JP2003182377A - 自動車 - Google Patents

自動車

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッドカーや従来型自動車の容積効率
を向上させつつ、蓄電池の性能を向上させる。 【解決手段】 蓄電池が座席に固定された蓄電池収納部
に収納された自動車とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車に対する省エネルギー化の
要求は大きく、エンジンと蓄電池とを組み合わせた、い
わゆるハイブリッドカーが出現している。ハイブリッド
カーには蓄電池が搭載されており、発進時のエンジンパ
ワーアシスト、アイドリング停止、減速時のエネルギー
回収等を行っている。自動車に求められる機能は、安全
性、快適性である。このため、自動車内の居住空間を最
大となすような設計がなされているが、デッドスペース
も多く、例えば座席の下部などは単なる空き空間であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ハイブリッドカーに
は、従来のエンジンに加え、蓄電池、電気モーター、制
御回路等が搭載されるため、自動車内の居住空間が狭く
なってしまうという問題がある。また、ハイブリッドカ
ーの蓄電池は大電流での充放電が繰り返されるため、発
熱量が大きく高温になり易いので、ファンなどの冷却装
置を取り付けることを余儀なくされる。その結果、冷却
装置の搭載空間確保による居住空間の減少、重量増加、
コストアップ等の問題も生じている。
【０００４】一方、エンジンのみの従来型自動車では、
蓄電池はエンジンルーム内に搭載されている。エンジン
ルーム内は、外気温度に加え、エンジンからの発熱もあ
るために高温環境に置かれる。高温環境下では蓄電池は
短寿命になってしまうが、蓄電池用の冷却装置を設ける
とコストアップにつながるという問題がある。
【０００５】本発明は上記のような課題を解決するため
になしたものであり、その目的は、居住空間の低減によ
る快適性を損なうことのないハイブリッドカーや従来型
自動車を提供するとともに、蓄電池が高温になることを
防止し得る自動車を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、蓄電池を座席
に一体に保持させることで居住空間内のデッドスペース
を少なくし、持って容積効率を最適化するとともに、蓄
電池の効率的な冷却機構を採用することにより、蓄電池
寿命の改善を図るものである。
【０００７】すなわち、本願第一の発明は、蓄電池が座
席に一体に保持されたことを特徴とする自動車である。
「蓄電池が座席に一体に保持」する態様としては、座席
に露出状態で固定する方法や、座席の下に箱型の蓄電池
収納部を固定し、そこに蓄電池を収納したりする方法が
あるが、いずれにしろ、座席を前後にスライドさせる
と、蓄電池もそれに伴ってスライドするよう構成されて
いることを特徴とする。特開平１１−９９８３２や特開
２００１−１３８７５３には、座席の下に蓄電池が配さ
れた自動車が開示されているが、これらにおいては、蓄
電池は自動車の座席取付け面上に搭載され、その上部に
座席が配されているのみで、座席が前後にスライドして
も蓄電池はスライドしない構成であることに留意される
べきである。第一の発明によれば、蓄電池が座席に一体
に保持されているので、居住室内が有効に利用されるの
で、居住性が快適に保たれる。
【０００８】本願第二の発明は、第一の発明において、
蓄電池が座席に固定された蓄電池収納部に収納されたこ
とを特徴とする。収納部に蓄電池を収納することによ
り、蓄電池が露出している場合に比べ室内の美観が向上
するとともに、第一の発明と同様の作用効果がある。
【０００９】本願第三の発明は、第一又は二の発明にお
いて、蓄電池底面と自動車の座席取付け面との間に空隙
部が形成されたことを特徴とする。なお、蓄電池底面と
は、露出状態で座席に一体に保持された蓄電池の底面の
みならず、座席に固定された蓄電池収納部に蓄電池が収
納されている場合は蓄電池収納部の底面をも意味してい
る。この第三の発明によれば、蓄電池下面を空気が流通
可能になることから、冷却効率は飛躍的に向上する。
