WO2019230294A1

WO2019230294A1 - 車両用バッテリパック、及び電動車両

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Publication number: WO2019230294A1
Application number: PCT/JP2019/017839
Authority: WO
Inventors: ビクラムメノン; マーカスウール; ローランドマカハマー; ネグロピーターデル
Original assignee: ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト; エーヴィエル・リスト・ゲーエムベーハー
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-12-05
Also published as: JP2019206252A

Abstract

車両用バッテリパック（６０）は、サイドレール（１１）間である第１スペース（９１）に配置される第１バッテリ収容部（６３）と、第１バッテリ（８１）と、第１スペース（９１）よりも車高方向下方の第２スペース（９２）において、第１バッテリ収容部（６３）の車幅方向における幅よりも大きい幅を有する第２バッテリ収容部（６４）と、第２バッテリ（８２）と、を含み、第１バッテリ（８１）及び第２バッテリ（８２）は、複数の電池要素（７３ｂ、７４ｂ）を一方向に配列収容し、且つ前記一方向に延びる外形を有する直方体状のバッテリモジュール（７３、７４）を備え、第１バッテリ（８１）を構成するバッテリモジュール（７３）における前記一方向は車両長手方向であり、第２バッテリ（８２）を構成するバッテリモジュール（７４）における前記一方向は車幅長手方向である。

Description

車両用バッテリパック、及び電動車両

　本発明は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の電動車両に用いられる車両用バッテリパック、及び当該車両用バッテリパックを備える電動車両に関する。

　従来から、環境負荷低減の観点に着目し、エンジンのような内燃機関に代えて走行用動力源としてモータを利用する電気自動車、及び当該内燃機関と当該モータとを併用するハイブリッド自動車等の電動車両の開発が進んでいる。特に、これらの電動車両においては、当該モータを駆動するために駆動用のバッテリが搭載され、当該バッテリから当該モータへ電力を供給することにより、車両を走行するために必要となる動力が得られる。

　近年、このような電動車両に関し、トラック等の商用車の分野においても、その開発が行われている。例えば、特許文献１には、衝突安全性を向上することができる商用車向けのバッテリボックスの保持構造が開示されている。

特開２０１６－１１３０６３号公報

　しかしながら、商用車は、荷物を積載するための構造、又は車両自体の大型化のために、乗用車と比較して車両重量が大きくなる。このため、乗用車に比べて車両重量が大きい商用車の分野において、十分な走行距離を可能とする電動車両を実用化するためには、電動車両に搭載可能なバッテリ容量を増大することが重要な課題である。

　また、商用車においてバッテリをキャブの後方に設置する場合、商用車の車格によってバッテリ設置可能領域の大きさが限定される。当該限定された設置可能領域に設置されるバッテリについては、様々なバッテリ仕様要求に対応させつつも、その仕様内容が多種にわたることを抑制する必要がある。すなわち、商社車開発におけるコストを低減するために、様々なバッテリ仕様要求に対応させつつも、バッテリの仕様内容のできるかぎりの共通化を図ることが重要な課題である。

　本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電動車両に搭載可能なバッテリ容量を増大しつつ、限れた設置可能領域でバッテリの仕様要求を満たすことができる車両用バッテリパック、及び当該車両用バッテリパックを備える電動車両を提供することにある。

　（１）本適用例に係る車両用バッテリパックは、ラダーフレームを備える車両に搭載される車両用バッテリパックであって、前記ラダーフレームの２本のサイドレール間である第１スペースに配置される第１バッテリ収容部と、前記第１バッテリ収容部に収容される第１バッテリと、前記第１スペースよりも車高方向下方の第２スペースにおいて、前記第１バッテリ収容部に連結され、前記第１バッテリ収容部の車幅方向における幅よりも大きい幅を有する第２バッテリ収容部と、前記第２バッテリ収容部に収容される第２バッテリと、を含み、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリは、複数の電池要素を一方向に配列収容し、且つ前記一方向に延びる外形を有する直方体状のバッテリモジュールを備え、前記第１バッテリを構成する前記バッテリモジュールにおける前記一方向は車長方向であり、前記第２バッテリを構成する前記バッテリモジュールにおける前記一方向は車幅方向である。

　上記適用例に係る車両用バッテリパックにおいては、第１バッテリ収容部に収容されるバッテリモジュールを構成する電池要素が車長方向に配列収容されている。ここで、車長方向においてはサイドレール等による電池要素の配列収容の制限が生じないため、より多くの電池要素を配列することが可能となる。すなわち、第１バッテリ収容部に収容されるバッテリモジュールを構成する電池要素の配列数量が限定されることがなくなり、電動車両に要求される仕様に対応させて、当該バッテリモジュール及びバッテリパックの設計を容易に行えることになる。

