JP2005238941A - 蓄電機構の筐体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 重量の増加を抑制して強度を向上する。
【解決手段】 乗員が車室内を移動するための通路の下方に設けられるバッテリパックのロアカバー２１２とアッパーカバー２１４とは、柱状の拘束ロッド２５０により連結されている。ロアカバー２１２と拘束ロッド２５０との間およびアッパーカバー２１４と拘束ロッド２５０との間には、板状の補強板２７０が設けられている。
【選択図】 図４

Description

本発明は蓄電機構の筐体構造に関し、特に、車室内に設けられた蓄電機構の筐体構造に関する。

近年、環境対策の一環として、ハイブリッド車、燃料電池車および電気自動車など、モータからの駆動力により走行する車両が注目されている。これらのような車両には、モータに供給する電力を蓄えるため、バッテリやキャパシタなどが搭載されている。バッテリやキャパシタはケースに収容された状態で、たとえば車室内に搭載される。ケースを車室内に配置した場合、ケースは乗員に踏みつけられる場合があるため、乗員からの荷重に耐え得る強度を確保する必要がある。

特開平９−２７２４００号公報（特許文献１）は、フロアパネルの強度を向上できるバッテリケース（収納箱）を開示する。特許文献１に記載のバッテリケースは、身体保持具を固定するための固定部が設けられたフロアパネル下側に固定されている。このバッテリケースは、動力源用のバッテリを支持する底部と、この底部から上方へ突出した格子状の枠部とを含む。

この公報に記載のバッテリケースによれば、フロアパネルに身体保持具を固定するための固定部の強度がバッテリケースにより補強されるため、電気自動車が急激に減速して乗員の体重移動が発生した場合には、体重移動が身体保持具を介して固定部に対する引っ張り荷重として伝達される。この引っ張り荷重はバッテリケースの枠部および底部に分散されるとともに、バッテリ重量による慣性力が補強板を設定したのと同等の補強効果を与える。このため、固定部の補強のために格別の構成部品を設けることなく、固定部が上方に持ち上げられるような変形を有効に防止することができ、電気自動車全体としての部品点数が抑制され、軽量化を図ることができる。
特開平９−２７２４００号公報

上述の公報に記載のバッテリケースであれば、車室内に設けても乗員からの荷重に耐え得るであろうが、バッテリケースに、格子状の枠部を設けているため、バッテリ自体の重量が増大するという問題点があった。また、枠部によりバッテリケース内を流通する冷却空気の流れが阻害され、冷却能力が低下するおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、重量の増加を抑制して強度を向上することができる蓄電機構の筐体構造を提供することである。また、本発明は、冷却能力の低下を抑制して強度を向上することができる蓄電機構の筐体構造を提供することである。

第１の発明に係る蓄電機構の筐体構造は、乗員が移動可能な車内空間の下方に設けられた蓄電機構の筐体の構造である。この筐体構造は、車内空間の下方で、筐体の上面と下面とを連結し、筐体の上面を下方から支持する柱状の連結部材を含む。

第１の発明によれば、柱状の連結部材が、乗員が移動可能な車内空間の下方で、筐体の上面と下面とを連結し、筐体の上面を下方から支持する。これにより、筐体の強度を向上させることができる。また、連結部材は柱状であるため、枠状の補強部材を設ける場合に比べて、体積を小さくでき重量の増加を抑制することができる。その結果、重量の増加を抑制して強度を向上することができる蓄電機構の筐体構造を提供することができる。

第２の発明に係る蓄電機構の筐体構造においては、第１の発明の構成に加え、連結部材は、車内空間の下方に対応する位置において、筐体の上面と下面とを連結し、筐体の上面を下方から支持する部材である。

第２の発明によれば、連結部材は、車内空間の下方に対応する位置において、筐体の上面と下面とを連結し、筐体の上面を下方から支持する。これにより、たとえば、筐体の上方に乗員が移動（位置）したり、荷物が載置されたりして筐体の上面に荷重が加えられた場合に、筐体の上面を連結部材により支持し、筐体の強度を向上させることができる。

第３の発明に係る蓄電機構の筐体構造においては、第１または２の発明の構成に加え、蓄電機構の筐体構造は、連結部材と筐体との間に設けられた板状の補強板をさらに含む。

第３の発明によれば、板状の補強板が連結部材と筐体との間に設けられている。これにより、筐体と連結部材との連結部を補強することができる。また、補強板は板状であるため、枠状の補強部材を設ける場合に比べて、体積を小さくでき重量の増加を抑制することができる。

第４の発明に係る蓄電機構の筐体構造においては、第１ないし３のいずれかの発明の構成に加え、筐体の内部には、蓄電機構を冷却する冷却媒体が流れる冷却通路が設けられている。連結部材は、冷却通路内に設けられる。

