JP2008149752A - 電源装置の車両搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】搭乗者に達するノイズレベルを低減させる電源装置の車両搭載構造、を提供する。
【解決手段】電源装置の車両搭載構造は、車両室内に設置された運転席１１と、運転席１１と隣り合って配置されたバッテリパック３１とを備える。バッテリパック３１は、運転席１１から離間する車両前後方向に移動自在に設けられている。
【選択図】図３

Description

この発明は、一般的には、電源装置の車両搭載構造に関し、より特定的には、運転席と助手席との間に配置されたコンソールボックスに収容される電源装置の車両搭載構造に関する。

従来の電源装置の車両搭載構造に関して、たとえば、特開２００２−１６６７２８号公報には、高電圧バッテリを効率よく冷却し、かつ冷却ファンなどの騒音を遮断することを目的とした高電圧バッテリの冷却構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１では、高電圧バッテリを収容するバッテリケースの一端に、吸気用ブロアと排気ダクトとが接続されて、高電圧バッテリ冷却装置が構成されている。高電圧バッテリ冷却装置は、車両の後部座席の下面に設けた高電圧バッテリ収納室に収納されている。

また、特開平１１−３２１４６５号公報には、車内で人が移動する時にコンソールボックスが邪魔になることのない、自動車のコンソールボックス収納装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２では、前部座席と後部座席とを備え、前部座席に人が移動できるウォークスルー部が設けられた自動車において、前部座席から後部座席まで移動自在なコンソールボックスが設けられている。

また、特開２００５−３０６２３９号公報には、冷却ファンとバッテリ等とを遠ざけることなく、冷却ファン自身からの騒音を抑えることを目的とした車両のバッテリが開示されている（特許文献３）。特許文献３では、バッテリモジュールが、車体のフロアパネルの上方であって、運転席と助手席との間に配置されている。
特開２００２−１６６７２８号公報 特開平１１−３２１４６５号公報 特開２００５−３０６２３９号公報

バッテリパックを搭載するハイブリッド車両等においては、車両駆動用のモータを駆動する際に、バッテリから放電された直流電流がインバータによって交流電流に変換され、モータに供給される。モータをジェネレータとして機能させ、エネルギ回生を行なう際には、モータが発電した交流電流がインバータによって直流電流に変換され、バッテリに充電される。

このような充放電の際、インバータを構成する電力用半導体素子のスイッチング周波数に対応した交流成分を含んだリップル電流が、バッテリとインバータとの接続線上に発生する。このリップル電流に起因して、バッテリパックで高周波のノイズが発生する。また、バッテリパックには、発熱したバッテリに冷却風を供給するためのファンが設けられる。このファンの駆動も、バッテリパックでノイズが発生する原因となる。しかしながら、バッテリパックが車両室内に設置される場合、その設置場所によっては、搭乗者に達するノイズレベルが大きくなるおそれがある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、搭乗者に達するノイズレベルを低減させる電源装置の車両搭載構造を提供することである。

この発明に従った電源装置の車両搭載構造は、車両室内に設置された運転席と、運転席と隣り合って配置された電源装置とを備える。電源装置は、運転席から離間する方向に移動自在に設けられている。

このように構成された電源装置の車両搭載構造によれば、電源装置を運転席から離間する方向に移動させることにより、運転席に搭乗するドライバーに達する電源装置のノイズレベルを低減させることができる。

また好ましくは、電源装置の車両搭載構造は、運転席と間隔を隔てて設置された助手席と、運転席と助手席との間に配置され、電源装置を収容するコンソールボックスとをさらに備える。電源装置は、コンソールボックスとともに車両後方に向けて移動する。このように構成された電源装置の車両搭載構造によれば、運転席および助手席の搭乗者に達する電源装置のノイズレベルを低減させると同時に、運転席および助手席から車両後方側へのウォークスルーが可能となる。

また好ましくは、電源装置の車両搭載構造は、運転席および助手席の車両後方側に設置された後部座席をさらに備える。電源装置およびコンソールボックスは、運転席と助手席との間から後部座席まで移動する。このように構成された電源装置の車両搭載構造によれば、後部座席の搭乗者が必要に応じてコンソールボックスを利用することができる。

また好ましくは、電源装置の車両搭載構造は、車両室内の床面と、床面の下で延在し、車体の底部を構成するフロアパネルと、電源装置に接続され、電源装置に供給された冷却風を排気する排気ダクトとをさらに備える。床面とフロアパネルとの間に空間が形成されている。排気ダクトは空間に開口する。このように構成された電源装置の車両搭載構造によれば、排気ダクトを通じて冷却風を空間に排出しつつ、電源装置を移動させることができる。

