JP2014088068A - 車載用の電装予備蓄電部とこの電装予備蓄電部を搭載する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電装用バッテリに並列接続される電装予備蓄電部をキャビン内の座席の下側に配置しつつも、水の浸入によるリスクを低減して安全性を高める。
【解決手段】車載用の電装予備蓄電部は、車両に装備される車両負荷６１に電力を供給する電装用バッテリ１に並列接続される。電装予備蓄電部２は、複数の蓄電器４と複数の蓄電器４を収納する収納ケース３とを備えており、収納ケース３は、車両のキャビン１２内の座席１３の下側に配置可能としており、さらに、収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に隙間１６を設けるためのスペーサ５を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に装備される車両負荷に電力を供給する電装用バッテリに並列接続される車載用の電装予備蓄電部とこの電装予備蓄電部を搭載する車両に関する。

従来の車両は、電装用のバッテリとして、定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリを搭載し、さらに、大型車両にあっては１２Ｖの鉛バッテリを２組直列に接続して定格電圧を２４Ｖとするバッテリを搭載している。鉛バッテリは、車両のオルタネータで充電されて、車両の電装機器やスターターモータなどの車両負荷に電力を供給している。さらに、電装用バッテリの容積や重量に対する電池容量（Ａｈ）を大きくすることを目的として、鉛バッテリと並列にニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのサブバッテリを接続している車両用の電源装置が開発されている。（特許文献１参照）

特許文献１の電源装置は、車両のオルタネータに電気接続された鉛バッテリと並列にリチウムイオン電池からなるサブバッテリを接続している。また、この電源装置は、鉛バッテリやリチウムイオン電池の内部抵抗や開放電圧を所定の条件を満たすように設定することで、鉛バッテリとリチウムイオン電池とをＤＣ／ＤＣコンバータを介することなく並列に接続して、コストダウンを図っている。

ところで、鉛バッテリは、通常、車両のエンジンルームに配置されるが、エンジンルームにはエンジンや種々の機器が配置されることから、鉛バッテリと並列に接続されるサブバッテリを備える従来の電源装置は、このサブバッテリを鉛バッテリとは別に配置する必要がある。とくに、エンジンルームは、エンジンの熱による影響や、外部の気温による影響を受けやすいので、リチウムイオン電池等のサブバッテリに生じる熱障害を防止するためにも、サブバッテリはエンジンルーム以外の場所に配置することが好ましい。

そこで、リチウムイオン電池等のサブバッテリを、車両のキャビン内に配置することによって、熱の障害を有効に防止できる。たとえば、リチウムイオン電池等のサブバッテリは、キャビン内の座席の下側の床面に配置することができる。（たとえば、特許文献２参照）この構造は、キャビン内のデッドスペースを有効に利用しながら、サブバッテリを熱影響の少ない環境に配置できる。

特開２０１１−１５５１６号公報 特開２００８−７４１５９号公報

ただ、座席の下側にサブバッテリを配置する構造は、座席の下に形成されるスペース、すなわち床面からの空間距離が限定されていることから、サブバッテリへの寸法要求や部品の配置には厳しい制約がある。このため、サブバッテリを構成するリチウムイオン電池の配設や接続、充放電用の出力端子やバスバーの配置においては、必ずしも理想的な構成とはならない場合がある。たとえば、サブバッテリに設ける充放電用の出力端子は、その配線等を考慮して、サブバッテリのケースの側面に配置される。

また、車両の床面にサブバッテリを配置する構造は、キャビン内において、搭乗者がジュースやお茶等を大量にこぼした場合、床面に飛散した液体がサブバッテリの内部に浸入し、出力端子やバスバー等の金属部に接触して、電池間が短絡する可能性がある。さらにまた、車両の床面にサブバッテリを配置する構造は、雨天において、濡れた雨傘をキャビン内に持ち込む状態で、傘先から流下する水滴がサブバッテリのケースの内部に浸入して出力端子やバスバーに接触し、あるいは、傘先の濡れた金属部分が直接にサブバッテリの出力端子に接触して電池が短絡する等の弊害が考えられる。

以上の弊害は、サブバッテリのケースを完全な防水構造とすることで解決できる。ただ、サブバッテリのケースや出力端子を完全な防水構造とすると、製造コストが高くなる問題点がある。とくに、電装用のバッテリは、１２Ｖ〜２４Ｖと低電圧であるため、ケースや出力端子を完全な防水構造とすることなく保護することができると、製造コストを低くして安価に多量生産できる。

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、電装用バッテリに並列接続される電装予備蓄電部をキャビン内の座席の下側に配置しつつも、水の浸入によるリスクを低減して安全性を高めた車載用の電装予備蓄電部とこの電装予備蓄電部を搭載する車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記目的を達成するために、本発明の車載用の電装予備蓄電部によれば、車両に装備される車両負荷６１に電力を供給する電装用バッテリ１に並列接続される車載用の電装予備蓄電部であって、電装予備蓄電部２は、複数の蓄電器４と前記複数の蓄電器４を収納する収納ケース３とを備えており、前記収納ケース３は、車両のキャビン１２内の座席１３の下側に配置可能としており、さらに、前記収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に隙間１６を設けるためのスペーサ５を備えている。
上記構成により、電装用バッテリに並列接続される電装予備蓄電部をキャビン内の座席の下側に配置しつつ、この電装予備蓄電部が、収納ケースの下面とキャビンの床面との間に隙間を設けるスペーサを備えることで、水の浸入によるリスクを低減して安全性を高めることができる。

