JP2015067120A - 電気駆動機器を備える車両 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、電気自動車用のバッテリはその容積が大きいので、形状を変形しただけでは乗車空間及び荷室を犠牲にすることなくバッテリを積載するのは困難であった。つまり、電気自動車用のバッテリを積載すると、乗車空間又は荷室を狭小化せざるを得なかった。
また、従来の電気自動車におけるバッテリを配置する領域においては、該領域に水及び塵等が侵入し難い構造を採用している。
図1及び図2には、本発明に係る電気駆動機器を備える車両の一実施形態である電気自動車1を示した。
図1は、電気自動車1を俯瞰した概略透視図である。図2は、図1に示した電気自動車1を左側から見た概略透視図である。以下、図1での電気自動車1の姿勢に基づいた上下方向、前後方向及び左右方向を基準とする。
電気自動車1は、車両の一種である。電気自動車1は、バッテリ13の蓄電電力でモータ16を駆動する。このバッテリ13及びモータ16は、電気駆動機器である。また、後述のDC(Direct Current)/DCコンバータ14及びコントロールユニット15も、電気駆動機器である。
図1の電気自動車1は、複数の骨格部材を有する車体2を有する。図1の車体2は、乗車空間3、前室4及び荷室5に大別することができる。乗車空間3は、乗員が乗車する領域であり、前方及び後方にシート6が配置されている。前室4は、乗車空間3の前側に位置する領域である。荷室5は、乗車空間3の後側に位置する領域であり、適宜の荷物、スペアタイヤ等が積載可能である。乗車空間3と前室4とは、前隔壁7によって仕切られている。乗車空間3と荷室5とは1つに連結されている。なお、車種によっては乗車空間3と荷室5とを仕切部材を設けて隔絶しても良い。車体2は、2ボックスタイプである。乗車空間3、前室4及び荷室5は、複数の骨格部材により画成される。図1には、複数の骨格部材のうち、一対のロアフレーム8と、一対のアッパフレーム9とを図示している。車体2の下部には、一対の前輪FT及び一対の後輪RTが配置される。一対の前輪FTは、前室4の下方に配置される。一対の後輪RTは、荷室5の下方に配置される。
バッテリ13、DC/DCコンバータ14、コントロールユニット15及びモータ16は、前隔壁7と縦壁12との間に配置されている。
したがって、バッテリ13等の電気自動車1における電気駆動機器が、前室4内で前隔壁7と縦壁12とによって形成される前後方向に閉塞された空間内に収容されている。また、前室4には板金で形成されるボンネット(図示せず)が開閉可能に取付けられる。よって、電気自動車1の使用時には前隔壁7と縦壁12とボンネットとにより、前後方向だけでなく、上側もある程度閉塞された空間が形成される。
また、ボンネットを閉めたときに、縦壁の上端縁がボンネットの内面に当接していることも好ましい。これにより、前隔壁と縦壁とボンネットとによって形成される空間の閉塞性が向上するので、電気駆動機器が配置される空間の耐環境性能がより一層向上する。この場合、ボンネットを閉める際の衝撃を緩和するために、縦壁の上端縁にエラストマー等の弾性部材を取付けておくのが良い。
図3は、電気自動車1の駆動系の一例である。駆動系は、電気駆動機器として、バッテリ13、DC/DCコンバータ14、コントロールユニット15、及びモータ16を有する。
しかしながら、電気自動車の乗車空間又は荷室に全てのバッテリを配置する場合、乗車空間又は荷室の積載能力と、航続距離との間に、トレードオフが成立する。電気自動車の航続距離を上げるためには、大量のバッテリを積載するために、乗車空間又は荷室5の積載能力を犠牲する必要があった。図1に示す電気自動車1おいても、例えばバッテリ13を乗車空間3の床下又は荷室5に積載する場合、後側のシート6の高さ又は荷室5の床面を上げなければならなくなる。これにより、乗車空間3の快適性、又は荷室5の積載能力が損なわれる。
このように、電気自動車では、乗車空間又は荷室を犠牲にしないで、車両の航続距離を維持する又は向上することが求められる。そこで、例えば従来のガソリン車又はハイブリッド車ではエンジン室であった前室4に、バッテリ13等の電気駆動機器を配置することが考えられる。これにより、乗車空間3及び荷室5が犠牲とならない。
しかしながら、バッテリ13等の電気駆動機器を車体2の前室4に配置する場合、乗車空間3又は荷室5に配置する場合と比べて、電気駆動機器が配置される領域の耐環境性能が低下する可能性がある。
