JP7307724B2 - 電動車両 - Google Patents
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Description
本発明は、有底のバッテリ収容部に着脱式バッテリを着脱可能に挿入して電力を得る電動車両に関する。
電動車両は、着脱式バッテリから電力が供給されることによってモータ等の電動駆動装置が駆動され、これに伴って前輪及び後輪が回転することで走行する。この種の電動車両の車体には、着脱式バッテリに設けられたバッテリ側コネクタに対して電気的に接続される車体側コネクタが底部に設けられたバッテリ収容部が設けられる。
例えば、再公表WO2017/022394号には、2個のバッテリ収容部が設けられて2個の着脱式バッテリを取り付け可能とした電動車両が記載されている。この電動車両では、2個のバッテリ収容部が左後輪と右後輪の間に配設されるとともに、車体の後方に臨む蓋部材が設けられる。ユーザが車体後方から蓋部材を開放することにより、着脱式バッテリが挿入又は取り出し可能となる。
電動車両には、着脱式バッテリと同一個数の昇降圧変換器が搭載される。この昇降圧変換器により、各着脱式バッテリからの供給電力が個々に適切な電圧に制御されてモータ等の電動駆動装置を付勢する。
バッテリ収容部から昇降圧変換器に至るまで、また、昇降圧変換器から電動駆動装置に至るまで、電力を伝送するための電力ハーネスや信号ハーネスが架け渡される。再公表WO2017/022394号においては、着脱式バッテリ(バッテリ収容部)や昇降圧変換器の個数は2個であるが、継続走行距離を延長するべく着脱式バッテリの個数を増加した場合、昇降圧変換器の個数や電力ハーネス、信号ハーネスの個数も増加することになる。
昇降圧変換器や各種のハーネスは、電動車両の内室で相当なスペースを占める。このため、内室に昇降圧変換器やハーネス以外の機器等を配置することが容易ではない。換言すれば、内室がいわゆるデッドスペースとなり易い。
本発明の一般的な目的は、着脱式バッテリを収容するバッテリ収容部がリヤホイールハウスの上方に設けられた電動車両を提供することにある。
本発明の主たる目的は、バッテリ収容部が設けられたリヤホイールハウスの上方を有効に活用することが可能な電動車両を提供することにある。
前記の目的を達成するために、本発明に係る一態様によれば、着脱可能に取り付けられた複数個の着脱式バッテリから供給された電力で駆動される電動駆動装置を有する電動車両であって、
車体の側面下方にリヤホイールハウスが設けられるとともに、前記リヤホイールハウスの上方に位置するサイドパネルを備え、
前記サイドパネルの内側に、前記車体の車幅方向に沿って延在する有底のバッテリ収容部が設けられ、
前記車体を平面視したとき、前記バッテリ収容部の少なくとも一部分が前記リヤホイールハウスの上方に位置し、
前記バッテリ収容部の、前記着脱式バッテリを個別に挿入又は引き出すための開口が前記サイドパネルに臨み、且つ底部が車幅方向内方を臨み、
さらに、前記着脱式バッテリの電圧を個々に上昇又は下降するための昇降圧変換器を、前記着脱式バッテリと同一個数で有し、
前記昇降圧変換器は、前記バッテリ収容部とともに支持手段に支持され、且つ前記バッテリ収容部の、車幅方向内方を臨む前記底部の近傍に配設される、電動車両が提供される。
車体の側面下方にリヤホイールハウスが設けられるとともに、前記リヤホイールハウスの上方に位置するサイドパネルを備え、
前記サイドパネルの内側に、前記車体の車幅方向に沿って延在する有底のバッテリ収容部が設けられ、
前記車体を平面視したとき、前記バッテリ収容部の少なくとも一部分が前記リヤホイールハウスの上方に位置し、
前記バッテリ収容部の、前記着脱式バッテリを個別に挿入又は引き出すための開口が前記サイドパネルに臨み、且つ底部が車幅方向内方を臨み、
さらに、前記着脱式バッテリの電圧を個々に上昇又は下降するための昇降圧変換器を、前記着脱式バッテリと同一個数で有し、
前記昇降圧変換器は、前記バッテリ収容部とともに支持手段に支持され、且つ前記バッテリ収容部の、車幅方向内方を臨む前記底部の近傍に配設される、電動車両が提供される。
上記の構成を採用した本発明によれば、バッテリ収容部と昇降圧変換器を近接配置することができるとともに、昇降圧変換器から電動駆動装置まで架け渡されるハーネスを可及的に短くすることができる。このような理由から、バッテリ収容部及び昇降圧変換器が設けられるリヤホイールハウスの上方の内室に十分なスペースが形成される。
従って、リヤホイールハウスの上方を、例えば、荷物室等の内室として有効に活用することができる。すなわち、リヤホイールハウスの上方がデッドスペースとなることを回避することができるので、内室の利用効率が向上する。
以下、本発明に係る電動車両につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以降における「前方」、「後方」、「左方」、「右方」、「下方」及び「上方」は、運転者用シートに着座したユーザの前方、後方、左方、右方、下方及び上方を表す。左右方向は車幅方向であり、上下方向は電動車両の高さ方向である。
図1は、本実施の形態に係る電動車両10の概略右側面図である。この電動車両10は、車体フレーム12に車体パネル14を組み付けることで構成される車体16を有するとともに、該車体16の左右に懸架された前輪18及び後輪20が回転することで走行する、1人乗り用の小型車である。運転者用シート22は、車体16の前後方向の略中間且つ車幅方向の略中央に配置されている。