また、他の車載用の電装予備蓄電部によれば、前記スペーサ５は、前記収納ケース３を座席１３の底面側に固定するための連結具２１、３１、４１とすることができる。
上記構成により、連結具であるスペーサによって収納ケースを座席の底面側に接近させて配置できるので、上下幅に制約を受ける座席の下側の収納スペースにおいても、収納ケースの下面とキャビンの床面との間に理想的に隙間を設けることができる。また、前後方向にスライドできる構造の座席においては、座席の底面に収納ケースを固定することで、スライドする座席と共に収納ケースを移動させることができ、座席の位置に関係なく常に収納ケースを座席の下側に隠す状態で配置して保護できる。

さらに、他の車載用の電装予備蓄電部によれば、前記スペーサ５は、前記収納ケース３の下面を前記床面１４から所定の高さに配置するための脚部５１とすることができる。
上記構成により、脚部であるスペーサによって収納ケースを床面に固定できるので、複数の蓄電器が収納された収納ケースを安定して支持しながら床面の定位置に固定できる。

さらに、他の車載用の電装予備蓄電部によれば、前記収納ケース３を非防水構造とすることができる。
なお、本明細書において、非防水構造とは、外部からの水の浸入を完全に阻止できる完全防水構造ではない構造を意味するものとする。したがって、非防水構造の収納ケースは、簡易防水構造や密閉構造等のように、通常の使用状態において、外部からの水が安易に浸入しない構造を含む広い意味で使用する。
上記構成により、収納ケースの構造を簡単にして安価に製造しながら、メンテナンスを簡単にできる特徴がある。

さらに、他の車載用の電装予備蓄電部によれば、前記蓄電器４を、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、非水系電解液電池、キャパシタのいずれかとすることができる。
蓄電器をニッケル水素電池とする電装予備蓄電部は、鉛バッテリに比較して、回生制動で発生する回生エネルギーで極めて効率よく充電されて、車両の燃費を著しく改善できる特徴がある。また、ニッケルカドミウム電池もニッケル水素電池に近似する充放電特性を示すことから、蓄電器をニッケルカドミウム電池とする電装予備蓄電部も回生エネルギーを効率よく回収できる。さらに、蓄電器を非水系電解液電池とする電装予備蓄電部は、非水系電解液電池が鉛バッテリに比較して体積と重量に対する容量が極めて大きく、小型化しながら充放電容量を大きくできる特徴がある。さらにまた、蓄電器をキャパシタとする電装予備蓄電部は、充電抵抗を極めて小さくして、回生制動時の蓄電量を鉛バッテリよりも大きくできる。

さらに、本発明の車両によれば、車両に装備される車両負荷６１に電力を供給する電装用バッテリ１に並列接続される電装予備蓄電部２を搭載する車両であって、前記電装予備蓄電部２は、複数の蓄電器４と、前記複数の蓄電器４を収納する収納ケース３とを備えると共に、前記収納ケース３が、前記車両のキャビン１２内に配設された座席１３の下側に配置されており、前記収納ケース３の下面と前記キャビン１２の床面１４との間に隙間１６を設けている。
上記構成により、電装用バッテリに並列接続される電装予備蓄電部をキャビン内の座席の下側に配置しつつも、電装予備蓄電部の収納ケースの下面とキャビンの床面との間に隙間を設けることで、水の浸入によるリスクを低減して安全性を高めることができる。

また、他の車両によれば、前記電装予備蓄電部２の収納ケース３を前記座席１３の底面側に固定することができる。
上記構成により、収納ケースを座席の底面側に接近させて配置できるので、上下幅に制約を受ける座席の下側の収納スペースにおいても、収納ケースの下面とキャビンの床面との間に理想的に隙間を設けることができる。また、前後方向にスライドできる構造の座席においては、座席の底面に収納ケースを固定することで、スライドする座席と共に収納ケースを移動させることができ、座席の位置に関係なく常に収納ケースを座席の下側に隠す状態で配置して保護できる。

さらに、他の車両によれば、前記電装予備蓄電部２の収納ケース３を、脚部５１を介して前記床面１４から所定の高さに配置することができる。
上記構成により、電装予備蓄電部の収納ケースを脚部を介して床面に固定することにより、複数の蓄電器が収納された収納ケースを安定して支持しながら床面の定位置に固定できる。

さらに、他の車両によれば、前記電装予備蓄電部２の収納ケース３を非防水構造とすることができる。
上記構成により、収納ケースの構造を簡単にして安価に製造しながら、メンテナンスを簡単にできる特徴がある。

さらに、他の車両によれば、前記電装予備蓄電部２が、前記収納ケース３の側面に出力端子９を備えて、該出力端子９を設けた端子面３Ａを車両の左右方向に向けて配置することができる。
上記構成により、端子面を車両の左右方向に向けて配置することで、前後方向からの接近する水や異物が直接に端子面に接触するのを有効に防止して端子面を保護できる。