第４の発明によれば、連結部材は、蓄電機構を冷却する冷却媒体が流れる冷却通路内に設けられる。連結部材は柱状であるため、冷却媒体に対する抵抗が抑制される。これにより、冷却能力の低下を抑制して強度を向上することができる蓄電機構の筐体構造を提供することができる。

第５の発明に係る蓄電機構の筐体構造においては、第４の発明の構成に加え、連結部材は、端部よりも幅が狭い中間部を含む。

第５の発明によれば、連結部材の中間部は、端部よりも幅が狭い。これにより、連結部材に必要な強度を確保しつつ、冷却媒体に対する抵抗を小さくすることができる。

第６の発明に係る蓄電機構の筐体構造においては、第５の発明の構成に加え、中間部は、円柱状である。

第６の発明によれば、中間部は円柱状であるため、冷却媒体に対する抵抗を小さくすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る蓄電機構の筐体構造を適用したバッテリパックを搭載した車両について説明する。車両１００は、３列のシートを備えたミニバンタイプの車両である。車両１００は、運転席１１０と、助手席１１２と、２列目シート１２０と、３列目シート１３０と、バッテリパック２００とを含む。

運転席１１０と助手席１１２とは、車幅方向に離間して設けられている。運転席１１０と助手席１１２との間の空間は、乗員が車室内を移動するときの通路１１４として利用される。なお運転席１１０と助手席１１２とは左右が逆であっても構わない。

運転席１１０および助手席１１２の下方には、バッテリパック２００が設けられている。したがって、乗員はバッテリパック２００を踏み越えて車室内を移動する。なお、バッテリパック２００を、たとえばラゲッジルーム（トランクルーム）など、通路１１４以外の車内空間であって、荷物が載置されたり、乗員が移動（位置）したりする空間の下方に配置してもよい。

２列目シート１２０は、左右に１対設けられている。これらの２列目シート１２０は、車幅方向に離間して設けられている。２列目シート１２０の間の空間は乗員が車室内を移動する際の通路として利用される。なお、２列目シート１２０の下方にバッテリパック２００を設けてもよい。

図２に示すように、バッテリパック２００は、フロアパネル１４０の上方に設けられている。バッテリパック２００は、ボルトによりフロアパネル１４０に固定される。バッテリパック２００の上面には、フロアカーペット１５０が設けられている。

図３を参照して、バッテリパック２００についてさらに説明する。バッテリパック２００は、外装ケース２１０と、バッテリ２２０と、冷却ファン２３０と、冷却通路２４０とを含む。

外装ケース２１０の内部にバッテリ２２０および冷却ファン２３０が収容されている。バッテリ２２０は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに直列に接続して構成した組電池である。バッテリ２２０は、２つのブロックに分割されて搭載されている。これらのブロックは、車両前後方向に離間して設けられている。ブロックの間の空間は、バッテリ２２０を冷却する冷却空気が流通する冷却通路２４０として利用される。なおバッテリ２２０の代わりにキャパシタ（コンデンサ）を用いても構わない。

冷却ファン２３０はシロッコファンである。冷却ファン２３０は、冷却通路２４０に冷却空気を送風する。冷却ファン２３０により送風された冷却空気は、冷却通路２４０を車幅方向に進みつつ、バッテリ２２０を構成する各セル（モジュール）の隙間を車両前後方向に進み、バッテリパック２００の前後から排出される。なお冷却ファン２３０はシロッコファンに限られない。

図３におけるＡ−Ａ断面を図４に示す。図４に示すように、外装ケース２１０は、ロアカバー２１２と、アッパーカバー２１４とを含む。アッパーカバー２１４の前部および後部には、バッテリ２２０を冷却した冷却風が排出される通風孔２１６が設けられている。ロアカバー２１２とアッパーカバー２１４とは、冷却通路２４０内に設けられた、柱状の拘束ロッド２５０により連結されている。

ロアカバー２１２と拘束ロッド２５０とは、拘束ロッド２５０にナット２６０を螺合することにより連結される。なお、ナット２６０の代わりに他の部材を用いてもよい。アッパーカバー２１４と拘束ロッド２５０とは、拘束ロッド２５０にボルト２６２を螺合することにより連結される。なお、ボルト２６２の代わりに他の部材を用いてもよい。ロアカバー２１２と拘束ロッド２５０との間およびアッパーカバー２１４と拘束ロッド２５０との間には、それぞれ板状の補強板２７０が設けられている。

補強板２７０は、ロアカバー２１２およびアッパーカバー２１４の形状に沿うように、車両前後方向の中央部に窪みが設けられている。この窪みにより、ナット２６０およびボルト２６２が、バッテリパック２００から上下方向に突出することが抑制される。

図５を参照して、拘束ロッド２５０についてさらに説明する。拘束ロッド２５０は、オスネジ部２５２と、六角部２５４と、メスネジ部２５６と、中間部２５８とを含む。オスネジ部２５２は、拘束ロッド２５０の下端に設けられている。オスネジ部２５２に、ナット２６０が螺合される。

