JP3763357B2

JP3763357B2 - キャパシタハイブリッド車

Info

Publication number: JP3763357B2
Application number: JP2002181878A
Authority: JP
Inventors: 田良昭山; 正和佐々木; 杉裕三高; 木一芳奥
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004025934A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータを搭載している「ハイブリッド車」において、充放電装置としてのキャパシタの車両への搭載技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平１１−１３９１６８号公報では、図１０に示すように、バスにおいて、天井、後部側壁部及び床下にキャパシタ（天井に配置された第１のキャパシタエレメント群１Ａ、後部側壁部に配置された第２のキャパシタエレメント群１Ｂ、床下に配置された第３のキャパシタ群１Ｃを搭載している。
バスでは、天井及び車体の後部側壁部を有し、天井及び車体の後部側壁部には制限される物体は無く、中央床下部は他の補機も比較的少ないため搭載は容易である。
さらに、天井、後部側壁部及び床下の形態が共通しているため、キャパシタ配置に際しては共通化が可能である。
【０００３】
しかし、トラックでは、荷台の形態が多岐に亘っているため、荷台側の床下や、面積が十分ではない運転席（キャブ）の天井にキャパシタを取り付けることは困難である。また、荷台の形態如何によっては、個別対応をしなければならないという問題が有る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
係る従来の問題点に鑑み、車両への搭載が容易で、堅牢かつ汎用性に富み、キャパシタの冷却性を向上させ、巻き込み防止効果を備えたキャパシタハイブリッド車を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、充放電装置として電気二重層キャパシタを使用し、エンジンとモータとを搭載しているハイブリッド車において、複数のキャパシタセルからなるキャパシタモジュールを複数個長手方向に平行に連ねた状態でモジュールケースに収容してキャパシタユニットを構成し、複数のキャパシタユニットを隙間を設けて上下方向複数段に配置して、風抜き孔を設けたブラケットでそのモジュールケースの前後端部を保持しフレームのサイドレールの外側面に取付け、そしてキャパシタユニットの車両外方に車両巻き込み防止装置の機能を有するプロテクタを設け、そのプロテクタは前後端部を前記ブラケットに固定し、かつその中間部をサイドレールから延在する上部ステーおよび下部ステーにより支持している。
【０００６】
前記キャパシタユニット（１）の搭載位置がキャブ後面（２）と後車軸（８）中心との間である。
【０００７】
そのようにキャパシタの集合体をユニット（１）としてまとめ、該キャパシタユニット（１）をフレームのサイドレール（Ｆｓ）に取り付ければ、サイドレール（Ｆｓ）は、架装性に優れており、且つ、強度的にも優れているため、取り付けに好都合である。
更に、サイドレール（Ｆｓ）から車両の最外側までの距離は、同じ大きさのクラスの車両群では類似の値であるため、搭載用ブラケット（５０、６０）も含めてユニット化しておけば、汎用性が高まる。
特に長尺車においては、キャブ後面（２）と後車軸（８）中心との間にはスペースにゆとりがあり、搭載に好適である。
【０００９】
キャパシタユニット（１）を隙間を設けて複数段に保持することによって、キャパシタセル（９）を装填したキャパシタモジュール（１０）のケース（２０）を好適に冷却し、装填されたキャパシタセル（９）の性能を良好に発せしめる。
【００１４】
また、キャパシタの電流制御用インバータを前記キャパシタユニットの後方に搭載し、そのインバータ後方までプロテクタを延長して設けている。
【００１５】
