JP6924098B2

JP6924098B2 - 車両

Info

Publication number: JP6924098B2
Application number: JP2017156305A
Authority: JP
Inventors: 貴博木下; 公寛工藤
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2037-08-14
Also published as: JP2019034613A

Description

本発明は、車室内にバッテリが配された車両に関する。

ハイブリッド自動車には、モータジェネレータを駆動するバッテリが搭載される。バッテリは、バッテリケースに収容される。バッテリを車室内に配置する場合、異常時にバッテリから発生するガスを車体外部に排気するため、バッテリケースと、中空の車体フレームとにホースを接続することが考えられる（例えば、特許文献１）。この車体フレームは、車体外部に連通しており、バッテリから発生するガスは、車体フレームの開口部から車体外部に排気される。

特開２０１６―５１５５１号公報

上記の特許文献１に記載のように、バッテリから発生するガスの排気流路が、車体外部に開口する場合、開口部から泥などの汚れや水が浸入したり、開口部が汚れによって詰まってしまうおそれがある。その対策として、バッテリからの排気経路や開口部に、逆止弁や泥除けカバーなどを設置することになり、重量やコストの増加を招く。

本発明は、このような課題に鑑み、重量やコストの増加を抑えることが可能な車両を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車両は、バッテリ本体と、車室内に配され、バッテリ本体を収容するバッテリケースと、バッテリケースに連通する配管と、車体の内部に形成され、配管と連通する排気空間と、を備え、排気空間が、車室内に形成され、配管および排気空間を含む排気経路が、車外に開口していない。

排気空間は、車室内に配された車体のフレームの内部に形成されてもよい。

車室内に配され、車室に対して密閉された排気空間が内部に形成されたチャンバを備えてもよい。

本発明によれば、重量やコストの増加を抑えることが可能となる。

車両の車室の内部を説明するための図である。第１バッテリからの排気構造を説明するための第１の図である。第１バッテリからの排気構造を説明するための第２の図である。第１変形例における第１バッテリからの排気構造を説明するための第１の図である。第１変形例における第１バッテリからの排気構造を説明するための第２の図である。第２変形例における第１バッテリからの排気構造を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１００の車室１０４の内部を説明するための図である。図１では、車両１００の斜視図を示し、車両１００の外壁の一部を透過して、車室１０４の内部を図示する。図１に示すように、車両１００は、例えば、駆動源をエンジンＥおよびモータジェネレータＭＧとするハイブリッド自動車である。

車両１００の車体１０２の内部には、車体１０２で囲まれた車室１０４が形成される。車室１０４には、右座席１０６ａおよび左座席１０６ｂが配される。右座席１０６ａと左座席１０６ｂの間のコンソールボックス１０８には、第１バッテリ１１０が搭載されている。また、車室１０４の後方の荷室１１２の下側には、第２バッテリ１１４が搭載されている。ただし、第２バッテリ１１４は本実施形態を実現するために必須な構成ではない。第１バッテリ１１０および第２バッテリ１１４は、例えば、リチウムイオンバッテリである。

第２バッテリ１１４は、例えば、荷室１１２の下側に配される。第２バッテリ１１４は、モータジェネレータＭＧに電力を供給し、例えば、エンジンＥが停止していても、モータジェネレータＭＧ単独で、車両１００の駆動を可能とする。

第１バッテリ１１０は、車室１０４の内部に配される。第１バッテリ１１０は、第２バッテリ１１４よりも小容量かつ出力が低電圧である。第１バッテリ１１０は、第２バッテリ１１４よりもセル数が少ない。

第１バッテリ１１０は、車両１００の減速時の慣性エネルギによって蓄電される。第１バッテリ１１０に蓄電された電力は、車両１００の減速後の加速時にモータジェネレータＭＧに供給される。モータジェネレータＭＧは、第１バッテリ１１０から供給された電力によって、エンジンＥとともに車両１００を補助的に駆動する。

図２は、第１バッテリ１１０からの排気構造を説明するための第１の図である。図３は、第１バッテリ１１０からの排気構造を説明するための第２の図である。図２には、座席の組み付け前の構造を示し、図３には、座席の組み付け後の構造を示す。図２、図３に示すように、右座席１０６ａ、左座席１０６ｂ、コンソールボックス１０８は、車室１０４の底面を形成するフロアパネル１１６の上に配される。

