２は車両前方から見た構成を示し、図３は車両左側から見た構成を示す。図２および図３に示す構成では、リアシート１４下方のフロアパネル１６には、下方の底面２０、左右方向に配置された一対のサイドメンバ５４、前方に配置されたクロスメンバ５６および後方のフロアパネル１６に形成された後縁５８によって囲われた空間である凹部１８が形成される。

電池パック２２は、車両駆動用の電動機に電力を供給し、また、回生制動などによって電動機で発電された電力により充電される。図２に示す構成では、電池パック２２は、電池スタック２４と、ジャンクションブロック２６（Ｊ／Ｂ）と、監視ユニット２８と、電池スタック２４、ジャンクションブロック２６および監視ユニット２８を収容するケース３０とを備え、凹部１８に収容される。また、図２に示す構成において、電池パック２２には、付帯設備として送風機３２および排気ダクト３４が設けられる。

電池スタック２４は、複数の電池モジュールが積層されてなる略直方体の形状を有する。図２に示す電池パック２２では、電池スタック２４の長手方向（電池モジュールの積層方向）が車両１０の左右方向（車幅方向）と一致する。電池モジュールは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池であってよい。

ジャンクションブロック２６には、電池パック２２のシステムメインリレー（リレー）、ヒューズ等が集約されている。リレーは、電池パック２２と回転電機等の負荷との接続および遮断を切り替える機能を有しており、リレーのバスバーや接点等の導体部分には電池パック２２からの大電流が供給される。監視ユニット２８は、電池パック２２の充電状態（ＳＯＣ）や温度を監視する機能を有する。監視ユニット２８は、例えばコンピュータから構成され、演算回路であるＣＰＵ、メモリ等の記憶部およびインターフェース等が内部バスを介して互いに接続される。

送風機３２は、電池パック２２を冷却する冷却システムを構成する部材の一つである。送風機３２としては、例えば、吐出型のファン又はブロア等が挙げられる。送風機３２は、車室内の空気を冷却風として電池パック２２に送り込み、電池スタック２４を通過させることにより電池モジュールを冷却する。電池スタック２４を通過した冷却風（排気）は、電池パック２２から排気ダクト３４を経て車室内等へと排出される。

リアシート１４下方のフロアパネル１６に電池パック２２が配置される場合、図２に示すように、電池スタック２４、ジャンクションブロック２６、監視ユニット２８および送風機３２を左右方向に並べて配置することにより、上下方向および前後方向の省スペースを図ることができる。

図２および図３に示す構成では、電池パック２２は、フレーム３６を介してフロアパネル１６に設置される。電池パック２２とフロアパネル１６との間に空間を設けることにより、電池パック２２をフロアパネル１６に直接載置する場合と比較して、電池パック２２が被水するまでの水位を確保し、電池パック２２が被水する可能性を低減できる。例えば、フレーム３６をボルト、ナットなどの締結部材を用いて底面２０に固定し、電池パック２２のケース３０をフレーム３６と連結することにより、電池パック２２はフレーム３６を介してフロアパネル１６から少し上昇した位置に設置される。

排水プラグ４０は、リアシート１４下方のフロアパネル１６に形成された凹部１８の底面２０に設置される。例えば、車室内で飲料水等の液体を大量に溢したり、車室内に持ち込んだ氷雪等が融けたり、ドア類のウェザーストリップ不良により雨水が車室内に浸入した場合、水等の液体がフロアパネル１６上に浸入する。凹部１８に水等の液体が溜まると、凹部１８に配置された電池パック２２が被水して故障するおそれがある。排水プラグ４０を凹部１８の底面２０に設置することにより、凹部１８に溜まった液体を排水プラグ４０から車室外へ排出し、電池パック２２が被水する可能性を低減できる。

図４に排水プラグ４０の構成例を示す。排水プラグ４０は、底面２０に開けたフロアパネル１６を貫通する孔に設置される。図４において、排水プラグ４０内に水等の液体が溜まっていない場合は、ばね４２の反力によりフラップ４４が閉じることで排水口４６が閉じる。一方、排水プラグ４０入口に設けられたメッシュ（フィルタ）４８を通過して排水プラグ４０内に水等の液体が所定量溜まると、液体の圧力によりフラップ４４が開いて（図４の破線に示す状態）排水口４６が開くことで、図４の矢印に示すように、排水プラグ４０内に溜まった液体が排水口４６を通って車室外へ排出される。