　一方、上記適用例に係る車両用バッテリパックにおいては、第２バッテリ収容部に収容されるバッテリモジュールを構成する電池要素が車幅方向に配列収容されている。ここで、第２スペースは、第１スペースと比較してサイドレール１１による部品配置の制約が少ないことから、電池要素を車幅方向に配列収容しても、より多くの電池要素を配列したバッテリモジュールを配置することが可能になる。更に、第２バッテリ収容部に収容されるバッテリモジュールを一方向のみに並設することができるため、バッテリモジュール同士の電気的な接続配線が複雑化することもなくなり、第２バッテリ収容部におけるバッテリモジュール及びバッテリパックの設計の自由度を向上させることができる。

　そして、上記適用例に係る車両用バッテリパックにおいては、上記のような構成及び、サイドレールと車両用バッテリパックとの配置関係により、サイドレールの周辺のスペースを有効に活用してバッテリを搭載することができる。これにより、電動車両に搭載可能なバッテリ容量の増大が図られることになる。

　（２）また、本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（１）において、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリは、前記バッテリモジュールを複数備えるとともに、前記バッテリモジュールの長手方向の面同士が対向するように配列されている構造を有してもよい。このようなバッテリモジュールの配列構造により、長手方向に沿ってバッテリモジュールを複数配列することが可能になり、第１バッテリ収容部及び第２バッテリ収容部におけるバッテリの搭載量が増加され、車両に搭載可能なバッテリ容量の更なる増大が図られる。

　（３）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（１）又は（２）において、前記第２バッテリ収容部の車幅方向における幅は、前記サイドレール間の距離よりも大きくてもよい。このような第２バッテリ収容部の幅の設定により、第２バッテリ収容部におけるバッテリの搭載量が増加され、車両に搭載可能なバッテリ容量の更なる増大が図られる。

　（４）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（３）において、前記第２バッテリ収容部の車幅方向における幅は、前記２本のサイドレールのウェブ間の距離よりも大きくてもよい。このような第２バッテリ収容部の幅の設定により、第２バッテリ収容部におけるバッテリの搭載量が増加され、車両に搭載可能なバッテリ容量の更なる増大が図られる。

　（５）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記電池要素は、パウチタイプのバッテリセルであってもよい。パウチタイプのバッテリセルを使用することにより、バッテリ容量の増大及び各種の配線の簡素化を容易に図ることができる。

　（６）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（２）において、前記第２バッテリにおける前記バッテリモジュールの数量は、前記第１バッテリにおける前記バッテリモジュールの数量の整数倍であってもよい。これにより、第１バッテリの出力電圧と第２バッテリの出力電圧を等しくするような回路構成を採用することができ、バッテリパックとしての出力電圧の安定化及び接続回路の簡素化を容易に図れることになる。

　（７）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（２）において、前記第２バッテリは、複数の前記バッテリモジュールの端子が前記車幅方向の端部に並設されてもよい。これにより、第２バッテリを構成する複数のバッテリモジュール同士を容易に接続することが可能となり、モジュール間配線の簡素化を図ることが可能になる。

　（８）本適用例に係る車両用バッテリパックは、上記（７）において、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリは、複数の前記バッテリモジュールが直列接続された回路構成を有してもよい。これにより、各バッテリの出力電圧を増加させることができ、電動車両に要求される電圧の確保を図ることができる。

　（９）本適用例に係る電動車両は、上記（１）乃至（８）のいずれかの車両用バッテリパックを備える。このような電動車両においては、サイドレールと車両用バッテリパックとの配置関係により、サイドレールの周辺のスペースを有効に活用してバッテリが搭載されていることになる。これにより、電動車両に搭載可能なバッテリ容量の増大が図られることになる。また、このような電動車両においては、第１バッテリのバッテリモジュールと第２バッテリのバッテリモジュールとの延在方向、及び第１バッテリのバッテリモジュールのバッテリセルと第２バッテリのバッテリモジュールのバッテリセルの配列方向は互いに異なるとともに、各方向が限定されている。これにより、電動車両において、限れた設置可能領域でバッテリの仕様要求が満たされることになる。

本発明の第一実施形態に係る電動車両の全体構成を概略的に示す上面図である。本発明の第一実施形態に係るバッテリパックの斜視図である。図２のIII-III線に沿った断面図である。図２のIV-IV線に沿った断面図である。本発明の第一実施形態に係るバッテリパックを構成するバッテリモジュールの概略的に示す上面図である。本発明の第一実施形態に係るバッテリパックとサイドレールとの位置関係を示す正面図である。本発明の第二実施形態に係るバッテリパックとサイドレールとの位置関係を示す正面図である。図３と同様にして示す、本発明の第三実施形態に係るバッテリパックの断面図である。図４と同様にして示す、本発明の第三実施形態に係るバッテリパックの断面図である。

