JP4534757B2 - 高電圧バッテリユニットの車両搭載構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の下部に高電圧バッテリおよびその冷却ファンモータを配置した高電圧バッテリユニットの車両搭載構造に関する。

電気自動車に搭載される高電圧バッテリは、例えば下記特許文献１に記載のように、後部座席下部のフロアパネル上に配置し、発熱する高電圧バッテリを冷却するための冷却ファンモータと高電圧バッテリとを互いに車幅方向に沿って互いに並べて配置している。
特開２００２−１６６７２８号公報

しかしながら、高電圧バッテリを後部座席下で車幅方向に沿って並べて配置すると、車幅方向寸法が大きくなり、これらの側方に位置する例えばホイールハウスとの間のスペースを有効使用できず、有効利用しようとすると、特に容量の大きい高電圧バッテリを車両に搭載することが困難になるという問題がある。

そこで、本発明は、特に容量の大きい高電圧バッテリを車両に搭載する場合であっても、高電圧バッテリユニットの車両側方部位のスペースを有効利用可能とすることを目的としている。

本発明は、車両の下部に高電圧バッテリを搭載し、この高電圧バッテリに対し同一水平面上に位置して該高電圧バッテリを冷却するための冷却ファンモータを有し、この冷却ファンモータは、前記高電圧バッテリの車両後方側かつ車幅方向外側で前記高電圧バッテリと近接することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、高電圧バッテリに対し、同一水平面上でかつ車両後方側近傍に冷却ファンモータを配置しているため、高電圧バッテリの車両側方部位のスペースを確保でき、特に容量の大きい高電圧バッテリを搭載した場合であっても、高電圧バッテリの車両側方部位のスペースを有効利用することができる。

また、冷却ファンモータを、高電圧バッテリの車両後方側近傍に配置しているため、高電圧バッテリとこれを冷却するための冷却ファンモータとの距離が短くなり、冷却効率を高めることができる。

さらに、冷却ファンモータを、高電圧バッテリの車両後方に配置しているため、特に車両側方からの衝突時に、冷却ファンモータが高電圧バッテリに接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリの損傷を防ぐことができる。

また、冷却ファンモータを、高電圧バッテリと同一平面上に配置しているため、冷却ファンモータを高電圧バッテリとともに、フロアパネル上のラゲッジボード下に収めることができ、ラゲッジスペースを有効に利用することができる。
また、冷却ファンモータを、高電圧バッテリの車幅方向外側に配置しているため、特に、車両後方からの衝突時に、冷却ファンモータが高電圧バッテリに接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリの損傷を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係わる高電圧バッテリユニットの車両搭載構造を示す車両後部の平面図である。なお、図１中で、矢印ＦＲで示す方向が車両前方である。この車両は、図示しない燃料電池を搭載する燃料電池車両であり、車両後部の左右一対のホイールハウス１相互間のリアフロアパネル３上に、高電圧バッテリ５を配置している。

高電圧バッテリ５の車両後方の荷室内には、物品収納ボックスとしてのユーティリティボックスＡ７を設置し、さらにこのユーティリティボックスＡ７の車幅方向両側には、物品収納ボックスとしてのユーティリティボックスＢ９およびユーティリティボックスＣ１１をそれぞれ設置する。

高電圧バッテリ５は、バッテリケース内に収容しており、そのケース内の空気を外部に排出する排気ダクトＡ１３を、高電圧バッテリ５の車両後部側に接続し、その下流端を高電圧バッテリ５を冷却するための冷却ファンユニット１５に接続する。バッテリケースの車両前端部には、バッテリケース内に空気を導入するための吸気口５ａを設けている。

冷却ファンユニット１５は、冷却ファン１７と冷却ファン１７を回転させる冷却ファンモータ１９とをそれぞれ備え、高電圧バッテリ５に対し、同一水平面上でかつ車両後方側近傍のユーティリティボックスＡ７との間の隙間に配置している。

上記した高電圧バッテリ５と冷却ファンユニット１５とで、高電圧バッテリユニットを構成している。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図２中で上下方向が車両高さ方向である。高電圧バッテリ５の車両前方側のフロアパネル下には、図示しない燃料電池に燃料として供給する水素を収容する水素タンク２１を設置している。水素タンク２１は、車幅方向両側（図２中で左右方向両側）にて車両前後方向に延びるリアサイドメンバ２３などの車体骨格部材に取り付けたタンク保持ブラケット２５を介して車体に固定している。

冷却ファンモータ１９は、上記したリアサイドメンバ２３上のリアフロアパネル３上であって高電圧バッテリ５よりも車幅方向外側に固定してあり、その車幅方向外側位置で、ホイールハウス１との間には、水素配管としての水素充填配管２７を、車両前後方向に延設している。水素充填配管２７は、図１に示す充填口２７ａから水素を供給して前記した水素タンク２１に充填するための経路であり、図２に示すように、車両前後方向から見て、冷却ファンモータ１９に対し、水素充填配管２７のほうが高い位置となるように、車両高さ方向位置が互いにずれている。