フロアパネル１１６のうち、車幅方向の中央部には、センタートンネル１１６ａが形成される。センタートンネル１１６ａ（上面１１６ｂおよび下面１１６ｃ）は、上側に向って湾曲（突出）しており、その分、センタートンネル１１６ａの下側に空間が形成される。図３に示すように、センタートンネル１１６ａは、組み付け後の右座席１０６ａと左座席１０６ｂの間に位置する。センタートンネル１１６ａの上面１１６ｂに第１バッテリ１１０が配される。コンソールボックス１０８は、第１バッテリ１１０の上側からセンタートンネル１１６ａ（上面１１６ｂ）に取り付けられる。コンソールボックス１０８は、センタートンネル１１６ａとの間に第１バッテリ１１０を収容する。

図２に示すように、第１バッテリ１１０は、複数のバッテリセルからなるバッテリ本体１１０ａと、バッテリ本体１１０ａを収容するバッテリケース１１０ｂを有する。また、バッテリケース１１０ｂの内部には、不図示のバッテリコントローラが配される。バッテリコントローラは、例えば、マイコンなどで構成され、充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等などを監視し、第１バッテリ１１０の充放電を制御する。

バッテリケース１１０ｂは、例えば、大凡直方体形状である。バッテリケース１１０ｂには、ケース孔１１０ｃが設けられる。ケース孔１１０ｃは、バッテリケース１１０ｂを内部から外部まで貫通する。ケース孔１１０ｃは、例えば、バッテリケース１１０ｂの上面１１０ｄに開口する。

フロアパネル１１６のうち、右座席１０６ａおよび左座席１０６ｂの下側には、シートフレーム（フレーム）１１８が設けられる。シートフレーム１１８は、右座席１０６ａおよび左座席１０６ｂそれぞれの下側に、車体１０２の前後方向に離隔し、車幅方向に延在して２つずつ設けられる。シートフレーム１１８のうち、センタートンネル１１６ａ側の端部は、センタートンネル１１６ａに沿って上側に向って湾曲する。シートフレーム１１８は、車体１０２に対する側方からの衝突に対抗するように、車体１０２の剛性を補強する。

シートフレーム１１８には、湾曲部１１８ａが形成される。湾曲部１１８ａは、シートフレーム１１８の長手方向（車幅方向）に延在する。湾曲部１１８ａは、上面１１８ｂおよび下面１１８ｃが鉛直上側に向って湾曲する（大凡Ｕ字型）。湾曲部１１８ａによって、シートフレーム１１８とフロアパネル１１６との間に排気空間Ｓａが形成される。排気空間Ｓａは、シートフレーム１１８とフロアパネル１１６によって囲繞される。排気空間Ｓａは、車室１０４の内部（車体１０２の内部）に形成される。

シートフレーム１１８の湾曲部１１８ａには、肉抜孔１１８ｄが形成されている。肉抜孔１１８ｄは、シートフレーム１１８の長手方向に離隔して複数設けられる。肉抜孔１１８ｄは、湾曲部１１８ａを、上面１１８ｂから下面１１８ｃまで貫通する。

また、左座席１０６ｂの下側に配された２つのシートフレーム１１８のうち、車両１００後方のシートフレーム１１８には、フレーム孔１１８ｅが設けられる。フレーム孔１１８ｅは、湾曲部１１８ａを、上面１１８ｂから下面１１８ｃまで貫通する。

配管１２０は、第１バッテリ１１０から、コンソールボックス１０８とセンタートンネル１１６ａとの隙間を通って、左座席１０６ｂの下側まで延在する。配管１２０の一端１２０ａは、バッテリケース１１０ｂのケース孔１１０ｃに接続される。配管１２０の他端１２０ｂは、フレーム孔１１８ｅに接続される。

すなわち、配管１２０は、バッテリケース１１０ｂの内部と連通し、排気空間Ｓａと連通する。言い換えれば、バッテリケース１１０ｂの内部は、配管１２０を介して排気空間Ｓａと連通する。排気空間Ｓａには、配管１２０以外の配管が連通しない。排気空間Ｓａと、車体１０２の外部（車外）とは、車室１０４を介さずに連通しない。