車体フレーム12につき先ず概略説明すると、車体フレーム12は、前後方向に延在する左右一対のフロントサイドフレーム24及びリヤサイドフレーム26を有する。左右のフロントサイドフレーム24は、後方に向かうにつれて上方に指向して緩やかに傾斜するとともに、互いの離間距離が増大するように組み付けられている。また、リヤサイドフレーム26は、フロントサイドフレーム24の後端上面にオフセットして接合される。左右のリヤサイドフレーム26は、フロントサイドフレーム24と同様に後方に向かうにつれて上方に指向して緩やかに傾斜する一方、互いの離間距離は略一定である。
左右のフロントサイドフレーム24同士、左右のリヤサイドフレーム26同士の間には、車幅方向に沿って延在する複数個のクロスメンバ28がそれぞれ橋架される。フロントピラー30とセンタピラー32との間に配置された2本のクロスメンバ28と運転者用シート22との間には、据置型の主バッテリ34が配置される。
フロントサイドフレーム24の前端部近傍には、該フロントサイドフレーム24の外側面から外方に延出する図示しないエクステンションメンバを介し、左右のフロントピラー30が立設される。フロントピラー30は、エクステンションメンバの先端から鉛直上方に向かって延在しており、各々の上端同士は、車幅方向に延在するステアリングハンガフレーム36に連結されている。
ステアリングハンガフレーム36の左前部及び右前部には、上方に向かうにつれて後方に指向するように傾斜したフロントピラーエクステンション38がそれぞれ接合される。左右のフロントピラーエクステンション38の、傾斜角度が変化する部位同士の間には、車幅方向に沿って延在するフロントルーフクロスメンバ40が橋架される。また、フロントピラーエクステンション38の後端には、ルーフサイドレール42の前端が接合される。ルーフサイドレール42は、後方に向かうにつれて下方に指向して若干傾斜し、車体16の後端部まで延在する。
左右のフロントサイドフレーム24とリヤサイドフレーム26との接合部近傍には、センタピラー32の下端がそれぞれ接合されている。左右のセンタピラー32の上端同士の間には、車幅方向に沿って延在するセンタルーフクロスメンバ44が橋架される。また、左方のセンタピラー32の上端は左方のルーフサイドレール42に接合されるとともに、右方のセンタピラー32の上端は右方のルーフサイドレール42に接合される。
左右のリヤサイドフレーム26の後端部には、左右のリヤピラー48の下端がそれぞれ接合されている。左方のリヤピラー48の上端は左方のルーフサイドレール42に接合されるとともに、右方のリヤピラー48の上端は右方のルーフサイドレール42に接合される。さらに、右方のリヤピラー48と右方のルーフサイドレール42との交点から、左方のリヤピラー48と左方のルーフサイドレール42との交点にわたって、車幅方向に沿って延在するリヤルーフクロスメンバ50が橋架される。
センタピラー32の延在方向略中間の部位と、リヤピラー48の延在方向略中間の部位との間には、連結部材52が橋架される。連結部材52は、後方に向かうに従って上方に向かうように若干傾斜する。センタピラー32、リヤピラー48及び連結部材52によって、リヤピラーユニット54が構成される。
車体16の両側面のうち、フロントピラー30とセンタピラー32との間が運転者の乗降口になる。左右の乗降口には、ドア56がそれぞれ設けられる。ドア56の上部には、窓58が設けられる。
ドア56の前端部には上下に並列されたドアヒンジ60が設けられ、該ドアヒンジ60は、センタピラー32に揺動可能に係止される。この係止により、ドア56が回動可能にセンタピラー32に支持される。ドア56の後上部の外面にはドアハンドル62が設けられ、ドア56の後縁部には、ドアハンドル62に連係する図示しないラッチ機構が設けられる。また、センタピラー32には、ラッチ機構により係脱自在に係止されるストライカ(図示せず)を支持する支持ブラケット64が前方に突出するように接合されている。
ドア56の後方には、リヤピラーユニット54を覆うようにサイドパネル66が取り付けられる。そして、サイドパネル66の下方、すなわち、車体16の側面下方には、後輪20の上部を囲繞するリヤホイールハウス68が設けられる。換言すれば、サイドパネル66は、リヤホイールハウス68の上方に位置する。なお、サイドパネル66が車体パネル14を構成することは勿論である。
左右のリヤサイドフレーム26の上方には、図2に詳細を示す支持フレーム80(支持手段)が接合される。この支持フレーム80は、左方又は右方で前後方向に沿って延在する右角柱部材82、左角柱部材84と、車幅方向に沿って延在する前角柱部材86、後角柱部材88とが矩形状をなすように連結された外枠部を有する。前角柱部材86、後角柱部材88との間には、右角柱部材82及び左角柱部材84に平行な第1副角柱部材90、第2副角柱部材92が橋架される。
また、右角柱部材82、第1副角柱部材90、第2副角柱部材92には第3副角柱部材94が橋架される。さらに、第3副角柱部材94の後方には、右角柱部材82から第1副角柱部材90、第2副角柱部材92を経て左角柱部材84に跨る第4副角柱部材96が橋架される。第3副角柱部材94及び第4副角柱部材96は、前角柱部材86及び後角柱部材88に対して平行である。