キャパシタの電流制御用インバータ（５）をキャパシタユニット（１）の近傍に搭載することは、配線が短縮出来、該インバータ（５）を共通のプロテクタ（３Ａ）もしくはカバーで保護出来るので、最小のユニット個数に抑えることが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
先ず、図１〜図５を参照して、第１実施形態を説明する。
キャパシタユニット１搭載位置は、図２に示すようにフレームの左サイドレールＦｓの後車軸８の後部、すなわち、左リヤオーバハング部（Ｌ１）である。
【００１８】
図１を参照して、サイドレールＦｓへのキャパシタユニット１の搭載状態を更に詳しく説明する。
搭載状態を説明する前に、図４及び図５をも参照してキャパシタユニット１の詳細な構成を説明する。
【００１９】
キャパシタユニット１は、図４に示すようにキャパシタモジュール１０を３台長手方向に平行に連ねた状態で、該３台のキャパシタモジュール１０をモジュールケース (図１でキャパシタユニットとして見える部分がモジュールケース)２０に冷却を考慮して、互いに所定の隙間を確保した状態で装着している。
【００２０】
前記キャパシタモジュール１０は、図４で示すように、セル収納容器３０の中に、複数のキャパシタセル９を図示しない絶縁材と交互に積層するように収装している。
【００２１】
ここで、キャパシタセル９は、図５に概要を示すように、複数の正極体及び負極体と、両者の間に介装される絶縁体を積層し電解液と共に袋状ケース９１に収められる。
【００２２】
図１に戻り、前記モジュールケース２０には、前後に取り付け部材２０ａが形成されている。
該取り付け部材２０ａには取付け孔２０ｂが穿孔されており、該取付け孔２０ｂを介して、図示しないボルト・ナットにより前記キャパシタブラケット５０、６０の図示しない取付け孔に取り付けられる。
【００２３】
図１、及び後述の図３に示す様に第１実施形態ではキャパシタユニット１が２台、上下方向で所定の隙間Ｓを確保した状態で、キャパシタブラケット５０、６０に取り付けられる。
【００２４】
尚、キャパシタブラケット５０、６０には通風用の風抜き孔５０ａ、６０ａを形成しておくことが好ましい。該風抜き孔５０ａ、６０ａの位置は、２台のキャパシタユニット１の間の隙間Ｓと同じ高さの領域に設けることが好ましい。
【００２５】
キャパシタユニット１の車両外方には、複数の棒状体の横部材３１と、例えば山形鋼３２、又は棒状体３３の縦部材（３２、３３）とで構成されるプロテクタ３が、以下の方法で取り付けられる。
尚、図１において、符号Ｔ、Ｔは交差して前後のブラケット５０，６０を固定する。また、符号Ｃはコンタクタを示す。符号３５は、キャパシタユニット１の下部を保護するアンダーカバーで、下部ステー７に固定され、また、一端を専用ブラケット７１でサイドレールＦｓ下面に固定される。
【００２６】
プロテクタ３の前後端部の山形鋼による縦部材３２を前記前後のブラケット５０、６０の夫々外側部５０ｂ、６０ｂに当接させて図示しないボルト・ナットでブラケット５０，６０に固定する。
【００２７】
図３は、図１のＹ−Ｙ断面矢視を示しており、プロテクタ３を更に効果的に支持するために、サイドレールＦｓの上方コーナー部から上部ステー６が、下方コーナー部から下部ステー７が互いに水平方向に延在するように公知の取り付け手段によって取り付けられる。その場合、上部ステー６と上段のキャパシタユニット１、及び下部ステー６と下段のキャパシタユニット１は振動しても触れない距離が確保されている。
【００２８】
上下ステー６、７は夫々取付金具６１、７１を介してプロテクタ３の縦部材である棒状態３３を固定する。
プロテクタ３とキャパシタユニット１は、障害物等がプロテクタ３と所定以下の衝撃力で衝突した場合の変形ではキャパシタユニット１がダメージを蒙らない程度の隙間が確保されていることが好ましい。
【００２９】
図１に戻り、キャパシタユニット１の車両外方には、プロテクタ３の代わりに板状体で折り曲げ加工を施したカバー４を用いることも出来る。
板状体に折り曲げ加工を施すのは、カバーにある程度の堅牢性を持たせるためである。当該カバーは、人間の巻き込み防止を意図するものであり、ある程度の堅牢性を確保出来ればよいからである。