　以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつその構成について詳細に説明する。
＜第一実施形態＞

　先ず、図１を参照しつつ、本実施形態に係る電動車両１の全体構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る電動車両の全体構成を概略的に示す上面図である。

　図１に示すように、本実施形態に係る電動車両１は、ラダーフレーム１０、キャブ２０、荷箱３０、車輪機構４０、駆動装置５０、及びバッテリパック６０を備える電動トラックである。なお、図１では、電動車両１の上面からキャブ２０及び荷箱３０を透過するように見た場合の上面図として表している。

　本実施形態において、電動車両１は、走行用駆動源としてモータ（電動機）を備える電気自動車として想定されているが、エンジンを更に備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、電動車両１は電動トラックに限定されることなく、車両を駆動するためのバッテリを備える他の商用車であってもよい。

　ラダーフレーム１０は、左サイドレール１１Ｌ、右サイドレール１１Ｒ、及び複数のクロスメンバ１２を有する。左サイドレール１１Ｌ及び右サイドレール１１Ｒは、電動車両１の車長方向Ａに延在し、互いに車幅方向Ｂに対して平行に配置される。複数のクロスメンバ１２は、左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとを連結している。すなわち、ラダーフレーム１０は、いわゆる梯子型フレームを構成している。そして、ラダーフレーム１０は、キャブ２０、荷箱３０、駆動装置５０、バッテリパック６０、及び電動車両１に搭載されるその他の重量物を支持する。以下において、左サイドレール１１Ｌ及び右サイドレール１１Ｒを総称して、単にサイドレール１１とも称する。

　キャブ２０は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム１０の前部上方に設けられている。一方、荷箱３０は、電動車両１によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレーム１０の後部上方に設けられている。

　車両前方に位置する車輪機構４０は、本実施形態において、車両前方に位置する左右の前輪４１、２つの前輪４１の車軸としてのフロントアクスル４２から構成される。また、車両後方に位置する車輪機構４０は、車両後方に位置し且つ左右に各２つ配置された後輪４３、これらの後輪４３の車軸としてのリアアクスル４４から構成される。そして、本実施形態に係る電動車両１においては、後輪４３が駆動輪として機能するように駆動力が伝達され、電動車両１が走行することになる。なお、車輪機構４０は、図示しないサスペンション機構を介してラダーフレーム１０に懸架され、電動車両１の重量を支持する。

　駆動装置５０は、モータユニット５１及びギアユニット５２を有する。モータユニット５１は、モータ５３、及びモータ５３を収容するモータハウジング５４から構成される。ギアユニット５２は、複数のギアからなる減速機構５５、減速機構５５から入力される動力を左右の後輪４３に対して振り分ける差動機構５６、並びに減速機構５５及び差動機構５６を収容するギアハウジング５７から構成される。

　また、駆動装置５０は、減速機構５５及び差動機構５６を介して、モータ５３の駆動トルクを車両の走行に適した回転速度に減速してリアアクスル４４に駆動力を伝達する。これにより駆動装置５０は、リアアクスル４４を介して後輪４３を回転させて電動車両１を走行させることができる。ここで、駆動装置５０は、本実施形態においては、左サイドレール１１Ｌ及び右サイドレール１１Ｒに対して車幅方向Ｂの内側（すなわち、サイドレール間のスペース）に配置され、図示しない支持部材によりラダーフレーム１０に支持されている。

　バッテリパック６０は、電動車両１を走行させるためのエネルギー源としてモータ５３に電力を供給するバッテリ６１と、バッテリ６１を収容するバッテリハウジング６２を有している。バッテリパック６０は、電動車両１に必要とされる電力を蓄えるために比較的大型で大容量の二次電池である。ここで、バッテリパック６０は、本実施形態において、車幅方向Ｂに対して左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとの間、且つ駆動装置５０の車両前方に配置される。例えば、バッテリパック６０は、図示しない連結部材によりラダーフレーム１０に固定又は懸架される。なお、バッテリパック６０とサイドレール１１との具体的な位置関係については後述する。

　次に、図２乃至図５を参照しつつ、本実施形態に係るバッテリパック６０及びバッテリパック６０を構成するバッテリモジュールの構造を説明する。ここで、図２は、本実施形態に係るバッテリハウジングの斜視図である。また、図３は、図２のIII-III線に沿った断面図であり、図４は、図２のIV-IV線に沿った断面図である。更に、図５は、本実施形態に係るバッテリパック６０を構成するバッテリモジュールの概略的に示す上面図である。

　図２に分かるように、バッテリパック６０は、車長方向Ａに沿って延在するような形状を備えている。また、バッテリパック６０は、車幅方向Ｂ及び車高方向Ｃによって規定される平面における断面形状が逆Ｔ型となる形状を備えている。