【００１０】本願第四の発明は、第二又は三の発明にお
いて、蓄電池収納部に自動車室内の空気もしくは室外の
空気を吸入し、室外に排気する機構が設けられているこ
とを特徴とする。この第四の発明によれば、安全性が確
保されるとともに蓄電池性能低下が防止される。すなわ
ち、蓄電池の使用状態によっては、蓄電池から水素、酸
素、硫化水素等のガスが発生する場合があるが、これら
を車外に放出することができるので安全である。さら
に、蓄電池は極端な低温環境や高温環境では性能が十分
に発揮できないが、室内空気は冷暖房により常に適度な
温度に保たれていることから、蓄電池を常に最適温度に
保つことができるので、蓄電池の短寿命化を防止でき
る。室内の空気を吸入し室外に排気する場合にはファン
等の吸引手段ないし排出手段が必要であるが、室外の空
気を吸入し室外に排気する場合には、走行による自然換
気を利用することも出来る。
【００１１】本願第五の発明は、第一、二、三又は四の
発明において、蓄電池が弁制御形鉛蓄電池であることを
特徴としている。従来から使用されている流動電解液を
有する鉛蓄電池は、液漏れの危険性があり、自動車室内
で使用するには適さない。弁制御形鉛蓄電池は電解液が
非流動化されているために、どのような姿勢に置かれて
も電解液が漏れることはない。また、蓄電池からのガス
発生量も少ない。
【００１２】本願第六の発明は、第一、二、三、四又は
五の発明において、弁制御形鉛蓄電池には温度センサが
取り付けられており、センサ検出温度に基づいて充放電
制御が行われることを特徴としている。ハイブリッドカ
ーのように大電流での充放電が繰り返される用途におい
ては、蓄電池自身が発熱してしまう。このため、温度セ
ンサにより蓄電池温度を検出し、温度が高い場合には電
流を絞る等の措置を行うことで発熱量を操作すること
で、常に適正な状態で蓄電池を使用することができる。
【００１３】本願第七の発明は、第一、二、三、四、五
又は六の発明において、弁制御形鉛蓄電池に排気チュー
ブが取り付けられており、排気チューブの先端は室外に
おかれることを特徴としている。この発明によれば、蓄
電池から排出されたガスが直接室外に排気されるので、
より安全性が確保される。蓄電池の使用形態が大きな充
放電をされるものではなく、自動車用電気部品の補機駆
動のような緩やかなものであれば、発熱やガス発生の問
題はほとんどおこらない。そのような場合は、蓄電池収
納部を用いずに、蓄電池を露出状態で座席に固定しても
かまわない。その場合、蓄電池収納部が不要でコスト上
昇を抑えられる。
【００１４】このように本願発明により、自動車の容積
効率の最適化に加え、蓄電池の性能を向上させることが
可能になった。
【００１５】
【発明の実施の形態】通常の自動車の座席は、座席構造
部材の上に座席クッション部材を装着して作られる。座
席は前後移動用レールの上に置かれ、座席取付け面であ
る自動車のシャーシに固定される。座席に取り付けられ
たレバーを操作することで、座席を前後に移動させるこ
とができるようになっている。
【００１６】本発明にかかる自動車の座席部の外観の一
例を図１に、その断面図を図２に示す。蓄電池または蓄
電池が収納された蓄電池収納容器は座面の下部に敷設さ
れる。このとき蓄電池底面又は蓄電池収納容器底面と座
席取付け面との間には空隙が存在している。蓄電池また
は蓄電池収納容器には、図示しない電気ケーブルや排気
チューブが取り付けられている。
【００１７】図３は、室内空気取り入れ型の蓄電池収納
容器の構造を示した図である。容器内には蓄電池が置か
れている。容器前面には室内空気を容器内に吸入するた
めのファンが、容器下面には排気チューブが取り付けら
れている。ファンから取り入れられた室内空気は、容器
内を循環し、排気チューブから室外に排気される。ファ
ンの位置は容器前面でなくともよく、例えば排気チュー
ブ側から吸気しても同様の効果が得られる。蓄電池には
正負極電気ケーブルが取り付けられ、このケーブルは別
の個所にある機器に接続されている。また、蓄電池には
温度センサが取り付けられており、この検出結果に基づ
いて蓄電池の制御が行われる。
【００１８】図４は、室外空気取り入れ型の蓄電池収納
容器の構造を示した図である。容器前下部には吸気チュ