【００３０】
或いは、プロテクタ３とカバー４を併用することも出来る。
【００３１】
係る構成を具備した第１実施形態のキャパシタハイブリッド車は、キャパシタの集合体をユニット１としてまとめ、キャパシタユニット１を架装性に優れ、且つ、強度的にも優れたサイドレールＦｓに取り付けているので取付が容易であり、耐久性も保障される。
【００３２】
更に、サイドレールＦｓから車両の最外側までの距離は、同じ大きさのクラスの車両群では類似の値であるため、搭載用ブラケット５０、６０も含めてユニット化しておけば、汎用性が高まる。
【００３３】
キャパシタユニット１を隙間Ｓを設けて複数段（図示では２段）に保持することによって、キャパシタセル９を収装したキャパシタモジュール１０のモジュールケース２０を好適に冷却し、収装されたキャパシタセル９の性能を良好に発せしめる。
【００３４】
巻き込み防止装置の機能を、キャパシタユニット用プロテクタ３及び／又はカバー４で兼用することによって、装置の削減が図られ、コスト削減に繋がる。
特に、バンボディーを架装した場合などでは、安全面の確保に加え、カバー４によって広告用塗装のスペースが増大するというメリットもある。
【００３５】
上下の支持ステー６、７によってプロテクタ３の中間部上下からもプロテクタ３を支持することによって、プロテクタ３に十分な強度と剛性が与えられ、耐久性が向上するとともに、強制振動の発生をも防止する。
【００３６】
次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。
図６の第２実施形態は、図１〜図５の第１実施形態に対して、サイドレールＦｓの長手方向の搭載位置が異なる。
すなわち、第１実施形態がリヤオーバハング部Ｌ１に搭載したのに対して、第２実施形態は、キャブ後面２と後車軸３中心との間Ｌ２に搭載したことが異なり、装置類及び搭載方法は第１実施形態と同様である。相違点である効果についてのみ説明する。
【００３７】
キャブ後面２と後車軸８中心との間Ｌ２に搭載することは、特に長尺車においては、キャブ後面２と後車軸８中心との間にはスペースにゆとりがあり、搭載に好適である。
【００３８】
次に図７を参照して、第３実施形態を説明する。
図７の第３実施形態は、図１〜図５の第１実施形態、及び図６の第２実施形態に対して、キャパシタユニット１の車両搭載単位Ｕ１を１から２に増やしたもので、車両搭載単位Ｕ１をキャブ後面２と後車軸８中心との間の領域の左右のサイドレールＦｓに分散させた実施形態である。
左右の重量バランスがよく、大容量の電力を扱う架装形態に適す。
【００３９】
次に図８を参照して、第４実施形態を説明する。
図８の第４実施形態は、図７の第３実施形態に対して、２つの搭載単位のキャパシタユニット１を、図示ではキャブ後面２と後車軸８中心との間の領域で左側のサイドレールＦｓに搭載した実施形態である。
大容量の電力を扱う架装形態に適す。尚、右側のサイドレールＦｓに２つの搭載単位Ｕ１を搭載することも可能である。
【００４０】
次に図９を参照して、第５実施形態を説明する。
図９の第５実施形態は、図１〜図５の第１実施形態に対して、キャパシタユニット１の後方に、キャパシタの電流制御用のインバータ５を搭載したものである。
インバータ５前端の取り付けブラケットは、前記キャパシタユニット用の後部ブラケット６０が兼用しており、インバータ５後端の取り付けブラケットは、専用ブラケット７０が用意される。該ブラケット７０は、後部ブラケット６０と同様の方法でサイドレールＦｓに固定される。
ブラケット６０と７０を同一品とすることが、部品共通化の上で好ましい。
【００４１】
また、前記プロテクタ３Ａ及び／又はカバー４Ａは該インバータ５の後方まで延長されている。尚、プロテクタ３Ａ及びカバー４Ａの構成及び構造は、概略第１実施形態〜第４実施形態におけるプロテクタ３及びカバー４と同様である。
【００４２】
係る構成を具備する第５実施形態のキャパシタハイブリッド車によれば、キャパシタの電流制御用インバータ５をキャパシタユニット１の近傍に搭載することで配線が短縮出来、該インバータ５を共通のプロテクタ３Ａ及び／又はカバー４Ａで保護出来るので、最小のユニット個数に抑えることが出来る。