　図２乃至図４に示すように、バッテリパック６０の構成部材であるバッテリハウジング６２は、第１バッテリ収容部６３、第２バッテリ収容部６４、隔壁６５、複数の接合部材６６を備えている。第１バッテリ収容部６３及び第２バッテリ収容部６４は、バッテリを収納するための開口が設けられた箱型の筐体である。第１バッテリ収容部６３と第２バッテリ収容部６４とは、隔壁６５を介して互いの開口が向かい合うように配置されている。そして、複数の接合部材６６が、第１バッテリ収容部６３及び隔壁６５を貫通し、第２バッテリ収容部６４まで到達することにより、第１バッテリ収容部６３、第２バッテリ収容部６４及び隔壁６５が連結されている。

　このようなバッテリハウジング６２の構成により、バッテリハウジング６２内には、第１バッテリ収容部６３及び隔壁６５によって囲まれた直方体状の第１バッテリ収容空間７１と、第２バッテリ収容部６４及び隔壁６５によって囲まれた直方体状の第２バッテリ収容空間７２とが形成されている。すなわち、第１バッテリ収容空間７１と第２バッテリ収容空間７２とが、隔壁６５によって分離されて設けられている。

　図３及び図４からわかるように、第２バッテリ収容部６４の開口寸法は、第１バッテリ収容部６３の開口寸法よりも大きくなっている。すなわち、第２バッテリ収容空間７２の寸法は、第１バッテリ収容空間７１よりも大きくなっている。具体的には、車幅方向Ｂにおいて、第２バッテリ収容部６４の開口幅（開口寸法）は、第１バッテリ収容部６３の開口幅よりも大きく、車長方向Ａ及び車高方向Ｃにおける第１バッテリ収容部６３及び第２バッテリ収容部６４の開口寸法は略同一である。すなわち、車幅方向Ｂにおいて、第２バッテリ収容空間７２の幅は、第１バッテリ収容空間７１の幅よりも大きく、車長方向Ａ及び車高方向Ｃにおける第１バッテリ収容空間７１及び第２バッテリ収容空間７２の寸法は略同一である。このため、第１バッテリ収容空間７１と比較して、第２バッテリ収容空間７２は、より多くの数量のバッテリ６１を収容できることになる。

　第１バッテリ収容部６３、第２バッテリ収容部６４、及び隔壁６５の材料は、例えば、アルミニウム等の軽金属である。これにより、バッテリパック６０自体の重量を低減しつつも、外力に耐えうる強固な構成とすることができる。また、バッテリハウジング６２を構成するこれらの部材の材質を同一の金属としてもよい。これにより、バッテリハウジング６２の各構成部材を接合する接合部材６６の腐食を防止するためである。

　また、第２バッテリ収容部６４の剛性は、第１バッテリ収容部６３の剛性よりも高い。例えば、第２バッテリ収容部６４の厚みを第１バッテリ収容部６３の厚みよりも大きくすることにより、当該剛性を調整してもよい。これは、後述するように、第１バッテリ収容部６３は、サイドレール１１によって挟まれるように配置されるため、サイドレール１１によって側方からの衝突から保護されているものの、第２バッテリ収容部６４は、サイドレール１１の下方に配置されるため、側突安全性を向上させることが好ましいためである。そして、このような剛性の調整により、第１バッテリ収容部６３をより軽量化してバッテリパック６０自体の重量を低減しつつも、側突安全性の向上が図られることになる。

　本実施形態においては、第１バッテリ収容空間７１に２つの第１バッテリモジュール７３が収容され、第２バッテリ収容空間７２に４つの第２バッテリモジュール７４が収容されている。また、２つの第１バッテリモジュール７３が配線（図示せず）によって直列接続されて１組のモジュール群が１つ形成され、第１バッテリ収容空間７１に当該バッテリモジュール群である第１バッテリ８１が収容されることになる。同様に、２つの第２バッテリモジュール７４が配線（図示せず）によって直列接続されて１組のモジュール群が２つ形成され、当該２つのモジュール群が配線（図示せず）によって並列接続されることにより、第２バッテリ収容空間７２に収容された第２バッテリ８２が構成されている。そして、当該第１バッテリ８１及び第２バッテリ８２が並列接続されることにより、バッテリパック６０のバッテリ６１が構成されている。

　なお、当該数量については限定されず、電動車両１に要求される電力量や、第１バッテリモジュール７３及び第２バッテリモジュール７４の寸法及び特性等に応じて適宜変更することができる。また、バッテリモジュール同士の接続構成も上述した内容に限定されることなく、電動車両１に要求される電力量や、第１バッテリモジュール７３及び第２バッテリモジュール７４の寸法及び特性等に応じて適宜変更することができる。