右角柱部材82と前角柱部材86、第3副角柱部材94、第4副角柱部材96との各交差部や、左角柱部材84と前角柱部材86、第4副角柱部材96との各交差部等には、被取付孔98が形成された三角ブロック100が接合される。被取付孔98に通された取付ボルトがリヤサイドフレーム26の挿通孔に通され、さらに、該挿通孔から突出した胴部にナットが螺合されることにより、支持フレーム80がリヤサイドフレーム26に連結される。
支持フレーム80を構成する各角柱部材には、適宜の位置に支持孔が形成される。支持孔に螺合される支持ボルトにより、図3に示すように、支持盤102と4個のバッテリケース(バッテリ収容部)200a~200dが支持フレーム80に取り付けられる。この中のバッテリケース200a~200dは、一端が開口端(開口)であり且つ他端が閉塞端(底部)である有底の中空体であり、直方体形状に近似される。
本実施の形態では、4個のバッテリケース200a~200dの中の2個が車体16の右側方に配設され、残余の2個が左側方に配設される。また、右側方に配設された2個、左側方に配設された2個のいずれも、車体16の前方側と後方側に並列配置される。以下、区別を容易にするべく、前方右側、後方右側、前方左側、後方左側に位置するバッテリケースを、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200b、左前バッテリケース200c、左後バッテリケース200dと指称することもある。ただし、4個を総括するときには「バッテリケース200a~200d」ともいう。
右前バッテリケース200a及び右後バッテリケース200bは、開口端を右方、閉塞端を左方とし、且つ開口端側が閉塞端側よりも上方となる姿勢で、右前ステー202a、右中ステー204a及び右後ステー206aを介して支持フレーム80に連結される。すなわち、右前バッテリケース200a及び右後バッテリケース200bは、サイドパネル66の内側で、開口端が右方のサイドパネル66に臨むとともに閉塞端が車幅方向内方に臨み、且つ開口端から閉塞端に向かうにつれて下方に指向する傾斜姿勢で、車幅方向に沿って延在する。そして、右前バッテリケース200a及び右後バッテリケース200bは、開口端近傍の部位(一部分)が右方のリヤホイールハウス68の上方に位置するように、車体フレーム12に位置決め固定される。
なお、右前ステー202aは右前バッテリケース200aの前方側面に連結ボルトを介して取り付けられ、右後ステー206aは右後バッテリケース200bの後方側面に連結ボルトを介して取り付けられている。また、右中ステー204aは、右前バッテリケース200aの後方側面及び右後バッテリケース200bの前方側面の双方に連結ボルトを介して取り付けられるとともに、右前バッテリケース200aと右後バッテリケース200bで挟持されている。
一方、左前バッテリケース200c及び左後バッテリケース200dは、開口端が左方のサイドパネル66に臨むとともに閉塞端が車幅方向内方に臨み、且つ開口端側が閉塞端側よりも上方となる姿勢で、左前ステー202b、左中ステー204b及び左後ステー206bを介して支持フレーム80に連結される。結局、左前バッテリケース200c及び左後バッテリケース200dは、サイドパネル66の内側で、開口端から閉塞端に向かうにつれて下方に指向する傾斜姿勢で、車幅方向に沿って延在する。左前バッテリケース200c及び左後バッテリケース200dの、開口端近傍の部位(一部分)は、左方のリヤホイールハウス68の上方に位置する。電動車両10におけるバッテリケース200a~200dの配置レイアウトを、模式的な平面図として図4に示す。
上記と同様に、左前ステー202bは左前バッテリケース200cの前方側面、左中ステー204bは左前バッテリケース200cの後方側面及び左後バッテリケース200dの前方側面の双方、左後ステー206bは左後バッテリケース200dの後方側面に連結ボルトを介して取り付けられる。左中ステー204bは、左前バッテリケース200cと左後バッテリケース200dで挟持される。
右前バッテリケース200aの閉塞端、すなわち、底壁には、図示しない車体側コネクタが設けられる。車体側コネクタを介して、後述する着脱式バッテリ300(図6A及び図6B参照)の電力が取り出されるとともに、着脱式バッテリ300の温度や残容量等に関する情報が伝達される。なお、車体側コネクタは、いわゆる雄型コネクタである。
右前バッテリケース200aの開口端には、操作レバー210が設けられる。すなわち、図5に示すように、右前バッテリケース200aの前方側面、後方側面には、右前ステー202a、右中ステー204aに覆われるレバー用ステー212がそれぞれ位置決め固定される。操作レバー210は、車幅方向に沿って延在する第1回動軸214を介してレバー用ステー212に連結される。第1回動軸214は、レバー用ステー212に対して回転可能である。
操作レバー210は、前方又は後方からの正面視で略L字形状をなす側部216と、側部216同士の間に橋架されてユーザが把持する把持部218とを有する。側部216の折曲部位には、把持部218から離間するように膨出した突起状カム部220が設けられる。
レバー用ステー212の右端部は、右前バッテリケース200aの開口端よりも右方に延在する。この右端部には、第2回動軸222を含むヒンジ機構を介してロック板224が回動可能(開閉可能)に設けられる。ロック板224は、第2回動軸222が通された図示しない巻きバネによって開放側に弾発付勢されている。なお、開放側は着脱式バッテリ300から離間する側であり、閉止側は着脱式バッテリ300に近接する側である。すなわち、ロック板224は、着脱式バッテリ300に対して接近又は離間する方向に回動(開閉)し、その回動角度は略270°である。