なお、図２において、ユーティリティボックスＡ７，ユーティリティボックスＢ９およびユーティリティボックスＣ１１上には、ラゲッジボード２９を被せているが、図１ではラゲッジボード２９を省略している。このラゲッジボード２９上の空間が、ラゲッジスペースすなわち車室としての荷室３０となる。

図３は、図１に対し、ラゲッジボード２９およびユーティリティボックスＡ７，ユーティリティボックスＣ１１を取り外した状態の平面図で、冷却ファンユニット１５の車両後部には、高電圧バッテリ５から発生した熱を含む排気を、冷却ファンモータ１９から受けて流す排気ダクトＢ３１を接続している。

図４は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、図４中で上下方向が車両高さ方向である。これによれば、排気ダクトＢ３１は、ユーティリティボックスＡ７とユーティリティボックスＢ９との間の分割部に配置している。

また、上記した排気ダクトＢ３１は、ユーティリティボックスＡ７の端部上壁７ａと、この端部上壁７ａの車幅方向右側端部から下方に延び下端がリアフロアパネル３に達する端部側壁７ｂと、ユーティリティボックスＢ９の車幅方向右側の端部側壁９ａとの三方に周囲を囲まれている。

図５は、図１のＣ−Ｃ断面図で、上記した排気ダクトＢ３１の排出口３１ａを、車両後端部付近の車体リアパネル３３近傍に設定している。

図６は、図１のＤ−Ｄ断面図で、この図６と前記した図４でも明らかなように、ユーティリティボックスＡ７，ユーティリティボックスＢ９およびユーティリティボックスＣ１１のそれぞれの下端部を、フロアパネル３上に密着させて配置している。

次に作用を説明する。

高電圧バッテリ５に対し、冷却ファンモータ１９を、同一水平面上でかつ車両後方側近傍に配置しているため、高電圧バッテリ５の車両側方のホイールハウス１との間のスペースを確保でき、特に容量の大きい高電圧バッテリ５を搭載した場合であっても、高電圧バッテリ５の車両側方のホイールハウス１との間のスペースを、例えば電線を配索するなどで、有効利用することができる。

また、冷却ファンモータ１９を、高電圧バッテリ５の車両後方側近傍に配置しているため、高電圧バッテリ５とこれを冷却するための冷却ファンモータ１９との距離が短くなり、冷却効率を高めることができる。

また、冷却ファンモータ１９を、高電圧バッテリ５の車幅方向外側に配置しているため、特に、車両後方からの衝突時に、冷却ファンモータ１９が高電圧バッテリ５に接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリ５の損傷を防ぐことができる。さらに、冷却ファンモータ１９を、車両前後方向で高電圧バッテリ５の車両後方に配置しているため、特に車両側方からの衝突時に、冷却ファンモータ１９が高電圧バッテリ５に接触することを防止でき、衝突時に強電部品である高電圧バッテリ５の損傷を防ぐことができる。

また、冷却ファンモータ１９を、高電圧バッテリ５と同一平面上に配置しているため、冷却ファンモータ１９を高電圧バッテリ５とともに、リアフロアパネル３上のラゲッジボード２９下に収めることができ、ラゲッジスペース（荷室３０）を有効に利用することができる。

また、図２に示すように、水素充填配管２７と冷却ファンモータ１９とは、車両前後方向から見て車両高さ方向位置が互いにずれているので、車両の特に側面衝突時に水素充填配管２７が冷却ファンモータ１９と、ホイールハウス内の図示しないタイヤとの間に挟まれることを防止でき、このような挟まれる状態を防止するために特別な補強を追加する必要がない。

さらに、図２に示すように、冷却ファンモータ１９を、車体の下部に位置する車体骨格部材であるリアサイドメンバ２３上に配置することで、上記と同様に車両の特に側面衝突時に、冷却ファンモータ１９の車幅方向のずれを防止することができる。

図４に示すように、排気ダクトＢ３１を、車室（荷室３０）内に設けた複数のユーティリティボックスＡ７とユーティリティボックスＢ９との間のデッドスペースとなる分割部に配置することで、荷室３０のスペースを有効利用でき、ユーティリティボックスＡ７やユーティリティボックスＢ９の容量を大きく確保することができ、ユーザの利用できる荷室スペースを最大限に確保することが可能になる。

さらに、図４に示すように、音振発生源である冷却ファンモータ１９からの排気経路である排気ダクトＢ３１を、吸音効果のある発泡材で構成したユーティリティボックスＡ７およびユーティリティボックスＢ９で覆うことで、音振性能を高めることができる。またユーティリティボックスＡ７およびユーティリティボックスＢ９を遮音材（吸音材）と兼ねることで、別途遮音材を設ける場合と比較して軽量化とコスト削減が達成できる。