　ここで、図５に示すように、第１バッテリモジュール７３は、直方体状の筐体７３ａの内部に、電池要素であるパウチタイプのバッテリセル７３ｂを一方向に配列収容した構造を有する。ここで、第１バッテリモジュール７３は、直方体状の外形を備えている。また、第１バッテリモジュール７３は、筐体７３ａの一端面に正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄを有している。更に、各バッテリセル７３ｂは、図示しない配線によって隣接する他のバッテリセル７３ｂと電気的に接続されている。そして、正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄに隣接して端部に位置するバッテリセル７３ｂは、正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄに対して電気的に接続されている。例えば、２５個、５０個、又は１００個のバッテリセル７３ｂを直列に接続し、百ボルトから数百ボルトの電圧を出力可能にしている。本実施形態において、第１バッテリモジュール７３は５０個のバッテリセル７３ｂを有し、直列に接続された状態の２個の第１バッテリモジュール７３によって３６５Ｖの電圧が出力可能となっている。ここで、バッテリセル７３ｂが互いに対向する面は、略正方形となっている。

　なお、第２バッテリモジュール７４は、第１バッテリモジュール７３と同一であるため、その構造も第１バッテリモジュール７３の構造と同一である。すなわち、第２バッテリモジュール７４も、筐体７４ａ、複数のバッテリセル７４ｂ、正極端子７４ｃ、負極端子７４ｄ、及び配線（図示せず）を有している。そして、第１バッテリモジュール７３と同様に、第２バッテリモジュール７４は５０個のバッテリセル７４ｂを有しているため、直列に接続された状態の２個の第２バッテリモジュール７４（すなわち、１つのモジュール群）によって３６５Ｖの電圧が出力可能となるとともに、当該３６５Ｖのモジュール群が第２バッテリ収容空間７２内に２つ存在することになる。

　次に、図３及び図４からわかるように、第１バッテリ収容空間７１に収容されている２つの第１バッテリモジュール７３は、車長方向Ａに沿って延在するように並設されている。すなわち、２つの第１バッテリモジュール７３は、長手方向の側面７３ｅ同士が対向し且つ離間するように並設されている。また、第１バッテリモジュール７３の正極端子７３ｃ及び負極端子７３ｄは、車長方向Ａの前方（すなわち、キャブ２０側）に位置することになる。このような端子の位置が揃えて配置されることにより、２つの第１バッテリモジュール７３の接続を容易に行えることになる。

　一方、第２バッテリ収容空間７２に収容されている４つの第２バッテリモジュール７４は、車幅方向Ｂに沿って延在するように並設されている。すなわち、４つの第２バッテリモジュール７４は、長手方向の側面７４ｅ同士が対向し且つ離間するように並設されている。また、第２バッテリモジュール７４の正極端子７４ｃ及び負極端子７４ｄは、車幅方向Ｂの左側に位置することになる。このような端子の位置が揃えて配置されることにより、４つの第２バッテリモジュール７４の接続を容易に行えることになる。特に、複雑な配線を使用することなく、正極端子７４ｃの接続に用いる１枚の接続プレート、及び負極端子７４ｄの接続に用いる１枚の接続プレートによって、第２バッテリモジュール７４同士の接続を行うことが可能になる。

　次に、図６を参照しつつ、本実施形態に係るバッテリパック６０及びバッテリハウジング６２とサイドレール１１との位置関係を説明する。ここで、図６は、本実施形態に係るバッテリパック６０とサイドレール１１との位置関係を示す正面図である。

　図６に示すように、左サイドレール１１Ｌと右サイドレール１１Ｒとの間には第１スペース９１が存在し、当該第１スペース９１よりも車高方向Ｃの下方には第２スペース９２が存在している。そして、バッテリハウジング６２は、第１スペース９１及び第２スペース９２にわたって配設されている。

　より具体的に、バッテリハウジング６２の第１バッテリ収容部６３は、主として第１スペース９１に配置されている。また、本実施形態において、第１バッテリ収容部６３は、左サイドレール１１Ｌのフランジ１３の車幅方向内側端部１３ａと、右サイドレール１１Ｒの１２の車幅方向内側端部１３ａとの間に配置されている。すなわち、第１バッテリ収容部６３の車幅方向における幅は、サイドレール間の距離よりも小さい。ここで、サイドレール間の距離とは、左サイドレール１１Ｌのフランジ１３の車幅方向内側端部１３ａから、右サイドレール１１Ｒのフランジ１３の車幅方向内側端部１３ａまでの距離Ｄ１である。