さらに、他の車両によれば、前記座席１３を助手席１３Ｘとすることができる。
上記構成により、電装予備蓄電部を助手席の下側に配置することで、取り付けやメンテナンスを簡単にできる特徴がある。それは、運転席に比較して、ハンドル等の部品がなく、広い作業スペースを確保できるからである。また、助手席は、後部座席に比較して、エンジンルームに接近して配置されるので、エンジンルームに配置される電装用バッテリや発電機等と接続するためのリード線を短くできる。このため、配線作業を簡単にできると共に、大電流による電圧降下を小さくして、電力損失を少なくできる。

さらに、他の車両によれば、前記蓄電器４を、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、非水系電解液電池、キャパシタのいずれかとすることができる。
蓄電器をニッケル水素電池とする電装予備蓄電部を搭載する車両は、回生制動で発生する回生エネルギーで極めて効率よく充電して、車両の燃費を著しく改善できる特徴がある。また、ニッケルカドミウム電池もニッケル水素電池に近似する充放電特性を示すことから、蓄電器をニッケルカドミウム電池とする電装予備蓄電部を搭載する車両も回生エネルギーを効率よく回収できる。さらに、蓄電器を非水系電解液電池とする電装予備蓄電部を搭載する車両は、非水系電解液電池が鉛バッテリに比較して体積と重量に対する容量が極めて大きいので、電装予備蓄電部を小型化しながら充放電容量を大きくできる。さらにまた、蓄電器をキャパシタとする電装予備蓄電部を搭載する車両は、充電抵抗を極めて小さくして、回生制動時の蓄電量を鉛バッテリよりも大きくできる。

本発明の一実施の形態にかかる電装予備蓄電部を搭載する車両の概略構成図である。 本発明の一実施の形態にかかる電装予備蓄電部を搭載する車両のブロック図である。 電装予備蓄電部を座席の下側にセットする状態を示す斜視図である。 電装予備蓄電部を座席の下側に設置する一例を示す断面図である。 電装予備蓄電部の一例を示す斜視図である。 電装予備蓄電部を座席の下側に設置する他の一例を示す断面図である。 電装予備蓄電部を座席の下側に設置する他の一例を示す断面図である。 図７に示す電装予備蓄電部の配置構造を示す分解斜視図である。 電装予備蓄電部を座席の下側に設置する他の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための車載用の電装予備蓄電部とこの電装予備蓄電部を搭載する車両を例示するものであって、本発明は電装予備蓄電部と車両を以下のものに特定しない。また、実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施の形態１）

本発明の実施の形態１に係る車載用の電装予備蓄電部を搭載する車両を図１と図２に示す。図１は、電装予備蓄電部を搭載する車両の概略構成図を、図２は、この車両のブロック図をそれぞれ示している。これらの図に示す車両は、車両に搭載される電装用バッテリ１に並列接続される電装予備蓄電部２を搭載している。図に示す車両は、車両に装備される車両負荷６１に電力を供給する電源装置１００を搭載しており、この電源装置１００が、電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２とを備えている。電装予備蓄電部２は、電源装置１００の容積や重量に対する電池容量を大きくし、また、車両の燃費を改善することを目的として車両に搭載されて電装用バッテリ１に並列接続される。この電源装置１００は、車両に搭載される発電機６４を介して、電装用バッテリ１が充電され、また、電装予備蓄電部２が蓄電される。さらに、電源装置１００は、電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２から放電して、車両に装備されるスタータモータ６３や電装機器６２等の車両負荷６１に電力を供給する。
（電源装置１００）

図１と図２に示す電源装置１００は、電装用バッテリ１と、この電装用バッテリ１に並列接続される電装予備蓄電部２とを備えている。図２に示す電源装置１００は、電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２とを互いに並列に接続できるように、第１スイッチ６５を介して接続している。この電源装置１００は、第１スイッチ６５をオンとする状態で電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２とを並列に接続し、第１スイッチ６５をオフとする状態で電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２の接続状態を遮断する。さらに、電源装置は、図示しないが、ダイオードを介して電装用バッテリと電装予備蓄電部を並列に接続し、あるいは互いに並列に接続されたダイオードとスイッチを介して電装用バッテリと電装予備蓄電部を並列に接続することもできる。このようにダイオードを介して電装用バッテリと電装予備蓄電部とを並列に接続する構造は、一方向への電流の通過を許容しながら、反対方向への電流の通過を制限できる。

電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２は、車両の所定の位置に配置されている。図１に示す車両は、電装用バッテリ１をエンジンルーム１１に配置し、電装予備蓄電部２をキャビン１２内に配設された座席１３の下側に配置している。本発明は、キャビン１２内の座席１３の下側に収納される電装予備蓄電部２を特定の状態で配置することを特徴とする。したがって、電装用バッテリ１については、その構造や配置を特定するものではなく、適宜変更することができる。すなわち、電装用バッテリ１は、必ずしもエンジンルーム１１に配置する必要はなく、キャビン１２内やトランクルーム等の他の場所に配置することも可能である。図１に示すように、離れて配置される電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２は、リード線６を介して接続される。

電装予備蓄電部２は、図３と図４に示すように、キャビン１２内において座席１３の下側に配置される。これらの図は、電装予備蓄電部２を、助手席１３Ｘの下側に配置する状態を示している。ただ、電装予備蓄電部は、運転席の下側に配置することもできる。さらに、電装予備蓄電部は、後部座席の下側に配置することもできる。とくに、ワゴン車やボックスカー等のように、後部に複数列の座席を有する車両においては、２列目や３列目の座席の下側に電装予備蓄電部を配置することができる。ただ、エンジンルームから離れた車両の後部に電装予備蓄電部を配置すると、電装用バッテリと接続するためのリード線を長くする必要があるので、電装予備蓄電部は、好ましくは車両の前方側の座席の下側に配置する。
（電装用バッテリ１）