六角部２５４は、拘束ロッド２５０の上端に設けられている。六角部２５４は、オスネジ部２５２にナット２６０を螺合する際に、六角レンチなどの工具により固定される。メスネジ部２５６は、六角部２５４の上面に設けられている。メスネジ部２５６に、ボルト２６２が螺合される。

オスネジ部２５２と六角部２５４との間の中間部２５８は、円柱状である。中間部２５８の幅（直径）は、六角部２５４の幅よりも狭い。図６に示すように、拘束ロッド２５０は、冷却通路２４０内の４箇所に、車幅方向に並んで設けられている。補強板２７０は、車幅方向に延びるように設けられている。

拘束ロッド２５０は、冷却通路２４０内に設けられているため、別途拘束ロッド２５０を設けるスペースを確保する必要がない。また、拘束ロッド２５０の中間部２５８の幅は、六角部２５４の幅よりも狭く、中間部２５８は円柱状であるため、冷却空気に対する抵抗が抑制される。そのため、拘束ロッド２５０を冷却通路２４０内に設けたことにより、バッテリ２２０の冷却能力が低下することが抑制される。

以上のような構造に基づき発現する、本実施の形態に係る蓄電機構の筐体構造の作用について説明する。

図７に示すように、乗員が車室内を移動する際、バッテリパック２００を踏みつける場合がある。この場合、バッテリパック２００のアッパーカバー２１４は、拘束ロッド２５０により下方から支持されているため、乗員からの荷重は拘束ロッド２５０およびロアカバー２１２を介してフロアパネル１４０に伝達される。そのため、外装ケース２１０（特にアッパーカバー２１４）の変形が抑制される。このように、外装ケース２１０を補強する拘束ロッド２５０を設けても、拘束ロッド２５０は、柱状であるため、体積を小さくし、重量の増加を抑制することができる。

外装ケース２１０と拘束ロッド２５０との間には補強板２７０が設けられているため、外装ケース２７０と拘束ロッド２５０との連結部が補強され、連結部で外装ケース２１０が変形することが抑制される。

以上のように、本実施の形態に係る蓄電機構の筐体構造においては、バッテリパックは、乗員が車室内を移動する際に通過する通路の下方に設けられている。通路の下方には、アッパーカバーとロアカバーとを連結し、アッパーカバーを下方から支持する拘束ロッドが設けられている。これにより、外装ケースの強度を向上させることができる。また、拘束ロッドは柱状であるため、枠状の補強部材を設ける場合に比べて、体積を小さくでき重量の増加を抑制できる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る蓄電機構の筐体構造を適用したバッテリパックを搭載した車両を示す平面図である。 本実施の形態に係る蓄電機構の筐体構造を適用したバッテリパックを搭載した車両を示す側面図である。 バッテリパックの内部を示す平面図である。 バッテリパックの内部を示す断面図である。 拘束ロッドを示す斜視図である。 バッテリパックを示す平面図である。 本実施の形態に係る蓄電機構の筐体構造を適用したバッテリパックが、乗員により踏みつけられた状態を示す図である。

符号の説明

１００ 車両、１１０ 運転席、１１２ 助手席、１２０ ２列目シート、１３０ ３列目シート、１４０ フロアパネル、１５０ フロアカーペット、２００ バッテリパック、２１０ 外装ケース、２１２ ロアカバー、２１４ アッパーカバー、２１６ 通風孔、２２０ バッテリ、２３０ 冷却ファン、２４０ 冷却通路、２５０ 拘束ロッド、２５２ オスネジ部、２５４ 六角部、２５６ メスネジ部、２５８ 中間部、２６０ ナット、２６２ ボルト、２７０ 補強板。

Claims (6)

1. 車両に搭載された蓄電機構の筐体構造であって、前記蓄電機構は、乗員が移動可能な車内空間の下方に設けられ、
   前記車内空間の下方で、前記筐体の上面と下面とを連結し、前記筐体の上面を下方から支持する柱状の連結部材を含む、蓄電機構の筐体構造。
2. 前記連結部材は、前記車内空間の下方に対応する位置において、前記筐体の上面と下面とを連結し、前記筐体の上面を下方から支持する部材である、請求項１に記載の蓄電機構の筐体構造。
3. 前記蓄電機構の筐体構造は、前記連結部材と前記筐体との間に設けられた板状の補強板をさらに含む、請求項１または２に記載の蓄電機構の筐体構造。
4. 前記筐体の内部には、前記蓄電機構を冷却する冷却媒体が流れる冷却通路が設けられ、
   前記連結部材は、前記冷却通路内に設けられる、請求項１ないし３のいずれかに記載の蓄電機構の筐体構造。
5. 前記連結部材は、端部よりも幅が狭い中間部を含む、請求項４に記載の蓄電機構の筐体構造。
6. 前記中間部は、円柱状である、請求項５に記載の蓄電機構の筐体構造。

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