ロック板224の、操作レバー210の側部216に臨む部位には、操作レバー210の突起状カム部220が摺接する湾曲カム部226が設けられる。ユーザによって把持部218が降下するように操作レバー210が回動されると、第1回動軸214が回転するとともに、湾曲カム部226が突起状カム部220から押圧を受けたロック板224が閉止側に回動する。
残余の右後バッテリケース200b、左前バッテリケース200c及び左後バッテリケース200dは、右前バッテリケース200aと同様に構成されている。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ここで、各バッテリケース200a~200dに個別に収容される着脱式バッテリ300につき、図6A及び図6Bを参照して説明する。この場合、着脱式バッテリ300は縦長の略直方体形状をなし、該着脱式バッテリ300を平面視したとき、その形状は、略正方形又は略長方形である。
着脱式バッテリ300の上面には、長手方向両端部が折曲されて該上面に連なることでアーチ形状をなすアーチ部302と、上縁部が円弧状に湾曲したタブ状突出部304とが互いに対向するように設けられる。さらに、アーチ部302の上端からタブ状突出部304の上端にかけて、バー状把持部306が橋架される。アーチ部302及びタブ状突出部304の両上端が着脱式バッテリ300の上面から突出しているため、バー状把持部306は、着脱式バッテリ300の上面に対して離間する。従って、バー状把持部306と着脱式バッテリ300の上面との間に把持用クリアランス308が形成される。ユーザは、この把持用クリアランス308に手(指)を差し込んでバー状把持部306を把持することが可能である。
着脱式バッテリ300の、アーチ部302が設けられた側の底面には、雌型コネクタであるバッテリ側コネクタ310が設けられる。このバッテリ側コネクタ310に対して前記車体側コネクタが差し込まれることで、着脱式バッテリ300と車体側コネクタが電気的に接続される。
バッテリケース200a~200dの各々には、1個の着脱式バッテリ300が収容される。従って、電動車両10に搭載可能な着脱式バッテリ300の個数は、バッテリケース200a~200dの個数と同一の4個である。
一方の支持盤102には、着脱式バッテリ300からの供給電力の電圧を適宜上昇ないし下降する昇降圧変換器としてのDC-DCコンバータ350a~350dが、L字型ステー104を介して支持される。DC-DCコンバータ350a~350dの個数は、着脱式バッテリ300の個数と同一に設定され、本実施の形態では4個である。すなわち、右前バッテリケース200a内の着脱式バッテリ300は右前DC-DCコンバータ350aに電気的に接続され、右後バッテリケース200b内の着脱式バッテリ300は右後DC-DCコンバータ350bに電気的に接続される。同様に、左前バッテリケース200c内、左後バッテリケース200d内の各着脱式バッテリ300は、左前DC-DCコンバータ350c、左後DC-DCコンバータ350dに個別に電気的に接続される。
4個のDC-DCコンバータ350a~350dは略直方体形状をなし、その長辺が鉛直方向に沿って延在するように支持盤102に位置決め固定される。すなわち、DC-DCコンバータ350a~350dは起立姿勢である。
支持盤102の後端縁部近傍には、図7及び図8に示すように、リヤピラーユニット54に支持されたコンセントレーションボックス352が配設される。コンセントレーションボックス352は、4個の着脱式バッテリ300からDC-DCコンバータ350a~350dを介して供給される電力を1系統に統合して統合電力とする役割を果たす。すなわち、4個のDC-DCコンバータ350a~350dは、それぞれ、互いの極性が異なる2本の個別電力ハーネス354(ケーブル束)を介してコンセントレーションボックス352に電気的に接続されている。
コンセントレーションボックス352からは、+極性電力ハーネス356a及び-極性電力ハーネス356bが出発する。これら+極性電力ハーネス356a及び-極性電力ハーネス356bは、パワードライブユニット(PDU)358を経由し、さらに、電動駆動装置であるモータ360に電気的に接続される。+極性電力ハーネス356a及び-極性電力ハーネス356bは、個別電力ハーネス354に比して大径である。
図9に、着脱式バッテリ300、DC-DCコンバータ350a~350d、コンセントレーションボックス352の電気系統を示す。なお、図面を簡素化して理解を容易にするべく、電力ハーネスは1本の実線で表している。また、図9中の細線は通信系統(信号系統)を示し、「B」は着脱式バッテリ300を表す。着脱式バッテリ300、DC-DCコンバータ350a~350dは、信号ハーネス362を介して電気的に接続されたMG-ECU364の作用下に制御される。信号ハーネス362は、図7及び図8では省略している。
バッテリケース200a~200dを省略した図8に示すように、PDU358は、支持フレーム80の前端側の右下方に配設される。また、モータ360は、PDU358の左方、すなわち、支持フレーム80の前端側の左下方に配設される。結局、モータ360は、コンセントレーションボックス352の前方で且つバッテリケース200a~200d、ひいては着脱式バッテリ300の下方に位置する。