排水プラグ４０としては、図４の構成例以外にも様々な構成を適用することが可能である。例えば、車室内から車室外への液体の流れを許容しつつ車室外から車室内への液体の流れを遮断する逆止弁の機能を有するもの等を排水プラグ４０として用いてもよい。

図２および図３に示す構成において、底面２０には、排水プラグ４０に向けて水が流れる流路３８が設けられている。流路３８を設けることにより、平坦面走行時の排水性を向上できる。底面２０は、平坦面走行時における排水性を向上する目的で、排水プラグ４０に向かうにつれて下方に傾斜する形状が好適である。底面２０に流路３８を形成する方法は、溶接ビード等の公知の方法でもよい。

図５は、図３で示す構成において、登坂時など、車両１０の後方が下向きに傾斜したときの模式図であり、図５中の破線Ａは最大水位を示す。排水プラグ４０を底面２０の後ろ側に設置することにより、後傾した車両１０における凹部１８の排水性を向上させ、電池パック２２の中でもジャンクションブロック２６および監視ユニット２８等の高電圧部品が被水する可能性を低減することができる。一方、車両１０の前方が下向きに傾斜すると、凹部１８に溜まった水が凹部１８の前方に配置されたクロスメンバ５６を乗り越えてフロアパネル１６の前方側に流れ出るため、ジャンクションブロック２６および監視ユニット２８等の高電圧部品の被水を回避することができる。また、ジャンクションブロック２６および監視ユニット２８等の高電圧部品を車両１０の後方に配置することにより、これらの高電圧部品が車両１０の前方が下向きに傾斜したときに被水する可能性を低減できる。

また、凹部１８に水が溜まった状態で車両１０が左右に傾き、電池パック２２の被水が避けられない事態が想定される。この場合、図２に示す構成例では、左から右に、送風機３２、ジャンクションブロック２６、電池パック２２、監視ユニット２８および排水プラグ４０の順で配置されることにより、車両１０が右に傾いたときは、排水プラグ４０から凹部１８内に溜まった水が速やかに排水され、監視ユニット２８の被水を回避でき、他方、車両１０が左に傾いたときは、ジャンクションブロック２６に対して、低電圧部品である送風機３２が先に浸水し、送風機３２より安全側に配置されたジャンクションブロック２６によって、より安全に電池パック２２の機能を停止させることができる。左右方向において、ジャンクションブロック２６および監視ユニット２８を含む高電圧部品が送風機３２および排水プラグ４０によって挟まれる構成を有する車両であれば、凹部１８に水が溜まった状態で車両１０が左右に傾いて被水が避けられない場合であっても、図２の構成例と同様に、より安全に電池パック２２の機能を停止させることができる。

本実施形態に係る車両１０は、フロアパネル１６の下方に配置された排気管５２を備える。排気管５２の内部を内燃機関から排出された高温の排気が通過することにより、排気管５２の温度も上昇し、排気管５２は熱を放射する。排気管５２の内部を通過した排気は、消音器等を経て、車両１０の最後部から排出される。

本実施形態に係る車両１０は、フロアパネル１６および排気管５２の間に設置されたヒートインシュレータ５０を備える。ヒートインシュレータ５０は、排気管５２および消音器等の排気系部品から放射される熱を遮蔽して、フロアパネル１６に設けられた部品を保護するために設けられる。ヒートインシュレータ５０は、板状のカバー部材であり、例えば、金属又は樹脂等によって作製される。

本実施形態に係る車両１０は、図２および図３に示すように、排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０により覆われることを特徴とする。凹部１８を含むリアシート１４下方のフロアパネル１６には補強メンバが設けられていないため、凹部１８の底面２０に排水プラグ４０を設置した場合、排水プラグ４０を補強メンバにより保護できない。すると、洗車時に洗車機ノズルから噴出する高圧放水が排水プラグ４０に直接当たり、排水プラグ４０から車室内に水が浸入してしまうおそれがある。本実施形態に係る車両１０によれば、排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０で覆われることにより、排水プラグ４０を保護し、洗車時等の高圧放水による排水プラグ４０からのフロアパネル１６内への水の浸入を防止できる。