第１バッテリ１１０のバッテリ本体１１０ａは、異常時に白煙（ガス）を発生させるおそれがある。本実施形態では、バッテリ本体１１０ａから発生したガスは、配管１２０を介して排気空間Ｓａに導かれる。ガスは凝縮して、配管１２０の内部や排気空間Ｓａの内壁（シートフレーム１１８や車室１０４のフロアパネル１１６）に吸着される。

第１バッテリ１１０は、第２バッテリ１１４に対して、バッテリセルの総容積が数十分の１となっている。このような小容量の第１バッテリ１１０では、バッテリ本体１１０ａから発生するガスの質量も小さい。そのため、バッテリ本体１１０ａから発生したガスは、排気空間Ｓａまで膨張しながら十分に冷却され、上記のように吸着する。

ところで、バッテリ本体１１０ａから発生するガスを排気するため、例えば、配管１２０を車体１０２の外部に延出させるなどして、ガスの排気経路が車体１０２の外部に開口する構成が想定される。この場合、配管１２０のうち、車体１０２の外部に開口した開口部には、泥などの汚れや水が浸入したり、開口部が汚れによって詰まってしまうおそれがある。そのため、開口部に逆止弁や泥除けカバーを配置する必要がある。本実施形態では、ガスの排気経路が車体１０２の外部に開口しておらず、このような事態が生じない。そのため、逆止弁や泥除けカバーの設置が不要となり、重量やコストの増加を抑制することが可能となる。

また、既存のフレームであるシートフレーム１１８を利用して排気空間Ｓａを形成しているため、専用の部材を追加で搭載する場合に比べて、重量やコストの増加を抑制することが可能となる。さらに、シートフレーム１１８の上には、不図示のカーペットが敷設される。バッテリ本体１１０ａから発生したガスは、肉抜孔１１８ｄなどから漏出しても、カーペットの裏面に吸着される。そのため、ガスの吸着率が向上する。

また、シートフレーム１１８は、車室１０４内に配されたフレームのうち、コンソールボックス１０８に最も近いフレームである。そのため、配管１２０の長さを短くでき、配管１２０に要するコストや重量の増加を抑制することが可能となる。

（第１変形例）
図４は、第１変形例における第１バッテリ１１０からの排気構造を説明するための第１の図である。図５は、第１変形例における第１バッテリ１１０からの排気構造を説明するための第２の図である。図４に示すように、シートフレーム１１８Ａは、上記の実施形態のシートフレーム１１８と異なり、フレーム孔１１８ｅが形成されておらず、配管１２０も接続されていない。

第１変形例では、フロアパネル１１６のうち、左座席１０６ｂの下側に貫通孔２１６ｄが形成される。配管１２０は、貫通孔２１６ｄを通ってフロアパネル１１６の下側に延在する。

フロアパネル１１６の下側には、ハーネスケース２２２が配される。ハーネスケース２２２には、不図示のハーネスが挿通されている。ハーネスケース２２２は、フロアパネル１１６の下側からダッシュパネル１２４側に延在する。

配管１２０は、図５に示すように、ハーネスケース２２２を通って、ダッシュパネル１２４の下側からダッシュパネル１２４より車体１０２の前方まで延在する。配管１２０の他端１２０ｂは、エンジン房１２６の下側からエンジン房１２６の内部に挿通されている。

第１変形例では、エンジン房１２６の内部が排気空間Ｓｂとなっている。配管１２０は、バッテリケース１１０ｂの内部と連通し、排気空間Ｓｂと連通する。言い換えれば、バッテリケース１１０ｂの内部は、配管１２０を介して排気空間Ｓｂと連通する。

上述した実施形態と同様、第１変形例では、バッテリ本体１１０ａから発生したガスは、配管１２０を介して排気空間Ｓｂに導かれる。ガスは凝縮して、配管１２０の内部や排気空間Ｓｂ（エンジン房１２６）の内壁に吸着される。

（第２変形例）
図６は、第２変形例における第１バッテリ１１０からの排気構造を説明するための図である。図６に示すように、第２変形例では、専用のチャンバ２１８が設けられる。チャンバ２１８は、車室１０４（フロアパネル１１６）のうち、左座席１０６ｂの下側に配される。チャンバ２１８は、例えば、左座席１０６ｂの下側の後方に位置するシートフレーム１１８Ａの前方に配される。ここで、シートフレーム１１８Ａは、上記の実施形態のシートフレーム１１８と異なり、フレーム孔１１８ｅが形成されておらず、配管１２０も接続されていない。