上記したように、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200bの開口端は右方のサイドパネル66に臨み、左前バッテリケース200c、左後バッテリケース200dの開口端は左方のサイドパネル66に臨む。図1及び図10に示すように、左右のサイドパネル66には、それぞれ、開口端を遮蔽する蓋部材としてのリッド400が開閉可能に設けられている。リッド400は、センタピラー32、リヤピラー48、支持フレーム80及び連結部材52で囲繞されるように配置される。
図10及び図11に示すように、右方のリッド400には、正面視で略L字形状のアーム402が前後に2本設けられる。前方のアーム402は右前バッテリケース200aの前方側のレバー用ステー212に取り付けられ、後方のアーム402は右後バッテリケース200bの後方側のレバー用ステー212に取り付けられる。さらに、リッド400は、リンク部材404a、404bを介して、アーム402に回動可能に連結されている。
一層詳細には、1組のアーム402には第1貫通孔406、第2貫通孔408が上下となるように形成されており、第1貫通孔406同士には第1回転支持軸410が回転可能に通されている。リンク部材404aの下端は、第1回転支持軸410に連結されている。一方、リンク部材404bの下端は、第2貫通孔408に通された介在ボルトを介してアーム402に連結される。
リッド400の裏面には、前端縁部近傍及び後端縁部近傍にブラケット412が設けられる。ブラケット412は、リッド400の裏面に当接する当接主面414と、該当接主面414から車幅方向内方に向かって立ち上がった広大な第1側面416aと、第1側面416aに比して狭小な第2側面416bとを有する。第1側面416aの下方には長穴418が形成され、該長穴418には、第2回転支持軸420が回転可能に通される。リンク部材404aの上端は、第2回転支持軸420に連結されている。
また、第1側面416a、第2側面416bの上方には軸孔が互いに対向するように形成される。軸孔には、第1回転支持軸410及び第2回転支持軸420に比して短尺な第3回転支持軸424が回転可能に通される。リンク部材404bの上端は、第3回転支持軸424に連結されている。
リッド400の裏面には、フック430が設けられる。このフック430は、図示しないフック孔に挿入されるとともに、ガソリン車の給油口を開閉するリッドと同様に、図示しないロック機構によってロック状態又はロック解放状態となる。なお、フック430をロック機構から解放するには、運転者用シート22の近傍に設けられたリッドオープナーを操作すればよい。このようなロック機構やリッドオープナーはガソリン車で周知であり、従って、図示及び詳細な説明を省略する。
また、リッド400の裏面には、外縁に沿って周回するシール部材(図示せず)を設けることが好ましい。
本実施の形態に係る電動車両10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
電動車両10は、バッテリケース200a~200dに収納された着脱式バッテリ300から供給された電力によってモータ360が付勢されることで走行する。すなわち、着脱式バッテリ300から供給された電力は、DC-DCコンバータ350a~350dによって個別に、適切な電圧に変換される。DC-DCコンバータ350a~350dを介して供給される電力は、個別電力ハーネス354を介してコンセントレーションボックス352に送られ、1系統に統合される。
このように、コンセントレーションボックス352で電力を統合することにより、該コンセントレーションボックス352よりも下流側に位置する機器に結線される電力ハーネスが、+極性電力ハーネス356a及び-極性電力ハーネス356bの2本となる。このため、DC-DCコンバータ350a~350dからPDU358を経由してモータ360に電力を供給する場合に比して、電力ハーネスの個数等が少なくなる。従って、信号ハーネス362を含めた構成が簡素となり、配策が容易である。
電力は、さらに、+極性電力ハーネス356a及び-極性電力ハーネス356bを介してコンセントレーションボックス352からモータ360に送られ、その途中でPDU358を経由する。
ここで、コンセントレーションボックス352はDC-DCコンバータ350a~350dの後方に配置され、且つモータ360はコンセントレーションボックス352の前方に配置されている。しかも、モータ360は、バッテリケース200a~200d(すなわち、着脱式バッテリ300)よりも低位置である。このため、DC-DCコンバータ350a~350dからモータ360に至るまでの+極性電力ハーネス356a及び-極性電力ハーネス356bの長さを可及的に小さくすることができる。
以上のような理由から、リヤホイールハウス68の上方の内室に多数の又は長尺な電力ハーネスが収容される事態を回避することができる。この分、リヤホイールハウス68の上方の内室に十分なスペースが形成されるので、該内室を、例えば、荷物室等として有効に活用することができる。このように、本実施の形態によれば、バッテリケース200a~200d、DC-DCコンバータ350a~350dが配設されたリヤホイールハウス68の上方がデッドスペースとなることを回避することができ、内室の利用効率が向上する。
付勢されたモータ360は、車軸を回転させる。これに伴って前輪18ないし後輪20が回転することにより、電動車両10が走行する。このようにして電動車両10が運転される最中、着脱式バッテリ300からモータ360や電装系に電力が供給されるので、着脱式バッテリ300の容量が低下する。着脱式バッテリ300の容量低下は、例えば、インストルメントパネルに設けられた警告灯が点灯することにより、ユーザに認識される。
