JPWO2017022394A1 - 電動車両 - Google Patents

Abstract

電動車両（１０）は、サブバッテリパック（２０ａ）と、前記サブバッテリパック（２０ａ）が着脱自在な蓄電装置収容部（２２ａ）とを備える。蓄電装置収容部（２２ａ）は、着脱時に、サブバッテリパック（２０ａ）を垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせる内部側スライド面（５４ｓ）を有する。蓋部材（３４）には、内部側スライド面（５４ｓ）に連なってサブバッテリパック（２０ａ）をスライドさせる蓋側スライド面（４２ａｓ、４２ｂｓ）が設けられる。

Description

本発明は、負荷に電力を供給する蓄電装置と、車両側に設けられ、前記蓄電装置が着脱自在な蓄電装置収容部と、を備える電動車両に関する。

近年、蓄電装置からの電力により駆動されて走行する電動車両が採用されている。電動車両には、動力源を駆動モータとし、少なくとも蓄電器を動力資源とする、所謂、ＥＶ（電気自動車）の他、ＨＥＶ（ハイブリッド自動車）、ＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド自動車）及びＦＣＶ（燃料電池電気自動車）等が含まれる。

電動車両では、通常走行時の過渡性能や多くの人が必要とする渡航距離に対応するメインバッテリの他、例えば、走行距離を伸ばしたり、緊急時の電力供給に対応するサブバッテリを備える場合がある。サブバッテリは、所定の個数に設定されており、電動車両から取り外して外部充電器により家庭等で充電することができる。

この種の技術として、例えば、特許第３６９９１３５号公報に開示されている電動自転車が知られている。この電動自転車は、電動機を搭載するとともに、前記電動機の電源となるバッテリを収納して細長状に形成されたバッテリケースを備えている。そして、バッテリケースは、その長手方向が車載状態で上下方向を向くように、シートチューブと後輪との間に配置されるとともに、車体フレーム側に対して着脱可能に配置されている。

上記の電動自転車では、バッテリ自体の容量が小さく小型であるため、バッテリケースの着脱方向が上下方向に設定されても、前記バッテリケースを容易に取り扱うことができる。

一方、電動車両用のバッテリは、電動自転車と比較して大きな容量が必要とされるため、大型で且つ重量物となっている。このため、上記の電動自転車の構成を電動車両に適用すると、重量の大きなバッテリを上方向に取り出す際に、荷重（自重）が加わってしまい、作業者の負荷が大きくなるという問題がある。

しかも、電動車両では、車両室内の高さ方向に制約があり、該高さ方向にスペースを取ることが困難になってしまう。従って、バッテリケースを上下方向に着脱する作業が煩雑化するとともに、この種の構成に対応することができないおそれがある。

さらに、電動車両に適用する場合、衝突等による外部荷重に対応する必要がある。例えば、バッテリを車両後部に搭載する際には、後方からの衝撃に対応するためのクラッシャブルゾーンを避ける必要がある。これにより、バッテリの搭載位置は、車両後部からかなり内方に入り込んだ位置に設定され、前記バッテリを挿入し難くなるという問題がある。加えて、バッテリは、前述のように重量物であり、車両の走行性能や、衝突耐性を満足させるためには、低い位置に（重心を低くして）搭載することが望ましい。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、蓄電装置の搭載位置に影響されることがなく、前記蓄電装置の着脱作業を容易且つ迅速に遂行することが可能な電動車両を提供することを目的とする。

本発明は、負荷に電力を供給する蓄電装置と、車両側に設けられ、前記蓄電装置が着脱自在な蓄電装置収容部と、を備える電動車両に関するものである。蓄電装置収容部は、スライド部材と、蓄電装置を着脱する際に開放される蓋部材とを備えている。

スライド部材は、着脱時に、該蓄電装置を垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせる内部側スライド面を有している。蓋部材には、該蓋部材の開放時に内部側スライド面に連なって蓄電装置をスライドさせる蓋側スライド面を有するガイド部材が設けられている。

また、この電動車両では、着脱時の内部側スライド面及び蓋側スライド面が、蓄電装置の装填方向に対し水平方向から下方向に向かって傾斜することが好ましい。その際、内部側スライド面の端部と蓋側スライド面の端部とが対向する位置には、段差が設けられるとともに、該蓋側スライド面の端部は、該内部側スライド面の端部よりも上方に配置されることが好ましい。

さらに、この電動車両では、蓋部材を開放させる際に、内部側スライド面が、蓄電装置の装填方向に向かって水平方向から下方向に１０゜〜２０゜だけ傾斜しているように傾斜部が設けられることが好ましい。