電装用バッテリ１は、６セルを直列に接続して定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１Ａである。ただ、本発明は、鉛バッテリ１Ａの定格電圧を１２Ｖには特定しない。２個の鉛バッテリを直列に接続して定格電圧を２４Ｖとし、また、３個の鉛バッテリを直列に接続して３６Ｖ、４個の鉛バッテリを直列に接続して４８Ｖとして使用することもできるからである。従来の電装機器は、１２Ｖの電源電圧で動作するように設計されているが、２４Ｖ〜４８Ｖの電装用バッテリを搭載する車両は、この電圧で動作する電装機器を搭載する。
（電装予備蓄電部２）

電装予備蓄電部２は、図３〜図５に示すように、収納ケース３と、この収納ケース３に収納される複数の蓄電器４とを備えている。収納ケース３は、車両のキャビン１２内の座席１３の下に形成される収納スペース１５に配置可能としている。さらに、電装予備蓄電部２は、座席１３の下側に配置される収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に隙間１６を設けるためのスペーサ５を備えている。
（収納ケース３）

収納ケース３は、プラスチックなどの絶縁材で箱形に成形している。収納ケース３は、内部に複数の蓄電器４を所定の配列で収納できる形状と大きさとしている。このような収納ケース３として、非防水構造のものが使用できる。ここで、非防水構造とは、外部からの水の浸入を完全に阻止できる完全防水構造ではない構造を意味している。したがって、非防水構造の収納ケース３とは、箱形のケースの開口部を蓋体で閉塞する構造等のように、通常の使用状態において、外部からの水が安易に浸入しない構造を含む広い意味で使用する。このような非防水構造の収納ケース３は、構造を簡単にして安価に製造しながら、メンテナンスを簡単にできる特徴がある。ただ、収納ケースは防水構造とすることもできる。

収納ケース３は、座席１３の下側に配置できる形状と大きさとしている。図３と図４に示す収納ケース３は、座席１３の下に配置できるように、縦横の幅を座席１３の縦横の幅よりも小さくすると共に、収納ケース３の上下幅を座席１３の底面１３Ａと床面１４との間の間隔よりも小さくしている。たとえば、収納ケース３は、縦横の幅を、座席１３の縦横の幅の９０％以下、好ましくは８０％以下とし、収納ケース３の上下幅を、座席１３の底面１３Ａと床面１４との間の間隔の９０％以下、好ましくは８０％以下とする。

さらに、図に示す収納ケース３は、ひとつの側面を端子面３Ａとして、充放電用の出力端子９を表出させている。図に示す収納ケース３は、端子面３Ａの両側に正負の出力端子９を突出して設けている。このように、収納ケース３の側面に出力端子９を設ける構造は、収納ケース３の上面を座席１３の下面に接近して配置できるので、大きさに制約を受ける収納ケース３を座席１３の下側の狭いスペースに配置しながら、収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に、十分な隙間１６を確保できる特徴がある。収納ケース３の端子面３Ａから突出する出力端子９は、図５に示すように、接続端子２９を介してリード線６が接続される。
（蓄電器４）

電装予備蓄電部２は、収納ケース３に複数の蓄電器４を収納している。蓄電器４は、車両に搭載される発電機６４から供給される電力を蓄電でき、また、蓄えた電力を車両負荷６１に放電できる二次電池やキャパシタが使用できる。蓄電器４を二次電池とする電装予備蓄電部２は、複数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くでき、複数の素電池を並列に接続して容量を大きくできる。したがって、この電装予備蓄電部２は、素電池を直列接続する個数で出力電圧を調整し、並列接続する個数で容量を調整する。また、蓄電器をキャパシタとする電装予備蓄電部は、複数のキャパシタを並列に接続して静電容量を大きくできる。

図５に示す電装予備蓄電部２は、蓄電器４を二次電池としている。図の蓄電器４は、二次電池としてニッケル水素電池を使用している。ただ、蓄電器には、ニッケル水素電池に代わって、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等の非水系電解液電池や、ニッケルカドミウム電池など、他の全ての二次電池が使用できる。電源電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１Ａである電装用バッテリ１には、１０個のニッケル水素電池を直列に接続してなる電装予備蓄電部２が並列に接続される。ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池は電源電圧を１．２Ｖとするので、直列に接続する個数で鉛バッテリ１Ａの電圧と同じ電圧とする。この電装予備蓄電部２は、定格電圧を鉛バッテリ１Ａの定格電圧と同じにできるので、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧を調整する回路を介在することなく、鉛バッテリ１Ａと並列に接続できる。蓄電器には、ニッケル水素電池に代わって、リチウムイオン電池やリチウムポリマー二次電池などの非水系電解液二次電池も使用できる。リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池は、４．１Ｖ／セル〜４．２Ｖ／セルまで充電されて満充電される。したがって、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池は３個または４個を直列に接続して、電装用バッテリ１に並列に接続される。