つまり、電気自動車1等の車両では、例えば電気駆動機器が配置される領域の耐環境性能を維持しつつ、乗車空間3及び荷室5の積載能力への影響を抑え、更に車両の航続距離を維持又は向上することが求められる。
電気自動車1はエンジン車及びハイブリッド車に積載されている燃料駆動機器が不要であるので、前室4に大容量のバッテリ13を積載可能である。これにより、乗車空間の床下又は荷室にバッテリを積載していた従来の電気自動車と比較しても、バッテリの積載容量は変わらない、又は増大させることができる。したがって、従来の電気自動車に比べて、バッテリの積載容量の差に起因する航続距離の差は生じない、又は航続距離を向上させることができる。
なお、電気自動車1の前室4に所望する容量のバッテリ13を積載することはできない場合であっても、所望する容量の内の大部分は前室4に積載可能である。つまり、前室4に積載し切れなかったバッテリは大容量とならないので、残りのバッテリを積載する領域も狭小な領域があれば済むことになる。よって、電気自動車1の乗車空間3及び荷室5を狭小化することなく、乗車空間3の床下又は荷室5等に残りのバッテリを積載することができる。
車体における縦壁の接続強度は、電気自動車の走行時に生じる衝撃及び振動、並びに、電気自動車が曝される環境の変化、例えば温度変化、湿度変化等によっても接続状態を維持可能である限り特に制限は無い。また、接続形態は、例えば縦壁及び車体の接続部位が金属である場合は溶接、縦壁が合成樹脂等を含有する場合は接着等を採用することができる。
なお、接続部位は、前隔壁と縦壁との間にバッテリ等の電気駆動機器が収容できる限り特に限定はされない。上記電気自動車1において、縦壁12が金属製である場合、縦壁12は、一対のロアフレーム8及び一対のアッパフレーム9に溶接され、かつ左右端縁部が左右それぞれのロアフレーム8とアッパフレーム9との間に取付けられる板金に対して溶接される。
電気自動車100の前室4に設けられた縦壁121は、ストラットタワー17の前側に接続されている。ストラットタワー17は、左右一対の板金Sに一体的に設けられる筒状部材であり、一対の前輪FTのサスペンションが収容及び保持される一対の部材である。具体的には、縦壁121は、その左右端縁部においてストラットタワー17の前方の板金Sに接続され、縦壁121の後方面における左右端部においてストラットタワー17の全部に接続されている。縦壁121は、一対のストラットタワー17に溶接されている。なお、ストラットタワー17は、ロアフレーム8とアッパフレーム9とを上下方向に接続している。
縦壁121の下部は、縦壁12と同様に一対のロアフレーム8に接続されている。通常、ストラットタワー17は高剛性を有する部材である。ストラットタワー17に縦壁121が接続されていると、車体2から縦壁121に対して振動等が作用してもガタつきの無い接続状態を維持可能である。更に、例えば車両の衝突等によって縦壁121に応力が作用した場合であっても、ストラットタワー17の高い剛性によって縦壁121が後方から支持された状態となる。これにより、縦壁121がストラットタワー17から脱離することが無く、縦壁121が後方に押し込まれるように変形又は破損し難いので好ましい。
ここで、本発明に係る電気駆動機器を備える車両の第2実施形態について、図5を参照しつつ説明する。
図5に示す電気自動車101と、図1に示す電気自動車1との相違点は、アッパパネル18の有無である。この相違点以外は、同一の部材を用いているので、同一の参照符号を付すと共に、詳細な説明は省略する。
アッパパネル18はバッテリ13を覆蓋する。具体的には、アッパパネル18はバッテリ13の上方に設けられた板状を成す部材である。アッパパネル18は、その前方縁部が縦壁12に接続され、後方縁部が前隔壁7に接続され、左右縁部が板金Sに接続されている。つまり、電気自動車101における前室4に配置されたバッテリ13の上方はアッパパネル18によって覆蓋されて閉じられている。よって、電気自動車101は、ボンネットによるバッテリ13の配置領域への水及び塵等の侵入防止効果に加えて、アッパパネル18を設けることにより、更に水及び塵等が侵入し難くなる。したがって、電気自動車101は、電気駆動機器を配置する領域の耐環境性能が電気自動車1よりも一層向上している。
更なる変形例としては、アッパパネル18を車体に対して着脱自在とするのが良い。アッパパネル18が着脱自在であると、バッテリ13の交換作業、保守作業及び点検作業等を行い易いので好ましい。