さらにまた、この電動車両では、ガイド部材は、互いに平行する２本以上のガイドレールを備えることが好ましい。

また、この電動車両では、蓋部材の開閉による前記ガイド部材の開閉角度は、９０゜を超えることが好ましい。

本発明によれば、蓄電装置は、水平方向に荷重が加わる姿勢で、内部側スライド面に沿ってスライドすることができる。このため、特に重量物である蓄電装置を垂直方向（上下方向）にスライドさせる必要がなく、作業者の負荷を軽減させることが可能になる。

しかも、蓋部材には、該蓋部材の開放時に内部側スライド面に連なって蓄電装置をスライドさせる蓋側スライド面が設けられている。従って、蓄電装置収容部が、電動車両の内部、特に前記電動車両の外壁から遠い部分に配置された際にも、蓄電装置を容易に着脱することができる。

これにより、蓄電装置の搭載位置に影響されることがなく、前記蓄電装置の着脱作業を容易且つ迅速に遂行することが可能になる。

本発明の実施形態に係る電動車両の概略平面説明図である。 前記電動車両の後方から見た正面説明図である。 前記電動車両を構成するサブバッテリパック及び蓄電装置収容部の要部斜視説明図である。 前記蓄電装置収容部の斜視説明図である。 前記蓄電装置収容部の側面説明図である。 前記蓄電装置収容部の内部説明図である。 前記蓄電装置収容部の蓋部材が閉塞された状態の内部説明図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る電動車両１０は、ＥＶであるが、これに限定されるものではない。後述するように、着脱自在なサブバッテリパック（蓄電装置）を用いる車両であれば、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ又はＦＣＶ等の種々の電動車両に適用可能である。

電動車両１０は、車体１２の前後方向（車長方向）（矢印Ａ方向）の略中央部に、すなわち、前輪１４Ｆと後輪１４Ｒとの略中間位置に、運転席であるシート１６が設けられる。シート１６のシート下である床下部には、相対的に高出力・高価な内部抵抗の低いメインバッテリパック（蓄電装置）１８が配置される。

図１及び図２に示すように、後輪１４Ｒ間には、矢印Ｂ２方向側の前記後輪１４Ｒの上方近傍に位置して、相対的に内部抵抗の高い廉価なサブバッテリ群２０が配置される。サブバッテリ群２０は、例えば、２本のサブバッテリパック２０ａ、２０ｂを備える。

サブバッテリパック２０ａ、２０ｂとメインバッテリパック１８とは、コンバータを介して互いに並列接続されて車両側の蓄電装置収容部２２ａ、２２ｂに収容される。サブバッテリパック２０ａ、２０ｂは、充電する場合には車載充電器（図示せず）だけでなく、電動車両１０から取り外して図示しない外部充電器により家庭等でも充電することが可能である。

図３に示すように、サブバッテリパック２０ａは、樹脂材で型成形により作製されたバッテリ本体２４ａと蓋体２４ｂとを備え、前記バッテリ本体２４ａには、図示しない制御基板と複数本のバッテリセルから構成されるバッテリコアユニットが収納される。バッテリ本体２４ａの矢印Ａｆ方向（車両前方向）の端部に、コネクタ２４ｃが設けられる一方、前記バッテリ本体２４ａの矢印Ａｂ方向（車両後方向）の端部に、ハンドル２４ｄが設けられる。バッテリ本体２４ａと蓋体２４ｂとは、シール部材２４ｅを介装して装着される。

バッテリ本体２４ａの４つの側面には、型抜き時の抜き勾配により傾斜面２４ａｓが形成される一方、蓋体２４ｂの４つの側面には、該抜き勾配により傾斜面２４ｂｓが形成される。傾斜面２４ａｓは、シール部材２４ｅ側の端部から離間する方向（蓋体２４ｂから離間する方向）に沿って内側に傾斜する。傾斜面２４ｂｓは、シール部材２４ｅ側の端部から離間する方向（バッテリ本体２４ａから離間する方向）に沿って内側に傾斜する。

図４に示すように、サブバッテリパック２０ａの長手方向両端には、Ｒ形状（湾曲形状）を有する湾曲部Ｒ１、Ｒ２が形成される。湾曲部Ｒ１は、ハンドル２４ｄを設ける端面の下部に形成される。湾曲部Ｒ１、Ｒ２は、後述する内部側スライド面５４ｓの端部５４ｅと、蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓの端部４２ｅとが、対向する位置に設けられる段差を乗り越えるための湾曲形状に設定される（図６参照）。

特に、サブバッテリパック２０ａを取り出す際に有効である湾曲部Ｒ１のみを有してもよい。なお、サブバッテリパック２０ｂは、上記のサブバッテリパック２０ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。