蓄電器に使用されるキャパシタは、静電容量の大きい電気二重層コンデンサー（ＥＤＬＣ）等のキャパシタである。キャパシタである蓄電器は、充電抵抗を極めて小さくして、回生制動時の蓄電量を鉛バッテリよりも大きくできる。ただ、蓄電器をキャパシタとする電装予備蓄電部は、蓄電量、すなわち蓄電される電荷によって電圧が変化するので、双方向性ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電装用バッテリに接続される。

図５の電装予備蓄電部２は、蓄電器４を円筒形電池としている。この電装予備蓄電部２は、互いに直列に接続している１０個の蓄電器４を水平姿勢で同一平面に配置して、１ユニットの組電池７としている。１ユニットの組電池７は、円筒形電池である２本の蓄電器４を直線状に並べて直列に接続すると共に、直列に接続された２本の蓄電器４を５列に並べている。５列に配列される蓄電器４は、互いに隣り合う列の蓄電器４を逆向きに配列すると共に、これらの蓄電器４を直列に接続して、１０個の蓄電器４を直列に接続している。図５の電装予備蓄電部２は、２ユニットの組電池７を上下方向に積層し、積層している組電池７を互いに並列に接続している。図５に示すように、複数の組電池７を積層するように配置して、互いに並列に接続する電装予備蓄電部２は、並列に接続する組電池７を多くして、電流容量を大きくできる。たとえば、１ユニットの電流容量を５Ａｈとする組電池７を２組積層して、電装予備蓄電部２の電流容量を１０Ａｈと２倍にできる。

ただ、複数の組電池を上下方向に積層するように配置して、互いに並列に接続する電装予備蓄電部は、収納ケースの上下幅が大きくなる。収納ケースは、座席の下側の収納スペースに配置する状態で、収納ケースの下面と床面との間に所定間隔の隙間を設けるので、収納ケースの上下幅が大きくなると、収納ケースの下面と床面との間に十分な間隔を確保できなくなるおそれがある。したがって、電装予備蓄電部は、複数の組電池を上下に積層する構造には特定せず、水平方向に並べて互いに並列に接続することもできる。さらに、電装予備蓄電部は、座席の下側のスペースに収納できるように、多数の蓄電器を水平方向と上下方向とに配列して、複数の組電池を並列に接続することもできる。

収納ケースは、図示しないが、内部に収納される円筒形電池の外形に沿うように、外周面を波形形状とすることができる。この形状の収納ケースは、収納される円筒形電池との密着性を高めることができると共に、直方体形状のケースと比較してケースの表面積を増やすことができ、収納ケース３の冷却性能を高めることができる。
（スペーサ５）

スペーサ５は、収納ケース３に連結されて、収納ケース３を座席１３の下側の収納スペース１５の定位置に配置する。このスペーサ５は、収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に所定の間隔の隙間１６を設ける状態で、収納ケース３を座席１３の下側に配置する。スペーサ５は、収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に、１ｃｍ以上、好ましくは３ｃｍ以上、さらに好ましくは５ｃｍ以上の隙間１６を設けるように収納ケース３を配置する。この隙間１６を広くするほど、収納ケース３は、外部から受ける浸水や異物による影響を受けにくくなる。ただ、座席１３の下に形成される収納スペース１５は、その上下幅、すなわち座席１３の下面と床面１４との空間距離が限定されていることから、収納ケース３の下面と床面１４との間を広くすると、収納ケース３への寸法要求や部品の配置、たとえば、収納ケース３の上下幅や収納される蓄電器４の数や配列に制約が生じてくる。したがって、電装予備蓄電部２は、収納ケース３に収納される蓄電器４の個数や配列、及び床面１４との間隔を考慮して、収納ケース３の外形や大きさを決定し、また、収納ケース３の下面と床面１４との間隔を特定する。

図３と図４に示すスペーサ５Ａは、収納ケース３を座席１３の底面１３Ａ側に固定する連結具２１としている。図に示す連結具２１は、収納ケース３を保持する保持部２１Ａと、この保持部２１Ａの両側を座席１３の底面１３Ａに固定する固定部２１Ｂとを備えている。図の連結具２１は、保持部２１Ａを、収納ケース３の下面と両側面に沿う溝形とし、固定部２１Ｂを、保持部２１Ａの両側の側壁の上端から両側に突出する固定片としている。このような連結具２１として、金属板を折曲加工したものや、硬質のプラスチックを所定の形状に成形したものが使用できる。保持部２１Ａは、ネジ止めや接着、あるいは係止構造によって収納ケース３を定位置に固定している。さらに、保持部２１Ａは、緩衝材を介して収納ケース３を連結して、車両による振動を吸収することもできる。図に示す座席１３は、底面１３Ａにベースプレート１７を備えており、このベースプレート１７で、座部となるクッション材１８を支持している。図に示す連結具２１は、固定部２１Ｂを直接にベースプレート１７に固定して座席１３の底面１３Ａに固定している。固定部２１Ｂは、止ネジ２２を介してベースプレート１７に固定し、あるいは、ボルトとナットを介してベースプレートに固定し、あるいは係止構造によってベースプレートに連結して固定することができる。この連結具２１は、最も簡単な構造としながら、収納ケース３を座席１３の底面１３Ａに固定できる。