【００４３】
ハイブリッド車として、エンジンＡＮＤ／ＯＲモータで車両を駆動する（バッテリに充電する場合有り）、所謂「パラレル型」と、エンジンは発電するのみで、電気自動車と同様、モータだけで駆動する（エンジンは、発電が必要な時のみに動く）、所謂｛シリーズ方｝があるが、本発明は、パラレル型、シリーズ型は問わなく、両方に適用出来る。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の効果を以下に列挙する。
（１）キャパシタユニットを架装性に優れ、且つ、強度的にも優れたサイドレールに取り付けているので取付が容易であり、耐久性も保障される。
（２）搭載用ブラケットも含めてユニット化しておけば、汎用性が高まる。
（３）キャパシタユニットを隙間を設けて複数段に保持することによって、モジュールケースを好適に冷却し、収装されたキャパシタセルの性能を良好に発せしめる。
（４）巻き込み防止装置の機能を、キャパシタユニット用プロテクタ及び／又はカバーで兼用することによって、装置の削減が図られ、コスト削減に繋がる。バンボディーを架装した場合などでは、安全面確保に加え、カバーによって広告用塗装のスペースが増大するというメリットもある。
（５）上下の支持ステーによってプロテクタの中間部上下からもプロテクタを支持することによって、プロテクタに十分な強度と剛性が与えられ、耐久性が向上するとともに、強制振動の発生をも防止する。
（６）キャブ後面と後車軸中心との間に搭載することは、特に長尺車において、スペースにゆとりがあり、搭載に好適である。
（７）車両搭載単位を左右のサイドレールＦｓに分散させた場合は、左右の重量バランスがよく、大容量の電力を扱う架装形態に適す。
（８）キャパシタの電流制御用インバータをキャパシタユニットの近傍に搭載することで配線が短縮出来、インバータを共通のプロテクタ及び／又はカバーで保護出来るので、最小のユニット個数に抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の装置の構成を示す斜視図。
【図２】第１次視形態の車両への搭載レイアウトを示す図。
【図３】図１のＹ−Ｙ断面矢視図。
【図４】キャパシタモジュールをモジュールケースに装着する際の配置を示した斜視図。
【図５】キャパシタセルの構成を説明する斜視図。
【図６】第２実施形態の車両への搭載レイアウトを示す図。
【図７】第３実施形態の車両への搭載レイアウトを示す図。
【図８】第４実施形態の車両への搭載レイアウトを示す図。
【図９】第５実施形態の装置の構成を示す斜視図。
【図１０】従来技術における、バスへのキャパシタ搭載状態を示す斜視図。
【符号の説明】
１・・・キャパシタユニット
２・・・キャブ後面
３・・・プロテクタ
４・・・カバー
５・・・インバータ
６・・・下部ステー
７・・・上部ステー
８・・・後車軸
９・・・キャパシタセル

Claims

充放電装置として電気二重層キャパシタを使用し、エンジンとモータとを搭載しているハイブリッド車において、複数のキャパシタセル（９）からなるキャパシタモジュール（１０）を複数個長手方向に平行に連ねた状態でモジュールケース（２０）に収容してキャパシタユニット（１）を構成し、複数のキャパシタユニット（１）を隙間（Ｓ）を設けて上下方向複数段に配置して、風抜き孔（５０ａ、６０ａ）を設けたブラケット（５０、６０）でそのモジュールケース（２０）の前後端部を保持しフレームのサイドレール（Ｆｓ）の外側面に取付け、それらのキャパシタユニット（１）の車両外方に車両巻き込み防止装置の機能を有するプロテクタ（３）を設け、そのプロテクタ（３）は前後端部を前記ブラケット（５０、６０）に固定し、かつその中間部をサイドレール（Ｆｓ）から延在する上部ステー（６）および下部ステー（７）により支持していることを特徴とするキャパシタハイブリッド車。
キャパシタの電流制御用インバータ（５）を前記キャパシタユニット（１）の後方に搭載し、そのインバータ（５）後方までプロテクタ（３Ａ）を延長して設けた請求項１記載のキャパシタハイブリッド車。