図５に示すように、音振の排出部である排気ダクトＢ３１の排出口３１ａは、車両後端部付近としているので、車両前方の乗員とからの距離を確保でき、音振性能を高めることができる。また、音振発生源である冷却ファンモータ１９から排出口３１ａまでの距離を確保しているので、排気ダクトＢ３１内で音の減衰を効果的に実施でき、音振性能が向上する。

図４，図６に示すように、ユーティリティボックスＡ７およびユーティリティボックスＢ９を、リアフロアパネル３上に密着させることで、排気ダクトＢ３１により暖められたダクト周囲の空気が高圧バッテリ５側へ逆流するのを防止でき、高電圧バッテリ５に対する冷却効率が向上する。

図７は、本発明の第２の実施形態を示す、前記図４に対応する断面図である。第２の実施形態は、図４に示した第１の実施形態における排気ダクトＢ３１に代えて、排気ダクトＢ３１０を設定している。

排気ダクトＢ３１０は、ユーティリティボックスＡ７の端部上壁７ａと、同端部側壁７ｂと、ユーティリティボックスＢ９の端部側壁９ａと、リアフロアパネル３との四方に囲まれた領域が排気流路となるように構成しており、したがってこの場合、車室内に設けた複数の物品収容ボックスの外壁相互間が排気流路となる。

このように構成したに排気ダクトＢ３１０は、排気流路の内壁自体が吸音効果のある発泡材で構成したユーティリティボックスＡ７およびユーティリティボックスＢ９となり、音振性能を向上することができる。またユーティリティボックスＡ７やユーティリティボックスＢ９で、遮音材と排気ダクトを兼ねることで、別途専用の遮音材および排気ダクトを設ける場合と比較して軽量化とコスト削減が達成できる。

本発明の第３の実施形態として、図１に示すように、車両後方横に排気口３５を設定し、この排気口３５と冷却ファンユニット１５とを図示しない排気ダクトで接続する。この場合の排気ダクトは、図４に示す排気ダクトＢ３１のように、別途設定した二つのユーティリティボックス相互で囲むように形成するか、あるいは図７に示す排気ダクトＢ３１０のように、別途設けた二つのユーティリティボックスおよびリアフロアパネル３で囲む領域を排気流路となるように形成する。

これにより、前記した第２の実施形態と同様に、音振性能の向上と、別途専用の遮音材および排気ダクトを設ける場合と比較して軽量化とコスト削減が達成できる。

本発明の第１の実施形態に係わる高電圧バッテリユニットの車両搭載構造を示す車両後部の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１に対し、ラゲッジボードおよびユーティリティボックスを取り外した状態の平面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図１のＤ−Ｄ断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す、図４に対応する断面図である。

符号の説明

３ リアフロアパネル（車体）
５ 高電圧バッテリ
７ ユーティリティボックスＡ（物品収容ボックス）
７ａ ユーティリティボックスＡの端部上壁（物品収容ボックスの外壁）
７ｂ ユーティリティボックスＡの端部側壁（物品収容ボックスの外壁）
９ ユーティリティボックスＢ（物品収容ボックス）
９ａ ユーティリティボックスＢの端部側壁（物品収容ボックスの外壁）
１９ 冷却ファンモータ
２３ リアサイドメンバ（車体骨格部材）
２７ 水素充填配管（水素配管）
３０ 荷室（車室）
３１，３１０ 排気ダクトＢ
３１ａ 排出口
３５ 車両後方横に配置した排気口

Claims (11)

1. 車両の下部に高電圧バッテリを搭載し、この高電圧バッテリに対し同一水平面上に位置して該高電圧バッテリを冷却するための冷却ファンモータを有し、この冷却ファンモータは、前記高電圧バッテリの車両後方側かつ車幅方向外側で前記高電圧バッテリと近接することを特徴とする高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
2. 前記車両は燃料電池を搭載する燃料電池車両であり、前記燃料電池に供給する水素配管を車両前後方向に延設し、この水素配管と前記冷却ファンモータとは、車両前後方向から見て車両高さ方向位置が互いにずれていることを特徴とする請求項１に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
3. 前記冷却ファンモータを、車両の下部に位置する車体骨格部材上に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
4. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、車室内に設けた複数の物品収容ボックス相互間の分割部に配置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
5. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、その排出口が車両後端部付近となるよう配置することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
6. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、車室内に設けた複数の物品収容ボックスがその周囲を囲むように配置することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
7. 前記冷却ファンモータにより、前記高電圧バッテリから発生した熱を含む排気を受けて流す排気ダクトを、車室内に設けた複数の物品収容ボックスの外壁相互間が排気流路となるように設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
8. 前記物品収容ボックスを車体に密着させることを特徴とする請求項４，６，７のいずれか１項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
9. 前記排気ダクトを、車両後方横に配置した排気口に接続することを特徴とする請求項７に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
10. 前記物品収容ボックスをリアフロアパネル上に密着させることを特徴とする請求項８に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。
11. 前記高電圧バッテリおよび前記冷却ファンモータを、車両後部における荷室下部のフロアパネル上に配置することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の高電圧バッテリユニットの車両搭載構造。

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