座席１３の下側に配置される収納ケース３は、好ましくは、出力端子９を設けた端子面３Ａが、車両の左右方向に向く姿勢で配置する。それは、前後方向から接近する水や異物が直接に端子面３Ａに接触するのを防止して保護できるからである。たとえば、座席１３の下側の収納スペース１５の前方は、座席１３に座る搭乗者の足元に位置しているため、この搭乗者がジュースやお茶等を大量にこぼした場合に、床面１４に飛散した液体の影響を受けやすく、また、座席１３の足元に置かれる荷物が直接に接触する可能性もある。さらに、座席１３の下側の収納スペース１５の後方は、後方の座席１３に座る搭乗者の足元に位置しているため、この搭乗者がジュースやお茶等を大量にこぼした場合に、床面１４に飛散した液体の影響を受けやすく、また、後方の座席１３に座る搭乗者の靴先や、足元に置かれる荷物、たとえば、傘の先端等が直接に接触する可能性がある。このため、図３と図４に示すように、収納ケース３の端子面３Ａを車両の左右方向に向く姿勢で配置することで、前後方向から接近する水や異物が直接に端子面３Ａに接触するのを確実に防止して端子面３Ａを保護できる。

とくに、一般的な車両においては、運転席や助手席１３Ｘ等の座席１３を前後方向にスライドできる構造となっており、図３と図４に示すように、座席１３を前後にスライドさせるためのスライド機構３５を座席１３の底面１３Ａの両側に備えている。このスライド機構３５は、座席１３の底面１３Ａの両側において、下方に突出する一対の垂直プレート３６と、これらの垂直プレート３６に沿って床面１４に固定されたガイドレール３７とを備えている。このスライド機構３５は、ガイドレール３７に沿って垂直プレート３６を前後方向にスライドさせて座席１３を前後に移動させる。この構造の座席１３は、底面１３Ａの両側から下方に突出する垂直プレート３６が、左右方向に向かって配置される収納ケース３の端子面３Ａをカバーする方向にあるので、端子面３Ａに設けた出力端子９やリード線６との接続部分を保護して、この方向から水分や異物が侵入するのを有効に防止できる。さらに、図４に示す座席１３は、両側からスライド機構３５を見えなくするために、座部の両側面に沿って、下方に延びるサイドカバー１９を設けている。この構造の座席１３は、両側に設けたサイドカバー１９によって、座席１３の下側を閉塞するので、この方向から水分や異物が侵入するのを、さらに確実に阻止できる。

ただ、電装予備蓄電部は、必ずしも出力端子を設けた端子面を車両の左右方向に向ける姿勢とする必要はなく、端子面を前後方向に向けることもできる。この電装予備蓄電部は、たとえば、出力端子または端子面をカバー部材でカバーすることで、外側からの水や異物による接触を防止できる。さらに、収納ケースは、出力端子を上面に設けることもできる。

さらに、以上の図に示す連結具２１は、保持部２１Ａの両側に設けた固定部２１Ｂを座席１３の左右方向に配置する姿勢でベースプレート１７に固定している。ただ、連結具２１は、保持部２１Ａの両側に設けた固定部２１Ｂを座席１３の前後方向に配置する姿勢でベースプレート１７に固定することもできる。この構造は、収納ケース３の前後において連結具２１を座席１３に固定するので、車両が急発進したり急ブレーキで停止するときの慣性力で、収納ケース３が座席１３の前後方向に移動するのを確実に防止できる。さらに、固定部２１Ｂを前後方向に設ける構造は、保持部２１Ａの側壁が前後方向に配置されるので、この側壁を広くすることにより、前後方向から接近する水や異物の浸入を防止することができる。ただ、連結具は、前後左右の３方または４方をベースプレートに固定することもできる。この構造は、より強固に収納ケースを座席の底面に固定できる。
（実施の形態２）

以上の連結具２１は、固定部２１Ｂを直接に座席１３の底面１３Ａのベースプレート１７に固定するが、連結具は、前述のスライド機構３５の垂直プレート３６に固定することもできる。図６に示すスペーサ５Ｂは、収納ケース３をスライド機構３５の垂直プレート３６に固定する連結具３１としている。この連結具３１は、保持部３１Ａの両側に、座席１３の両側縁に向かって延びる水平部３１Ｃを設けると共に、この水平部３１Ｃの先端部を垂直プレート３６に固定している。図に示す連結具３１は、水平部３１Ｃの先端を下方に折曲して固定部３１Ｂを設けており、この固定部３１Ｂを垂直プレート３６に固定している。固定部３１Ｂは、ボルト３２とナット３３を介して垂直プレート３６に固定し、あるいは、止ネジを介して垂直プレートに固定し、あるいはまた、係止構造によって垂直プレートに連結して固定することができる。この連結構造は、座席１３の底面１３Ａにベースプレートを設けることなく、収納ケース３を座席１３の下側の収納スペース１５に配置できる。
（実施の形態３）