また好ましくは、電源装置の車両搭載構造は、電源装置から延出し、充放電電流が流れるパワーケーブルと、パワーケーブルが接続されるインバータと、パワーケーブルを巻き取る巻き取り器とをさらに備える。電源装置の移動に伴って、巻き取り器に巻き付けられるパワーケーブルの長さが調整される。このように構成された電源装置の車両搭載構造によれば、巻き取り器を設けることによって、電源装置の移動時、電源装置とインバータとの間でパワーケーブルの長さに過不足が生じるということがなくなる。

以上説明したように、この発明に従えば、搭乗者に達するノイズレベルを低減させる電源装置の車両搭載構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、ハイブリッド車両の車両室内を示す斜視図である。図中には、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、車両駆動用のモータとを動力源とするハイブリッド車両が示されている。

図１を参照して、車両室内には、前部座席としての運転席１１と助手席１２とが設置されている。運転席１１と助手席１２とは、車両幅方向に間隔を隔てて配置されている。運転席１１および助手席１２の後方には、後部座席１３および後部座席１４が配置されている。後部座席１３と後部座席１４とは、車両幅方向に間隔を隔てて配置されている。運転席１１および助手席１２は、車両前方に配置され、後部座席１３および１４は、車両後方に配置されている。

運転席１１および助手席１２は、それぞれ、シートレッグ２３０およびシートレッグ２４０を介してフロアパネル１６に固定されている。フロアパネル１６は、車両の底部を構成するボディである。シートレッグ２３０および２４０は、車両前後方向に延び、フロアパネル１６から上向きに突出するアーチ形状を有する。フロアパネル１６の上方には、フロアカーペット１７が配置されている。フロアカーペット１７は、車両室内の床面を構成する。フロアカーペット１７は、シートレッグ２３０および２４０を覆い隠すように設けられている。

フロアパネル１６とフロアカーペット１７との間には、空間１８が形成されている。空間１８は、フロアカーペット１７の下で略水平方向に延在する。空間１８には、レール２６が設置されている。レール２６は、車両前後方向に延びる。レール２６は、運転席１１および助手席１２の間から後部座席１３および後部座席１４の間まで延在する。

運転席１１と助手席１２との間には、センターコンソールボックス２１が設置されている。センターコンソールボックス２１は、樹脂製である。センターコンソールボックス２１は、略直方体形状を有する。センターコンソールボックス２１は、フロントガラスの後方に広がるインストールメントパネル１５と前後して設けられている。センターコンソールボックス２１は、インストールメントパネル１５と分離して設けられている。センターコンソールボックス２１は、車両幅方向における車両の中心付近に設置されている。

センターコンソールボックス２１は、たとえば、車両室内のインテリア性を向上させる目的や、飲料容器を載置するためのカップホルダや、小物類を載置するための凹部を設けるために設置されている。センターコンソールボックス２１には、センターコンソールボックス２１内に空気を取り入れるための吸気口としての空気導入スリット２２が形成されている。空気導入スリット２２は、センターコンソールボックス２１の車両後方側の側面に形成されている。空気導入スリット２２は、フロアカーペット１７の直上の空間に開口する。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿ったセンターコンソールボックス内の断面図である。図１および図２を参照して、ハイブリッド車両は、バッテリパック３１を備える。バッテリパック３１は、車両室内に配置されている。バッテリパック３１は、センターコンソールボックス２１内に収容されている。バッテリパック３１は、運転席１１と隣り合って配置されている。バッテリパック３１は、運転席１１と助手席１２との間に配置されている。バッテリパック３１は、車両前方に配置されている。

バッテリパック３１は、バッテリ３６と、バッテリ３６を収容するケース体４２とを含む。バッテリ３６は、積層された複数のバッテリセル３６ｓを含む。複数のバッテリセル３６ｓは、互いに電気的に直列に接続されている。バッテリ３６は、充放電可能なバッテリであれば特に限定されず、たとえば、ニッケル水素電池であってもよいし、リチウムイオン電池であってもよい。

車両駆動用のモータを駆動する際、バッテリ３６から放電された直流電流がインバータによって交流電流に変換され、モータに供給される。モータをジェネレータとして機能させ、エネルギ回生を行なう際には、モータが発電した交流電流がインバータによって直流電流に変換され、バッテリ３６に充電される。

バッテリパック３１は、吸気チャンバ３７および排気チャンバ３８を含む。吸気チャンバ３７および排気チャンバ３８は、ケース体４２内に設けられている。吸気チャンバ３７および排気チャンバ３８は、バッテリ３６の上下に位置して設けられている。互いに隣り合うバッテリセル３６ｓ間には、図示しないスペーサが配置されている。そのスペーサにより、互いに隣り合うバッテリセル３６ｓ間に冷却風通路が形成されている。その冷却風通路は、吸気チャンバ３７および排気チャンバ３８に連通する。