　このような第１バッテリ収容部６３の位置により、その内部に収容される第１バッテリモジュール７３は、サイドレール間に配置されるとともに、サイドレール１１（すなわち、車長方向Ａ）に沿って並置されている。ここで、サイドレール１１間の距離Ｄ１は、車両に応じて異なる場合があるものの、車両規格に対応するため等の種々の理由により、自由に変更できず、その寸法（すなわち、レイアウト）に制限が存在する。このような制限が存在する中で、バッテリセル７３ｂの配列方向を、当該制限が存在する車幅方向Ｂにするのではなく、制限が少ない車長方向Ａにすることにより、より多くのバッテリセル７３ｂを配列することが可能となる。すなわち、バッテリセル７３ｂの配列数量が限定されることがなくなり、電動車両１に要求される仕様に対応させて、第１バッテリモジュール７３及びバッテリパック６０の設計を容易に行えることになる。換言すると、第１スペース９１における、第１バッテリモジュール７３及びバッテリパック６０の設計の自由度を向上させることが可能となり、バッテリ容量の増大につながることになる。

　これに対して、バッテリセル７３ｂの配列方向を、当該制限が存在する車幅方向Ｂにすると、バッテリセル７３ｂの配列数量が限定されてしまい、電動車両１に要求される仕様に柔軟に対応することができなくなる。すなわち、第１スペース９１における、第１バッテリモジュール７３及びバッテリパック６０の設計の自由度の向上が困難となり、バッテリ容量の増大も図ることが困難になる。

　次に、バッテリハウジング６２の第２バッテリ収容部６４及び隔壁６５は、サイドレール１１の下方である第２スペース９２に配置されている。すなわち、バッテリハウジング６２の第２バッテリ収容部６４及び隔壁６５は、第２スペース９２において、第１バッテリ収容部６３に連結されていることになる。

　また、本実施形態において、第２バッテリ収容部６４及び隔壁６５の車幅方向Ｂにおける幅は、サイドレール間の距離Ｄ１よりも大きいだけでなく、サイドレール１１のウェブ間の距離よりも大きい。すなわち、第２バッテリ収容部６４及び隔壁６５は、サイドレール１１よりも側方に向けて突出していることになる。ここで、ウェブ間の距離とは、左サイドレール１１Ｌのウェブ１４の車幅方向外側端面１４ａから、右サイドレール１１Ｒのウェブ１４の車幅方向外側端面１４ａまでの距離Ｄ２である。

　このような第２バッテリ収容部６４の位置により、その内部に収容される第２バッテリモジュール７４は、サイドレール１１の下方に配置されるとともに、左サイドレール１１Ｌから右サイドレール１１Ｒに向けて（すなわち、車幅方向Ｂに）延在し且つ並置されている。ここで、第２スペース９２は、第１スペース９１と比較してサイドレール１１による部品配置の制約が少ない。このため、バッテリセル７４ｂの配列方向を車幅方向Ｂとしても、より多くのバッテリセル７４ｂを配列することが可能となる。すなわち、バッテリセル７４ｂの配列数量が限定されることがなくなり、電動車両１に要求される仕様に対応させて、第２バッテリモジュール７４及びバッテリパック６０の設計を容易に行えることになる。換言すると、第２スペース９２における、第２バッテリモジュール７４及びバッテリパック６０の設計の自由度を向上させることが可能となり、バッテリ容量の増大につながることになる。

　これに対して、バッテリセル７４ｂの配列方向を車長方向ａにすると、バッテリ容量の増大を図ることは可能なものの、第２バッテリモジュール７４の寸法によっては車長方向ａにも複数の第２バッテリモジュール７４が並置されることになり、第２バッテリモジュール７４同士の電気的な接続配線が複雑化する虞がある。すなわち、第２スペース９２における、第２バッテリモジュール７４及びバッテリパック６０の設計の自由度を十分に向上させることができない場合がある。

　以上のことから、上記のような第１バッテリモジュール７３と第２バッテリモジュール７４との延在方向、及びバッテリセル７３ｂとバッテリセル７４ｂの配列方向は互いに異なるとともに、各方向が限定されている。そして、両モジュールの配置関係は、各モジュールの延在方向が直交していることになる。

　また、本実施形態においては、第１バッテリモジュール７３と第２バッテリモジュール７４を同一とするため、バッテリモジュール及びバッテリパック６０自体の製造コストを低減することもできる。更に、バッテリパック６０内に使用されるバッテリモジュールが共通化されるため、バッテリモジュール同士の出力電圧の相違による問題が生じることなく、バッテリパック６０としての信頼性の向上にもつながることになる。

　そして、上記バッテリハウジング６２の構成、及びサイドレール１１とバッテリハウジング６２との配置関係により、サイドレール１１の周辺のスペースを有効に活用してバッテリ６１を搭載することができる。このため、電動車両１に搭載可能なバッテリ容量の増大が図られることになる。

　特に、本実施形態においては、第２バッテリ収容部６４の車幅方向Ｂにおける幅がサイドレール１１のウェブ間の距離よりも大きいため、搭載可能なバッテリ容量の増大が更に図られている。更に、第１バッテリ収容部６３がサイドレール１１によって挟まれているため、側突安全性の向上も図られることになる。