図４及び図５に示すように、蓄電装置収容部２２ａは、車両フレーム１２ｆに固定される基台部２６を備える。基台部２６は、固定具（例えば、固定ねじ）２８を介して車両フレーム１２ｆに固定されるとともに、前記基台部２６には、ケーシング３０が傾動自在に支持される。ケーシング３０の底部には、矢印Ａｆ方向の下端孔部３１ａに支点ピン３２が挿入され、前記ケーシング３０は、前記支点ピン３２を支点にして矢印Ａｂ方向の端部側が上下に揺動する。

ケーシング３０の矢印Ａｂ方向の端部には、サブバッテリパック２０ａを着脱する際に開放される蓋部材３４が設けられる。図４〜図６に示すように、蓋部材３４は、支持ロッド３６を介して基台部２６に揺動（回動）自在に支持され、前記蓋部材３４の下端部には、リンク部（傾斜部）３８が設けられる。リンク部３８は、リンクピン４０を介してケーシング３０の矢印Ａｂ方向の下端凹部３１ｂに係合する。

蓋部材３４がケーシング３０を閉塞する位置（立位姿勢）では、前記ケーシング３０の下端凹部３１ｂが下方向に動いてリンクピン４０が支持ロッド３６と同位置になり、該ケーシング３０が水平姿勢に維持される（図７参照）。蓋部材３４が開放された水平姿勢では、リンクピン４０は、リンク部３８により上方に移動し、ケーシング３０の矢印Ａｂ方向の端部を上方に持ち上げる。ケーシング３０は、図５に示すように、装填方向（矢印Ａｆ方向）に向かって水平方向から下方向に１０゜〜２０゜だけ傾斜して配置される。

図４に示すように、蓋部材３４には、該蓋部材３４の開放時にサブバッテリパック２０ａをスライドさせるガイド部材４２が設けられる。ガイド部材４２は、一対のガイドレール４２ａ、４２ｂを備え、前記ガイドレール４２ａ、４２ｂの上面には、サブバッテリパック２０ａが当接してスライドさせる蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓが設けられる。

ガイドレール４２ａ、４２ｂの一端は、支持ロッド４４ａを介してケーシング３０に支持されるとともに、前記ガイドレール４２ａ、４２ｂの他端は、支持ロッド４４ｂに支持される。ガイドレール４２ａ、４２ｂは、例えば、ゴム部材により形成される。

蓋部材３４の上部には、ロックレバー４６が設けられ、前記ロックレバー４６により操作されるロック部４８は、ケーシング３０の矢印Ａｂ方向の上端部に設けられたストライカー５０に係合する。

図５に示すように、ケーシング３０の底面には、サブバッテリパック２０ａを水平姿勢に収容するとともに、着脱時に、前記サブバッテリパック２０ａを水平方向よりも垂直方向に１０゜〜２０゜だけ傾斜させた状態でスライドさせるスライド部材５２が設けられる。スライド部材５２には、サブバッテリパック２０ａのスライド方向（矢印Ａ方向）に延在する線状の突起部５４が設けられる。

突起部５４の上面には、サブバッテリパック２０ａを構成するバッテリ本体２４ａの底面である傾斜面２４ａｓが接触する内部側スライド面５４ｓが形成される。図４に示すように、内部側スライド面５４ｓは、スライド部材５２のセンターラインＳＬ（バッテリ本体２４ａの幅方向中央位置）を挟んで、矢印Ｂ１側及び矢印Ｂ２側にそれぞれ１本ずつ存在する。内部側スライド面５４ｓは、シール部材２４ｅから離間している。

突起部５４の内部側スライド面５４ｓ及びガイドレール４２ａ、４２ｂの蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓは、サブバッテリパック２０ａの装填方向（矢印Ａｆ方向）に対し水平方向から下方向に向かって傾斜する。傾斜角度は、例えば、１０゜〜２０゜である。

図６に示すように、内部側スライド面５４ｓの端部５４ｅと蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓの端部４２ｅとが対向する位置には、上下方向に段差が設けられる。蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓの端部４２ｅは、内部側スライド面５４ｓの端部５４ｅよりも上方に距離Ｓ（例えば、２ｍｍ）だけ離間して配置される。

蓋部材３４の開閉によるガイド部材４２の開閉角度は、９０゜を超える角度に設定される。具体的には、図６に示すように、ケーシング３０の垂直面３０ｓに対して、ガイド部材４２の開閉角度は、例えば、９２゜に設定される。