ーブが取り付けられている。吸気チューブは室外へとつ
ながっており、ここから取り入れられた空気は、容器内
を循環して排気チューブから室外へと排気される。空気
を循環させるために、吸気チューブ入り口端部に送風装
置をおいたり、排気チューブ出口端部に吸気装置をおい
たり、またはこれらを組み合わせたりといった方法を用
いることができる。例えば、電池温度が最適作動温度よ
りも低い場合には、エンジンルーム内の温風を送り込む
ことで電池を昇温することが可能である。一方、電池温
度が最適作動温度よりも高い場合には、エアコンの冷風
を送り込むことで、急速冷却が可能になる。この収納容
器は、自動車室内に対して密閉構造であるので、万一、
蓄電池からガスが発生した場合であっても安全に室外に
排出させることができる。
【００１９】図５は、本発明で使用する弁制御形鉛蓄電
池の一例を示したものである。蓄電池には、温度センサ
および排気チューブが取り付けられている。蓄電池単独
で座席に取り付けられる際には、排気チューブが必要と
なるが、収納容器内に入れられる場合には容器が排気機
能を有しているため特に必要ではない。蓄電池は電槽部
分にふたを取り付けて作られるが、ふた部分を密封し排
気チューブ部分のみを開口させておくことで、電池から
排出されるガスをこの部分に集中させることができる。
排気チューブの端部を車外に出しておくことで、蓄電池
から発生したガスを安全に車外に排出できる。
【００２０】
【実施例】本発明の自動車を評価を行った。自動車は30
00CCセダンで、停車中にアイドリングストップを行うハ
イブリッド式である。蓄電池は、３６Ｖ、２０Ａｈの弁
制御形鉛蓄電池を用いた。図６は本発明自動車の模式図
である。座席には蓄電池収納容器が固定されており、室
外空気吸入機構が取付けてある。外気は、外気流入チュ
ーブに強制的に送り込まれ、収納容器内を循環した後、
排気チューブから車外へと排出される。蓄電池は電気ケ
ーブルにより蓄電池制御機器と接続されている。
【００２１】この自動車を実際に走行させたときに、蓄
電池に流れる電流を図７に示した。通常走行中に蓄電池
に充電される電流は小さい。車両が停止するとエンジン
のアイドリングが停止し、その時にエアコン等の電気機
器の駆動電気エネルギーは蓄電池から供給され、放電電
流が流れる。再度走行を始める際に、エンジンの再始動
が行われ、大きな始動電流が流れる。走行を始めると、
アイドリング停止中に放電した電気エネルギーを回復す
るために、蓄電池には充電電流が流れ始める。蓄電池が
満充電状態に近づくと電流は次第に減少する。渋滞道路
などを走行すると、これらの繰り返しが頻繁に行われる
ため、蓄電池には充放電が繰り返されることになる。こ
のため、蓄電池自身が発熱し、蓄電池温度が次第に上昇
していく。蓄電池は高温にさらされるとその寿命特性が
低下してしまうため、できるだけ高温にならないように
するのが好ましい。
【００２２】外気温２０℃の時に渋滞道路走行を８時間
行い、本発明品の効果を調査した。蓄電池搭載位置を変
えて、ほぼ同一条件で走行し、蓄電池温度を調査した。
試験内容を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】試験Ｎｏ．１は、試験の比較用としてエン
ジンルーム内に蓄電池を置いたものである。
【００２５】試験Ｎｏ．２は、本発明の実施例であり、
蓄電池は収納容器内に入れられている。収納容器の構造
は、図３に示したもので、容器前面に室内空気流入用の
ファンが取り付けられている。試験の間は、ファンを常
時作動させており、室内から容器内に取り入れた空気
は、容器内を循環した後排気チューブから車外へと排出
されている。
【００２６】試験Ｎｏ．３は、本発明の他の実施例であ
り、外気が強制的に外気流入チューブに送り込まれ、収
納容器内を循環した後排気チューブから車外へと排出さ
れている。試験の間はファンを常時作動させた。
【００２７】試験Ｎｏ．４は、本発明さらに他の実施例
である。蓄電池は収納容器に入れずに、露出状態で座席
に固定している。蓄電池からの排気チューブは車外へと
つながっている。
【００２８】試験結果を表２に示す。試験中の電池温度
をモニターし、走行中の蓄電池の最高温度と最高温度に