　これらのことから、本実施形態に係るバッテリパック６０は、電動車両１に搭載可能なバッテリ容量を増大しつつ、限れた設置可能領域でバッテリの仕様要求を満たすことができることになる。

　また、本実施形態においては、第２バッテリ収容部６４に収容される第２バッテリモジュール７４の数量（４個）は、第１バッテリ収容部６３に収容される第１バッテリモジュール７３の数量（２個）の整数倍となっている。このように設定する理由としては、本実施形態のバッテリパック６０の構成において、２つのバッテリモジュールが直列に接続されることにより、１つのバッテリ群が構成され、当該バッテリ群の出力電圧がバッテリパック６０の出力電圧と同一となっているためである。すなわち、第１バッテリ収容部６３において形成されたバッテリ群と同一構成のバッテリ群を、第２バッテリ収容部６４においても複数形成することが可能となり、当該バッテリ群を構成しない第２バッテリモジュール７４が存在しないことになり、バッテリパック６０としての出力電圧の安定化及び接続回路の簡素化を容易に図れることになる。

　なお、第１バッテリ収容部６３に収容される第１バッテリモジュール７３の数量を３個とし、当該３個の第１バッテリモジュール７３によって１つのバッテリ群を構成する場合には、第２バッテリ収容部６４に収容される第２バッテリモジュール７４の数量を、６個、９個等の３の倍数個にしてもよい。当然のことながら、第１バッテリモジュール７３の数量に応じて、第２バッテリモジュール７４の数量は、他の整数倍としてもよい。このような場合であっても、当該バッテリ群を構成しないバッテリモジュールが存在しないことになり、バッテリパック６０としての出力電圧の安定化及び接続回路の簡素化を容易に図れることになる。

＜第二実施形態＞
　上述した第１実施形態においては、第２バッテリ収容部６４の車幅方向Ｂにおける幅がサイドレール１１のウェブ間の距離よりも大きくなっていたが、サイドレール１１のウェブ間の距離よりも小さくてもよい。このような構成のバッテリパックを第二実施形態として、図７を参照しつつ説明する。ここで、図７は、第二実施形態に係るバッテリパックとサイドレールとの位置関係を示す正面図である。

　図７に示すように、本実施形態に係るバッテリパック６０においては、第２バッテリ収容部６４の車幅方向Ｂにおける幅が、サイドレール１１のウェブ間の距離Ｄ２よりも小さく、且つサイドレール間の距離Ｄ１よりも大きくなっている。このような構成及び位置関係とすることにより、電動車両１に搭載可能なバッテリ容量の減少を防ぎつつも、第２バッテリ収容部６４における側突安全性の向上が図られることになる。

　なお、第２バッテリ収容部６４における側突安全性を更に向上させる観点から、電動車両１に必要なバッテリ容量を確保できる範囲において、第２バッテリ収容部６４の車幅方向Ｂにおける幅をサイドレール間の距離Ｄ１よりも小さくしてもよい。

＜第三実施形態＞
　第一実施形態に係るバッテリパック６０においては、第１バッテリ収容部６３に２つの第１バッテリモジュール７３が収容され、第２バッテリ収容部６４に４つの第２バッテリモジュール７４が収容されていたが、バッテリモジュールの形状を変更することにより、当該数量を変更してもよい。以下において、第１バッテリ収容部６３に１つの第１バッテリモジュール７３’が収容され、第２バッテリ収容部６４に２つの第２バッテリモジュール７４’が収容される場合を第三実施形態として、図８及び図９を参照しつつ説明する。ここで、図８は、図３と同様にして示す、本発明の第三実施形態に係るバッテリパックの断面図であり、図９は、本発明の第三実施形態に係るバッテリパックの断面図である。

　図８及び図９から分かるように、本実施形態に係るバッテリパック６０’は、第一実施形態に係るバッテリパック６０と比較して、各バッテリモジュールの形状及び収容される数量が異なっており、その他の形状及び構造は同一である。このため、第一実施形態に係るバッテリパック６０と同一部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図８及び図９からわかるように、第１バッテリモジュール７３’及び第２バッテリモジュール７４’において、正極端子及び負極端子が設けられた面の幅が第一実施形態の場合と比較して大きく、矩形状となっている。このため、本実施形態におけるバッテリセル（図示せず）においては、配列収容される際に互いに対向する面が矩形状となり、第一実施形態よりも表面積が大きく、蓄電容量も大きくなっている。