ここで、本発明に係る電気駆動機器を備える車両の第3実施形態について、図6を参照しつつ説明する。
図6に示す電気自動車102と、図1に示す電気自動車1との相違点は、アッパパネル18及びロアパネル19の有無である。この相違点以外は、同一の部材を用いているので、同一の参照符号を付すと共に、詳細な説明は省略する。また、アッパパネル18についても上記第2実施形態の説明において詳述したので、説明を省略する。
ロアパネル19はバッテリ13とモータ16との間に配置される。具体的には、ロアパネル19はバッテリ13の下方に敷設された板状の部材である。ロアパネル19の上に、バッテリ13、DC/DCコンバータ及びコントロールユニット(図6には図示せず)が並べて搭載される。また、ロアパネル19の下方にモータ16が配置される。モータ16は一対のロアフレーム8に取付けられる。ロアパネル19は、その前方縁部が縦壁12に接続され、後方縁部が前隔壁7に接続され、左右縁部が板金Sに接続されている。つまり、電気自動車102における前室4に配置されたバッテリ13の下方はロアパネル19によって閉じられている。
したがって、電気自動車102は、前隔壁7、縦壁12、アッパパネル18及びロアパネル19によって形成される、外部とは隔絶された空間内にバッテリ13が収容されている。これにより、電気自動車102は、ボンネットによるバッテリ13の配置領域への水及び塵等の侵入防止効果に加えて、アッパパネル18だけでなくロアパネル19を設けることによって、より一層水及び塵等が侵入し難くなる。更に言うと、ロアパネル19により、前輪FTが跳ね上げる水、泥、土、砂、塵等がバッテリ13の配置領域に侵入することを防止し易くなる。したがって、電気自動車102は、電気駆動機器を配置する領域の耐環境性能が電気自動車1よりも一層向上している。
更なる変形例としては、アッパパネル18及びロアパネル19を車体に対して着脱自在とするのが良い。アッパパネル18及びロアパネル19が着脱自在であると、バッテリ13の交換作業、保守作業及び点検作業等を行い易いので好ましい。
一般的に、バッテリは充電及び放電によって発熱することが多い。バッテリの充放電効率を維持又は向上させるには、バッテリを配置する領域の温度管理が重要となる。密閉空間は、開放状態の空間に比べて、温度管理が容易である。よって、電気駆動機器、特にバッテリ13が密閉空間内に収容されていると、該密閉空間の温度管理が容易であるので、バッテリ13の温度管理を正確に行うことができる。したがって、バッテリ13が配置される空間が密閉されていると、バッテリ13の充放電特性を向上、又は長期間に亘って維持することができる。
更に好ましくは、前隔壁7、縦壁12、アッパパネル18及びロアパネル19の少なくとも一部、好ましくは全面に断熱材を取付けるのが良い。断熱材によって、密閉空間外の温度変化等の環境の変化が密閉空間内に及ぼす影響を抑えることができる。すなわち、密閉空間の温度管理がより一層容易となる。
Claims (5)
- バッテリを含む電気駆動機器を備える車両であって、
車両の乗車空間の前隔壁と、
前記前隔壁よりも前方に配置され、上下方向に延在して車体に接続される縦壁とを備え、
前記バッテリが前記前隔壁と前記縦壁との間に配置される、
電気駆動機器を備える車両。 - 車両の左右に配置され、前記前隔壁から前方へ突出する一対のロアフレームと、
車両の左右に配置され、前記一対のロアフレームより高い位置において前記前隔壁から前方へ突出する一対のアッパフレームと、
前記ロアフレームと前記アッパフレームとの間に設けられる一対のサイドパネルとを備え、
前記縦壁は、左右の前記サイドパネルの間を接続する、
請求項1に記載の電気駆動機器を備える車両。 - 前記一対のサイドパネルは、上下方向に延在するストラットタワーを有し、
前記縦壁は、前記ストラットタワーの前側に接続される、
請求項2に記載の電気駆動機器を備える車両。 - 前記バッテリを覆蓋するアッパパネルを備え、
前記アッパパネルは、前記縦壁及び前記前隔壁に接続される、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気駆動機器を備える車両。 - 前記バッテリとモータとの間にロアパネルを備え、
該ロアパネルは、前記縦壁及び前記前隔壁に接続される、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気駆動機器を備える車両。
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