さらに、図７と図８に示すスペーサ５Ｃは、収納ケース３を座席１３の底面１３Ａに沿ってスライドしながら収納できる引き出し形状の連結具４１としている。引き出し状の連結具４１は、収納ケース３を収納する箱形の保持部４１Ａと、この保持部４１Ａの両側に沿ってスライド方向に延長してなるスライド片４１Ｂとを備えている。座席１３は、底面１３Ａのベースプレート１７の両側に前後に延びるガイド溝４３を設けている。図に示す座席１３は、ベースプレート１７の下面にガイドプレート４２を固定して、スライド片４１Ｂをスライドさせるガイド溝４３を設けている。この構造の連結具４１は、保持部４１Ａに収納ケース３を収納する状態で、両側のスライド片４１Ｂを座席１３の底面１３Ａに設けたガイド溝４３に案内して、座席１３の底面１３Ａに沿って連結具４１をスライドさせて定位置に配置する。ガイド溝４３に案内された連結具４１は、ガイドプレート４２とスライド片４１Ｂを貫通する止ネジ４４を介して座席１３の底面１３Ａに固定することができる。この構造は、座席１３の下側の狭いスペースにおいて、収納ケース３を定位置に収納する作業を簡単かつ容易にできる特徴がある。

以上のように、スペーサ５Ａ、５Ｂ、５Ｃを連結具２１、３１、４１として、収納ケース３を座席１３の底面１３Ａ側に固定する構造は、収納ケース３を、座席１３の底面１３Ａ側に接近させて配置できるので、上下幅に制約を受ける座席１３の下側の収納スペース１５においても、収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に理想的に隙間１６を設けることができる。また、前述のように、一般的な車両においては、運転席や助手席１３Ｘ等の座席１３を前後方向にスライドできる構造となっているが、このような座席１３においても、座席１３の底面１３Ａ側に収納ケース３を固定することで、前後にスライドする座席１３と共に収納ケース３も移動するので、座席１３の前後位置に関係なく収納ケース３を座席１３の下側に隠す状態で配置して保護できる。ただ、収納ケースは、キャビンの床面に固定することもできる。このようなスペーサの例を以下に示す。
（実施の形態４）

図９に示すスペーサ５Ｄは、収納ケース３の下面を床面１４から所定の高さに配置する脚部５１として、収納ケース３の下面とキャビン１２の床面１４との間に隙間１６を設けている。このような脚部５１として、たとえば、金属板を折曲加工してなる金属金具が使用できる。図９に示す脚部５１は、帯状の金属板を、コ字状に折曲すると共に、両端部を外側に折曲して折曲片を設けて、両端部に対して中央部を突出させる形状に成形している。この形状の金属金具は、両端の固定部５１Ｂをキャビン１２の床面１４、たとえば車体のシャーシ１０に固定すると共に、中央部を上方に突出させて、収納ケース３を固定する保持部５１Ａとしている。固定部５１Ｂは、ボルト５２とナット５３を介してシャーシ１０に固定し、あるいは溶着してシャーシに固定することができる。保持部５１Ａは、止ネジ５４を介して収納ケース３に固定し、あるいは、係止構造によって収納ケースに固定することができる。金属金具である脚部５１は、以上の形状には特定せず、Ｌ金具やＺ金具、あるいはこれらの金具を組み合わせた種々の形状のものが使用できる。

さらに、脚部は、必ずしも金属製には限定せず、プラスチック製やゴム製とすることもできる。プラスチックやゴムからなる脚部は、軽量にしながら腐食に対して強くできる。とくに、脚部をゴム製とする構造は、ゴムの弾性で車両の振動を吸収して、収納ケースに収納される蓄電器やその配線部分における振動による悪影響を防止できる特徴もある。

以上の構造で座席１３の下の収納スペース１５に配置される電装予備蓄電部２は、収納ケース３の端子面３Ａに配置される出力端子９にリード線６が接続される。図３ないし図８に示すように、座席１３の底面１３Ａ側に固定される収納ケース３に接続されるリード線６は、図示しないが、座席１３が前後に移動する状態においても接続部分に負担が掛からないように、長さに余裕を持って配線される。電装予備蓄電部２から引き出されたリード線６は、図２に示すように、第１スイッチ６５を介して電装用バッテリ１に接続されて、電装用バッテリ１と電装予備蓄電部２とを並列に接続可能としている。

以上のようにして車両に搭載される電源装置１００は、図２に示すように、車両に搭載される発電機６４や車両負荷６１に接続されて充放電される。図に示す電源装置１００は、電装予備蓄電部２と電装用バッテリ１の中間に接続されて、電装予備蓄電部２を電装用バッテリ１に並列に接続する第１スイッチ６５と、電装予備蓄電部２の出力側に接続されて、電装予備蓄電部２の過充電や過放電を防止する第２スイッチ６６とを備えている。第１スイッチ６５と第２スイッチ６６は、制御回路６７によって接続状態が制御される。第１スイッチ６５や第２スイッチ６６は、リレーや半導体スイッチング素子などのスイッチング素子が使用できる。半導体スイッチング素子は、トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の素子が使用できる。第１スイッチ６５は、エンジンルーム１１に配置され、あるいはキャビン１２内に配置することができる。第２スイッチ６６は、電装予備蓄電部２の収納ケース３内に配置されて、出力端子９と組電池７との間に接続される。収納ケース３は、内部に第２スイッチ６６の収納部を設けることができる。この構造は、収納ケース３に収納される第２スイッチ６６を水や異物の侵入から保護できる。ただ、出力スイッチは収納ケースの外部に配置することもできる。

図２の回路図に示す電源装置１００は、車両側の発電機６４で充電される。車両側の発電機６４は、電源装置１００を充電する状態で、充電電圧が最高電圧（例えば１４Ｖ〜１５Ｖ）以上に上昇しないように出力電圧を制御して、電源装置１００の過充電を防止している。制御回路６７は、電装予備蓄電部２の残容量を検出すると共に、電装予備蓄電部２の残容量が最大残容量を越えて充電状態にあると、第２スイッチ６６をオフに切り換えて電装予備蓄電部２の過充電を防止して電装予備蓄電部２を保護する。