図４に示すように、側壁３０ａには、サブバッテリパック２０ａを構成する蓋体２４ｂに接触する内部側スライド面５６ｓが形成された線状の突起部５６が設けられる。突起部５６は、サブバッテリパック２０ａのスライド方向（矢印Ａ方向）に延在する。

なお、本実施形態では、スライド部材５２に２本の突起部５４が設けられるとともに、側壁３０ａに１本の突起部５６が設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、スライド部材５２には、４本の突起部を設ける一方、側壁３０ａには、突起部を設けずに、サブバッテリパック２０ａ側に凸部を設ける構成であってもよい。

ケーシング３０の内部には、矢印Ａｆ方向の先端部にコネクタ５８が設けられる。コネクタ５８は、サブバッテリパック２０ａのコネクタ２４ｃと電気的に接続される。

なお、蓄電装置収容部２２ｂは、上記の蓄電装置収容部２２ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

次いで、このように構成される電動車両１０において、サブバッテリパック２０ａを交換する作業について説明する。なお、サブバッテリパック２０ｂの交換作業は、サブバッテリパック２０ａの交換作業と同一であり、その説明は省略する。

図７に示すように、蓄電装置収容部２２ａを構成する蓋部材３４がケーシング３０を閉塞していると、このケーシング３０は、水平姿勢に維持されている。このため、サブバッテリパック２０ａは、スライド部材５２上で水平姿勢に保持された状態で、ケーシング３０内に収容されている。

そこで、作業者は、ロックレバー４６を把持してロック部４８を解除した後、蓋部材３４を支持ロッド３６を支点にして水平方向に揺動させる。図５に示すように、蓋部材３４の下端部には、リンク部３８が設けられている。従って、リンク部３８は、リンクピン４０を介してケーシング３０の矢印Ａｂ方向の端部を上方に持ち上げる。これにより、開放時にケーシング３０は、矢印Ａｂ方向に向かって水平方向から下方向に１０゜〜２０゜だけ傾斜して配置される。

次に、作業者は、サブバッテリパック２０ａのハンドル２４ｄを把持し、前記サブバッテリパック２０ａを矢印Ａｂ方向に引き出す。その際、サブバッテリパック２０ａの底面が内部側スライド面５４ｓに接触する一方、前記サブバッテリパック２０ａの側面が内部側スライド面５６ｓに接触している。このため、サブバッテリパック２０ａは、２本の内部側スライド面５４ｓ、５６ｓに沿って矢印Ａｂ方向にスライドすることができる。

サブバッテリパック２０ａは、内部側スライド面５４ｓ、５６ｓからガイドレール４２ａ、４２ｂに受け渡された後、前記ガイドレール４２ａ、４２ｂの蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓに沿って矢印Ａｂ方向にスライドし、蓄電装置収容部２２ａから取り出される。

充電済みのサブバッテリパック２０ａは、ガイドレール４２ａ、４２ｂの蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓに沿って矢印Ａｆ方向にスライドし、前記蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓからケーシング３０内の内部側スライド面５４ｓ、５６ｓに受け渡される。サブバッテリパック２０ａは、内部側スライド面５４ｓ、５６ｓに沿って矢印Ａｆ方向にスライドすることにより、前記サブバッテリパック２０ａのコネクタ２４ｃは、ケーシング３０内のコネクタ５８と電気的に接続される。

さらに、作業者は、ロックレバー４６を把持して、蓋部材３４を、支持ロッド３６を支点にして鉛直方向に揺動させる。従って、蓋部材３４と一体に下方向に揺動するリンク部３８は、リンクピン４０を介してケーシング３０の矢印Ａｂ方向の端部を下方に移動させる。これにより、蓋部材３４は、ケーシング３０を閉塞するとともに、前記ケーシング３０は、水平姿勢に保持される。

一方で、開放時は、図５に示すように、ケーシング３０が略水平姿勢（例えば、矢印Ａｂ方向に向かって水平方向から上方に角度１０゜〜２０゜だけ傾斜する姿勢）に保持されている。そして、サブバッテリパック２０ａは、水平方向に荷重が加わる姿勢で、内部側スライド面５４ｓ、５６ｓに沿ってスライドすることができる。このため、特に重量物であるサブバッテリパック２０ａを垂直方向（上下方向）にスライドさせる必要がなく、作業者の負荷を大幅に軽減させることが可能になる。

しかも、図４〜図６に示すように、蓋部材３４には、該蓋部材３４の開放時にサブバッテリパック２０ａをスライドさせる一対のガイドレール４２ａ、４２ｂが設けられている。ガイドレール４２ａ、４２ｂの上面には、サブバッテリパック２０ａが当接してスライドさせる蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓが設けられている。従って、蓄電装置収容部２２ａが、電動車両１０の内部に配置された際にも、作業者は、前記電動車両１０の奥側に入り込む必要がなく、サブバッテリパック２０ａの着脱作業を容易に行うことができる。