この場合、ユーザ(運転者や整備士等)は、容量が低下した着脱式バッテリ300を充電済の着脱式バッテリ300に交換する。すなわち、運転者は所定の駐車場にて電動車両10を停止させ、乗員室内のリッドオープナーを操作する。これにより、リッド400の裏面に設けられたフック430が前記ロック機構から解放される。なお、左右のリッド400を同時にロック機構から解放する1個のリッドオープナーを設けるようにしてもよいし、左方のリッド400のフック430のみをロック機構から解放する左用のリッドオープナーと、右方のリッド400のフック430のみをロック機構から解放する右用のリッドオープナーとを設けるようにしてもよい。
フック430がロック機構から解放されると、該フック430の自重により、図11に示すように、リンク部材404a、404bが第1回転支持軸410を中心として下降するように回動する。同時に、第2回転支持軸420が長穴418に沿って車幅方向外方に変位する。以上により、リッド400が下降(変位)するとともに、第2回転支持軸420が変位した分だけ車幅方向外方に向かって変位する。その結果としてリッド400が開放され、バッテリケース200a~200dの開口、着脱式バッテリ300及び操作レバー210が視認可能な状態となる。換言すれば、バッテリケース200a~200dの開口、着脱式バッテリ300及び操作レバー210が露呈する。
以下、運転者が着脱式バッテリ300を交換する場合を例示して説明する。運転者は降車した後、充電済の着脱式バッテリ300を把持する。この際、運転者は、把持用クリアランス308に手(指)を差し込んでバー状把持部306を把持すればよい。
この場合において、降車後の運転者がバッテリケース200a~200dに移動するまでの移動方向を図12に示す。この図12から分かるように、電動車両10では、運転者が運転者用シート22から右方又は左方に降車した後、右方又は左方のリヤホイールハウス68に移動することで、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200b又は左前バッテリケース200c、左後バッテリケース200dに最近接することができる。
既にリッド400が開いているので、運転者は、例えば、右前バッテリケース200aの操作レバー210を把持し、上方に向かって引き上げる。操作レバー210は、第1回動軸214が回転することにより、該第1回動軸214を中心として回動する。この回動の際、操作レバー210に設けられた突起状カム部220(図5参照)が、ロック板224に設けられた湾曲カム部226から離間する方向に摺接する。これにより、ロック板224が、巻きバネの弾発付勢を受けて第2回動軸222を中心に回動する。湾曲カム部226が、突起状カム部220の押圧から解放されると、ロック板224は、図13に示すように約270°回動した位置、換言すれば、開放位置となる。
その結果、ロック板224同士の間の離間距離が着脱式バッテリ300の幅よりも大きくなる。従って、運転者は、右前バッテリケース200a内の着脱式バッテリ300のバー状把持部306を把持し、この状態で、放電済の着脱式バッテリ300を車幅方向外方に向かって引き出すことが可能である。このようにして放電済の着脱式バッテリ300を取り出し右前バッテリケース200aを空にした後、運転者は、充電済の着脱式バッテリ300を右前バッテリケース200aに挿入して閉塞端(底部)側に押し込む。右前バッテリケース200aは、閉塞端側に向かうにつれて下方に指向して傾斜しているので、右前バッテリケース200a内を進行する着脱式バッテリ300に重力が作用する。このため、着脱式バッテリ300を右前バッテリケース200a内で進行させることが容易である。例えば、着脱式バッテリ300の底面が右前バッテリケース200aの閉塞端に最近接すると、バッテリ側コネクタ310に対して車体側コネクタが差し込まれる。
運転者は、次に、右前バッテリケース200aの操作レバー210を把持し、下方に向かって引き下げる。これにより回転する第1回動軸214を中心として、操作レバー210が回動する。この回動の際、突起状カム部220が湾曲カム部226を押圧する。湾曲カム部226が捻られるように設けられているので、ロック板224が、巻きバネの弾発付勢力に抗して第2回動軸222を中心に約270°回動し、図5に示す閉止位置となる。なお、車体側コネクタを、操作レバー210の引き下げ及び引き上げに伴って右前バッテリケース200aの閉塞端側に対して上昇及び下降させるようにしてもよい。
ロック板224が閉止位置であるとき、該ロック板224同士の離間距離は、着脱式バッテリ300の幅よりも小さい。すなわち、ロック板224により、着脱式バッテリ300がいわゆるロック状態となる。このため、右前バッテリケース200a内に収納された着脱式バッテリ300が、右前バッテリケース200aから離脱することを回避することができる。
運転者は、次に、上記と同様にして右後バッテリケース200b内の着脱式バッテリ300を交換する。その後、運転者は、右方のリッド400を、該リッド400が上方に回動するように引き上げ、裏面に設けられたフック430をロック機構に係止する。この係止により、リッド400が閉止位置に固定される。換言すれば、リッド400が閉止状態にロックされる。また、閉止状態となったリッド400により、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200bの各開口端と、2個の着脱式バッテリ300が遮蔽される。