　このような第１バッテリモジュール７３’及び第２バッテリモジュール７４’の構造により、第一実施形態と比較してバッテリ収容数が少なくなり、第１バッテリ収容部６３に１つの第１バッテリモジュール７３’が収容され、第２バッテリ収容部６４に２つの第２バッテリモジュール７４’が収容されている。このような場合であっても、第１バッテリモジュール７３’と第２バッテリモジュール７４’との延在方向は直交し、更には第１バッテリモジュール７３’を構成するバッテリセルと第２バッテリモジュール７４’を構成するバッテリセルの配列方向も直交することになる。そして、第１バッテリモジュール７３’の延在方向及び第１バッテリモジュール７３’を構成するバッテリセルの配列方向は車長方向Ａに限定されるとともに、第２バッテリモジュール７４’の延在方向及び第２バッテリモジュール７４’を構成するバッテリセルの配列方向は車幅方向Ｂに限定されている。

　このため、第一実施形態と同様に、本実施形態に係るバッテリパック６０’は、電動車両１に搭載可能なバッテリ容量を増大しつつ、限れた設置可能領域でバッテリの仕様要求を満たすことができることになる。

　１　　電動車両
　１０　　ラダーフレーム
　１１　　サイドレール
　１１Ｌ　　左サイドレール
　１１Ｒ　　右サイドレール
　１２　　クロスメンバ
　１３　　フランジ
　１３ａ　　車幅方向内側端部
　１４　　ウェブ
　１４ａ　　車幅方向外側端面
　２０　　キャブ
　３０　　荷箱
　４０　　車輪機構
　４１　　前輪
　４２　　フロントアクスル
　４３　　後輪
　４４　　リアアクスル
　５０　　駆動装置
　５１　　モータユニット
　５２　　ギアユニット
　５３　　モータ
　５４　　モータハウジング
　５５　　減速機構
　５６　　差動機構
　５７　　ギアハウジング
　６０　　バッテリパック
　６１　　バッテリ
　６２　　バッテリハウジング
　６３　　第１バッテリ収容部
　６４　　第２バッテリ収容部
　６５　　隔壁
　６６　　接合部材
　７１　　第１バッテリ収容空間
　７２　　第２バッテリ収容空間
　７３　　第１バッテリモジュール
　７３ａ　　筐体
　７３ｂ　　バッテリセル（電池要素）
　７３ｃ　　正極端子
　７３ｄ　　負極端子
　７４　　第２バッテリモジュール
　７４ａ　　筐体
　７４ｂ　　バッテリセル（電池要素）
　７４ｃ　　正極端子
　７４ｄ　　負極端子
　８１　　第１バッテリ
　８２　　第２バッテリ
　９１　　第１スペース
　９２　　第２スペース
　Ａ　　車長方向
　Ｂ　　車幅方向
　Ｃ　　車高方向

Claims

　ラダーフレームを備える車両に搭載される車両用バッテリパックであって、
　前記ラダーフレームの２本のサイドレール間である第１スペースに配置される第１バッテリ収容部と、
　前記第１バッテリ収容部に収容される第１バッテリと、
　前記第１スペースよりも車高方向下方の第２スペースにおいて、前記第１バッテリ収容部に連結され、前記第１バッテリ収容部の車幅方向における幅よりも大きい幅を有する第２バッテリ収容部と、
　前記第２バッテリ収容部に収容される第２バッテリと、を含み、
　前記第１バッテリ及び前記第２バッテリは、複数の電池要素を一方向に配列収容し、且つ前記一方向に延びる外形を有する直方体状のバッテリモジュールを備え、
　前記第１バッテリを構成する前記バッテリモジュールにおける前記一方向は車長方向であり、前記第２バッテリを構成する前記バッテリモジュールにおける前記一方向は車幅方向である車両用バッテリパック。
　前記第１バッテリ及び前記第２バッテリは、前記バッテリモジュールを複数備えるとともに、前記バッテリモジュールの長手方向の面同士が対向するように配列されている構造を有する請求項１に記載の車両用バッテリパック。
　前記第２バッテリ収容部の車幅方向における幅は、前記サイドレール間の距離よりも大きい、請求項１又は２に記載の車両用バッテリパック。
　前記第２バッテリ収容部の車幅方向における幅は、前記２本のサイドレールのウェブ間の距離よりも大きい、請求項３に記載の車両用バッテリパック。
　前記電池要素は、パウチタイプのバッテリセルである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用バッテリパック。
　前記第２バッテリにおける前記バッテリモジュールの数量は、前記第１バッテリにおける前記バッテリモジュールの数量の整数倍である請求項２に記載の車両用バッテリパック。
　前記第２バッテリは、複数の前記バッテリモジュールの端子が前記車幅方向の端部に並設されている請求項２に記載の車両用バッテリパック。
　前記第１バッテリ及び前記第２バッテリは、複数の前記バッテリモジュールが直列接続された回路構成を有する請求項７に記載の車両用バッテリパック。
　請求項１乃至８のいずれかに記載の車両用バッテリパックを備える電動車両。