これにより、サブバッテリパック２０ａの搭載位置に影響されることがなく、前記サブバッテリパック２０ａの着脱作業を容易且つ迅速に遂行することが可能になるという効果が得られる。

また、図５及び図６に示すように、内部側スライド面５４ｓ及び蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓは、サブバッテリパック２０ａの装填方向に対し水平方向から下方向に向かって傾斜している。その際、図６に示すように、内部側スライド面５４ｓの端部５４ｅと蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓの端部４２ｅとが対向する位置には、上下方向に段差が設けられている。蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓの端部４２ｅは、内部側スライド面５４ｓの端部５４ｅよりも上方に距離Ｓだけ離間して配置されている。

このため、サブバッテリパック２０ａを装填する際に、このサブバッテリパック２０ａを、蓋側スライド面４２ａｓ、４２ｂｓから内部側スライド面５４ｓに、引っ掛かりを惹起することがなく、円滑に受け渡すことができる。しかも、サブバッテリパック２０ａを、ケーシング３０内に押し付け易くなる。

一方、サブバッテリパック２０ａを取り出す際には、前記サブバッテリパック２０ａの湾曲部Ｒ１が段差よりも大きく形成されており、該サブバッテリパック２０ａが前記段差に引っ掛かることを確実に阻止することが可能になる。従って、サブバッテリパック２０ａを容易に取り出すことができる。

さらに、電動車両１０では、ガイド部材４２は、互いに平行する２本のガイドレール４２ａ、４２ｂを備えている。これにより、簡単な構成で、サブバッテリパック２０ａを確実にスライドさせることが可能になる。

また、ガイド部材４２は、開閉角度が９０゜を超える角度に設定されている。このため、サブバッテリパック２０ａを容易に通過させることができ、前記サブバッテリパック２０ａの着脱作業が有効に遂行される。

なお、本実施形態では、サブバッテリパック２０ａを蓄電装置として、上述の構造で収容したが、メインバッテリパック１８を蓄電装置として、上述の構造で収容することもできる。

Claims (5)

1. 負荷に電力を供給する蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）と、
   車両側に設けられ、前記蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）が着脱自在な蓄電装置収容部（２２ａ、２２ｂ）と、
   を備える電動車両（１０）であって、
   前記蓄電装置収容部（２２ａ、２２ｂ）は、着脱時に、該蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）を垂直方向よりも水平方向に大きく傾斜させた状態でスライドさせる内部側スライド面（５４ｓ、５６ｓ）を有するスライド部材（５２）と、
   前記蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）を着脱する際に開放される蓋部材（３４）と、
   を備えるとともに、
   前記蓋部材（３４）には、該蓋部材（３４）の開放時に前記内部側スライド面（５４ｓ、５６ｓ）に連なって前記蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）をスライドさせる蓋側スライド面（４２ａｓ、４２ｂｓ）を有するガイド部材（４２）が設けられることを特徴とする電動車両（１０）。
2. 請求項１記載の電動車両（１０）において、着脱時の前記内部側スライド面（５４ｓ、５６ｓ）及び前記蓋側スライド面（４２ａｓ、４２ｂｓ）が、前記蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）の装填方向に対し水平方向から下方向に向かって傾斜し、
   前記内部側スライド面（５４ｓ、５６ｓ）の端部と前記蓋側スライド面（４２ａｓ、４２ｂｓ）の端部とが対向する位置には、段差が設けられるとともに、
   該蓋側スライド面（４２ａｓ、４２ｂｓ）の端部は、該内部側スライド面（５４ｓ、５６ｓ）の端部よりも上方に配置されることを特徴とする電動車両（１０）。
3. 請求項２記載の電動車両（１０）において、前記蓋部材（３４）を開放させる際に、前記内部側スライド面（５４ｓ、５６ｓ）が、前記蓄電装置（１８、２０ａ、２０ｂ）の装填方向に向かって水平方向から下方向に１０゜〜２０゜だけ傾斜しているように傾斜部（３８）が設けられることを特徴とする電動車両（１０）。
4. 請求項１記載の電動車両（１０）において、前記ガイド部材（４２）は、互いに平行する２本以上のガイドレール（４２ａ、４２ｂ）を備えることを特徴とする電動車両（１０）。
5. 請求項１記載の電動車両（１０）において、前記蓋部材（３４）の開閉による前記ガイド部材（４２）の開閉角度は、９０゜を超えることを特徴とする電動車両（１０）。

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