また、排水プラグ４０をカバー部材で覆う場合、雪路走行時にタイヤが巻き上げた雪や氷によって、フロアパネル１６とカバー部材との隙間が詰まり、排水プラグ４０がその用をなさないおそれがある。氷点下環境下において、フロアパネル１６とカバー部材との隙間に留まっていた水が凍結することによって、当該隙間が詰まるおそれも考えられる。本実施形態に係る車両１０によれば、フロアパネル１６とヒートインシュレータ５０との隙間に雪や氷が浸入したとしても、ヒートインシュレータ５０を介して伝わる排気管５２からの熱によって雪や氷が融解するため、フロアパネル１６とヒートインシュレータ５０との隙間が雪や氷等で詰まることを防止できる。さらに、本実施形態に係る車両１０によれば、排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０で覆われることにより、車両走行時にタイヤが巻き上げた小石等による排水プラグ４０の破損を防止できる。

車両１０における排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０により覆われる構成は、底面２０における排水プラグ４０の位置およびヒートインシュレータ５０の配置の一方を他方に揃えることによって実現される。排水プラグ４０の位置およびヒートインシュレータ５０の配置のいずれを変更するかは、例えば車両１０の設計および凹部１８の排水性等によって選択すればよい。例えば、ヒートインシュレータ５０の配置の変更、または、ヒートインシュレータ５０によって遮熱される排気管５２の配置の変更が設計上困難である等の事情があれば、排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０に覆われるように、排水プラグ４０の底面２０における位置を変更することが有利であると考えられる。また、凹部１８の排水性向上の観点から排水プラグ４０の位置を決定した上で、その位置にある排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０に覆われるように、ヒートインシュレータ５０の配置を変更する方が有利である場合も考えられる。

なお、本明細書において、「排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０により覆われる」とは、ヒートインシュレータ５０が少なくとも排水プラグ４０の下方に配置されることをいう。排水プラグ４０がヒートインシュレータ５０により覆われる構成例としては、例えば、ヒートインシュレータ５０によって遮られて車両１０の底部側のいずれの位置からも排水プラグ４０を直接視認できない構成が挙げられる。

ヒートインシュレータ５０は、例えば、締結部材等によってフロアパネル等に固定される。ヒートインシュレータ５０は、高圧放水等に対する耐久性向上のため、ビードを有する構造またはハニカム構造を設けて断面２次モーメントを高めた構成を有していてもよい。また、ヒートインシュレータ５０は、遮熱および排水プラグ４０の保護の観点から、排水プラグ４０からの水を排出する孔を設けず、排水溝および傾斜等により排水プラグ４０からの水をヒートインシュレータ５０から排出する構造を有することが好ましい。

＜他の実施形態＞
なお、図１〜図５で示した実施形態では、凹部１８の前方にクロスメンバ５６が配置され、凹部１８の前縁部分において底面２０との明確な段差を有する構造であったが、この形態に限らず、リアシート１４下方のフロアパネル１６と、それより前方のフロアパネル１６との間に明確な段差を有しない構造であってもよい。この形態であっても、登坂時など、車両１０の後方が下向きに傾斜した状態にあるときにフロアパネル１６上に水等の液体が浸入すれば、リアシート１４下方のフロアパネル１６に液体が溜まり、配置された電池パック２２が被水するおそれがある。そのため、排水プラグ４０をリアシート１４下方のフロアパネル１６に設置することにより、液体を排水プラグ４０から車室外へ排出し、電池パック２２が被水する可能性を低減できる。

１０ 電池パック搭載車両（車両）、１２ フロントシート、１４ リアシート、１６ フロアパネル、１８ 凹部、２０ 底面、２２ 電池パック、２４ 電池スタック、２６ ジャンクションブロック、２８ 監視ユニット、３０ ケース、３２ 送風機、３４ 排気ダクト、３６ フレーム、３８ 流路、４０ 排水プラグ、４２ ばね、４４ フラップ、４６ 排水口、４８ メッシュ、５０ ヒートインシュレータ、５２ 排気管、５４ サイドメンバ、５６ クロスメンバ、５８ 後縁。

Claims (1)

1. リアシート下方のフロアパネルに形成された凹部に配置された電池パックと、
   前記凹部の底面に設置された排水プラグと、
   前記フロアパネルおよび排気管の間に設置されたヒートインシュレータと、を備え、
   前記排水プラグが前記ヒートインシュレータに覆われる、電池パック搭載車両。