本実施の形態では、バッテリパック３１が、冷却風がバッテリパック内で略鉛直方向に流れる縦流し方式を採用する。これに限られず、バッテリパック３１は、冷却風がバッテリパック内で略水平方向に流れる横流し方式を採用してもよい。

バッテリパック３１には、排気ダクト４７が接続されている。排気ダクト４７は、排気チャンバ３８に連通する。排気ダクト４７は、冷却風を排出する排気口４８を含む。排気口４８は、空間１８で開口する。排気ダクト４７は、バッテリパック３１に固定され、かつ車両本体から分離するように設けられている。

排気ダクト４７の経路上には、冷却ファン４６が設けられている。冷却ファン４６は、電動のシロッコファンである。冷却ファン４６は、バッテリパック３１から冷却風を吸引する引き込み型のファンである。冷却ファン４６は、センターコンソールボックス２１内に収容されている。冷却ファン４６は、バッテリパック３１に対して車両前方側に配置されている。冷却ファン４６と空気導入スリット２２との間に、バッテリパック３１が位置決めされている。このような構成により、冷却ファン４６の駆動によって生じるノイズが、センターコンソールボックス２１から空気導入スリット２２を通じて漏れることを抑制できる。

なお、ファンの種類は、シロッコファンに限定されず、たとえば、クロスフロー型のファンやプロペラファンであってもよい。ファンは、吸気経路上に設置され、バッテリパック３１に向けて冷却風を送り込む押し込み型のファンであってもよい。

冷却ファン４６を駆動させることにより、車両室内の空気が、空気導入スリット２２を通じて、冷却風としてバッテリパック３１内に取り込まれる。バッテリパック３１内に取り込まれた冷却風は、吸気チャンバ３４から複数のバッテリセル３６ｓ間に流入し、バッテリ３６を冷却する。バッテリ３６との熱交換によって温度上昇した冷却風は、排気チャンバ３８および排気ダクト４７を順に通って空間１８に排出される。

図３は、図１中のハイブリッド車両を示す断面図である。図２および図３を参照して、ハイブリッド車両の車両前方にはエンジンルーム１０が設けられている。エンジンルーム１０には、バッテリ３６からの直流電流をモータ駆動用の交流電流に変換し、回生ブレーキにより発電された交流電流を、バッテリ３６に充電するための直流電流に変換するインバータ６１が設置されている。インバータ６１は、車両前方に配置されている。インバータ６１と運転席１１および助手席１２との間の距離は、インバータ６１と後部座席１３および１４との間の距離よりも小さい。

バッテリ３６とインバータ６１との間が、パワーケーブル５１によって電気的に接続されている。パワーケーブル５１には、バッテリ３６の充放電電流が流れる。パワーケーブル５１は、バッテリパック３１から延出し、空間１８を通ってインバータ６１に達する。パワーケーブル５１は、ケーブル巻き取り器５６に巻回されている。ケーブル巻き取り器５６は、センターコンソールボックス２１内に収容されている。

図４は、図３中のバッテリパックを車両後方に移動させた状態を示す断面図である。図３および図４を参照して、バッテリパック３１は、運転席１１から離間する方向に移動自在に設けられている。バッテリパック３１は、車両前後方向に移動自在に設けられている。バッテリパック３１は、運転席１１および助手席１２の間から後部座席１３および後部座席１４の間まで移動自在に設けられている。バッテリパック３１は、センターコンソールボックス２１とともに車両前後方向に移動する。バッテリパック３１は、図１中のレール２６上に設置されている。バッテリパック３１は、レール２６上を滑りながら車両前後方向に移動する。空間１８は、少なくともバッテリパック３１が移動する領域の下で延在する。ハイブリッド車両には、バッテリパック３１を自動的に移動させる駆動機構が設けられてもよい。

好ましくは、バッテリパック３１を運転席１１と助手席１２との間および後部座席１３と後部座席１４との間のそれぞれの位置で固定するストッパ機構が、ハイブリッド車両に設けられる。バッテリパック３１を前部座席と後部座席との間の適当な位置で固定するストッパ機構が設けられてもよい。

バッテリパック３１が運転席１１と助手席１２との間から車両後方に向けて移動する時、パワーケーブル５１がケーブル巻き取り器５６から引き出される。バッテリパック３１が後部座席１３と後部座席１４との間から車両前方に向けて移動する時、パワーケーブル５１がケーブル巻き取り器５６に自動的に巻き取られる。このような構成により、バッテリパック３１の移動に伴って変化するバッテリパック３１とインバータ６１との間の距離に合わせて、パワーケーブル５１の長さが調整される。

本実施の形態では、バッテリパック３１が車両後方に向けて移動するため、バッテリパック３１の位置が運転席１１と助手席１２との間に固定される場合と比較して、パワーケーブル５１のケーブル長が長くなる。この場合、バッテリ３６のインピーダンスが高く設定される。これにより、リップル電流に起因してバッテリパック３１で発生するノイズを低減させることができる。