チャンバ２１８は、例えば、軽量な樹脂製であり、大凡直方体形状である。チャンバ２１８は、中空形状であって、内部に排気空間Ｓｃが形成される。チャンバ２１８には、開口孔２１８ａが形成される。開口孔２１８ａは、チャンバ２１８の外壁２１８ｂを、内部から外部まで貫通する。排気空間Ｓｃは、開口孔２１８ａ以外では、排気空間Ｓｃの外部と連通しない。開口孔２１８ａには、配管１２０の他端１２０ｂが接続される。

すなわち、配管１２０は、バッテリケース１１０ｂの内部と連通し、排気空間Ｓｃと連通する。言い換えれば、バッテリケース１１０ｂの内部は、配管１２０を介して排気空間Ｓｃと連通する。排気空間Ｓｃは、配管１２０を除いて、チャンバ２１８の外部（車室１０４の内部）に対して連通せずに密閉されている。また、排気空間Ｓｃと、車体１０２の外部とは連通しない。

上述した実施形態と同様、第２変形例では、バッテリ本体１１０ａから発生したガスは、配管１２０を介して排気空間Ｓｃに導かれる。ガスは配管１２０の内部やチャンバ２１８で凝縮して液化する。

上記のように、小容量の第１バッテリ１１０では、バッテリ本体１１０ａから発生するガスの質量も小さい。そのため、バッテリケース１１０ｂ、配管１２０、および、チャンバ２１８の内圧の上昇は、バッテリケース１１０ｂ、配管１２０、および、チャンバ２１８の強度の範囲に抑えられる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、第２バッテリ１１４が設けられる場合について説明したが、第２バッテリ１１４は必須構成ではない。車両１００は、例えば、第１バッテリ１１０のみが搭載され、モータジェネレータＭＧのみでの駆動（ＥＶ走行）を行わないハイブリッド自動車であってもよい。いずれにしても、車室１０４の内部に搭載される第１バッテリ１１０は、ＥＶ走行に用いられるバッテリよりも小容量かつ低電圧である。

また、上述した第２変形例では、エンジン房が排気空間Ｓｃである場合について説明した。ただし、荷室１１２を排気空間としてもよい。この場合、配管１２０の他端１２０ｂは、荷室１１２の内部に開口することになる。第１バッテリ１１０のバッテリ本体１１０ａから発生したガスは、荷室１１２に排出される。

また、上述した実施形態および各変形例では、車両１００がハイブリッド自動車である場合について説明した。ただし、車両１００は、エンジンＥを搭載しない電気自動車であってもよい。例えば、車両１００の自動運転中、メインバッテリに異常（例えば、整備不良により接続端子が外れるなどの原因により出力電圧が０となる）が生じるリスクは抑える必要がある。そこで、電源の冗長性を確保するため、バックアップ用に第１バッテリ１１０が搭載される場合がある。

バックアップ用の第１バッテリ１１０は、電気自動車のメインバッテリよりも小容量である。このように、車両１００は、電気自動車であって、第１バッテリ１１０は、電源の冗長性を確保するためのバックアップに用いられてもよい。また、車両１００がハイブリッド自動車である場合も、上記電気自動車と同様、第１バッテリ１１０が、電源の冗長性を確保するためのバックアップに用いられてもよい。

本発明は、車室内にバッテリが配された車両に利用することができる。

Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ排気空間
１００車両
１０２車体
１０４車室
１１０ａバッテリ本体
１１０ｂバッテリケース
１１８シートフレーム（フレーム）
１２０配管
１２６エンジン房
２１８チャンバ

Claims

バッテリ本体と、
車室内に配され、前記バッテリ本体を収容するバッテリケースと、
前記バッテリケースに連通する配管と、
車体の内部に形成され、前記配管と連通する排気空間と、
を備え、
前記排気空間が、車室内に形成され、
前記配管および前記排気空間を含む排気経路が、車外に開口していない、車両。
前記排気空間は、前記車室内に配された前記車体のフレームの内部に形成される請求項１に記載の車両。
前記車室内に配され、前記車室に対して密閉された前記排気空間が内部に形成されたチャンバを備える請求項１に記載の車両。