到達するまでの時間を示した。最高温度が低いほど、ま
た到達時間が長いほど蓄電池が効率的に冷却されている
ことを示しており、蓄電池にとっては好ましい。
【００２９】
【表２】
【００３０】蓄電池をエンジンルーム内に搭載した試験
Ｎｏ．１は、走行開始後から急激に温度上昇し、１時間
程度で７９℃になった。これ以上の温度になると危険な
ため、この時点で試験を打ち切った。このように温度上
昇が大きな理由は、電池自身の発熱に加え、エンジンか
らの熱を受けているためである。
【００３１】本発明品である試験Ｎｏ．２，３，４は、
いずれも温度上昇は緩やかで、８時間の走行が可能であ
った。最高温度は、蓄電池収納容器内に室内空気を流入
している試験Ｎｏ．２で４４℃、蓄電池収納容器内に室
外空気を流入している試験Ｎｏ．３で３９℃、蓄電池を
直接座席に固定した試験Ｎｏ．４で５５℃であった。い
ずれの試験においても、室内の空気がエアコンにより常
に適温に制御されているため、温度が上昇しにくいもの
と思われる。それに加え、強制的に空気を循環させたＮ
ｏ．３，４では、さらに冷却効果が向上している。
【００３２】以上、詳述したように本発明によれば、自
動車の容積効率を向上させつつ、蓄電池の性能を向上さ
せることが可能となった。
【００３３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
居住空間の低減による快適性を損なうことのないハイブ
リッドカーや従来型自動車を提供するとともに、蓄電池
が高温になることを防止し得る自動車を提供することが
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明品の一例の外観図
【図２】 本発明品の一例の断面図
【図３】 蓄電池収納容器の構造（室内空気吸入型）を
示した図
【図４】 蓄電池収納容器の構造（室外空気吸入型）を
示した図
【図５】 本発明品の弁制御形鉛蓄電池の一例
【図６】 本発明品を自動車に搭載した場合の一例の説
明図
【図７】 アイドリング停止中に蓄電池に流れる電流を
示した図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 10/44 １０１ Ｈ０１Ｍ 10/50 ５Ｈ１１５ 10/50 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｄ Ｆターム(参考） 3D035 AA01 AA03 AA06 5H028 AA10 BB05 5H030 AA03 AA04 AS08 BB00 FF22 5H031 AA01 KK08 5H040 AA28 AS07 CC57 5H115 PA15 PG04 SE06 TO05 TU11 UI35

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蓄電池が座席に一体に保持されたことを特
    徴とする自動車。
  2. 【請求項２】蓄電池が座席に固定された蓄電池収納部に
    収納されたことを特徴とする、請求項１記載の自動車。
  3. 【請求項３】蓄電池底面と自動車の座席取付け面との間
    に空隙部が形成されたことを特徴とする、請求項１また
    は２記載の自動車。
  4. 【請求項４】蓄電池収納部に自動車室内の空気もしくは
    室外の空気を吸入し、室外に排出する機構が設けられて
    いることを特徴とする、請求項２又は３記載の自動車。
  5. 【請求項５】蓄電池が弁制御形鉛蓄電池であることを特
    徴とする、請求項１、２、３又は４記載の自動車。
  6. 【請求項６】弁制御形鉛蓄電池には温度センサが取り付
    けられており、センサ検出温度に基づいて充放電制御を
    行うことを特徴とする、請求項１、２、３、４又は５記
    載の自動車。
  7. 【請求項７】弁制御形鉛蓄電池には排気チューブが取り
    付けられており、排気チューブの先端は室外におかれる
    ことを特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は６記
    載の自動車。
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