さらに、図の電源装置１００は、電装機器６２やスターターモータ６３に電力を供給して放電される。車両側は、電源装置１００の電圧が最適電圧以下に低下しないように発電機６４を制御して、電源装置１００を充電する。電源装置１００が放電される状態で、電装予備蓄電部２の残容量は制御回路１５で検出され、残容量が最低残容量以下になって放電される状態にあると、制御回路１５は第２スイッチ６６をオフに切り換えて電装予備蓄電部２の過放電を防止する。

本発明の車載用の電装予備蓄電部は、車両に搭載される電装用バッテリに並列接続される電源として車両のキャビン内に搭載されて、車両に装備される電装負荷に電力を供給する。とくに、本発明の電装予備蓄電部は、キャビン内の座席の下側に理想的な状態で配置されて、電装用バッテリと並列接続される電源として好適に車両に搭載される。

１００…電源装置
１…電装用バッテリ １Ａ…鉛バッテリ
２…電装予備蓄電部
３…収納ケース ３Ａ…端子面
４…蓄電器
５…スペーサ ５Ａ…スペーサ
５Ｂ…スペーサ
５Ｃ…スペーサ
５Ｄ…スペーサ
６…リード線
７…組電池
９…出力端子
１０…シャーシ
１１…エンジンルーム
１２…キャビン
１３…座席 １３Ｘ…助手席
１３Ａ…底面
１４…床面
１５…収納スペース
１６…隙間
１７…ベースプレート
１８…クッション材
１９…サイドカバー
２１…連結具 ２１Ａ…保持部
２１Ｂ…固定部
２２…止ネジ
２９…接続端子
３１…連結具 ３１Ａ…保持部
３１Ｂ…固定部
３１Ｃ…水平部
３２…止ネジ
３３…ナット
３５…スライド機構
３６…垂直プレート
３７…ガイドレール
４１…連結具 ４１Ａ…保持部
４１Ｂ…スライド片
４２…ガイドプレート
４３…ガイド溝
４４…止ネジ
５１…脚部 ５１Ａ…保持部
５１Ｂ…固定部
５２…ボルト
５３…ナット
５４…止ネジ
６１…車両負荷
６２…電装機器
６３…スタータモータ
６４…発電機
６５…第１スイッチ
６６…第２スイッチ
６７…制御回路

Claims (12)

1. 車両に装備される車両負荷に電力を供給する電装用バッテリに並列接続される車載用の電装予備蓄電部であって、
   複数の蓄電器と、
   前記複数の蓄電器を収納する収納ケースと
   を備えると共に、
   前記収納ケースは、車両のキャビン内の座席の下側に配置可能としており、
   さらに、前記収納ケースの下面とキャビンの床面との間に隙間を設けるためのスペーサを備えてなることを特徴とする車載用の電装予備蓄電部。
2. 請求項１に記載される車載用の電装予備蓄電部であって、
   前記スペーサが、前記収納ケースを座席の底面側に固定するための連結具であることを特徴とする車載用の電装予備蓄電部。
3. 請求項１に記載される車載用の電装予備蓄電部であって、
   前記スペーサが、前記収納ケースの下面を前記床面から所定の高さに配置するための脚部であることを特徴とする車載用の電装予備蓄電部。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載される車載用の電装予備蓄電部であって、
   前記収納ケースが非防水構造であることを特徴とする車載用の電装予備蓄電部。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載される車載用の電装予備蓄電部であって、
   前記蓄電器が、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、非水系電解液電池、キャパシタのいずれかであることを特徴とする車載用の電装予備蓄電部。
6. 車両に装備される車両負荷に電力を供給する電装用バッテリに並列接続される電装予備蓄電部を搭載する車両であって、
   前記電装予備蓄電部は、
   複数の蓄電器と、
   前記複数の蓄電器を収納する収納ケースと
   を備えると共に、
   前記収納ケースが、前記車両のキャビン内に配設された座席の下側に配置されており、
   前記収納ケースの下面と前記キャビンの床面との間に隙間を設けてなることを特徴とする車両。
7. 請求項６に記載される車両であって、
   前記電装予備蓄電部の収納ケースを前記座席の底面側に固定してなることを特徴とする車両。
8. 請求項６に記載される車両であって、
   前記電装予備蓄電部の収納ケースを脚部を介して前記床面から所定の高さに配置してなることを特徴とする車両。
9. 請求項６から８のいずれか一に記載される車両であって、
   前記電装予備蓄電部の収納ケースが非防水構造であることを特徴とする車両。
10. 請求項６から９のいずれか一に記載される車両であって、
    前記電装予備蓄電部が、前記収納ケースの側面に出力端子を備えており、該出力端子を設けた端子面を車両の左右方向に向けて配置してなることを特徴とする車両。
11. 請求項６から１０のいずれか一に記載される車両であって、
    前記座席が助手席であることを特徴とする車両。
12. 請求項６ないし１１のいずれか一に記載される車両であって、
    前記蓄電器が、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、非水系電解液電池、キャパシタのいずれかであることを特徴とする車両。

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