以上から諒解されるように、右方のリッド400は、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200bの各開口端を露呈する開放状態であるときにも車体16に保持される。すなわち、運転者がリッド400を取り外したり、取り外されたリッド400を保管する場所を確保したりする必要がない。従って、着脱式バッテリ300を容易に交換することができるとともに、交換スペース(駐車場)の狭小化を図ることができる。
さらに、運転者は、上記と同様にして左前バッテリケース200c、左後バッテリケース200d内の着脱式バッテリ300を交換した後、左方のリッド400を閉止位置とする。以上により、4個の着脱式バッテリ300の交換が終了する。
ここで、上記したように右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200bは右方のリヤホイールハウス68の上方に配設され、左前バッテリケース200c、左後バッテリケース200dは左方のリヤホイールハウス68の上方に配設されている。平均身長を有する成人であれば、このような位置のバッテリケース200a~200dから着脱式バッテリ300を取り出したり、バッテリケース200a~200dに着脱式バッテリ300を挿入したりする作業を、腰や膝をほとんど曲げることのない自然な起立姿勢で、しかも、肩よりも低位置で行うことが可能である。従って、運転者をはじめとする着脱式バッテリ300を交換するユーザが無理な姿勢を強いられることが回避される。
加えて、バッテリケース200a~200dの各開口端は、電動車両10の側面(左右のサイドパネル66)に臨む。そして、上記のようにリッド400を回動させて開放位置とすることで、着脱式バッテリ300が取り出し、又は挿入(取り付け)可能な状態となる。従って、リッド400と、該リッド400を回動可能とするための部品以外のものを必要としない。この分だけ、バッテリケース200a~200dの周囲の構成が簡素となるとともに、部品点数を低減することができる。
しかも、バッテリケース200a~200dは、車体16の右方に2個、左方に2個と均等に割り当てられている。このため、先ず、電動車両10における重量配分が右方と左方で著しく相違することが回避される。また、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200b内の着脱式バッテリ300を交換した後、運転者は、車体16の車室を通過して車体16の左方に移動することができるので、左方の着脱式バッテリ300を交換する際に、右方から左方に短距離で移動することができる。
また、右前バッテリケース200aと右後バッテリケース200bが前後方向に沿って並列配置されている。このため、右前バッテリケース200aと右後バッテリケース200bの開口端の、地面からの高さが略同一となる。従って、運転者は、自然な起立姿勢のまま、右前バッテリケース200a内、右後バッテリケース200b内の各着脱式バッテリ300を交換することができる。勿論、左前バッテリケース200c内、左後バッテリケース200d内の各着脱式バッテリ300を交換するときも同様である。
これに対し、車体16の後方にバッテリ収容部が配設されている電動車両では、着脱式バッテリ300を交換する際、車体16の後方に回り込まなければならない。従って、バッテリ収容部までのアクセス距離が長くなる。また、車体16の後方から中央部近傍までバッテリ収容部を移動させる場合には、スライドレール等を設ける必要がある。
また、乗員室の後方でバッテリ収容部が開口している電動車両では、ユーザは、例えば、車外で着脱式バッテリ300を把持し、前屈みで且つ上半身を下方に捻りながら着脱式バッテリ300をバッテリ収容部に挿入しなければならない。このため、無理な姿勢とならざるを得ず、窮屈である。
本実施の形態によれば、以上の不具合が解消される。すなわち、バッテリケース200a~200dに対して着脱式バッテリ300を挿入又は取り出すことが容易となり、しかも、着脱式バッテリ300までのアクセス距離が短くなる。さらに、バッテリケース200a~200dを移動させることがないので、スライドレール等を設ける必要がなく、その分、構成が簡素となる。
バッテリケース200a~200d内に挿入された新たな着脱式バッテリ300は、十分な容量を蓄えている。従って、モータ360が着脱式バッテリ300の交換前と同様に付勢されて所定の出力を供与する。また、電装系が交換前と同様に機能する。
付勢されたモータ360が車軸を介して前輪18及び後輪20を回転させることで、電動車両10が走行する。この際、左右のリッド400がバッテリケース200a~200dの開口端を遮蔽しているので、粉塵や雨水等の異物から着脱式バッテリ300が保護される。リッド400の裏面にシール部材を設けると、粉塵や雨水等がリッド400とサイドパネル66との間隙から侵入することが回避されるので、一層好ましい。
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、図14に示すように、左前バッテリケース200c、左後バッテリケース200dを設けることに代替し、車体16の左後方に同乗者用シート500(運転者用シート22以外の乗員シート)を設けて電動車両10Aを構成するようにしてもよい。すなわち、この場合、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200bのみが設けられる。なお、右前バッテリケース200a、右後バッテリケース200bを設けることに代替して車体16の右後方に同乗者用シート500を設けるようにしてもよいことは勿論である。いずれにおいても、電気系統の仕様を変更することなく、2名乗車に変更することができる。