たとえば、ドライバーのみが搭乗する場合あるいはドライバーに加えて助手席１２に搭乗者がいる場合を想定すると、バッテリパック３１と運転席１１および助手席１２との間の距離が近いため、バッテリパック３１で発生するノイズがドライバーあるいは助手席１２の搭乗者に届き易い。これに対して、本実施の形態では、バッテリパック３１を車両後方に移動させることにより、ドライバーあるいは助手席１２の搭乗者に達するノイズレベルを低減させることができる。また同時に、バッテリパック３１およびセンターコンソールボックス２１を車両後方に移動させることにより、前部座席と後部座席との間のウォークスルーが可能となる。

この発明の実施の形態における電源装置の車両搭載構造は、車両室内に設置された運転席１１と、運転席１１と隣り合って配置された電源装置としてのバッテリパック３１とを備える。バッテリパック３１は、運転席１１から離間する方向に移動自在に設けられている。

このように構成された、この発明の実施の形態における電源装置の車両搭載構造によれば、車両室内の搭乗者の位置に合わせてバッテリパック３１を車両前後方向に移動させる。これにより、搭乗者に達するバッテリパック３１のノイズレベルを低減させ、車両室内の静粛性を向上させることができる。また、センターコンソールボックス２１を移動させることにより前部座席と後部座席との間でウォークスルーが可能となるため、車両室内の居住空間としての利便性を高めることができる。

なお、本発明は、３列シートを備える車両に適用されてもよい。この場合、バッテリパック３１は、１列目シートから３列目シートまで移動自在に設けられてもよい。

また、本発明を、燃料電池とバッテリとを駆動源とする燃料電池ハイブリッド車両（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド車両では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド車両では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、バッテリの使用に関しては、両方のハイブリッド車両で基本的に変わらない。

また、本実施の形態では、化学変化等により自ら電気を創り出すバッテリに、本発明における電源装置の車両搭載構造を適用したが、これに限定されず、外部からの供給により電気を蓄えるキャパシタ等に、本発明を適用してもよい。

キャパシタは、活性炭と電解液との界面に発生する電気２重層を動作原理とした電気２重層キャパシタのことである。固体として活性炭、液体として電解液（奇硫酸水溶液）を用いて、これらを接触させるとその界面にプラス、マイナスの電極が極めて短い距離を隔てて相対的に分布する。イオン性溶液中に一対の電極を浸して電気分解が起こらない程度に電圧を負荷させると、それぞれの電極の表面にイオンが吸着され、プラスとマイナスの電気が蓄えられる（充電）。外部に電気を放出すると、正負のイオンが電極から離れて中和状態に戻る（放電）。

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。

ハイブリッド車両の車両室内を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿ったセンターコンソールボックス内の断面図である。 図１中のハイブリッド車両を示す断面図である。 図３中のバッテリパックを車両後方に移動させた状態を示す断面図である。

符号の説明

１１ 運転席、１２ 助手席、１３，１４ 後部座席、１６ フロアパネル、１７ フロアカーペット、１８ 空間、２１ センターコンソールボックス、３１ バッテリパック、５１ パワーケーブル、５６ ケーブル巻き取り器、６１ インバータ。

Claims (5)

1. 車両室内に設置された運転席と、
   前記運転席と隣り合って配置された電源装置とを備え、
   前記電源装置は、前記運転席から離間する方向に移動自在に設けられている、電源装置の車両搭載構造。
2. 前記運転席と間隔を隔てて設置された助手席と、
   前記運転席と前記助手席との間に配置され、前記電源装置を収容するコンソールボックスとをさらに備え、
   前記電源装置は、前記コンソールボックスとともに車両後方に向けて移動する、請求項１に記載の電源装置の車両搭載構造。
3. 前記運転席および前記助手席の車両後方側に設置された後部座席をさらに備え、
   前記電源装置および前記コンソールボックスは、前記運転席と前記助手席との間から前記後部座席まで移動する、請求項２に記載の電源装置の車両搭載構造。
4. 車両室内の床面と、
   前記床面の下で延在し、車体の底部を構成するフロアパネルと、
   前記電源装置に接続され、前記電源装置に供給された冷却風を排気する排気ダクトとをさらに備え、
   前記床面と前記フロアパネルとの間に空間が形成され、
   前記排気ダクトは前記空間に開口する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置の車両搭載構造。
5. 前記電源装置から延出し、充放電電流が流れるパワーケーブルと、
   前記パワーケーブルが接続されるインバータと、
   前記パワーケーブルを巻き取る巻き取り器とをさらに備え、
   前記電源装置の移動に伴って、前記巻き取り器に巻き付けられる前記パワーケーブルの長さが調整される、請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置の車両搭載構造。

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