また、1個のバッテリケース200a~200dに2個以上の着脱式バッテリ300を並列して着脱可能に収容するようにしてもよい。この場合、バッテリケース200a~200dの閉塞端に車体側コネクタを着脱式バッテリ300の個数に対応する個数で設けるとともに、バッテリケース200a~200dの内部に仕切板部等を設けるようにするとよい。仕切板部等によって、着脱式バッテリ300がバッテリケース200a~200dの延在方向に沿って平行に延在する姿勢とすることができるからである。
さらに、リッド400を、いわゆるプッシュロックにて閉止状態に維持するようにしてもよい。この場合、リッド400を開放位置とするべくロックから解放するには、ユーザは、リッド400を車幅方向内方に若干押し込めばよい。
さらにまた、ユーザは運転者に限定されるものではなく、同乗者であってもよいし、整備士等、乗員以外の者であってもよい。
10、10A…電動車両 12…車体フレーム
14…車体パネル 16…車体
22…運転者用シート 56…ドア
66…サイドパネル 68…リヤホイールハウス
80…支持フレーム(支持手段) 102…支持盤
200a~200d…バッテリケース(バッテリ収容部)
210…操作レバー 212…レバー用ステー
214…第1回動軸 218…把持部
220…突起状カム部 222…第2回動軸
224…ロック板 226…湾曲カム部
300…着脱式バッテリ 306…バー状把持部
308…把持用クリアランス 310…バッテリ側コネクタ
350a~350d…DC-DCコンバータ(昇降圧変換器)
352…コンセントレーションボックス
354、356a、356b…電力ハーネス
358…パワードライブユニット 360…モータ(電動駆動装置)
400…リッド 402…アーム
404a、404b…リンク部材 410…第1回転支持軸
412…ブラケット 418…長穴
420…第2回転支持軸 424…第3回転支持軸
430…フック 500…同乗者用シート
14…車体パネル 16…車体
22…運転者用シート 56…ドア
66…サイドパネル 68…リヤホイールハウス
80…支持フレーム(支持手段) 102…支持盤
200a~200d…バッテリケース(バッテリ収容部)
210…操作レバー 212…レバー用ステー
214…第1回動軸 218…把持部
220…突起状カム部 222…第2回動軸
224…ロック板 226…湾曲カム部
300…着脱式バッテリ 306…バー状把持部
308…把持用クリアランス 310…バッテリ側コネクタ
350a~350d…DC-DCコンバータ(昇降圧変換器)
352…コンセントレーションボックス
354、356a、356b…電力ハーネス
358…パワードライブユニット 360…モータ(電動駆動装置)
400…リッド 402…アーム
404a、404b…リンク部材 410…第1回転支持軸
412…ブラケット 418…長穴
420…第2回転支持軸 424…第3回転支持軸
430…フック 500…同乗者用シート
Claims (4)
- 着脱可能に取り付けられた複数個の着脱式バッテリ(300)から供給された電力で駆動される電動駆動装置(360)を有する電動車両(10)であって、
車体(16)の側面下方にリヤホイールハウス(68)が設けられるとともに、前記リヤホイールハウスの上方に位置するサイドパネル(66)を備え、
前記サイドパネルの内側に、前記車体の車幅方向に沿って延在する有底のバッテリ収容部(200a~200d)が設けられ、
前記車体を平面視したとき、前記バッテリ収容部の少なくとも一部分が前記リヤホイールハウスの上方に位置し、
前記バッテリ収容部の、前記着脱式バッテリを個別に挿入又は引き出すための開口が前記サイドパネルに臨み、且つ底部が車幅方向内方を臨み、
さらに、前記着脱式バッテリの電圧を個々に上昇又は下降するための昇降圧変換器(350a~350d)を、前記着脱式バッテリと同一個数で有し、
前記昇降圧変換器は、前記バッテリ収容部とともに支持手段(80)に支持され、且つ前記バッテリ収容部の、車幅方向内方を臨む前記底部の近傍に配設される、電動車両。 - 請求項1記載の電動車両において、前記複数個の着脱式バッテリから前記昇降圧変換器を介して供給される電力を統合するコンセントレーションボックス(352)を備え、
前記コンセントレーションボックスは、前記昇降圧変換器よりも前記車体の後方に配置され、
前記電動駆動装置は、前記コンセントレーションボックスよりも前記車体の前方で且つ前記複数個の着脱式バッテリよりも低位置に配置される、電動車両。 - 請求項1又は2記載の電動車両において、前記バッテリ収容部を2個以上有するとともに、その中の少なくとも1個が前記車体の右側方に配置され、残余が左側方側に配置されている、電動車両。
- 請求項1又は2記載の電動車両において、前記バッテリ収容部が前記車体の右側方又は左側方のいずれかのみに配設され、前記バッテリ収容部が設けられていない左側方又は右側方に、運転者用シート(22)以外の同乗者用シート(500)が設けられている、電動車両。
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